一种挖掘机回转马达装置

技术领域

本发明涉及工程机械技术领域，特别涉及一种挖掘机回转马达装置。

背景技术

挖掘机是一种常见的可回转式的工程机械，其主要用于土石方作业，通过动臂、斗杆、铲斗、回转进行复合动作以完成挖掘和卸载；其中，回转马达是挖掘机实现上车回转动作的执行元件，回转动作不仅影响挖掘机的操作性更影响整体的作业效率；

目前，回转马达的智能化、自动化程度较低，都是在马达出现工作异常，无法启动等情况时，才会对回转马达进行维修更换等，回转马达装置的监测系统较少，无法监测回转马达内油温、油压、油量等情况，功能不够完善，且不具备报警提醒等功能。

发明内容

本发明提供一种挖掘机回转马达装置，以解决上述背景技术中提出的问题。

为解决上述技术问题，本发明公开了一种挖掘机回转马达装置，包括壳体，壳体内转动安装有缸体，缸体内一体成型设有驱动轴，驱动轴向下延伸出缸体和壳体，且驱动轴与缸体和壳体延伸位置转动连接，缸体还设有若干柱塞组件，柱塞组件可向下延伸出缸体，柱塞组件下端抵接有回程盘组件，回程盘组件套设于驱动轴上，且壳体上还设有智能监测模块。

优选的，柱塞组件包括柱塞，柱塞安装于缸体内，柱塞下端固定连接圆头，圆头下端铰接有滑靴，滑靴下端抵接有回程盘组件，回程盘组件包括回程盘，回程盘与滑靴抵接，回程盘下端固定连接止推板，且回程盘和止推板均套设于驱动轴上。

优选的，壳体上安装有后盖组件，后盖组件上设置有平衡阀组件，壳体内还安装有刹车组件，且驱动轴延伸出缸体的位置设有骨架油封。

优选的，壳体右侧前后分设有油口A和油口B，油口A和油口B用于马达输油和排油，壳体上侧中央位置设有过载补油口，壳体上侧偏心位置还设有卸油口，壳体右侧设有解除制动油口，解除制动油口下侧设有换向先导油口，平衡阀组件上侧设有检测口A和检测口B，且油口A、油口B、过载补油口、卸油口、解除制动油口、换向先导油口、检测口A和检测口B均与壳体贯通连接。

