用于行程传感缸的绝对位置检测方法技术

公开了一种用于重型建筑机械的自动操作过程中，行程传感缸的绝对位置检测方法，无论是否有干扰，它可以精确地修正该行程传感缸的绝对位置。它包括以下步骤：忽略由于在预定时间范围之前干扰而引起的一个边缘；如果在该预定时间范围内没有边缘，则强制生成一个修正边缘，以修正因干扰而引起的位移错误；以及同时，检测由具有不同处理周期的磁标尺生成的、相继出现的修正边缘，从而确定一个缸行程的绝对位置。（*该技术在2017年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种用于行程传感缸的位置检测方法，尤其涉及一种改进的，该方法可以在重型建筑机械的自动操作过程中所使用的液压/气动缸(以下简称缸)中，根据具有不同周期的磁标尺的处理方法，通过确定一个绝对位置检测准确的绝对位置，并辨别方向，和修正因多种原因引起的缸位移错误，以及通过使用磁标尺和磁传感器检测一个行程的位移。通常，建筑机械，如挖掘机装有一个缸，以驱动某个作业设备，如起重杆、起重臂和铲斗。当接收到操作人员的一个控制命令后，某种作业油注入到该缸中，或排放至贮存罐，据此该缸进行一次行程作业，从而驱动该作业设备。因此，对于象挖掘机这样的重型建筑机械而言，随着电气-液压伺服控制技术的发展，不依赖于操作人员的技能，而让作业设备进行准确的和重复性的特定作业的需要便变得日益强烈。此外，考虑到象挖掘机这样的作业设备的自动操作，检测为某个控制系统所需的、有关该作业设备的位置信息，即准确的位移，便不可避免地提上议事日程。作为用于检测上述作业设备的准确位移的手段，在现有技术中，已经开发出一种如附附图说明图1所示的缸和附图2所示的缸行程的位移检测电路。附图1是一个现有技术中的行程传感缸的示意图。如图所示，有一个可以上下或左右移动的活塞120安装在缸110的内壁上。在该活塞120的一侧整体形成有一个活塞杆130，用以支持该活塞120的运动。在该杆130的一侧，该活塞120的上死点和下死点之间，存在一组磁标尺140，每一个都进行预定的同等间隔进行的凹凸形处理。一个磁传感器150与该组磁标尺140隔开一定距离放置，用以检测在该活塞杆130上、该磁标尺140已经被处理的部分和该磁标尺尚未被处理的部分的磁场变化，从而将其转换为特定大小的电信号。在具有上述结构的现有缸中，当活塞120在缸110内的上死点和下死点之间上下运动时，与该活塞120整体连接的活塞杆130也运动，形成在活塞杆130上的凹凸形磁标尺140的运动状态由磁传感器150检测，并作为一个正弦波形输出。这个正弦波形被转化为一个方波形，以便于计算，从而根据缸110的行程传感来检测位移。也就是说，当活塞120离开由磁传感器150测定的、活塞120处于停止时的初始状态下的、该磁标尺140的位置而运动时，由该磁传感器150检测并被转换成方形波形的一个脉冲或脉冲边缘数目能被识别，据此该活塞120的运动距离可以被计算出来，然后便可识别出该缸110的行程位移。附图2是一个方块图，显示了使用磁传感器和微处理器检测缸行程的位移的线路。如图所示，当缸驱动信号输入到缸驱动器210时，该缸驱动器210的输出信号驱动带有已处理的磁标尺的缸220，安装在该缸220中的磁传感器230的输出信号被提供给微处理器240。该微处理器240从一个内存储器或附加存储器250接收必要的信息，或者存储它本身所处理的信息。现在描述以上所述的、用于检测该行程传感缸的行程位移的线路的操作。首先，缸驱动器210响应操作人员施加的缸驱动输入信号，驱动该缸220。该磁传感器单元230内的一对磁传感器231，如霍尔传感器，检测在该缸220的活塞杆中已被处理过的磁标尺(参看附图1中的标号140)的磁场变化，并将其提供给信号处理器232。该信号处理器232放大并过滤由该磁传感器231提供的正弦波形的检测信号，将其转换为可被该微处理器240识别的信号，并输出给该微处理器240。该微处理器240把从该磁传感器单元230中的信号处理器232输入的正弦波形信号转换成方波形，算出脉冲或边缘的数量，计算该行程传感缸的位移和运动方向，并将数值存储到存储器250，然后将其输出到预定的显示器(未示出)。在上述的现有技术中，如果利用该磁传感器231，根据在该磁标尺的凹凸槽处的磁场变化而输出的正弦波形被转换成用于位移检测的方波形，通常要采用两个设置成彼此呈90度相位差的传感器，从而利用它们进行方向辨别和位移检测。但是，由于装配误差的问题，要将这两个磁传感器以精确的90度相位差放置不是一件容易的事情。而且，由于波形会因外部的某些变化，如震动或干扰而被分割，所检测到的该传感器的正弦波形的输出很难保持同样的波形，从而使所输出的波形很难具有精确的90度相位差。所以说，一个较为理想的情况就是，使用如附图3所示的一对磁传感器，在检测该磁标尺的过程中，使某个传感器的输出和转换过来的方波形保持一个恒定周期。