傳感器技術(shù)為山貓?zhí)峁┬阅芡黄?/div>
2008-02-15 14:06:13
鐵姆肯在2003年2月對托林頓公司完成了收購，收購之后的鐵姆肯融合了兩個(gè)公司在質(zhì)量、技術(shù)和創(chuàng)新方面的優(yōu)良傳統(tǒng)。在收購之前，托林頓公司與山貓公司一直有著密切合作，以在這一研究中應(yīng)用傳感器技術(shù)解決方案?，F(xiàn)在，作為一個(gè)整體公司，鐵姆肯繼續(xù)為山貓?zhí)峁┤椎哪Σ凉芾斫鉀Q方案。
——編者按
可以為景觀工程、工業(yè)場地和建筑任務(wù)運(yùn)轉(zhuǎn)成噸的土方，山貓 裝載機(jī)40年來已經(jīng)成為客戶心中結(jié)實(shí)耐用的微型機(jī)器。多年來，隸屬于英格索蘭的山貓公司在裝載機(jī)行業(yè)推出了一系列型號和改進(jìn)提高，以提供更強(qiáng)勁動力和更優(yōu)越的性能。這類產(chǎn)品中的一個(gè)代表是滑移裝載機(jī)，可以原地停車并360°旋轉(zhuǎn)而著稱，可以在緊張而狹小的空間中動作自如。為了進(jìn)一步發(fā)展這一性能，山貓正致力于一個(gè)突破性的研發(fā)，可以提升其裝載機(jī)的可操縱性能和轉(zhuǎn)向效率。
為了實(shí)現(xiàn)這一創(chuàng)意，山貓需要速度和車輪傳感器。為完成這一任務(wù)，山貓向托林頓求助其在傳感器技術(shù)方面的經(jīng)驗(yàn)。托林頓和山貓的傳感器解決方案使得滑移裝載機(jī)發(fā)明以來最重大的突破——全輪轉(zhuǎn)向成為可能。
“我們很清楚托林頓在汽車和其他領(lǐng)域應(yīng)用的傳感器技術(shù)的成功，”山貓的設(shè)計(jì)工程師Jason Osborn說，“我們只是打了個(gè)電話，問他們是否認(rèn)為可以設(shè)計(jì)一個(gè)磁性傳感器，可以在山貓轉(zhuǎn)向組件中艱苦的內(nèi)部環(huán)境下經(jīng)濟(jì)地工作，接下來發(fā)生的事情就創(chuàng)造了歷史。”
山貓的挑戰(zhàn)
山貓對于新的轉(zhuǎn)向創(chuàng)意在理論上看起來非常簡單：植入四個(gè)獨(dú)立的轉(zhuǎn)向輪。山貓工程團(tuán)隊(duì)想得到一個(gè)非接觸式傳感器，要求具有更長時(shí)間的使用壽命和更好可靠性，以滿足在一個(gè)公差時(shí)刻處于變化中的系統(tǒng)里非常精確測量轉(zhuǎn)角的需要。
通過齊心協(xié)作，山貓和托林頓的工程師給出了一個(gè)重大的設(shè)計(jì)創(chuàng)新，在每個(gè)山貓車輪組件的主軸中都嵌入了非接觸式傳感器，結(jié)果是得到了一個(gè)嵌入在主軸中的傳感器系統(tǒng)。
托林頓傳感器技術(shù)的成功來源于使用磁性和霍爾效應(yīng)技術(shù)，從每個(gè)車輪中提取信息來確定車輪的轉(zhuǎn)角?；魻栃?yīng)的基本原理是磁場可影響金屬導(dǎo)體中的電位，通過直接在車輪系統(tǒng)中引入傳感器和磁鐵，磁場的方向和強(qiáng)度就被隨時(shí)測量，以確定每個(gè)車輪的精確位置。利用這一信息，轉(zhuǎn)向系統(tǒng)可以提供可靠的車輪轉(zhuǎn)角反饋信息。
托林頓同時(shí)為山貓的另一個(gè)艱難的提議——為ToolcatTM 5600 工具工程機(jī)設(shè)計(jì)速度傳感器。速度傳感器通過一個(gè)定制的ASIC傳感器芯片，監(jiān)視一個(gè)在前軸和后軸上旋轉(zhuǎn)的多極環(huán)行磁鐵的運(yùn)動速率。當(dāng)車輪轉(zhuǎn)動時(shí)，傳感器探測這一環(huán)狀磁鐵的多個(gè)北極和南極，讀取并將速度數(shù)據(jù)傳遞給轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。轉(zhuǎn)向系統(tǒng)利用這一信息來控制車輪的轉(zhuǎn)速。
相對于那些體積更大、不甚耐用的接觸式傳感器和光學(xué)編碼器，非接觸式磁性傳感器和ASIC編碼可以產(chǎn)生高分辨率信號。此外，它緊湊的體積和堅(jiān)固程度使得它可以在前面提到的似乎無法傳感的有限空間內(nèi)發(fā)揮作用，或是在可能損壞光學(xué)傳感器，造成光學(xué)或接觸式傳感器誤讀，并影響角位置傳感器效能的惡劣環(huán)境，如高溫、油污、塵埃、油脂和水中工作。除更好的耐久度和精度之外，新的傳感器工作時(shí)無需任何外部電子元件。這一革新性的系統(tǒng)大幅度提升了這兩種山貓車輛的轉(zhuǎn)向和整體性能，使得它們生產(chǎn)率更高，并更易于操控。
“山貓的工程師將這些問題擺在我們面前，我們做出了回應(yīng)，”現(xiàn)鐵姆肯（原托林頓）智能產(chǎn)品和系統(tǒng)組長John Santos說，“我們的客戶對電子傳感能力有越來越高的需求，為我們的客戶提供合理的解決方案，我們具有事實(shí)證明了的記錄。反過來說，他們的成功就是我們的成功。”
讓設(shè)計(jì)付諸實(shí)踐
托林頓的角度和速度傳感器應(yīng)用在ToolcatTM 5600 以及山貓A300 全輪轉(zhuǎn)向（AWS）裝載機(jī)上。這個(gè)A系列是該類首個(gè)提供雙選轉(zhuǎn)向模式的產(chǎn)品，它對傳感器要求非常嚴(yán)格，這樣，只需輕撥開關(guān)就可以使系統(tǒng)輕易完成AWS和滑移操控。
在滑移模式下，兩邊各自獨(dú)立工作，使得裝載機(jī)可以以最大的可操控性能反向旋轉(zhuǎn)。另外，AWS模式使每個(gè)車輪可以獨(dú)立工作，以獲得所有四個(gè)車輪的精確協(xié)同轉(zhuǎn)向。這使得內(nèi)胎可以以比外胎更小的角度和更慢的速度旋轉(zhuǎn)。當(dāng)右邊和左邊以此種方式協(xié)同工作時(shí)，可延長輪胎的壽命，因?yàn)檩喬ゲ辉僭跒r青或其他堅(jiān)硬表面上摩擦。同樣，這種方式可以在需要減小對地面的影響時(shí)，使機(jī)器可以輕柔的工作在草地和其他表面。AWS模式下的轉(zhuǎn)向也更為流暢，使操作員更為舒適，并將傾灑的物料降至最低。
“自1958年起，我們的滑移裝載機(jī)對改變世界的工作方式做出了貢獻(xiàn)”，Osborn說，“我們非常自豪，因?yàn)槲覀兛梢猿掷m(xù)提高產(chǎn)品的性能?，F(xiàn)在，通過應(yīng)用托林頓的傳<
