一种油缸装置及工程机械的制作方法

1.本实用新型涉及工程机械技术领域，尤其涉及一种油缸装置及工程机械。


背景技术：

2.现有技术中为了检测液压缸的位移通常采用以下的方案：外置式钢丝绳式位移传感器，该方案在极端工况下使用，容易造成传感器损坏，耐久性较差；内置式钢丝绳式位移传感器，该传感器存在较多的机械部件，且测量精度受机械部件的影响较大，传感器发生故障时进行检修极为不便；激光位移传感器，激光传感器可以像外置式钢丝绳式位移传感器一样布置在油缸机架上；超声位移传感器，超声位移传感器与激光位移传感器一样，存在精度和测量准确性的问题。
3.目前，挖掘机采用钢丝绳式位移传感器，用于测量液压缸伸缩量，存在一下问题：外置式钢丝绳式位移传感器，钢丝绳悬挂在外侧，容易损坏，耐久性低；内置式钢丝绳式位移传感器需要增加额外的液压端口，影响油缸内部压力的完整性。


技术实现要素：

4.本实用新型提供一种油缸装置及工程机械，用以解决现有技术中采用钢丝绳式位移传感器测量液压缸伸缩量存在钢丝绳容易损坏耐久性低或者需要增加液压端口影响油缸内部压力完整性的问题，实现液压缸伸缩量的测量。
5.本实用新型提供一种油缸装置，包括缸筒和活塞杆，还包括：磁致传感器，所述磁致传感器包括测量头、波导管和磁环，所述测量头和所述波导管相连且固定于所述缸筒的外壁，所述磁环独立固定于所述活塞杆。
6.根据本实用新型提供的油缸装置，所述磁环嵌入设于所述活塞杆的头部。
7.根据本实用新型提供的油缸装置，所述活塞杆的头部可拆卸连接有端盖，所述活塞杆的头部端面设有容纳槽，所述磁环设于所述容纳槽中以固定在所述活塞杆的头部端面和端盖之间。
8.根据本实用新型提供的油缸装置，所述磁环呈半圆形，所述容纳槽与所述磁环匹配，且所述容纳槽的一侧连接有辅助安装槽。
9.根据本实用新型提供的油缸装置，所述辅助安装槽的槽深小于等于所述容纳槽的槽深。
10.根据本实用新型提供的油缸装置，所述测量头通过卡箍固定在缸筒的外壁，所述卡箍具有连接片，所述测量头可拆卸连接于所述连接片。
11.根据本实用新型提供的油缸装置，所述波导管沿所述缸筒的长度方向设置，且所述波导管远离所述测量头的一端延伸至所述缸筒靠近所述活塞杆头部的一端。
12.根据本实用新型提供的油缸装置，所述缸筒的外壁上与所述波导管远离所述测量头的一端对应处设有支座，所述波导管远离所述测量头的一端固定于所述支座。
13.根据本实用新型提供的油缸装置，所述支座上设有与所述波导管相匹配的定位
槽。
14.本实用新型还提供一种工程机械，包括上述油缸装置。
15.本实用新型提供的一种油缸装置及工程机械，设置磁致传感器能够准确检测获取活塞杆的伸缩量，且测量头和波导管固定在缸筒的外壁上，该安装结构简单，无需活塞杆钻孔，有利于降低油缸的加工成本并保持活塞杆强度，便于后期安装维护，降低服务成本，且无需增加额外的液压端口，保持油缸内部压力的完整性；另外，波导管和磁环独立设置，二者无直接接触，使得二者均固定牢固可靠，不易损坏，从而可提高耐久性。
附图说明
16.为了更清楚地说明本实用新型或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
17.图1是本实用新型提供的油缸装置在挖掘机上的安装示意图；
18.图2是本实用新型提供的活塞杆头部磁环的设置结构示意图；
19.图3是本实用新型提供的磁环的正面示意图；
20.图4是本实用新型提供的磁环的侧面示意图；
21.图5是本实用新型提供的测量头安装的结构示意图；
22.图6是本实用新型提供的波导管安装的结构示意图。
23.附图标记：
24.1：动臂；
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2：斗杆；
