专利名称：单缸插销油缸及具有该油缸的伸缩臂、起重机的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及工程机械技术领域，具体涉及一种单缸插销油缸及具有该油缸的 伸缩臂、起重机。
背景技术：
随着大吨位起重机技术的发展，吊臂长度的需求越来越长；对于伸缩式臂架结构 来说，臂节数亦日趋增加，以通过伸缩臂架满足不同使用工况的承载需求。目前，用于控制臂架伸缩的方式主要有两种一是多级伸缩油缸加绳排技术；另 一是单缸插销伸缩机构技术。然而，对于大吨位起重机而言，受重量和布置空间的制约，其 伸缩式臂架伸缩的形式无法采用多缸绳排结构，也就是说，只能采用单缸插销结构形式来 实现。单缸插销伸缩机构技术采用插拔销原理带动各节伸缩臂按照一定的顺序依次伸缩， 从满足各种工况的需求。其中，缸销油缸与臂销油缸是实现伸缩臂与伸缩油缸的锁定与解 锁的关键部件。工作过程中，需要严格控制缸销和臂销与伸缩臂上相应销孔之间相对位置 的检测，以确保各臂节精准地伸出或者缩回。现有技术中，位置检测装置设置在伸缩油缸的外部，由卷筒、测长线和长度传感器 组成，测长线一端固定在卷筒上，一端固定在伸缩油缸的可运动部件缸筒上；固定在卷筒一 端的测长线缠绕在卷筒上，长度传感器设置在卷筒内部检测卷筒的转动速度和圈数，并将 利用上述参数信息计算出被测物体的位移。该方案中，测长线缠绕在卷筒上，每缠绕一圈长 度传感器记录一次数据；但是，当卷筒第一层缠绕完成后，再继续缠绕第二层的时候，此圈 的线长就比第一层的要长一些。也就是说，就会使得长度传感器测量的长度与第一层测量 的长度存在误差，特别是，缠绕的层数越多相应的误差累积也就越大。同时，随着测长线伸出长度的不断变化，测量过程中还会出现以下问题1、随着油缸运动的测长线与其他机构摩擦，出现磨损或者挤断；2、卷筒可能出现乱绳的现象。显然，出现上述问题就可能导致测量长度与实际尺寸有很大的偏差，致使臂位检 测不准，无法进行可靠的插拨销操作。有鉴于此，亟待针对现有单缸插销油缸进行优化设计，以提高臂节的位移精度。
实用新型内容针对上述缺陷，本实用新型解决的技术问题在于，提供一种自身具有位移功能的 单缸插销油缸，以快速准确的测量油缸运动的位移，从而为插拔缸销臂销的动作提供可靠 的保证。在此基础上，本实用新型还提供一种具有该油缸的伸缩臂、起重机。本实用新型提供的单缸插销油缸，包括相配合的缸筒和缸杆，所述缸筒的筒底固 定设置有插装于所述缸杆内的芯管，还包括设置在所述缸杆内的磁致伸缩位移传感器。优选地，所述磁致伸缩位移传感器包括环形位移电磁铁、电子头、波导管和波导 丝；其中，所述环形位移电磁铁固定设置在所述缸筒的芯管上，所述电子头固定设置在所述缸杆上；所述波导管的一端与所述电子头固定连接，其另一端穿过所述环形位移电磁铁的 中部通孔并沿油缸的长度方向延伸；所述波导丝插装于所述波导管内，且一端与所述电子 头连接。优选地，所述环形位移电磁铁固定设置在所述芯管的伸出端。优选地，所述缸杆的头部具有内凹容纳部，所述电子头内置于所述内凹容纳部中， 且所述电子头的导线自所述缸杆的头部伸出。优选地，所述电子头外侧的所述内凹容纳部内设置有密封元件。优选地，所述波导丝具体为钢丝。本实用新型提供的伸缩臂，包括若干臂节和设置臂节内部的如前所述的单缸插销 油缸。本实用新型提供的起重机，包括与底盘铰接的如前所述的伸缩臂。本实用新型采用磁致伸缩传感器对油缸的伸缩长度进行检测，有效克服了现有技 术检测数据精度不高的缺陷。与现有技术相比，本实用新型提供的单缸插销油缸自身具有 位移功能，可快速准确的测量油缸运动的位移，从而为插拔缸销臂销的动作提供可靠的保 证，大大提高了臂节伸缩操作的安全稳定性。在本实用新型的优选方案中，电子头外侧的所述内凹容纳部内设置有密封元件， 以避免油缸内腔的液压油液侵蚀电子头，进一步提高检测精度的稳定性。
