一种回转区 测装置、 系统及检测方法 技术领域

本发明属于机械检测技术领域，具体涉及到一 种回转区域的检测 系统及检测方法。 背景技术

作业机具很多具有全回转机构， 在控制上又需要针对前方、后方、 左侧、右侧采用不同的控制策略。 目前国内外常用的回转区域检测主 要是依赖在回转处安装接近开关或编码器。在 回转处安装接近开关检 测回转区域的方法， 安装机构较为复杂且检测不够可靠。而安装编 码 器虽然可靠易行但成本较高。

发明内容

为了解决现有技术中存在的技术问题，本发明 的目的是要提供一 种新的回转区域的检测装置、方法和系统， 以解决用户可以在不安装 接近开关或编码器等额外传感器的情况下实现 回转区域的检测的技 术问题。

为了解决上述技术问题， 本发明采用如下技术方案：

一种回转区域检测装置， 其特征在于， 包括： 第一刷体、 第二 刷体、 第一层滑环、 第二层滑环； 两层滑环和刷体同时相对滑动； 第 一层滑环和第一刷体为单点接触、 第二层滑环和第二刷体为单点接 触， 第一层滑环和第二层滑环为导体部与绝缘体部 相间结构， 且第一 层滑环和第二层滑环结构不同。

进一步的， 所述导体部填充导电材料， 所述绝缘体部未填充导 电材料。

进一步的， 所述导体部和绝缘体部等分分布。

进一步的， 所述导体部和绝缘体部不等分分布。

一种回转区域检测系统， 其特征在于， 包括： 第一刷体、 第二 刷体、 第一层滑环、 第二层滑环和控制器； 两层滑环和刷体同时相对 滑动； 第一层滑环和第一刷体为单点接触、第二层滑 环和第二刷体为 单点接触， 第一层滑环和第二层滑环为导体部与绝缘体部 相间结构， 且第一层滑环和第二层滑环结构不同； 控制器通过引线与第一层滑 环、 第一刷体形成闭合回路， 通过引线与第二层滑环、 第二刷体形成 闭合回路。

一种回转区域检测方法， 其特征在于， 包括如下步骤：

( 1 ) 第一层刷体与第一层滑环相对滑动时， 第一层刷体经过第一 层滑环导体部电路导通， 向控制器传输高电平信号， 第一层刷体经过 第一层滑环绝缘体部电路不导通， 向控制器传输低电平信号；

( 2 ) 同理， 第二层刷体与第二层滑环相对滑动时， 控制器同时采 集了第二层刷体与第二层滑环输出的高、 低电平信号；

( 3 ) 根据第一层滑环和第二层滑环的导电部和绝缘 部结构特点， 预先获得回转所处区域的传输电平类型组合；

( 4 ) 根据控制器输出的实际电平类型组合与预先获 得回转所处区 域的传输电平类型组合对比， 即可检测出回转所处区域。 有益效果：

( 1 )由于采用了上述方案， 用户可以通过两个开关量信号获知 回转的四个区域， 程序控制较为简单。

(2) 本方法对电刷的改造较为简单易行， 滑环具体的导体部与 绝缘部由控制要求而定， 适用范围广。

( 3 ) 本方法在需要获知回转区域的场合可以取代编 码器或接近 开关的应用， 成本低廉， 且可靠性很高。

(4) 本方法在满足回转区域检测的同时， 不影响电刷的其他各 层的正常使用。 附图说明

图 1 现有技术中的滑环电刷结构

图 2 本发明回转区域检测装置结构图；

图 3实施例一第一层滑环和第二层滑环结构示意� �；

图 4 实施例二本发明在随车起重机防倾翻控制中的 应用； 图 5 实施例二第一层滑环和第二层滑环结构示意图 ；

图中， 1外壳 、 2滑环、 3底座、 4拨叉、 5刷体、 6滑环引线、 7电缆接头和 8刷体引线。 具体实施方式

如图 1所示， 现有的滑环刷体机构包括： 外壳 1、 滑环 2、 底 座 3、 拨叉 4、 刷体 5、 滑环引线 6、 电缆接头 7和刷体引线 8。 滑环 引线 6由滑环中心引出， 刷体引线 8由外壳上的电缆接头 7引出， 其 中底座 3、 外壳 1和刷体 5—体， 拨叉 4和滑环 2—体， 通过底座 3 和拨叉 4分别与机具相对旋转的部件的固定，实现全� �转过程中刷体 5和滑环 2在相互压实的情况下的相对滑动。