优选的，智能监测模块包括：油量检测单元、第一提示单元、第二提示单元；

油量检测单元设置于壳体内壁上；

第一提示单元、第二提示单元与油量检测单元相连；

油量检测单元用于基于壳体内的实时液面高度确定出壳体内的实时油量；

第一提示单元，用于当实时油量小于油量最低阈值时发出第一提示信号；

第二提示单元，用于当实时油量超出油量最高阈值时发出第二提示信号。

优选的，油量检测单元包括：液面获取子单元、倾斜度测量子单元、油量计算子单元；

液面获取子单元设置于壳体内壁上；

倾斜度测量子单元设置于壳体表面；

油量计算子单元与液面获取子单元、倾斜度测量子单元相连；

液面获取子单元，用于获取壳体内的实时液面高度；

倾斜度测量子单元，用于检测壳体的实时倾斜角度；

油量计算子单元，用于基于第一实时液面高度、第二实时液面高度和实时倾斜角度以及壳体的三维尺寸，计算出壳体内的实时油量。

优选的，液面获取子单元包括：依次相连的图像获取端、图像拼接端、界线确定端、曲线拟合端、高度确定端；

图像获取端，用于从多个预设拍摄角度获取壳体中的液面高度图像；

图像拼接端，用于基于预设拍摄角度的空间位置关系，将所有液面高度图像依次拼接，获得壳体中的液面高度环绕图像；

界线确定端，用于基于液面高度环绕图像确定出壳体中的液面与壳体内壁的环绕接触界线；

曲线拟合端，用于将环绕接触界线用预设坐标系表示，并确定出环绕接触界线中每个极大值和在预设方向上相邻的极小值之间的高度差，按照顺序将所有高度差拟合成高度差曲线；

高度确定端，用于基于高度差曲线校正环绕接触界线，获得环绕接触光滑界线，基于环绕接触光滑界线确定出壳体内的实时液面高度。

优选的，高度确定端包括：依次相连的曲线划分子端、曲线确定子端、高度确定子端；

曲线划分子端，用于确定出高度差曲线中的极值点，将极值点作为划分位置，将高度差曲线划分为多个部分高度差曲线；

曲线确定子端，用于确定出每个部分高度差曲线的一次导数函数，确定出与一次导数函数相似度最大的线性函数，基于线性函数确定出对应的部分校正高度差曲线；

高度确定子端，用于基于所有部分校正高度差曲线校正环绕接触界线，获得环绕接触光滑界线，基于环绕接触光滑界线确定出壳体内的实时液面高度。

优选的，高度确定子端基于所有部分校正高度差曲线校正环绕接触界线，获得环绕接触光滑界线，基于环绕接触光滑界线确定出壳体内的实时液面高度的方法，包括：

将所有部分校正高度差曲线进行拼接，获得完整校正高度差曲线，基于完整校正高度差曲线计算出环绕接触界线中每个极值的校正值，基于对应的校正值校正环绕接触界线中对应的极值，获得环绕接触校正界线；

对环绕接触校正界线进行光滑处理，获得环绕接触光滑界线，基于环绕接触光滑界线上每个点在液面高度环绕图像中的参考高度值确定出环绕接触光滑界线上每个点在壳体中的实际高度值，基于环绕接触光滑界线上所有点在壳体中的实际高度值计算出壳体内的实时液面高度。

优选的，智能监测模块还包括：油压检测单元、油温检测单元、第一报警单元、第二报警单元；

油压检测单元设置于检测口A内壁上，油温检测单元设置于检测口B内壁上；

油压检测单元，用于检测检测口A处的实时油压；

油温检测单元，用于检测检测口B处的实时油温；

第一报警单元，用于当实时油压超出油压安全范围时发出第一报警信号；

第二报警单元，用于当实时油温超出油温安全范围时发出第二报警信号。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。

在附图中：

图1为本发明的结构剖视图；

图2为本发明的回转马达装置的正视图；

图3为本发明的回转马达装置的侧视图；

图4为本发明的回转马达装置的俯视图；

图5为本发明的回转马达装置的液压系统图。

图中：1、壳体；2、驱动轴；3、骨架油封；4、止推板；5、回程盘；6、滑靴；7、柱塞组件；8、刹车组件；9、后盖组件；10、平衡阀组件；11、缸体；12、解除制动油口；13、油口A；14、油口B；15、卸油口；16、过载补油口；17、检测口A；18、检测口B；19、智能监测模块。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

另外，在本发明中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，并非特别指称次序或顺位的意思，亦非用以限定本发明，其仅仅是为了区别以相同技术用语描述的组件或操作而已，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案以及技术特征可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

实施例1

本发明的实施例提供了一种挖掘机回转马达装置，如图1所示，包括壳体1，壳体1内转动安装有缸体11，缸体11内一体成型设有驱动轴2，驱动轴2向下延伸出缸体11和壳体1，且驱动轴2与缸体11和壳体1延伸位置转动连接，缸体11还设有若干柱塞组件7，柱塞组件7可向下延伸出缸体11，柱塞组件7下端抵接有回程盘组件，回程盘组件套设于驱动轴2上，且壳体1上还设有智能监测模块19。

其中，优选的，柱塞组件7包括柱塞，柱塞安装于缸体11内，柱塞下端固定连接圆头，圆头下端铰接有滑靴6，滑靴6下端抵接有回程盘组件，回程盘组件包括回程盘5，回程盘5与滑靴6抵接，回程盘5下端固定连接止推板4，且回程盘5和止推板4均套设于驱动轴2上。

其中，优选的，壳体1上安装有后盖组件9，后盖组件9上设置有平衡阀组件10，壳体1内还安装有刹车组件8，且驱动轴2延伸出缸体11的位置设有骨架油封3。

其中，优选的，壳体1右侧前后分设有油口A13和油口B14，油口A13和油口B14用于马达输油和排油，壳体1上侧中央位置设有过载补油口16，壳体1上侧偏心位置还设有卸油口15，壳体1右侧设有解除制动油口12，解除制动油口12下侧设有换向先导油口11，平衡阀组件10上侧设有检测口A17和检测口B18，且油口A13、油口B14、过载补油口16、卸油口15、解除制动油口12、换向先导油口11、检测口A17和检测口B18均与壳体1贯通连接。

上述技术方案的工作原理及有益效果为：通过油口A13依次向柱塞组件7供油，各个柱塞会依次延伸出缸体11，柱塞下端的圆头通过滑靴6对回程盘5和止推板4施加作用力，之后止推板4会对柱塞产生反作用力，进而使得缸体11发生转动，从而带动驱动轴2转动，智能监测模块19实时检测马达内的油温油压，并在马达出现异常问题时，进行报警提示；

