CN111691493A - 一种液压油缸监测装置、挖掘机及方法 - Google Patents

Abstract

本申请提供的一种液压油缸监测装置、挖掘机及方法，涉及液压技术领域。所述液压油缸监测装置包括：多个位移传感器、以及控制器；所述多个位移传感器安装于液压油缸的前套筒侧边；所述位移传感器，用于获取所述液压油缸的活塞杆的运动位移数据，并向所述控制器发送所述运动位移数据，所述运动位移数据携带所述液压油缸的标识；所述控制器，用于接收所述运动位移数据；采用预设算法将所述运动位移数据转换为各所述液压油缸对应的运动速率。通过调整位移传感器的安装位置，以及利用位移数据计算液压油缸的运动速率，解决了目前液压油缸运动速率监测时，易受到实际工况影响的技术问题，提高了液压油缸运动速率监测的准确性。

Description

一种液压油缸监测装置、挖掘机及方法

技术领域

本申请涉及液压技术领域，具体而言，涉及一种液压油缸监测装置、挖掘机及方法。

背景技术

液压油缸，也称液压缸是将液压能转变为机械能的、做直线往复运动(或摆动运动)的液压执行元件。结构简单、工作可靠。用液压缸来实现往复运动时，可免去减速装置，并且没有传动间隙，运动平稳，因此在各种机械的液压系统中得到广泛应用。

液压油缸作为挖掘机的重要组成部件，包括动臂油缸、斗杆油缸和铲斗油缸，测量液压油缸的运动速率对于挖掘机性能测试、制定标准化操作方法等具有重要意义。

现有的液压油缸运动速率监测，主要是通过液压油流量进行计算，但是挖掘机液压系统在实际工况下，经常会发生振动、发热、漏油以及油液污染等现象，使得测试结果与实际结果偏差较大。

发明内容

为了解决现有技术中存在的问题，本申请提供了一种液压油缸监测装置、挖掘机及方法。

为实现上述目的，本申请采用的技术方案为：

本申请提供一种液压油缸监测装置，包括：多个位移传感器、以及控制器；所述多个位移传感器安装于液压油缸的前套筒侧边；

所述位移传感器，用于获取所述液压油缸的活塞杆的运动位移数据，并向所述控制器发送所述运动位移数据，所述运动位移数据携带所述液压油缸的标识；

所述控制器，用于接收所述运动位移数据；采用预设算法将所述运动位移数据转换为各所述液压油缸对应的运动速率。

可选地，所述控制器，用于根据所述运动位移数据获取多个所述位移传感器的当前位移与前一次位移的位移差，并根据所述位移差除以所述位移差所对应的时间差，计算各所述液压油缸对应的运动速率。

可选地，所述装置还包括：显示屏；所述显示屏与所述控制器连接。

可选地，所述装置还包括：指示灯；所述指示灯与所述控制器连接。

可选地，所述装置还包括：存储器；所述存储器与所述控制器连接。

本申请第二方面提供一种挖掘机，包括：液压油缸、上述第一方面所述的液压油缸监测装置；

所述装置的位移传感器安装于所述液压油缸的前套筒侧边。

可选地，所述液压油缸包括：动臂油缸、斗杆油缸和铲斗油缸；多个所述位移传感器的数量为3个；

其中，3个所述位移传感器分别安装于所述动臂油缸、所述斗杆油缸和所述铲斗油缸的前套筒侧边。

本申请第三方面提供一种液压油缸监测方法，应用于上述第一方面所述的液压油缸监测装置，所述方法包括：

所述位移传感器获取所述液压油缸的活塞杆的运动位移数据，并向所述控制器发送所述运动位移数据，所述运动位移数据携带所述液压油缸的标识；

所述控制器接收所述运动位移数据；

所述控制器采用预设算法将所述运动位移数据转换为各所述液压油缸对应的运动速率。

可选地，所述装置还包括：显示屏；所述显示屏与所述控制器连接；

所述显示屏，用于获取并显示所述控制器所计算的所述运动速率。

可选地，所述装置还包括：指示灯；

若所述控制器超过预设时长未收到多个所述位移传感器中至少一个所述位移传感器的运动位移数据，则向所述显示屏发送未收到所述运动位移数据的所述位移传感器的标识，并控制点亮所述指示灯。

