电位计、发动机手油门控制系统及起重的制造方法
【专利摘要】本发明涉及操作控制【技术领域】，公开了一种电位计、一种发动机手油门控制系统及一种起重机，用以实现电位计的全方位不间断调速，提高操作人员的操作效率并延长电位计的使用寿命。电位计包括：依次排列呈环状的偶数个电阻体，其中，奇数序位电阻体的始端和偶数序位电阻体的末端分别与电源的正极相连，奇数序位电阻体的末端和偶数序位电阻体的始端分别与电源的负极相连；可在每个电阻体表面滑动并输出当前电位信号的电刷。相比于现有技术，电刷可以实现360度全方向旋转，通过该电位计控制工程机械的发动机转速，可以实现全方位不间断调速，操作非常方便，不但大大提高了操作人员的操作效率，而且延长了电位计的使用寿命。
【专利说明】电位计、发动机手油门控制系统及起重机
【技术领域】
[0001]本发明涉及操作控制【技术领域】，特别是涉及一种电位计、一种发动机手油门控制系统及一种起重机。
【背景技术】
[0002]现有技术中，为减轻操作人员的疲劳感，越来越多的起重机采用脚油门和手油门相互切换的方式来控制发动机转速，例如，起重机在行驶过程中操作人员通过脚油门来控制发动机转速，起重机在进行吊重作业时操作人员通过手油门来控制发动机转速。脚油门踏板10和手油门电位计20的结构分别如图1a和图1b所示。
[0003]手油门电位计10的输出信号与发动机转速呈线性关系，如图1b所示，旋钮旋至刻度“0”时,手油门开度最小,对应发动机转速最小,旋钮旋至刻度“ 10”时,手油门开度最大，对应发动机转速最大。
[0004]现有技术存在的缺陷在于，手油门电位计10的旋钮在旋转时具有一定的旋转死区，不能实现360度全方向旋转，即:当旋钮旋至刻度“0”时，如果需要增加发动机转速，只能顺时针旋转旋钮而不能逆时针旋转旋钮，当旋钮旋至刻度“10”时，如果需要减小发动机转速，只能逆时针旋转旋钮而不能顺时针旋转旋钮。可见，现有手油门电位计无法实现全方位不间断调速，调节操作较不方便，不利于提高操作人员的操作效率，并且，手油门电位计极易因操作人员的不当操作而导致损坏。在包含电位计的其它类似应用场景中，也存在这样的问题。
【发明内容】
[0005]本发明实施例提供了一种电位计、一种发动机手油门控制系统及一种起重机，用以实现电位计的全方位不间断调速，提高操作人员的操作效率并延长电位计的使用寿命。
[0006]本发明实施例所提供的电位计，包括:
[0007]依次排列呈环状的偶数个电阻体，其中，奇数序位电阻体的始端和偶数序位电阻体的末端分别与电源的正极相连，奇数序位电阻体的末端和偶数序位电阻体的始端分别与电源的负极相连；
[0008]可在每个电阻体表面滑动并输出当前电位信号的电刷。
[0009]在本发明技术方案中，偶数个电阻体依次排列呈环状，电刷可在每个电阻体表面滑动并输出当前电位信号，相比于现有技术，电刷可以实现360度全方向旋转，通过该电位计控制工程机械的发动机转速，可以实现全方位不间断调速，操作非常方便，不但大大提高了操作人员的操作效率，而且延长了电位计的使用寿命。
[0010]优选的，各个电阻体的长度相等，和/或，各个电阻体单位长度的电阻值相等。各个电阻体的长度相等使得电刷在每个电阻体上的旋程相同，各个电阻体单位长度的电阻值相等，使得电刷的输出信号呈锯齿波形，这些，都有利于操作人员进行熟练操作及精准的控制发动机转速。[0011]优选的，电位计还包括:与排列呈环状的偶数个电阻体相对应的360度刻度盘，以及带动电刷在电阻体表面滑动的可沿360度刻度盘360度旋转的旋钮。
[0012]优选的，电阻体的数量为六个。
[0013]优选的，电位计还包括:与所述电刷信号连接的发音器，用于在电位信号达到波峰值或波谷值时发出提示音。这样可以提示操作人员发动机的转速已达到最大值或者最小值，有利于提高操作的准确性。