附图3是一个波形图，显示了该磁标尺的一个正常的检测信号，附图3A显示了一个在该活塞活塞杆上以预定的同等间隔处理的凹凸形磁标尺；附图3B和3C显示了该磁传感器A和B呈90度相位差的输出波形；附图3D和3E显示了具有90度相位差的波形，每一个都已经转换成与附图3B和3C所示的波形相应的方波形。但是，从实际应用的角度来看，至少有一个波形可能检测不出，如附图4所示，或者一个单一的波形因为干扰会被分割成多个波形，如附图5所示。附图4是显示漏掉一个检测信号的波形图，而附图5是，显示了一个检测信号已经被破坏而被分割的波形图。与附图3类似，附图4A和5A分别显示了在该活塞杆上以预定的同等间隔处理的凹凸形磁标尺；附图4B，5B，4C和5C分别显示了该磁传感器A和B的输出波形；附图4D，5D，4E和5E分别显示了以实线表示的波形，每一个都已经转换成与附图5B和5C所示的波形相应的方波形。然而，这些例子的缺点，表现在容易发生位移判断错误，即在负载已经施加的情况下，与该行程传感缸被驱动时的正常距离相比，要么少要么多。而且，还会产生因使用两个传感器而可能引起的辨别方向上的错误。此外，由于根据上述现有的检测方法检测的位移是可以识别某个相对位置的间接位移，即使该位移检测是正常进行的，也还会有相当大的可能，在一个绝对位置和一个实际运动距离之间出现错误。本专利技术的一个目的在于提供一种，它解决了前述在现有技术中遇到的问题。本专利技术的另一个目的在于提供一种，它可以在由一对磁传感器检测的输出波形之间的相位差超出90度时，将一个输出波形修正为正常波形，并确定多个参考绝对位置，以检测关于该行程传感缸的精确位移以及辨别方向。为达到上述目的，提供了一种改进的、用于一个绝对位置检测设备中行程传感缸的绝对位置检测方法，其中当通过一组与在磁标尺是被规则地凹凸处理的部分上具有一个以上的不同处理周期的、带有该磁标尺的缸活塞杆相对的、具有不同相位的多个磁传感器检测出该磁标尺的磁场变化之后，使用一个微处理器将该检测出的磁场变化转换成一个方波形，计算该转换过的方波形以检测一个方向辨别和一个运动位移量，它包括以下步骤忽略在基于出现一个方波形的边缘的平均时间间隔的一个预定时间范围之前，由于干扰引起而出现的一个边缘；如果在该预定时间范围内没有边缘，则强制生成一个修正边缘，以修正因干扰而引起的位移误差；以及在同时，检测由具有不同处理周期的磁标尺生成的、相继出现的修正边缘，从而确定一个缸行程的绝对位置。本专利技术的附加优点、目的和其他特点，一部分将在随后的描述中述及，一部分对于现有
里的普通技术人员而言，经过以下的描述将变得十分明显，或者可以从本专利技术的实践中导出。如在权利要求书所特别指出的，本专利技术的目的和优点可以被认识和实现。通过以下的详细描述和所给附图的示例，可以更加充分地理解本专利技术，这些附图并不是对本专利技术的限制，其中附本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于一个绝对位置检测设备中行程传感缸的绝对位置检测方法，其中当通过一组与在磁标尺是被规则地凹凸处理的部分上具有一个以上的不同处理周期的、带有该磁标尺的缸活塞杆相对的、具有不同相位的磁传感器检测出该磁标尺的磁场变化之后，使用一个微处理器对检测出的磁场变化进行信号处理，并计算该经信号处理的波形以检测一个方向辨别和一个运动位移量，它包括：活塞杆的停止／非停止判断步骤，用于通过该微处理器判断该活塞杆是否已经运动；第一边缘出现判断步骤，用于判断：在确定了预定的时间范围以识别 在该预定时间之前出现的边缘是否是假想边缘以后，是否在预定的时间范围内出现了决非假想边缘的一个边缘；第二边缘出现步骤，用于判断：在该第一边缘出现判断步骤中，该预定时间范围之前出现的边缘是假想边缘的情况下，是否有一个边缘出现在与该第一边缘出 现判断步骤中的时间范围不同的时间范围内；已出现的边缘忽略步骤，用于从计算位移量中忽略由于在与该第一边缘出现判断步骤和第二边缘出现步骤中的预定时间范围相同的预定时间范围之前的干扰而出现的边缘；修正边缘生成步骤，用于当在该第一边缘出现判 断步骤和第二边缘出现判断步骤中的预定时间范围内没有出现边缘的情况下，生成一个为计算位移量所需的修正边缘；绝对位置确立步骤，用于根据该修正边缘的数量在存储器中存储一个预定的值，作为该活塞杆当前位置的绝对位置，将其输出给一个显示器，并且当包 括该修正边缘生成步骤中生成的边缘在内的一组修正边缘是连续出现，以及其它修正边缘是在一个恒定时间内在其它传感器中成组连续出现的情况下，从活塞杆停止／非停止判断步骤重新操作；和位移计算和处理步骤，用于根据最终算出的边缘数计算位移量，将其存储 到存储器中，输出给一个显示器，并且当包括该修正边缘生成步骤中生成的边缘在内的修正边缘不是成组地连续出现的情况下，或者，即使它们出现，而由其它传感器生成的修正边缘并不是在一个恒定时间内成组连续出现的情况下，重新执行该活塞杆停止／非停止判断步骤。...

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈永一，李镇汉，
申请(专利权)人：沃尔沃建造设备控股瑞典有限公司，
类型：发明
国别省市：KR[韩国]