液压缸组件及液压缸活塞杆的位置检测方法与流程

本发明涉及液压技术领域，特别涉及一种液压缸组件及液压缸活塞杆的位置检测方法。

背景技术：

液压缸作为液压系统的执行元件，广泛应用在各类工程机械机构中。目前液压缸活塞杆的动作(伸出或缩回)均通过操作者直接操作，因此对活塞杆的位移控制的精度不够高。随着客户需求的多样化和控制精度要求越来越高，液压缸活塞杆的位移控制精度也需要不断提高。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种液压缸组件及液压缸活塞杆的位置检测方法，以提高液压缸活塞杆的位置检测精度。

本发明第一方面提供一种液压缸组件，包括：

缸体；

活塞杆，可伸缩地设置于缸体内且活塞杆的表面设置有条码组，条码组包括沿活塞杆的轴线方向间隔设置的多个条码；和

位移检测装置，用于读取活塞杆表面的条码信息并根据条码信息得到活塞杆的位置。

在一些实施例中，位移检测装置包括条码读取装置和与条码读取装置耦合设置的处理装置，条码读取装置用于读取活塞杆上的条码信息；处理装置根据条码信息计算得到活塞杆的位置。

在一些实施例中，条码读取装置用于读取在读取范围内的条码中的完整条码的个数以及在读取范围内的完整条码中的基准完整条码的位置，处理装置根据完整条码的个数和基准完整条码的位置计算得到活塞杆的位置。

在一些实施例中，液压缸组件还包括条码位置对照表，处理装置根据条码读取装置读取的基准完整条码并将该基准完整条码与条码位置对照表进行对照以得到基准完整条码的位置。

在一些实施例中，条码读取装置在读取范围内能够读取一个以上条码。

在一些实施例中，基准完整条码为在读取范围内的条码中的从条码读取装置一侧数的第二个条码。

在一些实施例中，处理装置根据活塞杆在处于初始位置时的基准完整条码的初始位置确定活塞杆的位置的零点。

在一些实施例中，多个条码中的每个条码沿活塞杆的纵向或横向分布。

在一些实施例中，条码包括一维码或二维码。

在一些实施例中，条码读取装置设置于缸体的端部。

本发明第二方面提供一种液压缸活塞杆的位置检测方法，包括如下步骤：

读取设置于活塞杆表面上的条码信息并根据条码信息计算获取活塞杆的位置。

在一些实施例中，条码信息包括读取范围内的完整条码的个数和基准完整条码的位置，根据完整条码的个数和基准完整条码的位置计算得到活塞杆的位置。

在一些实施例中，完整条码的个数与完整条码的长度的乘积和基准完整条码的位置相加得到活塞杆的位置。

基于本发明提供的液压缸组件及液压缸活塞杆的位置检测方法，液压缸组件包括缸体、活塞杆和位置检测装置，活塞杆可伸缩地设置于缸体内且活塞杆的表面设置有条码组，条码组包括沿活塞杆的轴线方向间隔设置的多个条码；位移检测装置用于读取活塞杆表面的条码信息并根据条码信息得到活塞杆的位置。本发明的液压缸组件通过直接在活塞杆的表面设置条码组并利用位移检测装置读取活塞杆表面的条码信息然后根据该条码信息得到活塞杆的位置从而实现对活塞杆实时位置的精确测量。该液压缸组件只需要在活塞杆的表面加工有条码组即可，而无需对液压缸的结构进行改进，从而降低加工难度，适于量产。

通过以下参照附图对本发明的示例性实施例的详细描述，本发明的其它特征及其优点将会变得清楚。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明实施例的液压缸组件的结构示意图；

图2为图1中的活塞杆表面的条码组的示意图；

图3为图1所示的液压缸活塞杆处于初始位置时的结构示意图；

图4为图3所示的活塞杆处于初始位置时条码读取装置的读取示意图；

图5为图1所示的活塞杆在伸出过程中处于第一位置时条码读取装置的读取示意图；

图6为图1所示的活塞杆在伸出过程中处于第二位置时条码读取装置的读取示意图；

图7为图1所示的活塞杆在伸出过程中处于第三位置时条码读取装置的读取示意图；

图8为本发明另一实施例的液压缸组件的结构示意图。

各附图标记分别代表：

1、缸体；2、活塞杆；3、条码读取装置；4、条码组；a、读取视野。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

