一种回转角度检测装置、回转支承系统及工程机械的制作方法

1.本实用新型涉及工程机械技术领域，尤其是涉及一种应于回转支承系统中的回转角度检测装置。


背景技术：

2.随着科技的进步，工程机械领域的发展也进入了加速期，特别是挖掘机、起重机、混凝土泵车在施工项目中发挥着重要的作用，对施工安全要求也越来越高。需要在车身转台装置上安装必要的回转检测装置，再通过必要的控制策略，来保证和提升工程机械作业过程的安全性。
3.由于工程机械结构比较复杂，并且检测回转角度的传感器类型和品牌多样化，传感器机械尺寸、安装接口以及电气接口样式繁多，针对不同型号的工程机械，在回转角度传感器选型时仍然遇到诸多难题。
4.现有技术中，通过驱动马达驱动回转支承带动上车部分进行旋转，通常回转角度传感器采用安装在中心回转体上或安装在回转支承外齿过渡小齿轮装置上，检测出回转过程中360
°
范围的角度变化数据。
5.（1）现已公开的方案，例如cn108350678b、cn210975938u或cn110344468a等，在中央回转接头装置上设计了用于安装回转角度传感器的中心轴部件。当工程机械进行旋转动作时，通过安装在中心轴端部的角度传感器对上车部分相对于轴心的转动角度信息进行检测，从而可以获取出机器的转动状态。该类方案的实现，需要对中央回转接头进行深度定制化设计，在实物结构上，中心轴需要从中央回转接头装置内部的液压油区域穿出外表面，液压油密封难度大，在正常使用及设备维护时均会面临漏油的问题；另外，由于伸出来的中心轴是较细的金属杆结构，安装接口仅仅能够匹配特定类型的的角度传感器所固有的连接方式，因此，该方案存在设计周期长，采购成本高，通用性差的特点。
6.（2）现已公开的方案，例如cn210164255u、cn112504212a 或 cn109356219a等，将回转角度检测装置，安装在一套可与回转支承外圈齿轮啮合的小齿轮组件上，小齿轮随回转支承外圈齿轮同步转动并带动回转角度检测装置旋转，进而检测出小齿轮的旋转圈数。通过已知的大/小齿轮的传动比及采集的小齿轮的旋转圈数，再计算出工程机械回转过程中的角度变化数据。该方案的实现，需要在回转支承外圈设计针对相应小齿轮的专用固定支架；鉴于回转支承高度尺寸不可改变以及预留给小齿轮的专用固定支架安装空间有限，所以回转角度检测装置选型和安装都存在困难；齿轮啮合位置属于外露状态，不能安装防护装置，不利于进行润滑保养；整套装置，布置于回转支承外齿轮边缘处，在恶劣或复杂施工环境下，容易受到外力的伤害。


