本發(fā)明涉及挖掘機技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及挖掘機、挖掘機的回轉(zhuǎn)角度檢測裝置及方法。

背景技術(shù)：

挖掘機是露天礦山的主要采掘設(shè)備，發(fā)揮著重要作用。請參考圖1，圖1是一種典型的挖掘機的結(jié)構(gòu)示意圖，挖掘機主要由四個彼此獨立而又緊密銜接的工作過程組成，即挖掘、回轉(zhuǎn)、卸載和行走。上述工作過程可以相互交替進(jìn)行，也可以同時進(jìn)行，從而實現(xiàn)挖掘機的挖掘工作。

挖掘機在工作的過程中需要進(jìn)行相應(yīng)的限位進(jìn)行保護(hù)，例如挖掘機的提升機構(gòu)01、推壓機構(gòu)02(如圖1所示)在其傳動鏈上安裝有檢測設(shè)備，用于檢測提升機構(gòu)01和推壓機構(gòu)02的位置信號，進(jìn)而進(jìn)行限位保護(hù)。在實際的工作過程中，挖掘機需要回轉(zhuǎn)，如圖2所示，回轉(zhuǎn)機構(gòu)包括兩套驅(qū)動系統(tǒng)05，驅(qū)動系統(tǒng)05均包括變頻電機051、減速器052和小齒輪053，兩套驅(qū)動系統(tǒng)05的小齒輪053共同驅(qū)動回轉(zhuǎn)大齒圈06轉(zhuǎn)動，進(jìn)而在回轉(zhuǎn)大齒圈06的作用下實現(xiàn)挖掘機的回轉(zhuǎn)動作，即挖掘機的回轉(zhuǎn)平臺03相對于履帶行走裝置04作回轉(zhuǎn)運動，便于其工作。但是，目前的挖掘機因機構(gòu)特點，安裝角度傳感器較為困難，因此挖掘機的回轉(zhuǎn)角度無法檢測，也就無法實現(xiàn)對挖掘機回轉(zhuǎn)進(jìn)行相關(guān)的保護(hù)或控制。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

有鑒于此，本發(fā)明公開挖掘機的回轉(zhuǎn)角度檢測方法及裝置，以解決的挖掘機無法檢測其回轉(zhuǎn)角度的問題。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明公開如下技術(shù)方案：

挖掘機的回轉(zhuǎn)角度檢測裝置，所述挖掘機的回轉(zhuǎn)機構(gòu)包括增量型編碼器、變頻電機、減速器、小齒輪和大齒圈，所述變頻電機、所述減速器、所述小齒輪和所述大齒圈依次傳動連接；該檢測裝置包括獲取單元和計算單元，所述增量型編碼器與所述變頻電機的變頻器相連，用于向所述變頻器發(fā)送脈沖增量值；

所述獲取單元用于獲取所述變頻器所接收的所述脈沖增量值以及與之相對應(yīng)的編碼器脈沖數(shù)和脈沖細(xì)分率；

所述計算單元用于根據(jù)計算所述回轉(zhuǎn)機構(gòu)的回轉(zhuǎn)角度，其中，θ為所述回轉(zhuǎn)機構(gòu)的回轉(zhuǎn)角度；N為所述脈沖增量值；n為所述脈沖細(xì)分率，設(shè)定范圍2～18；a為所述編碼器脈沖數(shù)；i為所述回轉(zhuǎn)機構(gòu)的總速比。

優(yōu)選的，上述裝置還包括清零控制裝置，所述清零控制裝置與所述變頻器相連，用于將所述脈沖增量值清零。

優(yōu)選的，上述裝置中，所述清零控制裝置包括感應(yīng)塊、接近開關(guān)和控制子模塊，所述感應(yīng)塊固定在履帶行走裝置上，所述接近開關(guān)固定在所述挖掘機的回轉(zhuǎn)平臺上，所述感應(yīng)塊用于觸發(fā)所述接近開關(guān)，所述接近開關(guān)用于被觸發(fā)后控制所述控制子模塊將所述脈沖增量值清零。

