一种回转角度监测装置及工程机械的制作方法

本发明涉及一种回转角度监测装置及工程机械，属于工程机械方面的技术领域。

背景技术：

单边作业是工程机械领域，特别是混凝土泵车领域中经常应用的一项技术，主要用于解决工程机械半辐作业的问题，通过单边作业系统的控制，工程机械作业部件可以被控制在一定的回转角度范围内进行作业，从而实现在狭窄的空间内作业和提高作业安全性的目的。

在工程机械的智能操作系统中，类似单边作业工作状态，对作业部件的位置监测必不可少，特别是对作业部件回转角度的监测，需要安装一个或多个监测角度的角度传感器。对于上装进行回转作业的工程机械，基本结构是：上装通过回转支承与下车车体连接在一起，并通过驱动马达驱动回转支承带动上装进行旋转，这样可实现360°的作业范围。如混凝土泵车、汽车起重机、挖掘机等工程机械都是这种结构。回转角度监测装置的监测和安装就与回转支承相关联，通过监测回转支承的旋转，间接检测出作业部件的旋转角度。

码盘机构是一种旋转类的部件，通过计数旋转角度及旋转圈数来检测被检测部件的旋转角度，因此其信号的输入必须通过轴类零件来完成。由于工程机械结构复杂，角度检测器无法对作业部件进行直接监测，且检测精度较低，回转角度的精确监测与安装成为一个难点。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种回转角度监测装置及工程机械，解决监测仪器的灵活安装与监测的问题。

为达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：

第一方面，本发明提供一种回转角度监测装置，包括轴向定位部件、周向定位部件及位移传感器，所述轴向定位部件包括：码盘和小齿轮，所述码盘和小齿轮通过键上下连接，并通过轴和第一轴承、第二轴承固定在轴承座上；

所述周向定位部件包括：监测支座的一端与支架的一端固定连接，所述监测支座另一端通过定位销及螺母固定在轴的顶端，位于码盘上方，所述支架的另一端位于小齿轮下方，固定连接在轴承座上，所述位移传感器安装在监测支座上。

结合第一方面，进一步的，所述监测支座与码盘外圆周之间的间隙不小于2mm。

进一步的，所述位移传感器上的探头与码盘外圆周之间的间隙不小于2mm。

进一步的，所述码盘的外圆周由分度相等的凹凸台组成。

进一步的，所述支架的一端通过第一螺栓与监测支座固定连接，所述支架的另一端通过螺栓固定安装在轴承座上。

进一步的，所述支架上设置有用于安装固定第一螺栓的长条形安装圆孔，可以方便的调节角度监测装置及传感器布线的安装位置。

第二方面，本发明还提供了一种工程机械，包括所述的回转角度监测装置、减速机及回转支承，所述回转支承固定连接有回转支承安装板，所述回转角度监测装置中的轴承座通过第二螺栓与回转支承安装板上的螺纹孔配合固定。

结合第二方面，进一步的，所述第二螺栓至少有3个。

进一步的，所述减速机的减速机齿轮与回转支承的齿轮啮合转动，所述回转支承的齿轮与小齿轮啮合，带动码盘转动。

进一步的，所述工程机械包括作业部件旋转类工程机械。

与现有技术相比，本发明所达到的有益效果：

本发明设置的一种回转角度监测装置及连接方式，结构简单紧凑，安装灵活，应用广泛，可方便的用到各种作业部件旋转类的工程机械上。

本发明的码盘外圆周由分度相等的凹凸台组成，通过监测凹凸信号的脉冲来实现回转角度监测，通过凹凸的均分密度能够提高监测的精度。

本发明支架上设置有用于安装固定螺栓的长条形安装孔，能够方便的调节角度监测装置及传感器布线的安装位置。保证小齿轮与回转支承齿轮的配合，该装置可以被安装在回转支承周圈任何空间允许的位置，安装灵活。

附图说明

图1是现有技术中一种角度传感器监测装置安装结构示意图；

图2是现有技术中另一种角度传感器监测装置安装结构示意图；

图3是本发明实施例一种工程机械安装结构示意图；

图4是本发明实施例一种回转角度监测装置安装方式示意图；

图5是本发明实施例一种回转角度监测装置安装方式俯视图；

图6是本发明实施例一种回转角度监测装置结构示意图；

图7是本发明实施例一种回转角度监测装置结构剖视图；

图8是本发明实施例一种回转角度监测装置结构爆炸图；

图中：1、小齿轮；2、轴；3、码盘；4、轴承座；5、支架；6、第一螺栓；7、监测支座；8、定位销；9、位移传感器；10、第一轴承；11、第二轴承；12、键；13、螺母；14、监测装置；15、回转支承安装板；16、第二螺栓；17、回转支承；18、减速机；19、减速机齿轮；20、编码器。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