其中，回转马达的具体工作原理以及工作方式属于本领域技术人员已知内容，属于公知常识，在此不再过多赘述；

通过设置智能监测模块19，可以有效的提高回转马达装置的智能化、自动化程度，并对回转马达装置中的油温、油压进行实时监测，并实时提醒人员回转马达的工作情况。

实施例2

在上述实施例1的基础上，所述的一种挖掘机回转马达装置，还包括：

计时器：计时器安装在壳体1上，用于检测回转马达的工作时长；

控制器、报警器分别安装在壳体1上，控制器基于计时器控制报警器工作，包括以下步骤：

步骤1：控制器基于计时器及公式(1)得到回转马达的使用状态指数：

其中，K为回转马达的使用状态指数；M为回转马达的负载系数；P为回转马达的污染指数；A为回转马达出现故障的次数；T为回转马达的预期使用寿命；G为回转马达的初始健康系数，e为自然常数；T

步骤2：比较公式(1)计算的回转马达的使用状态指数与对应的预设使用状态指数，当公式(1)计算的回转马达的使用状态指数大于对应的预设使用状态指数时，控制器控制报警器报警。

其中，使用状态指数处于0-3之间表明设备使用状态良好，设备性能稳定且故障发生概率处在一个比较低的水平，一般情况下，初始的使用状态指数在0.1-2之间，如果使用状态指数处于5以上时，设备的故障率就会出现上升，此时就要考虑保养更换等情况。

其中，在设备正常运行的情况下，回转马达的负载系数与其带动的旋转的装置的质量呈正相关，当这个装置的质量越大时，回转马达的负载系数就越大，一般情况下当这个装置的质量为1吨时，回转马达的负载系数就取0.1，当这个装置的质量每上升1吨时，回转马达的负载系数就加0.1。

其中，由于回转马达的工况，湿度、温度以及海拔等情况的不同对污染指数的影响也就不同，如果在海拔较高的的山区，一般取污染指数为1.6，如果在市区内，一般污染指数为1.02。

上述计算方案的工作原理和有益效果为：先利用公式(1)计算回转马达的使用状态指数，控制器将公式(1)计算的回转马达的使用状态指数与对应的预设使用状态指数进行对比，当公式(1)计算的回转马达的使用状态指数大于对应的预设健康指数时，控制器控制报警器报警，提示人员该回转马达的使用情况状况问题，需要及时检查回转马达工作情况。当检测和维护回转马达完成后，回转马达重新工作，控制器接通计时器和报警器对回转马达的使用状态指数进行预测。且通过设置报警器来实现报警并提醒人员检查回转马达，能有效的提高回转马达的使用寿命，有效提升装置的功能性和安全性。

