CN102514550A

CN102514550A - 工程机械以及其安全状态确定方法、装置和系统

Info

Publication number: CN102514550A
Application number: CN2011104306046A
Authority: CN
Inventors: 周磊; 刘召华; 邓鹏飞; 高文
Original assignee: Changsha Zoomlion Fire Fighting Machinery Co Ltd
Current assignee: Hunan Zoomlion Emergency Equipment Co Ltd
Priority date: 2011-12-20
Filing date: 2011-12-20
Publication date: 2012-06-27
Anticipated expiration: 2031-12-20
Also published as: WO2013091426A1; CN102514550B

Abstract

本发明提供了一种工程机械以及其安全状态确定方法、装置和系统，该方法包括以下步骤：根据工程机械的支腿展开后的位置构建至少一级安全控制区域；计算所述工程机械的等效质心；判断所述工程机械的等效质心与所述至少一级安全控制区域的位置关系；根据所述位置关系确定所述工程机械的安全状态。该装置包括安全控制区域构建模块、等效质心计算模块、位置关系确定模块以及安全状态确定模块。还提供了一种确定工程机械安全状态的系统，包括上述装置、用于检测所述工程机械的支腿在水平方向的伸缩量的第一组传感器、用于检测作业部件的运动参数的第二组传感器。该工程机械包括下装、转台以及作业部件，还包括上述装置或系统。

Description

工程机械以及其安全状态确定方法、装置和系统

技术领域

本发明涉及一种应用于工程机械的安全状态确定方法和装置，特别涉及一种用于使工程机械作业部件在任意支撑区域下安全操作且作业范围达到最佳的安全状态确定方法和装置，还涉及采用这种装置的工程机械。

背景技术

云梯消防车进行工作时，需要展开支腿以增加其上装的工作范围，便于各种救援工作的展开。支腿展开的形式有多种，有H型支腿，有X型支腿，有类似泵车系统的摆动展开型支腿等。

目前云梯消防车可以在支腿全部展开或者单边支腿展开的情况下工作，以适应复杂、紧急的救援工作。当支腿全部展开时，云梯可以操作的范围达到最大，但是此时支腿展开需要的空间十分大；仅单边支腿展开具有空间要求小的优势，但其极大的降低了云梯消防车的救援范围。图7和图8分别示出了相关云梯消防车支腿全展开和仅单边支腿展开时云梯的安全工作区域，通过比较可以看出，当仅单边支腿展开的时候，需要的空间小，但是云梯操作范围也减小了接近一半。

为了使救援工作适应复杂、苛刻的救援环境，如何在不降低安全的基础上，最大限度的提高其救援范围，是十分重要的。

发明内容

本发明旨在提供一种确定工程机械安全状态的方法。

本发明确定工程机械安全状态的方法，包括以下步骤：

根据所述工程机械的支腿展开后的位置构建至少一级安全控制区域；

计算所述工程机械的等效质心；

判断所述工程机械的等效质心与所述至少一级安全控制区域的位置关系；以及

根据所述位置关系，确定工程机械的安全状态。

本发明还提供了一种确定工程机械安全状态的装置，其特征在于：包括安全控制区域构建模块、等效质心计算模块、位置关系确定模块以及安全状态确定模块，

所述安全控制区域构建模块用于根据所述工程机械的支腿展开后的位置构建至少一级安全控制区域；

所述等效质心计算模块用于计算所述工程机械的等效质心；

所述位置关系确定模块用于判断所述工程机械的等效质心与所述至少一级安全控制区域的位置关系；

所述安全状态确定模块用于根据所述位置关系，确定工程机械的安全状态。

本发明还提供了一种确定工程机械安全状态的系统，其特征在于：包括第一组传感器、第二组传感器和上述确定工程机械安全状态的装置，所述第一组传感器用于检测所述工程机械的支腿在水平方向的伸缩量，所述第二组传感器用于检测作业部件的运动参数。

本发明还提供了一种工程机械，包括下装、安装在下装上的转台、以及安装在转台上的作业部件，还包括上述确定工程机械安全状态的装置。

本发明还提供了一种工程机械，包括下装、安装在下装上的转台、以及安装在转台上的作业部件，还包括上述确定工程机械安全状态的系统。

与相关技术相比，本发明方法和装置根据支腿展开情况构建安全控制区域，结合工程机械的等效质心，判断工程机械的安全情况，从而让工程机械的作业部件能够工作在能保障安全的最大范围，即能够使工程机械作业部件在任意支撑区域下安全操作且作业范围达到最佳。采用本发明方法和装置，能够提高工程机械在复杂、苛刻救援环境下的救援能力，保证工程机械安全作业。

