专利名称：一种用于确定回转角度的设备、系统、方法和工程机械的制作方法
技术领域：
本发明涉及工程机械领域，具体地，涉及一种用于确定回转装置的回转角度的设备、系统、方法和工程机械。
背景技术：
在全回转起重机上，回转角度通常指上车回转平台和下车之间的相对角度。由于是全回转，通常不记累加角度，如回转710°，则将回转角度记为350° (710 — 360° )，因此，回转角度的范围是0-360°，也就是相对角度。在目前国内外的起重机控制技术上，回转角度的获取通常是在转台I的中心(与回转支承同轴)安装单圈绝对编码器或角度传感器2来直接获取。在利用单圈绝对编码器进行回转角度获取时，通过机械装置使编码器的“固定 装置”和“转动装置”分别与转台的转台部分和下车部分连接，当回转时上车转台和下车之间的相对角度变化，带动编码器转动，从而获取回转相对角度，如图I所示。这种检测方法虽能获取回转角度，但是在实施过程中存在一些缺点。例如，在大型起重机上，由于回转支承等部件的结构尺寸较大，因此难以保证角度传感器的中心完全与回转中心重合，即完全与回转支承同轴，如图2所示。当角度传感器的实际回转中心偏离角度传感器的理想回转中心时，半径由原来的固定值变为随回转角度变化，从而导致在回转过程中，回转系统转动相同角度，但是回转角度传感器检测到的角度不相同。如在图2中，实际检测角度Al古A2古……古A2。实际上，由于在加工、安装等过程中无法完全保证角度传感器与回转支承同轴，因此回转角度传感器偏心的问题普遍存在，从而使得在大型回转系统中，难以精确检测转台的回转角度。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于确定回转装置的回转角度的设备、系统、方法和工程机械，以解决现有技术中在角度传感器与回转中心不完全重合的情况下，测量出的回转角度误差大、无法实现对回转角度的精确控制的缺陷。为了实现上述目的，本发明提供一种用于确定回转装置的回转角度的设备，所述回转装置由回转马达通过减速机来驱动，该设备包括接收装置，用于接收所述回转马达或一与所述回转装置或减速机连接的回转角度传动检测齿轮的转动角度；以及控制装置，用于根据所述转动角度及所述回转马达与所述回转装置之间的传动比或所述回转角度传动检测齿轮与所述回转装置之间的传动比，计算所述回转装置的相对回转角度，并根据该相对回转角度和存储的前次绝对回转角度确定所述回转装置的当前绝对回转角度本发明还提供一种用于确定回转装置的回转角度的系统，该系统包括转动角度检测装置，用于检测所述回转马达或一与所述回转装置或减速机连接的回转角度传动检测齿轮的转动角度；以及上述设备。本发明还提供一种包括上述系统的工程机械。本发明还提供一种用于确定回转装置的回转角度的方法，所述回转装置由回转马达通过减速机来驱动，该方法包括接收所述回转马达或一与所述回转装置或减速机连接的回转角度传动检测齿轮的转动角度；以及根据所述转动角度及所述回转马达与所述回转装置之间的传动比或所述回转角度传动检测齿轮与所述回转装置之间的传动比，计算所述回转装置的相对回转角度，并根据该相对回转角度和存储的前次绝对回转角度确定所述回转装置的当前绝对回转角度。通过上述技术方案，可以无需满足回转角度传感器的安装需要与回转装置同心的条件，因此，不存在偏心测量误差，测量结果的准确度较高，而且降低了回转检测系统的加工精度，成本更低，且可靠性好，通用性强，维护、调试方法均简单、方便。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。
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。在附图中图I是现有技术中起重机回转角度检测安装的示意图；图2是反映利用现有技术进行回转角度检测的缺点的示意图；图3是根据本发明的实施方式的用于确定回转装置的回转角度的设备的框图；图4是利用所述系统进行起重机的回转装置的回转角度检测的示意图；图5是利用所述系统进行起重机的回转装置的回转角度检测的另一示意图；图6是根据本发明的实施方式的用于确定回转装置的回转角度的系统的框图；以及图7是根据本发明的实施方式的用于确定回转装置的回转角度的方法的流程图。附图标记说明I转台2角度传感器3转台固定装置 4车架5接收装置6控制装置7转动角度检测装置8位置检测装置 80位置感应块 81位置检测开关9回转支承10回转马达11减速机12回转角度传动检测齿轮
