CN102530107A - 驾驶室减振系统、驾驶室减振方法和轮式起重机 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种驾驶室减振系统、一种驾驶室减振方法和一种轮式起重机，其中，驾驶室减振系统包括：加速度检测单元，检测驾驶室的振动加速度；数据处理单元，将所述振动加速度与预设的阈值进行比较；控制单元，在所述振动加速度大于所述阈值时，增加所述驾驶室的减振装置的阻尼力，来减轻所述驾驶室的振动。根据本发明，在路面情况发生急剧变化，造成驾驶室的急速振动时，可以通过检测振动加速度来及时侦测到该情况，并针对性地调整减振装置的阻尼力，使减振装置能够在短时间内有效地减轻驾驶室的振动。
Description
技术领域
本发明涉及振动调控领域，具体而言，涉及这一种驾驶室减振系统、驾驶室减振方法和一种轮式起重机。
背景技术
目前，轮式起重机的驾驶室都设置了简单的减振装置。其中，绝大多数的轮式起重机的驾驶室都是用橡胶垫来隔振的，也有的起重机采用了螺旋弹簧作为驾驶室的后减振装置，但是，一般出于成本考虑，不会在驾驶室上加装复杂的减振系统。驾驶室的振动来自起重机的车架，因此车架的减振装置好坏间接影响着驾驶室的振动，目前轮式起重机车架减振一般采用钢板弹簧或油气悬挂，因此车架的钢板弹簧或油气悬挂、驾驶室的减振橡胶垫共同构成驾驶室减振的最终构成。
但这些都属于被动减振，在轮式起重机，特别是全地面起重机或越野起重机在野外行驶时，由于路面条件比较复杂，对起重机驾驶室造成的振动变化较大，如果减振系统不能在短时间内减轻驾驶室的振动，仍然会对驾驶员造成较大的损害。
因此，需要一种新的驾驶室减振方案，能够适应复杂的路面条件，能及时根据驾驶室实时的振动情况，主动调节减振装置的减振性能，在短时间内减轻驾驶室的振动，以减轻驾驶员的疲劳。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于，提供一种新的驾驶室减振方案，能够适应复杂的路面条件，能及时根据驾驶室实时的振动情况，减振装置的减振性能，在短时间内减轻驾驶室的振动，以减轻驾驶员的疲劳。
有鉴于此，本发明提供一种驾驶室减振系统，包括：加速度检测单元，检测驾驶室的振动加速度；数据处理单元，将所述振动加速度与预设的阈值进行比较；控制单元，在所述振动加速度大于所述阈值时，增加所述驾驶室的减振装置的阻尼力，来减轻所述驾驶室的振动。在该技术方案中，在路面情况发生急剧变化，造成驾驶室的急速振动时，可以通过检测振动加速度来及时侦测到该情况，并针对性地调整减振装置的阻尼力，使减振装置能够在短时间内有效地减轻驾驶室的振动。加速度检测单元可以采用多种加速度传感器，数据处理单元、控制单元可以采用多种类型的运算芯片来实现。
在上述技术方案中，优选地，所述数据处理单元按预定算法将在所述驾驶室的多个部位检测到的多个振动加速度处理为一个值后，再与所述阈值进行比较。在该技术方案中，通过多个位置检测振动加速度，可以尽量客观地反映出驾驶室的振动情况，采用的公式可以根据具体情况而定，可以利用加权平均、平方根等方式，将多个值综合为一个值再与阈值进行比较。
在上述技术方案中，优选地，所述控制单元根据所述振动加速度与所述阈值的差值，计算出所述减振装置中预设的调节单元应有的调节量，根据所述调节量控制所述调节单元的动作。在该技术方案中，根据振动加速度与阈值的差值，可以准确地获取对减振装置的调节单元的调节量大小，保证调节量既不会过大，也能满足减振装置有效减振的需要。
在上述技术方案中，优选地，所述控制单元在所述振动加速度在预定时间内持续小于所述阈值时，将所述减振装置的阻尼力减小至原有水平。在该技术方案中，如果在30s内，驾驶室的振动加速度再没有超过设定阈值，则可以在接下来的30s内，将减振装置的阻尼力线性调整到原有水平，这样就便于驾驶员按正常状态进行工作。