附图说明

图1为本发明一些实施例中的云梯消防车的结构示意图。

图2为本发明一些实施例中采用的确定工程机械安全状态的流程图。

图3为本发明一些实施例中建立的安全控制区域以及它与等效质心的关系示意图。

图4为本发明一些实施例中建立的三级安全控制区域的示意图。

图5为本发明一些实施例中的云梯消防车的结构重量分布及其运动参数示意图。

图6为本发明一些实施例中的云梯消防车结构重量分布及其运动参数的水平面投影图。

图7为相关技术中云梯消防车支腿全展开时云梯安全工作区域的示意图。

图8为相关技术中云梯消防车仅单边支腿展开时云梯安全工作区域的示意图。

具体实施方式

以下结合具体实施例和说明书附图对本发明做进一步详细说明。

图1示出了本发明一些实施例中的云梯消防车的结构。如图1所示，本云梯消防车包括下装11(含下车结构件及回转支撑以下的不可回转、伸缩、举伸的部分)、云梯、转台12和四个支腿1A、1B、1C、1D，云梯包括第一节梯5(含第一节梯架、托架及其附件)、第二节梯6(含第二节梯架及其附件)、第三节梯7(含第三节梯架及其附件)、第四节梯8(含第四节梯架及其附件)、第五节梯9(含第五节梯架及其附件)和第六节梯10(含第六节梯架、其附件及工作斗)，第二节梯6、第三节梯7、第四节梯8、第五节梯9和第六节梯10通过同步伸缩机构驱动实现伸出或回缩。转台12安装在下装11上可绕回转中心O转动，云梯安装在转台12上可绕变幅旋转中心R旋转。上述各节梯架中，附件指梯架的非伸缩部分。

应用于本云梯消防车的确定工程机械安全状态的系统包括：第一组传感器、第二组传感器和确定工程机械安全状态的装置。第一组传感器含第四传感器至第七传感器(图中未示出)，分别用于检测四个支腿1A、1B、1C、1D在水平方向的伸缩量。第二组传感器包括用于检测云梯变幅角度的第一传感器2、用于检测云梯回转角度的第二传感器3、和用于检测每节梯架相对上一节梯架的伸出量的第三传感器4。第一传感器2可以采用角度传感器，第二传感器3可以采用回转编码器，第三至第七传感器可以采用长度传感器。

一些实施例中，确定工程机械安全状态的装置包括安全控制区域构建模块、等效质心计算模块、位置关系确定模块以及安全状态确定模块，其中，安全控制区域构建模块用于根据工程机械的支腿展开后的位置构建至少一级安全控制区域；等效质心计算模块用于计算工程机械的等效质心；位置关系确定模块用于判断工程机械的等效质心与所述至少一级安全控制区域的位置关系；安全状态确定模块用于根据所述位置关系，确定工程机械的安全状态。

一些实施例中，只构建一个安全控制区域，相应地，安全控制区域构建模块可以包括支撑区域构建子模块和偏移子模块，支撑区域构建子模块用于检测每个支腿在水平方向的伸缩量，获得支腿展开后的位置，进而构建出支腿围成的支撑区域；偏移子模块用于将所述支撑区域的各条边分别向内平移一个偏移量，以构建出一级安全控制区域。

一些实施例中，构建多个安全控制区域，相应地，安全控制区域构建模块可以包括支撑区域构建子模块和偏移子模块，支撑区域构建子模块用于检测每个支腿在水平方向的伸缩量，获得支腿展开后的位置，进而构建出支腿围成的支撑区域；偏移子模块用于将所述支撑区域的各条边分别向内平移多个偏移量，以构建出多个相同中心的区域，从而形成从内向外安全等级逐渐降低的多级安全控制区域。

一些实施例中，等效质心计算模块可以包括力矩等效法计算子模块，该力矩等效法计算子模块用于采用力矩等效法计算所述工程机械的等效质心。但并不限于此，可以采用各种现有的等效质心计算方法计算工程机械的等效质心。

