专利名称：一种起重机、伸缩臂及其伸缩保护装置和方法
技术领域：
本发明涉及工程机械技术领域，特别是涉及一种用于伸缩臂的伸缩保护装置和方法。本发明还涉及一种具有该伸缩保护装置的伸缩臂以及一种具有该伸缩臂的起重机。
背景技术：
伸缩大臂是汽车起重机吊装的核心机械结构，传统的五节大臂伸缩需要两个油缸，其全伸过程为一个液压油缸伸至最大行程后切换至另外一个油缸，当两个油缸都达到满行程后，大臂完成全伸状态。近年来出现了一种新型大臂伸缩结构，即采用单油缸加钢丝绳绳排方式完成大臂的伸缩，油缸的缸筒和活塞杆的其中一个与伸缩臂的某节臂尾固定，另一个设有缸头，缸头上设有插销结构，用于与臂尾的机械限位结构锁定，在大臂全伸时，缸头通过解销动作完成缸筒/活塞杆与臂尾的解锁状态，油缸的缸筒/活塞杆可以自由地在臂内进行伸缩移动，当其到达另一节臂尾时，可以通过相应的插销动作完成与臂尾位置的锁定。由于缸头所连接的油缸缸筒/活塞杆为圆形，与油缸相连的油管因扭曲变形而产生一定的力矩，另外，当油缸内有空气进入时，在油缸在伸缩过程中，由于空气和油的比重不同而对缸头产生各种力的作用，使缸头在伸缩过程中不可避免地产生轴向的旋转运动。 这种轴向的旋转运动会导致缸销与臂尾的机械限位结构在位置上不能重合而产生摩擦碰撞甚至是破坏，提升维护成本和安全风险，严重的冲击还极有可能使锁定的臂销松动，造成安全事故。
发明内容
有鉴于此，为了有效避免缸筒/活塞杆及缸头发生轴向旋转时而导致伸缩臂在伸缩过程发生故障的问题，一方面，本发明提供了一种用于伸缩臂的伸缩保护装置。所述伸缩臂包括伸缩油缸，所述伸缩油缸上设有缸头，所述缸头上设有用于与臂尾锁定的插销结构，所述伸缩保护装置包括检测单元，用于检测所述缸头相对于伸缩臂的轴向旋转角度；判断单元，用于判断该轴向旋转角度是否大于预设值；处理单元，用于在所述轴向旋转角度大于预设值时，控制伸缩油缸停止伸缩和/ 或控制所述插销结构的缸销处于缩回状态。优选地，所述检测单元为角度传感器。优选地，所述角度传感器设置于所述缸头上。优选地，所述伸缩保护装置还包括报警单元，用于在所述轴向旋转角度大于预设值时，发出报警信号。优选地，所述伸缩油缸的缸体固定于臂尾，所述缸头设置于所述伸缩油缸的活塞杆出力端上。另一方面，本发明还提供了一种用于伸缩臂的伸缩保护方法，所述伸缩臂包括伸缩油缸，所述伸缩油缸上设有缸头，所述缸头上设有用于与臂尾锁定的插销结构，所述伸缩保护方法包括如下步骤A、检测所述缸头相对于伸缩臂的轴向旋转角度；B、判断所述轴向旋转角度是否大于预设值；C、当所述轴向旋转角度大于预设值时，控制伸缩油缸停止伸缩和/或控制所述插销结构的缸销处于缩回状态。优选地，步骤A具体为通过角度传感器检测所述缸头相对于伸缩臂的轴向旋转角度优选地，所述角度传感器设置于所述缸头上。优选地，所述伸缩保护方法还包括如下步骤C'、当所述轴向旋转角度大于预设值时，发出报警信号。又一方面，本发明还提供了一种伸缩臂，该伸缩臂具有如上任一项所述的伸缩保护装置。再一方面，本发明还提供了一种起重机，该起重机具有上述的伸缩臂。本发明提供的一种用于伸缩臂的伸缩保护装置及方法、一种具有该伸缩保护装置的伸缩臂以及一种具有该伸缩臂的起重机，在伸缩臂伸缩过程中，通过实时检测设置在伸缩油缸上的缸头相对于伸缩臂的轴向旋转角度，若该缸头具有一定程度(超出预设值)的轴向旋转时，插销结构上的缸销在位置上不能与臂尾上的机械限位结构吻合，此时控制伸缩油缸停止伸缩和/或控制所述插销结构的缸销处于缩回状态，以有效避免在伸缩过程中因缸销与机械限位结构产生的撞击而导致伸缩油缸、机械限位结构等部件的损坏，对伸缩臂的伸缩过程进行保护，降低了伸缩臂在伸缩过程中的故障率。