在上述技术方案中，优选地，所述振动加速度为三轴加速度，所述振动加速度的检测位置包括所述驾驶室的座椅坐垫上方、座椅靠背和地板。在该技术方案中，检测位置可以包括更多的位置，可以根据驾驶室的实际情况来设定。
在上述技术方案中，优选地，所述阈值包括0.315m/s2，所述减振装置为空气悬挂阻尼和/或油气悬挂阻尼。在该技术方案中，阈值可以采用其他数值，0.315m/s2只是较为合理的一个，减振装置除了上述两种，也可以包括多种可调节的其他减振装置，而在采用油气悬挂阻尼时，其调节单元可以采用电液伺服阀，可以有效控制油气悬挂阻尼中油缸至蓄能器之间的油路的流量，可以有效地调节阻尼力。
本发明还提供一种驾驶室减振方法，包括：步骤202，检测驾驶室的振动加速度；步骤204，将所述振动加速度与预设的阈值进行比较；步骤206，在所述振动加速度大于所述阈值时，调节所述驾驶室的减振装置，来减轻所述驾驶室的振动。在该技术方案中，在路面情况发生急剧变化，造成驾驶室的急速振动时，可以通过检测振动加速度来及时侦测到该情况，并针对性地调整减振装置的阻尼力，使减振装置能够在短时间内有效地减轻驾驶室的振动。
在上述技术方案中，优选地，所述步骤204还包括：按预定算法将在所述驾驶室的多个部位检测到的多个振动加速度处理为一个值后，再与所述阈值进行比较。在该技术方案中，通过多个位置检测振动加速度，可以尽量客观地反映出驾驶室的振动情况，采用的公式可以根据具体情况而定，可以利用加权平均、平方根等方式，将多个值综合为一个值再与阈值进行比较。
在上述技术方案中，优选地，所述步骤206具体包括：根据所述振动加速度与所述阈值的差值，计算出所述减振装置中预设的调节单元应有的调节量，根据所述调节量控制所述调节单元的动作。在该技术方案中，根据振动加速度与阈值的差值，可以准确地获取对减振装置的调节单元的调节量大小，需要控制其中油阀的调节量，保证调节量既不会过大，也能满足减振装置有效减振的需要。
在上述技术方案中，优选地，还包括：在所述振动加速度在预定时间内持续小于所述阈值时，将所述减振装置的阻尼力减小至原有水平。在该技术方案中，如果在30s内，驾驶室的振动加速度再没有超过设定阈值，则可以在接下来的30s内，将减振装置的阻尼力线性调整到原有水平，这样就便于驾驶员按正常状态进行工作。
在上述技术方案中，优选地，所述振动加速度为三轴加速度，所述振动加速度的检测位置包括所述驾驶室的座椅坐垫上方、座椅靠背和地板。在该技术方案中，检测位置可以包括更多的位置，可以根据驾驶室的实际情况来设定。
在上述技术方案中，优选地，所述阈值包括0.315m/s2，所述减振装置为空气悬挂阻尼和/或油气悬挂阻尼。在该技术方案中，阈值可以采用其他数值，0.315m/s2只是较为合理的一个，减振装置除了上述两种，也可以包括多种可调节的其他减振装置，而在采用油气悬挂阻尼时，其调节单元可以采用电液伺服阀，可以有效控制油气悬挂阻尼中油缸至蓄能器之间的油路的流量，可以有效地调节阻尼力。
本发明还提供一种轮式起重机，包括：如上述的驾驶室减振系统。在该技术方案中，可以保证驾驶员在驾驶该轮式起重机时，即使是行驶在路面情况变化较大的野外地区，也可以实时地根据当前驾驶室的振动情况进行快速地减振处理，来减少驾驶员的疲劳。
附图说明
图1是根据本发明的一个实施例的驾驶室减振系统的框图；
图2是根据本发明的一个实施例的驾驶室减振方法的流程图；
图3是根据本发明的一个实施例的轮式起重机的框图；
图4是根据本发明的一个实施例的驾驶室减振系统的功能结构图；
图5是根据本发明的一个实施例的驾驶室减振系统的使用流程图。
具体实施方式
为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明并不限于下面公开的具体实施例的限制。
图1是根据本发明的一个实施例的驾驶室减振系统的框图。
