專利名稱：旋轉角度測量裝置及工程機械的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及機械測量領域，特別涉及一種旋轉角度測量裝置及具有該旋轉角度測量裝置的工程機械。
背景技術：
目前，工程機械領域中，往往需要監控機器兩部分之間相對轉動的角度，如旋挖鉆機是一種取土成孔的施工機械，通過不斷的切削巖土，然后提升至孔外卸土，經過周期性循環作業鉆進同一孔，需要對上車體的回轉角度進行準確的測量，其上車體與底架之間采用的是廣泛應用的回轉式機構以實現上車體的回轉作業，上車體的回轉角度是通過旋轉編碼器提取旋轉角度信號獲得。旋轉編碼器測量角度時，由固定于底架回轉支承下端的齒輪圈，通過嚙合傳遞至外齒輪和齒輪軸，齒輪軸作為被測旋轉軸，通過聯軸器與編碼器輸入軸相連，帶動編碼器輸入軸轉動。現有技術中采用的聯軸器通常為柔性聯軸器，允許聯軸器產生變形，在動力輸出軸發生振動時對編碼器進行一定程度的保護，然而，聯軸器的可變形量非常小，而工程機械在工作時，振動非常大，相應地引起齒輪軸產生劇烈的振動或晃動，振動偏移量通常遠大于聯軸器的可變形量。因此，工程機械整機振動或晃動造成對回轉編碼器的沖擊撞壞，引起編碼器失靈，導致回轉故障，影響施工效率且提升施工成本。
實用新型內容有鑒于此，本實用新型提出一種旋轉角度測量裝置及具有該旋轉角度測量裝置的工程機械，其改進了編碼器輸入軸和被測旋轉軸之間的連接方式，將聯軸器與編碼器輸入軸和/或被測旋轉軸之間的螺釘固定連接改為滑動連接，使得編碼器能夠緩沖更大的振動，避免編碼器受到沖擊而損壞，延長器使用壽命。一方面，本實用新型提供了一種旋轉角度測量裝置，包括編碼器、被測旋轉軸、聯軸器和連接鍵，所述編碼器包括編碼器輸入軸；所述被測旋轉軸與所述編碼器輸入軸之間設置有間隙，并通過所述聯軸器連接；所述被測旋轉軸和/或所述編碼器輸入軸通過所述連接鍵與所述聯軸器可軸向滑動地連接。進一步地，所述連接鍵為平鍵。進一步地，所述聯軸器為柔性聯軸器。進一步地，所述編碼器輸入軸通過所述連接鍵與所述聯軸器可軸向滑動地連接，所述被測旋轉軸通過螺釘與所述聯軸器固定連接。進一步地，所述編碼器輸入軸與所述聯軸器上均設置有與所述連接鍵間隙配合的鍵槽；或者，所述連接鍵固定設置在所述編碼器輸入軸上，所述聯軸器上的對應位置開設有與所述連接鍵間隙配合的鍵槽。進一步地,所述連接鍵與所述鍵槽之間的間隙為0.01mm。[0012]另一方面，本實用新型還提供一種工程機械，設置有如上所述的旋轉角度測量裝置。進一步地，所述工程機械為旋挖鉆機，所述旋挖鉆機的上車體和底架通過回轉支承連接；所述被測旋轉軸與所述旋挖鉆機的回轉支承下端連接，所述編碼器設置在所述旋挖鉆機的回轉支承下端。本實用新型的旋轉角度測量裝置，編碼器輸入軸與被測旋轉軸有間隙，且二者至少其一通過連接鍵與聯軸器可軸向滑動連接，因此，本實用新型的旋轉角度測量裝置在測量工作時，如果被測旋轉軸產生振動時，尤其是產生軸向振動時，編碼器輸入軸和被測旋轉軸之間可以相互滑動，使得編碼器能夠緩沖被測輸入軸引起的振動，避免編碼器受到沖擊而損壞，延長器使用壽命。
構成本實用新型的一部分的附圖用來提供對本實用新型的進一步理解，本實用新型的示意性實施例及其說明用于解釋本實用新型，并不構成對本實用新型的不當限定。在附圖中:圖1為本實用新型實施例提供的一種旋轉角度測量裝置結構示意圖。
