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1、(10)申请公布号 CN 102944209 A (43)申请公布日 2013.02.27 CN 102944209 A *CN102944209A* (21)申请号 201210459982.1 (22)申请日 2012.11.15 G01B 21/22(2006.01) B66C 13/16(2006.01) (71)申请人 中联重科股份有限公司 地址 415106 湖南省常德市鼎城区灌溪镇中 联重科灌溪工业园 (72)发明人 詹纯新 刘权 黄赞 黎伟福 (74)专利代理机构 北京润平知识产权代理有限 公司 11283 代理人 肖冰滨 南毅宁 (54) 发明名称 一种用于确定回转角度的设备。
2、、 系统、 方法和 工程机械 (57) 摘要 本发明公开了一种用于确定回转装置的回转 角度的设备、 系统、 方法和工程机械， 所述回转装 置由回转马达通过减速机来驱动， 所述设备包括 ： 接收装置， 用于接收所述回转马达或一与所述回 转装置或减速机连接的回转角度传动检测齿轮的 转动角度 ； 以及控制装置， 用于根据所述转动角 度及所述回转马达与所述回转装置之间的传动比 或所述回转角度传动检测齿轮与所述回转装置之 间的传动比， 计算所述回转装置的相对回转角度， 并根据该相对回转角度和存储的前次绝对回转角 度确定所述回转装置的当前绝对回转角度。通过 上述技术方案， 可以无需满足回转角度传感器的 安。
3、装需要与回转装置同心的条件， 因此， 不存在偏 心测量误差， 测量结果的准确度较高， 可靠性好。 (51)Int.Cl. 权利要求书 2 页 说明书 4 页 附图 4 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书 2 页 说明书 4 页 附图 4 页 1/2 页 2 1. 一种用于确定回转装置的回转角度的设备， 所述回转装置由回转马达通过减速机来 驱动， 该设备包括 ： 接收装置， 用于接收所述回转马达或一与所述回转装置或减速机连接的回转角度传动 检测齿轮的转动角度 ； 以及 控制装置， 用于根据所述转动角度及所述回转马达与所述回转装置之间的传动比或所 述回转角度。
4、传动检测齿轮与所述回转装置之间的传动比， 计算所述回转装置的相对回转角 度， 并根据该相对回转角度和存储的前次绝对回转角度确定所述回转装置的当前绝对回转 角度。 2. 根据权利要求 1 所述的设备， 其特征在于， 所述接收装置还接收表示所述回转装置回转到初始位置的信号 ； 以及 所述控制装置在所述接收装置接收到所述信号的情况下， 存储该初始位置所对应的绝 对回转角度， 并以该初始位置为起点， 重新计算相对回转角度。 3. 根据权利要求 2 所述的设备， 其特征在于， 所述控制装置在存储所述初始位置所对应的绝对回转角度之前， 确定当前绝对回转角 度与所述初始位置所对应的绝对回转角度之间的差值， 。
5、并在该差值大于预设值的情况下， 存储所述初始位置所对应的绝对回转角度。 4. 一种用于确定回转装置的回转角度的系统， 其特征在于， 该系统包括 ： 转动角度检测装置， 用于检测所述回转马达或一与所述回转装置或减速机连接的回转 角度传动检测齿轮的转动角度 ； 以及 根据权利要求 1-3 中任一项权利要求所述的设备。 5. 根据权利要求 4 所述的系统， 其特征在于， 该系统还包括 ： 位置检测装置， 该位置检测装置包括位置感应块和位置检测开关， 该位置感应块和位 置检测开关中的一者固定于所述回转装置上， 另一者固定于所述回转装置之外， 当所述位 置感应块和位置检测开关中的一者随所述回转装置回转到。
6、初始位置时， 所述位置感应块触 发所述位置检测开关， 使得所述位置检测开关发出表示所述回转装置回转到初始位置的信 号。 6. 一种包括根据权利要求 4 或 5 所述的系统的工程机械。 7. 一种用于确定回转装置的回转角度的方法， 所述回转装置由回转马达通过减速机来 驱动， 该方法包括 ： 接收所述回转马达或一与所述回转装置或减速机连接的回转角度传动检测齿轮的转 动角度 ； 以及 根据所述转动角度及所述回转马达与所述回转装置之间的传动比或所述回转角度传 动检测齿轮与所述回转装置之间的传动比， 计算所述回转装置的相对回转角度， 并根据该 相对回转角度和存储的前次绝对回转角度确定所述回转装置的当前绝。
