伸缩臂起重机的臂长测量装置制造方法
【专利摘要】本发明属于用于伸缩臂起重机的臂长测量装置的【技术领域】；解决的技术问题为：提供一种既可测量伸缩臂长度，又可传输电信号的伸缩臂起重机的臂长测量装置；采用的技术方案为：伸缩臂起重机的臂长测量装置，包括开设有轴孔的壳体，第一旋转轴安装在轴孔中，缠绕有电缆的卷筒套设在第一旋转轴的一端，第一旋转轴的另一端设有电旋转连接器，电缆的一端与电旋转连接器的一端相连，电旋转连接器的另一端与外部电缆相连，第一旋转轴上安装有主动轮，主动轮与从动轮相啮合，从动轮设置于第二旋转轴上，第二旋转轴的一端与精密旋转感应器相连，精密旋转感应器通过信号处理电路与主控制器电连接；本发明适用于伸缩臂起重机的领域。
【专利说明】
【技术领域】
[0001] 本发明伸缩臂起重机的臂长测量装置，属于用于伸缩臂起重机的臂长测量装置的
【技术领域】。 伸缩臂起重机的臂长测量装置
【背景技术】
[0002] 根据GB12602-2009《起重机械超载保护装置》的要求，额定载荷为三顿以上的随 机起重机必须安装力矩限制器来实时监控起重机的实际载荷和起重臂所处的角度，目前市 场上用于伸缩臂起重机的力矩限制器产品主要由压力传感器、角度传感器、高度限位开关、 长度传感器和主控制器组成，一般在工作时，将压力传感器、角度传感器和高度限位开关安 装在起重机伸缩臂的最末节臂的臂头上进行各类数据的采集，然后将采集到的数据通过隐 蔽性电缆传回主控制器中，而用于测量伸缩臂的长度传感器均采用拉线型长度传感器，测 长所使用的线状物一般为钢丝绳，工作时，将拉线型长度传感器固定安装在伸缩臂的基本 臂上，钢丝绳的一端固定在伸缩臂的最末节臂的臂头上，当伸缩臂往外伸出时，钢丝绳随之 往外伸出，拉线型长度传感器中的感应器件通过感应钢丝绳的伸出长度即可计算出伸缩臂 的伸缩长度。
[0003] 综上，在目前用于伸缩臂起重机的力矩限制器系统中，通常需要采用两套卷线机 构来完成各类传感器信号传输电缆的收放和伸缩臂长度的测量，这就增加了使用成本，且 由于卷线机构的体积较大，对于吨位较小的起重机来说，伸缩臂较小，进而使得安装空间有 限；而且，在现有的拉线型长度传感器的内部传动机构中，为了防止感应器受到冲击和振 动而损坏，传动轴和齿轮之间是通过紧密配合加粘合剂来进行连接的，这样的话，由于传动 轴、粘合剂和齿轮的制作材料不同，所以在温度变化较大的环境下，当受到外界的冲击和振 动时，传感器的长度信号将会发生漂移，导致系统进行无损坏报警，带来不必要的麻烦；因 此，亟需寻求一种能够将电信号传输功能与伸缩臂测长功能合二为一、且抗冲击和抗振动 性能较强的装置。
【发明内容】
[0004] 本发明克服现有技术存在的不足，所要解决的技术问题为：提供一种既可测量伸 缩臂长度，又可传输电信号的伸缩臂起重机的臂长测量装置。
[0005] 为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：伸缩臂起重机的臂长测量装 置，包括壳体，所述壳体上开设有轴孔，内部为空心状的第一旋转轴通过轴承安装在所述轴 孔中，缠绕有电缆的卷筒套设在所述第一旋转轴位于壳体外的一端，所述卷筒和壳体之间 设置有弹簧盒，所述弹簧盒通过螺栓固定在壳体上且弹簧盒内装有涡卷弹簧，所述涡卷弹 簧的一端与弹簧盒固定连接，涡卷弹簧的另一端与卷筒固定连接；所述第一旋转轴位于壳 体内的一端设有电旋转连接器，所述电缆的一端穿过所述第一旋转轴与电旋转连接器的一 端相连，电旋转连接器的另一端与外部电缆相连，所述第一旋转轴位于电旋转连接器与壳 体之间的部位上安装有主动轮，所述主动轮与从动轮相啮合，所述从动轮通过第二旋转轴 设置于壳体内，所述第二旋转轴的一端通过轴承安装在壳体内侧，第二旋转轴的另一端与 精密旋转感应器相连，所述精密旋转感应器与位于壳体内的信号处理电路电连接，信号处 理电路与位于壳体外的主控制器电连接。