图1为本发明实施例所提供的一种用于伸缩臂的伸缩保护装置的结构框图；图2为本发明实施例的伸缩保护装置所应用的伸缩臂的具体结构示意图；图3为本发明实施例所提供的一种用于伸缩臂的伸缩保护方法的流程图。
具体实施例方式为了使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。应当指出，本部分中对具体结构的描述及描述顺序仅是对具体实施例的说明，不应视为对本发明的保护范围有任何限制作用。请参考图1和图2，其中，图1为本发明实施例所提供的一种用于伸缩臂的伸缩保护装置的结构框图；图2为本发明实施例的伸缩保护装置所应用的伸缩臂的具体结构示意图。下面同时结合图1和图2对本实施例的用于伸缩臂的伸缩保护装置进行详细说明。如图所示，该伸缩保护装置2所应用的伸缩臂1包括设于各节臂内的伸缩油缸11， 伸缩油缸11的缸体与某一节臂的臂尾固定(图2所示为与第三节臂的臂尾固定)，伸缩油缸11的活塞杆上设有缸头12，缸头上设有插销结构121，插销结构121中具有缸销1211，用于可选择地与第一节臂臂尾的机械限位结构13以及第二节臂臂尾的机械限位结构14锁定或解锁，缸销1211在机械限位结构13或14中处于伸出状态时与其锁定，处于缩回状态时与其解锁，缸头12、插销结构121以及机械限位结构13和14的具体结构及其设置方式可以参考相关现有技术，在此不再详细说明。伸缩保护装置2包括检测单元21，用于检测所述缸头12相对于伸缩臂1的轴向旋转角度；判断单元22，用于在检测单元21检测出该轴向旋转角度后，判断该轴向旋转角度是否大于预设值，该预设值可以人为设定(依据缸销1211与机械限位结构13和14的配合尺寸予以估算)；处理单元23，用于在所述判断单元22判断出所述轴向旋转角度大于预设值时，发出指令使伸缩油缸11停止伸缩和/或发出指令使所述插销结构121的缸销1211处于缩回状态，以避免与机械限位结构13或14的撞击；报警单元M，用于在所述判断单元22判断出所述轴向旋转角度大于预设值时，发出报警信号，报警的方式可以多种多样，例如可以通过声音警报器、仪表警报器或者颜色灯
警报器等。其中，检测单元21可以具体为角度传感器，该角度传感器可以安装于缸头12的一侧，例如通过螺纹孔将角度传感器嵌至缸头内或者通过焊接传感器支架的方式，也可以安装在缸头12的活动区域内，以便实时检测缸头12的轴向旋转角度，另外，在本实施例中，由于伸缩油缸11的缸体与伸缩臂1固定，缸头12设置在伸缩油缸11的活塞杆出力端上，因此，缸头12相对于伸缩臂1的轴向旋转角度相当于缸头12或者活塞杆相对于油缸缸体的轴向旋转角度，因此，为了获得缸头12与伸缩臂1的轴向旋转角度，也可以通过角度传感器检测伸缩油缸11的活塞杆相对于缸体的轴向旋转角度，因此，在不影响活塞杆前后伸缩的情况下，可以根据需要将角度传感器安装于活塞杆上；另外，可以根据设计需求选用角度传感器，例如可以选用最低感应角度为0. 1°的角度传感器，以便能精确地检测缸头12相对于缸体或者伸缩臂1的轴向旋转角度。在工作过程中，角度传感器检测缸头相对于伸缩臂1的轴向旋转角度，并将其发送给判断单元21，判断单元21将该轴向旋转角度与预设值进行比对，若大于预设值，则通知处理单元23作出处理，并通知报警单元M向操作人员报警，处理单元23在得知该轴向旋转角度大于预设值时，使伸缩油缸11停止动作和/或使插销结构121的缸销1211保持在缩回状态。需要说明的是，上述实施例中，伸缩保护装置2所应用的伸缩臂1采用如上形式， 但在其他实施例中，伸缩保护装置2还可以应用于其他形式的伸缩臂中，例如，在该伸缩臂中，缸头设置在伸缩油缸的缸筒上，而伸缩油缸的活塞杆与某一节臂的臂尾固定。