[0014]本发明实施例还提供了一种发动机手油门控制系统，包括: [0015]如前述任一技术方案所述的电位计；
[0016]控制器，与所述电位计信号连接，用于根据所述当前电位信号，以及电位信号与发动机转速的对应关系，输出发动机转速控制信号给发动机。
[0017]通过所述电位计控制工程机械的发动机转速，可以实现全方位不间断调速，操作非常方便，不但大大提高了操作人员的操作效率，而且延长了电位计的使用寿命。
[0018]优选的，所述控制器与所述发动机的引擎控制模块通过控制器局域网总线信号连接。
[0019]本发明实施例还提供了一种起重机，包括前述任一技术方案所述的发动机手油门控制系统。通过所述电位计控制起重机的发动机转速，可以实现全方位不间断调速，操作非常方便，不但大大提高了操作人员的操作效率，而且延长了电位计的使用寿命。
[0020]优选的，起重机还包括发动机脚油门控制系统。起重机在行驶过程中操作人员通过脚油门来控制发动机转速，起重机在进行吊重作业时操作人员通过手油门来控制发动机转速，脚油门和手油门可相互切换，这样有利于减轻操作人员的疲劳感。
[0021]可选的，所述起重机为越野轮胎式起重机。
【专利附图】
【附图说明】
[0022]图1a为脚油门踏板的结构示意图；
[0023]图1b为现有手油门电位计的结构示意图；
[0024]图2为本发明实施例所提供的电位计的结构示意图；
[0025]图3为本发明一实施例所提供的发动机手油门控制系统的结构示意图；
[0026]图4为图2所示电位计输出的电位信号波形示意图；
[0027]图5为本发明另一实施例所提供的发动机手油门控制系统的结构示意图。
[0028]附图标记:
[0029]10-脚油门踏板 20-手油门踏板 30-电阻体
[0030]31-电刷20’-电位计40-控制器
[0031]50-发动机 51-ECM
【具体实施方式】
[0032]为了实现电位计的全方位不间断调速，提高操作人员的操作效率并延长电位计的使用寿命，本发明实施例提供了一种电位计、一种发动机手油门控制系统及一种起重机。在电位计的技术方案中，偶数个电阻体依次排列呈环状，电刷可在每个电阻体表面滑动并输出当前电位信号，相比于现有技术，电刷可以实现360度全方向旋转，通过该电位计控制工程机械的发动机转速，可以实现全方位不间断调速，操作非常方便，不但大大提高了操作人员的操作效率，而且延长了电位计的使用寿命。下面以具体实施例并结合附图详细说明本发明。
[0033]如图2所示，本发明实施例所提供的电位计，包括:
[0034]依次排列呈环状的偶数个电阻体30，其中，奇数序位电阻体的始端和偶数序位电阻体的末端分别与电源的正极相连，奇数序位电阻体的末端和偶数序位电阻体的始端分别与电源的负极相连；
[0035]可在每个电阻体30表面滑动并输出当前电位信号的电刷31。
[0036]本发明实施例所提供的电位计可应用于发动机手油门控制系统以及其它相类似的操控系统中。电阻体30优选由电阻丝缠绕而成，也可以为其它可随电刷的移动而改变电阻值的结构。电阻体30的数量需要为偶数，但具体数量不限，例如，可以为两个、四个、六个或者八个等等，可以根据电位计的规格尺寸以及需要达到的调节精度进行设计。可以以任意一个电阻体为起点沿顺时针或逆时针排列，图2所示的实施例中，包含六个电阻体30，沿顺时针方向依次排列。“始端”和“末端”既可以沿顺时针方向定义，也可以沿逆时针方向定义，这里不做具体限定。图2中，假定A1、A2、A3、A4、A5和A6分别为各个电阻体的始端，B1、B2、B3、B4、B5和B6分别为各个电阻体的末端，则Al、A3、A5、B2、B4、B6与直流电源的正极相连，A2、A4、A6、B1、B3、B5与直流电源的负极相连。