挖掘機，包括上文任一所述的檢測裝置。

挖掘機的回轉(zhuǎn)角度檢測方法，所述挖掘機的回轉(zhuǎn)機構(gòu)包括增量型編碼器、變頻電機、減速器、小齒輪和大齒圈，所述變頻電機、所述減速器、所述小齒輪和所述大齒圈依次傳動連接；所述增量型編碼器與所述變頻電機的變頻器相連，用于向所述變頻器發(fā)送脈沖增量值；所述的方法包括如下步驟：

獲取所述變頻器所接收的所述脈沖增量值以及與之相對應(yīng)的編碼器脈沖數(shù)和脈沖細(xì)分率；

根據(jù)計算所述回轉(zhuǎn)機構(gòu)的回轉(zhuǎn)角度，其中，θ為所述回轉(zhuǎn)機構(gòu)的回轉(zhuǎn)角度；N為所述脈沖增量值；n為所述脈沖細(xì)分率，設(shè)定范圍2～18；a為所述編碼器脈沖數(shù)；i為所述回轉(zhuǎn)機構(gòu)的總速比。

本發(fā)明公開的挖掘機的回轉(zhuǎn)角度檢測方法具有以下有益效果：

本發(fā)明公開回轉(zhuǎn)角度檢測方法依靠現(xiàn)有的變頻器的已有功能，根據(jù)變頻器所接收的增量型編碼器的脈沖增量值得到的編碼起脈沖數(shù)和脈沖細(xì)分率來計算挖掘機的回轉(zhuǎn)角度，無需加裝相應(yīng)的角度傳感就能夠檢測挖掘機的回轉(zhuǎn)角度?？梢姡景l(fā)明公開的檢測方法能解決目前的挖掘機無法通過安裝角度傳感器來檢測其回轉(zhuǎn)角度的問題。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或背景技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或背景技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員而言，在不付出創(chuàng)造性勞動性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其它的附圖。

圖1是一種典型的挖掘機的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是一種典型的挖掘機的回轉(zhuǎn)機構(gòu)的傳動示意圖；

圖3是本發(fā)明實施例公開的挖掘機的回轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4是本發(fā)明實施例中變頻器所接收的脈沖增量值的組成示意圖；

圖5是本發(fā)明實施例公開的挖掘機的回轉(zhuǎn)角度檢測方法的流程示意圖。

附圖說明：

01-提升機構(gòu)、02-推壓機構(gòu)、03-回轉(zhuǎn)平臺、04-履帶行走裝置、05-驅(qū)動系統(tǒng)、051-變頻電機、052-減速器、053-小齒輪、06-大齒圈。

具體實施方式

為了使本技術(shù)領(lǐng)域的人員更好地理解本發(fā)明中的技術(shù)方案，下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明的一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都應(yīng)當(dāng)屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

本發(fā)明實施例公開一種挖掘機的回轉(zhuǎn)角度檢測裝置，用于檢測挖掘機的回轉(zhuǎn)角度。請再結(jié)合圖1和2，本申請實施例所涉及的挖掘機的回轉(zhuǎn)機構(gòu)包括增量型編碼器、變頻電機051、減速器052、小齒輪053和大齒圈06。變頻電機051、減速器052、小齒輪053和大齒圈06依次傳動連接，通過驅(qū)動大齒圈06轉(zhuǎn)動實現(xiàn)挖掘機的回轉(zhuǎn)，增量型編碼器與變頻電機的變頻器相連，用于向變頻器發(fā)送脈沖增量值。

請參考圖3，本發(fā)明實施例提供的檢測裝置包括獲取單元100和計算單元200。其中，獲取單元100用于獲取變頻器的脈沖增量值以及與之相對應(yīng)的編碼器脈沖數(shù)和脈沖細(xì)分率。