需要说明的是，上述实施例中，采用角度传感器对缸头12相对于伸缩臂1的轴向旋转角度进行检测，但在其他情形下，还可以根据需要使用其他类型的接近开关。本发明实施例提供的一种用于伸缩臂的伸缩保护装置，通过角度传感器实时检测设置在伸缩油缸上的缸头相对于伸缩臂的轴向旋转角度，若该缸头具有一定程度(超出预设值)的轴向旋转时，插销结构上的缸销在位置上不能与臂尾上的机械限位结构吻合，此时控制伸缩油缸停止伸缩和/或控制所述插销结构的缸销处于缩回状态，以有效避免在伸缩过程中因缸销与机械限位结构产生的撞击而导致伸缩油缸、机械限位结构等部件的损坏，对伸缩臂的伸缩过程进行保护，降低了伸缩臂在伸缩过程中的故障率。
请参考图3，图3为本发明实施例所提供的一种用于伸缩臂的伸缩保护方法的流程图。为了便于说明，该伸缩保护方法所应用的伸缩臂以上述实施例所述的伸缩臂作举例说明。如图3所示，该伸缩保护方法的一种完整步骤包括Sl 开始；S2:检测轴向旋转角度；具体而言，当伸缩臂处于工作过程中，通过角度传感器实时检测设置于活塞杆上的缸头相对于伸缩臂或者缸体的轴向旋转角度。S3 判断该轴向旋转角度是否大于预设值；具体而言，将步骤S2检测的轴向旋转角度与预设值进行对比，确定其相互关系， 为下一步作依据，该预设值可以认为设定(依据缸销与机械限位结构的配合尺寸予以估算)，若该轴向旋转角度大于预设值，则转至步骤S4和S5，否则转至步骤S6。S4 发出报警信号；具体而言，当根据步骤S3获知轴向旋转角度大于预设值时，向操作人员发出报警信号，报警方式包括但不限于通过声音警报器、仪表警报器或者颜色灯警报器等。S5 控制伸缩油缸和/或缸销；具体而言，当根据步骤S3获知轴向旋转角度大于预设值时，发出指令使伸缩油缸停止动作和/或发出指令使缸销处于缩回状态(可通过控制缸销的驱动油缸实现)，以避免缸销与臂尾的机械限位结构撞击。S6 无需作出处理；具体而言，若轴向旋转角度小于预设值，说明缸头的轴向旋转角度较小，插销结构中的缸销还可以与机械限位结构进行匹配，因此，无需作出处理，使伸缩油缸或者插销结构正常工作即可。S7 结束。需要说明的是，上述伸缩保护方法也可以应用于其他类型的伸缩臂上，例如，在该伸缩臂中，缸头设置在伸缩油缸的缸筒上，而伸缩油缸的活塞杆与某一节臂的臂尾固定。本发明实施例提供的一种用于伸缩臂的伸缩保护方法，通过角度传感器实时检测设置在伸缩油缸上的缸头相对于伸缩臂的轴向旋转角度，若该缸头具有一定程度(超出预设值)的轴向旋转时，插销结构上的缸销在位置上不能与臂尾上的机械限位结构吻合，此时控制伸缩油缸停止伸缩和/或控制所述插销结构的缸销处于缩回状态，以有效避免在伸缩过程中因缸销与机械限位结构产生的撞击而导致伸缩油缸、机械限位结构等部件的损坏，对伸缩臂的伸缩过程进行保护，降低了伸缩臂在伸缩过程中的故障率。本发明实施例还提供了一种伸缩臂，该伸缩臂具有上述的伸缩保护装置，由于上述的伸缩保护装置具有上述的技术效果，因此，具有该伸缩保护装置的伸缩臂也应具备相应的技术效果，其具体实施过程与上述实施例类似，兹不赘述。本发明实施例还提供了一种起重机，该起重机具有上述的伸缩臂，由于上述的伸缩臂具有上述的技术效果，因此，具有该伸缩臂的起重机也应具备相应的技术效果，其具体实施过程与上述实施例类似，兹不赘述。
