回转装置的回转角度检测设备、系统、方法和工程机械的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种工程机械回转装置的回转角度检测设备、系统、方法和工程机械。所述回转装置由回转马达通过减速机来驱动，所述设备包括：接收装置，用于接收回转马达的进油口压力和出油口压力信号、以及表示在回转装置的齿轮回转的过程中感测到齿轮的齿的脉冲信号，其中所述齿轮上的齿是等距分布的；控制装置，用于根据进油口压力与出油口压力之间的差，确定齿轮的回转方向；根据脉冲信号确定在齿轮回转的过程中感测到的齿数；以及根据所述回转方向、所述齿数以及齿轮的总齿数确定齿轮的回转角度。由此，通过检测回转马达进出油口压力来判断齿轮是否回转及回转方向，可防止因接近开关的外界干扰而导致的回转角度错误计算，抗干扰性强。
【专利说明】回转装置的回转角度检测设备、系统、方法和工程机械
【技术领域】
[0001]本发明涉及工程机械领域，具体地，涉及一种工程机械回转装置的回转角度检测设备、系统、方法和工程机械。
【背景技术】
[0002]回转装置广泛存在于各类工程机械行业中(塔机、泵车等)，回转角度的测量对于工程机械动作的控制及安全性能至关重要。回转测量装置直接关系回转角度的计量，因此，回转测量装置的可靠性和准确度是工程机械回转装置准确控制的最关键要素。
[0003]当今，市面上有很多旋转编码器，这些编码器的精度较高，但耐冲击能力较差，不能适应于工程机械恶劣的工作环境中。也可采用两个或三个接近开关来检测回转角度，这种检测方法耐冲击能力高，可较好地适应工程机械的作业环境。
[0004]但是，采用接近开关来检测回转角度仍存在许多缺陷。例如，受接近开关感应距离的限制以及接近开关感应曲线的影响，为区分回转的两个方向，两个接近开关感应的信号须为相错信号，而这对接近开关与回转齿轮间距要求很高，给回转测量装置安装和调节带来较大麻烦。一旦两者间距出现偏差，便会导致回转角度不能正确计量。此外，在未进行回转操作时，由于感应齿轮与接近开关之间的较小间距使黄油容易卡在其间，一旦有铁物质粘在黄油上，会对接近开关产生外界干扰信号，导致错误计量，降低回转测量装置的可靠程度。
【发明内容】
[0005]本发明的目的是提供一种具有较强抗干扰性、安装调试十分便利的工程机械回转装置的回转角度检测设备、系统、方法和工程机械。
[0006]为了实现上述目的，本发明提供一种工程机械回转装置的回转角度检测设备，所述回转装置由回转马达通过减速机来驱动，所述设备包括:接收装置，用于接收所述回转马达的进油口压力和出油口压力信号、以及表示在所述回转装置的齿轮回转的过程中感测到所述齿轮的齿的脉冲信号，其中所述齿轮上的齿是等距分布的；控制装置，用于:根据所述进油口压力与所述出油口压力之间的差，确定所述齿轮的回转方向；根据所述脉冲信号确定在所述齿轮回转的过程中感测到的齿数；以及根据所述回转方向、所述齿数以及所述齿轮的总齿数确定所述齿轮的回转角度。
[0007]本发明还提供一种工程机械回转装置的回转角度检测系统，所述回转装置由回转马达通过减速机来驱动，所述系统包括:第一压力检测装置，用于检测所述回转马达的进油口压力；第二压力检测装置，用于检测所述回转马达的出油口压力；接近开关，用于在所述回转装置的齿轮回转的过程中感测所述齿轮的齿；以及上述检测设备。
[0008]本发明还提供一种包括上述系统的工程机械。
[0009]本发明还提供一种工程机械回转装置的回转角度检测方法，所述回转装置由回转马达通过减速机来驱动，所述方法包括:接收所述回转马达的进油口压力和出油口压力信号、以及表示在所述回转装置的齿轮回转的过程中感测到所述齿轮的齿的脉冲信号，其中所述齿轮上的齿是等距分布的；根据所述进油口压力与所述出油口压力之间的差，确定所述齿轮的回转方向；根据所述脉冲信号确定在所述齿轮回转的过程中感测到的齿数；以及根据所述回转方向、所述齿数以及所述齿轮的总齿数确定所述齿轮的回转角度。
[0010]在上述技术方案中，通过检测回转马达的进出油口的压力来判断齿轮是否回转以及回转方向，由此可以防止因接近开关的外界干扰信号而导致的回转角度错误计算，抗干扰能力强，可靠性高，而且整个检测设备结构简单，安装、调试十分便利。
[0011]本发明的其他特征和优点将在随后的【具体实施方式】部分予以详细说明。
【专利附图】
【附图说明】
[0012]附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的【具体实施方式】一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中:
[0013]图1是根据本发明的实施方式的回转角度检测设备的结构图；