請參考圖4，下面以西門子S120變頻驅(qū)動系統(tǒng)為例，闡述回轉(zhuǎn)機構(gòu)角度檢測方法，變頻器參數(shù)r4653顯示其所接收的增量型編碼器所發(fā)出的脈沖增量值(即編碼器旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的實際脈沖增量值)，脈沖增量值是一個無符號的32位數(shù)，該數(shù)由兩部分組成，低位部分表示編碼器的細(xì)分值,由bit 0～bit n-1組成，即當(dāng)實際位置處于兩個脈沖之間時，對其進(jìn)行細(xì)分，從而代表的兩個脈沖間的位置值，當(dāng)下一個脈沖到達(dá)后，向下進(jìn)位且重新計數(shù)；高位部分表示編碼器旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的脈沖數(shù)，即編碼器脈沖數(shù)，由bit n～bit n+m-1和bit m+n～bit 31組成，bit n～bit n+m-1表示編碼器一轉(zhuǎn)以內(nèi)的整脈沖個數(shù)，bit m+n～bit 31為當(dāng)前實際旋轉(zhuǎn)的圈數(shù)，編碼器每旋轉(zhuǎn)一周由整脈沖數(shù)向上進(jìn)位得到。脈沖增量值是一個數(shù)值，該數(shù)值由兩部分組成，從每個脈沖增量值均可以得到編碼器脈沖數(shù)和脈沖細(xì)分率。

其中，m為編碼器脈沖數(shù)(編碼器轉(zhuǎn)一圈產(chǎn)生的脈沖數(shù))對應(yīng)的2進(jìn)制位數(shù)。n為設(shè)定的脈沖細(xì)分率,設(shè)定范圍2～18，可以根據(jù)精度要求設(shè)定。

計算單元200，用于根據(jù)公式(1)計算回轉(zhuǎn)機構(gòu)的回轉(zhuǎn)角度，即挖掘機的回轉(zhuǎn)角度。

公式(1)中，θ為回轉(zhuǎn)機構(gòu)轉(zhuǎn)過的角度；N為脈沖增量值；n為脈沖細(xì)分率，設(shè)定范圍2～18；a為編碼器脈沖數(shù)；i為回轉(zhuǎn)機構(gòu)的總速比，即變頻電機051、減速器052、小齒輪053和大齒圈06之間傳動連接的總速比。

本申請所涉及的挖掘機中，增量型編碼器用于檢測變頻電動機轉(zhuǎn)速的，具體的，增量型編碼器可以將變頻電機的轉(zhuǎn)速反饋給變頻器，變頻器可以對變頻電機實施調(diào)節(jié)使得其轉(zhuǎn)速達(dá)到預(yù)設(shè)要求。

本發(fā)明實施例公開的檢測裝置還可以包括清零控制裝置，清零控制裝置與變頻器相連，用于將變頻器所接收的脈沖增量值清零。此種情況下，清零控制裝置能夠在挖掘機的回轉(zhuǎn)機構(gòu)轉(zhuǎn)完一圈后重新開始測量以消除檢測的累計誤差，此種情況下，脈沖增量值為零，則說明挖掘機的回轉(zhuǎn)機構(gòu)回到轉(zhuǎn)動的起始點。