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本领域普通技术人员可以理解，实现上述方法实施例的全部或者部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成，前述程序可以存储于计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，执行包括上述方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括R0M、RAM、磁碟或者光碟等各种可以存储程序代码的介质。以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，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
1.一种用于伸缩臂的伸缩保护装置，所述伸缩臂包括伸缩油缸，所述伸缩油缸上设有缸头，所述缸头上设有用于与臂尾锁定的插销结构，其特征在于，所述伸缩保护装置包括检测单元，用于检测所述缸头相对于伸缩臂的轴向旋转角度； 判断单元，用于判断该轴向旋转角度是否大于预设值；处理单元，用于在所述轴向旋转角度大于预设值时，控制伸缩油缸停止伸缩和/或控制所述插销结构的缸销处于缩回状态。
2.如权利要求1所述的伸缩保护装置，其特征在于，所述检测单元为角度传感器。
3.如权利要求2所述的伸缩保护装置，其特征在于，所述角度传感器设置于所述缸头上。
4.如权利要求1至3任一项所述的伸缩保护装置，其特征在于，所述伸缩保护装置还包括报警单元，用于在所述轴向旋转角度大于预设值时，发出报警信号。
5.如权利要求1至3任一项所述的伸缩保护装置，其特征在于，所述伸缩油缸的缸体固定于臂尾，所述缸头设置于所述伸缩油缸的活塞杆出力端上。
6.一种用于伸缩臂的伸缩保护方法，所述伸缩臂包括伸缩油缸，所述伸缩油缸上设有缸头，所述缸头上设有用于与臂尾锁定的插销结构，其特征在于，所述伸缩保护方法包括如下步骤A、检测所述缸头相对于伸缩臂的轴向旋转角度；B、判断所述轴向旋转角度是否大于预设值；C、当所述轴向旋转角度大于预设值时，控制伸缩油缸停止伸缩和/或控制所述插销结构的缸销处于缩回状态。
7.如权利要求6所述的伸缩保护方法，其特征在于，步骤A具体为通过角度传感器检测所述缸头相对于伸缩臂的轴向旋转角度。
8.如权利要求7所述的伸缩保护方法，其特征在于，所述角度传感器设置于所述缸头上。
9.如权利要求1至3任一项所述的伸缩保护方法，其特征在于，所述伸缩保护方法还包括如下步骤C'、当所述轴向旋转角度大于预设值时，发出报警信号。
10.一种伸缩臂，其特征在于，该伸缩臂具有权利要求1至5任一项所述的伸缩保护装置。
11.一种起重机，其特征在于，所述起重机具有权利要求10所述的伸缩臂。
全文摘要
本发明涉及工程机械技术领域，公开了一种起重机、伸缩臂及其伸缩保护装置和方法。该伸缩保护装置包括检测单元，用于检测所述缸头相对于伸缩臂的轴向旋转角度；判断单元，用于判断该轴向旋转角度是否大于预设值；处理单元，用于在该轴向旋转角度大于预设值时，控制伸缩油缸停止伸缩和/或控制所述插销结构的缸销处于缩回状态。本发明实施例提供的一种伸缩保护装置，通过角度传感器检测缸头相对于伸缩臂的轴向旋转角度，若该缸头具有一定程度(超出预设值)的轴向旋转时，此时控制伸缩油缸停止伸缩和/或控制所述插销结构的缸销处于缩回状态，以有效避免伸缩油缸、机械限位结构等部件的损坏，降低了伸缩臂在伸缩过程中的故障率。
文档编号B66C23/693GK102431919SQ20111030792
公开日2012年5月2日 申请日期2011年10月14日 优先权日2011年10月14日
发明者李丰, 罗艳霞, 陈丽丽 申请人:三一汽车起重机械有限公司