如图1所示，本发明提供一种驾驶室减振系统100，包括：加速度检测单元102，检测驾驶室的振动加速度；数据处理单元104，将所述振动加速度与预设的阈值进行比较；控制单元106，在所述振动加速度大于所述阈值时，调节所述驾驶室的减振装置，来减轻所述驾驶室的振动。在该技术方案中，在路面情况发生急剧变化，造成驾驶室的急速振动时，可以通过检测振动加速度来及时侦测到该情况，并针对性地调整减振装置的阻尼力，使减振装置能够在短时间内有效地减轻驾驶室的振动。加速度检测单元可以采用多种加速度传感器，数据处理单元、控制单元可以采用多种类型的运算芯片来实现。
在上述技术方案中，所述数据处理单元104按预定算法将在所述驾驶室的多个部位检测到的多个振动加速度处理为一个值后，再与所述阈值进行比较。在该技术方案中，通过多个位置检测加速度，可以尽量客观地反映出驾驶室的振动情况，采用的算法可以根据具体情况而定，可以利用加权平均、平方根等方式，将多个值综合为一个值再与阈值进行比较。
在上述技术方案中，所述控制单元106根据所述振动加速度与所述阈值的差值，计算出所述减振装置中预设的调节单元应有的调节量，根据所述调节量控制所述调节单元的动作。在该技术方案中，根据振动加速度与阈值的差值，可以准确地获取对减振装置的调节单元的调节量大小，需要控制其中油阀的调节量，保证调节量既不会过大，也能满足减振装置有效减振的需要。
在上述技术方案中，所述控制单元在所述振动加速度在预定时间内持续小于所述阈值时，将所述减振装置的阻尼力减小至原有水平。在该技术方案中，如果在30s内，驾驶室的振动加速度再没有超过设定阈值，则可以在接下来的30s内，将减振装置的阻尼力线性调整到原有水平，这样就便于驾驶员按正常状态进行工作。
在上述技术方案中，所述振动加速度为三轴加速度，所述振动加速度的检测位置包括所述驾驶室的座椅坐垫上方、座椅靠背和地板。在该技术方案中，检测位置可以包括更多的位置，可以根据驾驶室的实际情况来设定。
在上述技术方案中，所述阈值包括0.315m/s2，所述减振装置为空气悬挂阻尼和/或油气悬挂阻尼。在该技术方案中，阈值可以采用其他数值，0.315m/s2只是较为合理的一个，减振装置除了上述两种，也可以包括多种可调节的其他减振装置，而在采用油气悬挂阻尼时，其调节单元可以采用电液伺服阀，可以有效控制油气悬挂阻尼中油缸至蓄能器之间的油路的流量，可以有效地调节阻尼力。
图2是根据本发明的一个实施例的驾驶室减振方法的流程图。
如图2所示，本发明还提供一种驾驶室减振方法，包括：步骤202，检测驾驶室的振动加速度；步骤204，将所述振动加速度与预设的阈值进行比较；步骤206，在所述振动加速度大于所述阈值时，调节所述驾驶室的减振装置，来减轻所述驾驶室的振动。在该技术方案中，在路面情况发生急剧变化，造成驾驶室的急速振动时，可以通过检测振动加速度来及时侦测到该情况，并针对性地调整减振装置的阻尼力，使减振装置能够在短时间内有效地减轻驾驶室的振动。
在上述技术方案中，所述步骤204还包括：按预定算法在所述驾驶室的多个部位检测到的多个振动加速度处理为一个值后，再与所述阈值进行比较。在该技术方案中，通过多个位置检测振动加速度，可以尽量客观地反映出驾驶室的振动情况，采用的算法可以根据具体情况而定，可以利用加权平均、平方根等方式，将多个值综合为一个值再与阈值进行比较。
在上述技术方案中，所述步骤206具体包括：根据所述振动加速度与所述阈值的差值，计算出所述减振装置中预设的调节单元应有的调节量，根据所述调节量控制所述调节单元的动作。在该技术方案中，根据振动加速度与阈值的差值，可以准确地获取对减振装置的调节单元的调节量大小，需要控制其中油阀的调节量，保证调节量既不会过大，也能满足减振装置有效减振的需要。
在上述技术方案中，还包括：在所述振动加速度在预定时间内持续小于所述阈值时，将所述减振装置的阻尼力减小至原有水平。在该技术方案中，如果在30s内，驾驶室的振动加速度再没有超过设定阈值，则可以在接下来的30s内，将减振装置的阻尼力线性调整到原有水平，这样就便于驾驶员按正常状态进行工作。
