轉動檢測裝置及工程機械的製作方法
2023-12-11 15:46:12 2
專利名稱：轉動檢測裝置及工程機械的製作方法
技術領域：
本發明涉及轉動件的檢測，特別涉及一種轉動檢測裝置及工程機械。
背景技術：
實際作業中，工程機械在各種場合經常需要檢測其本身設有的轉動件的轉動情況，比較常見的是對圓筒形或圓盤形轉動件的轉動方向及轉速進行檢測，例如攪拌車的攪拌筒。以轉盤為例，現有技術中檢測轉盤的轉動情況時，一般在轉盤上不等間距的安裝三個(或三個以上)感應元件，如圖1所示，其為現有技術轉盤轉動檢測示意圖，當轉盤轉動時，三個感應元件輪流經過設於轉盤一側的傳感器，傳感器檢測出第一個感應元件到第二個感應元件之間的時間Tl，和第二個感應元件到第三個感應元件之間的時間T2，比較Tl 與T2的大小即可以判斷轉盤轉動的方向，轉盤的轉速亦可根據感應元件的距離和轉動時間同時測量得出，但是該方案需要在被測對象上安裝三個或三個以上的感應元件，安裝比較複雜，成本較高，且當轉盤轉速不穩定時可能造成轉向判斷錯誤。另外一類方法是在轉動件上只安裝一個感應元件，而在傳感器部分設置兩個傳感器並設計專門的檢測晶片和檢測電路，通過兩個傳感器感應到感應元件的時間先後來判斷轉動方向，該種方案電路設計複雜，成本相對較高。如CN200620040769號專利就公開了一種接近式電機旋轉方向檢測裝置，該技術方案在圓形轉盤上設有一個磁塊，而在轉盤旁設置有兩個霍爾傳感器及一系列的檢測電路，並且兩個霍爾傳感器的設置位置有一定的要求，磁塊隨轉盤旋轉經過兩個霍爾傳感器實現轉動檢測。此技術方案的缺陷在於，必須使用專用的兩個霍爾傳感器，成本較高，且需設計特定的設置位置，檢測電路也比較複雜。鑑於上述情況，本設計人借其多年相關領域的技術經驗以及豐富的專業知識，不斷研發改進，並經大量的實踐驗證，提出了本發明的轉動檢測裝置及工程機械的技術方案。
發明內容
本發明的目的在於提供一種轉動檢測裝置，結構簡單，成本低，檢測結果可靠。本發明的另一目的在於提供一種工程機械，具有上述的轉動檢測裝置，以簡單的結構和低廉的成本就能夠實現轉動件的轉動檢測。為了實現上述目的，本發明提供了一種轉動檢測裝置，包括感應元件，設於待測轉動件上，能隨所述轉動件一起轉動，所述感應元件包括第一感應部、第二感應部及連接部，所述連接部連接於所述第一感應部和第二感應部之間；接近開關元件，設於所述轉動件轉動圓周的一側，所述接近開關元件能與所述第一感應部和第二感應部先後產生不同的感應信號；檢測模塊，連接於所述接近開關元件並接收其傳送的感應信號，處理並輸出對應的檢測結果。上述的轉動檢測裝置，其中，所述第一感應部的感應長度大於所述第二感應部，所述接近開關元件與所述第一感應部產生的感應信號的時長大於所述第二感應部。上述的轉動檢測裝置，其中，所述第一感應部的感應強度大於所述第二感應部，所述接近開關元件與所述第一感應部產生的感應信號的強度大於所述第二感應部。上述的轉動檢測裝置，其中，所述連接部也具有感應功能，所述連接部的感應強度不同於所述第一感應部和第二感應部。上述的轉動檢測裝置，其中，所述接近開關元件產生的感應信號為脈衝信號，所述接近開關元件能夠根據與所述第一感應部、第二感應部的感應時間長短，而對應產生持續時間長短不同的脈衝信號；或者，所述接近開關元件能夠根據與所述第一感應部、第二感應部、連接部的感應強度大小，而對應產生大小不同的脈衝信號。