发明名称 流体缸之位置侦测器
摘要 提供具有活塞之流体缸(20)之位置侦测器(26)。在活塞(26)之移动范围外侧之活塞之一端上设置超音波传受器(ultrasonic transceiver)(31)。超音波传受器(31)响应电气信号传送超音波至活塞(26)之反射面。传受器(31)然后接收被活塞(26)反射之超音波,进而产生代表超音波之电气信号。侦测活塞(26)之侦测器系设在既定位置上,此既定位置与传受器(31)之距离系为已知。 CPU(45)供给电气信号至超音波传受器(31)以产生超音波并自超音波传受器(31)接收代表反射波之电气信号。 CPU(45)然后计算活塞位置值,此值系为从传送超音波起到接收到反射波止之传送时间与波之传送速度之函数。CPU(45)决定当活塞(26)被侦测出系在参考位置时之波速。CPU(45)然后根据波速及传送时间之目前读数计算活塞(26)之目前位置。
申请公布号 TW445235 申请公布日期 2001.07.11
申请号 TW088113248 申请日期 1999.08.03
申请人 丰田自动织机制作所股份有限公司 发明人 永井胜美
分类号 B66F9/06 主分类号 B66F9/06
代理机构 代理人 何金涂 台北巿大安区敦化南路二段七十七号八楼
主权项 1.一种流体缸之活塞(26)之位置侦测器,其中活塞(26)藉流体及流体压力而在既定之范围内于轴向上移动,位置侦测器包含设在缸上之超音波传受器(31),超音波传受器(31)系设在缸(20,62)之一个末端附近且在活塞之移动范围外,其中传受器(31)响应电气信号经流体传送超音波到活塞(26)之反射面,接收被活塞(26)反射之超音波及产生对应于反射波之电气信号;其中位置侦测器之特征为:用于侦测活塞(26)位在既定参考位置之参考位置侦测器(39,41;50-52;60,61);及用于供给电气传送信号至传受器(31)使传受器(31)送出超音波信号,及从传受器(31)接收电气接收信号之电脑(45),其中,电脑(45)计算代表从超音波被送出到反射波被接收止之时间之时间値,计算当活塞(26)在参考位置时指示超音波之速度之速度指示値,及根据速度指示値和时间値之目前读数计算活塞(26)之目前位置之电脑(45)。2.如申请专利范围第1项之位置侦测器,其中参考位置系为第1参考位置,另含有不同于第1参考位置之第2参考位置,其中参考位置侦测器(50-52)侦测活塞(26)位在多数参考位置之一上,及电脑(45)每当活塞(26)移动至任一位置时则更新速度之指示値。3.如申请专利范围第1项之位置侦测器,其中流体缸(20,62)形成堆高机(10)之一部份,及堆高机(10)含有接至流体缸(20,62)之桅杆(13,14)及被桅杆(13,14)移动之器具。4.如申请专利范围第3项之位置侦测器,其中流体缸含有在实质垂直之方向上昇降内桅杆(14)之顶举缸(20)及含有叉(15)之器具。5.如申请专利范围第4项之位置侦测器,其中参考位置系在活塞(26)对应于器具之移动范围之移动范围内。6.如申请专利范围第5项之位置侦测器,其中参考位置系在低于活塞(26)之中间位置之活塞(26)之移动范围内。7.如申请专利范围第4项之位置侦测器,其中堆高机(10)含有外桅杆(13)及内桅杆(14),内桅杆(14)系藉顶举缸(20)昇降,而参考位置侦测器含有附装于内桅杆(14)之触件(41)及附装于外桅杆(13)之限动开关(39,50-52)。8.如申请专利范围第3项之位置侦测器,其中流体缸系为倾斜桅杆(13)用之倾斜缸(62)及器具含有叉(15)。9.如申请专利范围第1项之位置侦测器,其中位置侦测器(39,41;50-52)含有开关。10.如申请专利范围第1项之位置侦测器,其中位置侦测器含有非接触型侦测器(60,61)。11.如申请专利范围第10项之位置侦测器,其中参考位置侦测器包含设在活塞(26)上之被侦测构件(60)及设在固定构件(21)上之侦测器构件(61),侦测器(61)侦测被侦测之构件(60)。12.如申请专利范围第1项之位置侦测器,其中传受器(31)含有单一之传送-接收元件(31)俾传送及接收超音波。13.