用于行程传感缸的绝对位置检测方法技术

一种用于行程传感缸的绝对位置检测方法，它可以在一个磁标尺被检测以及信号被处理之后，使用一个包含以预定形成周期所形成的一个磁标尺的缸杆，按照预定的算法检测与一次行程有关的一个固定状态的方向和绝对位置。该方法包括一个磁标尺检测步骤；一个波形生成步骤；一个第一绝对位置值检测和行程方向判断步骤；以及一个第二绝对位置值计算和存储步骤。（*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，尤其涉及一种改进的、，该方法可以通过传感在某种重型建筑机械，如挖掘机和轮式装载机的自动操作中所使用的、液压和气动缸(以下简称缸)的行程来检测某个方向和绝对位置。一般而言，在象挖掘机这样的建筑机械(没备)中装有一个缸，以驱动如起重杆、起重臂和铲斗这样的设备。当某种作业油注入该缸并排放至贮存罐中时，该缸便进行一次行程作业，从而使设备运行。在上述重型建筑机械中，人们越来越多地需要该设备以进行预定的作业，而不再依赖于操作人员的技巧，因为电气-液压随动系统技术已经高度发达。因此，对于如挖掘机这样的作业设备的自动操作而言，非常有必要检测为某个控制系统所需的、有关该作业设备的位置的信息，即，该起重杆，起重臂和铲斗的相对位置及其绝对位置。作为用于检测有关该作业设备的位置信息的一个部件，将一个位置检测电路用于检测如附附图说明图1和2所示的缸行程。附图1显示了一种常规的液压和气动缸，包括一个具有磁标尺的缸杆。如图所示，在该常规的液压和气动缸中，有一个活塞120安装在缸110内，并在其中上下和左右方向往复运动。一个用以支持该活塞120运动的杆130与该活塞120在其一边集成在一起。此外，在该杆130的一边以凹凸形构成的一个磁标尺140，在该活塞120的上死点和下死点之间形成。在该杆130中还提供了一个与该磁标尺140所构成的部分相隔一定距离的磁传感器150，用于检测基于该凹凸形部分和电处理信号而变化的磁通量。该磁传感器150由一对传感器A和传感器B，如空室效应传感器等等所组成。该缸杆130由一种钢(Fe)制成，形成该磁标尺的部分以铬涂层。当由该磁传感器151生成的磁通量通过该凹凸形部分时，来自该磁传感器150的输出信号也随之变化。实际上，该输出信号呈正弦波形。此外，一对磁传感器之间的距离要长于该磁标尺140的一个周期。在如此构造的常规缸110中，当活塞120在该缸110的上死点和下死点之间往复运动时，与该活塞120紧密结合在一起的杆130也随之运动，并且在该杆130上形成的该磁标尺140的运动状态通过该磁传感器150进行检测，从而识别该缸110的行程状态。也就是说，当活塞120停止时，当活塞120远离由磁传感器150的磁传感器151检测的该磁标尺140的位置而运动时，由该磁传感器151检测的该磁标尺140被测量，从而通过基于该磁标尺140的度量，计算该运动距离，测量出该缸110的行程变化。附图2是一张方块图，显示了一个与使用1/N分度计数器和微处理器的液压和气动缸的行程有关的位置检测电路。如图所示，根据一个缸驱动信号驱动的该缸驱动器220，驱动其中形成有一个磁标尺的该缸220，与该缸220相连的该磁传感器230检测该磁标尺的一个磁变量，并将一个输出信号提供给一个第一微处理器240。该微处理器240与一个存储设备150和一个1/N分度计数器260进行通信，从而控制包括信号处理在内的，与该缸行程有关的该位置检测开关的全部操作。缸驱动器210根据操作人员输人的缸驱动信号，驱动该缸220。安装在该磁传感器230中的一对磁传感器231，如空室传感器，检测与在该缸220的杆中形成的磁标尺(参看附图1的数标140)有关的磁通量变量，如此检测的信号被提供给该信号处理器232。该信号处理器232放大并过滤来自磁传感器231的该检测信号(正弦波形)，即，将该检测信号转换成可以由微计算机240识别的信号，并将如此转换的信号输入到该微计算机240。该微计算机240使用模拟/数字转换器将来自信号处理器232的模拟信号转换成数字信号，并将该正弦波形信号根据预定的算法转换成方波形信号。该1/N分度计数器260从微计算机240接收该方波形信号，并分割成1/N，将如此分割的信号输出到该微计算机240，该微计算机240使用该分割信号计算该缸的行程。此时，该检测的脉冲数据被分割，是因为检测的精确度呈N倍增加。值N根据所需的精确度来确定。该微计算机240算出N倍于在该缸杆130上形成的该磁标尺的脉冲数目，计算该缸的变化量，并将如此计算的变量存储到存储到存储设备250。