倾角传感器在工程设备上的应用

2011-03-11

现在越来越多的工程机械设备从传统的机械—液压系统向电子—液压系统转变，特别是CANBus总线的广泛应用为工程机械产品的更新换代和工作效率的提升提供了非常好的技术平台。如摊铺机、平地机、挖掘机、升降机、起重机等，为实现自动控制，都需要对车体本身和执行机构的姿态进行测量，同时安全性也受到广泛重视。例如，旋挖钻机的桅杆的垂直度测量以及在钻机工作前，需要对整个机械设备本身的姿态进行调整并要达到水平状态；起重机的起重臂的提升角度以及挖掘机的挖掘深度控制等，都需要进行角度的测量可控制。

复距科技作为倾角测量领域的领导者，为工程机械行业提供各种不同测量精度、应用场合、输入/输出以及外观尺寸的倾角传感器产品，包括CANBus总线、 RS485、RS232、4~20mA等输出信号/接口。

挖掘机的挖掘深度测量和控制以及底盘的调平

挖掘机的深度测量是通过测量机臂上各个部件的角度后，在通过数学计算获得深度数据，通常需要测量机臂上的三个点的角度数据。目前市场上有采用激光的方法来测量挖掘深度，然而昂贵的价格而不能获得广泛应用，采用倾角的测量方法可以大幅度降低成本。可提供的倾角产品包括：单轴或双轴（前后和左右的倾斜角度测量）

平地机的刨刀控制

通常平地机的刨刀角度决定平整后的地面的高度，同时精确的角度控制也决定了地面的平整度，所以，对于平地机而言，刨刀角度是决定整个设备工作效率的重要参数。倾角传感器只需要安装在刨刀上或者安装在其他的能够真实反映刨刀姿态位置上，不需要其他的任何附加机械结构，操作人员可以通过设定所需要的地面高度数据和平整度数据，由PLC自动完成刨刀的姿态调整，从而使整个机械设备的自动化程度大大提高。可提供的倾角产品包括：单轴或双轴（前后和左右的倾斜角度测量）

液压钻机的钻头控制

液压钻机的钻头姿态决定钻进过程的成败，或者说最终所形成的孔洞是否满足业主的要求，同时工程中需要按照一定的角度实施钻孔，而倾角传感器可以很容易地实现这一要求。这是将倾角传感器装在钻头内部，实时检测钻头的姿态，或者随钻测量，或者在停机时测量。要求传感器能承受较大的冲击能力和良好的可靠性。复距科技公司能提供各种外形尺寸和大冲击能力的单轴或双轴倾角传感器，同时还提供方位的测量功能，也就是在深孔钻进时，钻头可能会发生水平偏移，该功能是通过磁方位传感器或陀螺仪来实现。可提供的倾角或方位产品包括：单轴或双轴（前后和左右的倾斜角度测量）

升降机的平台控制和调节

通常，对于高行程的升降机或提升设备，操作平台的角度测量和控制关系到操作人员的生命安全，因此，有必要对操作平台和整个设备的底座进行倾斜的角度测量、控制和报警。可提供的倾角产品包括：单轴或双轴（前后和左右的倾斜角度测量）

起重机的底盘调平和起重臂的角度测量

起重机有各式各样的型号，每天在世界各地完成大量的举重工作，但不幸的是常有事故发生，在负重时可能导致车身倾斜甚至翻到，有的事故是惨重的。对事故的调查得出很多结论，一个共识是如果在临近事故前操作员能得到某些形式的警告，大部分的事故是可以避免的。

为减少事故的发生，生产商开发了一些安全系统：安全负载显示器，这些成熟的系统能实时监控起重机的变化。而要使该系统起作用的一个必需也是关键的测量是吊杆角（Boom Angle)，这个角色的最大范围是90度（+/-45度）。它是用倾角传感器来测量的，这也是倾角传感器的典型应用领域。

起重机在工作前需要对整个设备的底盘达到水平状态，一方面确保操作安全，另一方面，达到最大的起重吨数。这是通过一个双轴倾角传感器来测量底盘在各个方向的倾角，同时将该角度输出信号送到PLC以驱动液压油缸从而实现底盘的水平。起重臂的角度测量用来计算提升的高度和防止提升过高而使整个设备发生倾覆。可提供的倾角产品包括：单轴或双轴（前后和左右的倾斜角度测量）

旋挖钻机/打桩机的桅杆垂直度测量和控制

桅杆的垂直度决定钻进孔的合格与否，特别是对于打桩机，垂直度是决定建筑物的可靠性的重要指标，因此如何保持良好的垂直度或者按照一定的角度钻进是施工过程中经常所遇到的问题。在电—液控制系统中，将一双轴倾角传感器直接安装在桅杆上就可以实现这一功能。同时操作人员可以通过PLC的人机接口设备输入倾斜数据，钻机就按照设定的角度自动钻进。可提供的倾角产品包括：单轴或双轴（前后和左右的倾斜角度测量）

在可伸缩机械手中的应用

可伸缩机械手是建筑工业中的负重机器，它结构简单加上它的举重能力和多功能性，及不受地点限制的能力，使得它给胜任建筑领域以外的大量的工作。

一个可伸缩机械手基本上是一个小型的举重机，并且有可伸缩的吊杆，为工作于粗糙地面而设计，因此它同样要考虑翻到问题。许多生产商使用填充轮胎来提高稳定性，这对问题有些帮助，但这并不能提供报警信号，当条件满足时不能避免事故的发生。有些生产商意识到问题的严重性，在机器里引用了安全系统。

导致机器翻到的因素有两个：驾驶室的姿态和吊杆倾角。这两个变化量可以非常容易地用倾角传感器来测量。对于驾驶室的姿态，横向和纵向轴都需要监控，典型最大角度是+/-30度。而吊杆角和起重机的吊杆角有相同特征的影响，在实际负重时，只要角度部分变化等效于重荷的较大变化，吊杆的相对长度加重了这种影响，尤其是吊杆在水平或接近水平时。正常的吊杆工作范围是0－90度。

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