一些实施例中，位置关系确定模块可以包括夹角之和计算子模块和判断子模块，夹角之和计算子模块，用于针对每级安全控制区域，分别计算该级安全控制区域每相邻两个顶点与所述工程机械的等效质心的连线的夹角之和；判断子模块，用于根据所述夹角之和，判断等效质心和对应安全控制区域的位置关系。

一些实施例中，进一步还包括输出模块，输出模块用于将确定的安全状态以语音、画面、报警声和/或文字形式输出。

一些实施例中，进一步还包括控制模块，控制模块用于在确定工程机械处于非安全状态或某些安全等级时，限制作业部件执行可能导致危险的作业动作。

一些实施例中，力矩等效法计算子模块可以包括云梯等效质心计算子模块和工程机械等效质心计算子模块，云梯等效质心计算子模块，用于根据云梯各节梯的等效质心相对于变幅旋转中心R的距离v_i、各节梯的质量G_i以及实时测得的各节梯的伸出量Δ，计算云梯的质量G_u和云梯的等效质心相对于变幅旋转中心R的距离v_u；工程机械等效质心计算子模块，用于：利用所述距离v_u和对应的变幅角度α计算云梯的等效质心相对于回转中心O的水平面投影距离，分别用云梯、转台和下装三个部件各自的等效质心相对于回转中心O的水平面投影距离与回转角度φ结合计算对应的等效质心在水平面投影的坐标值，进而结合所述三个部件的质量计算所述工程机械相对于回转中心O的等效质心的位置坐标(x，y)和质量G。

图2示出一些实施例中的确定工程机械安全状态的方法。如图2所示，该方法包括以下步骤：

S1.根据工程机械(如云梯消防车)的支腿展开后的位置构建至少一级安全控制区域；

S2.计算工程机械的等效质心；

S3.判断工程机械的等效质心与至少一级安全控制区域的位置关系；以及

S4.根据位置关系，确定工程机械的安全状态。

一些实施例中，进一步还可以包括将确定的安全状态输出的步骤。例如通过语音提示、报警声等方式输出。

一些实施例中，进一步还可以包括：当确定工程机械处于非安全状态或某些安全等级时，限制作业部件执行可能导致危险的作业动作的步骤。例如，在图4所示三级安全控制区域A₁、A₂、A₃中，若判断等效质心位于A₃之外，车辆有倾翻可能时，则对作业部件(如云梯)的动作进行限制，使作业部件仅保留任何可朝安全方向运动的操作，如回缩梯架等。

一些实施例中，采用以下方法构建一级安全控制区域：

检测每个支腿在水平方向的伸缩量，获得支腿展开后的位置，构建出支腿围成的支撑区域。假设测量得到云梯消防车四个支腿1A、1B、1C、1D相对于车辆中心在水平方向展开长度分别为l₁、l₂、l₃、l₄，根据该测量结果定义支腿1A支撑中心A的坐标为(X_A，Y_A)，支腿1B支撑中心B的坐标为(X_B，Y_B)，支腿1C支撑中心C的坐标为(X_C，Y_C)，支腿1D支撑中心D的坐标为(X_D，Y_D)，从而构建出四个支腿1A、1B、1C、1D围成的支撑区域AR；

然后，如图3所示，将支撑区域AR的四条边分别向内平移偏移量λ，构建出一个安全控制区域A3，安全控制区域A3的四个顶点a、b、c、d的坐标分别为(x_a，y_a)、(x_b，y_b)、(x_b，y_c)、(x_d，y_d)。图3中O表示转台的回转中心。其中，偏移量λ是根据云梯消防车的工作状态及安全因素预先设置的数值。

一些实施例中，可以构建多级安全控制区域，构建方法可以为：检测每个支腿在水平方向的伸缩量，获得支腿展开后的位置，构建出支腿围成的支撑区域；将所述支撑区域的各条边分别向内平移多个偏移量，构建出多个相同中心的区域，从而形成从内向外安全等级逐渐降低的多级安全控制区域。例如，图4所示构建出了一种三级安全控制区域A₁、A₂、A₃，从A₁到A₃安全性依次降低，A₁为安全、A₂为一般、A₃为危险。同样地，多个偏移量是根据云梯消防车的工作状态及安全因素预先设置的数值。