[0037]优选的，各个电阻体30的长度相等；进一步，各个电阻体30单位长度的电阻值相等。各个电阻体30的长度相等使得电刷31在每个电阻体30上的旋程相同，各个电阻体30单位长度的电阻值相等，使得电刷31的输出信号呈锯齿波形，这些，都有利于操作人员快速掌握电刷31旋程与发动机转速的对应关系，以进行熟练操作并精准的控制发动机转速。图2所示实施例中，六个电阻体30将圆环六等分，且各个电阻体30单位长度的电阻值相
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[0038]电位计表面通常都设置有刻度盘和旋钮(图中未示出)，旋转旋钮将带动电位计内部的电刷在电阻体表面滑动。在现有技术中，电位计的刻度盘并非360度刻度盘，旋钮的旋转具有一定的死区，而在本方案中，可将刻度盘设计为360度刻度盘，360度刻度盘与排列呈环状的偶数个电阻体相对应，当旋钮沿刻度盘360度不间断旋转时，带动电刷在排列呈环状的偶数个电阻体表面360度滑动。
[0039]作为一个优选实施例，电位计还可包括与电刷信号连接的发音器，用于在电位信号达到波峰值或波谷值时发出提示音。这样可以提示操作人员发动机的转速已达到最大值或者最小值，有利于提高操作的准确性。
[0040]在本发明技术方案中，偶数个电阻体30依次排列呈环状，电刷31可在每个电阻体30表面滑动并输出当前电位信号，相比于现有技术，电刷31可以实现360度全方向旋转，通过该电位计控制工程机械的发动机转速，可以实现全方位不间断调速，操作非常方便，不但大大提高了操作人员的操作效率，而且延长了电位计的使用寿命。
[0041]如图3所示，本发明实施例还提供了一种发动机手油门控制系统，包括:
[0042]前述任一实施例的电位计20’ ；
[0043]控制器40，与电位计20’信号连接，用于根据当前电位信号，以及电位信号与发动机转速的对应关系，输出发动机转速控制信号给发动机50。[0044]以包含图2所示电位计的发动机手油门控制系统为例，其工作原理如下:
[0045]当电刷31由Al位置顺时针方向滑动到BI位置，输出的电位信号由最大变到最小，对应发动机的转速亦为由最大变到最小；
[0046]当电刷31由A2位置顺时针方向滑动到B2位置，输出的电位信号由最小变到最大，对应发动机的转速亦为由最小变到最大；
[0047]当电刷31由A3位置顺时针方向滑动到B3位置，输出的电位信号由最大变到最小，对应发动机的转速亦为由最大变到最小；
[0048]当电刷31由A4位置顺时针方向滑动到B4位置，输出的电位信号由最小变到最大，对应发动机的转速亦为由最小变到最大；
[0049]当电刷31由A5位置顺时针方向滑动到B5位置，输出的电位信号由最大变到最小，对应发动机的转速亦为由最大变到最小；
[0050]当电刷31由A6位置顺时针方向滑动到B6位置，输出的电位信号由最小变到最大，对应发动机的转速亦为由最小变到最大。
[0051]当电刷31在各个电阻体30表面沿逆时针方向滑动时，输出的电位信号和对应发动机转速的变化趋势则恰好相反。
[0052]从以上过程可以看出，无论电刷31顺时针滑动还是逆时针滑动，均能够提供一个连续的锯齿波信号(如图4所示)，从该波形可以看出，当沿同一方向电刷31输出的电位信号变化到最大(或最小)时，继续往该方向滑动电刷31，输出的电位信号又呈递减(递增)变化。
[0053]图2所示具体实施例中，每个电阻体30的阻值为4.7KQ (千欧)，电刷31在电阻体30上滑动时输出的电位信号最小为0V，对应发动机的最小转速为800rpm(转/分钟)，电刷31在电阻体30上滑动时输出的电位信号最大为5V，对应发动机的最大转速为2500rpm，电刷31输出的电位信号与发动机的转速呈线性关系。
