专利名称：传感器自动校准控制装置、方法、系统及工程机械设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及传感器领域，具体地，涉及传感器自动校准控制装置、传感器自动校准控制方法、传感器自动校准系统及包含该系统的工程机械设备。
背景技术：
在运动控制系统中，位置传感器(诸如，角度传感器、旋转编码器、长度传感器和倾角传感器)输出一表示运动对象当前位置的电流或电压，控制系统根据该电流或电压及预先存储的运动对象处于起点位置时的电流或电压进行线性比例运算，将该电流或电压转化为位置值。对于此线性计算而言，位置传感器在运动对象处于起点位置时的输出很重要，它不仅会影响运动对象是否能回到起点位置，同时还会影响运动过程中每一个位置的检测精确度。目前，为节省成本，多使用接触式位置传感器，而少采用利用光或磁进行检测的非接触式传感器。然而，接触式传感器需要跟随着运动对象(亦为被检测对象)一起运动，随着系统的长期使用，安装该位置传感器的支架会比较容易发生变形或者移动，这样会导致位置传感器的零点漂移非常严重。目前，当发现位置传感器的检测零点漂移非常严重时，维护人员通过肉眼观察或采用物理测量工具，将被检测对象移动到零点位置，然后人工对控制系统的参数进行置零，以消除零点漂移。该人工校准方式需要维护人员时刻注意位置传感器的工作，增加了人工成本。
发明内容
本发明的目的是提供一种传感器自动校准控制装置、传感器自动校准控制方法、传感器自动校准系统及包含该系统的工程机械设备，其可在无需维护人员干预的情况下，实现传感器的自动校准。为了实现上述目的，本发明提供一种传感器自动校准控制装置，该装置包括接收器，用于接收来自第二传感器的到位信号及所述第一传感器的输出值，该第一传感器及第二传感器均对一对象的位置进行检测，且所述第二传感器在所述对象到达一预定位置时发出所述到位信号；以及控制器，与所述接收器相连，用于在所述接收器接收到来自所述第二传感器的到位信号时，所述控制器用于利用所述接收器接收的所述第一传感器此时的输出值覆盖所述控制器所存储的之前所述第一传感器在所述对象到达该预定位置时的输出值，或舍弃所述接收器接收的所述第一传感器此时的输出值，所述控制器保留所述所存储的之前所述第一传感器在所述对象到达所述预定位置时的输出值。相应地，本发明还提供一种传感器自动校准控制方法，该方法包括接收来自第二传感器的到位信号及第一传感器的输出值，该第一传感器及第二传感器均对一对象的位置进行检测，且所述第二传感器在所述对象到达一预定位置时发出所述到位信号；以及在接收到来自所述第二传感器的到位信号时，利用所述第一传感器此时的输出值覆盖所存储的之前所述第一传感器在所述对象到达该预定位置时的输出值；或舍弃所述接收器接收的所述第一传感器此时的输出值，所述控制器保留所述所存储的之前所述第一传感器在所述对象到达所述预定位置时的输出值。相应地，本发明还提供一种传感器自动校准系统，该系统包括上述传感器自动校准控制装置；以及上述第一传感器、第二传感器，所述第一传感器及所述第二传感器均与所述传感器自动校准控制装置的接收器连接。相应地，本发明还提供一种工程机械设备，该设备包括上述传感器自动校准系统。通过上述技术方案,借助于第二传感器的到位信号，控制器可对第一传感器于对象处于预定位置时的输出值进行校准，从而实现了第一传感器的自动校准，之后可以以该校准后的输出值作为基础来计算对象的位置。通过本发明，不需要过多的人工参与，既可保证第一传感器的精确检测，且可保证第一传感器在长时间运行中不会因为由于各种外界因素而引起的小幅度机械形变而给检测结果带来影响，提高了运动控制系统持续长时间高效率工作的可能。本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式
部分予以详细说明。
附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式