具体实施例方式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。图3是根据本发明的实施方式的用于确定回转装置的回转角度的设备的框图，其中所述回转装置可由回转马达通过减速机来驱动。如图3所示，该设备可以包括接收装置5，用于接收所述回转马达或一与所述回转装置或减速机连接的回转角度传动检测齿轮的转动角度；以及控制装置6，用于根据所述转动角度及所述回转马达与所述回转装置之间的传动比或所述回转角度传动检测齿轮与所述回转装置之间的传动比，计算所述回转装置的相对回转角度，并根据该相对回转角度和存储的前次绝对回转角度确定所述回转装置的当前绝对回转角度。在上述技术方案中，通过检测回转马达或回转角度传动检测齿轮的转动角度来间接确定回转装置的回转角度，因此，不需要满足回转角度传感器需要与回转装置同心的条件，不存在偏心测量误差。具体地，接收装置5可以接收回转马达10的转动角度，如图4所示。在图4中，回转马达10通过减速机11来驱动回转装置转动，该回转装置包括回转支承9和转台I。控制装置6可以根据回转马达10的转动角度、以及所述回转马达10与回转支承9之间的减速比来计算回转支承9的相对回转角度Λ α。可替换地，接收装置5可以接收回转角度传动检测齿轮12的转动角度，如图5所示。在图5中，回转角度传动检测齿轮12可以在回转支承9的任意位置上与该回转支承9啮合，也可以啮合于回转支承9与减速机11之间。控制装置6可以根据回转角度传动检测齿轮12的转动角度、以及所述回转角度传动检测齿轮12与回转支承9之间的减速比来计算回转支承9的相对回转角度△ α。在确定回转支承9的相对回转角度Λ α之后，控制装置6可以根据下式计算出当前绝对回转角度α α = α I ± Λ α (等式 I)其中，α I是前次绝对回转角度。在回转支承9正转(例如，逆时针转动)的情况 下，α=α1+Δα ;反之,在回转支承9反转(例如,顺时针转动)的情况下，α =α I — Δα。由于回转角度均在0-360°之间，因此，需对计算出的当前回转角度α进行判断，确定其是否需要进行角度处理，以在0-360°的范围内。对当前回转角度α的处理方法将在下文中结合图7进行描述。进行角度处理之后，可将该当前绝对回转角度α保存，使其作为下一次计算过程中的前次绝对回转角度α I。进一步地，所述接收装置5还可以接收表示所述回转装置回转到初始位置的信号；以及所述控制装置6在所述接收装置接收到所述信号的情况下，存储该初始位置所对应的绝对回转角度，并以该初始位置为起点，重新计算相对回转角度。可替换地，所述控制装置5在存储所述初始位置所对应的绝对回转角度之前，可以先确定当前绝对回转角度与所述初始位置所对应的绝对回转角度之间的差值，并在该差值大于预设值的情况下，存储所述初始位置所对应的绝对回转角度。通过进行零点更新，可以自动消除系统的累积误差。例如，如图4和图5所示，表示所述回转装置回转到初始位置的信号是由位置检测装置8发出的，该位置检测装置8包括位置感应块80和位置检测开关81。在图4和图5中，位置感应块80固定于回转支承9上，该位置感应块80随回转支承9转动，而位置检测开关81被固定在回转马达上，其不随回转支承9转动。虽然在图4和图5中未示出，但是应该了解的是，位置感应块80和位置检测开关81的位置可以互换。位置感应块80和位置检测开关81在垂直方向上相对，二者均位于回转支承9的初始位置所对应的初始角度上。当回转支承9从初始位置旋转一周再次经过该初始位置时，位置感应块80会触发位置感应开关81，使得位置感应开关81向所述控制装置6发出表示所述回转支承9回转到初始位置的信号。然后，控制装置6会存储该初始位置所对应的绝对回转角度(S卩，初始角度)，并以该初始位置为起点，重新计算相对回转角度。例如，以0°为起点，当回转支承9正向转动365°时，期间必经过初始位置，在回转装置9到达初始位置的时刻，位置感应开关81发出信号，控制装置将0°存储，以作为前次绝对回转角度，然后从这一刻起，重新计算相对回转角度，当回转支承9转动到365°时，此时计算出的新的相对回转角度为5°，当前绝对回转角度为5° (0+5° )。图6是根据本发明的实施方式的用于确定回转装置的回转角度的系统的框图。如图6所示，该系统包括转动角度检测装置7，用于检测所述回转马达或一与所述回转装置或减速机连接的回转角度传动检测齿轮的转动角度；以及上述设备。例如，在图4所示的实施方式中，转动角度检测装置7检测所述回转马达10的转动角度，而在图5所示的实施方式中，转动角度检测装置7检测回转角度传动检测齿轮12的转动角度。图7是根据本发明的实施方式的用于确定回转装置的回转角度的方法的流程图。如图7所示，在步骤701，回转工作开始。在步骤702，获取回转马达10或回转角度传动检测齿轮12的转动角度，计算回转装置的相对回转角度△ α。在步骤703，判断回转是否达到初始位置。若判断回转达到初始位置，则存储该初始位置所对应的绝对回转角度α0，即α 1=α O (步骤704);否则，转到步骤705。在步骤705，根据相对回转角度Λ α和存储的前次绝对回转角度α I确定所述回转装置的当前绝对回转角度α=α I土 Λ α。在步骤706，判断所述α是否大于O。若α>0，则进行步骤707 ;否则，进行角度信号处理α = α+360 (步骤711)，然后进行步骤707。在步骤707，判断所述α是否大于360。若α >360，则进行角 度信号处理α=α-360 (步骤712)，然后进行步骤708 ;否则，进行步骤708。