7、对回转角度。 8. 根据权利要求 7 所述的方法， 其特征在于， 该方法还包括 ： 接收表示所述回转装置回转到初始位置的信号 ； 以及 存储该初始位置所对应的绝对回转角度， 并以该初始位置为起点， 重新计算相对回转 角度。 9. 根据权利要求 8 所述的方法， 其特征在于， 权 利 要 求 书 CN 102944209 A 2 2/2 页 3 在存储所述初始位置所对应的绝对回转角度之前， 确定当前绝对回转角度与所述初始 位置所对应的绝对回转角度之间的差值， 并在该差值大于预设值的情况下， 存储所述初始 位置所对应的绝对回转角度。 权 利 要 求 书 CN 102944209 A 3 1/4 页。
8、 4 一种用于确定回转角度的设备、 系统、 方法和工程机械 技术领域 0001 本发明涉及工程机械领域， 具体地， 涉及一种用于确定回转装置的回转角度的设 备、 系统、 方法和工程机械。 背景技术 0002 在全回转起重机上， 回转角度通常指上车回转平台和下车之间的相对角度。由于 是全回转， 通常不记累加角度， 如回转 710， 则将回转角度记为 350（710 360） ， 因 此， 回转角度的范围是0-360， 也就是相对角度。 在目前国内外的起重机控制技术上， 回转 角度的获取通常是在转台 1 的中心 （与回转支承同轴） 安装单圈绝对编码器或角度传感器 2 来直接获取。 在利用单圈绝对编。
9、码器进行回转角度获取时， 通过机械装置使编码器的 “固定 装置” 和 “转动装置” 分别与转台的转台部分和下车部分连接， 当回转时上车转台和下车之 间的相对角度变化， 带动编码器转动， 从而获取回转相对角度， 如图 1 所示。 0003 这种检测方法虽能获取回转角度， 但是在实施过程中存在一些缺点。 例如， 在大型 起重机上， 由于回转支承等部件的结构尺寸较大， 因此难以保证角度传感器的中心完全与 回转中心重合， 即完全与回转支承同轴， 如图 2 所示。当角度传感器的实际回转中心偏离角 度传感器的理想回转中心时， 半径由原来的固定值变为随回转角度变化， 从而导致在回转 过程中， 回转系统转动相。
10、同角度， 但是回转角度传感器检测到的角度不相同。如在图 2 中， 实际检测角度A1A2A2。 实际上， 由于在加工、 安装等过程中无法完全保证角度 传感器与回转支承同轴， 因此回转角度传感器偏心的问题普遍存在， 从而使得在大型回转 系统中， 难以精确检测转台的回转角度。 发明内容 0004 本发明的目的是提供一种用于确定回转装置的回转角度的设备、 系统、 方法和工 程机械， 以解决现有技术中在角度传感器与回转中心不完全重合的情况下， 测量出的回转 角度误差大、 无法实现对回转角度的精确控制的缺陷。 0005 为了实现上述目的， 本发明提供一种用于确定回转装置的回转角度的设备， 所述 回转装置由。
11、回转马达通过减速机来驱动， 该设备包括 ： 接收装置， 用于接收所述回转马达或 一与所述回转装置或减速机连接的回转角度传动检测齿轮的转动角度 ； 以及控制装置， 用 于根据所述转动角度及所述回转马达与所述回转装置之间的传动比或所述回转角度传动 检测齿轮与所述回转装置之间的传动比， 计算所述回转装置的相对回转角度， 并根据该相 对回转角度和存储的前次绝对回转角度确定所述回转装置的当前绝对回转角度 0006 本发明还提供一种用于确定回转装置的回转角度的系统， 该系统包括 ： 转动角度 检测装置， 用于检测所述回转马达或一与所述回转装置或减速机连接的回转角度传动检测 齿轮的转动角度 ； 以及上述设备。
12、。 0007 本发明还提供一种包括上述系统的工程机械。 0008 本发明还提供一种用于确定回转装置的回转角度的方法， 所述回转装置由回转马 说 明 书 CN 102944209 A 4 2/4 页 5 达通过减速机来驱动， 该方法包括 ： 接收所述回转马达或一与所述回转装置或减速机连接 的回转角度传动检测齿轮的转动角度 ； 以及根据所述转动角度及所述回转马达与所述回转 装置之间的传动比或所述回转角度传动检测齿轮与所述回转装置之间的传动比， 计算所述 回转装置的相对回转角度， 并根据该相对回转角度和存储的前次绝对回转角度确定所述回 转装置的当前绝对回转角度。 0009 通过上述技术方案， 可以无。
13、需满足回转角度传感器的安装需要与回转装置同心的 条件， 因此， 不存在偏心测量误差， 测量结果的准确度较高， 而且降低了回转检测系统的加 工精度， 成本更低， 且可靠性好， 通用性强， 维护、 调试方法均简单、 方便。 0010 本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。 附图说明 0011 附图是用来提供对本发明的进一步理解， 并且构成说明书的一部分， 与下面的具 体实施方式一起用于解释本发明， 但并不构成对本发明的限制。在附图中 ： 0012 图 1 是现有技术中起重机回转角度检测安装的示意图 ； 0013 图 2 是反映利用现有技术进行回转角度检测的缺点的示意图 ； 。