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3：缸筒；
25.4：活塞杆；
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41：容纳槽；
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42：辅助安装槽；
26.5：测量头；
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6：波导管；
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7：卡箍；
27.8：端盖；
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9：磁环；
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10：支座。
具体实施方式
28.为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型中的附图，对本实用新型中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
29.下面结合图1至图6描述本实用新型的油缸装置及工程机械。
30.参考图1，本实施例提供一种油缸装置，包括缸筒3和活塞杆4；活塞杆4活动设于缸筒3内部，活塞杆4可沿缸筒3伸缩移动，活塞杆4的头部为远离缸筒3的一端。该油缸装置还包括：磁致传感器，所述磁致传感器包括测量头5、波导管6和磁环9，所述测量头5和所述波导管6相连且固定于所述缸筒3的外壁，所述磁环9独立固定于所述活塞杆4。
31.即磁环9与波导管6相互独立，二者之间没有物理连接。测量头5和波导管6固定在缸筒3外壁上，与缸筒3一体固定不动。磁环9固定在活塞杆4上，与活塞杆4一体相对缸筒3伸缩移动。在该油缸装置运行时，磁环9随着活塞杆4的移动相对波导管6产生位移，磁环9与波
导管6无直接接触，磁致传感器利用缸体运动中波导管6内固定频率的电流与磁环9产生磁场交互，产生应变脉冲，该脉冲以固定速度运行到测量头5，从而确定缸体运动位移。
32.本实施例提供的一种油缸装置，设置磁致传感器能够准确检测获取活塞杆4的伸缩量，且测量头5和波导管6固定在缸筒3的外壁上，该安装结构简单，无需活塞杆4钻孔，有利于降低油缸的加工成本并保持活塞杆4强度，便于后期安装维护，降低服务成本，且无需增加额外的液压端口，保持油缸内部压力的完整性；另外，波导管6和磁环9独立设置，二者无直接接触，使得二者均固定牢固可靠，不易损坏，从而可提高耐久性。
33.在上述实施例的基础上，进一步地，所述磁环9嵌入设于所述活塞杆4的头部。将磁环9设置在活塞杆4的头部，因为活塞杆4的头部为自由外露端，既可便于磁环9的设置，同时可避免对活塞杆4结构的较大改造，有利于降低加工成本且保持活塞杆4强度。
34.在上述实施例的基础上，进一步地，参考图2，所述活塞杆4的头部可拆卸连接有端盖8，所述活塞杆4的头部端面设有容纳槽41，所述磁环9设于所述容纳槽41中以固定在所述活塞杆4的头部端面和端盖8之间。活塞杆4的头部连接端盖8，用于使得活塞杆4内部空间密封，防止漏油。
35.本实施例提出可将磁环9固定在活塞杆4的头部端面和端盖8之间，通过端盖8与活塞杆4头部的可拆卸连接，可实现磁环9与活塞杆4的可拆卸连接，安装操作简单，易实现。进一步地，可在活塞杆4头部端面上设置容纳槽41，容纳槽41与磁环9相匹配，即尺寸和形状一致。可将磁环9放置在容纳槽41中，使得磁环9表面与活塞杆4头部端面平齐，既可实现磁环9的固定，保证磁环9位置的稳定，同时可便于端盖8与活塞杆4头部的连接。