上述的轉動檢測裝置，其中，所述感應元件為條狀，其沿所述轉動件的轉動圓周的切線方向設置。上述的轉動檢測裝置，其中，所述轉動件為轉盤，所述感應元件設置於所述轉盤上靠近圓周邊緣處，所述感應元件沿所述轉盤圓周切線方向設置。上述的轉動檢測裝置，其中，所述感應元件還包括一固定柱，固接於所述連接部下方，所述轉動件上開設有固定孔，所述固定柱固定於所述固定孔中，使所述感應元件固接於所述轉動件。為了實現上述目的，本發明提供了一種轉動檢測裝置，包括感應元件，設於待測轉動件上，能隨所述轉動件一起轉動，所述感應元件包括第一感應部和第二感應部，所述第一感應部連接所述第二感應部，所述第一感應部和第二感應部具有不同的感應強度；接近開關元件，設於所述轉動件轉動圓周的一側，所述接近開關元件能與所述第一感應部和第二感應部產生強度不同的感應信號；檢測模塊，連接於所述接近開關元件並接收其傳送的感應信號，處理並輸出對應的檢測結果。為了實現上述目的，本發明還提供了一種工程機械，包括轉動件；用於檢測所述轉動件轉動狀態的轉動檢測裝置，所述轉動檢測裝置為上述的轉動檢測裝置。由上述可知，本發明的轉動檢測裝置及工程機械具有下列優點及特點1、本發明的轉動檢測裝置只需要一個通用的接近開關元件以及一個專用的感應元件即可實現轉動狀態的檢測，無需現有技術中較昂貴的專用傳感器，使整個裝置結構簡單，且成本降低。2、本發明的轉動檢測裝置檢測結果可靠，通過專用感應元件的特殊結構設計，其長度相對轉動件的轉動圓周很小，可近似認為感應元件經過接近開關時的速度是勻速的， 從而當轉動件為非勻速轉動時也可得出準確可靠的轉向判斷信號。3、本發明的轉動檢測裝置可以通過脈衝信號的強弱來判斷轉向，通過專用的感應元件結構設計，可使轉動件轉向檢測完全脫離轉動周期的限制。4、本發明的轉動檢測裝置及工程機械能夠以簡單的結構和低廉的成本實現轉動件的轉動狀態檢測，並且還可計算正反轉圈數和正反轉周期。
以下附圖僅旨在於對本發明做示意性說明和解釋，並不限定本發明的範圍圖1為現有技術轉盤轉動檢測示意4
圖2為本發明轉動檢測裝置第--實施例結構示意圖3為本發明轉動檢測裝置第--實施例感應元件結構示意i為本發明轉動檢測裝置第--實施例感應脈衝信號示意圖5為本發明轉動檢測裝置第二二實施例結構示意圖6為本發明轉動檢測裝置第二二實施例感應脈衝信號示意圖:「為本發明轉動檢測裝置第二二實施例改進之後的感應脈衝信號示意圖
圖S^為本發明轉動檢測裝置第三三實施例結構示意圖9為本發明轉動檢測裝置第三三實施例感應脈衝信號示意圖。
主要元件標號說明
10轉動件
1感應元件
11第一感應部
12第二感應部
13連接部
14固定柱
2接近開關元件
21固定支架
3檢測模塊
31第一脈衝信號
32第二脈衝信號
33第三脈衝信號
11、L2 長度
Tl、T2、T3 時間
具體實施例方式為了對本發明的技術特徵、目的和效果有更加清楚的理解，現對照
本發明的具體實施方式
，但其僅為優選實施例，並不用來限制本發明的實質範圍。