如申请专利范围第1项之位置侦测器,其中电脑(45)利用下列方程式计算活塞(26)之目前位置:Sx=txSR/tR上式中Sx代表活塞(26)之目前位置,tx代表目前之时间値,SR代表当活塞(26)在参考位置时传受器(31)对活塞(26)之距离,及tR代表当活塞(26)在参考位置时侦测出之时间値。14.如申请专利范围第1项之位置侦测器,其中速度指示値系代表超音波之速度且由活塞(26)在参考位置之活塞(26)对传受器(31)之距离除于活塞(26)在参考位置时之时间値得出。15.一种具有活塞(26)之流体缸,其中活塞(26)系藉流体压力在既定范围内之轴向上移动,缸含有设在缸(20,62)上之超音波传受器(31),传受器(31)系位在缸(20,62)之一个末端之附近并在活塞(26)之移动范围外,传受器(31)响应电气信号通过流体传送超音波到活塞(26)之反射表面,接收被活塞(26)反射之超音波及产生对应于反射波之电气信号;流体缸之特征为用于侦测活塞(26)在既定参考位置上之参考位置侦测器(39,41;50-52;60,61)。16.一种工业车辆,其包含:器具;用于移动器具之桅杆(13,14);及用于侦测桅杆(13,14)之位置侦测器,其中位置侦测器包含:用于移动桅杆(13,14)之流体缸(20,62),流体缸(20,62)含有活塞(26),活塞(26)系藉流体压力在既定范围于轴向上移动;设在缸(20,62)上之超音波传受器(31),传受器(31)系设在缸(20,62)之一个末端附近且在活塞(26)之移动范围外,其中传受器(31)响应电气信号通过流体传送超音波到活塞(26)之反射面接收被活塞(26)反射之超音波及产生对应于反射波之电气信号;特征为:用于侦测活塞(26)位在既定参考位置上之参考位置侦测器(39,41;50-52;60,61);及用于供给电气传送信号至传受器(31)使传受器(31)送出超音波信号及接收来自传受器(31)之电气接收信号之电脑(45),电脑(45)计算从迭出超音波到接收超音波止之时间,计算当活塞(26)在参考位置时指示超音波信号之速度之速度指示値及根据速度指示値及时间値之目前读数计算活塞(26)之目前位置,藉此侦测出对应于活塞(26)位置之器具之位置之电脑(45)。17.如申请专利范围第16项之工业车辆,其中车辆系为堆高机(10),其中流体缸含有用于在实质垂直方向上昇降桅杆(14)之顶举缸(20),及,器具含有叉(15)。18.如申请专利范围第16项之工业车辆,其中车辆系为堆高机(10),流体缸含有用于倾斜桅杆(13)之倾斜缸(62)及器具含有叉(15)。19.一种具有活塞(26)之流体缸,活塞(26)系藉流体及流体之压力在既定之范围内于轴向上移动,缸之特征为:设在流体缸(20,62)上用于传送超音波到活塞(26)之反射面之传送元件(138);及设在流体缸(20,62)上之接收元件(140),接收元件(140)系与传送元件(138)分开且接收被活塞(26)反射之超音波。20.如申请专利范围第19项之流体缸,其另包含用于支撑传送元件(138)及接收元件(140)之壳,壳与传送及接收元件(138,140)一起可拆卸地装于流体缸(20,62)上。21.一种流体缸(20,62)内活塞(26)之位置侦测器,其中活塞(26)系藉流体及流体之压力在既定范围内于轴向上移动,位置侦测器之特征为:设在缸(20,62)上之传送元件(138),传送元件(138)系位在活塞(26)之移动范围外,传送元件(138)响应电气信号通过流体传送超音波到活塞(26)之反射面;设在流体缸(20,62)上之接收元件(140),接收元件(140)系位在活塞(26)之移动范围外,接收元件(140)系与传送元件(138)分离,接收元件(140)接收被活塞(26)反射之超音波并产生对应于反射波之电气信号;及用于供给电气信号至传送元件(138)使传送元件(138)送出超音波,接收对应于来自接收元件(140)之被反射之超音波之电气信号及计算系为从送出超音波到收到反射波止之传送时间之函数之距离侦测値之电脑(45)。22.如申请专利范围第21项之位置侦测器,其中流体缸(20,62)系形成为堆高机(10)之一部份,堆高机(10)含有接至流体缸(20,62)之桅杆(13,14)及被桅杆(13,14)移动之器具。