CN102627231B - 一种幅度限制装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种幅度限制装置和方法，用于计算并限制伸缩臂架型式工程机械车的伸缩臂的作业幅度，所述装置包括ARM控制器模块、倾角传感器模块、测长传感器模块、旋转编码器模块，各模块之间通过CAN总线相连。所述方法包括以下步骤：获取伸缩臂的俯仰角度、伸缩臂的回转方位角度以及伸缩臂的臂长；根据伸缩臂的结构形式和俯仰角度、臂长计算伸缩臂的作业幅度；根据回转方位角度从预先存储的幅度限制临界值对应表中查得对应的幅度限制临界值；根据作业幅度与幅度限制临界值的比较对伸缩臂的工作幅度进行限制或报警，以保证工程机械车作业的安全性，避免发生倾翻事故。

Description

一种幅度限制装置及方法

技术领域

本发明涉及信息处理技术领域，尤其是一种幅度限制装置及方法，是利用嵌入式技术和现场总线技术设计实现的用于计算并限制伸缩臂作业幅度的一种安全保护装置，适用于具有伸缩臂架型式的工程机械车的防倾翻安全控制，特别是伸缩臂式高空作业车、伸缩臂式起重机的作业幅度安全限制。

背景技术

伸缩臂式是一种典型结构的工程机械车臂架型式，可以使整个臂架系统的结构更加紧凑，特别是在起重机、高空作业车中，其应用越来越多。一般来讲，伸缩臂式臂架由回转转台、变幅关节、伸缩关节组成，使其臂架具有更好的灵活性和更广的可达空间，但这种臂架型式会带来一个新的问题，即在高空作业车、起重机中应用时，由于臂架的伸出可能会导致整个车体的重心发生很大变化，一旦整个重心处于四条支腿所确定的矩形之外，则会发生倾覆事故，造成灾难性后果。因此，对于伸缩臂式工程机械车而言，有效地限制臂架的运动范围，避免倾覆事故的发生是一个非常重要的问题。在工程应用中，常常通过作业幅度限制的办法实现防倾翻控制，即通过离线计算得到一种在最大负荷下不同作业方位角度下整车的最大安全工作幅度，而在实际工作过程中通过实时监测工作幅度的变化，使其限制在安全范围以内，保证作业的安全性。幅度限制器可以分为机械式和电子式两种，机械式往往与臂架型式有直接关系，使用不灵活，已逐渐被电子式所代替。电子式幅度限制器中需要对回转角度、伸缩臂长、俯仰角度进行监测，进而计算出实时作业幅度。一般情况下，回转角度采用旋转编码器测量，俯仰角度采用电子式或机械式倾角传感器测量，臂长采用拉线式传感器测量。各个测量值往往通过电流或电压信号传递给幅度限制控制器。但由于臂架一般都较长，模拟量的方式往往会对信号的精度存在很大影响，造成计算的作业幅度与实际作业幅度有很大偏差。另外，前两种测量手段都安装在机构内部，一般都具有较好的可靠性，而拉线式测长传感器需要将多圈拉线绞盘安装在伸缩臂的外臂（即一节臂）上，拉线一段缠绕在绞盘上，另一端固定在套接在外臂之内的二节臂上，伸缩臂在伸缩过程中带动拉线运动，通过绞盘上的多圈电位器计算伸缩长度。这种方式除了测量精度较差之外，还存在一定的安全隐患，一旦作业过程中拉线断裂或绞盘回收不及时，就会使测量的长度与实际长度存在很大差别甚至错误，不能反映实际伸缩长度，导致作业幅度计算失去依据，带来发生倾翻事故的隐患。因此，为了提高系统的可靠性，保证作业的安全性，需要开发一种新型的幅度限制装置，避免拉线式测长方式的弊端，保障臂架型工程机械车在应用过程中的作业安全。

发明内容

本发明的目的是提供一种新型幅度限制装置及方法，改变传统的拉线式测长传感器存在的弊端，改变模拟量信号传输在系统应用中的误差问题，提高伸缩臂工程机械车在作业幅度测量和计算时的精度，使计算得到的作业幅度能够真实体现出其实际作业幅度值，并应用在工程机械车的幅度限制中，确保作业过程中不会发生倾翻事故，保证作业设备和人员的安全性。