实施例3

在实施例1的基础上，智能监测模块19包括：油量检测单元、第一提示单元、第二提示单元；

油量检测单元设置于壳体1内壁上；

第一提示单元、第二提示单元与油量检测单元相连；

油量检测单元用于基于壳体1内的实时液面高度确定出壳体1内的实时油量；

第一提示单元，用于当实时油量小于油量最低阈值时发出第一提示信号；

第二提示单元，用于当实时油量超出油量最高阈值时发出第二提示信号。

该实施例中，实时液面高度即为实时确定出的壳体1内的油液的液面高度。

该实施例中，第一提示信号用于提示使用者壳体1内的实时油量过低的提醒信号。

该实施例中，第二提示信号用于提示使用者壳体1内的实时油量过高的提醒信号。

以上技术的有益效果为：实现对回转马达的壳体内的油量的检测和判断，并当回转马达的壳体内的油量过高或过低时发出相应的提示信号提醒使用者，完善了回转马达的功能。

实施例4

在实施例3的基础上，油量检测单元包括：液面获取子单元、倾斜度测量子单元、油量计算子单元；

液面获取子单元设置于壳体1内壁上；

倾斜度测量子单元设置于壳体1表面；

油量计算子单元与液面获取子单元、倾斜度测量子单元相连；

液面获取子单元，用于获取壳体1内的实时液面高度；

倾斜度测量子单元，用于检测壳体1的实时倾斜角度；

油量计算子单元，用于基于第一实时液面高度、第二实时液面高度和实时倾斜角度以及壳体1的三维尺寸，计算出壳体1内的实时油量。

该实施例中，实时倾斜角度即为壳体1相对于重力方向的实时倾斜角度。

该实施例中，三维尺寸即为壳体1内容纳油液的空间的三维尺寸。

以上技术的有益效果为：实现基于壳体1内的实时液面高度和壳体1的实时倾斜角度计算出壳体1内的实时油量。

实施例5

在实施例4的基础上，液面获取子单元包括：依次相连的图像获取端、图像拼接端、界线确定端、曲线拟合端、高度确定端；

图像获取端，用于从多个预设拍摄角度获取壳体1中的液面高度图像；

图像拼接端，用于基于预设拍摄角度的空间位置关系，将所有液面高度图像依次拼接，获得壳体1中的液面高度环绕图像；

界线确定端，用于基于液面高度环绕图像确定出壳体1中的液面与壳体1内壁的环绕接触界线；

曲线拟合端，用于将环绕接触界线用预设坐标系表示，并确定出环绕接触界线中每个极大值和在预设方向上相邻的极小值之间的高度差，按照顺序将所有高度差拟合成高度差曲线；

高度确定端，用于基于高度差曲线校正环绕接触界线，获得环绕接触光滑界线，基于环绕接触光滑界线确定出壳体1内的实时液面高度。

该实施例中，液面高度图像即为从预设拍摄角度获取的包含壳体1中液面的图像。

该实施例中，预设拍摄角度即为预设的获取壳体1中的液面高度图像的拍摄角度。

该实施例中，液面高度环绕图像即为基于预设拍摄角度的空间位置关系将所有液面高度图像依次拼接后获得的图像。

该实施例中，环绕接触界线即为基于液面高度环绕图像确定出的壳体1中的液面与壳体1内壁的接触的界线。

该实施例中，高度差曲线即为按照顺序将环绕接触界线中每个极大值和在预设方向上相邻的极小值之间的高度差依次拟合获得的曲线。

该实施例中，环绕接触光滑界线即为基于高度差曲线校正环绕接触界线后获得的曲线。

以上技术的有益效果为：通过获取壳体1内的液面高度图像，并在液面高度图像中确定出壳体1中的液面与壳体1内壁的环绕接触界线，并按照顺序将环绕接触界线中每个极大值和在预设方向上相邻的极小值之间的高度差依次拟合获得的曲线，基于高度差曲线校正环绕接触界线后获得环绕接触光滑界线，实现对壳体1中的液面与壳体1内壁的环绕接触界线的校正，进而保证了最终确定出的壳体1内的实时液面高度的准确度。

实施例6

在实施例5的基础上，高度确定端包括：依次相连的曲线划分子端、曲线确定子端、高度确定子端；

曲线划分子端，用于确定出高度差曲线中的极值点，将极值点作为划分位置，将高度差曲线划分为多个部分高度差曲线；

曲线确定子端，用于确定出每个部分高度差曲线的一次导数函数，确定出与一次导数函数相似度最大的线性函数，基于线性函数确定出对应的部分校正高度差曲线；

高度确定子端，用于基于所有部分校正高度差曲线校正环绕接触界线，获得环绕接触光滑界线，基于环绕接触光滑界线确定出壳体1内的实时液面高度。

该实施例中，部分高度差曲线即为将高度差曲线中的极值点作为划分位置对高度差曲线划分后获得的部分曲线。

该实施例中，确定出与一次导数函数相似度最大的线性函数，包括：

确定出一次导数函数的曲线中的极值点，将最大极值点作为第一辅助点(一个)，将在最小极值点的切线和一次导数函数的曲线的交点作为第二辅助点(不止一个)；

将同时经过第一辅助点和第二辅助点的直线作为参考直线，获得多个参考直线；

计算出第一参考直线和一次导数函数的曲线之间的交点总数；

将交点总数最大的参考直线对应的线性函数作为与一次导数函数相似度最大的线性函数。

该实施例中，基于线性函数确定出对应的部分校正高度差曲线，即为：将一次导数函数为线性函数、且与对应部分高度差曲线的重合度最高的曲线作为部分校正高度差曲线。

该实施例中，环绕接触光滑界线即为基于所有部分校正高度差曲线校正环绕接触界线后获得的曲线。

以上技术的有益效果为：基于极值点对高度差曲线进行划分，并基于划分后的部分高度差曲线的一次导数函数对部分高度差曲线进行校正，实现对高度差曲线的校正，进而实现对壳体1中的液面与壳体1内壁的环绕接触界线的校正，进而进一步保证了最终确定出的壳体1内的实时液面高度的准确度。