具體的，清零控制裝置可以包括感應(yīng)塊、接近開關(guān)和控制子模塊，感應(yīng)塊固定在履帶行走裝置04上，接近開關(guān)固定在挖掘機的回轉(zhuǎn)平臺03上，感應(yīng)塊用于觸發(fā)接近開關(guān)，接近開關(guān)用于被觸發(fā)后控制控制子模塊將脈沖增量值清零。當(dāng)挖掘機的回轉(zhuǎn)機構(gòu)回轉(zhuǎn)到初始位置時，感應(yīng)塊觸發(fā)接近開關(guān)，接近開關(guān)使得控制子模塊將脈沖增量值清零。感應(yīng)塊可以固定在履帶行走裝置04的底架梁上，與回轉(zhuǎn)機構(gòu)的回轉(zhuǎn)基準(zhǔn)點相對，當(dāng)接近開關(guān)隨回轉(zhuǎn)平臺03回轉(zhuǎn)到回轉(zhuǎn)基準(zhǔn)點之后即可觸發(fā)接近開關(guān)。相對于回轉(zhuǎn)基準(zhǔn)點而言，回轉(zhuǎn)平臺03相對于回轉(zhuǎn)基準(zhǔn)點順時針旋轉(zhuǎn)，則角度為正數(shù)，隨著轉(zhuǎn)動的進(jìn)行，數(shù)值逐漸增大，角度逐漸增大；回轉(zhuǎn)平臺03相對于回轉(zhuǎn)基準(zhǔn)點逆時針旋轉(zhuǎn)，則角度為負(fù)值，隨著轉(zhuǎn)動的進(jìn)行，數(shù)值逐漸減小，角度逐漸增大。

本發(fā)明公開回轉(zhuǎn)角度檢測方法依靠現(xiàn)有的變頻器的已有功能，根據(jù)變頻器所接收的脈沖增量值得到編碼脈沖數(shù)和脈沖細(xì)分率來計算挖掘機的回轉(zhuǎn)角度，無需加裝相應(yīng)的角度傳感就能夠檢測挖掘機的回轉(zhuǎn)角度?？梢?，本發(fā)明公開的檢測方法能解決目前的挖掘機無法通過安裝角度傳感器來檢測其回轉(zhuǎn)角度的問題。

基于本發(fā)明實施例公開的檢測裝置，本發(fā)明實施例還公開一種挖掘機，所公開的挖掘機包括上文實施例中任意一項所述的回轉(zhuǎn)角度校測裝置。

基于本發(fā)明實施例公開的挖掘機的回轉(zhuǎn)角度檢測裝置，本發(fā)明實施例還公開一種挖掘機的回轉(zhuǎn)角度檢測方法，同樣請再結(jié)合圖1和2，本申請實施例所涉及的挖掘機的回轉(zhuǎn)機構(gòu)包括增量型編碼器、變頻電機051、減速器052、小齒輪053和大齒圈06。變頻電機051、減速器052、小齒輪053和大齒圈06依次傳動連接，通過驅(qū)動大齒圈06轉(zhuǎn)動實現(xiàn)挖掘機的回轉(zhuǎn)，增量型編碼器與變頻電機的變頻器相連，用于向變頻器發(fā)送脈沖增量值，所公開的方法包括如下步驟：

S100、獲取變頻器所接收的脈沖增量值以及與之相對應(yīng)的編碼器脈沖數(shù)和脈沖細(xì)分率；

S200、計算回轉(zhuǎn)機構(gòu)的回轉(zhuǎn)角度。

根據(jù)計算所述回轉(zhuǎn)機構(gòu)的回轉(zhuǎn)角度，其中，θ為回轉(zhuǎn)機構(gòu)的回轉(zhuǎn)角度；N為脈沖增量值；n為脈沖細(xì)分率，設(shè)定范圍2～18；a為編碼器脈沖數(shù)；i為回轉(zhuǎn)機構(gòu)的總速比。

本文中，各個優(yōu)選方案僅僅重點描述的是與其它方案的不同，各個優(yōu)選方案只要不沖突，都可以任意組合，組合后所形成的實施例也在本說明書所公開的范疇之內(nèi)，考慮到文本簡潔，本文就不再對組合所形成的實施例進(jìn)行單獨描述。

以上所述僅是本發(fā)明的具體實施方式，使本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠理解或?qū)崿F(xiàn)本發(fā)明。對這些實施例的多種修改對本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本發(fā)明的精神或范圍的情況下，在其它實施例中實現(xiàn)。因此，本發(fā)明將不會被限制于本文所示的這些實施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點相一致的最寬的范圍。