为达到上述目的，根据本发明的一方面，提出一种幅度限制装置，用于计算并限制伸缩臂架型式工程机械车的伸缩臂的作业幅度，其特征在于，该装置包括ARM控制器模块、旋转编码器模块、倾角传感器模块和测长传感器模块；其中，

所述ARM控制器模块是所述幅度限制装置的核心控制单元，其包括ARM处理器、电源变换模块、CAN总线接口模块、显示屏、输出驱动模块、内部存储器，所述内部存储器中存储有离线计算出的伸缩臂在不同方位角度上的幅度限制临界值的对应表，所述ARM控制器模块还通过其输出驱动模块与外部的声光报警器、开关阀继电器相连；

所述旋转编码器模块用于测得伸缩臂的回转方位角度θ，并将测得的伸缩臂的回转方位角度θ通过CAN总线传送给所述ARM控制器模块；

所述倾角传感器模块用于测得伸缩臂的俯仰角度α，并将测得的伸缩臂的俯仰角度α通过CAN总线传送给所述ARM控制器模块；

所述测长传感器模块用于测得伸缩臂的臂长L，并将测得的伸缩臂的臂长L通过CAN总线传送给所述ARM控制器模块；

所述ARM控制器模块根据所述伸缩臂的结构形式、接收到的俯仰角度α和臂长L计算得到所述伸缩臂的作业幅度R；根据接收到的伸缩臂的回转方位角度θ从所述对应表中查得对应的幅度限制临界值R_H，并根据所述作业幅度R与所述幅度限制临界值R_H的比较来控制所述开关阀继电器的开关和所述声光报警器，以对伸缩臂的工作幅度进行限制或报警。

根据本发明的另一方面，提出一种幅度限制方法，用于计算并限制伸缩臂架型式工程机械车的伸缩臂的作业幅度，其特征在于，该方法包括以下步骤：

步骤1，利用倾角传感器获取所述伸缩臂的俯仰角度α，利用旋转编码器获取伸缩臂的回转方位角度θ，利用双向霍尔传感器与测长钢质齿条获取所述伸缩臂的臂长L；

步骤2，根据所述伸缩臂的结构形式以及得到的俯仰角度α、臂长L计算所述伸缩臂的作业幅度R；

步骤3，根据回转方位角度θ的值从预先存储的伸缩臂在不同方位角度上的幅度限制临界值对应表中查得对应所述回转方位角度θ的幅度限制临界值R_H；

步骤4，根据所述作业幅度R与所述幅度限制临界值R_H的比较来对伸缩臂的工作幅度进行限制或报警。

本发明的显著特点在于使用嵌入式ARM处理器分别组成ARM控制器和各个传感器模块，并通过CAN总线通信技术，形成了分布式的臂架参数采集单元，由各个模块内都有的一个ARM处理器分别对旋转编码器信号、变幅角度信号、臂长信号进行监测，将信号转换为数字信号后，通过CAN总线传递给ARM控制器进行处理和计算，不仅提高了信号在传输过程中的精度，也降低了系统在安装时的布线难度，提高了系统可靠性。

本发明结合伸缩臂式臂架系统的特点，采用双向霍尔磁性传感器和钢质齿条组成了一种新的臂长测量的方式，这种测量方式的运动方和固定方通过非接触信号传感的形式，一节臂和二节臂之间没有有形介质连接，而是通过磁场进行信号传递，避免了传统拉线式传感器的弊端，使得测量过程更准确简单，更适合于工程机械车这种应用环境。

本发明的主要优点如下：利用基于ARM处理器的嵌入式系统技术研制的具有分布式结构的幅度限制器部件单元，分别对各个伸缩臂关节参数进行测量，通过CAN总线传递回ARM控制器，使数据测量更准确，布线更简单，安装更为方便；采用双向霍尔磁性传感器和钢质齿条配合使用，构成非接触测长手段，这种方式避免了拉线式传感器的断线问题，提高了使用过程的可靠性，而且由于传感器基于磁场信号进行检测，对于伸缩臂上的油污、尘土等物质有良好的穿透性，不会影响测量结果，而且测量装置本身有良好的防护，基本上不会受到日晒雨淋、温度变化等外部环境因素的影响，适合于露天环境中的应用；采用显示器以数值或曲线的方式实时显示各个传感器的数值和作业幅度值，更加直观明显，易于人员的操作。