技术实现要素：

7.根据现有技术存在的不足，本实用新型提供一种回转角度检测装置，安装在回转支承内圈位置，拥有良好的润滑和防护环境，极大的延长了设备使用寿命；对应传感器上方
预留了空间，非常方便机器的保养和维护。
8.本实用新型按以下技术方案实现：
9.本实用新型公开了一种回转角度检测装置，包括齿轮、固定座、连轴、固定支架、过渡接头和回转角度传感器；齿轮的外齿与回转支承的内齿啮合；固定座安装在回转支承的上表面；连轴底部与所述齿轮固定连接，顶部穿过回转支承的上表面及固定座；固定支架安装在所述固定座的上表面，且将所述连轴覆盖在其内部空腔中；过渡接头位于所述固定支架中，并安装在所述连轴上，转动时两者之间接触面无滑动；回转角度传感器的外壳安装在所述固定支架上，且其转子与所述过渡接头连接，转动时两者之间接触面无滑动。
10.优选的方案：所述回转角度传感器的转子为凸出型连接轴，连接轴侧面预留止动面，所述过渡接头采用凹槽型结构，凹槽面内预留有止动面；或者，所述回转角度传感器的转子为凹槽型连接轴，凹槽侧面预留止动面，所述过渡接头采用凸出型连接轴，连接轴预留有止动面。
11.优选的方案：所述回转角度传感器的转子为内螺纹接口，所述过渡接头采用外螺纹型连接轴；或者，所述回转角度传感器的转子为外螺纹接口，所述过渡接头采用内螺纹型连接轴。
12.优选的方案：所述连轴为凸出型连接轴，连接轴侧面预留止动面，所述过渡接头采用凹槽型结构，凹槽面内预留有止动面；或者，所述连轴为凹槽型连接轴，凹槽侧面预留止动面，所述过渡接头采用凸出型连接轴，连接轴预留有止动面。
13.优选的方案：所述连轴为内螺纹接口，所述过渡接头采用外螺纹型连接轴；或者，所述连轴为外螺纹接口，所述过渡接头采用内螺纹型连接轴。
14.作为本实用新型的优化方案：所述连轴与固定座的接触面处设有防止黄油外渗的密封部件。
15.优选的方案：所述固定座为法兰结构，通过多个螺栓连接在回转支承的上表面。
16.优选的方案：所述固定支架通过多个螺栓连接在固定座的上表面。
17.本实用新型还公开了一种回转支承系统，包括回转支承、驱动马达、黄油池和前述的回转角度检测装置；回转支承的内圈齿轮装置固定在下车支架本体上；驱动马达的齿轮与所述回转支承的内圈齿轮啮合；回转支承的内圈齿轮、驱动马达的齿轮以及回转角度检测装置的齿轮均处于黄油池中。回转角度检测装置随着上车部分一起转动，用于检测上车部分旋转角度。
18.本实用新型还公开了一种工程机械，包括上车部分，下车支架，左、右侧行走装置，中央回转体和前述的回转支承系统；回转支承系统安装在所述下车支架上；左、右侧行走装置与所述下车支架连接在一起，通过液压油驱动实现行走动作；中央回转体安装在上车部分，中央回转体下部的液压油接口通过油管与所述左、右侧行走装置相连。
19.本实用新型有益效果：
20.本实用新型设计的回转角度检测装置安装机构，设计思路巧妙，结构简单；安装在回转支承齿轮在内圈的机型上使用，啮合随动的回转角度检测装置齿轮始终处于黄油池中，润滑效果好，具备抗污染及免维护的特点；回转角度检测装置安装机构可安装在回转支承工作面上方任何不受限的位置，并且上方空间足够大，维护保养极其方便；回转角度检测装置安装机构优先布置于回转支承工作面内圈，可尽可能的免受外力的伤害。
附图说明
21.附图作为本实用新型的一部分，用来提供对本实用新型的进一步的理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，但不构成对本实用新型的不当限定。显然，下面描述中的附图仅仅是一些实施例，对于本领域普通技术人员来说，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附图。
22.在附图中：
23.图1为本实用新型实施例提供的回转角度检测装置的检测原理图；
24.图2为本实用新型实施例提供的回转角度检测装置的装配环境前视图；
25.图3为本实用新型实施例提供的回转角度检测装置的装配环境俯视图；
26.图4为本实用新型实施例提供的回转角度检测装置的结构示意图；
27.图5为本实用新型实施例提供的回转角度检测装置的装配剖面图；
28.图6为本实用新型实施例提供的过渡接头的一种实施方案；
29.图7为本实用新型实施例提供的过渡接头的另一种实施方案；
30.图8为本实用新型实施例提供的过渡接头的第三种实施方案；
31.附图标识：1-驱动马达、2-回转支承、3-回转角度检测装置、4-中央回转体、5-下车支架、6-左侧行走装置、7-右侧行走装置、8-黄油池、301-齿轮、302-连轴、303-过渡接头、304-固定法兰、305-固定支架、306-回转角度传感器。
32.需要说明的是，这些附图和文字描述并不旨在以任何方式限制本实用新型的构思范围，而是通过参考特定实施例为本领域技术人员说明本实用新型的概念。
具体实施方式
33.为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，以下实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。
34.在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语
ꢀ“
上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“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，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，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实用新型的限制。
35.在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
36.如图1所示，本实用新型实施例提供的一种回转角度检测装置的检测原理图，包括驱动马达、回转支承、回转角度检测装置和程序控制器；驱动马达通过机械连接固定安装在回转支承外圈本体上；回转角度检测装置通过机械连接固定安装在回转支承外圈本体上；程序控制器与回转角度检测装置采用信号线相连接；回转角度检测装置中的齿轮的旋转圈数数据发送给程序控制器，程序控制器通过已知的齿轮传动比以及检测到的回转角度检测装置中的齿轮旋转圈数，计算出整车回转角度。
