本实用新型涉及工程机械制造领域，具体涉及一种臂架变幅角度检测装置。
背景技术：
目前，随着高空作业车逐步往大高度的方向发展，但受限于道路状况，高空作业车的行驶宽度以及作业时的支腿跨距只能尽可能的缩小。然而随着作业高度的提高，绝大多数的高空作业车无法实现工作臂在水平状态下全伸作业，所以高空作业车配备的作业幅度限制系统显得尤为必要。同时高空作业车作业幅度限制系统需要的臂架变幅角度参数数据的检测精度对实际作业参数产生较大的影响。目前通用的臂架变幅角度检测通过安装在工作臂臂尾的长度角度传感器测得，此中检测方式存在以下弊端：电气元件成本高昂，是普通长度传感器价格的五倍以上，结构复杂，故障率高，可靠性差，一旦损坏，控制系统会同时丢失臂架伸出长度及变幅角度的数据，给高空作业带来安全隐患；长度角度传感器安装在臂架尾部，所测得的臂架变幅角度数据会因臂架惯性而带来波动及偏差，造成臂架动作的误报警。
另外，对于绝缘型折叠式高空作业车，要求每一节工作臂需要有一段采用绝缘材料制作，同时绝缘段内不能存在任何导电介质，否则会影响车辆绝缘性能。受此条件限制，由于无法在臂上布置电气元件，使得绝缘二级臂架变幅角度的检测变得尤为困难。
技术实现要素：
针对上述存在的技术不足，本实用新型的目的是提供一种臂架变幅角度检测装置，其电气元件构造简单，成本低廉，技术成熟可靠，通过检测变幅油缸的伸出长度计算臂架角度，输出数据恒定且数据精度高，控制系统控制难度小。
为解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案：
本实用新型提供一种臂架变幅角度检测装置，包括臂架支撑、设有伸缩臂的一级臂、二级臂、二级变幅油缸、一级变幅油缸、拉线装置以及控制器，所述一级臂包括依次螺纹连在一起的一级后臂、一级臂绝缘段以及设有支座的一级前臂，所述一级后臂铰接在所述臂架支撑上，所述二级臂包括依次螺纹连在一起的二级前臂、二级臂绝缘段以及二级后臂，所述二级前臂铰接在所述支座上，所述一级变幅油缸的两端分别铰接在所述臂架支撑和所述一级后臂上，所述二级变幅油缸底端通过第一转轴与所述一级前臂铰接，所述二级变幅油缸伸出端通过第二转轴与所述二级前臂铰接；所述拉线装置包括固定在所述一级后臂外壁上的拉线传感器、固定在所述一级前臂外壁上的过渡轮以及固定在所述第一转轴上并且与其同轴线设置的滑轮，所述拉线传感器内的柔性软索依次穿过所述过渡轮和所述滑轮后固定在所述第二转轴的端面中心上，所述拉线传感器与所述控制器电性连接。
优选地，所述滑轮的周向边缘上开有与所述柔性软索适配的滑槽。
优选地，所述拉线传感器与所述第二转轴之间的柔性软索在水平面上的投影处在同一条直线上。
优选地，所述柔性软索采用绝缘材质制作。
优选地，所述一级臂与所述二级臂平行时，所述柔性软索沿着所述滑轮的切线方向绕其1/2周。
本实用新型的有益效果在于：使用普通长度传感器即拉线传感器实现臂架角度数据的检测，电气元件构造简单，技术成熟，可靠性高；元件制造成本低廉；通过检测变幅油缸的伸出长度计算臂架角度，输出数据恒定且数据精度高，控制系统控制难度小。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本实用新型实施例1提供的一种臂架变幅角度检测装置的结构示意图；
图2为本实用新型实施例1提供的拉线装置结构示意图；
图3为本实用新型实施例1提供的滑轮结构示意图；
图4为本实用新型实施例2提供的一种臂架变幅角度检测装置的结构示意图；
图5为本实用新型实施例1提供的r2角度示意图；
图6为本实用新型实施例2提供的r1角度示意图。
附图标记说明：
1、臂架支撑，2、一级臂，22、一级伸缩臂，211、一级前臂，212、一级臂绝缘段，213、一级后臂，214、支座，3、二级臂，31、二级前臂，32、二级臂绝缘段，33、二级后臂，4、二级变幅油缸，5、拉线装置，51、拉线传感器，512、柔性软索，52、过渡轮，53、滑轮，6、一级变幅油缸，7、控制器。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
