专利名称：用于工程机械上的工作装置位移测量方法及系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及工程机械技术领域，尤其涉及用于工程机械上的工作装置位移测量方法及系统。
背景技术：
工程机械是用于工程建设的施工机械的总称，广泛用于建筑、水利、电力、道路、矿山、港口和国防等工程领域，种类繁多。根据工作范围不同，工程机械分为多种不同类型设备，如旋挖钻机、电液桩机、连续墙抓斗以及起重机。上述这些设备均采用钢丝绳和滑轮方式控制工作装置进行工作。具体的，钢丝绳卷绕在主卷扬上，一端穿过滑轮后与工作装置相连，通过先导油路控制主卷扬的运动方向，进而控制工作装置的移动方向。为了及时获知设备的工作进程，一般需要实时监测其工作装置的移动位移，现有技术中，通常采用带齿的测量码盘和两个接近开关配合工作进行测量。其中测量码盘和钢丝绳滑轮可同轴转动，两个接近开关垂直于测量码盘平面，并对准该测量码盘的齿轮。具体的，钢丝绳运动通过带动滑轮转动进而带动测量码盘转动，此时，两个接近开关分别感应旋转的测量码盘的齿轮，进而得出两个相差90度的波形。控制器通过检测到这两个波形来判断滑轮运动的方向和波形脉冲数，最后得到位移测量值并传输至显示器进行显不。两个接近开关的波形只有正好相差90度，所得出的位移测量值才准确。但是，由于工程机械工作环境恶劣、震动较大，两个接近开关和测量码盘之间的距离会不断变化，如此一来，两个接近开关所得到的波形的相差很难保证正好相差90度，也就很难保证所测得的位移测量值的准确度。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种用于工程机械上的工作装置位移测量方法及系统，以解决现有的位移测量方法在工作环境较差时测量值不准确的问题。为解决上述问题，提出的技术方案如下一种用于工程机械上的工作装置位移测量系统，包括设置于所述工程机械的滑轮上、且与其同轴转动的测量码盘、接近开关、压力开关、控制器以及显示器，其中所述接近开关，用于感应所述测量码盘齿形并生成高、低电平；所述压力开关，用于检测控制主卷扬运动的先导油路中是否有油压，若有油压，则导通，否则，不导通；所述控制器，用于监测所述压力开关导通的情况，得到所述工作装置的移动方向， 监测所述高、低电平的总数量，得到所述工作装置沿移动方向移动的位移值；所述显示器，用于输出所述位移值。优选地，所述压力开关设置于所述控制所述主卷扬前进运动的第一先导油路上，和/或设置于所述控制所述主卷扬后退运动的第二先导油路上。优选地，所述接近开关设置于所述工程机械的滑轮支架上。一种用于工程机械上的工作装置位移测量方法，包括感应测量码盘齿形生成高、低电平；压力开关检测控制主卷扬运动的先导油路，若检测有油压，该压力开关导通，否则，该压力开关不导通；监测所述压力开关导通情况，得到所述工作装置的移动方向，监测所述高、低电平的总数量，得到所述工作装置沿移动方向移动的位移值，并输出。优选地，感应测量码盘齿形生成高、低电平为感应所述测量码盘为凸齿，生成高电平，未感应到所述测量码盘为凸齿，生成低电平；或者，感应所述测量码盘为凸齿，生成低电平，未感应到所述测量码盘为凸齿，生成高电平。优选地，所述控制主卷扬运动的先导油路包括控制主卷扬前进运动的第一先导油路和控制主卷扬后退运动的第二先导油路。优选地，当所述压力开关检测第一先导油路有油压导通时，所述工作装置的移动方向为前进方向，当所述压力开关不导通时，所述工作装置的移动方向为后退方向。优选地，当所述压力开关检测第二先导油路有油压导通时，所述工作装置的移动方向为后退方向，当所述压力开关不导通时，所述工作装置的移动方向为前进方向。优选地，所述压力开关包括第一压力开关和第二压力开关，其中所述第一压力开关用于检测第一先导油路，若该第一压力开关导通，所述工作装置的移动方向为前进方向；所述第二压力开关用于检测第二先导油路，若该第二压力开关导通，所述工作装置的移动方向为后退方向。优选地，根据所述高、低电平的总数量得到所述工作装置的位移值为以所述高、 低电平的总数量与所述测量码盘单个凸齿的宽度做乘。从上述的技术方案可以看出，本发明公开的用于工程机械上的工作装置位移测量系统中，根据一个接近开关感应测量码盘的齿形，并生成高、低电平，根据高、低电平的数量计算得到工作装置的移动位移；同时，通过监测压力开关是否导通可以判断主卷扬的运动方向，即可以得到工作装置的移动方向。由于只用一个接近开关测量计算工作装置位移，其感应测量码盘齿形生成高低电平过程不受外界环境影响，解决了现有的位移测量方法在工作环境较差时测量值不准确的问题。
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本发明实施例公开的一种用于工程机械上的工作装置位移测量系统的结构示意图；图2为本发明实施例公开的一种用于工程机械上的工作装置位移测量方法的流程图；图3为本发明另一实施例公开的一种用于工程机械上的工作装置位移测量方法的流程图。