[0014]图2是根据本发明的实施方式的脉冲信号的示意图，其中该脉冲信号用来表示在齿轮回转的过程中感测到所述齿轮的齿的情况；
[0015]图3是根据本发明的实施方式的回转角度检测系统的结构图；以及
[0016]图4是根据本发明的实施方式的回转角度检测方法的流程图。
[0017]附图标记说明
[0018]10回转角度检测设备101接收装置102控制装置
[0019]20第一压力检测装置30第二压力检测装置 40接近开关
【具体实施方式】
[0020]以下结合附图对本发明的【具体实施方式】进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的【具体实施方式】仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
[0021]图1示出了根据本发明的实施方式的工程机械回转装置的回转角度检测设备的结构图。所述回转装置可以由回转马达通过减速机来驱动。如图1所示，所述设备10可以包括:接收装置101，用于接收所述回转马达的进油口压力和出油口压力信号、以及表示在所述回转装置的齿轮回转的过程中感测到所述齿轮的齿的脉冲信号，其中所述齿轮上的齿是等距分布的；控制装置102，用于根据所述进油口压力与所述出油口压力之间的差，确定所述齿轮的回转方向；根据所述脉冲信号确定在所述齿轮回转的过程中感测到的齿数；以及根据所述回转方向、所述齿数以及所述齿轮的总齿数确定所述齿轮的回转角度。
[0022]具体地，所述接收装置101可以接收所述回转马达的进油口压力Pin和出油口压力Pwt，然后确定出二者之间的差AP=Pin-P?t。在所述差ΛΡ大于第一阈值(例如，+P1)的情况下，所述控制装置102确定所述齿轮正转；以及在所述差ΛΡ小于第二阈值(例如，-P2)的情况下，所述控制装置102确定所述齿轮反转，其中，所述P1和所述P2可以相等，也可以不相等。如果上述两项条件均不满足，则所述控制装置102确定所述齿轮未进行回转。
[0023]如上所述，所述接收装置101还同时接收表示在所述回转装置的齿轮回转的过程中感测到所述齿轮的齿的脉冲信号，该脉冲信号如图2所示。
[0024]所述控制装置102可以通过以下方式确定在所述齿轮回转的过程中感测到的齿数:对所述脉冲信号的上升沿(或下降沿)进行计数。之后，控制装置102将计数结果Npulse保存，其中，Npulse表示在所述齿轮回转的过程中所感测到的齿数。
[0025]在确定出所述齿轮的回转方向、以及在齿轮回转过程中所感测到的齿数之后，所述控制装置102可以根据所述齿轮的总齿数确定出所述齿轮的回转角度。例如，假设所述齿轮的总齿数为N，则所述控制装置102可以利用以下等式(I)来确定所述齿轮的回转角度:
[0026]Θ =360/N*Npulse*x (1)
[0027]其中，O表示所述回转角度；以及X表示所述齿轮的回转方向,其中,在所述齿轮正转的情况下，x=l,以及在所述齿轮反转的情况下，χ=-1。
[0028]由此，通过检测回转马达的进出油口的压力来判断齿轮是否回转以及回转方向，可以防止因接近开关的外界干扰信号而导致的回转角度错误计算，抗干扰能力强，可靠性高，而且整个检测设备结构简单，安装、调试十分便利。
[0029]图3示出了根据本发明的实施方式的回转角度检测系统的结构图。如图3所示，所述系统可以包括:第一压力检测装置20，用于检测所述回转马达的进油口压力；第二压力检测装置30，用于检测所述回转马达的出油口压力；接近开关40，用于在所述回转装置的齿轮回转的过程中感测所述齿轮的齿；以及上述检测设备10。
[0030]如图3所示，所述第一压力检测装置20例如可以安装于所述回转马达的进油口，所述第二压力检测装置30例如可以安装于所述回转马达的出油口，以及所述接近开关40可以例如安装于所述齿轮的附近。
[0031]图4示出了根据本发明的实施方式的回转角度检测方法的流程图。如图4所示，该方法可以包括:步骤401，接收所述回转马达的进油口压力Pin和出油口压力Pwt信号、以及表示在所述回转装置的齿轮回转的过程中感测到所述齿轮的齿的脉冲信号。步骤402，确定所述进油口压力Pin与所述出油口压力Ptjut之间的差ΛΡ。步骤403，判断所述差ΛΡ是否大于第一阈值(例如，+P1X在所述差Λ P大于第一阈值的情况下，步骤404，确定所述齿轮正转，并对所述脉冲信号的上升沿或下降沿进行计数，以确定在所述齿轮回转的过程中感测到的齿数。否则，步骤405，判断所述差ΛΡ是否小于第二阈值(例如，-Ρ2)。在所述差Λ P小于第二阈值的情况下，步骤406，确定所述齿轮反转，并对所述脉冲信号的上升沿或下降沿进行计数，以确定在所述齿轮回转的过程中感测到的齿数。在步骤404和406之后，步骤407，根据所述回转方向、所述齿数以及所述齿轮的总齿数确定所述齿轮的回转角度。在所述压力差△ P均未满足步骤403和405的条件下，确定所述齿轮未回转，即回转角度保持不变。