本申请提供的液压油缸监测装置、挖掘机及方法中，液压油缸监测装置包括：多个位移传感器、以及控制器；所述多个位移传感器安装于液压油缸的前套筒侧边；所述位移传感器，用于获取所述液压油缸的活塞杆的运动位移数据，并向所述控制器发送所述运动位移数据，所述运动位移数据携带所述液压油缸的标识；所述控制器，用于接收所述运动位移数据；采用预设算法将所述运动位移数据转换为各所述液压油缸对应的运动速率。通过调整位移传感器的安装位置，以及利用位移数据计算液压油缸的运动速率，解决了目前液压油缸运动速率监测时，易受到实际工况影响的技术问题，提高了液压油缸运动速率监测的准确性。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。

图1为本申请一实施例提供的液压油缸监测装置的结构示意图；

图2为本申请另一实施例提供的液压油缸监测装置的结构示意图；

图3为本申请另一实施例提供的液压油缸监测装置的结构示意图；

图4为本申请另一实施例提供的液压油缸监测装置的结构示意图；

图5为本申请一实施例提供的液压油缸监测方法的流程示意图。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本申请的描述中，需要说明的是，若出现术语“上”、“下”、“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，或者是该申请产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，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申请的限制。

此外，若出现术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例中的特征可以相互结合。

液压油缸是挖掘机的重要组成部件，可以包括动臂油缸、斗杆油缸和铲斗油缸等，测量液压油缸的运动速率对于挖掘机性能测试、制定标准化操作方法等具有重要意义。现有的液压油缸运动速率监测，主要是通过液压油流量进行计算，如下：

其中，Q为液压油流量(L/min)；A为液压油缸面积(cm²)；D为液压油缸有效活塞直径(cm)。

但是挖掘机液压系统在实际工况下，经常会发生振动、发热、漏油以及油液污染等现象，使得测试结果与实际结果偏差较大。

为解决上述技术问题，本申请提出一种液压油缸监测装置，如图1所示，该装置包括：多个位移传感器01、以及1个控制器02；

图1中以位移传感器为3个进行说明，所述3个位移传感器01安装于液压油缸的前套筒侧边。需要说明的是，位移传感器01的个数可以是任何大于0的整数，在本申请实施例中，对于位移传感器01的个数不做限定。

位移传感器01，用于获取液压油缸的活塞杆的运动位移数据，并向控制器02发送运动位移数据，运动位移数据携带液压油缸的标识。

控制器02，用于接收运动位移数据；采用预设算法将运动位移数据转换为各液压油缸对应的运动速率。

其中，位移传感器01又称为线性传感器，可以有：电感式位移传感器，电容式位移传感器，光电式位移传感器，超声波式位移传感器，霍尔式位移传感器等。需要说明的是，在本申请实施例中，对于位移传感器01的具体类型不做限制。

具体地，在本申请实施例中，每个液压油缸上均连接有至少一个位移传感器01，位移传感器01均连接在液压油缸的前套筒侧边，用于获取对应液压油缸活塞杆的运动位移数据。

需要说明的是，活塞杆作为液压油缸的运动执行部分，是支持活塞做功的连接部件，运动频繁、技术要求高。在本申请实施例中，液压油缸对应的活塞的运动速率，可以在一定程度上反映液压油缸运动速率。为了区分位移传感器01所采集的位移数据对应的是哪个液压油缸的位移数据，在本申请实施例中，位移传感器01在进行数据传输时，还携带有对应液压油缸的标识。示例性地，该标识可以是液压油缸的编号，将所有的液压油缸进行编号，即1#、2#、3#...，位移传感器会在传输每组数据之前，在数据之前加上对应的液压油缸编号。以上对于液压油缸的标识只是示例性地，具体液压油缸的标识并不限于此，对于液压油缸的标识，也可以是代号、单位名称等，本申请实施例不做限制。