具体实施例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。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。本发明实施例公开了一种用于工程机械上的工作装置位移测量方法及系统，以解决现有的位移测量方法在工作环境较差时测量值不准确的问题。以下通过两个实施例分别进行说明。如图1所示，所述用于工程机械上的工作装置位移测量系统包括测量码盘3、接近开关4、压力开关7、控制器9以及显示器10，其中测量码盘3设置于滑轮1上，可以与滑轮1同轴转动，具体的，测量码盘3外圆周设置有等间距、同形状的凸齿，且可随着滑轮1转动而转动；接近开关4，用于感应测量码盘3齿形并生成高、低电平；压力开关7，用于检测控制主卷扬6运动的先导油路中是否有油压，若有油压，则导通，否则，不导通；控制器9，用于监测压力开关7导通情况，得到工作装置5的移动方向，监测所述高、低电平的总数量，得到工作装置5沿移动方向移动的位移值；显示器10，用于输出所述位移值。具体的，主卷扬6为滚筒，其上卷绕有钢丝绳，钢丝绳的一端穿过滑轮1与工作装置5相连，根据工程机械驾驶室内的手柄8的移动方向不同，可以控制主卷扬6的运动方向，进而控制工作装置5的移动方向。主卷扬6的控制油路分为两个，一路为控制其前进运动的第一先导油路，一路为控制其后退运动的第二先导油路。压力开关7可以设置于第一先导油路或者设置于第二先导油路上，当然也可以采用两个压力开关分别设置于两路先导油路上；而接近开关4 一般设置于滑轮支架2上。使用所述用于工程机械上的工作装置位移测量系统进行位移测量的方法，通过以下实施例进行说明。如图2所示，所述用于工程机械上的工作装置位移测量方法包括步骤Sl 1、感应测量码盘齿形生成高、低电平；主卷扬运动，卷绕其上的钢丝绳移动，通过滑轮作用于工作装置，使其移动。由于滑轮上设置有可以与其同轴转动的测量码盘，且该测量码盘上设置有外圆周设置有等间距、同形状的凸齿。具体的，生成高、低电平的方式可以为感应所述测量码盘为凸齿，生成高电平，未
6感应到所述测量码盘为凸齿，生成低电平；或者，感应所述测量码盘为凸齿，生成低电平，未感应到所述测量码盘为凸齿，生成高电平。步骤S12、压力开关检测控制主卷扬运动的先导油路，若检测有油压，该压力开关导通，否则，该压力开关不导通；压力开关具体设置于先导油路上，是一种简单的压力控制装置，其工作原理是当被测压力超过额定值时，弹性元件的自由端产生位移，直接或经过比较后推动开关元件，改变开关元件的通断状态。设置有压力开关的控制先导油路中存有油压时，压力开关被导通进而得电，反之，未被导通不得电。步骤S13、监测所述压力开关导通情况，得到所述工作装置的移动方向，监测所述高、低电平的总数量，得到所述工作装置沿移动方向移动的位移值，具体的，根据所述高、低电平的总数量得到所述工作装置移动位移的方法为以所述高、低电平的总数量与所述测量码盘单个凸齿的宽度做乘。假设以一个计数器变量N，记录接近开关感应到的每次高或低电平的数量；设测量码盘一圈有K个齿，钢丝绳滑轮周长L，则工作装置的位移值=LXN/K。其中L/K指示所述测量码盘单个凸齿的宽度。步骤S14、输出所述位移值。随着工程机械的不断工作，即随着工作装置的不断移动，接近开关和压力开关实时检测，生成测量信号，即上述过程为循环过程，直至此次工作结束为止。在上述内容中，由于控制主卷扬运动的先导油路分为两个，一个为控制主卷扬前进运动的第一先导油路，另一个为控制主卷扬后退的第二先导油路。具体可以将压力开关设置于这两个先导油路中的任意一个，也可以将两个压力开关分别设置于两个先导油路上，以下分别进行说明。当压力开关只设置于第一先导油路上，检测该先导油路上的油压情况，若检测到有油压，压力开关导通，此时，主卷扬沿前进方向移动，即执行下放工作装置操作，控制器计算得到的工作装置的位移值不断增加，输出在显示器的位移值不断增加；若压力开关没有检测到第一先导油路上有油压，则不导通，此时，主卷扬沿后退方向移动，即执行提升工作装置操作，控制器计算得到的工作装置的位移值不断减少，输出在显示器的位移不断减少。同样，当压力开关只设置于第二先导油路上，检测该先导油路上的油压情况，若检测到有油压，压力开关导通，此时，主卷扬沿后退方向移动，即执行提升工作装置操作，控制器计算得到的工作装置的位移值不断减少，输出在显示器的位移值不断减少；若压力开关没有检测到第二先导油路上有油压，则不导通，此时，主卷扬沿前进方向移动，即执行下放工作装置操作，控制器计算得到的工作装置的位移值不断增加，输出在显示器的位移不断增加。当分别有两个压力开关分别设置于两路先导油路上时，具体，第一压力开关设置于第一先导油路，检测其是否有油压；第二压力开关设置于第二先导油路上，检测器是否有油压。此时，用于工程机械上的工作装置位移的测量方法，如图3所示，包括步骤S21、接近开关感应测量码盘齿形生成高、低电平；