如图1所示，本发明实施例的液压缸组件包括：

缸体1；

活塞杆2，可伸缩地设置于缸体1内且活塞杆2的表面设置有条码组4，条码组4包括沿活塞杆2的轴线方向间隔设置的多个条码；以及

位移检测装置，用于读取活塞杆2的表面的条码信息并根据条码信息得到活塞杆2的位置。

本发明实施例的液压缸组件通过直接在活塞杆2的表面设置条码组4并利用位移检测装置读取活塞杆2表面的条码信息然后根据该条码信息得到活塞杆2的位置从而实现对活塞杆实时位置的精确测量。该液压缸组件只需要在活塞杆的表面加工有条码组即可，而无需对液压缸的结构进行改进，从而降低加工难度，适于量产。

在本实施例中，位移检测装置包括条码读取装置3和与条码读取装置3耦合设置的处理装置，条码读取装置3用于读取活塞杆2上的条码信息；处理装置根据条码信息计算得到活塞杆2的位置。本实施例的条码读取装置3读取活塞杆2上的条码信息并将该条码信息发送至处理装置，处理装置接收该条码信息并根据该条码信息计算得到活塞杆2的位置。

在至少一个实施例中，液压缸组件还包括控制装置，该控制装置根据位移检测装置得到的活塞杆的实际位置对活塞杆的动作进行实时控制。

如图1所示，本实施例的条码读取装置3设置于缸体1的端部。

在本实施例中，条码为一维码。在其他附图未示出的实施例中，条码也可以是二维码。条码图案均采用国际标准格式，设计简单。而且本实施例的条码读取装置体积小，方便安装且读取效率高，精度高。

在本实施例中，条码组4的多个条码中的每个条码沿活塞杆2的纵向分布。

在另一实施例中，如图8所示，条码组4中的多个条码的每个条码沿活塞杆2的横向分布。

在一个附图未示出的实施例中，条码组的多个条码的每个条码可以加工两条或两条以上。此时需要针对该特殊的条码配置相应的条码读取装置，从而提高读取的速度。

下面对条码读取装置的读取过程以及处理装置的处理过程进行详细说明。

为了使本实施例的条码读取装置3能够在活塞杆2移动的过程中对活塞杆2的位置进行实时检测，本实施例的条码读取装置3在读取范围内能够读取一个以上条码。也就是说，本实施例的条码读取装置3至少可以读到一个完整条码。

条码读取装置3在读取条码信息时可以获取两个信息，其中一个是读取范围内的所有条码本身，另一个是读取范围内完整条码所对应的位置信息。根据条码读取装置3获取到的上述信息，条码读取装置读取在读取范围内的条码中的完整条码的个数以及在读取范围内的完整条码中的基准完整条码的位置，处理装置根据完整条码的个数和基准完整条码的位置计算得到活塞杆2的位置。

例如，将活塞杆2的位置设为x,基准完整条码的位置设为x2，通过完整条码的个数可得到补偿值x0。那么x＝x0+x2。

其中，补偿值x0为条码读取装置在读取范围内的条码的完整条码的个数与完整条码的长度的乘积。基准完整条码可以为在读取范围内的条码中的从条码读取装置一侧数的第二个条码。由于本实施例的条码读取装置能够读取一个以上条码，那么在读取范围内的条码中的从条码读取装置一侧数的第二个条码一定是完整条码，因此不管活塞杆处于任意位置，都可将该完整条码作为基准完整条码。

为了准确读取基准完整条码的位置，本实施例的液压缸组件还包括条码位置对照表，处理装置根据条码读取装置3读取的基准完整条码并将该基准完整条码与条码位置对照表进行对照以得到基准完整条码的位置。