附图说明

图1是本发明幅度限制装置的结构框图。

图2是本发明幅度限制装置的工作流程图。

图3是本发明幅度限制装置在伸缩臂型工程机械车上的安装方式示意图。

图4是本发明幅度限制装置中测长齿条的几种形式的示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明进一步详细说明。

本发明的幅度限制装置基于嵌入式技术和现场总线技术设计，采用分布式的结构，构成伸缩臂型工程机械车臂架系统防倾翻的控制部分，通过实时采集各个伸缩臂的变量参数，并用CAN总线传输给ARM控制器，实现幅度计算和幅度限制功能。

图1为本发明幅度限制装置的总体结构图，本发明的幅度限制装置主要由ARM控制器模块、旋转编码器模块、倾角传感器模块、测长传感器模块四部分组成，其中：

ARM控制器模块是该幅度限制装置的核心控制单元，用于实时采集旋转编码器模块、倾角传感器模块、测长传感器模块的数据，计算伸缩臂的作业幅度，并根据作业幅度的值对开关阀继电器、报警指示灯等执行相应的控制操作。ARM控制器模块由ARM处理器（在本实施例中采用NXP公司的LPC2478芯片）、电源变换模块、CAN总线接口模块、显示屏、输出驱动模块、内部存储器（图中未示出）等组成；所述内部存储器中存储有离线计算出的伸缩臂在不同方位角度上的幅度限制临界值的对应表；所述ARM控制器模块通过其输出驱动模块与外部的声光报警器、开关阀继电器相连；所述显示屏通过数值或曲线的方式实时显示获得的伸缩臂的俯仰角度、臂长、回转方位角度的值、当前作业幅度值以及当前到达的幅度限制临界百分比，当前到达的幅度限制临界百分比为当前作业幅度值与当前幅度限制临界值之比；

旋转编码器模块用于测得伸缩臂的回转方位角度，并将测得的伸缩臂的回转方位角度通过CAN总线传送给ARM控制器模块，旋转编码器模块由ARM处理器（在本实施例中采用NXP公司的LPC1754芯片）、电源变换模块（图中未示出）、CAN总线接口模块、旋转编码器等组成，ARM处理器还内置有正交双向计数器，用于对旋转编码器输出的脉冲进行计数，以得到伸缩臂的回转方位角度；

倾角传感器模块用于测得伸缩臂的俯仰角度，并将测得的伸缩臂的俯仰角度通过CAN总线传送给所述ARM控制器模块，倾角传感器模块由ARM处理器（在本实施例中采用NXP公司的LPC1754芯片）、电源变换模块（图中未示出）、CAN总线接口模块、二维倾角传感器（在本实施例中选用SCA100T芯片）等组成，所述二维倾角传感器用于采集伸缩臂的俯仰角度并将其通过SPI总线发送给ARM处理器；

测长传感器模块用于测得伸缩臂的臂长，并将测得的伸缩臂的臂长通过CAN总线传送给所述ARM控制器模块，测长传感器模块由ARM处理器（在本实施例中采用NXP公司的LPC1754芯片）、电源变换模块（图中未示出）、CAN总线接口模块、双向霍尔传感器、测长钢质齿条等组成，ARM处理器还内置有正交双向计数器，以对双向霍尔传感器与测长钢质齿条运动过程中的脉冲信号进行计数，通过已知的齿条间距，获取伸缩臂的臂长。

ARM控制器模块与旋转编码器模块、倾角传感器模块、测长传感器模块之间通过CAN总线相连，采用CANOPEN通信协议。ARM控制器模块通过其输出驱动模块与外部的声光报警器、开关阀继电器相连。各个模块的电源变换模块用于将9～30V直流输入电压转换为内部处理电路所需的5V和3.3V电压，为各个模块的ARM处理器及其他单元供电。

所述ARM控制器模块根据所述伸缩臂的结构形式、接收到的俯仰角度α和臂长L计算得到所述伸缩臂的作业幅度R；根据接收到的伸缩臂的回转方位角度θ从所述对应表中查得对应的幅度限制临界值R_H，并根据所述作业幅度R与所述幅度限制临界值R_H的比较来控制所述开关阀继电器的开关和所述声光报警器，以对伸缩臂的工作幅度进行限制或报警。