可以理解的是，通过为所有的液压油缸进行标识，且使得所有的位移传感器01在传输每组数据中加上对应的液压油缸标识，以便可以清楚地记录和分辨每个液压油缸对应的运动速率，避免产生数据的混淆。

需要说明的是，在本申请实施例中，液压油缸运动速率用于衡量液压油缸所安装在的运动机械的操作性以及施工效率。具体地，该运动机械可以是挖掘机、卷扬机、推土机、路面平整机等，在本申请实施例中，对于运动机械的类型，不做具体限定。

控制器02用于连接位移传感器01，获取位移传感器01所采集的液压油缸运动位移数据。

在本申请实施例中，可以是每个位移传感器01均连接一个控制器02，由多个控制器02进行数据采集和计算。也可以是将所有的位移传感器01均连接在一个控制器02上，由同一个控制器02进行数据采集和计算。对于控制器02的具体数量，本申请实施例不做限定。

本申请实施例提供的液压油缸监测装置中，包括：多个位移传感器01、以及控制器02；所述多个位移传感器01安装于液压油缸的前套筒侧边；所述位移传感器01，用于获取所述液压油缸的活塞杆的运动位移数据，并向所述控制器02发送所述运动位移数据，所述运动位移数据携带所述液压油缸的标识；所述控制器02，用于接收所述运动位移数据；采用预设算法将所述运动位移数据转换为各所述液压油缸对应的运动速率。通过调整位移传感器的安装位置，以及利用位移数据计算液压油缸的运动速率，解决了目前液压油缸运动速率监测时，易受到实际工况影响的技术问题，提高了液压油缸运动速率监测的准确性。

可选地，控制器02，用于根据运动位移数据获取多个位移传感器的当前位移与前一次位移的位移差，并根据位移差除以位移差所对应的时间差，计算各液压油缸对应的运动速率。

需要说明的是，在本申请实施例中，利用一个控制器02进行数据处理和计算。具体地，将一个控制器02与所有的位移传感器01连接，获取所有位移传感器01的运动数据。

位移传感器01可以每隔固定的时间间隔采集一次运动数据，在本申请实施例中，控制器02会获取位移传感器01所采集的当前位移与前一次位移的位移差，将该位移差除以两个位移差相应的时间间隔，计算得到液压油缸对应的运动速率。需要说明的是，在本申请实施例中，时间间隔的设定可以根据应用场景以及应用需求进行设定，本申请实施例对比不做限制。

如图2所示，在本申请一些实施方式中，该装置还包括：显示屏03；显示屏03与控制器02连接。

显示屏03可以是：映象管显示器(CRT显示屏)和液晶显示器(LCD显示屏)，在本申请实施例中，对于显示屏03的种类不做限定。

本申请实施例中，控制器02与显示屏03连接，用于对每个压油缸的运动速率以及出现故障的位移传感器01对应的液压油缸的标识进行显示。

示例性地，以液压油缸包括3个，1#、2#、3#进行说明，当控制器02超过预设时长没有接收到1#油缸上的位移传感器01的位移数据时，在显示屏上显示传感器1#发生故障；当控制器超过预设时长没有接收到2#油缸上的位移传感器01的位移数据时，在显示屏上显示传感器2#发生故障，以此类推。

可以理解的是，在本申请实施例中，通过在显示屏03上显示故障的位移传感器01编号，可以实现装置快速故障自查，整体提升了装置的智能化程度。另外，也可以让工作人员快速得知故障，进行排查或者维修等。