一些实施例中，可以根据力矩等效法计算工程机械任意工作状态下的等效质心。例如，针对图1所示的六节消防云梯车，可通过以下方法计算：

参照图5和图6，用变量α表示云梯的变幅角度，用变量φ表示云梯的回转角度，用变量Δ表示云梯各节梯的伸缩量，用v_i表示云梯在缩回状态时第i节梯的等效质点相对于变幅旋转中心R的距离，用G_I第i节梯的质量，用v_u表示云梯的等效质心相对于变幅旋转中心R的距离，用G_u表示云梯的质量。图6中箭头尾端的黑点表示相应的等效质心。由于各节梯是通过同步伸缩机构来驱动其伸出和回缩的，所以每节梯相对于上一节梯的伸缩量是相等的，可以得出，当云梯伸出时，从第二节梯6到第六节梯10，每节梯的等效质心相对于变幅旋转中心R的距离为v₂+Δ，v₃+2Δ，v₄+3Δ，v₅+4Δ，v₆+5Δ；

实时测量云梯的变幅角度α、回转角度φ以及各节梯的伸缩量Δ；

根据云梯各节梯的等效质心相对于变幅旋转中心R的距离v_i、各节梯的质量G_i以及实时测得的伸出量Δ，计算云梯的质量G_u和云梯的等效质心相对于变幅旋转中心R的距离v_u；更具体地，可以按照如下公式得出：

v_{u} = \frac{Σ_{i = 1}^{6} G_{i} [v_{i} + (i - 1) Δ]}{Σ_{i = 1}^{6} G_{i}}

(i＝1，...，6)，

G_{u} = Σ_{i = 1}^{6} G_{i};

然后通过下式计算云梯消防车相对于回转中心O的等效质心的位置坐标(x，y)和质量G

x = \frac{G_{u} (v_{u} \cos α - k) \cos φ + G_{t} v_{t} \cos φ + G_{d} v_{d}}{G_{u} + G_{t} + G_{d}};

y = \frac{G_{u} (v_{u} \sin α - k) \sin φ + G_{t} v_{t} \sin φ}{G_{u} + G_{t} + G_{d}};

G＝G_u+G_t+G_d；

其中，v_t为云梯转台的等效质心相对于回转中心O的水平面投影距离，G_t为转台的质量，v_d为下装的等效质心相对于回转中心O的水平面投影距离，距离v_d是相对一直不变的，且近似位于车辆的中心上，G_d为下装的质量，k为变幅旋转中心R相对于回转中心O的水平面投影距离。

一些实施例中，对于构建的一级安全控制区域，通过以下方法判断工程机械的等效质心与该安全控制区域的位置关系，进而确定工程机械的安全状态：

如图3所示(图3中用G表示云梯消防车相对于回转中心O的等效质心)，分别在等效质心G与安全区域各顶点a、b、c、d之间连线，定义：顶点d、等效质心G、顶点a的夹角为θ₁，顶点a、等效质心G、顶点b的夹角为θ₂，顶点b、等效质心G、顶点c的夹角为θ₃，顶点c、等效质心G、顶点d的夹角为θ₄，夹角之和θ＝θ₁+θ₂+θ₃+θ₄；当云梯进行任何操作时，计算夹角之和θ，若夹角之和θ等于360度，则云梯消防车的等效质心位于该级安全控制区域A3内，可以判定操作是安全的；若夹角之和θ小于360度，则云梯消防车的等效质心位于该级安全控制区域A3外，可以判定操作处于临界状态，有可能发生危险。

进一步地，当等效质心G位于该安全控制区域A3外时，还可以将夹角之和θ与预先设置的等级值比较，确定工程机械的安全等级，所述等级值小于360、且等级值越小安全等级越低。例如：设定两个等级值350和340，当θ小于360度而大于350度时，可以判定为一般安全等级，而当θ小于350度而大于340度时，可以判定为危险等级，而当θ小于340度时，可以判定为有倾翻可能的非常危险等级。可以理解地，此处的等级值的大小与构建安全控制区域A3时的偏移量λ的大小有关系，偏移量λ越大，此处的等级值可以设置的较小。