图2是本发明幅度限制装置的工作流程图。首先，倾角传感器模块的ARM处理器通过SPI总线接收倾角传感器采集到的数值，获取伸缩臂的俯仰角度α；旋转编码器模块的旋转编码器监测回转台的旋转运动，产生代表回转台所旋转过的角度的一定数量的脉冲，该脉冲由两路正交差分信号表示，两路差分信号的相位差代表了回转台的旋转方向。旋转编码器模块的ARM处理器通过内置的正交双向计数器对旋转编码器输出的脉冲计数，得到伸缩臂的回转方位角度θ；测长传感器模块的ARM处理器通过内置的正交双向计数器对双向霍尔传感器与测长钢质齿条运动过程中的脉冲信号进行计数，再通过已知的齿条间距，获取伸缩臂的臂长L。然后，倾角传感器模块、旋转编码器模块、测长传感器模块通过CAN总线利用CANOPEN协议中的PDO数据格式将获得的α、θ、L的值传送给ARM控制器模块。ARM控制器模块根据伸缩臂的结构形式和接收到的α、L的值来计算伸缩臂的作业幅度R。本实施例中采用的作业幅度R的计算公式为：

R=L*cosα-R₀，

其中，R₀为伸缩臂与回转台的铰接点到回转台中心轴线的水平方向的距离（伸缩臂的结构形式不同，R₀的值可能是不同的）。

之后，由于ARM控制器模块的内部存储器中已经存储了通过离线计算出的伸缩臂在不同方位角度上的幅度限制临界值的对应表，就可以根据接收到的θ的值从对应表中查得对应的幅度限制临界值R_H。如果R>R_H，ARM控制器模块通过其输出驱动模块关断开关阀继电器，限制主臂的向下变幅运动和伸缩臂伸出运动，否则将打开开关阀继电器，允许主臂的向下变幅运动和伸缩臂伸出运动；如果R>90%R_H，ARM控制器模块通过其输出驱动模块点亮声光报警器，指示伸缩臂即将进入危险工作区域，否则将关断声光报警器，取消报警指示。

图3是本发明幅度限制装置在伸缩臂型工程机械车上的安装方式示意图。如图3所示，1为回转台，2为一节伸缩臂，3为二节伸缩臂，4为工作台，5为测长齿条，6为霍尔传感器，7为倾角传感器，所述伸缩臂为一、二节套接结构，即该伸缩臂的二节臂套接在一节臂内。所述幅度限制装置可安装在伸缩臂型工程机械车上，以实现其工作幅度的安全控制。所述幅度限制装置的二维倾角传感器安装在一节臂的外侧，测长传感器模块的测长钢质齿条安装在二节臂的外侧，双向霍尔传感器和测长传感器模块的其他部件安装在一节臂的末端。

工程机械车行驶时，一节臂呈水平状态，二节臂收入到一节臂内，（α，L）=（0，0）；工程机械车工作时，二维倾角传感器测量出一节臂的倾角α，测长传感器模块测量出二节臂的伸出长度L，从而得到工程机械车作业幅度的（α，L）值供ARM控制器模块使用。

图4是本发明幅度限制装置中测长钢质齿条的几种形式的示意图。安装在伸缩臂二节臂上的齿条是用来测量伸缩臂臂长伸长量的依据，二节臂在运动过程中，双向霍尔传感器所正对的位置如果是齿条的磁性金属部分，则会输出高电平，如果是齿条的空隙部分，则会输出低电平，这样在运动过程中，双向霍尔传感器的输出就会在齿条运动方向上感应出高低跳变的脉冲，而且由于双向霍尔传感器内部有两个前后并排的霍尔器件，会存在一定的相位差，通过所述双向霍尔传感器产生的相位差就可以判别齿条运动的方向。这样通过对齿条数目齿条运动的方向加减计数，再结合齿条的间距，就可以得到运动的距离，从而得到伸缩臂的臂长。

在齿条设计中，所述测长钢质齿条采用软磁或硬磁材料，可以通过在条形材料上加工出矩形齿、三角形齿、锯齿，也可以加工出凹槽或孔洞（比如圆形或方形的凹槽或孔洞）的形状来标记长度信息的刻度。齿距、齿宽度、齿深度以及条形钢铁材料的厚度等参数，可以根据所使用的双向霍尔传感器的信号感应特点来确定。

