冲程检测装置、冲程检测方法、冲程检测系统、操作杆单元以及操作杆用冲程检测系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及冲程检测装置、冲程检测方法、冲程检测系统、操作杆单元以及操作杆用冲程检测系统。
【背景技术】
[0002]现存一种结构为根据操作杆的操作状态来输出电信号的对作业机械进行操作的操作杆单元。操作杆例如经由万向接头安装在装置主体上，相对于装置主体能够向任意方向倾斜。在操作杆中，在靠近装置主体的端部固接有凸轮板。
[0003]在装置主体中与凸轮板相向的部分，以操作杆的接头部分为中心的圆周上等间隔的位置配置有4根杆(rod)。各个杆的内部具备磁铁，并设置成相互平行并且能沿着各自的轴移动。在各个杆与装置主体之间设置有对操作杆施加反作用力的弹簧。
[0004]在装置主体中，在配置于杆中的磁铁的相互之间设置有霍尔元件等磁场检测单元。磁场检测单元检测各个磁铁的磁场，并输出与检测出的磁场的大小对应的电信号。
[0005]在如上所述构成的操作杆单元中，在不对操作杆施加操作力的情况下，各个杆相对于装置主体配置在中立位置。从上述，如果使操作杆倾斜，则杆经由凸轮板进行冲程运动(stroke)。当杆进行冲程运动时，由于磁铁相对于磁场检测单元的位置发生变化，所以磁场检测单元检测的磁场的大小也发生变化。杆的冲程量是与操作杆的倾斜方向和倾斜量等操作状态对应的量。由此，从磁场检测单元输出与操作杆的操作状态对应的电信号(例如参照专利文献I)。
[0006]专利文献1:日本特开2007-107696号公报
【发明内容】
[0007]然而，在专利文献I的操作杆单元中，作为检测对象的各个杆分别需要单独的磁场检测单元。即，在具备4根杆的操作杆单元中，如果不在装置主体配置4个磁场检测单元，则无法检测操作杆的操作状态。在磁场检测单元中按检测单位需要用于将输出信号输出的信号线。因此，对于各个杆都需要磁场检测单元的操作杆单元来说，将其安装到作业机械上时，需要进行与杆的数量对应的信号线的连接作业，可能导致装配作业的复杂化。
[0008]特别是，在用于操作作业机械的操作杆单元中，通过用2个磁场检测单元重复检测同一根杆的冲程量，来提高输出的电信号的可靠性。因此，为了进行这样的冗长化的检测，在具备4根杆的操作杆单元的情况下需要总计为8个的磁场检测单元，信号线的数量也随之变成2倍，所以装配作业进一步复杂化。此外，在输入控制器侧也需要8个输入端口。
[0009]本发明鉴于上述情况而完成，其目的在于提供一种能够通过减少信号线数量来实现装配作业的简单化的冲程检测装置、冲程检测方法、冲程检测系统、操作杆单元以及操作杆用冲程检测系统。
[0010]为了实现上述目的，本发明涉及的冲程检测装置，其特征在于:具备以能沿着各自的轴向移动的方式在装置主体的同一圆周上并列配置的4根杆，在这些杆相对于上述装置主体进行冲程运动时检测上述4根杆的相对位置的变化，在各个杆中配置磁铁，以使在圆周上相邻的杆的相互之间产生磁场、并且在圆周上相邻的杆相对地进行冲程运动时磁场发生变化，在上述装置主体中，至少在相邻磁铁的相互之间的3个位置，分别配置磁场检测单元，用于检测磁铁之间的磁场、并且输出与检测出的磁场的朝向对应的电信号。
[0011]此外，本发明在上述的冲程检测装置中，上述4根杆配置在圆周上相互为等间隔的位置，在没有施加操作力的情况下各个杆相对于上述装置主体配置在预先设定的中立位置，并且在施加有操作力的情况下，以至少2根杆维持上述中立位置的状态，I根或2根杆根据操作力的大小从上述中立位置开始进行冲程运动，还具备输入信号处理单元，其基于由上述磁场检测单元输出的电信号生成与各个杆相对于上述装置主体的位置的变化对应的检测信号。
[0012]此外，本发明在上述的冲程检测装置中，各个磁场检测单元，根据沿着并列配置有上述4根杆的圆周方向预先设定的位于上游侧的杆和位于下游侧的杆的相对位置输出彼此相同的值的电信号，上述输入信号处理单元基于由3个磁场检测单元提供的各个电信号，将相邻的磁场检测单元输出的电信号相加后取得2个相加结果，并将取得的2个相加结果分别设定为检测信号。
