專利名稱：智能液壓缸系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及液壓缸工作狀態(tài)智能檢測技術(shù)領域，尤其涉及一種智能液壓缸系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
許多工程機械設備，如挖掘機、起重機、裝載機等，包括其他特種車輛如消防車，其工作裝置的各種運動以采用液壓傳動來驅(qū)動為主，其中大量采用液壓缸機構(gòu)。在液壓缸執(zhí)行元件的系統(tǒng)中，液壓故障通常由液壓缸等執(zhí)行元件集中體現(xiàn)出來。在使用這些設備時，常常發(fā)現(xiàn)液壓缸動作不靈、液壓缸欠速、產(chǎn)生爬行等故障，缸筒變形或油桿彎曲，甚至出現(xiàn)爆缸、設備失穩(wěn)倒塌，而釀成重大事故等嚴重后果。究其原因，大都是因為液壓油溫度過高、液壓缸內(nèi)壓力不足、工況條件不能適應正常操作要求，導向帶過度磨損造成熱量積聚，以及嚴重超載造成缸內(nèi)壓力過高等造成。設備故障不僅影響施工過程中的正常運行，給工程質(zhì)量和工程進度帶來很大的影響，也造成安全事故，給人民生命財產(chǎn)安全造成危害。裝備智能化，通過采用現(xiàn)代傳感技術(shù)、數(shù)字通信和網(wǎng)絡技術(shù)、計算機技術(shù)，信息的采集、處理、傳輸、顯示和高度集成共享，采用現(xiàn)代控制手段實現(xiàn)設備安全、可靠、高效工作。智能液壓缸系統(tǒng)能夠在設備工作中，實時液壓缸工作狀態(tài)分析和顯示，以及報警，保證液壓設備正常運轉(zhuǎn)，提高整臺設備的可靠性，安全性。工程機械工況條件復雜，風吹日曬雨淋，以及污染、粉塵等等，對液壓系統(tǒng)以及工程機械的整個裝備都造成不利影響，液壓缸長期工作于這樣的環(huán)境，故障在所難免。因此，為了在保障工作功能得到執(zhí)行前提下的安全和提高液壓缸使用壽命，使用者需要實時了解液壓缸的工作參數(shù)，如缸筒變形、運動部件的磨損和摩擦區(qū)間的溫升、油液溫度、壓力和液壓缸的工作行程，等。目前，對液壓缸智能化的研究基本處于空白，雖然對智能液壓缸有一些認識，但如何定義、如何使用沒有清晰的概念。傳統(tǒng)上，采用指針式儀表進行單一參數(shù)的檢測。即使在微電子技術(shù)發(fā)展的今天，也基本只考慮進行較少的參數(shù)測量，而且檢測的參數(shù)沒有用于在線的實時監(jiān)控，沒有從系統(tǒng)集成、智能控制，以及從生命周期的高度去考慮，更沒有形成智能液壓缸的概念。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種智能液壓缸系統(tǒng)，以解決目前工程機械上使用的液壓缸不能實現(xiàn)智能化實時在線監(jiān)控、不能全面的監(jiān)測液壓缸工作狀態(tài)的問題。通過各種感知和信息傳輸與處理技術(shù)，實現(xiàn)對工程機械上各液壓缸相關(guān)參數(shù)的可視化、數(shù)字化及智能化監(jiān)測。為達到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是一種智能液壓缸系統(tǒng)，包括液壓缸，其特征在于所述液壓缸連接信號采集傳感器，信號采集傳感器的信號輸出端接入信號調(diào)理電路，信號調(diào)理電路連接無線信號發(fā)射端；還包括與無線信號發(fā)射端相應的無線信號接收端，無線信號接收端與微機處理器連接，所述微機處理器還與人機界面連接。
優(yōu)選的，所述信號采集傳感器為一種或多種傳感器的組合，主要包括有溫度傳感器、壓力傳感器、位移傳感器和徑向變形量傳感器，實時測量液壓缸缸體內(nèi)液壓油壓力、油液溫度、缸筒徑向變形量、導向帶與活塞桿配合區(qū)間溫度和液壓桿的位移(速度)，通過ZigBee無線網(wǎng)絡將采集到的數(shù)據(jù)發(fā)送到駕駛室內(nèi)圖形化的人機界面上。不僅給每一步操作提供參考，同時，通過狀態(tài)參數(shù)閾值設定以及自動控制裝置的配合，還能夠在狀態(tài)異常時，實時聲光警示，在超出極限安全閾值時，還能夠切斷使工況條件繼續(xù)惡化的人工操作。優(yōu)選的，所述微機處理器包括有信息存儲模塊，可實現(xiàn)大量的狀態(tài)數(shù)據(jù)實時存儲。并可以導出歷史數(shù)據(jù)，用于以后的項目研究，進行數(shù)學過程分析，找出其中的規(guī)律，并在大量的真實工況條件作為參考的前提下，建立系統(tǒng)的預測模型，從而為避免安全事故的發(fā)生提供參考。優(yōu)選的，所述無線信號發(fā)射端與無線信號接收端之間采用基于ZigBee協(xié)議的無線傳輸方式。本發(fā)明的信號傳輸方式還可選用其它無線或有線傳輸方式。本發(fā)明實現(xiàn)了對工程機械上各液壓缸相關(guān)參數(shù)的可視化、數(shù)字化及智能化監(jiān)測，將工程機械的關(guān)鍵部件置于可視化和參數(shù)化的實時監(jiān)控狀態(tài)，大大提升系統(tǒng)的安全性，并通過全生命周期的故障診斷和維護管理，提高液壓缸使用壽命；采用無線網(wǎng)絡傳輸信號，具有安裝便捷、覆蓋范圍廣、經(jīng)濟節(jié)約、易于擴展等優(yōu)點，適用于各種安裝液壓缸的工作機械。