在上述技术方案中，所述振动加速度为三轴加速度，所述振动加速度的检测位置包括所述驾驶室的座椅坐垫上方、座椅靠背和地板。在该技术方案中，检测位置可以包括更多的位置，可以根据驾驶室的实际情况来设定。
在上述技术方案中，优选地，所述阈值包括0.315m/s2，所述减振装置空气悬挂阻尼和/或油气悬挂阻尼。在该技术方案中，阈值可以采用其他数值，0.315m/s2只是较为合理的一个，减振装置除了上述两种，也可以包括多种可调节的其他减振装置，而在采用油气悬挂阻尼时，其调节单元可以采用电液伺服阀，可以有效控制油气悬挂阻尼中油缸至蓄能器之间的油路的流量，可以有效地调节阻尼力。
图3是根据本发明的一个实施例的轮式起重机的框图；
如图3所示，本发明还提供一种轮式起重机300，包括：如上述的驾驶室减振系统100。在该技术方案中，可以保证驾驶员在驾驶该轮式起重机时，即使是行驶在路面情况变化较大的野外地区，也可以实时地根据当前驾驶室的振动情况进行快速地减振处理，来减少驾驶员的疲劳。
图4是根据本发明的一个实施例的驾驶室减振系统的功能结构图。
在本发明的一个实施例中，提供了一种应用于轮式起重机的驾驶室减振系统，就是针对复杂的路面条件，通过加装加速度传感器，并进行闭环控制，调节油气悬挂阻尼，来达到驾驶室主动减振的目的。
本实施例中的驾驶室减振系统包括加速度传感器402、智能模块404、控制器406、油气悬挂阻尼调节单元408、油气悬挂阻尼410，其中，加速度传感器402加装在驾驶室上，用于采集驾驶室的振动加速度信号，再通过智能模块404比较、计算，由控制器406得出指令，指令发给油气悬挂阻尼控制单元408，调节油气悬挂阻尼410，再通过加速度传感器402反馈的数据查看调节效果，最终构成一个驾驶室主动减振系统。
具体如图4所示，三轴加速度传感器402加装在驾驶室座椅坐垫上方、座椅靠背、驾驶室地板，用于测量驾驶室在这三个位置的三轴加速度，加速度传感器402测得的数据传给智能模块404，智能模块404负责采集这三个位置的三轴加速度，按预定的进行加权处理、平方根处理的公式，计算其总加权加速度平方根值。
智能模块404将求得的总加权加速度平方根值与振动加速度设定值0.315m/s2比较，若小于0.315m/s2，则不调节油气悬挂阻尼410(假设此时油气悬挂阻尼调节单元408没有进行动作)；若大于0.315m/s2，则通过总线连接，将比较结果送入控制器408，由控制器408计算出油气悬挂阻尼调节单元408的调节量大小的指令，并控制油气悬挂阻尼调节单元408动作，调节油气悬挂阻尼410，增加油气悬挂阻尼310的阻尼力，从而在短时间内将节驾驶室的振动加速度减低到0.315m/s2之下，达到快速减振的目的。这样不断的测量、比较、计算、控制、调节，构成驾驶室主动减振系统。
而只要检测到驾驶室的振动加速度在30s内均不超过0.315m/s2时，则控制器发出指令，在接下来的30s内线性地调节油气悬挂阻尼调节单元408的动作，恢复油气悬挂阻尼410的阻尼力，保证轮式起重机恢复原有的状态，便于驾驶员正常进行工作。
图5是根据本发明的一个实施例的驾驶室减振系统的使用流程图。
根据图5所示，就本实施例中提供的用于轮式起重机的驾驶室减振系统，对其振动测量及调控技术的实现过程做一个比较详细的介绍：
步骤502，首先在驾驶室座椅坐垫上方、座椅靠背、驾驶室地板这三个位置安装三轴加速度传感器，并完成加速度传感器、智能模块、数据处理模块、控制器及油气悬挂单元之间的硬件连接。
步骤504，驾驶室的三个位置的三轴加速度经过加速度传感器传送到智能模块，智能模块采集这三个加速度后，对它们进行实时地加权汇总，并求平方根，作为采集值。
步骤506，智能模块将采集值与设定值0.315m/s2进行比较。