[0054]控制器40具体可以米用PLC (Programmable Logic Controller,可编程控制器，简称PLC)。如图5所示，控制器40与发动机的ECM51 (Engine Control Module，引擎控制模块，简称ECM)之间优选通过CAN (Controller Area Network,控制器局域网，简称CAN)总线信号连接。根据发动机转速控制通信J1939协议(美国汽车工程学会SAE在2000年提出了 J1939协议，此后该协议成为了货车和客车中控制器局域网的通用标准)的内容，控制器40在接收到电位计20发送的电位信号后，根据电位信号与发动机的转速关系将发动机的转速数据进行封装打包，通过CAN总线传送给发动机的ECM51，进而实现手油门控制发动机的转速。
[0055]因此，该方案发动机手油门控制系统可以通过电位计实现发动机的不间断调速，操作非常方便，不但大大提高了操作人员的操作效率，而且由于电位计的电刷滑动没有死点，使用寿命较长，该发动机手油门控制系统的工作可靠性也较高。
[0056]本发明实施例还提供了一种起重机，包括前述任一实施例的发动机手油门控制系统。起重机的类型不限，例如可以为越野轮胎式起重机等等。通过电位计控制起重机的发动机转速，可以实现发动机的不间断调速，有利于提高起重作业的操作效率。
[0057]优选的，起重机还包括发动机脚油门控制系统。起重机在行驶过程中操作人员通过脚油门来控制发动机转速，起重机在进行吊重作业时操作人员通过手油门来控制发动机转速，脚油门和手油门可相互切换，这样有利于减轻操作人员的疲劳感。
[0058]显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
【权利要求】
1.一种电位计，其特征在于，包括: 依次排列呈环状的偶数个电阻体，其中，奇数序位电阻体的始端和偶数序位电阻体的末端分别与电源的正极相连，奇数序位电阻体的末端和偶数序位电阻体的始端分别与电源的负极相连； 可在每个电阻体表面滑动并输出当前电位信号的电刷。
2.如权利要求1所述的电位计，其特征在于，各个电阻体的长度相等，和/或，各个电阻体单位长度的电阻值相等。
3.如权利要求1所述的电位计，其特征在于，还包括:与所述排列呈环状的偶数个电阻体相对应的360度刻度盘，以及带动所述电刷在所述电阻体表面滑动的可沿所述刻度盘360度旋转的旋钮。
4.如权利要求1所述的电位计，其特征在于，所述电阻体的数量为六个。
5.如权利要求1至4任一项所述的电位计，其特征在于，还包括: 与所述电刷信号连接的发音器，用于在电位信号达到波峰值或波谷值时发出提示音。
6.一种发动机手油门控制系统，其特征在于，包括: 如权利要求1?5任一项所述的电位计； 控制器，与所述电位计信号连接，用于根据所述当前电位信号，以及电位信号与发动机转速的对应关系，输出发动机转速控制信号给发动机。
7.如权利要求6所述的控制系统，其特征在于，所述控制器与所述发动机的引擎控制模块通过控制器局域网总线信号连接。
8.—种起重机，其特征在于，包括如权利要求6或7所述的发动机手油门控制系统。
9.如权利要求8所述的起重机，其特征在于，还包括发动机脚油门控制系统。
10.如权利要求8或9所述的起重机，其特征在于，所述起重机为越野轮胎式起重机。
【文档编号】F02D11/10GK103616555SQ201310551140
【公开日】2014年3月5日 申请日期:2013年11月7日 优先权日:2013年11月7日
【发明者】范志勇, 梁更生 申请人:中联重科股份有限公司