本发明还提出一种幅度限制方法，用于计算并限制伸缩臂架型式工程机械车的伸缩臂的作业幅度，该方法包括以下步骤：

步骤1，利用倾角传感器获取所述伸缩臂的俯仰角度α，利用旋转编码器获取伸缩臂的回转方位角度θ，利用双向霍尔传感器与测长钢质齿条获取所述伸缩臂的臂长L；

步骤2，根据所述伸缩臂的结构形式以及得到的俯仰角度α、臂长L计算所述伸缩臂的作业幅度R：

R=L*cosα-R₀，

其中，L为伸缩臂的臂长，α为伸缩臂的俯仰角度，R₀为伸缩臂与回转台的铰接点到回转台中心轴线的水平方向的距离；

步骤3，根据回转方位角度θ的值从预先存储的伸缩臂在不同方位角度上的幅度限制临界值对应表中查得对应所述回转方位角度θ的幅度限制临界值R_H；

步骤4，根据所述作业幅度R与所述幅度限制临界值R_H的比较来对伸缩臂的工作幅度进行限制或报警。

具体地，如果R>R_H，则限制所述主臂的向下变幅运动和伸缩臂伸出运动；如果R>90%R_H，则进行报警，指示所述伸缩臂即将进入危险工作区域。

本发明采用ARM嵌入式软硬件技术和总线式通讯技术构成了伸缩臂型工程机械车臂架运动过程中的作业幅度限制装置，由于采用了分布式结构，使得计算精度得到提高，简化了布线要求，便于各个功能单元的安装；采用了基于双向霍尔传感器和钢质齿条的非接触式臂长测量方式，避免了传统拉线式传感器的断线隐患，保障了系统的安全性和可靠性。同时这种方式不会受到油污、灰尘等因素的影响，也对日晒雨淋等环境影响有较好的适应性，其应用的范围更广，适用性更强。采用这种新型的幅度限制装置，可以更好地限制伸缩臂工程机械车的作业幅度，避免倾翻事故的发生，保障作业设备和作业人员的安全。

以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (13)

1.一种幅度限制装置，用于计算并限制伸缩臂架型式工程机械车的伸缩臂的作业幅度，其特征在于，该装置包括ARM控制器模块、旋转编码器模块、倾角传感器模块和测长传感器模块；其中，

所述ARM控制器模块是所述幅度限制装置的核心控制单元，其包括ARM处理器、电源变换模块、CAN总线接口模块、显示屏、输出驱动模块、内部存储器，所述内部存储器中存储有离线计算出的伸缩臂在不同方位角度上的幅度限制临界值的对应表，所述ARM控制器模块还通过其输出驱动模块与外部的声光报警器、开关阀继电器相连；

所述旋转编码器模块用于测得伸缩臂的回转方位角度θ，并将测得的伸缩臂的回转方位角度θ通过CAN总线传送给所述ARM控制器模块；

所述倾角传感器模块用于测得伸缩臂的俯仰角度α，并将测得的伸缩臂的俯仰角度α通过CAN总线传送给所述ARM控制器模块；

所述测长传感器模块用于测得伸缩臂的臂长L，并将测得的伸缩臂的臂长L通过CAN总线传送给所述ARM控制器模块；

所述ARM控制器模块根据所述伸缩臂的结构形式、接收到的俯仰角度α和臂长L计算得到所述伸缩臂的作业幅度R；根据接收到的伸缩臂的回转方位角度θ从所述对应表中查得对应的幅度限制临界值R_H，并根据所述作业幅度R与所述幅度限制临界值R_H的比较来控制所述开关阀继电器的开关和所述声光报警器，以对伸缩臂的工作幅度进行限制或报警；

其中，所述测长传感器模块进一步包括ARM处理器、电源变换模块、CAN总线接口模块、双向霍尔传感器、测长钢质齿条，所述测长传感器模块中的所述ARM处理器内置有正交双向计数器，用于对所述双向霍尔传感器与所述测长钢质齿条运动过程中的脉冲信号进行计数，通过已知的齿条间距，获取伸缩臂的臂长L。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述ARM控制器模块的显示屏通过数值或曲线的方式实时显示获得的伸缩臂的俯仰角度α、臂长L、回转方位角度θ的值、当前作业幅度R值以及当前到达的幅度限制临界百分比。

3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述旋转编码器模块进一步包括ARM处理器、电源变换模块、CAN总线接口模块、旋转编码器，所述旋转编码器监测工程机械车回转台的旋转运动，产生代表回转台旋转过的角度的一定数量的脉冲，该脉冲由两路正交差分信号表示，两路差分信号的相位差代表了所述回转台的旋转方向，所述旋转编码器模块中的所述ARM处理器还内置有正交双向计数器，用于对所述旋转编码器输出的脉冲进行计数，以得到伸缩臂的回转方位角度θ。