一些实施例中，对于构建的多级安全控制区域，可以通过以下方法判断工程机械的等效质心与多级安全控制区域的位置关系：针对每级安全控制区域，计算该级安全控制区域每相邻两个顶点与工程机械的等效质心的连线的夹角之和；若所述夹角之和等于360度，则工程机械的等效质心位于该级安全控制区域内；若所述夹角之和小于360度，则所述工程机械的等效质心位于该级安全控制区域外。进而根据所述等效质心在所述多级安全控制区域的位置，确定工程机械的安全等级。例如，对于图4所示的三级安全控制区域A₁、A₂、A₃(图4中用G表示云梯消防车相对于回转中心O的等效质心)，当等效质心G与A₁各顶点的连线形成的夹角之和等于360度，等效质心G与A₂各顶点的连线形成的夹角之和等于360度，等效质心G与A₃各顶点的连线形成的夹角之和等于360度，则等效质心G位于A₁内，此时操作处于安全范围；当等效质心G与A₁各顶点的连线形成的夹角之和小于360度，等效质心G与A₂各顶点的连线形成的夹角之和等于360度，等效质心G与A₃各顶点的连线形成的夹角之和等于360度，则等效质心G位于A₂内A₁外，此时操作处于一般安全范围；当等效质心G与A₁各顶点的连线形成的夹角之和小于360度，等效质心G与A₂各顶点的连线形成的夹角之和小于360度，等效质心G与A₃各顶点的连线形成的夹角之和等于360度，则等效质心G位于A₃内A₂外，此时操作处于危险范围；当等效质心G与A₁各顶点的连线形成的夹角之和小于360度，等效质心G与A₂各顶点的连线形成的夹角之和小于360度，等效质心G与A₃各顶点的连线形成的夹角之和小于360度，则等效质心G位于A₃之外，此时车辆有倾翻可能。

本发明一些实施例的确定工程机械安全状态的装置或系统应用于消防云梯车，至少具有以下有益效果：

1.消防云梯车可以在支腿不能全展开的情况下工作，并较单边支腿技术提升了更大的工作范围；能够提高消防云梯车在复杂、苛刻救援环境下的救援能力。

2.增加了车辆工作倾翻的安全级别判定，并可以此对车辆进行操作安全限定。

可以理解地，本发明确定工程机械安全状态的装置或系统还可应用于其它的工程机械，如液压伸缩式吊车，等等。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims

1.一种确定工程机械安全状态的方法，其特征在于，包括以下步骤：

计算所述工程机械的等效质心；

根据所述位置关系，确定工程机械的安全状态

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述至少一级安全控制区域为一级安全控制区域，其构建方法包括以下步骤：：

检测每个支腿在水平方向的伸缩量，获得支腿展开后的位置，构建出支腿围成的支撑区域；

将所述支撑区域的各条边分别向内平移一个偏移量，构建出一级安全控制区域。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，确定工程机械的安全状态的方法包括：所述等效质心位于该安全控制区域内，则确定工程机械安全，否则确定工程机械不安全。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述至少一级安全控制区域为多级安全控制区域，其构建方法包括以下步骤：

将所述支撑区域的各条边分别向内平移多个偏移量，构建出多个相同中心的区域，从而形成从内向外安全等级逐渐降低的多级安全控制区域。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，确定工程机械的安全状态的方法包括：根据所述等效质心在所述多级安全控制区域的位置，确定工程机械的安全等级。

6.根据权利要求2-5中任意一项所述的方法，其特征在于，所述偏移量是根据所述工程机械的工作状态及安全因素预先设置的。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：采用力矩等效法计算所述工程机械的等效质心。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，判断所述工程机械的等效质心与安全控制区域的位置关系的方法包括以下步骤：

针对每级安全控制区域，计算该级安全控制区域每相邻两个顶点与所述工程机械的等效质心的连线的夹角之和；

若所述夹角之和等于360度，则所述工程机械的等效质心位于该级安全控制区域内；

若所述夹角之和小于360度，则所述工程机械的等效质心位于该级安全控制区域外。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述至少一级安全控制区域为一级安全控制区域，确定工程机械的安全状态的方法包括：所述等效质心位于该安全控制区域内，则确定工程机械安全，当所述等效质心位于该安全控制区域外时，将所述夹角之和与预先设置的等级值比较，确定工程机械的安全等级，所述等级值小于360、且等级值越小安全等级越低。

10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括将确定的安全状态输出的步骤。

11.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：当确定工程机械处于非安全状态或某些安全等级时，限制作业部件执行可能导致危险的作业动作的步骤。

12.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述工程机械为云梯车，作业部件为云梯，计算等效质心的方法包括以下步骤：