实施例7

在实施例6的基础上，高度确定子端基于所有部分校正高度差曲线校正环绕接触界线，获得环绕接触光滑界线，基于环绕接触光滑界线确定出壳体1内的实时液面高度的方法，包括：

将所有部分校正高度差曲线进行拼接，获得完整校正高度差曲线，基于完整校正高度差曲线计算出环绕接触界线中每个极值的校正值，基于对应的校正值校正环绕接触界线中对应的极值，获得环绕接触校正界线；

对环绕接触校正界线进行光滑处理，获得环绕接触光滑界线，基于环绕接触光滑界线上每个点在液面高度环绕图像中的参考高度值确定出环绕接触光滑界线上每个点在壳体1中的实际高度值，基于环绕接触光滑界线上所有点在壳体1中的实际高度值计算出壳体1内的实时液面高度。

该实施例中，完整校正高度差曲线即为将所有部分校正高度差曲线进行拼接后获得的曲线。

该实施例中，基于完整校正高度差曲线计算出环绕接触界线中每个极值的校正值，包括：

基于完整校正高度差曲线确定出环绕接触界线中每个极大值和预设方向上相邻的极小值之间的校正高度差；

基于校正高度差和对应极大值和对应的预设方向上相邻的极小值之间的高度值计算出对应极大值的第一校正值和对应极小值的第二校正值：

基于上述公式准确计算出环绕接触界线中每个极值的校正值。

该实施例中，环绕接触校正界线即为将对应的校正值和环绕接触界线中对应的极值的和作为对应极值点的新的数值，基于每个极值点新的数值获得环绕接触校正界线。

该实施例中，环绕接触校正界线即为基于对应的校正值校正环绕接触界线中对应的极值后获得的曲线。

该实施例中，环绕接触光滑界线即为对环绕接触校正界线进行光滑处理后的曲线。

该实施例中，参考高度值即为环绕接触光滑界线上每个点在液面高度环绕图像中的高度值。

该实施例中，基于环绕接触光滑界线上每个点在液面高度环绕图像中的参考高度值确定出环绕接触光滑界线上每个点在壳体1中的实际高度值，即为；

基于环绕接触光滑界线上每个点在液面高度环绕图像中的参考高度值检索实际高度值列表(即为包含每个液面高度环绕图像中的参考高度值对应的壳体1中的实际高度值的列表)，确定出环绕接触光滑界线上每个点在壳体1中的实际高度值。

该实施例中，基于环绕接触光滑界线上所有点在壳体1中的实际高度值计算出壳体1内的实时液面高度，包括：

基于环绕接触光滑界线上所有点在壳体1中的实际高度值确定出环绕接触光滑界线上每个极大值和极小值，基于环绕接触光滑界线上的所有极大值和极小值计算出壳体1内的实时液面高度：

式中，h

基于上述公式可以准确计算出壳体1内的实时液面高度。

以上技术的有益效果为：将所有部分校正高度差曲线进行拼接，获得完整校正高度差曲线，基于完整校正高度差曲线计算出环绕接触界线中每个极值的校正值，基于校正值对环绕接触界线进行校正并光滑处理，进而获得环绕接触光滑界线，进而准确确定出壳体1中的实时液面高度。

实施例8

在实施例1的基础上，智能监测模块19还包括：油压检测单元、油温检测单元、第一报警单元、第二报警单元；

油压检测单元设置于检测口A17内壁上，油温检测单元设置于检测口B18内壁上；

油压检测单元，用于检测检测口A17处的实时油压；

油温检测单元，用于检测检测口B18处的实时油温；

第一报警单元，用于当实时油压超出油压安全范围时发出第一报警信号；

第二报警单元，用于当实时油温超出油温安全范围时发出第二报警信号。

该实施例中，油压安全范围即为预设的检测口A17处的安全油压范围。

该实施例中，油温安全范围即为预设的检测口B18处的安全油温范围。

该实施例中，第一报警信号即为用于提醒使用者检测口A17处的实时油压超出油压安全范围的报警信号。

该实施例中，第二报警信号即为用于提醒使用者检测口B18处的实时油温超出油温安全范围的报警信号。

以上技术的有益效果为：实现基于设置于检测口A17内壁上的油压检测单元和设置于检测口B18内壁上的油温检测单元，实现对对应检测口处的油压和油温的检测，进而实现对壳体1内的油压和油温的判断和提醒，完善了回转马达的功能。