一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中图1为本发明提供的传感器自动校准控制装置的结构示意图；以及图2为本发明提供的传感器自动校准控制装置的操作流程图。附图标记说明10 接收器 20 控制器
具体实施例方式以下结合附图对本发明的具体实施方式
进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式
仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。图1为本发明提供的传感器自动校准控制装置的结构示意图。如图1所示，本发明提供了一种传感器自动校准控制装置，该装置包括接收器10，用于接收来自第二传感器的到位信号及所述第一传感器的输出值(该输出值可为代表电压大小或电流大小的模拟或数字信号)，该第一传感器及第二传感器均对一对象的位置进行检测，且所述第二传感器在所述对象到达一预定位置时发出所述到位信号；以及控制器20，与所述接收器相连，用于在所述接收器10接收到来自所述第二传感器的到位信号时，利用所述接收器10接收的第一传感器此时的输出值覆盖所存储的之前所述第一传感器在所述对象到达该预定位置时的输出值(具体可为所存储的上一次所述第一传感器在所述对象到达该预定位置时的输出值)，或舍弃所述接收器接收的所述第一传感器此时的输出值，所述控制器保留所述所存储的之前所述第一传感器在所述对象到达所述预定位置时的输出值。藉此，借助于第二传感器的到位信号，控制器可对第一传感器于对象处于预定位置时的输出值进行校准，从而实现了第一传感器的自动校准，之后可以以该校准后的输出值作为基础来计算对象的位置。具体而言，所述控制器20可在接收器接收10到来自所述第二传感器的到位信号时，存储接收器10接收的第一传感器此时的输出值，并在后续的测量值中，以该输出值作为基础并根据第一传感器的输出值来计算对象的实际位置。在下一次接收器10接收到来自所述第二传感器的到位信号时，控制器20利用接收器10接收的第一传感器此时的输出值替换之前存储的第一传感器于对象处于预定位置时的输出值，藉此实现自动校准，并在后续的测量值中，以该校准后的输出值为基础并根据第一传感器的输出值来计算对象的实际位置。其中，所述第一传感器可为接触式传感器(其可与所述对象一起运动)，诸如角度传感器、旋转编码器、长度传感器和倾角传感器，其可用于检测对象在工作过程中的往返运动，例如检测臂架上下变幅动作、对象作直线上的来回运动、或对象作圆周运动等。所述第二传感器可为在对象到达预定位置时会有到位信号输出的限位开关或感应开关。该第二传感器的安装位置应尽量保证检测行程小，以保证精确的定位检测。该第二传感器可不随对象一起运动，以避免该第二传感器因长期运动而导致出现与第一传感器类似的零点漂移故障。需要说明的是，所述第一传感器并不限于接触式传感器，非接触式传感器亦可能存在零点漂移故障，亦可采用本发明的传感器自动校准控制装置进行校准。另外，第二传感器并非必须不与随对象一起运动，与对象一起运动的第二传感器亦可用于实现本发明。其中，所述预定位置可为所述对象的起点位置。另外，在所述对象为臂架时，所述预定位置可为该臂架的变幅上极限点、水平位置点及变幅下极限点中的一者或多者，此时可利用多个第二传感器来对第一传感器的输出值进行校准，以保证控制器可利用第一传感器的输出值准确地检测到臂架处于这些关键位置。图2为本发明提供的传感器自动校准控制装置的操作流程图。如图2所示，所述控制器在所述第一传感器此时的输出值与所述所存储的输出值之差小于预定值时，利用所述第一传感器此时的输出值覆盖所述所存储的输出值。