具體實施方式
需要說明的是，在不沖突的情況下，本實用新型中的實施例及實施例中的特征可以相互組合。下面將參考附圖并結合實施例來詳細說明本實用新型。
以下結合附圖，對本實用新型的實施例作進一步詳細說明。如圖1所示為本實用新型實施例提供的旋轉角度測量裝置，包括編碼器9、被測旋轉軸(即齒輪軸3)、聯軸器6和連接鍵7，編碼器9包括編碼器輸入軸8 ;被測旋轉軸與編碼器輸入軸8之間設置有間隙，并通過聯軸器6連接；被測旋轉軸和/或編碼器輸入軸8通過連接鍵7與聯軸器6可軸向滑動地連接。本實用新型實施例的旋轉角度測量裝置中，編碼器輸入軸9與被測旋轉軸(如齒輪軸3)有間隙，且二者至少其一通過連接鍵與聯軸器6可軸向滑動連接，因此，本實用新型實施例的旋轉角度測量裝置在測量工作時，如果被測旋轉軸產生振動時，尤其是產生軸向振動時，編碼器輸入軸和被測旋轉軸之間可以相互滑動，使得編碼器能夠緩沖被測輸入軸引起的振動，避免編碼器受到沖擊而損壞，延長其使用壽命。需要說明的是，本實用新型實施例所述的軸向是指編碼器輸入軸或被測旋轉軸(二者為同軸設置)的軸向方向。以旋挖鉆機為例，如圖1所示，上述實施例中的旋轉角度測量裝置設置在旋挖鉆機上。具體地，旋轉編碼器9通過支架5設置在旋挖鉆機的回轉支承上端，即旋挖鉆機的上車體4上，編碼器輸入軸8通過聯軸器6與齒輪軸3連接，并且編碼器輸入軸8與齒輪軸3之間留有一定的間隙；該聯軸器6優選為柔性聯軸器，柔性聯軸器能夠在一定程度上緩和齒輪軸3引起的振動。編碼器輸入軸8和聯軸器6上均設置有鍵槽，連接鍵7設置在編碼器輸入軸8和聯軸器6的鍵槽內，編碼器輸入軸8和聯軸器6可沿編碼器輸入軸8的軸向相對滑動。該連接鍵7優選為平鍵。聯軸器6下端與齒輪軸3通過螺釘10固定連接，齒輪軸3的底端通過外齒輪2與旋挖鉆機的底架I上的齒圈嚙合。上述實施例中，除柔性聯軸器能夠起到一定的緩和振動沖擊的作用外，編碼器輸入軸8與聯軸器6之間通過連接鍵7連接，可以實現相對滑動，增加了編碼器輸入軸8的軸向允許位移量，使得編碼器輸入軸8和編碼器9不易受到齒輪軸3產生振動沖擊，從而保護編碼器9，延長其使用壽命。此外，此處的連接鍵7優選為平鍵，相比現有的螺釘連接，連接鍵7增大了編碼器輸入軸8與聯軸器6之間的連接面積，增加了傳動可靠性，提高了回轉測量精度。該實施例中連接鍵7與鍵槽之間采用間隙配合，二者之間的間隙優選為0.01mm。應當理解的是，本實用新型并不限定連接鍵與鍵槽之間的間隙，該間隙能夠使連接鍵與鍵槽之間實現滑動即可；該間隙可以根據實際被測機械的具體結構選擇不同的值。在其他實施例中，連接鍵7還可以固定設置在編碼器輸入軸8或聯軸器6上；此夕卜，齒輪軸3 (即被測旋轉軸)與聯軸器6之間也可以設置連接鍵，采用鍵連接，實現軸向的相對滑動。相應地，本實用新型的實施例還提供一種工程機械，其設置有如上所述的旋轉角度測量裝置。該工程機械優選為旋挖鉆機，如上所述，旋挖鉆機的上車體和底架通過回轉支承連接，被測旋轉軸與回轉支承下端(即旋挖鉆機的底架I)連接，編碼器設置在旋挖鉆機的回轉支承上端(即旋挖鉆機的上車體4)，具體連接可以參見上述實施例的記載及圖1。當通過回轉支承實現旋挖鉆機的上車體4相對底架I轉動時，旋轉角度測量裝置與上車體4繞回轉支承的回轉中心同步轉動，同時帶動被測旋轉軸(即齒輪軸3)同步轉動，齒輪軸3下部的外齒輪2與底架I上的內齒圈嚙合，從而外齒輪2以自身軸心為旋轉中心自轉，編碼器9通過測量齒輪軸3的轉動角度，進一步計算得到上車體4相對底架I的旋轉角度。