如图3所示，在本申请一些实施方式中，该装置还包括：指示灯04；指示灯04与控制器02连接。

指示灯04用于检测整个液压油缸监测装置的运行状态是否正常。在本申请实施例中，指示灯04和控制器02连接，当控制器02无法获取位移传感器01的位移数据，或者在预定的时间点控制器02未接收到位移传感器01的位移数据，或者控制器02超过预设时长没有接收到位移传感器01的位移数据，控制器02会控制指示灯04亮起，警示操作人员装置异常。其中，可以每个位移传感器01对应一个指示灯04，当认为某个位移传感器01异常，就控制对应的指示灯04亮起。

需要说明的是，在申请实施例中，警示装置不限于指示灯04，也可以是蜂鸣器或者提示音等，只要能够达到警示效果即可。

图4为本申请另一实施例提供的液压油缸监测装置，如图4所示，所述装置还包括：存储器05；存储器05与控制器02连接。

需要说明的是，在本申请实施例中，控制器02还连接有一个存储器05，用于对位移传感器01所获取到的运动位移数据进行存储，当需要查询历史的运动位移数据时，可以通过控制器02调用存储器05中的运动位移数据，将需要查询的运动位移数据在显示屏03上进行显示。

可以理解的是，通过在控制器02上连接存储器05，可以将位移传感器01获取的一定时间范围内运动数据进行保留，避免了数据的丢失或者覆盖。

本申请实施例提供一种挖掘机，包括：液压油缸、上述实施例所述的液压油缸监测装置。

所述装置的位移传感器安装于所述液压油缸的前套筒侧边。

需要说明的是，上述整个液压油缸监测装置可以连接在挖掘机的启动电路上，由挖掘机的启动电路进行供电。当挖掘机启动时，该装置也会同时启动。

可以理解的，在本申请实施例中，通过将监测装置连接在挖掘机的启动电路上，可以使得当挖掘机启动时，监测装置同时启动，因此可以实时采集挖掘机上液压油缸的运动信息。

可选地，所述液压油缸包括：动臂油缸、斗杆油缸和铲斗油缸；多个所述位移传感器的数量为至少3个；

其中，以3个为例，3个位移传感器分别安装于动臂油缸、斗杆油缸和铲斗油缸的前套筒侧边。也可以是6个、9个或其他数量的位移传感器，多个位移传感器分布在动臂油缸、斗杆油缸和铲斗油缸上，其每个油缸上位移传感器的数量相同，也可以不同，在此不作限制。

本申请实施例提供的挖掘机，包括：液压油缸、以及上述实施例所述的液压油缸监测装置，该监测装置的位移传感器安装于所述液压油缸的前套筒侧边。通过在挖掘机液压油缸的前套筒侧边上安装监测装置，解决了当前挖掘机液压油缸运动速率监测时，易受到实际工况影响的技术问题，提高了挖掘机液压油缸运动速率监测的准确性。