第一實施例請參考圖2及圖3，其中圖2為本發明轉動檢測裝置第一實施例結構示意圖，圖3 為本發明轉動檢測裝置第一實施例感應元件結構示意圖，如圖所示，本發明轉動檢測裝置主要包括感應元件1，設置於轉動件10上，能夠隨轉動件10 —起轉動，轉動件10即為待檢測件，感應元件1又包括第一感應部11和第二感應部12，第一感應部11和第二感應部12 之間由一連接部13相連，連接部13不具有感應功能，屬於非感應元件，第一感應部11和第二感應部12具有不同的感應長度，本實施例中，第一感應部11的感應長度大於第二感應部 12 ；接近開關元件2，設於轉動件10轉動圓周的一側，與轉動件10相鄰近，能夠與隨轉動件 10轉動的感應元件1產生感應效果並產生感應信號，與不同感應長度的第一、第二感應部能夠先後產生不同時長的感應信號；檢測模塊3，連接於接近開關元件2，接收接近開關元件2傳送的感應信號，處理並輸出對應所接收的感應信號的檢測結果。感應元件1用於與接近開關元件2相互感應產生感應信號，感應元件1隨轉動件10 一同轉動，感應元件1優選的靠近轉動件10的轉動圓周邊緣設置。本發明方案中的，感應元件1的長度相對轉動件10的轉動圓周很小，所以即便轉動件10是在做非勻速轉動，也可近似認為感應元件1經過接近開關元件2時的速度是勻速的。當感應元件1轉動到與接近開關元件2接近時，產生感應信號，也就是說此時感應元件1在接近開關元件2的感應距離之內，但是接近開關元件2也不宜設置的與轉動件10過於靠近，以免當轉動件10發生轉動傾斜時與接近開關元件2發生碰撞。本實施例中，轉動件10為一轉盤，感應元件1設置於轉盤上靠近外圍圓周邊緣處。感應元件1中的第一感應部11和第二感應部12與接近開關元件2產生感應信號，兩感應部之間由不具感應功能的連接部13連接，由上述，第一感應部11和第二感應部 12具有不同的感應長度，也就是說，兩感應部在轉動時能夠與接近開關元件2作用並產生感應信號的長度不同，很容易理解，由於感應元件1經過接近開關元件2時的速度是勻速的，感應部與接近開關元件2作用並產生感應信號的長度長，即感應長度長，則產生的感應信號的持續時間長，反之，感應長度短，產生的感應信號的持續時間就短。如圖2和圖3所示，本實施例中，感應元件1為條狀，中部為連接部13，兩端分別為第一感應部11和第二感應部12，感應元件1沿轉動件10轉動圓周的切線方向設置，如圖2所示，轉動件10為轉盤的話，則感應元件1直接設置於轉盤上靠近圓周邊緣並沿其切線方向設置。第一感應部11 的長度Ll即為其感應長度，第二感應部12的長度L2即為其感應長度，Ll大於L2，且沿順時針方向，第一感應部11位於第二感應部12的前方。當然，感應元件1的設置方位可以有所變化，本實施例只是其中一種優選的情況。感應元件1固定設置於轉動件10上，其固接方式可選用常見的螺接、鉚接或者粘接等，本實施例中，感應元件1還包括一固定柱14，固接於連接部13下方，該固定柱14可為帶外螺紋的螺栓或者堵頭，相應的轉動件10上設有固定孔，固定柱固定於固定孔中從而實現感應元件1和轉動件10的固接。接近開關元件2設置於轉動件10轉動圓周的一側，其可為通過設置固定支架21 來實現固定，接近開關元件2能與感應元件1作用而產生感應信號，例如接近開關元件2 可為磁感應式接近開關，感應元件1則為磁性感應元件；或者接近開關元件2可為電容式接近開關，而感應元件1則為接地元件；或者接近開關元件2可為光電式接近開關，而感應元件1則為光感應元件，接近開關元件2和感應元件1還可有其他多種組合，可根據實際情況變換。