36.该磁环9设置结构便于设置，无需对活塞杆4进行较大的结构改造，既可便于加工制造，降低加工成本且保证活塞杆4的强度；另外，还可便于磁环9的安装拆卸。
37.在上述实施例的基础上，进一步地，参考图3和图4，本实施例中所述磁环9呈半圆形。磁环9可为半圆形板状结构，为磁性材质，在波导管6通电流时，磁环9可与波导管6的磁场产生干涉，进而在磁环9移动时，可通过信号的变化获得磁环9的移动距离变化，即获得活塞杆4的伸缩量。
38.参考图2，所述容纳槽41与所述磁环9匹配，且所述容纳槽41的一侧连接有辅助安装槽42。因为磁环9可能为面积厚度较小的板状结构，为便于磁环9与容纳槽41的配合连接，可设置辅助安装槽42。辅助安装槽42与容纳槽41连通，辅助安装槽42的尺寸可小于容纳槽41。辅助安装槽42在容纳槽41的侧边在将磁环9放置在容纳槽41中时，辅助安装槽42可便于操作；同样的，在需要将磁环9从容纳槽41中取出时，辅助安装槽42也可便于取出操作。
39.在上述实施例的基础上，进一步地，所述辅助安装槽42的槽深小于等于所述容纳槽41的槽深。辅助安装槽42对槽深要求不高，无需设置过深。
40.进一步地，辅助安装槽42的具体形状，尺寸以及槽深可灵活设置，不做限定，以能够与容纳槽41连通，便于磁环9放置于容纳槽41以及从容纳槽41取出为目的。
41.进一步地，参考图2，本实施例中容纳槽41设于活塞杆4头部端面的一侧，可为辅助安装槽42提供设置空间，便于辅助安装槽42的设置。容纳槽41在活塞杆4头部端面上的具体设置部位也可为其他，具体不做限定。端盖8与活塞杆4的头部可通过螺钉、螺纹等结构连接，具体不做限定。
42.进一步地，磁环9的具体形状也可为其他，以能与波导管6的磁场产生干涉便于获
得移动信号，且便于在活塞杆4上的固定设置为目的，具体形状和尺寸不做限定。
43.进一步地，磁环9与活塞杆4的连接结构也可为其他，以能实现磁环9的牢固固定，保持磁环9位置的稳定，且不易损坏为目的，具体不做限定。
44.在上述实施例的基础上，进一步地，参考图1和图5，所述测量头5通过卡箍7固定在缸筒3的外壁，所述卡箍7具有连接片，所述测量头5可拆卸连接于所述连接片。测量头5通过卡箍7可实现与缸筒3的可拆卸连接，且可较好的实现测量头5的固定，保持测量头5位置的稳定，提高测量准确性。
45.具体的，卡箍7包括第一本体和第二本体，第一本体和第二本体分别为半包围结构，且第一本体和第二本体拼接连接形成环状。第一本体的两端分别向外连接有连接片，第二本体的两端同样分别向外连接有连接片。第一本体和第二本体可拼接套设于缸筒3，且第一本体两端的连接片与第二本体两端的连接片一一对应。第一本体和第二本体在缸筒3的一侧可通过连接片紧固连接；第一本体和第二本体在缸筒3的另一侧可通过连接片与测量头5紧固连接。
46.具体的，测量头5可放置在第一本体和第二本体在缸筒3另一侧的两个连接片之间，两个连接片分别与测量头5紧固连接，实现第一本体和第二本体的连接且实现对测量头5的牢固固定。
47.本实施例提供的测量头5通过卡箍7固定于缸筒3外壁的设置结构，便于安装拆卸，且无需对缸筒3的结构进行改造，有利于降低加工成本，且保证缸筒3自身强度。
48.在上述实施例的基础上，进一步地，参考图6，所述波导管6沿所述缸筒3的长度方向设置，且所述波导管6远离所述测量头5的一端延伸至所述缸筒3靠近所述活塞杆4头部的一端。测量头5可固定在缸筒3的末端，即远离活塞杆4头部的一端。波导管6的一端与测量头5连接，另一端沿缸筒3的长度方向布置，且延伸至缸筒3的另一端。
