专利名称：油缸行程检测装置、液压系统及具有该系统的工程机械的制作方法
技术领域：
本发明涉及检测装置，特别地涉及一种油缸行程检测装置。此外，本发明还涉及一 种包括上述油缸行程检测装置的液压系统及具有该液压系统的工程机械。
背景技术：
现代化工程机械的自动化、机电一体化程度都很高，经常需要对工作装置及行走 装置等设备的液压油缸中活塞的位置进行检测进而控制油缸的行程，也就是要对油缸活塞 的移动位移进行检测，特别是对于行程控制顺序运动回路中的液压油缸，对其活塞的移动 位置的检测是必不可少的。常用的油缸行程检测系统的形式多样，有内置式和外置式，其中，内置式检测系统 多在油缸内部安装位移传感器或者接近开关，但此种内置式检测系统结构复杂，加工困难， 维修极不方便，采用的安装孔以及密封将大大增加制作成本；外置式检测系统多依靠机械 挡块压放行程开关和遮挡接近开关来发出信号使控制阀进行动作，虽然此种检测系统结构 简单、造价低、维护方便，但往往需要另外设计安装机构，且行程的大小很难调整，使其应用 受到较大的限制。因此，有必要提供一种结构简单、维护方便、位置可调整的油缸行程检测装置，以 提高油缸行程控制的准确性。
发明内容
本发明旨在提供一种油缸行程检测装置及具有该检测装置的液压系统及具有该 液压系统的工程机械，能够解决现有技术中油缸行程检测装置存在的结构复杂、维护困难 的技术问题。为此，根据本发明的一个方面，提供了一种油缸行程检测装置，其包括励磁线圈 环，用于产生与油缸的横截面正交的交变磁场，其内周直径与油缸的外周直径相适应；感应 线圈环，用于在交变磁场的作用下生成感应电势，并在活塞穿过励磁线圈环时产生第一变 化电势，在活塞杆穿过励磁线圈环时产生第二变化电势；位置信号生成器，与感应线圈环相 连，用于在感应线圈环生成一对第一变化电势和第二变化电势之后生成位置信号。进一步地，励磁线圈环可以包括励磁线圈和第一环箍，第一环箍上可以设置有第 一环槽，励磁线圈可以设置于该第一环槽内。进一步地，感应线圈环可以包括感应线圈和第二环箍，第二环箍上可以设置有第 二环槽，感应线圈可以设置于第二环槽内。进一步地，第一环箍和第二环箍可以为一体的环箍。进一步地，环箍的外周还可以设置有外盖。进一步地，环箍上还可以设置有定位装置，用于防止环箍在油缸上移动。进一步地，定位装置可以包括螺孔和设置于螺孔内的螺钉，螺孔沿环箍的径向设 置，螺钉穿过螺孔与油缸接触。
根据本发明的另一个方面，还提供了一种液压系统，其包括上述油缸行程检测装置。进一步地，励磁线圈环和感应线圈环可以设置于液压油缸的外周。根据本发明的又一个方面，提供了 一种工程机械，其包括上述液压系统。本发明具有以下技术效果本发明所述的油缸行程检测装置利用了电磁感应原理，由于活塞杆和活塞的横截 面积不同，影响穿过油缸的磁场的变化也不相同，感应线圈感应到的电势将有所变化，从而 检测活塞的位置。本发明所提供的检测装置结构简单，易于加工和装配，可以自由调整安装 位置，而且工作性能稳定，不损坏油缸的密封件，具有较好的限位效果，可适用于多种需要 进行限位的液压系统中。除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。 下面将参照附图，对本发明作进一步详细的说明。
附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实 施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中图1是本发明优选实施例的油缸行程检测装置接线结构示意图；图2是本发明优选实施例的油缸行程检测装置安装结构示意图；图3是图2中油缸行程检测装置I的剖面结构放大示意图。
具体实施例方式以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以由权利要求限定 和覆盖的多种不同方式实施。为了解决现有技术中油缸行程检测装置存在的结构复杂、维护困难的技术问题， 本发明的一个方面提供了一种新型的油缸行程检测装置，请参见图1，当油缸10内的活塞 杆和活塞分别通过检测元件位置时，由于活塞杆和活塞为导磁铁心(通常为45号钢)，当励 磁线圈1通电励磁后，由于活塞杆和活塞的横截面积不一样，其影响磁场的变化也不一样， 感应线圈2感应到的电势将有所变化，从而检测出活塞的位置。下面结合附图，对本发明所述的油缸行程检测装置的结构及其工作过程进行说 明。图2是本发明优选实施例的油缸行程检测装置安装结构示意图，图3是图2中油 缸行程检测装置I的剖面结构示意图，请参见图2和图3。本发明所述的油缸行程检测装置包括励磁线圈环，该磁线圈环用于产生与油缸 的横截面正交的交变磁场，其内周直径应该与油缸的外周直径相适应，也就是说，该励磁线 圈环应该适合于套装在油缸的外周上；感应线圈环，用于在交变磁场的作用下生成感应电 势，当活塞在油缸内移动穿过励磁线圈环时，会影响交变磁场的变化，进而会使当前的感应 线圈所产生的电势发生变化，可以将其称为第一变化电势，相应地，活塞杆与活塞的横截面 积不同，在活塞杆穿过所述励磁线圈环时将会使感应线圈的电势产生不同于第一变化电势 的第二变化电势；位置信号生成器，可以与感应线圈环直接相连或通过信号转换装置与感应线圈环相连，该位置信号生成器可以用于在感应线圈环生成一对第一变化电势和第二变 化电势之后生成一个位置信号，这样，液压控制系统或者整车控制系统就可以根据该位置 信号对活塞的移动进行控制。