接近開關元件2的感應信號可為脈衝信號，具體的說，接近開關元件2根據與第一、第二感應部的感應時間長短，而對應產生持續時間不同的脈衝信號，即脈寬不同的脈衝信號；或者，接近開關元件2根據與第一、第二感應部感應強度的大小，而對應產生大小不同的脈衝信號，如圖4所示，其為本發明轉動檢測裝置第一實施例的感應脈衝信號示意圖， 第一脈衝信號31對應第一感應部11轉動經過接近開關元件2附近，第二脈衝信號32對應第二感應部12轉動經過接近開關元件2附近，由上所述，第一感應部11的感應長度大於第二感應部12，所以第一脈衝信號31持續的時間Tl大於第二脈衝信號32的持續時間T2，而中間的連接部13由於不具有感應效果，所以將不產生脈衝信號，所以在第一脈衝信號31和第二脈衝信號32之間有無脈衝信號的T3時間段。檢測模塊3連接於接近開關元件2，接收其反饋的感應信號，並對信號數據加以處理，最後輸出檢測結果，檢測結果可包括轉向、轉速、轉過的圈數等。根據不同類型的感應信號，檢測模塊3內部的晶片、電路等設計會有不同，但對於信號及數據處理領域的技術人員來說，檢測模塊3內部的電路結構設計屬於已有技術，本領域的技術人員可根據實際需要進行設計和調整，故檢測模塊3的具體內部結構不再贅述。下面結合圖1至圖4來說明本發明第一實施例的簡單應用，如上所述，當轉動件 10順時針轉動時，感應元件的第一感應部11和第二感應部12先後經過接近開關元件2，產生第一脈衝信號31和第二脈衝信號32，且第一脈衝信號31的持續時間Tl大於第二脈衝信號32的持續時間T2。那麼檢測模塊3接收到的為第一脈衝信號31先於第二脈衝信號 32產生，且兩脈衝信號之間具有一定的時間間隔T3，就可判定轉動件為順時針轉動，輸出相應的檢測結果；反之，若檢測模塊3接收到的為第二脈衝信號32先於第一脈衝信號31產生，則可判定轉動件為逆時針轉動，當然，上述的判定結構需有一個前提，即檢測模塊收到 「高-低-高」的脈衝組合信號後，應保證此後的低電平時間大於轉動件最低轉速轉動時對應的Tl、T2、T3之和，從而可保證所測得的「高-低-高」組合信號為轉動件轉動一周的周期內所測得的完整信號，而不是轉動件連續轉動的兩個周期內的第一脈衝信號和第二脈衝信號的組合，以避免轉向判斷結果產生誤差，上述這種利用時間間隔保證測試結果準確性的方法，在周期性運動方向判定時，屬於常用的技術手段，故不再具體贅述。上述提到，由於可認為感應元件1經過接近開關元件2時的速度是勻速的，所以即便轉動件是在做變速的轉動，上述的檢測結果仍然成立，即仍可準確的判斷出轉動件的轉動方向。另外，除了可以判斷轉動方向外，通過檢測信號還可以計算轉動件轉動的圈數及轉動周期，同時也可測得感應元件1經過接近開關元件2時的轉動件瞬時速度。第二實施例請參考圖5和圖6，其中圖5為本發明轉動檢測裝置第二實施例結構示意圖，圖6 為第二實施例的感應脈衝信號示意圖，如圖所示，本實施例中的轉動檢測裝置結構與第一實施例大部分相同，不同點在於，本實施例中第一感應部11和第二感應部12具有不同的感應強度，能與接近開關元件2產生強度不同的感應信號，最後由檢測模塊3接收到的脈衝信號的強度大小不同，反映到圖示中即為脈衝的電平高低不同，而對於第一感應部11和第二感應部12的感應時間長度則沒有特殊的要求。本實施例中，第一感應部11的感應強度大於第二感應部12的感應強度，第一感應部對應的第一脈衝信號31大於第二感應部對應的第二脈衝信號32，如圖6所示，當檢測模塊3接收的為第一脈衝信號31先於第二脈衝信號 32產生，那麼就可判定轉動件為順時針轉動，輸出相應的檢測結果；反之，若檢測模塊3接收的為第二脈衝信號32先於第一脈衝信號31產生，則可判定轉動件為逆時針轉動，同樣的，其也需具備檢測模塊收到「高-低-高」的脈衝組合信號後，應保證此後的低電平時間大於轉動件最低轉速轉動時對應的T1、T2、T3之和的前提條件。