专利名称：工程机械角度检测系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及工程机械技术领域，特别是涉及一种工程机械角度检测系统。
背景技术：
工程机械领域(特别是混凝土泵车领域)经常应用到的一项技术是单边作业，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 被控制在一定的范围内(比如车体的一侧)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。在工程机械的单边作业系统中，对作业部件的位置监测必不可少，特别是对作业 部件旋转角度的监测，这就需要安装监测角度的编码器(角度传感器)。对于上装进行回转 作业的工程机械，上装通常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。角度监测装置(编码器)的安装就与回转支承相关联，通过 检测回转支承的旋转角度，间接检测出作业部件的旋转角度。编码器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，编码器无法对作业部件进行直接监测，目前，编码器103 通常是安装在减速机102的输出轴上(反置安装)，如图1所示，图1为一种典型的编码器 安装位置示意图。回转作业部件(图中未示出)的旋转一般通过如下步骤实现首先驱动 马达驱动减速机102，再经过减速机102与回转支承101的齿轮啮合实现回转支承101的旋 转，最后，回转支承101带动回转作业部件进行旋转。编码器103的检测轴与减速机102的 输出轴通过联轴器或者直接刚性连接，固定编码器103的壳体，这样减速机102旋转时带动 编码器103的检测轴旋转，实现减速机102角度的计数，进而计算出回转支承101的旋转角 度，最终得出回转作业部件的旋转角度。然而，此种安装方式只能将编码器安装在减速机输出轴的顶部，安装位置单一，有 些结构由于空间的限制无法实现安装。而且，为了与减速机输出轴连接，减速机需要制作出 专门的结构以配合，会增加采购成本和生产成本。此外，安装固定编码器时，要保证编码器 的检测轴与减速机输出轴同轴度，会增加安装机构的加工难度。因此，如何使编码器的安装位置更加宽泛、减少空间的限制以及降低安装的成本， 是本领域技术人员目前需要解决的技术问题。

实用新型内容本实用新型的目的是提供一种工程机械角度检测系统，该检测系统中编码器的安 装位置更加宽泛，减少了空间的限制，降低了安装的成本。为解决上述技术问题，本实用新型提供一种工程机械角度检测系统，包括回转支 承及其安装板，编码器，所述编码器的检测轴通过转动传递装置与所述回转支承的齿轮相
3连接，所述编码器固定安装于所述安装板。优选地，所述转动传递装置包括与所述回转支承的齿轮相啮合连接齿轮，所述连 接齿轮与所述编码器的检测轴连接。优选地，所述转动传递装置还包括穿过所述连接齿轮并与其同速转动的轴，所述 编码器的检测轴与所述轴的一端连接。优选地，所述连接齿轮固定在所述轴的一端；所述轴的另一端通过两个轴承插装 于所述安装板上的轴承座中，所述安装板在所述轴承座对应的位置设有安装孔；所述编码 器固定安装在所述安装板下方与所述安装孔相对应的位置，其检测轴与所述轴的无齿轮端 连接。优选地，所述编码器的检测轴与所述轴通过联轴器连接。优选地，所述联轴器为柔性联轴器。优选地，所述编码器通过安装块与所述安装板固定。优选地，所述安装块通过固定杆与所述安装板连接。优选地，所述连接齿轮通过平键与所述轴固定。优选地，所述安装板上安装有至少一个编码器以及与之相配的转动传递装置。本实用新型提供的工程机械角度检测系统中的编码器的检测轴通过专门的转动 传递装置与所述回转支承的齿轮相连接，所述编码器固定安装在所述安装板上，安装位置 比较宽泛，减少了空间的限制，也降低了安装的成本。在一种具体实施方式
中，所述转动传递装置包括连接齿轮以及穿过所述连接齿轮 并与其同速转动的轴，所述连接齿轮固定在所述轴的一端，所述轴的另一端通过两个轴承 插装于所述安装板上的轴承座中，所述安装板在所述轴承座对应的位置设有安装孔，所述 编码器固定安装在所述安装板下方与所述安装孔相对应的位置，其检测轴与所述轴的无齿 轮端连接。此种结构的转动传递装置体积较小，结构十分简单，可移植性好，可以安装在所 述回转支承周圈任何空间允许的位置。此外，所述编码器安装在所述安装板的下方，受到安 装板的保护，不需要增加额外的防护装置。在另一种具体实施方式