在步骤708，更新当前绝对回转角度。在步骤709，判断回转工作是否结束。若是，则停止(步骤710);否贝U，返回到步骤702继续进行检测。本发明还将上述用于确定回转装置的回转角度的系统应用于工程机械。由此，根据本发明提供的用于确定回转装置的回转角度的设备、系统、方法和工程机械，可以无需满足回转角度传感器的安装需要与回转装置同心的条件，因此，不存在偏心测量误差，测量结果的准确度较高，而且降低了回转检测系统的加工精度，成本更低，且可靠性好，通用性强，维护、调试方法均简单、方便。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。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。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
1.一种用于确定回转装置的回转角度的设备，所述回转装置由回转马达通过减速机来驱动，该设备包括 接收装置，用于接收所述回转马达或一与所述回转装置或减速机连接的回转角度传动检测齿轮的转动角度；以及 控制装置，用于根据所述转动角度及所述回转马达与所述回转装置之间的传动比或所述回转角度传动检测齿轮与所述回转装置之间的传动比，计算所述回转装置的相对回转角度，并根据该相对回转角度和存储的前次绝对回转角度确定所述回转装置的当前绝对回转角度。
2.根据权利要求I所述的设备，其特征在于， 所述接收装置还接收表示所述回转装置回转到初始位置的信号；以及 所述控制装置在所述接收装置接收到所述信号的情况下，存储该初始位置所对应的绝对回转角度，并以该初始位置为起点，重新计算相对回转角度。
3.根据权利要求2所述的设备，其特征在于， 所述控制装置在存储所述初始位置所对应的绝对回转角度之前，确定当前绝对回转角度与所述初始位置所对应的绝对回转角度之间的差值，并在该差值大于预设值的情况下，存储所述初始位置所对应的绝对回转角度。
4.一种用于确定回转装置的回转角度的系统，其特征在于，该系统包括 转动角度检测装置，用于检测所述回转马达或一与所述回转装置或减速机连接的回转角度传动检测齿轮的转动角度；以及 根据权利要求1-3中任一项权利要求所述的设备。
5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，该系统还包括 位置检测装置，该位置检测装置包括位置感应块和位置检测开关，该位置感应块和位置检测开关中的一者固定于所述回转装置上，另一者固定于所述回转装置之外，当所述位置感应块和位置检测开关中的一者随所述回转装置回转到初始位置时，所述位置感应块触发所述位置检测开关，使得所述位置检测开关发出表示所述回转装置回转到初始位置的信号。
6.一种包括根据权利要求4或5所述的系统的工程机械。
7.一种用于确定回转装置的回转角度的方法，所述回转装置由回转马达通过减速机来驱动，该方法包括 接收所述回转马达或一与所述回转装置或减速机连接的回转角度传动检测齿轮的转动角度；以及 根据所述转动角度及所述回转马达与所述回转装置之间的传动比或所述回转角度传动检测齿轮与所述回转装置之间的传动比，计算所述回转装置的相对回转角度，并根据该相对回转角度和存储的前次绝对回转角度确定所述回转装置的当前绝对回转角度。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，该方法还包括 接收表示所述回转装置回转到初始位置的信号；以及 存储该初始位置所对应的绝对回转角度，并以该初始位置为起点，重新计算相对回转角度。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，在存储所述初始位置所对应的绝对回转角度之前，确定当前绝对回转角度与所述初始位置所对应的绝对回转角度之间的差值，并在该差值大于预设值的情况下，存储所述初始位置 所对应的绝对回转角度。
全文摘要
本发明公开了一种用于确定回转装置的回转角度的设备、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，用于接收所述回转马达或一与所述回转装置或减速机连接的回转角度传动检测齿轮的转动角度；以及控制装置，用于根据所述转动角度及所述回转马达与所述回转装置之间的传动比或所述回转角度传动检测齿轮与所述回转装置之间的传动比，计算所述回转装置的相对回转角度，并根据该相对回转角度和存储的前次绝对回转角度确定所述回转装置的当前绝对回转角度。通过上述技术方案，可以无需满足回转角度传感器的安装需要与回转装置同心的条件，因此，不存在偏心测量误差，测量结果的准确度较高，可靠性好。
文档编号B66C13/16GK102944209SQ20121045998
公开日2013年2月27日 申请日期2012年11月15日 优先权日2012年11月15日
发明者詹纯新, 刘权, 黄赞, 黎伟福 申请人:中联重科股份有限公司