本實施例的轉動檢測裝置的其他結構以及工作原理與上述第一實施例均相同，在此不再贅述。進一步的，本實施例還可進行優化改進，將不具有感應功能的連接部13改進為具有感應功能，連接部13的感應強度優選為不同於第一感應部11和第二感應部12。這樣，當感應元件1隨轉動件10轉動經過接近開關元件2時，將連續的產生三個大小不同的脈衝信號，如圖7所示，第一脈衝信號31、第二脈衝信號32以及第三脈衝信號33，其中第三脈衝信
7號33對應的是連接部13經過接近開關元件2時所產生的感應信號。判斷轉動方向僅需參考該連續的三個大小不同的脈衝信號即可，由上述可知，本實施例中第一脈衝信號31大於第二脈衝信號32，當三個連續脈衝信號中首先產生的脈衝信號大於最後產生的脈衝信號，則可認為第一感應部11先於第二感應部12轉過接近開關元件2，即轉動件10為順時針轉動；反之，當三個連續脈衝信號中首先產生的脈衝信號小於最後產生的脈衝信號，則判定轉動件10為逆時針轉動。圖7中第三脈衝信號33小於第一脈衝信號31和第二脈衝信號32，但並不以此為限制。第二實施例中轉動檢測裝置的其他結構及工作原理，與上述第一實施例相同，在此不再贅述。第三實施例請參考圖8和圖9，其中圖8為本發明轉動檢測裝置第三實施例結構示意圖，圖9 為第三實施例感應脈衝信號示意圖，如圖所示，本實施例中的轉動檢測裝置結構與第二實施例大部分相同，不同點在於，本實施例中的感應元件1包括第一感應部11和第二感應部 12，第一感應部11直接和第二感應部12相連接，感應元件1不再包括連接部。而感應元件 1的此種結構反應到脈衝波形上即為只有第一脈衝信號31和第二脈衝信號32，且第一脈衝信號31和第二脈衝信號32相連，形成連續的兩個脈衝信號。與上述第二實施例相同的，第一感應部11和第二感應部12具有不同的感應強度， 能與接近開關元件2產生強度不同的感應信號，最後由檢測模塊3接收到的脈衝信號強度大小不同，反映到圖示中即為脈衝的電平高低不同，而對於第一感應部11和第二感應部12 的感應時間長度則沒有特殊的要求。本實施例中第一感應部對應的第一脈衝信號31大於第二感應部對應的第二脈衝信號32，如圖9所示，當脈衝圖中前面的脈衝大於後面的脈衝時，則可認為第一脈衝信號31先於第二脈衝信號出現，第一感應部11先於第二感應部12 轉過接近開關元件2，即轉動件10為順時針轉動；反之，當前面的脈衝小於後面的脈衝時， 則可認為第二脈衝信號32先於第一脈衝信號31出現，第二感應部12先於第一感應部11 轉過接近開關元件2，即轉動件10為逆時針轉動。僅根據兩個連續的脈衝信號的大小即可判定轉動件的轉向，更加的簡便可靠。第三實施例中轉動檢測裝置的其他結構及工作原理，與上述第二實施例相同，在此不再贅述。另外，本發明還提供一種工程機械，該工程機械包括轉動件，以及用於檢測轉動件轉動狀態的轉動檢測裝置，該轉動檢測裝置即為本發明的轉動檢測裝置，其具體結構、原理以及功能實現等等均記載於上述實施例中，在此不再贅述。以上所述僅為本發明示意性的具體實施方式
，並非用以限定本發明的範圍。任何本領域的技術人員，在不脫離本發明的構思和原則的前提下所作出的等同變化與修改，均應屬於本發明保護的範圍。
權利要求