图1是具体实施方式
中所述起重机的整体结构示意图；图2是具体本实施方式所述单缸插销油缸的剖视图；图3是图2中所示单缸插销油缸的缸筒底部的局部放大图；图4是图2中所示单缸插销油缸的缸杆头部的局部放大图；图5是具体实施方式
所述磁致伸缩位移传感器的示意图。图中缸筒10、芯管11、缸杆20、头部21、内凹容纳部211、磁致伸缩位移传感器30、环形 位移电磁铁31、电子头32、波导管33、波导丝34、密封元件35。
具体实施方式
本实用新型的核心是提供一种自身具有位移功能的单缸插销油缸，以快速准确的 测量油缸运动的位移，从而为插拔缸销臂销的动作提供可靠的保证。下面结合说明书附图 具体说明本实施方式。请参见图1，该图示出了本实施方式所述起重机的整体结构示意图。该起重机的底盘、卷扬装置、伸缩吊臂及动力装置等主要功能部件与现有技术完 全相同，应当理解，本领域的普通技术人员基于技术完全可以实现，故本文不再赘述。该起重机具有伸缩式吊臂，且该伸缩式吊臂采用单缸插销式伸缩机构和单缸插销 油缸控制各节臂的伸缩；为详细阐述本方案的发明点所在单缸插销油缸，请一并参见图 2，该图是本实施方式所述单缸插销油缸的剖视图。如图所示，该单缸插销油缸包括相配合的缸筒10和缸杆20，其缸筒10的筒底处沿
4油缸长度方向固定设置的芯管11，该芯管11的活动端插装于缸杆20内，以构成内部工作油 道。具体请参见图3和图4，其中，图3是图2中所示单缸插销油缸的缸筒底部的局部放大 图，图4是图2中所示单缸插销油缸的缸杆头部的局部放大图。同样地，缸筒10和缸杆20 的基本结构及两者之间的工作配合关系与现有技术完全相同，本文不再赘述。磁致伸缩位移传感器30设置在缸杆20内，用于检测油缸伸出或收回过程中的位 移。由于该磁致伸缩位移传感器30设置在缸体内部，可完全避免以往外部检测元件碰或刮 伤等原因引起的检测元件的损坏，并且能够同时取代缸长和臂长的检测，在降低制造成本 的同时提高了检测安全的可靠性。请一并参见图5，该图是本实施方式所述磁致伸缩位移传感器的示意图。该磁致伸 缩位移传感器30包括环形位移电磁铁31、电子头32、波导管33和波导丝34。结合图4所示，环形位移电磁铁31固定设置在缸筒10的芯管11上，可随缸筒10 的伸出或者收回同步位移。电子头32中设有检波装置，其具体结构及工作原理与现有技术 完全相同，该电子头32固定设置在缸杆20上，也就是说，相对于环形位移电磁铁31而言， 电子头32是固定元件。波导管33的一端与电子头32固定连接，其另一端穿过环形位移电 磁铁31的中部通孔并沿油缸的长度方向延伸。波导丝34插装于波导管33内，且一端与电 子头32连接；由于钢丝的机械性能较好，且成本较低；优选地，波导丝具体为钢丝。具体地，环形位移电磁铁31固定设置在芯管11的伸出端，其与芯管11同心设置， 在满足功能需要的基础上，有效地利用了油缸内部的装配空间。应当理解，电子头32的固定连接方式可以采用多种结构形式，只要满足使用需要 均在本申请请求保护的范围内。本方案中，电子头32内置于所述缸杆20的头部，如图4所 示，缸杆20的头部21具有内凹容纳部211，电子头32内置于该内凹容纳部211中，且电子 头32的导线321自缸杆20的头部21伸出，以便于与控制装置连接。众所周知，液压油液均存在不同程度的侵蚀作用，为此避免内置于缸体内的电子 油受液压油液的影响，本方案在电子头32外侧的内凹容纳部211内设置有密封元件35，从 而使得电子头32处于相对密封的环境中，可提高检测精度的稳定性。工作过程中，油缸的缸杆20固定在固定伸缩臂上，固定在缸杆20内部的波导管33 及电子头32也相对于固定伸缩臂固定不动；在油缸伸缩过程中，缸筒10是相对运动的部 件，环形位移电磁铁31固定在芯管11的活动端，可与油缸的缸筒10 —并进行伸出或者收 回运动。