14、0014 图 3 是根据本发明的实施方式的用于确定回转装置的回转角度的设备的框图 ； 0015 图 4 是利用所述系统进行起重机的回转装置的回转角度检测的示意图 ； 0016 图 5 是利用所述系统进行起重机的回转装置的回转角度检测的另一示意图 ； 0017 图 6 是根据本发明的实施方式的用于确定回转装置的回转角度的系统的框图 ； 以 及 0018 图 7 是根据本发明的实施方式的用于确定回转装置的回转角度的方法的流程图。 0019 附图标记说明 0020 1 转台 2 角度传感器 3 转台固定装置 4 车架 0021 5 接收装置 6 控制装置 7 转动角度检测装置 0022 8 位置检测。
15、装置 80 位置感应块 81 位置检测开关 0023 9 回转支承 10 回转马达 11 减速机 0024 12 回转角度传动检测齿轮 具体实施方式 0025 以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是， 此处所描 述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明， 并不用于限制本发明。 0026 图 3 是根据本发明的实施方式的用于确定回转装置的回转角度的设备的框图， 其 中所述回转装置可由回转马达通过减速机来驱动。如图 3 所示， 该设备可以包括 ： 接收装 置 5， 用于接收所述回转马达或一与所述回转装置或减速机连接的回转角度传动检测齿轮 的转动角度 ； 以及控制装置 6， 用于。
16、根据所述转动角度及所述回转马达与所述回转装置之 间的传动比或所述回转角度传动检测齿轮与所述回转装置之间的传动比， 计算所述回转装 置的相对回转角度， 并根据该相对回转角度和存储的前次绝对回转角度确定所述回转装置 的当前绝对回转角度。在上述技术方案中， 通过检测回转马达或回转角度传动检测齿轮的 转动角度来间接确定回转装置的回转角度， 因此， 不需要满足回转角度传感器需要与回转 说 明 书 CN 102944209 A 5 3/4 页 6 装置同心的条件， 不存在偏心测量误差。 0027 具体地， 接收装置 5 可以接收回转马达 10 的转动角度， 如图 4 所示。在图 4 中， 回 转马达 10。
17、 通过减速机 11 来驱动回转装置转动， 该回转装置包括回转支承 9 和转台 1。控 制装置 6 可以根据回转马达 10 的转动角度、 以及所述回转马达 10 与回转支承 9 之间的减 速比来计算回转支承 9 的相对回转角度 。可替换地， 接收装置 5 可以接收回转角度传 动检测齿轮 12 的转动角度， 如图 5 所示。在图 5 中， 回转角度传动检测齿轮 12 可以在回转 支承 9 的任意位置上与该回转支承 9 啮合， 也可以啮合于回转支承 9 与减速机 11 之间。控 制装置6可以根据回转角度传动检测齿轮12的转动角度、 以及所述回转角度传动检测齿轮 12 与回转支承 9 之间的减速比来计。
18、算回转支承 9 的相对回转角度 。在确定回转支承 9 的相对回转角度 之后， 控制装置 6 可以根据下式计算出当前绝对回转角度 ： 0028 =1 （等式 1） 0029 其中， 1 是前次绝对回转角度。在回转支承 9 正转 （例如， 逆时针转动） 的情况 下， =1+ ； 反之， 在回转支承 9 反转 （例如， 顺时针转动） 的情况下， =1 。 由于回转角度均在 0-360之间， 因此， 需对计算出的当前回转角度 进行判断， 确定其是 否需要进行角度处理， 以在 0-360的范围内。对当前回转角度 的处理方法将在下文中 结合图 7 进行描述。进行角度处理之后， 可将该当前绝对回转角度 保存。
19、， 使其作为下一 次计算过程中的前次绝对回转角度 1。 0030 进一步地， 所述接收装置 5 还可以接收表示所述回转装置回转到初始位置的信 号 ； 以及所述控制装置 6 在所述接收装置接收到所述信号的情况下， 存储该初始位置所对 应的绝对回转角度， 并以该初始位置为起点， 重新计算相对回转角度。可替换地， 所述控制 装置 5 在存储所述初始位置所对应的绝对回转角度之前， 可以先确定当前绝对回转角度与 所述初始位置所对应的绝对回转角度之间的差值， 并在该差值大于预设值的情况下， 存储 所述初始位置所对应的绝对回转角度。 通过进行零点更新， 可以自动消除系统的累积误差。 0031 例如， 如图4。
20、和图5所示， 表示所述回转装置回转到初始位置的信号是由位置检测 装置 8 发出的， 该位置检测装置 8 包括位置感应块 80 和位置检测开关 81。在图 4 和图 5 中， 位置感应块 80 固定于回转支承 9 上， 该位置感应块 80 随回转支承 9 转动， 而位置检测 开关 81 被固定在回转马达上， 其不随回转支承 9 转动。虽然在图 4 和图 5 中未示出， 但是 应该了解的是， 位置感应块 80 和位置检测开关 81 的位置可以互换。位置感应块 80 和位置 检测开关 81 在垂直方向上相对， 二者均位于回转支承 9 的初始位置所对应的初始角度上。 当回转支承9从初始位置旋转一周再次。