1.一種轉動檢測裝置，其特徵在於，所述轉動檢測裝置包括感應元件，設於待測轉動件上，能隨所述轉動件一起轉動，所述感應元件包括第一感應部、第二感應部及連接部，所述連接部連接於所述第一感應部和第二感應部之間；接近開關元件，設於所述轉動件轉動圓周的一側，所述接近開關元件能與所述第一感應部和第二感應部先後產生不同的感應信號；檢測模塊，連接於所述接近開關元件並接收其傳送的感應信號，處理並輸出對應的檢測結果。
2.根據權利要求1所述的轉動檢測裝置，其特徵在於，所述第一感應部的感應長度大於所述第二感應部，所述接近開關元件與所述第一感應部產生的感應信號的時長大於所述第二感應部。
3.根據權利要求1所述的轉動檢測裝置，其特徵在於，所述第一感應部的感應強度大於所述第二感應部，所述接近開關元件與所述第一感應部產生的感應信號的強度大於所述第二感應部。
4.根據權利要求3所述的轉動檢測裝置，其特徵在於，所述連接部也具有感應功能，所述連接部的感應強度不同於所述第一感應部和第二感應部。
5.根據權利要求1、2、3或4所述的轉動檢測裝置，其特徵在於，所述接近開關元件產生的感應信號為脈衝信號，所述接近開關元件能夠根據與所述第一感應部、第二感應部的感應時間長短，而對應產生持續時間長短不同的脈衝信號；或者，所述接近開關元件能夠根據與所述第一感應部、第二感應部、連接部的感應強度大小，而對應產生大小不同的脈衝信號。
6.根據權利要求1所述的轉動檢測裝置，其特徵在於，所述感應元件為條狀，其沿所述轉動件的轉動圓周的切線方向設置。
7.根據權利要求6所述的轉動檢測裝置，其特徵在於，所述轉動件為轉盤，所述感應元件設置於所述轉盤上靠近圓周邊緣處，所述感應元件沿所述轉盤圓周切線方向設置。
8.根據權利要求1所述的轉動檢測裝置，其特徵在於，所述感應元件還包括一固定柱， 固接於所述連接部下方，所述轉動件上開設有固定孔，所述固定柱固定於所述固定孔中，使所述感應元件固接於所述轉動件。
9.一種轉動檢測裝置，其特徵在於，所述轉動檢測裝置包括感應元件，設於待測轉動件上，能隨所述轉動件一起轉動，所述感應元件包括第一感應部和第二感應部，所述第一感應部連接所述第二感應部，所述第一感應部和第二感應部具有不同的感應強度；接近開關元件，設於所述轉動件轉動圓周的一側，所述接近開關元件能與所述第一感應部和第二感應部產生強度不同的感應信號；檢測模塊，連接於所述接近開關元件並接收其傳送的感應信號，處理並輸出對應的檢測結果。
10.一種工程機械，其特徵在於，所述工程機械包括轉動件；用於檢測所述轉動件轉動狀態的轉動檢測裝置，所述轉動檢測裝置為權利要求1至權利要求9任一項所述的轉動檢測裝置。
全文摘要
本發明公開了一種轉動檢測裝置及工程機械，其中轉動檢測裝置包括感應元件，設於待測轉動件上，能隨轉動件一起轉動，感應元件包括第一感應部、第二感應部及連接部，連接部連接於第一感應部和第二感應部之間；接近開關元件，設於轉動件轉動圓周的一側，接近開關元件能與第一感應部和第二感應部先後產生不同的感應信號；檢測模塊，連接於接近開關元件並接收其傳送的感應信號，處理並輸出對應的檢測結果，本發明的轉動檢測裝置及工程機械以簡單的結構和低廉的成本就能夠實現轉動件的轉動檢測，且檢測結果可靠。
文檔編號G01P13/00GK102426267SQ201110305099
公開日2012年4月25日 申請日期2011年10月11日 優先權日2011年10月11日
發明者向瑤, 周翔, 陳爍輝 申請人:三一重工股份有限公司