在其他附图未示出的实施例中，条码位置对照表也可以是相对于缸体固定设置的一个标尺，条码读取装置用于基准完整条码在标尺上的位置。

在活塞杆处于初始位置时，条码读取装置3能够读取到一个完整条码加另一个不完整条码，此时活塞杆2的位置x＝x0+x2。由于此时条码读取装置的读取范围内仅有一个完整条码，因此x0为一个完整条码的长度，例如为30mm。x2为读取单位内第二个条码的位置(第二个条码的中心的位置)即设定的初始点为-30mm。故此时活塞杆2的位置为0。

可以根据该第二个条码的初始点的位置来对尺码的初始位置进行调整。

本实施例的液压缸活塞杆的位置检测方法，包括如下步骤：

读取设置于活塞杆表面上的条码信息并根据条码信息计算获取活塞杆的位置。

在至少一个实施例中，条码信息包括读取范围内的完整条码的个数和基准完整条码的位置，根据完整条码的个数和基准完整条码的位置计算得到活塞杆的位置。

在至少一个实施例中，完整条码的个数与完整条码的长度的乘积和基准完整条码的位置相加得到活塞杆的位置。

下面以一个具体实施例的活塞杆的位置检测过程进行详细说明。

如图2所示，本实施例的活塞杆的表面加工有6个间隔设置的条码。每一个条码的物理长度为30mm，宽度为10mm。当然在其他附图未示出的实施例中，条码的数量和物理长度均可以根据实际活塞杆的长度等进行变动。

如图1所示，本实施例的条码读取装置3安装在缸体1的端部，条码读取装置3距离活塞杆表面一定距离从而使得条码读取装置的视野超过一定的范围。具体在本实施例中，条码读取装置3的读取范围为100mm(如图1中的虚线框所示)。

条码读取装置读取活塞杆上的条码信息且处理装置根据该条码信息来确定活塞杆的位置的计算方法如下：

在下面的描述中，x1为条码读取装置的读取范围a内最左侧的条码的位置。x2为条码读取装置的读取范围a内从左侧数第二个条码的位置，x3为条码读取装置的读取范围a内从左侧数第三个条码的位置。在此需要说明的是，只有当该条码是完整条码时，条码读取装置才能读取到位置(如图6中，由于读取范围a内的第一个条码为不完整条码，因此其位置无法得出，也就是x1无法得到)。

如图3所示，活塞杆2在初始位置时，条码读取装置3可以读到一个以上完整的条码，具体的读取范围a如图4所示。此时条码读取装置3读到一个完整条码并读到第二个条码的位置(x2＝-30mm)。而完整条码的长度为30mm，因此此时活塞杆的位置x＝x0+x2＝0。

随着活塞杆继续伸出，如图5所示，当活塞杆移动到此位置时，条码读取装置3已经可以读到两个完整条码，此时x0为60mm，而x2为00030这一条码的中心的位置，该位置可以通过与条码位置对照表进行对照得到，然后根据公式x＝x0+x2得到活塞杆的位置。

活塞杆继续伸出，如图6所示，此时条码读取装置3已经可以读到两个完整条码和一个不完整条码，此时x0为60mm，而x2为00060这一条码的中心的位置，该位置可以通过与条码位置对照表进行对照得到，然后根据公式x＝x0+x2得到活塞杆的位置。

如图7所示，当活塞杆移动到该位置时，条码读取装置3已经可以得到三个完整条码，此时x0为90mm，而x2为00060这一条码的中心的位置，活塞杆的位置：x＝x0+x2。

在活塞杆继续伸出的过程中，条码读取装置始终都可以读到两个以上的完整条码，也就是说，第二个条码和第三个条码均可以作为基准完整条码来计算活塞杆的位置。因此当发现第二个条码丢失较多时，可以使用第三个条码的位置来计算得到活塞杆的位置。

经过试验，本实施例的液压缸组件的位置检测装置可以实现对活塞杆位置的精确测量，进而实现对活塞杆的位置的精确控制，精度可以达到+/-0.5mm。

最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本发明技术方案的精神，其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围当中。