实施例1：如图1至图2所示，一种臂架变幅角度检测装置，包括转动连接在绝缘型折叠式高空作业车上的臂架支撑1、设有伸缩臂22的一级臂2、二级臂3、二级变幅油缸4、一级变幅油缸6、拉线装置5以及控制器7，所述一级臂2包括依次螺纹连在一起的一级后臂213、一级臂绝缘段212以及设有支座214的一级前臂211，所述一级后臂213铰接在所述臂架支撑1上，所述二级臂3包括依次螺纹连在一起的二级前臂31、二级臂绝缘段32以及二级后臂33，所述二级前臂31铰接在所述支座214上，所述二级后臂33外接工作用平台，所述一级变幅油缸6的两端分别铰接在所述臂架支撑1和所述一级后臂213上，所述二级变幅油缸4底端通过第一转轴与所述一级前臂211铰接，所述二级变幅油缸4伸出端通过第二转轴与所述二级前臂31铰接；所述拉线装置5包括固定在所述一级后臂213外壁上的拉线传感器51、固定在所述一级前臂211外壁上的过渡轮52以及固定在所述第一转轴上并且与其同轴线设置的滑轮53，所述拉线传感器51内的柔性软索512依次穿过所述过渡轮52和所述滑轮53周向边缘后固定在所述第二转轴的端面中心上，所述拉线传感器51与所述控制器7电性连接。
如图3所示所述滑轮53的周向边缘上开有与所述柔性软索512适配的滑槽。
所述拉线传感器51与所述第二转轴之间的柔性软索512在水平面上的投影处在同一条直线上。
所述柔性软索512采用绝缘材质制作。
一级臂2与所述二级臂3平行时，所述柔性软索512沿着所述滑轮53的切线方向绕其1/2周。
使用时，具体检测步骤包括：
步骤1、当二级臂3工作时，二级变幅油缸4的长度发生伸长或缩短，通过拉线传感器51采集柔性软索512伸出长度数据，由于本装置中，拉线传感器51中柔性软索512的长度和二级变幅油缸4伸缩杆伸缩长度发生同步变化，拉线传感器51将柔性软索512长度变化数据信号输出反馈给控制器7。
步骤2、柔性软索512长度数据到二级臂3变幅角度数据换算：控制器7将柔性软索512长度变化的数据信号，通过计算换算得出a2b2和a2c2之间的夹角r2，其中a2点指支座214同二级前臂31的连接铰点，b2点指第一转轴端面中点，c2点第二转轴端面中点，具体计算原理为；二级臂3处在初始水平位置时，此时a2b2和a2c2之间的夹角是α2，则r2＝α2 δr，δr为二级臂3的实际变幅角度，a2b2连线长度l3和a2c2连线长度l4始终保持恒定不变，在二级臂3处在初始水平位置时b2c2连线距离l2数据测量可知，当二级臂3实际变幅δr度时，b2c2连线长度l1＝l2 δl，δl为柔性软索变换长度，依据余弦定理即可根据算得的l1的实际长度计算得出r2的实际角度数据，根据r2＝α2 δr公式，且α2数据已知即可得出二级臂3实际变幅角度δr。
步骤3、二级臂3变幅角度数据输出：控制器7将步骤2算得的夹角r2换算得到二级臂3的实际变幅角度，控制器7依据二级臂3的实际变幅角度数据，控制并识别高空作业车是否达到车辆危险作业角度限值，如二级臂3达到车辆危险作业角度限值，则会给出停止工作臂继续动作的指令，保证车辆作业安全。
本实用新型优点：使用普通长度传感器即拉线传感器实现臂架角度数据的检测，电气元件构造简单，技术成熟，可靠性高；元件制造成本低廉；通过检测变幅油缸的伸出长度计算臂架角度，输出数据恒定且数据精度高，控制系统控制难度小。
实施例2：如图4所示，一种臂架变幅角度检测装置，包括转动连接在普通型高空作业车上的臂架支撑1，铰接在所述臂架支撑1顶部的一级臂2、一级变幅油缸6、拉线装置以及控制器7，所述一级变幅油缸6底端通过第三转轴与所述臂架支撑1铰接，所述一级变幅油缸6伸出端通过第四转轴与所述一级臂2铰接，所述拉线装置包括固定在所述一级臂2上的拉线传感器51和固定在所述第三转轴上并且与其同轴线设置的滑轮53，所述拉线传感器51内的柔性软索512穿过滑轮53周向边缘后固定在第三转轴端面中点上，所述拉线传感器51与所述控制器7电性连接。