在所述第一传感器此时的输出值与所述所存储的输出值之差大于或等于所述预定值时，此时很有可能是第一传感器或第二传感器出现了故障，控制器可通过人机交互界面(诸如，显示器)来提示维护人员是否需要执行覆盖操作，维护人员可根据实际情况来判断是否需要执行该覆盖操作(例如，当判断第一传感器或第二传感器故障时，可不执行覆盖操作，否则可执行覆盖操作)，并将是否执行所述覆盖操作的指令通过人机交互界面输入至所述接收器，所述接收器将是否执行覆盖操作的指令输入到控制器。具体地，当维护人员选择执行覆盖操作指令时，控制器根据该执行覆盖操作指令将第一传感器此时的输出值覆盖所存储的输出值；当维护人员选择不执行覆盖操作指令时，控制器根据该不执行覆盖操作指令舍弃第一传感器此时的输出值，仍然保留之前所存储的输出值。相应地，本发明还提供了一种传感器自动校准控制方法，该方法包括接收来自第二传感器的到位信号及所述第一传感器的输出值，该第一传感器及第二传感器均对一对象的位置进行检测，且所述第二传感器在所述对象到达一预定位置时发出所述到位信号；以及在接收到来自所述第二传感器的到位信号时，利用所述第一传感器此时的输出值覆盖所存储的之前所述第一传感器在所述对象到达该预定位置时的输出值；或舍弃所述接收器接收的所述第一传感器此时的输出值，所述控制器保留所述所存储的之前所述第一传感器在所述对象到达所述预定位置时的输出值。
其中，所述预定位置为所述对象的起点位置。其中，所述对象为臂架，所述预定位置为该臂架的变幅上极限点、水平位置点及变幅下极限点中的一者或多者。其中，在所述第一传感器此时的输出值与所述所存储的输出值之差小于预定值时，利用所述第一传感器此时的输出值覆盖所述所存储的输出值。其中，在所述第一传感器此时的输出值与所述所存储的输出值之差大于或等于预定值时，通过人机交互界面显示是否执行覆盖操作；接收是否执行覆盖操作指令，并执行对应指令所指示的操作。具体而言，当接收执行覆盖操作指令时，将所述第一传感器此时的输出值覆盖所存储的之前所述第一传感器在所述对象到达该预定位置时的输出值；当接收不执行覆盖操作指令时，舍弃所述第一传感器此时的输出值，保留所述所存储的之前所述第一传感器在所述对象到达所述预定位置时的输出值。相应地，本发明还提供了一种传感器自动校准系统，该系统包括上述传感器自动校准控制装置；以及所述第一传感器、第二传感器，所述第一传感器及所述第二传感器均与所述传感器自动校准控制装置的接收器连接。有关该传感器自动校准控制方法、传感器自动校准系统的具体细节及有益效果与上述传感器自动校准控制装置相同，故于此不在赘述。相应地，本发明还提供了一种工程机械设备，该设备包括上述传感器自动校准系统。该工程机械设备例如可为高空作业车、泵车、起重机等需要对臂架位置进行检测的设备。以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。另外需要说明的是，在上述具体实施方式
中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。
权利要求
1.一种传感器自动校准控制装置，其特征在于，该装置包括接收器，用于接收来自第二传感器的到位信号及所述第一传感器的输出值，该第一传感器及第二传感器均对一对象的位置进行检测，且所述第二传感器在所述对象到达一预定位置时发出所述到位信号；以及控制器，与所述接收器相连，用于在所述接收器接收到来自所述第二传感器的到位信号时，所述控制器用于利用所述接收器接收的所述第一传感器此时的输出值覆盖所述控制器所存储的之前所述第一传感器在所述对象到达该预定位置时的输出值，或舍弃所述接收器接收的所述第一传感器此时的输出值，所述控制器保留所述所存储的之前所述第一传感器在所述对象到达所述预定位置时的输出值。
2.根据权利要求1所述的传感器自动校准控制装置，其特征在于，所述预定位置为所述对象的起点位置。
3.根据权利要求1所述的传感器自动校准控制装置，其特征在于，所述对象为臂架，所述预定位置为该臂架的变幅上极限点、水平位置点及变幅下极限点中的一者或多者。
4.根据权利要求1所述的传感器自动校准控制装置，其特征在于，所述控制器在所述第一传感器此时的输出值与所述所存储的输出值之差小于预定值时，利用所述第一传感器此时的输出值覆盖所述所存储的输出值。