旋挖鉆機工作時會使機身產生巨大的振動，該旋轉角度測量裝置在進行測量工作時，能夠通過編碼器輸入軸與聯軸器之間的相對滑動，緩沖齒輪軸引起的振動，保護編碼器不受旋挖鉆機自身振動帶來的沖擊，延長其使用壽命；同時，采用連接鍵連接，聯軸器與編碼器輸入軸之間的傳動可靠性得到提升，進而提高旋轉角度測量裝置的回轉測量精度。另夕卜，聯軸器優選采用柔性聯軸器，其也可以在一定程度上緩和沖擊。以上所述僅為本實用新型的較佳實施例而已，并不用以限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本實用新型的保護范圍之內。
權利要求1.一種旋轉角度測量裝置，其特征在于，包括編碼器(9)、被測旋轉軸、聯軸器(6)和連接鍵(7 )，所述編碼器(9 )包括編碼器輸入軸(8 ); 所述被測旋轉軸與所述編碼器輸入軸(8)之間設置有間隙，并通過所述聯軸器(6)連接; 所述被測旋轉軸和/或所述編碼器輸入軸(8)通過所述連接鍵(7)與所述聯軸器(6)可軸向滑動地連接。
2.根據權利要求1所述的旋轉角度測量裝置，其特征在于，所述連接鍵(7)為平鍵。
3.根據權利要求2所述的旋轉角度測量裝置，其特征在于，所述聯軸器(6)為柔性聯軸器。
4.根據權利要求1-3中任意一項所述的旋轉角度測量裝置，其特征在于，所述編碼器輸入軸(8 )通過所述連接鍵(7 )與所述聯軸器(6 )可軸向滑動地連接，所述被測旋轉軸通過螺釘與所述聯軸器(6)固定連接。
5.根據權利要求4所述的旋轉角度測量裝置，其特征在于， 所述編碼器輸入軸(8)與所述聯軸器(6)上均設置有與所述連接鍵(7)間隙配合的鍵槽；或者， 所述連接鍵(7 )固定設置在所述編碼器輸入軸(8 )上，所述聯軸器(6 )上的對應位置開設有與所述連接鍵(7)間隙配合的鍵槽。
6.根據權利要求5所述的旋轉角度測量裝置，其特征在于，所述連接鍵(7)與所述鍵槽之間的間隙為0.01mm。
7.—種工程機械，其特征在于，設置有如權利要求1-6中任意一項所述的旋轉角度測量裝置。
8.根據權利要求7所述的工程機械，其特征在于，所述工程機械為旋挖鉆機，所述旋挖鉆機的上車體(4)和底架(I)通過回轉支承連接； 所述被測旋轉軸與所述旋挖鉆機的回轉支承下端連接，所述編碼器(9)設置在所述旋挖鉆機的回轉支承上端。
專利摘要本實用新型公開了一種旋轉角度測量裝置及工程機械，該旋轉角度測量裝置，包括編碼器、被測旋轉軸、聯軸器和連接鍵，編碼器包括編碼器輸入軸；被測旋轉軸與編碼器輸入軸之間設置有間隙，并通過聯軸器連接；被測旋轉軸和/或編碼器輸入軸通過連接鍵與聯軸器可軸向滑動地連接。本實用新型的旋轉角度測量裝置，編碼器輸入軸與被測旋轉軸有間隙，且二者至少其一通過連接鍵與聯軸器可軸向滑動連接，因此，該旋轉角度測量裝置在測量工作時，如果被測旋轉軸產生振動時，尤其是產生軸向振動時，編碼器輸入軸和被測旋轉軸之間可以相互滑動，使得編碼器能夠緩沖被測輸入軸引起的振動，避免編碼器受到沖擊而損壞，延長其使用壽命。
文檔編號G01B21/22GK203069171SQ20122073943
公開日2013年7月17日 申請日期2012年12月28日 優先權日2012年12月28日
發明者孫衛波, 陳孝旭 申請人:三一重工股份有限公司