所述滑轮53的周向边缘上开有与所述柔性软索512适配的滑槽。
所述拉线传感器51与所述第三转轴之间的柔性软索在水平面上的投影处在同一条直线上。
所述柔性软索512采用绝缘材质制作。
一级臂2水平设置时，所述柔性软索512沿着所述滑轮53的切线方向绕其1/4周。
使用时，具体检测步骤包括：
步骤1、当一级臂2工作时，一级变幅油缸6的长度发生伸长或缩短，通过拉线传感器51采集柔性软索512伸出长度数据，由于本装置中，拉线传感器51中柔性软索512的长度和一级变幅油缸6伸缩杆伸缩长度发生同步变化，拉线传感器51将柔性软索512长度变化数据信号输出反馈给控制器7。
步骤2、柔性软索512长度数据到一级臂2变幅角度数据换算：控制器7将柔性软索512长度变化的数据信号，通过计算换算得出a1b1和a1c1之间的夹角r1，其中a1臂架支撑1同一级臂2的连接铰点，b1点指第三转轴端面中点，c1点第四转轴端面中点，具体计算原理为：一级臂2处在初始位置时，此时a1b1和a1c1之间的夹角是α1，则r1＝α1 δr，δr为一级臂2的实际变幅角度，a1b1连线长度同a1c1连线长度始终保持恒定不变，且b1c1连线之间距离l在一级臂处在初始位置时数据已知，当一级臂2实际变幅δr度时，b1c1连线长度为l δl，δl为柔性软索变换长度，依据余弦定理即可根据l δl的实际长度计算得出r1的实际角度数据，由于r1＝α1 δr，且α1数据已知即可得出一级臂2实际变幅角度δr。
步骤3、一级臂2变幅角度数据输出：控制器7将步骤2算得的夹角r1换算得到一级臂2的实际变幅角度，控制器7依据一级臂2的实际变幅角度数据，控制并识别高空作业车是否达到车辆危险作业角度限值，如一级臂2达到车辆危险作业角度限值，则会给出停止工作臂继续动作的指令，保证车辆作业安全。
显然，本领域的技术人员可以对本实用新型进行各种改动和变型而不脱离本实用新型的精神和范围。这样，倘若本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变型在内。
1.一种臂架变幅角度检测装置，其特征在于，包括臂架支撑(1)、设有伸缩臂(22)的一级臂(2)、二级臂(3)、二级变幅油缸(4)、一级变幅油缸(6)、拉线装置(5)以及控制器(7)，所述一级臂(2)包括依次螺纹连在一起的一级后臂(213)、一级臂绝缘段(212)以及设有支座(214)的一级前臂(211)，所述一级后臂(213)铰接在所述臂架支撑(1)上，所述二级臂(3)包括依次螺纹连在一起的二级前臂(31)、二级臂绝缘段(32)以及二级后臂(33)，所述二级前臂(31)铰接在所述支座(214)上，所述一级变幅油缸(6)的两端分别铰接在所述臂架支撑(1)和所述一级后臂(213)上，所述二级变幅油缸(4)底端通过第一转轴与所述一级前臂(211)铰接，所述二级变幅油缸(4)伸出端通过第二转轴与所述二级前臂(31)铰接；所述拉线装置(5)包括固定在所述一级后臂(213)外壁上的拉线传感器(51)、固定在所述一级前臂(211)外壁上的过渡轮(52)以及固定在所述第一转轴上并且与其同轴线设置的滑轮(53)，所述拉线传感器(51)内的柔性软索(512)依次穿过所述过渡轮(52)和所述滑轮(53)后固定在所述第二转轴的端面中心上，所述拉线传感器(51)与所述控制器(7)电性连接。
2.如权利要求1所述的一种臂架变幅角度检测装置，其特征在于，所述滑轮(53)的周向边缘上开有与所述柔性软索(512)适配的滑槽。
3.如权利要求1所述的一种臂架变幅角度检测装置，其特征在于，所述拉线传感器(51)与所述第二转轴之间的柔性软索(512)在水平面上的投影处在同一条直线上。
4.如权利要求1所述的一种臂架变幅角度检测装置，其特征在于，所述柔性软索(512)采用绝缘材质制作。
5.如权利要求1所述的一种臂架变幅角度检测装置，其特征在于，所述一级臂(2)与所述二级臂(3)平行时，所述柔性软索(512)沿着所述滑轮(53)的切线方向绕其1/2周。
技术总结