5.根据权利要求1所述的传感器自动校准控制装置，其特征在于，在所述第一传感器此时的输出值与所述所存储的输出值之差大于或等于所述预定值时，所述控制器通过人机交互界面显示是否执行覆盖操作，是否执行覆盖操作指令通过所述接收器发送给所述控制器，所述控制器执行对应指令所指示的操作。
6.根据权利要求5所述的传感器自动校准控制装置，其特征在于当所述控制器接收执行覆盖操作指令时，所述控制器将所述第一传感器此时的输出值覆盖所述控制器所存储的之前所述第一传感器在所述对象到达该预定位置时的输出值；当所述控制器接收不执行覆盖操作指令时，所述控制器舍弃所述第一传感器此时的输出值，所述控制器保留所述所存储的之前所述第一传感器在所述对象到达所述预定位置时的输出值。
7.—种传感器自动校准控制方法,其特征在于,该方法包括接收来自第二传感器的到位信号及所述第一传感器的输出值，该第一传感器及第二传感器均对一对象的位置进行检测，且所述第二传感器在所述对象到达一预定位置时发出所述到位信号；以及在接收到来自所述第二传感器的到位信号时，利用所述第一传感器此时的输出值覆盖所存储的之前所述第一传感器在所述对象到达该预定位置时的输出值；或舍弃所述接收器接收的所述第一传感器此时的输出值，所述控制器保留所述所存储的之前所述第一传感器在所述对象到达所述预定位置时的输出值。
8.根据权利要求7所述的传感器自动校准控制方法，其特征在于，所述预定位置为所述对象的起点位置。
9.根据权利要求7所述的传感器自动校准控制方法，其特征在于，所述对象为臂架，所述预定位置为该臂架的变幅上极限点、水平位置点及变幅下极限点中的一者或多者。
10.根据权利要求7所述的传感器自动校准控制方法，其特征在于，在所述第一传感器此时的输出值与所述所存储的输出值之差小于预定值时，利用所述第一传感器此时的输出值覆盖所述所存储的输出值。
11.根据权利要求1所述的传感器自动校准控制方法，其特征在于，在所述第一传感器此时的输出值与所述所存储的输出值之差大于或等于预定值时，通过人机交互界面显示是否执行覆盖操作；接收是否执行覆盖操作指令，并执行对应指令所指示的操作。
12.根据权利要求11所述的传感器自动校准控制方法，其特征在于，当接收执行覆盖操作指令时，将所述第一传感器此时的输出值覆盖所存储的之前所述第一传感器在所述对象到达该预定位置时的输出值；当接收不执行覆盖操作指令时，舍弃所述第一传感器此时的输出值，保留所述所存储的之前所述第一传感器在所述对象到达所述预定位置时的输出值。
13.—种传感器自动校准系统,其特征在于,该系统包括根据权利要求1-6中任一项权利要求所述的传感器自动校准控制装置；以及第一传感器、第二传感器，所述第一传感器及所述第二传感器均与所述传感器自动校准控制装置的接收器连接。
14.一种工程机械设备，其特征在于，该设备包括根据权利要求13所述的传感器自动校准系统。
全文摘要
本发明公开了一种传感器自动校准控制装置、方法、系统及工程机械设备，该装置包括接收器，用于接收来自第二传感器的到位信号及所述第一传感器的输出值，该第一传感器及第二传感器均对一对象的位置进行检测，且所述第二传感器在所述对象到达一预定位置时发出所述到位信号；以及控制器，与所述接收器相连，用于在所述接收器接收到来自所述第二传感器的到位信号时，利用所述接收器接收的所述第一传感器此时的输出值覆盖所存储的之前所述第一传感器在所述对象到达该预定位置时的输出值。通过本发明，可保证第一传感器在长时间运行中不会因为由于各种外界因素而引起的小幅度机械形变而给检测结果带来影响。
文档编号G05B19/04GK103017811SQ20121047888
公开日2013年4月3日 申请日期2012年11月22日 优先权日2012年11月22日
发明者熊忆, 黎明和, 马钰, 罗建利, 刘召华 申请人:长沙中联消防机械有限公司