23.如申请专利范围第22项之位置侦测器,其中流体缸系为顶举缸(20),顶举缸(20)系选择性地昇降内桅杆(14)俾昇降器具,电脑(45)计算对应于算出之活塞(26)之位置之器具之高度。24.如申请专利范围第23项之位置侦测器,其中另包含用于控制对应于算出之活塞(26)之位置之器具之高度之控制器,控制器系根据算出之活塞(26)之位置控制器具之高度。25.如申请专利范围第22项之位置侦测器,其中流体缸系为用于倾斜桅杆(13)之倾斜缸(62),及器具含有叉(15)。26.如申请专利范围第21项之位置侦测器,其另包含用于侦测活塞(26)位于既定参考位置之参考位置侦测器(39,41;50-52;60,61),其中电脑(45)决定当活塞(26)被侦测出系位在参考位置时之速度指示値并根据速度指示値及传送时间之目前读数计算活塞(26)之目前位置。27.一种工业车辆,其包含:器具;移动器具之桅杆(13,14);用于侦测桅杆(13,14)之位置之位置侦测器;用于移动桅杆(13,14)之流体缸(20,62),其中流体缸(20,62)含有活塞(26),活塞(26)系藉流体压力在既定范围内于轴向上移动,流体缸之特征为:设于缸(20,62)上之传送元件(138),传送元件(138)系位在活塞(26)之移动范围外,其中传送元件(138)响应电气信号通过流体传送超音波到活塞(26)之反射面;设在流体缸(20,62)上之接收元件(140),接收元件(140)系位在活塞(26)之移动范围之外,接收元件(140)系与传送元件(138)分离,接收元件(140)接收被活塞(26)反射之超音波及产生对应于反射波之电气信号;及用于供给电气传送信号至传送元件(138)使传送元件(138)送出超音波,接收对应于来自接收元件(140)之被反射之超音波之电气信号及计算系为从送出超音波到收到反射波止之传送时间之函数之距离侦测値之电脑(45)。28.如申请专利范围第27项之工业车辆,其中车辆系为堆高机(10),流体缸含有用于在实质之垂直方向上昇降桅杆(14)之顶举缸(20),及器具含有叉(15)。29.如申请专利范围第28项之工业车辆,其中车辆系为堆高机(10),流体缸含有用于倾斜桅杆(14)之倾斜缸(62)及器具含有叉(15)。30.一种用于侦测流体缸(20,62)内活塞(26)之位置之方法,其包含下述步骤:从固定位置周期性地通过流体传送超音波信号到活塞(26);接收反射之超音波信号;测定从送出超音波信号到收到反射之超音波信号止之时间;此方法之特征为下述步骤:判定活塞(26)在参考位置,其中参考位置系与固定位置隔一既定距离;根据测定之时间及活塞(26)在参考位置时之参考位置计算指示超音波信号之速度之速度指示値;及根据速度指示値及测定时间之目前读数计算活塞(26)之目前位置。31.如申请专利范围第30项之方法,其包含如果活塞(26)返回参考位置时则更新速度指示値之步骤。32.一种用于侦测流体缸(20,62)内活塞(26)之位置的方法,其包括周期地从第1位置通过流体传送超音波信号到活塞(26)之步骤,其特征为下述步骤:在第2位置接收反射之超音波信号,其中第1位置与第2位置相隔一距离;测定从送出超音波信号到收到反射之超音波信号止之时间;及根据测定之时间计算活塞(26)目前之位置。图式简单说明:第一图系示出本发明之第1实施例之高度侦测器之示意图;第二图系示出第一图之顶举缸之放大局部断面图;第三图系示出设有第一图之高度侦测器之堆高机之侧视图;第四图系示出本发明之第2实施例之高度侦测器之示意图;第五图系示出本发明之第3实施例之高度侦测器之断面图;第六图系示出液压油之温度与在油内之音速之关系曲线;第七图系示出液压油之温度与活塞之侦测器位置间之关系曲线;第八图系示出本发明之第4实施例之高度侦测器之断面图;第九图系示出第八图之顶举缸之放大局部断面图;第十图系示出第八图之高度侦测器上超音波传送及接收元件内所产生之电压信号之曲线;及第十一图系示出在超音波传送一接收元件内产生之电压信号。
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