中，所述编码器的检测轴与所述轴的一端使用柔性联轴器 连接，在保证较高传动效率的前提下，对加工精度要求不高，加工成本也较低。

图1为一种典型的编码器安装位置示意图；图2为本实用新型所提供一种具体实施方式
工程机械角度检测系统的结构示意 图；图3为图2所示工程机械角度检测系统中的转动传递装置与编码器的安装过程示 意图；图4为图2所示工程机械角度检测系统中转动传递装置的结构示意图；图5为图4所示转动传递装置各部件安装顺序示意具体实施方式
本实用新型的核心是提供一种工程机械角度检测系统，该检测系统中编码器的安
4装位置更加宽泛，对安装空间的限制降低，而且不受减速机的影响。为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，
以下结合附图和具体实施 方式对本实用新型作进一步的详细说明。请参考图2，图2为本实用新型所提供一种具体实施方式
工程机械角度检测系统 的结构示意图。在该实施方式中，工程机械角度检测系统包括回转支承1及其安装板2，编码器3， 编码器3的检测轴5与专门的转动传递装置4相连，回转支承1的齿轮带动转动传递装置 4转动，转动传递装置4再带动编码器3的检测轴5转动。转动传递装置体积较小，编码器 3安装位置所受的限制减少，固定安装在安装板2上。请参考图3，图3为图2所示工程机械角度检测系统中的转动传递装置与编码器的 安装过程示意图，编码器3可以通过螺钉与安装块7固定，再将安装块7与安装板2固定， 从而实现编码器3与安装板2的固定，实际操作性强。当然，理论上，编码器3也可以直接 通过螺钉固定在安装板2上。安装块7可以通过立杆8与安装板2连接。在安装块7上加工出与立杆8数目相 等的孔，立杆8 —端插入安装块7中的孔，另一端与安装板2固定。实施例中优选采用了三 个立杆，安装块7为三角形，三个顶角处加工有三个固定立杆的孔。转动传递装置4可以包括与回转支承1的齿轮相啮合的连接齿轮41，连接齿轮41 与编码器3的检测轴5连接。连接齿轮1可以直接与检测轴5固定连接。回转支撑1的齿 轮带动连接齿轮41转动，连接齿轮41再带动检测轴5转动，因此，编码器3可以检测回转 支承1的旋转角度。检测轴3直接和连接齿轮41连接，结构简单，编码器3安装位置十分 灵活。请参考图4，图4为图2所示工程机械角度检测系统中转动传递装置的结构示意 图。由于编码器3的检测轴5通常较细，直接与连接齿轮41相连，在技术上存在一定难度， 为了进一步提高连接齿轮41安装的简易性，转动传递装置4还可以包括穿过连接齿轮41 并与其同速转动的轴42，编码器3的检测轴5与轴42的一端连接。这种连接方式下，连接 齿轮41不直接带动检测轴5转动，工作时，回转支撑1的齿轮带动连接齿轮41转动，连接 齿轮41带动轴42转动，再由轴42带动检测轴5转动。连接齿轮41与轴42需要相对固定才能带动轴42转动，比如可以用键410连接， 花键、平键等均可以实现方案，还可以直接将连接齿轮41与轴42加工成一个整体。当然， 还有其他的固定连接方式，只要保证连接齿轮41可以带动轴42转动即可。在具有旋转类作业部件的工程机械中，回转支承1和安装板2通常是必不可少的 部件。转动传递装置4仅仅包括连接齿轮41、轴42等部件，结构简单，体积相对来说较小， 因此，当编码器3与回转支承1的齿轮通过转动传递装置4连接时，只要保证连接齿轮41与 回转支撑1的齿轮相啮合，编码器3可以安装在安装板2上任何空间允许的位置。连接齿 轮41、轴42以及编码器3具体的连接方式及相关部件请参考图5，图5为图4所示转动传 递装置各部件安装顺序示意图。连接齿轮41固定在轴42的一端，可以由外至内依次按照 螺栓46、垫圈47、连接齿轮41以及挡板44的顺序安装。轴42的另一端(无齿轮端)则通 过轴承49插装在轴承座43中，轴承49包括第一轴承491和第二轴承492，轴承座43处于 两个轴承之间，安装时，轴承座43固定在安装板2的安装孔中，进而固定住连接齿轮41和轴42。两个轴承与轴承座43可以通过以下的方式固定靠近连接齿轮41的第一轴承 491的一侧与轴承座43相连，另一侧与轴承压盖45相连，第二轴承492的一侧与挡圈48相 连，另一侧与轴承座43相连。