如图1、2所示，为现有技术的两种角度传感器监测装置安装结构示意图，工程机械的回转作业部件由驱动马达驱动减速机18，再经过减速机齿轮19与回转支承17的外齿啮合实现旋转。现有的技术方案有两种，一种是将编码器20安装在减速机的输出轴上，为反置安装，编码器20的检测轴与减速机的输出轴通过联轴器或者直接刚性连接，固定编码器20的壳体，这样减速机18旋转时带动编码器20的检测轴旋转，实现角度计数的目的，如图1所示。

另一种是在回转支撑安装板15上根据齿轮配合的中心距加工一个安装孔，将此装置安装固定在安装孔中。无齿轮的轴端通过柔性联轴器与编码器20的检测轴进行连接，编码器20固定在回转支承安装板15的下面，工作时，回转支承17带动齿轮旋转，齿轮通过键带动轴旋转，轴通过柔性联轴器带动编码器检测轴的旋转，从而实现旋转角度的检测，如图2所示。

图1中传感器监测装置安装结构，传感器装置是安装在减速机输出轴顶部，其安装位置单一，有些结构由于空间的限制无法实现安装。且编码器20安装在输出轴顶部，需要对编码器20进行固定，以保证编码器20的连接轴与减速机输出轴的同轴度，这样就增加了安装机构的加工难度。同时为了与减速机输出轴连接，需要对减速机进行改制，或者减速机需要特殊定制，由于减速机生产商的原始设计没有这项功能的，极少一部分的工程机械需要单边作业功能，这样就增加了采购成本和生产成本。

图2中传感器监测装置安装结构，对于不同的监测要求需要通过调整小齿轮的齿数及尺寸来实现，有些结构由于空间的限制无法实现，且监测精度较差，不易调节。

本发明基本方案为：通过一个装置，将工程机械安装于回转支承上部的作业部件与监测仪器进行相关联，起到一个将监测信号实时准确传递的作用。本发明专利公开了一种回转角度监测装置及工程机械，如图4-5所示为本发明实施例一种回转角度监测装置安装方式示意图及俯视图，该装置安装组成包括回转支承17、减速机18、监测装置14。如图6-8所示为本发明实施例一种回转角度监测装置结构示意图、结构剖视图及结构爆炸图，本监测装置包括小齿轮1、轴2、码盘3、轴承座4、支架5、螺栓6、监测支座7、定位销8、位移传感器9、轴承10、轴承11、键12、螺母13等。

位移传感器安装9与监测支座7，小齿轮1、码盘3和监测支座7通过轴2、键12和轴承11等相连，并通过轴承座4安装在固定板上，小齿轮1与回转支承a啮合。将码盘3、小齿轮1通过轴2和轴承10、11固定在轴承座4上，进而实现轴向定位；/位移传感器9安装定位于监测支座7并通过支架5和定位销8与轴相连；/轴2与码盘3、小齿轮1通过键12连接已达到同步转动，进而实现检测装置的周向定位。

监测支座7与支架5安装固定，通过定位销8及螺母13固定于轴2中心端部；支架5通过轴2向分布的螺栓定位安装与轴承座4，这样在小齿轮1转动并带动轴2和码盘3转动的时候，监测支座7、支架5与轴承座4保持静止。这样就组成一个完整的部件，为码盘机构总成，即监测装置14。

在往整机上安装时，只需要根据小齿轮1与回转支承17啮合的中心距，在回转支承安装板15上加工出安装孔，及固定第二螺栓16均布的三个螺纹孔，与监测装置的轴承座4相配合，通过第二螺栓16固定在回转支承安装板上15，并与回转支承17啮合。

如图6-8所示为本发明实施例一种回转角度监测装置结构示意图、结构剖视图及结构爆炸图，监测支座7与码盘3外圆周保证2毫米的控制间隙，即位移传感器9的探头与码盘3外圆周保证2毫米间隙，码盘3外圆周由分度相等的凹凸台组成，通过监测凹凸信号的脉冲来实现回转角度监测，凹凸的均分密度决定着角度监测的精度，均分密度越大则监测精度越大。

如图3所示为本发明实施例一种工程机械安装结构示意图，工作时，工程机械的回转作业部件由驱动马达驱动减速机18，再经过减速机齿轮19与回转支承17的齿轮啮合实现旋转，再由回转支承17转动带动与之相啮合的小齿轮1转动，从而带动码盘3的转动，位移传感器9通过监测码盘3凹凸信号来实现回转角度的监测。

本发明的目的是为工程机械回转角度的监测和安装提供一个简捷精确的解决方案。本发明此装置结构及连接方式具有结构简单紧凑，可移植性好，应用广泛。对于作业部件旋转类的工程机械，回转支承及回转支承的安装机构都是必不可少的部件，因此，此装置可方便的用到各种作业部件旋转类的工程机械上；保证小齿轮与回转支承齿轮的配合，该装置可以被安装在回转支承周圈任何空间允许的位置，安装灵活，支架5上设置有用于安装固定螺栓6的长条形安装孔，可以方便的调节角度监测装置及传感器布线的安装位置。

码盘外圆周由分度相等的凹凸台组成，通过监测凹凸信号的脉冲来实现回转角度监测，能够通过改变凹凸的均分密度提高监测精度。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。