37.如图2、图3所示，本实用新型实施例提供的一种回转角度检测装置装配环境， 左侧行走装置6及右侧行走装置7与下车支架5连接在一起，通过液压油驱动实现行走动作。左侧行走装置6及右侧行走装置7的液压油来自于中央回转体4下出口对应的液压油接口。回转支承2内圈齿轮装置固定在下车支架5本体上。
38.驱动马达1齿轮与回转支承2内圈齿轮啮合；回转支承2本质上是一套轴承机构，当驱动马达1的齿轮转动时，回转支承2内圈齿轮相对于下车支架5是静止的，反作用力推动回转支承2外圈转动，带动工程机械上车部分转动。
39.回转角度检测装置3通过机械连接固定安装在回转支承2外圈本体上；非常明显地，当工程机械上车部分转动时，回转角度检测装置3轴承定子与工程机械上车部分相对静止，随着工程机械上车部分一起转动。
40.与驱动马达1的本体机械结构类似，回转角度检测装置3齿轮与回转支承2内圈齿轮啮合；当回转角度检测装置3随着工程机械上车部分一起转动时，回转角度检测装置3齿轮在回转支承2内圈齿轮作用力下同步转动，并带动角度传感器中心轴转动，达到车身旋转角度检测目的。
41.回转支承2内圈齿轮、驱动马达1齿轮以及回转角度检测装置3齿轮均处于黄油池8中，具备良好的润滑及防污染环境。
42.如图4、图5所示，本实用新型实施例提供的一种回转角度检测装置，包括齿轮301、连轴302、过渡接头303、固定法兰304、固定支架305和回转角度传感器306。
43.固定法兰304通过螺栓固定在回转支承2上表面上方。固定法兰304外形可以为圆形、方形或者能够满足装配需求的其他各种形状的法兰。
44.齿轮301的外齿与回转支承2内齿啮合，外表面与黄油池8中的黄油充分接触。
45.连轴302与回齿轮301整体连接，且穿过回转支承2上表面及固定法兰304，连轴302与固定法兰304接触面处有防止黄油外渗的密封部件（密封部件可以为o形圈）。
46.固定支架305安装在固定法兰304上面，采用至少三颗螺栓连接。固定支架305外形可以为圆柱形、方形或者能够满足装配需求的其他各种形状的结构。
47.回转角度传感器306安装在固定支架305上面，连接方式根据所选传感器的实际设计接口确定。
48.过渡接头303采用合适的接口与回转角度传感器306的转子保持连接，包括：
49.过渡接头303可以采用凹陷型结构，满足回转角度传感器306的转子为凸出型的连接需求；同样地，过渡接头303也可以采用凸出型结构，满足回转角度传感器306的转子为凹陷型的连接需求；同样地，过渡接头303也可以采用外螺纹结构，满足回转角度传感器306的转子为内螺纹的连接需求；同样地，过渡接头303也可以采用内螺纹结构，满足回转角度传感器306的转子为外螺纹的连接需求；同样地，回转角度检测装置过渡接头303也可以采用其他特定的结构，满足回转角度传感器306的转子为其他类型接口的连接需求。
50.图6所示明确了所述过渡接头的一种实施方案。
51.回转角度传感器306的转子为凸出型连接轴，连接轴侧面预留了止动面；过渡接头303可以采用凹槽型结构，凹槽面也预留相同规格的止动面，保证回转角度传感器306的转子与过渡接头303紧密连接，满足工作时两者之间接触面无滑动。
52.图7所示明确了所述过渡接头的另一种实施方案。
53.回转角度传感器306的转子为凹槽型连接轴，且凹槽侧面预留了止动面；过渡接头303可以凸出型连接轴，连接轴也预留相同规格的止动面，保证回转角度传感器306的转子与过渡接头303紧密连接，满足工作时两者之间接触面无滑动。
54.图8所示明确了所述过渡接头的第三种实施方案。
55.回转角度传感器306的转子为内螺纹接口；过渡接头303可以外螺纹型连接轴，保证回转角度传感器306的转子与过渡接头303紧密连接，工作时两者之间接触面无滑动。
56.回转角度传感器306的其他特定结构类型的接口，可将过渡接头303设计成对应接口形式，不再附图详述。
57.过渡接头303安装在连轴302上方，两者之间可以采用包括图6所述、图7所述、图8所述以及其他未能详尽描述的任意类型的接口进行连接，且满足工作时两者之间接触面无滑动。具体为：连轴302为凸出型连接轴，连接轴侧面预留止动面，过渡接头303采用凹槽型结构，凹槽面内预留有止动面；或者，连轴302为凹槽型连接轴，凹槽侧面预留止动面，过渡接头303采用凸出型连接轴，连接轴预留有止动面；或者，连轴302为内螺纹接口，过渡接头303采用外螺纹型连接轴；或者，
58.连轴302为外螺纹接口，过渡接头303采用内螺纹型连接轴。
59.综上，本实用新型设计的回转角度检测装置安装机构，设计思路巧妙，结构简单；安装在回转支承齿轮在内圈的机型上使用，啮合随动的回转角度检测装置齿轮始终处于黄油池中，润滑效果好，具备抗污染及免维护的特点；回转角度检测装置安装机构可安装在回转支承工作面上方任何不受限的位置，并且上方空间足够大，维护保养极其方便；回转角度检测装置安装机构优先布置于回转支承工作面内圈，可尽可能的免受外力的伤害。
60.在此处所提供的说明书中，说明了大量具体细节。然而，能够理解，本实用新型的实施例可以在没有这些具体细节的情况下实践。在一些实例中，并未详细示出公知的方法、结构和技术，以便不模糊对本说明书的理解。
61.此外，本领域的技术人员能够理解，尽管在此所述的一些实施例包括其它实施例中所包含的某些特征而不是其它特征，但是不同实施例的特征的组合同样意味着处于本实用新型的保护范围之内并且形成不同的实施例。例如，在上面的实施例中，本领域技术人员能够根据获知的技术方案和本技术所要解决的技术问题，以组合的方式来使用。
62.以上所述仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，虽然本实用新型已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本实用新型，任何熟悉本专利的技术人员在不脱离本实用新型技术方案范围内，当可利用上述提示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型方案的范围内。