专利名称：智能液压缸系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及液压缸工作状态智能检测技术领域，尤其涉及一种智能液压缸系统。
背景技术：
许多工程机械设备，如挖掘机、起重机、装载机等，包括其他特种车辆如消防车，其工作装置的各种运动以采用液压传动来驱动为主，其中大量采用液压缸机构。在液压缸执行元件的系统中，液压故障通常由液压缸等执行元件集中体现出来。在使用这些设备时，常常发现液压缸动作不灵、液压缸欠速、产生爬行等故障，缸筒变形或油杆弯曲，甚至出现爆缸、设备失稳倒塌，而酿成重大事故等严重后果。究其原因，大都是因为液压油温度过高、液压缸内压力不足、工况条件不能适应正常操作要求，导向带过度磨损造成热量积聚，以及严重超载造成缸内压力过高等造成。设备故障不仅影响施工过程中的正常运行，给工程质量和工程进度带来很大的影响，也造成安全事故，给人民生命财产安全造成危害。装备智能化，通过采用现代传感技术、数字通信和网络技术、计算机技术，信息的采集、处理、传输、显示和高度集成共享，采用现代控制手段实现设备安全、可靠、高效工作。智能液压缸系统能够在设备工作中，实时液压缸工作状态分析和显示，以及报警，保证液压设备正常运转，提高整台设备的可靠性，安全性。工程机械工况条件复杂，风吹日晒雨淋，以及污染、粉尘等等，对液压系统以及工程机械的整个装备都造成不利影响，液压缸长期工作于这样的环境，故障在所难免。因此，为了在保障工作功能得到执行前提下的安全和提高液压缸使用寿命，使用者需要实时了解液压缸的工作参数，如缸筒变形、运动部件的磨损和摩擦区间的温升、油液温度、压力和液压缸的工作行程，等。目前，对液压缸智能化的研究基本处于空白，虽然对智能液压缸有一些认识，但如何定义、如何使用没有清晰的概念。传统上，采用指针式仪表进行单一参数的检测。即使在微电子技术发展的今天，也基本只考虑进行较少的参数测量，而且检测的参数没有用于在线的实时监控，没有从系统集成、智能控制，以及从生命周期的高度去考虑，更没有形成智能液压缸的概念。
发明内容
本发明的目的在于提供一种智能液压缸系统，以解决目前工程机械上使用的液压缸不能实现智能化实时在线监控、不能全面的监测液压缸工作状态的问题。通过各种感知和信息传输与处理技术，实现对工程机械上各液压缸相关参数的可视化、数字化及智能化监测。为达到上述目的，本发明采用的技术方案是一种智能液压缸系统，包括液压缸，其特征在于所述液压缸连接信号采集传感器，信号采集传感器的信号输出端接入信号调理电路，信号调理电路连接无线信号发射端；还包括与无线信号发射端相应的无线信号接收端，无线信号接收端与微机处理器连接，所述微机处理器还与人机界面连接。
优选的，所述信号采集传感器为一种或多种传感器的组合，主要包括有温度传感器、压力传感器、位移传感器和径向变形量传感器，实时测量液压缸缸体内液压油压力、油液温度、缸筒径向变形量、导向带与活塞杆配合区间温度和液压杆的位移(速度)，通过ZigBee无线网络将采集到的数据发送到驾驶室内图形化的人机界面上。不仅给每一步操作提供参考，同时，通过状态参数阈值设定以及自动控制装置的配合，还能够在状态异常时，实时声光警示，在超出极限安全阈值时，还能够切断使工况条件继续恶化的人工操作。优选的，所述微机处理器包括有信息存储模块，可实现大量的状态数据实时存储。并可以导出历史数据，用于以后的项目研究，进行数学过程分析，找出其中的规律，并在大量的真实工况条件作为参考的前提下，建立系统的预测模型，从而为避免安全事故的发生提供参考。优选的，所述无线信号发射端与无线信号接收端之间采用基于ZigBee协议的无线传输方式。本发明的信号传输方式还可选用其它无线或有线传输方式。本发明实现了对工程机械上各液压缸相关参数的可视化、数字化及智能化监测，将工程机械的关键部件置于可视化和参数化的实时监控状态，大大提升系统的安全性，并通过全生命周期的故障诊断和维护管理，提高液压缸使用寿命；采用无线网络传输信号，具有安装便捷、覆盖范围广、经济节约、易于扩展等优点，适用于各种安装液压缸的工作机械。