本申请实施例提供一种液压油缸监测方法，应用于上述实施例所述的液压油缸监测装置，如图5所示，该方法包括：

S501、位移传感器获取液压油缸的活塞杆的运动位移数据，并向控制器发送运动位移数据，运动位移数据携带液压油缸的标识。

需要说明的是，在本申请实施例中，液压油缸对应的活塞的运动速率，可以在一定程度上反映液压油缸运动速率。

为了区分位移传感器所采集的位移数据对应的是哪个液压油缸的位移数据，在本申请实施例中，位移传感器在进行数据传输时，还携带有对应液压油缸的标识。

S502、控制器接收运动位移数据。

在本申请实施例中，控制器连接所有的位移传感器并接收所有位移传感器的运动位移数据。

S503、控制器采用预设算法将运动位移数据转换为各液压油缸对应的运动速率。

可选地，控制器根据运动位移数据获取多个位移传感器的当前位移与前一次位移的位移差，并根据位移差除以位移差所对应的时间差，计算各液压油缸对应的运动速率。

可选地，在本申请实施例中，所述装置还包括：显示屏；所述显示屏与所述控制器连接；

所述显示屏，用于获取并显示上述控制器所计算的所述运动速率。

控制器可以在计算出上述运动速率后，将运动速率发送至显示屏进行显示。

可选地，在本申请实施例中，所述装置还包括：报警装置，例如包括指示灯。

若控制器超过预设时长未收到多个所述位移传感器中至少一个所述位移传感器的运动位移数据，则向所述显示屏发送未收到所述运动位移数据的所述位移传感器的标识，并控制点亮所述指示灯。

需要说明的是，若控制器超过预设时长未收到某个位移传感器的运动位移数据，会认为该运动位移数据故障，例如断开、或者出现其他技术性问题等。此时可以通过指示灯、显示屏进行提示。

其中，可以每个位移传感器对应一个指示灯，当认为某个位移传感器异常，就控制对应的指示灯亮起。

本申请实施例提供的液压油缸监测方法中，所述位移传感器获取所述液压油缸的活塞杆的运动位移数据，并向所述控制器发送所述运动位移数据，所述运动位移数据携带所述液压油缸的标识；所述控制器接收所述运动位移数据；所述控制器采用预设算法将所述运动位移数据转换为各所述液压油缸对应的运动速率。通过位移传感器获取对应液压油缸活塞杆的位移数据，并将该位移数据转换为各液压油缸对应的运动速率。解决了目前液压油缸运动速率监测时，易受到实际工况影响的技术问题，提高了液压油缸运动速率监测的准确性。

上仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种液压油缸监测装置，其特征在于，包括：多个位移传感器、以及控制器；所述多个位移传感器安装于液压油缸的前套筒侧边；

所述位移传感器，用于获取所述液压油缸的活塞杆的运动位移数据，并向所述控制器发送所述运动位移数据，所述运动位移数据携带所述液压油缸的标识；

所述控制器，用于接收所述运动位移数据；采用预设算法将所述运动位移数据转换为各所述液压油缸对应的运动速率。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述控制器，用于根据所述运动位移数据获取多个所述位移传感器的当前位移与前一次位移的位移差，并根据所述位移差除以所述位移差所对应的时间差，计算各所述液压油缸对应的运动速率。

3.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：显示屏；所述显示屏与所述控制器连接。

4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：指示灯；所述指示灯与所述控制器连接。

5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：存储器；所述存储器与所述控制器连接。

6.一种挖掘机，其特征在于，包括：液压油缸、权利要求1-5任一项所述的液压油缸监测装置；

所述装置的位移传感器安装于所述液压油缸的前套筒侧边。

7.根据权利要求6所述的挖掘机，其特征在于，所述液压油缸包括：动臂油缸、斗杆油缸和铲斗油缸；多个所述位移传感器的数量为3个；

其中，3个所述位移传感器分别安装于所述动臂油缸、所述斗杆油缸和所述铲斗油缸的前套筒侧边。

8.一种液压油缸监测方法，其特征在于，应用于权利要求1-5任一项所述的液压油缸监测装置，所述方法包括：

所述位移传感器获取所述液压油缸的活塞杆的运动位移数据，并向所述控制器发送所述运动位移数据，所述运动位移数据携带所述液压油缸的标识；

所述控制器接收所述运动位移数据；

所述控制器采用预设算法将所述运动位移数据转换为各所述液压油缸对应的运动速率。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述装置还包括：显示屏；所述显示屏与所述控制器连接；

所述显示屏，用于获取并显示所述控制器所计算的所述运动速率。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述装置还包括：指示灯；

若所述控制器超过预设时长未收到多个所述位移传感器中至少一个所述位移传感器的运动位移数据，则向所述显示屏发送未收到所述运动位移数据的所述位移传感器的标识，并控制点亮所述指示灯。

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