步骤508，如果采集值大于设定值，控制器接收到阻尼调节请求信号后，对该信号进行处理，然后将执行命令传递到油气悬挂阻尼调节单元，该单元使能，增大油气悬挂阻尼的阻尼力，从而达到尽快地降低驾驶室振动加速度的目的。
步骤510，如果采集值小于设定值，且调节单元已进行了动作，在检测到驾驶室的振动加速度在30s内均不超过0.315m/s2时，则控制器发出指令，在接下来的30s内线性地调节油气悬挂阻尼调节单元的动作，恢复油气悬挂阻尼的阻尼力，如果调节单元未进行动作，则不进行操作。
通过以上技术方案，可以实现一种驾驶室减振系统、一种驾驶室减振方法和一种轮式起重机，所实现的新型的轮式起重机驾驶室振动测量及调控技术方案，能实时测量驾驶室的振动加速度，并根据反馈实时调节悬挂系统阻尼，进而调节驾驶室的振动，最大的优点是主动减振及智能化的控制方式，使驾驶室减振摆脱传统的减振手段单一、被动的特点，以适应各种复杂路面的行驶，最大程度地减轻驾驶室的振动。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (13)
1.一种驾驶室减振系统，其特征在于，包括：
加速度检测单元，检测驾驶室的振动加速度；
数据处理单元，将所述振动加速度与预设的阈值进行比较；
控制单元，在所述振动加速度大于所述阈值时，增加所述驾驶室的减振装置的阻尼力，来减轻所述驾驶室的振动。
2.根据权利要求1所述的驾驶室减振系统，其特征在于，所述数据处理单元按预定算法将在所述驾驶室的多个部位检测到的多个振动加速度处理为一个值后，再与所述阈值进行比较。
3.根据权利要求1所述的驾驶室减振系统，其特征在于，所述控制单元根据所述振动加速度与所述阈值的差值，计算所述减振装置中预设的调节单元应有的调节量，根据所述调节量控制所述调节单元的动作。
4.根据权利要求1所述的驾驶室减振系统，其特征在于，所述控制单元在所述振动加速度在预定时间内持续小于所述阈值时，将所述减振装置的阻尼力减小至原有水平。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的驾驶室减振系统，其特征在于，所述振动加速度为三轴加速度，所述振动加速度的检测位置包括所述驾驶室的座椅坐垫上方、座椅靠背和地板。
6.根据权利要求1至4中任一项所述的驾驶室减振系统，所述减振装置为空气悬挂阻尼和/或油气悬挂阻尼。
7.一种驾驶室减振方法，其特征在于，包括：
步骤202，检测驾驶室的振动加速度；
步骤204，将所述振动加速度与预设的阈值进行比较；
步骤206，在所述振动加速度大于所述阈值时，增加所述驾驶室的减振装置的阻尼力，来减轻所述驾驶室的振动。
8.根据权利要求7所述的驾驶室减振方法，其特征在于，所述步骤204还包括：
按预定算法将在所述驾驶室的多个部位检测到的多个振动加速度处理为一个值后，再与所述阈值进行比较。
9.根据权利要求7所述的驾驶室减振方法，其特征在于，所述步骤206具体包括：
根据所述振动加速度与所述阈值的差值，计算出所述减振装置中预设的调节单元应有的调节量，根据所述调节量控制所述调节单元的动作。
10.根据权利要求7所述的驾驶室减振方法，其特征在于，还包括：
在所述振动加速度在预定时间内持续小于所述阈值时，将所述减振装置的阻尼力减小至原有水平。
11.根据权利要求7至10中任一项所述的驾驶室减振方法，其特征在于，所述振动加速度为三轴加速度，所述振动加速度的检测位置包括所述驾驶室的座椅坐垫上方、座椅靠背和地板。
12.根据权利要求7至10中任一项所述的驾驶室减振方法，其特征在于，所述减振装置为空气悬挂阻尼和/或油气悬挂阻尼。
13.一种轮式起重机，其特征在于，包括：
如权利要求1至6中任一项所述的驾驶室减振系统。
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