为了使本发明所述的油缸行程检测装置具有更好的实用性，优选地，上述励磁线 圈环1可以包括励磁线圈1和第一环箍，该第一环箍的尺寸应该与油缸的外周相适应，并且 适于安装在油缸上。在该环箍上可以设置第一环槽，可以将励磁线圈1安装在该第一环槽 内，再将安装有励磁线圈的第一环箍套装在油缸上，从而实现在油缸内形成交变磁场的目 的。类似地，感应线圈环也可以包括两部分，即感应线圈2和与第一环箍相同的第二 环箍，在该第二环箍上可设置第二环槽，将感应线圈2设置在该第二环槽内。从而使得感应 线圈2可以可靠地安装在油缸的外周上。实际上，上述第一环箍和第二环箍可以是两个分体的环箍，也可以是一体的环箍 3，在该环箍3上分别设置两个环槽用于安装励磁线圈1和感应线圈2。为了便于安装和拆 卸，该环箍3应该是具有一个可以锁紧的开口。为了保证使用安全并避免励磁线圈1和感应线圈2被损坏，提高本发明所述的油 缸行程检测装置的使用寿命，还可以在环箍3的外周设置一层外盖4。从图2可以看出，本发明所述的油缸行程检测装置通常都是成对的设置在油缸10 的外周的两端，具体地可以设置在油缸10的外壳11的外周上，从而检测油缸的移动行程。 但是，为了适应多种油缸行程设计的要求，以及满足不同情况的限位要求，本发明所述的油 缸行程检测装置通过在环箍3上设置定位件，可以使环箍固定在油缸上，并可以实现灵活 地拆装。在本实施例中，可以在环箍3和外盖4的径向方向上开设同轴的螺纹通孔，再将螺 钉5旋紧到该螺纹通孔中，使螺钉5穿过螺纹通孔与油缸10的外壳11紧密接触，利用摩擦 力起到防止环箍3滑动的效果。需要移动环箍3时，可以将螺钉卸下，移动环箍3的位置， 从而实现改变测量位置的目的。根据本发明的另一个方面，还提供了一种液压系统，其包括上述油缸行程检测装 置。由于增设了上述油缸行程检测装置，可以准确地检测油缸行程以及活塞的移动位置，液 压系统的控制系统可以根据该监测装置检测到的行程信息以及活塞移动位置信息来控制 油缸所带动的元件的执行过程，防止由于活塞冲击过大而造成对油缸的损害，提高油缸的 使用寿命和液压系统的工作效率。最后，根据本发明的又一个方面，还提供了一种包括上述液压系统的工程机械，具 体而言，该工程机械可以是一种起重机。以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技 术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何 修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
权利要求
一种油缸行程检测装置，其特征在于，包括励磁线圈环，用于产生与油缸的横截面正交的交变磁场，其内周直径与所述油缸(10)的外周直径相适应；感应线圈环，用于在所述交变磁场的作用下生成感应电势，并在活塞穿过所述励磁线圈环时产生第一变化电势，在活塞杆穿过所述励磁线圈环时产生第二变化电势；位置信号生成器，与所述感应线圈环相连，用于在所述感应线圈环生成一对第一变化电势和第二变化电势之后生成位置信号。
2.根据权利要求1所述的油缸行程检测装置，其特征在于，所述励磁线圈环包括励磁 线圈(1)和第一环箍，所述第一环箍上设置有第一环槽，所述励磁线圈(1)设置于所述第一 环槽内。
3.根据权利要求2所述的油缸行程检测装置，其特征在于，所述感应线圈环包括感应 线圈(2)和第二环箍，所述第二环箍上设置有第二环槽，所述感应线圈(2)设置于所述第二 环槽内。
4.根据权利要求3所述的油缸行程检测装置，其特征在于，所述第一环箍和所述第二 环箍为一体的环箍(3)。
5.根据权利要求4所述的油缸行程检测装置，其特征在于，所述环箍(3)的外周还设置 有外盖⑷。
6.根据权利要求5所述的油缸行程检测装置，其特征在于，所述环箍(3)上还设置有定 位装置，用于防止所述环箍(3)在所述油缸上移动。
7.根据权利要求6所述的油缸行程检测装置，其特征在于，所述定位装置包括螺孔和 设置于所述螺孔内的螺钉(5)，所述螺孔沿所述环箍(3)的径向设置，所述螺钉(5)穿过所 述螺孔与油缸(10)接触。
8.一种液压系统，其特征在于，包括权利要求1至7中任一项所述的油缸行程检测装置。
9.根据权利要求8所述的液压系统，其特征在于，所述励磁线圈环和所述感应线圈环 均设置于液压油缸的外周。
10.一种工程机械，其特征在于包括权利要求8或9所述的液压系统。全文摘要
本发明提供了一种油缸行程检测装置，其包括励磁线圈环，用于产生与油缸的横截面正交的交变磁场，其内周直径与油缸的外周直径相适应；感应线圈，用于在交变磁场的作用下生成感应电势，并在活塞穿过励磁线圈环时产生第一变化电势，在活塞杆穿过所述励磁线圈环时产生第二变化电势；位置信号生成器，用于在感应线圈环生成一对第一变化电势和第二变化电势之后生成位置信号。此外，本发明还提供了具有该检测装置的液压系统和具有该系统的工程机械。本发明所提供的检测装置结构简单，易于加工和装配，可以自由调整安装位置，而且工作性能稳定，不损坏油缸的密封件，具有较好的限位效果，可适用于多种需要进行限位的液压系统中。
文档编号F15B15/28GK101949401SQ20101029183
公开日2011年1月19日 申请日期2010年9月25日 优先权日2010年9月25日
发明者单俊峰, 廖荣华, 李翠英 申请人:三一集团有限公司