圖I為本發(fā)明的系統(tǒng)示意圖。其中I.液壓缸；2.信號采集傳感器；3.信號調(diào)理電路；4.無線信號發(fā)射端；5.無線信號接收端；6.微機處理器；7.人機界面。
具體實施例方式為了使本發(fā)明實現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)新特征、達成目的與功效易于明白了解，下面結(jié)合具體圖示及具體實施例，進一步闡述本發(fā)明，但不是用來限制本發(fā)明的保護范圍。請參考圖I，一種智能液壓缸系統(tǒng)，包括液壓缸I，液壓缸I連接信號采集傳感器2，信號采集傳感器2的信號輸出端接入信號調(diào)理電路3，信號調(diào)理電路3連接無線信號發(fā)射端4 ;還包括與無線信號發(fā)射端4相應的無線信號接收端5，無線信號接收端5與微機處理器6雙向連接，微機處理器6還與人機界面7雙向連接。信號采集傳感器2包括溫度傳感器、壓力傳感器、位移傳感器和徑向變形量傳感器，實時測量液壓缸I內(nèi)液壓油壓力、油液溫度、缸筒徑向變形量、導向帶與活塞桿配合區(qū)間溫度和液壓桿的位移(速度)，通過ZigBee無線網(wǎng)絡將采集到的數(shù)據(jù)發(fā)送到駕駛室內(nèi)圖形化的人機界面7上。不僅給每一步操作提供參考，同時，通過狀態(tài)參數(shù)閾值設定以及自動控制裝置的配合，還能夠在狀態(tài)異常時，實時聲光警示，在超出極限安全閾值時，還能夠切斷使工況條件繼續(xù)惡化的人工操作。以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理、主要特征和本發(fā)明的優(yōu)點。僅為本發(fā)明的具體實施方式
，但本發(fā)明的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本領域的技術(shù)人員在本發(fā)明所揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應涵蓋在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。本發(fā)明要求保護范圍由所附的權(quán)利要求書及其等效物界定。
權(quán)利要求
1.一種智能液壓缸系統(tǒng)，包括液壓缸，其特征在于所述液壓缸連接信號采集傳感器，信號采集傳感器的信號輸出端接入信號調(diào)理電路，信號調(diào)理電路連接無線信號發(fā)射端；還包括與無線信號發(fā)射端相應的無線信號接收端，無線信號接收端與微機處理器雙向連接，所述微機處理器還與人機界面雙向連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的智能液壓缸系統(tǒng)，其特征在于所述信號采集傳感器為一種或多種傳感器的組合，主要包括有溫度傳感器、壓力傳感器、位移傳感器和徑向變形量傳感器。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的智能液壓缸系統(tǒng)，其特征在于所述微機處理器包括有信息存儲模塊。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-4中任一項所述的智能液壓缸系統(tǒng)，其特征在于所述無線信號發(fā)射端與無線信號接收端之間采用基于ZigBee協(xié)議的無線傳輸方式。
全文摘要
本發(fā)明提供一種智能液壓缸系統(tǒng)，以解決目前工程機械上使用的液壓缸不能實現(xiàn)智能化實時在線監(jiān)控、不能全面監(jiān)測液壓缸工作狀態(tài)的問題，涉及液壓缸工作狀態(tài)智能檢測技術(shù)領域，包括液壓缸，其特征在于所述液壓缸連接信號采集傳感器，信號采集傳感器的信號輸出端接入信號調(diào)理電路，信號調(diào)理電路連接無線信號發(fā)射端；還包括與無線信號發(fā)射端相應的無線信號接收端，無線信號接收端與微機處理器雙向連接，所述微機處理器還與人機界面雙向連接。本發(fā)明實現(xiàn)了對工程機械上各液壓缸相關(guān)參數(shù)的可視化、數(shù)字化及智能化監(jiān)測，將工程機械的關(guān)鍵部件置于可視化和參數(shù)化的實時監(jiān)控狀態(tài)，大大提升系統(tǒng)的安全性。
文檔編號F15B19/00GK102943790SQ20121043037
公開日2013年2月27日 申請日期2012年11月1日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月1日
發(fā)明者劉慶教, 關(guān)勝曉, 陳登民, 范華志, 劉朋, 劉邦才, 張虹源, 羅有亮, 何杰挺, 陳家玉, 趙盛洋 申請人:徐州徐工液壓件有限公司