[0032]由此，通过本发明提供的回转角度检测设备、系统、方法和工程机械，可以通过检测回转马达的进出油口的压力来判断齿轮是否回转以及回转方向，由此可以防止因接近开关的外界干扰信号而导致的回转角度错误计算，抗干扰能力强，可靠性高，而且整个检测设备结构简单，安装、调试十分便利。
[0033]以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。
[0034]另外需要说明的是，在上述【具体实施方式】中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。
[0035]此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。
【权利要求】
1.一种工程机械回转装置的回转角度检测设备，所述回转装置由回转马达通过减速机来驱动，其特征在于，所述设备包括: 接收装置，用于接收所述回转马达的进油口压力和出油口压力信号、以及表示在所述回转装置的齿轮回转的过程中感测到所述齿轮的齿的脉冲信号，其中所述齿轮上的齿是等距分布的； 控制装置，用于: 根据所述进油口压力与所述出油口压力之间的差，确定所述齿轮的回转方向； 根据所述脉冲信号确定在所述齿轮回转的过程中感测到的齿数；以及 根据所述回转方向、所述齿数以及所述齿轮的总齿数确定所述齿轮的回转角度。
2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于， 在所述差大于第一阈值的情况下，所述控制装置确定所述齿轮正转；以及 在所述差小于第二阈值的情况下，所述控制装置确定所述齿轮反转。
3.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述控制装置通过以下方式确定在所述齿轮回转的过程中感测到的齿数: 对所述脉冲信号的上升沿或下降沿进行计数。
4.根据权利要求1-3中任一权利要求所述的设备，其特征在于，所述控制装置通过以下方式确定所述齿轮的回转角度:
O =360/N*Npulse*x 其中，O表示所述回转角度#表示所述齿轮的总齿数；Npulse表示所感测到的齿数；以及X表示所述齿轮的回转方向，其中，在所述齿轮正转的情况下，x=l，以及在所述齿轮反转的情况下，X=-1。
5.一种工程机械回转装置的回转角度检测系统，所述回转装置由回转马达通过减速机来驱动，其特征在于，所述系统包括: 第一压力检测装置，用于检测所述回转马达的进油口压力； 第二压力检测装置，用于检测所述回转马达的出油口压力； 接近开关，用于在所述回转装置的齿轮回转的过程中感测所述齿轮的齿；以及 根据权利要求1-4中任一权利要求所述的检测设备。
6.—种包括权利要求5所述的系统的工程机械。
7.—种工程机械回转装置的回转角度检测方法，所述回转装置由回转马达通过减速机来驱动，其特征在于，所述方法包括: 接收所述回转马达的进油口压力和出油口压力信号、以及表示在所述回转装置的齿轮回转的过程中感测到所述齿轮的齿的脉冲信号，其中所述齿轮上的齿是等距分布的；根据所述进油口压力与所述出油口压力之间的差，确定所述齿轮的回转方向； 根据所述脉冲信号确定在所述齿轮回转的过程中感测到的齿数；以及 根据所述回转方向、所述齿数以及所述齿轮的总齿数确定所述齿轮的回转角度。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于， 在所述差大于第一阈值的情况下，确定所述齿轮正转；以及 在所述差小于第二阈值的情况下，确定所述齿轮反转。
9.根据权利要求 7所述的方法，其特征在于，通过以下方式确定在所述齿轮回转的过程中感测到的齿数: 对所述脉冲信号的上升沿或下降沿进行计数。
10.根据权利要求7-9中任一权利要求所述的方法，其特征在于，通过以下方式确定所述齿轮的回转角度:
O =360/N*Npulse*x 其中，O表示所述回转角度#表示所述齿轮的总齿数；Npulse表示所感测到的齿数；以及X表示所述齿轮的回转方向，其中，在所述齿轮正转的情况下，x=l，以及在所述齿轮反转的情况下， X=-1。
【文档编号】G01B21/22GK103575250SQ201310560608
【公开日】2014年2月12日 申请日期:2013年11月12日 优先权日:2013年11月12日
【发明者】王帅, 张虎, 林叔斌, 尹君 申请人:中联重科股份有限公司