[0006] 所述的第二旋转轴与精密旋转感应器之间通过弹性联轴器相连；所述的主动轮与 第一旋转轴之间、从动轮与第二旋转轴之间、第二旋转轴与弹性联轴器之间以及弹性联轴 器与精密旋转感应器之间均通过键连接；所述壳体内还设置有支撑架，所述电旋转连接器 的一端和所述精密旋转感应器的一端均穿过所述支撑架分别与所述第一旋转轴和所述第 二旋转轴连接；所述壳体的外侧设有用于将整个测量装置安装在起重机上的安装架；所述 第一旋转轴为一个台阶轴，所述台阶轴的轴肩卡在所述卷筒的外侧将卷筒紧压在所述壳体 上；所述信号处理电路包括数据采集单元、数据处理单元、信号调理单元和电源转换单元， 所述精密旋转感应器中的精密电位器与所述数据采集单元电连接，所述数据采集单元与所 述数据处理单元电连接，所述数据处理单元与所述信号调理单元电连接，所述信号调理单 元与所述主控制器电连接，所述主控制器通过所述电源转换单元与所述数据处理单元电连 接。
[0007] 本发明与现有技术相比具有以下有益效果： 1、本发明中的臂长测量装置包括壳体，壳体上开设有轴孔，内部为空心状的第一旋转 轴通过轴承安装在轴孔中，缠绕有电缆的卷筒套设在第一旋转轴位于壳体外的一端，卷筒 和壳体之间设置有弹簧盒，弹簧盒通过螺栓固定在壳体上且弹簧盒内装有涡卷弹簧，涡卷 弹簧的一端与弹簧盒固定连接，涡卷弹簧的另一端与卷筒固定连接，第一旋转轴位于壳体 内的一端设有电旋转连接器，电缆的一端穿过第一旋转轴与电旋转连接器的一端相连，电 旋转连接器的另一端与外部电缆相连，第一旋转轴位于电旋转连接器与壳体之间的部位上 安装有主动轮，主动轮与从动轮相啮合，从动轮通过第二旋转轴设置于壳体内，第二旋转轴 的一端通过轴承安装在壳体内侧，第二旋转轴的另一端与精密旋转感应器相连，精密旋转 感应器与位于壳体内的信号处理电路电连接，信号处理电路与位于壳体外的主控制器电连 接；使用时，将整个测量装置安装在起重机伸缩臂的基本臂上，将电缆的与电旋连接器的 非连接端与伸缩臂最末节臂的臂头上的传感器固定连接，当伸缩臂伸出时，电缆随之伸展， 带动卷筒转动，卷筒带动主动轮，主动轮带动从动轮，从动轮带动精密旋转感应器，精密旋 转感应器旋转后向信号处理电路输出一个与电缆移动距离成比例的电信号，该电信号经信 号处理电路转换处理后输出到主控制器，主控制器对输出信号进行处理即可得出伸缩臂的 伸缩长度；同时，由于电缆的一端通过电旋转连接器与外部电缆相连，所以，位于伸缩臂最 末节臂的臂头上的传感器采集到的信号可通过电缆传送到外部电缆，再通过外部电缆传送 到主控制器，主控制器对采集信号进行处理后即可得出伸缩臂移动的位移、方向或速率；综 上，本发明中的测量装置只需一个卷线机构既完成了伸缩臂长度的测量，又可对伸缩臂上 的各类传感器采集到的信号进行传输，节省了使用成本和安装空间，具有更加广阔的应用 范围和应用前景。
[0008] 2、本发明中，主动轮与第一旋转轴之间、从动轮与第二旋转轴之间、第二旋转轴与 弹性联轴器之间以及弹性联轴器与精密旋转感应器之间均通过键连接，有效防止了传统连 接方式中，由于旋转轴、粘合剂和齿轮材料的不同而造成在某些环境条件下长度信号发生 漂移的弊端，此外，本发明中，第二旋转轴与精密旋转感应器之间通过弹性联轴器相连，有 效降低了整个测量装置受到的来自径向和轴向的冲击和振动，提高了装置的可靠性。
【专利附图】
【附图说明】