存储在该存储设备中的值将在一个预定的显示器上显示。该缸的运动方向通过比较一对方波形相位来确定。如果磁传感器230中的磁传感器B的相位提前于其它相位，附图1所示的缸杆就朝释放方向运动(以下称为“正常方向”)，如果磁传感器A的相位提前于其它相位，则该缸杆朝压缩方向运动(以下称为“反转方向”)。附图3显示当基于附图2的电路检测一个变量时，一个信号处理1/N计数器的波形图。当该缸朝反转方向运动时，基于下面的方程式1(以后会描述)将有四个脉冲生成，而当缸朝正常方向运动时，基于下面的方程式2(以后会描述)也将有四个脉冲生成。在方程式1和2中，A和B表示相应于由该磁传感器230中的磁传感器A和B检测的正弦波而转换的方波，/A和/B表示A和B的反转信号，)A和)B表示由一个带有1/4分度计数器的跟踪电路生成的波形，)/A和)/B表示)A和)B的反转信号。方程式1(Ax)B)+(/Bx)A)+(Bx)/A)+(/Ax)/B)方程式2(Ax)/B)+(/Bx)/A)+(Bx)A)+(/Ax)B)在上述用于一个缸行程的常规位置检测设备中，因为该脉冲是由以凹凸形状形成的该磁标尺来检测，所以只有相对位置被检测。此外，在作业期间从该缸的初始位置不可能检测该变量的绝对位置。此外，当使用该磁传感器检测变量时，该方向和变量是使用以90E的相位差放置的两个传感器进行检测的。在这种情况下，因为装配方面的错误，很难精确地固定该传感器以具有90E的相位差。再者，由于外部输入的差异和诸如因振动或影响造成的波形被分割及被累计的现象，该传感器的正弦波形的输出信号不可能保持同一类型，从而很难就该波形得到90E的相位差。因此，可能会发生变量错误。当这类变量错误积累起来，该相对位置的检测精确度便会下降，更严重的是，该缸行程的方向会被改变。因此，本专利技术的一个目的就是提供一种，它解决了前述现有技术中所遇到的问题。本专利技术的另一个目的在于提供一种，该方法可以在一个磁标尺被检测，并且使用包含有以预定形成周期形成的一个磁标尺对信号进行处理之后，根据预定的算法，就一个行程，检测一个绝对位置和一个固定条件下的方向。为达到上述目的，提供了一种改进的，包括一个磁标尺检测步骤，用于通过一个磁传感器，根据该缸的一次驱动作业，获得一组具有不同相位的正弦波形电压；一个波形生成步骤，用于把在该磁标尺检测步骤中获得的正弦波形电压转换成一个方波形，并生成与如此转换的方波形具有相同周期的一个三角波形；一个第一绝对位置值检测和行程方向判断步骤，用于通过在该波形生成步骤中所生成的一对方波和三角波形，判断一个第一绝对位置值和就该行程而言的该缸的运动方向；以及一个第二绝对位置值计算和存储步骤，用于基于在该第一绝对位置值检测和行程方向判断步骤中所判断的该第一绝对位置值，计算并存储一个具有预定值的第二绝对位置值；其中还有通过一组与在一个规则的凹凸形部分中至少包括一个不同的磁标尺处理周期的该缸杆有关的磁传感器，检测某个磁标尺的磁通量变化；通过一个微计算机进行信号处理；通过一个1/N分度计数器计算如此处理的信号波形；以及判断与某个缸的行程有关的一个绝对位置和方向的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种使用一组与在一个有规则的凹凸部分中包括至少一个不同的磁标尺处理周期的缸杆有关的磁传感器，检测一个磁标尺的磁通量变化；使用一个微计算机和一个１／Ｎ分度计数器进行信号处理并计算经信号处理过的波形数；以及判断与缸行程有关的绝对位置和方向的方法，该改进方法包括以下步骤：磁标尺检测步骤，用于根据该缸的驱动操作，使用一个磁传感器获得一组具有不同相位的正弦波形电压；波形生成步骤，用于把在该磁标尺检测步骤中获得的正弦波形电压转换成方波形，并生成与如此转换的方波形具有相同周期的三角 波形；第一绝对位置值检测和行程方向判断步骤，用于通过在该波形生成步骤中所生成的一对方波和三角波形，判断一个第一绝对位置值和就该行程而言的该缸的运动方向；和第二绝对位置值计算和存储步骤，用于基于在该第一绝对位置值检测和行程方向判断步骤 中所判断的该第一绝对位置值，计算并存储一个具有预定值的第二绝对位置值。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：梁瞬龙，李万炯，李珉，
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]