[0013]此外，本发明涉及的冲程检测系统，包括:上述的冲程检测装置，其在上述装置主体中相邻磁铁的相互之间的4个位置分别配置有上述磁场检测单元，上述输入信号处理单元基于由上述4个磁场检测单元提供的各个电信号，通过将相邻的磁场检测单元的电信号相加从而取得4个相加结果并生成检测信号；以及异常判定装置，其实施在通过上述输入信号处理单元取得的4个相加结果中进一步将互为对角的位置的相加结果相加来计算它们的和的处理，并且在计算出的和是设定值的情况下从4个相加结果中分别将相邻的2个相加结果设定为检测信号，而在计算出的和不是设定值的情况下生成表示发生了异常的故障信号。
[0014]此外，本发明涉及的冲程检测方法，其用于在下述装置中检测冲程:具备在圆周上相互为等间隔的位置以能沿着各自的轴向移动的方式并列配置于装置主体的4根杆，在没有施加操作力的情况下上述4根杆各自相对于上述装置主体配置在预先设定的中立位置，并且在施加有操作力的情况下，以至少2根杆维持上述中立位置的状态，I根或2根杆根据操作力的大小相对于上述装置主体进行冲程运动，并且在相邻的杆相对地进行冲程运动时相互之间的磁场的朝向发生变化，上述冲程检测方法在上述4根杆中的I根或2根杆相对于上述装置主体进行冲程运动的情况下检测上述4根杆的相对位置的变化，至少在相邻的杆之间的3个位置检测磁场，基于检测出的各个磁场的朝向，确定从中立位置开始进行冲程运动的杆及其冲程量。
[0015]此外，本发明涉及的操作杆单元，具备上述的冲程检测装置，并且具备配置成相对于上述装置主体可倾斜的操作杆，在相对于上述装置主体操作上述操作杆时，上述杆根据上述操作杆的操作状态相对于上述装置主体进行冲程运动。
[0016]此外，本发明涉及的操作杆用冲程检测系统，包括:权利要求3所述的冲程检测装置，其在上述装置主体中相邻磁铁的相互之间的4个位置分别配置有上述磁场检测单元，上述输入信号处理单元基于由上述4个磁场检测单元提供的各个电信号，通过将相邻的磁场检测单元的电信号相加从而取得4个相加结果并生成检测信号；异常判定装置，其实施在通过上述输入信号处理单元取得的4个相加结果中进一步将互为对角的位置的相加结果相加来计算它们的和的处理，并且在计算出的和是设定值的情况下从4个相加结果中分别将相邻的2个相加结果设定为检测信号，而在计算出的和不是设定值的情况下生成表示发生了异常的故障信号；以及操作杆，其配置成相对于上述装置主体可倾斜，其中，在相对于上述装置主体操作上述操作杆时，上述杆根据上述操作杆的操作状态相对于上述装置主体进行冲程运动。
[0017]此外，本发明涉及的冲程检测装置，其具备以能沿着各自的轴向移动的方式并列配置于装置主体的2根杆，对这些杆的相对位置的变化进行检测，上述冲程检测装置在2根杆中分别配置磁铁，以使在相互之间产生磁场、并且在相对地进行冲程运动时磁场发生变化，在上述装置主体中，在磁铁的相互之间的位置配置有磁场检测单元，用于检测磁铁之间的磁场、并且输出与检测出的磁场对应的电信号。
[0018]此外，本发明涉及的冲程检测方法，其用于检测以能沿着各自的轴向移动的方式并列配置于装置主体的2根杆的相对位置的变化，上述冲程检测方法在2根杆之间检测磁场的朝向，并且基于检测出的磁场的朝向来检测2根杆的相对位置的变化。
[0019]根据本发明，基于设置在杆中的磁铁的相互之间的磁场朝向的变化来检测杆的相对位置变化，所以不需要针对各个杆设置磁场检测单元，能够削减来自磁场检测单元的信号线的根数。
【附图说明】
[0020]图1是表示应用了本发明的实施方式的冲程检测装置的操作杆单元并且操作杆处于直立姿势的情况下的截面图。
[0021]图2是在图1所示的操作杆单元中使操作杆倾斜的情况下的截面图。
[0022]图3-1是图1中的A-A线截面图。
[0023]图3-2是展开地示出仅#2活塞进行全冲程运动(full stroke)的情况下磁铁的相对位置变化与磁场检测单元的检测结果的图。
[0024]图4是具备图1所示的操作杆单元的操作杆用冲程检测系统