在安装转动传递装置4时，可以先在安装板2上根据连接齿轮41与回转支承1齿 轮配合的中心距加工出安装孔。第一轴承491与第二轴承492均固定在轴承座43内，转动 传递装置4可作为一个整体部件安装在安装板2上，也可以依次组装在安装板2上。最后， 再通过螺栓9将轴承座43固定在安装板2上，当然，也可以直接通过焊接、铆接等其他方式 固定。由于两个轴承的作用，轴42的转动灵敏，因此，轴42与连接齿轮41之间可以采取 过盈配合的连接方式，即压紧连接齿轮41与轴42压紧配合，同样可以实现连接齿轮41带 动轴42转动，降低了加工的成本。编码器3固定安装在安装板2下方(相对而言，转动传递装置4安装在安装板2 的上方)与安装孔相对应的位置，安装孔是通透的，在使用安装块7固定编码器时，安装块 7上也需要加工有相应的通孔，此时，编码器3的检测轴5可以与轴42的无齿轮端连接，从 而实现轴42带动检测轴5转动。编码器3安装在安装板2的下方，安装板2可以保护编码器3在工程机械恶劣的 工作环境中不被碰损，不需要增加额外的防护装置，减少设计和制造的成本。检测轴5与轴42可以通过联轴器连接，较为方便的实现同轴转动。优选柔性联轴 器6，保证较高传动效率的前提下，对加工精度要求不高，加工成本也较低。安装板2上可以安装一个以上的编码器3以及与之相配的转动传递装置4。本实 用新型提供的转动传递装置4结构简单，安装一个以上此装置不会增加安装难度，还有助 于更加准确的检测回转支承的旋转角度。以上对本实用新型所提供的工程机械角度检测系统进行了详细介绍。本文中应用 了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助 理解本实用新型的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在 不脱离本实用新型原理的前提下，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和 修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。
权利要求一种工程机械角度检测系统，包括回转支承及其安装板，编码器，其特征在于，所述编码器的检测轴通过转动传递装置与所述回转支承的齿轮相连接，所述编码器固定安装于所述安装板。
2.根据权利要求1所述工程机械角度检测系统，其特征在于，所述转动传递装置包括 与所述回转支承的齿轮相啮合连接齿轮，所述连接齿轮与所述编码器的检测轴连接。
3.根据权利要求2所述工程机械角度检测系统，其特征在于，所述转动传递装置还包 括穿过所述连接齿轮并与其同速转动的轴，所述编码器的检测轴与所述轴的一端连接。
4.根据权利要求3所述工程机械角度检测系统，其特征在于，所述连接齿轮固定在所 述轴的一端；所述轴的另一端通过两个轴承插装于所述安装板上的轴承座中，所述安装板 在所述轴承座对应的位置设有安装孔；所述编码器固定安装在所述安装板下方与所述安装 孔相对应的位置，其检测轴与所述轴的无齿轮端连接。
5.根据权利要求3或4所述工程机械角度检测系统，其特征在于，所述编码器的检测轴 与所述轴通过联轴器连接。
6.根据权利要求5所述工程机械角度检测系统，其特征在于，所述联轴器为柔性联轴ο
7.根据权利要求6所述工程机械角度检测系统，其特征在于，所述编码器通过安装块 与所述安装板固定。
8.根据权利要求7所述工程机械角度检测系统，其特征在于，所述安装块通过固定杆 与所述安装板连接。
9.根据权利要求8所述工程机械角度检测系统，其特征在于，所述连接齿轮通过平键 与所述轴固定。
10.根据权利要求1至4任一项所述工程机械角度检测系统，其特征在于，所述安装板 上安装有至少一个编码器以及与之相配的转动传递装置。
专利摘要本实用新型公开了一种工程机械角度检测系统，包括回转支承及其安装板，编码器，所述编码器的检测轴通过转动传递装置与所述回转支承的齿轮相连接，所述编码器固定安装于所述安装板。该检测系统中编码器的安装位置更加宽泛，减少了空间的限制，降低了安装的成本。
文档编号G01B21/22GK201748913SQ201020285918
公开日2011年2月16日 申请日期2010年8月3日 优先权日2010年8月3日
发明者王家军, 王志强, 王钊, 马传杰 申请人:徐工集团工程机械股份有限公司建设机械分公司