同样，生成高、低电平的方式可以为感应所述测量码盘为凸齿，生成高电平，未感应到所述测量码盘为凸齿，生成低电平；或者，感应所述测量码盘为凸齿，生成低电平，未感应到所述测量码盘为凸齿，生成高电平。步骤S22、第一压力开关检测第一先导油路，第二压力开关检测第二先导油路，若检测有油压，与其相对应的压力开关导通，否则，不导通；步骤S23、分别监测所述第一压力开关和第二压力开关的导通情况，得到所述工作装置的移动方向，监测所述高、低电平的总数量，得到所述工作装置沿移动方向移动的位移值；同样，根据所述高、低电平的总数量得到所述工作装置移动位移的方法为以所述高、低电平的总数量与所述测量码盘单个凸齿的宽度做乘。步骤S24、输出所述位移值。具体的，在一次操作中，所述第一先导油路和第二先导油路只能其中一个先导油路存有油压，即所述第一压力开关和第二压力开关只有一个可以导通，当第一压力开关导通时，主卷扬沿前进方向运动，下放工作装置，控制器计算得到的工作装置的位移值不断增加，输出在显示器的位移值不断增加；当第二压力开关导通时，主卷扬沿后退方向运动，提升工作装置，控制器计算得到的工作装置的位移值不断减少，输出在显示器的位移不断减少。本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。 对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
权利要求
1.一种用于工程机械上的工作装置位移测量系统，其特征在于，包括设置于所述工程机械的滑轮上、且与其同轴转动的测量码盘，接近开关，压力开关，控制器以及显示器，其中所述接近开关，用于感应所述测量码盘齿形并生成高、低电平；所述压力开关，用于检测控制主卷扬运动的先导油路中是否有油压，若有油压，则导通，否则，不导通；所述控制器，用于监测所述压力开关导通的情况，得到所述工作装置的移动方向，监测所述高、低电平的总数量，得到所述工作装置沿移动方向移动的位移值；所述显示器，用于输出所述位移值。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述压力开关设置于所述控制所述主卷扬前进运动的第一先导油路上，和/或设置于所述控制所述主卷扬后退运动的第二先导油路上。
3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述接近开关设置于所述工程机械的滑轮支架上。
4.一种用于工程机械上的工作装置位移测量方法，其特征在于，包括感应测量码盘齿形生成高、低电平；压力开关检测控制主卷扬运动的油路，若检测有油压，该压力开关导通，否则，该压力开关不导通；监测所述压力开关导通情况，得到所述工作装置的移动方向，监测所述高、低电平的总数量，得到所述工作装置沿移动方向移动的位移值，并输出。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，感应测量码盘齿形生成高、低电平为感应所述测量码盘为凸齿，生成高电平，未感应到所述测量码盘为凸齿，生成低电平；或者，感应所述测量码盘为凸齿，生成低电平，未感应到所述测量码盘为凸齿，生成高电平。
6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述控制主卷扬运动的油路包括控制主卷扬前进运动的第一先导油路和控制主卷扬后退运动的第二先导油路。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，当所述压力开关检测第一先导油路有油压导通时，所述工作装置的移动方向为前进方向，当所述压力开关不导通时，所述工作装置的移动方向为后退方向。
8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，当所述压力开关检测第二先导油路有油压导通时，所述工作装置的移动方向为后退方向，当所述压力开关不导通时，所述工作装置的移动方向为前进方向。
9.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述压力开关包括第一压力开关和第二压力开关，其中所述第一压力开关用于检测第一先导油路，若该第一压力开关导通，所述工作装置的移动方向为前进方向；所述第二压力开关用于检测第二先导油路，若该第二压力开关导通，所述工作装置的移动方向为后退方向。
10.根据权利要求4至9中任意一项所述的方法，其特征在于，根据所述高、低电平的总数量得到所述工作装置的位移值为以所述高、低电平的总数量与所述测量码盘单个凸齿的宽度做乘。
全文摘要
本发明公开了一种用于工程机械上的工作装置位移测量系统，包括设置于所述工程机械的滑轮上、且与其同轴转动的测量码盘、接近开关、压力开关、控制器以及显示器，其中所述接近开关，用于感应所述测量码盘齿形并生成高、低电平；所述压力开关，用于检测控制主卷扬运动的油路中是否有油压，若有油压，则导通，否则，不导通；所述控制器，用于监测所述压力开关导通的情况，得到所述工作装置的移动方向，监测所述高、低电平的总数量，得到所述工作装置沿移动方向移动的位移值；所述显示器，用于输出所述位移值。
文档编号G01B7/02GK102261888SQ20101019518
公开日2011年11月30日 申请日期2010年5月31日 优先权日2010年5月31日
发明者侯富田, 傅杰, 胡曙光 申请人:北京市三一重机有限公司