4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述倾角传感器模块进一步包括ARM处理器、电源变换模块、CAN总线接口模块、二维倾角传感器，所述二维倾角传感器用于采集伸缩臂的俯仰角度α并将其通过SPI总线发送给所述倾角传感器模块中的所述ARM处理器。

5.根据权利要求2-4中任一所述的装置，其特征在于，各个模块中的所述电源变换模块用于将9～30V直流输入电压转换为内部处理电路所需的5V和3.3V电压，为各个模块的ARM处理器及其他单元供电。

6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述伸缩臂的作业幅度R按照下式计算：

R=L*cosα-R₀，

其中，L为伸缩臂的臂长，α为伸缩臂的俯仰角度，R₀为伸缩臂与工程机械车回转台的铰接点到回转台中心轴线的水平方向的距离。

7.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，如果所述伸缩臂的作业幅度R>R_H，所述ARM控制器模块通过其输出驱动模块关断所述开关阀继电器，限制主臂的向下变幅运动和伸缩臂伸出运动，否则打开所述开关阀继电器，允许主臂的向下变幅运动和伸缩臂伸出运动；如果R>90%R_H，则所述ARM控制器模块通过其输出驱动模块点亮所述声光报警器，指示所述伸缩臂即将进入危险工作区域，否则关断所述声光报警器，取消报警指示。

8.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述幅度限制装置安装在伸缩臂为一、二节套接结构的伸缩臂型工程机械车上，所述倾角传感器模块的二维倾角传感器安装在所述伸缩臂的一节臂的外侧，所述测长传感器模块的测长钢质齿条安装在所述伸缩臂的二节臂的外侧，所述测长传感器模块的双向霍尔传感器和所述测长传感器模块的其他部件安装在所述一节臂的末端。

9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，安装在所述伸缩臂的二节臂上的测长钢质齿条是测量所述伸缩臂臂长的依据，所述二节臂在运动过程中，所述双向霍尔传感器所正对的位置如果是齿条的磁性金属部分，则会输出高电平，如果是齿条的空隙部分，则会输出低电平，这样在运动过程中，所述双向霍尔传感器的输出就会在齿条运动方向上感应出高低跳变的脉冲，而且由于所述双向霍尔传感器内部有两个前后并排的霍尔器件，会存在一定的相位差，通过所述双向霍尔传感器产生的相位差就能够判别齿条运动的方向；通过对齿条数目进行加减计数，再结合齿条的间距，就得到所述伸缩臂运动的距离，从而得到伸缩臂的臂长。

10.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述测长钢质齿条采用软磁或硬磁材料，通过在长条形的材料上加工出矩形齿、三角形齿、锯齿、凹槽或孔洞的形状来标记长度信息的刻度。

11.一种幅度限制方法，用于计算并限制伸缩臂架型式工程机械车的伸缩臂的作业幅度，其特征在于，该方法包括以下步骤：

步骤1，利用倾角传感器获取所述伸缩臂的俯仰角度α，利用旋转编码器获取伸缩臂的回转方位角度θ，ARM处理器通过内置的正交双向计数器对双向霍尔传感器与测长钢质齿条运动过程中的脉冲信号进行计数，再通过已知的齿条间距获取所述伸缩臂的臂长L；

步骤2，根据所述伸缩臂的结构形式以及得到的俯仰角度α、臂长L计算所述伸缩臂的作业幅度R；

步骤3，根据回转方位角度θ的值从预先存储的伸缩臂在不同方位角度上的幅度限制临界值对应表中查得对应所述回转方位角度θ的幅度限制临界值R_H；

步骤4，根据所述作业幅度R与所述幅度限制临界值R_H的比较来对伸缩臂的工作幅度进行限制或报警。

12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，所述伸缩臂的作业幅度R的计算公式为：

R=L*cosα-R₀，

其中，L为伸缩臂的臂长，α为伸缩臂的俯仰角度，R₀为伸缩臂与工程机械车回转台的铰接点到回转台中心轴线的水平方向的距离。

13.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，所述步骤4进一步为：如果R>R_H，则限制主臂的向下变幅运动和伸缩臂伸出运动；如果R>90%R_H，则进行报警，指示所述伸缩臂即将进入危险工作区域。

Images