由于环形位移电磁铁31在波导管33的外部，所以环形位移电磁铁31与波导管33 之间存在相对运动；也就是说，随着缸筒10的运动，环形位移电磁铁31与波导管33之间就 形成了相对的位移。下面简述本方案的位移检测原理油缸在做伸缩动作的时候，激励脉冲信号在闭 合激励回路的波导管33中运行时会产生脉冲环形磁场，同时固定在芯管11上的环形位移 电磁铁31也产生固定磁场，两个正交磁场在固定磁场中心相交时将对波导管33产生一个 瞬间的扭转，并在波导管33中产生瞬间应力波，该扭转应力波沿着波导管33在固定磁场中 向两边传播。当应力波传播到激励脉冲发射源附近时，电子头32通过检波和信号处理检出 此波；最后，通过控制模块计算激励脉冲信号发出和检出时间再乘以速度就可以得出测量 点的距离。综上，本实用新型通过该测量方法设计的伸缩油缸具有伸缩位移测量精度高、测量数值准确等优点。在伸缩臂上应用该单缸插销油缸，可以通过磁致伸缩传感器精确检测 油缸位移，不会出现位移的偏差，从而通过该位移确定臂位的位置进行插拔臂销的工作。此 外，采用本实用新型所述单缸插销油缸可以取消掉缸长线和臂位检测传感器，节约了成本， 减少了装配工序，可大大提高生产效率。 以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技 术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和 润饰也应视为本实用新型的保护范围。
权利要求单缸插销油缸，包括相配合的缸筒和缸杆，所述缸筒的筒底固定设置有插装于所述缸杆内的芯管，其特征在于，还包括设置在所述缸杆内的磁致伸缩位移传感器。
2.根据权利要求1所述的单缸插销油缸，其特征在于，所述磁致伸缩位移传感器包括 环形位移电磁铁，固定设置在所述缸筒的芯管上；电子头，固定设置在所述缸杆上；波导管，其一端与所述电子头固定连接，其另一端穿过所述环形位移电磁铁的中部通 孔并沿油缸的长度方向延伸；和波导丝，插装于所述波导管内，且一端与所述电子头连接。
3.根据权利要求2所述的单缸插销油缸，其特征在于，所述环形位移电磁铁固定设置 在所述芯管的伸出端。
4.根据权利要求3所述的单缸插销油缸，其特征在于，所述缸杆的头部具有内凹容纳 部，所述电子头内置于所述内凹容纳部中，且所述电子头的导线自所述缸杆的头部伸出。
5.根据权利要求4所述的单缸插销油缸，其特征在于，所述电子头外侧的所述内凹容 纳部内设置有密封元件。
6.根据权利要求2所述的单缸插销油缸，其特征在于，所述波导丝具体为钢丝。
7.伸缩臂，包括若干臂节和设置臂节内部的单缸插销油缸，其特征在于，所述单缸插销 油缸具体如权利要求1至6中任一项所述。
8.起重机，包括与底盘铰接的伸缩臂，其特征在于，所述伸缩臂具体如权利要求7所述。专利摘要本实用新型公开单缸插销油缸，包括相配合的缸筒和缸杆，所述缸筒的筒底固定设置有插装于所述缸杆内的芯管，还包括设置在所述缸杆内的磁致伸缩位移传感器。优选地，所述磁致伸缩位移传感器包括环形位移电磁铁、电子头、波导管和波导丝；其中，所述环形位移电磁铁固定设置在所述缸筒的芯管上，所述电子头固定设置在所述缸杆上；所述波导管的一端与所述电子头固定连接，其另一端穿过所述环形位移电磁铁的中部通孔并沿油缸的长度方向延伸；所述波导丝插装于所述波导管内，且一端与所述电子头连接。本方案可快速准确的测量油缸运动的位移，从而为插拔缸销臂销的动作提供可靠的保证。在此基础上，本实用新型还提供一种具有该油缸的伸缩臂、起重机。
文档编号F15B15/28GK201747694SQ20102026297
公开日2011年2月16日 申请日期2010年7月15日 优先权日2010年7月15日
发明者刘邦才, 史先信, 胡小冬 申请人:徐州重型机械有限公司