49.即本实施例中尽可能的将波导管6靠近磁环9设置，以保证检测的灵敏度和准确度，且波导管6未超出缸筒3，有利于降低波导管6损坏的可能性，提高耐久性。
50.进一步地，波导管6的具体设置长度不做限定。
51.在上述实施例的基础上，进一步地，所述缸筒3的外壁上与所述波导管6远离所述测量头5的一端对应处设有支座10，所述波导管6远离所述测量头5的一端固定于所述支座10。即在缸筒3的外壁上还设有支座10以对波导管6远离测量头5的端部进行固定支撑，从而测量头5和波导管6的两端均能实现稳定的固定支撑，有利于保持测量头5和波导管6位置的稳定，进而保证测量的准确性，且还可降低测量头5和波导管6损坏的可能性。
52.在上述实施例的基础上，进一步地，所述支座10上设有与所述波导管6相匹配的定位槽。支座10上的定位槽的槽口可朝向波导管6，从而波导管6远离测量头5的端部可对应插入定位槽中，实现波导管6端部的固定支撑。
53.进一步地，定位槽可为盲孔结构，也可为通孔结构，具体不做限定。
54.在上述实施例的基础上，进一步地，本实施例提供一种工程机械，该工程机械包括上述任一实施例所述的油缸装置。
55.参考图1，具体的，该工程机械包括挖掘机，油缸装置设在挖掘机的动臂1和斗杆2之间；斗杆2与动臂1可转动连接，缸筒3的末端可与动臂1可转动连接，活塞杆4的头部可与斗杆2可转动连接。从而通过活塞杆4的伸缩可驱动斗杆2转动，通过对活塞杆4伸缩量的检
测，可对斗杆2的转动进行控制。工程机械也可为其他需要设置油缸装置的设备，具体不做限定。
56.在上述实施例的基础上，进一步地，本实用新型提供一种自动测距的油缸装置及挖掘机，油缸装置包括油缸缸体与缸筒3，该油缸装置设置磁致传感器对伸缩量进行检测。磁致传感器置于油缸外壁，具体的，磁致位移传感器放置在缸筒3末端，在活塞杆4头部嵌入活动磁环9。
57.磁致传感器的波导管6置于油缸缸筒3外壁，磁致传感器的活动磁环9置于油缸活塞杆4的头部，与活塞杆4置于一起，与油缸缸筒3内部与活塞杆4共同移动，活动磁环9与波导管6无直接接触，磁致位移传感器利用油缸活塞杆4中磁环9与波导管6内固定频率的电流产生磁场交互，产生应变脉冲，活塞运动时，磁环9的运动产生位移信号传送至plc进行同步控制，该脉冲以固定速度运行到测量头5，从而确定油缸的伸缩量。
58.具体的，波导管6是一根利用高频集肤效应的空心金属管，用于发射由电流激励电路所产生的高频电磁波，波导管6内设敏感元件，用于接收电磁波，并将电磁波的变化发送至磁致伸缩效应电路中，敏感元件是由磁致伸缩材料制成。测量头5设置于缸筒3外壁，与波导管6和波导管6内的敏感元件电连接，测量头5内设有电流激励电路和磁致伸缩效应电路；测量头5连接有电线。磁环9是一块永久磁铁，用于与波导管6周围的电磁场发生机械扭转波，以表征位移。
59.磁致伸缩位移传感器的工作原理是：测量头5的电流激励电路产生激励电流，电流在波导管6内沿波导管6传播，伴随波导管6内电流传播，波导管6周围产生一个围绕波导管6的环形磁场。当油缸的活塞杆4带动磁环9移动时，磁环9所携带的磁场与波导管6中电路产生的磁场产生机械扭转波，这一机械扭转波被敏感元件所检测到，使磁致伸缩效应电路中的电流发生相应变化，这一电流变化通过量程标定电流与机械扭矩波位置的线性关系，精确的显示活塞的位移。
60.该油缸装置上磁致传感器的设置结构简单，无需活塞杆4钻孔，降低油缸的加工成本并保持活塞杆4强度；便于后期安装维护，降低服务成本；无需增加额外的液压端口，保持油缸内部压力的完整性。
61.最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。