本发明的回转区域检测装置，在滑环和刷体相 邻的任意两层中， 第一层滑环和第一层刷体为单点接触、第二层 滑环和第二层刷体为单 点接触， 第一层滑环和第二层滑环为导体与绝缘体相间 结构， 且第一 层滑环和第二层滑环结构不同。 当刷体 5在滑环 2导体部相对滑动 时电信号接通， 当刷体 5在滑环 2绝缘部相对滑动时电信号断开。

一种回转区域检测系统包括： 滑环和刷体相邻的任意两层， 第 一层滑环和第一层刷体为单点接触、第二层滑 环和第二层刷体为单点 接触滑环， 第一层滑环和第二层滑环为导体与绝缘体相间 结构， 且第 一层滑环和第二层滑环结构不同。 当这两层的刷体 5在滑环 2导体 部相对滑动时电信号接通，当刷体 5在滑环 2绝缘部相对滑动时的电 信号断开。 控制器分别于与第一层、第二层滑环引线和第 一层、第二 层刷体引线电连接， 控制器分别采集第一层滑环、刷体的通断情况 和 第二层滑环、 刷体的通断情况。

一种回转区域检测方法： 第一层刷体 5与第一层滑环 2相对滑 动时， 第一层刷体 5经过第一层滑环导体部电路导通， 向控制器传输 高电平信号， 记为 1， 第一层刷体 5经过第一层滑环 2绝缘体部电路 不导通， 向控制器传输低电平信号， 记为 0; 同理， 第二层刷体与第 二层滑环相对滑动时，控制器同时采集了第二 层刷体与第二层滑环输 出的高、低电平信号； 根据第一层滑环和第二层滑环的导电部和绝缘 部结构特点， 预先获得回转所处区域的传输电平类型组合， 根据控制 器输出的实际电平类型组合即可检测出回转所 处区域。 实施例一：

如图 3所示， 黑色的滑环区域填充导电材料称为导电部， 而无填 充导电材料的滑环区域为绝缘部。 在刷体 5与滑环 2相对滑动的过程 中， 刷体 5经过黑色滑环导电部电路导通， 向控制器传输高电平信号， 记为 1， 刷体 5经过无填充滑环绝缘部电路不导通， 向控制器传输低电 平信号， 记为 0。 图 3中的第一滑环和第二滑环， 前方、 后方、 左侧和 右侧回转区域等分划分， 第一滑环在前方和后方设置为导电部， 在左 侧和右侧设置为绝缘部。第二滑环在右侧和后 方设置为导电部， 在左 侧和前方设置为绝缘部。 如表 1所示控制器采集到的第一、 第二滑环 信号形成不同的电平信号组合。根据这些电平 信号组合的信息就能够 判断出回转装置所在区域。

实施例二：

下面以随车起重机防倾翻控制为例进行简要说 明。本例中随车起 重机安装位置紧贴汽车驾驶室后侧， 具体见图 4。 为了实现随车起重 机的倾翻保护， 控制设备需要采集外部传感器信息， 在车头 90°区域、 车尾 60°区域、 左侧 105°区域、 右侧 105°区域分别应用不同的控制函 数 ( 111)、 f ₂ (x,m)、 f ₃ (x,m)和 f ₄ (x,m)进行力矩的运算和限制， 如果采 用如图 5所示的第一层滑环和第二层滑环结构， 控制器采集到第一、 第二滑环信号形成不同的电平信号组合。根据 这些电平信号组合的信 息就能够判断出回转装置所在区域，并可以对 应所在区域所使用的控 制函数， 便于不同区域进行不同控制函数控制。 其对应关系如表 2所 当控制器采集滑环信号为 （1,0) 时， 说明吊钩在车头， 应用函 数 ( ,111) _;

当控制器采集滑环信号为 （1,1 ) 时， 说明吊钩在车尾， 应用函 数 f ₂ (x,m) _;

当控制器采集滑环信号为 （0,0) 时， 说明吊钩在左侧， 应用函 数 f ₃ (x,m) ;

当控制器采集滑环信号为 （0,1 ) 时， 说明吊钩在右侧， 应用函

表 2 回转区域逻辑判断表 以上所述， 仅为本发明较佳的具体实施方式， 但本发明的保护范 围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术 人员在本发明揭露的技 术范围内， 可轻易想到的变化或替换， 都应涵盖在本发明的保护范围 之内。 因此， 本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围 为准。