[0009] 下面结合附图对本发明做进一步详细的说明： 图1为本发明的结构示意图； 图2为本发明中的电路结构示意图； 图中：1为壳体，2为第一旋转轴,3为电缆,4为卷筒,5为弹簧盒,6为涡卷弹簧,7为电 旋转连接器，8为主动轮，9为从动轮，10为第二旋转轴，11为精密旋转感应器，12为信号处 理电路，13为主控制器，14为弹性联轴器，15为支撑架，16为安装架，17为数据采集单元，18 为数据处理单元，19为信号调理单元，20为电源转换单元，21为精密电位器。
【具体实施方式】
[0010] 如图1、图2所示，伸缩臂起重机的臂长测量装置，包括壳体1，所述壳体1上开设 有轴孔，内部为空心状的第一旋转轴2通过轴承安装在所述轴孔中，缠绕有电缆3的卷筒4 套设在所述第一旋转轴2位于壳体1外的一端，具体地，本实施例中的第一旋转轴2为一个 台阶轴，所述台阶轴的轴肩卡在所述卷筒4的外侧将卷筒4紧压在所述壳体1上；所述卷筒 4和壳体1之间设置有弹簧盒5,所述弹簧盒5通过螺栓固定在壳体1上且弹簧盒5内装有 涡卷弹簧6,所述涡卷弹簧6的一端与弹簧盒5固定连接，涡卷弹簧6的另一端与卷筒4固 定连接，本实施例中，涡卷弹簧6可保证电缆3的张紧度不变；所述第一旋转轴2位于壳体 1内的一端设有电旋转连接器7,所述电缆3的一端穿过所述第一旋转轴2与电旋转连接器 7的一端相连，电旋转连接器7的另一端与外部电缆相连，所述第一旋转轴2位于电旋转连 接器7与壳体1之间的部位上安装有主动轮8,所述主动轮8与从动轮9相啮合，所述从动 轮9通过第二旋转轴10设置于壳体1内，所述第二旋转轴10的一端通过轴承安装在壳体1 内侧，第二旋转轴10的另一端与精密旋转感应器11相连，所述精密旋转感应器11与位于 壳体1内的信号处理电路12电连接，信号处理电路12与位于壳体1外的主控制器13电连 接。
[0011] 本实施例中，所述的第二旋转轴10与精密旋转感应器11之间可通过弹性联轴器 14相连，由于弹性联轴器14具有低刚度、高柔度和阻尼减振的特性，所以弹性联轴器14的 加入可有效降低整个测量装置受到的来自径向和轴向的冲击和振动；此外，所述的主动轮 8与第一旋转轴2之间、从动轮9与第二旋转轴10之间、第二旋转轴10与弹性联轴器14之 间以及弹性联轴器14与精密旋转感应器11之间均可通过键连接，防止了主动轮8与第一 旋转轴2之间、从动轮9与第二旋转轴10之间、第二旋转轴10与弹性联轴器14之间以及 弹性联轴器14与精密旋转感应器11之间在受到冲击和振动时导致的相对转动。
[0012] 本实施例中，所述壳体1内还设置有支撑架15,所述电旋转连接器7的一端和所述 精密旋转感应器11的一端均穿过所述支撑架15分别与所述第一旋转轴2和所述第二旋转 轴10连接，这样，支撑架15就分担了电旋转连接器7和精密旋转感应器11的一部分重量， 使得整个装置的各部件能够在一个稳固的环境中工作；所述壳体1的外侧设有用于将整个 测量装置安装在起重机上的安装架16,工作时，通过安装架16即可将整个装置固定在伸缩 臂的基本臂上，安装方便、便捷。
[0013] 所述信号处理电路12包括数据采集单元17、数据处理单元18、信号调理单元19 和电源转换单元20,所述精密旋转感应器11中的精密电位器21与所述数据采集单元17电 连接，所述数据采集单元17与所述数据处理单元18电连接，所述数据处理单元18与所述 信号调理单元19电连接，所述信号调理单元19与所述主控制器13电连接，所述主控制器 13通过所述电源转换单元20与所述数据处理单元18电连接。
[0014] 本发明中的测量装置不仅将电信号传输功能与伸缩臂测长功能合二为一，而且增 强了抗冲击和抗振动性能，具有突出的实质性特点和显著的进步，上面结合附图对本发明 的实施例作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施例，在本领域普通技术人员所具备 的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。