图I为本发明的系统示意图。其中I.液压缸；2.信号采集传感器；3.信号调理电路；4.无线信号发射端；5.无线信号接收端；6.微机处理器；7.人机界面。
具体实施例方式为了使本发明实现的技术手段、创新特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示及具体实施例，进一步阐述本发明，但不是用来限制本发明的保护范围。请参考图I，一种智能液压缸系统，包括液压缸I，液压缸I连接信号采集传感器2，信号采集传感器2的信号输出端接入信号调理电路3，信号调理电路3连接无线信号发射端4 ;还包括与无线信号发射端4相应的无线信号接收端5，无线信号接收端5与微机处理器6双向连接，微机处理器6还与人机界面7双向连接。信号采集传感器2包括温度传感器、压力传感器、位移传感器和径向变形量传感器，实时测量液压缸I内液压油压力、油液温度、缸筒径向变形量、导向带与活塞杆配合区间温度和液压杆的位移(速度)，通过ZigBee无线网络将采集到的数据发送到驾驶室内图形化的人机界面7上。不仅给每一步操作提供参考，同时，通过状态参数阈值设定以及自动控制装置的配合，还能够在状态异常时，实时声光警示，在超出极限安全阈值时，还能够切断使工况条件继续恶化的人工操作。以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。仅为本发明的具体实施方式
，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本领域的技术人员在本发明所揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
权利要求
1.一种智能液压缸系统，包括液压缸，其特征在于所述液压缸连接信号采集传感器，信号采集传感器的信号输出端接入信号调理电路，信号调理电路连接无线信号发射端；还包括与无线信号发射端相应的无线信号接收端，无线信号接收端与微机处理器双向连接，所述微机处理器还与人机界面双向连接。
2.根据权利要求I所述的智能液压缸系统，其特征在于所述信号采集传感器为一种或多种传感器的组合，主要包括有温度传感器、压力传感器、位移传感器和径向变形量传感器。
3.根据权利要求I所述的智能液压缸系统，其特征在于所述微机处理器包括有信息存储模块。
4.根据权利要求1-4中任一项所述的智能液压缸系统，其特征在于所述无线信号发射端与无线信号接收端之间采用基于ZigBee协议的无线传输方式。
全文摘要
本发明提供一种智能液压缸系统，以解决目前工程机械上使用的液压缸不能实现智能化实时在线监控、不能全面监测液压缸工作状态的问题，涉及液压缸工作状态智能检测技术领域，包括液压缸，其特征在于所述液压缸连接信号采集传感器，信号采集传感器的信号输出端接入信号调理电路，信号调理电路连接无线信号发射端；还包括与无线信号发射端相应的无线信号接收端，无线信号接收端与微机处理器双向连接，所述微机处理器还与人机界面双向连接。本发明实现了对工程机械上各液压缸相关参数的可视化、数字化及智能化监测，将工程机械的关键部件置于可视化和参数化的实时监控状态，大大提升系统的安全性。
文档编号F15B19/00GK102943790SQ20121043037
公开日2013年2月27日 申请日期2012年11月1日 优先权日2012年11月1日
发明者刘庆教, 关胜晓, 陈登民, 范华志, 刘朋, 刘邦才, 张虹源, 罗有亮, 何杰挺, 陈家玉, 赵盛洋 申请人:徐州徐工液压件有限公司