根据云梯各节梯的等效质心相对于变幅旋转中心R的距离v_i、各节梯的质量G_i以及实时测得的伸出量Δ，计算云梯的质量G_u和云梯的等效质心相对于变幅旋转中心R的距离v_u；

利用所述距离v_u和对应的变幅角度α计算云梯的等效质心相对于回转中心O的水平面投影距离，分别用云梯、转台和下装三个部件各自的等效质心相对于回转中心O的水平面投影距离与回转角度φ结合计算对应的等效质心在水平面投影的坐标值，进而结合所述三个部件的质量计算所述工程机械相对于回转中心O的等效质心的位置坐标(x，y)和质量G。

13.一种确定工程机械安全状态的装置，其特征在于：包括安全控制区域构建模块、等效质心计算模块、位置关系确定模块以及安全状态确定模块，

所述等效质心计算模块用于计算所述工程机械的等效质心；

14.根据权利要求13所述的装置，其特征在于：所述安全控制区域构建模块包括支撑区域构建子模块和偏移子模块，

所述支撑区域构建子模块，用于检测每个支腿在水平方向的伸缩量，获得支腿展开后的位置，进而构建出支腿围成的支撑区域；

所述偏移子模块，用于将所述支撑区域的各条边分别向内平移一个偏移量，以构建出一级安全控制区域。

15.根据权利要求13所述的装置，其特征在于：所述安全控制区域构建模块包括支撑区域构建子模块和偏移子模块，

所述偏移子模块，用于将所述支撑区域的各条边分别向内平移多个偏移量，以构建出多个相同中心的区域，从而形成从内向外安全等级逐渐降低的多级安全控制区域。

16.根据权利要求13所述的装置，其特征在于：所述等效质心计算模块包括力矩等效法计算子模块，该力矩等效法计算子模块用于采用力矩等效法计算所述工程机械的等效质心。

17.根据权利要求13所述的装置，其特征在于：所述位置关系确定模块包括夹角之和计算子模块和判断子模块，

所述夹角之和计算子模块，用于针对每级安全控制区域，分别计算该级安全控制区域每相邻两个顶点与所述工程机械的等效质心的连线的夹角之和；

所述判断子模块，用于根据所述夹角之和，判断等效质心和对应安全控制区域的位置关系。

18.根据权利要求13所述的装置，其特征在于：进一步还包括输出模块，所述输出模块用于将确定的安全状态以语音、画面、报警声和/或文字形式输出。

19.根据权利要求13所述的装置，其特征在于：进一步还包括控制模块，所述控制模块用于在确定工程机械处于非安全状态或某些安全等级时，限制作业部件执行可能导致危险的作业动作。

20.根据权利要求16所述的装置，其特征在于：所述力矩等效法计算子模块包括云梯等效质心计算子模块和工程机械等效质心计算子模块，

所述云梯等效质心计算子模块，用于根据云梯各节梯的等效质心相对于变幅旋转中心R的距离v_i、各节梯的质量G_i以及实时测得的各节梯的伸出量Δ，计算云梯的质量G_u和云梯的等效质心相对于变幅旋转中心R的距离v_u；

所述工程机械等效质心计算子模块，用于：利用所述距离v_u和对应的变幅角度α计算云梯的等效质心相对于回转中心O的水平面投影距离，分别用云梯、转台和下装三个部件各自的等效质心相对于回转中心O的水平面投影距离与回转角度φ结合计算对应的等效质心在水平面投影的坐标值，进而结合所述三个部件的质量计算所述工程机械相对于回转中心O的等效质心的位置坐标(x，y)和质量G。

21.一种确定工程机械安全状态的系统，其特征在于：包括第一组传感器、第二组传感器和权利要求13-20中任意一项所述的装置，所述第一组传感器用于检测所述工程机械的支腿在水平方向的伸缩量，所述第二组传感器用于检测作业部件的运动参数。

22.根据权利要求21所述的系统，其特征在于：所述第二组传感器包括用于测量所述云梯的变幅角度α的第一传感器、用于测量所述云梯的回转角度φ的第二传感器，以及用于测量所述云梯的各节梯的伸缩量Δ的第三传感器。

23.一种工程机械，包括下装、安装在下装上的转台、以及安装在转台上的作业部件，其特征在于：还包括权利要求13-20任一项所述的装置。

24.一种工程机械，包括下装、安装在下装上的转台、以及安装在转台上的作业部件，其特征在于：还包括权利要求21或22所述的系统。