【权利要求】
1. 伸缩臂起重机的臂长测量装置，其特征在于：包括壳体（1)，所述壳体（1)上开设有 轴孔，内部为空心状的第一旋转轴（2)通过轴承安装在所述轴孔中，缠绕有电缆（3)的卷筒 (4)套设在所述第一旋转轴（2)位于壳体（1)外的一端，所述卷筒（4)和壳体（1)之间设置有 弹簧盒（5 )，所述弹簧盒（5 )通过螺栓固定在壳体（1)上且弹簧盒（5 )内装有涡卷弹簧（6 )， 所述涡卷弹簧（6)的一端与弹簧盒（5)固定连接，涡卷弹簧（6)的另一端与卷筒（4)固定连 接； 所述第一旋转轴（2)位于壳体（1)内的一端设有电旋转连接器（7)，所述电缆（3)的一 端穿过所述第一旋转轴（2)与电旋转连接器（7)的一端相连，电旋转连接器（7)的另一端与 外部电缆相连，所述第一旋转轴（2)位于电旋转连接器（7)与壳体（1)之间的部位上安装有 主动轮（8)，所述主动轮（8)与从动轮（9)相啮合，所述从动轮（9)通过第二旋转轴（10)设 置于壳体（1)内，所述第二旋转轴（10)的一端通过轴承安装在壳体（1)内侧，第二旋转轴 (10) 的另一端与精密旋转感应器（11)相连，所述精密旋转感应器（11)与位于壳体（1)内 的信号处理电路（12)电连接，信号处理电路（12)与位于壳体（1)外的主控制器（13)电连 接。
2. 根据权利要求1所述的伸缩臂起重机的臂长测量装置，其特征在于：所述的第二旋 转轴（10)与精密旋转感应器（11)之间通过弹性联轴器（14)相连。
3. 根据权利要求2所述的伸缩臂起重机的臂长测量装置，其特征在于：所述的主动轮 (8 )与第一旋转轴（2 )之间、从动轮（9 )与第二旋转轴（10 )之间、第二旋转轴（10 )与弹性联 轴器（14)之间以及弹性联轴器（14)与精密旋转感应器（11)之间均通过键连接。
4. 根据权利要求1至3中任一所述的伸缩臂起重机的臂长测量装置，其特征在于：所 述壳体（1)内还设置有支撑架（15)，所述电旋转连接器（7)的一端和所述精密旋转感应器 (11) 的一端均穿过所述支撑架（15)分别与所述第一旋转轴（2)和所述第二旋转轴（10)连 接。
5. 根据权利要求1至3中任一所述的伸缩臂起重机的臂长测量装置，其特征在于：所 述壳体（1)的外侧设有用于将整个测量装置安装在起重机上的安装架（16)。
6. 根据权利要求1至3中任一所述的伸缩臂起重机的臂长测量装置，其特征在于：所 述第一旋转轴（2)为一个台阶轴，所述台阶轴的轴肩卡在所述卷筒（4)的外侧将卷筒（4)紧 压在所述壳体（1)上。
7. 根据权利要求1至3中任一所述的伸缩臂起重机的臂长测量装置，其特征在于：所 述信号处理电路（12)包括数据采集单元（17)、数据处理单元（18)、信号调理单元（19)和 电源转换单元（20)，所述精密旋转感应器（11)中的精密电位器（21)与所述数据采集单元 (17) 电连接，所述数据采集单元（17)与所述数据处理单元（18)电连接，所述数据处理单元 (18) 与所述信号调理单元（19)电连接，所述信号调理单元（19)与所述主控制器（13)电连 接，所述主控制器（13)通过所述电源转换单元（20)与所述数据处理单元（18)电连接。
【文档编号】B66C23/687GK104085790SQ201410299258
【公开日】2014年10月8日 申请日期:2014年6月30日 优先权日:2014年6月30日
【发明者】刘勇, 上官洛奎, 赵丽霞, 李海燕, 巩敏, 王宁虎, 汤志远, 马少飞 申请人:长治清华机械厂, 中国运载火箭技术研究院