21、经过该初始位置时， 位置感应块80会触发位置感应 开关81， 使得位置感应开关81向所述控制装置6发出表示所述回转支承9回转到初始位置 的信号。然后， 控制装置 6 会存储该初始位置所对应的绝对回转角度 （即， 初始角度） ， 并以 该初始位置为起点， 重新计算相对回转角度。 0032 例如， 以 0为起点， 当回转支承 9 正向转动 365时， 期间必经过初始位置， 在回 转装置 9 到达初始位置的时刻， 位置感应开关 81 发出信号， 控制装置将 0存储， 以作为前 次绝对回转角度， 然后从这一刻起， 重新计算相对回转角度， 当回转支承 9 转动到 365时， 此时计算出的新的相对回转角度。
22、为 5， 当前绝对回转角度为 5（0+5） 。 0033 图 6 是根据本发明的实施方式的用于确定回转装置的回转角度的系统的框图。如 图 6 所示， 该系统包括 ： 转动角度检测装置 7， 用于检测所述回转马达或一与所述回转装置 说 明 书 CN 102944209 A 6 4/4 页 7 或减速机连接的回转角度传动检测齿轮的转动角度 ； 以及上述设备。 0034 例如， 在图 4 所示的实施方式中， 转动角度检测装置 7 检测所述回转马达 10 的转 动角度， 而在图 5 所示的实施方式中， 转动角度检测装置 7 检测回转角度传动检测齿轮 12 的转动角度。 0035 图 7 是根据本发明的。
23、实施方式的用于确定回转装置的回转角度的方法的流程图。 如图 7 所示， 在步骤 701， 回转工作开始。在步骤 702， 获取回转马达 10 或回转角度传动检 测齿轮 12 的转动角度， 计算回转装置的相对回转角度 。在步骤 703， 判断回转是否达 到初始位置。若判断回转达到初始位置， 则存储该初始位置所对应的绝对回转角度 0， 即 1=0 （步骤 704） ； 否则， 转到步骤 705。在步骤 705， 根据相对回转角度 和存储的前 次绝对回转角度1确定所述回转装置的当前绝对回转角度=1。 在步骤706， 判 断所述 是否大于 0。若 0， 则进行步骤 707 ； 否则， 进行角度信号处理。
24、 =+360（步 骤 711） ， 然后进行步骤 707。在步骤 707， 判断所述 是否大于 360。若 360， 则进行角 度信号处理 =-360（步骤 712） ， 然后进行步骤 708 ； 否则， 进行步骤 708。在步骤 708， 更新当前绝对回转角度。在步骤 709， 判断回转工作是否结束。若是， 则停止 （步骤 710） ； 否 则， 返回到步骤 702 继续进行检测。 0036 本发明还将上述用于确定回转装置的回转角度的系统应用于工程机械。 0037 由此， 根据本发明提供的用于确定回转装置的回转角度的设备、 系统、 方法和工程 机械， 可以无需满足回转角度传感器的安装需要与回。
25、转装置同心的条件， 因此， 不存在偏心 测量误差， 测量结果的准确度较高， 而且降低了回转检测系统的加工精度， 成本更低， 且可 靠性好， 通用性强， 维护、 调试方法均简单、 方便。 0038 以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式， 但是， 本发明并不限于上述实 施方式中的具体细节， 在本发明的技术构思范围内， 可以对本发明的技术方案进行多种简 单变型， 这些简单变型均属于本发明的保护范围。 0039 另外需要说明的是， 在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征， 在不矛 盾的情况下， 可以通过任何合适的方式进行组合。 为了避免不必要的重复， 本发明对各种可 能的组合方式不再另行说明。 0040 此外， 本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合， 只要其不违背本 发明的思想， 其同样应当视为本发明所公开的内容。 说 明 书 CN 102944209 A 7 1/4 页 8 图 1 图 2 说 明 书 附 图 CN 102944209 A 8 2/4 页 9 图 3 图 4 图 5 说 明 书 附 图 CN 102944209 A 9 3/4 页 10 图 6 说 明 书 附 图 CN 102944209 A 10 4/4 页 11 图 7 说 明 书 附 图 CN 102944209 A 11 。