CN102733435A - 一种轮式挖掘机行进方向自动识别装置及其识别方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种轮式挖掘机行进方向自动识别装置及其识别方法，本发明在挖掘机倒车时可以自动识别倒车状态并发出报警信号，无需人工操作倒车开关，减少司机工作量，减少了挖掘机倒车时可能存在的安全隐患，使轮式挖掘机能够符合相关道路车辆照明与信号灯的强制规定的要求，在显示器上显示挖掘机行进方向，使司机能够准确知道挖掘机即将运行的方向，无需试运行，减少安全隐患。

Description

一种轮式挖掘机行进方向自动识别装置及其识别方法

技术领域

本发明涉及的是一种挖掘机行走方法的自动识别装置和方法，尤其涉及的是一种轮式挖掘机行进方向自动识别装置及其识别方法。

背景技术

挖掘机是工程建设中常用的一种施工机械，广泛用于建筑、水利、道路、矿山等工程领域，常见的挖掘机种类有履带式挖掘机、轮式挖掘机等。图1是常见轮式挖掘机的结构示意图。如图1所示，由于挖掘机的回转平台101的回转中心与行走装置102上回转支承103的圆心同心，回转平台101可以绕行走装置102作360°任意方向旋转，所以当行走装置102的行进方向一定时，相对于司机室内的司机来说，其行进方向可以是任意的。例如，假设挖掘机的行走装置102开始的行进方向相对于司机是前进方向，当挖掘机的回转平台101作180°回转后，挖掘机的实际行进方向没有改变，但相对于司机来说，此时挖掘机的行进方向已经变成倒车方向。基于安全考虑，当挖掘机以相对于司机的倒车方向行进时，应有灯光和声音等倒车报警信号发出以警示机器后方可能存在的人员。另外在某些国家和地区，轮式挖掘机在道路上工作、行驶还应当符合相关道路车辆照明与信号灯的强制规定的要求配置倒车灯。由于挖掘机的上述特性，决定了挖掘机无法像一般的行走机械或车辆一样将行走装置的某一固定行进方向作为倒车信号，目前一般的实现方式是通过司机人工判断机器行进方向后手动开启倒车开关发出报警信号，这种操作方式不但增加司机的工作量，当司机在倒车时没有按规定或人为疏忽忘记开启倒车开关，还会存在严重的安全隐患。另一方面，由于挖掘机的回转特性，司机在操作机器行走前往往不能完全确定机器的行进方向，需要先试运行一下以确定行进方向，这样也存在安全隐患。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供了一种轮式挖掘机行进方向自动识别装置及其识别方法，在倒车时自动识别并报警。

本发明是通过以下技术方案实现的，本发明包括设置于回转平台上的四个接近开关、设置于行走装置上的弧形金属片、控制行走方向的单刀双掷开关、电子控制器、继电器和警报器；所述四个接近开关分别设置于以回转平台的回转中心为圆心的圆周上的四个等分点上，所述弧形金属片的中心弧线与所述接近开关所在的圆同心、等半径，所述单刀双掷开关的正向控制信号和反向控制信号分别连接到电子控制器的开关量输入端DI1和DI2，所述四个接近开关的分别连接到电子控制器的开关量输入端，电子控制器的开关量输出端和继电器相连，继电器和警报器相连。

所述弧形金属片的弧长为接近开关所在的圆的周长的三分之一。挖掘机行进方向相对于司机有前进、向左、向右、向后、左前、右前、左后、右后八个方向，其中向后、左后、右后三个方向定义为倒车状态，即圆周长的3/8范围（135°）为倒车状态，为使倒车状态的范围精确，所以弧形金属片的弧长取接近开关所在圆的圆周长1/3即120°。

所述四个接近开关分别为位于回转平台的回转中心正前方的前端开关、位于回转平台的回转中心正左方的左端开关、位于回转平台的回转中心正后方的后端开关和位于回转平台的回转中心正右方的右端开关，前端开关、左端开关、后端开关和右端开关对应的开关量输入端分别为DI3、DI4、DI5和 DI6。

所述回转平台和行走装置平行时，弧形金属片的中心线和前端开关的中心线重合。

一种轮式挖掘机行进方向自动识别方法，包括以下步骤：

（1）初始状态下，开关量输出端D01没有信号输出，则D01=0,

（2）读取开关量输入端DI1～DI6的数值，其中：单刀双掷开关正向控制时，DI1=1，DI2=0；单刀双掷开关反向控制时，DI1=0，DI2=1；弧形金属片与接近开关接近时，接近开关对应的开关量输入端为1，其他未接触的接近开关对应的开关量输出端为0；

（3）当DI1=1，DI5和DI6同时为1，其他为0；

或者DI1=1，DI4=0，其他为0；

或者DI1=1，DI4和DI5同时为1，其他为0；

或者当DI2=1，DI3和DI4同时为1，其他为0；

或者DI2=1，DI3=1，其他为0；

或者DI2=1，DI3和DI6同时为1，其他为0时，

判断此时为倒车信号=1，为倒车行走，则开关量输出端D01=1，驱动警报器工作；否则判断倒车信号=0，为正向行走，则开关量输出端D01=0，警报器不工作。

本发明相比现有技术具有以下优点：本发明在挖掘机倒车时可以自动识别倒车状态并发出报警信号，无需人工操作倒车开关，减少司机工作量，减少了挖掘机倒车时可能存在的安全隐患，使轮式挖掘机能够符合相关道路车辆照明与信号灯的强制规定的要求，在显示器上显示挖掘机行进方向，使司机能够准确知道挖掘机即将运行的方向，无需试运行，减少安全隐患。

附图说明

图1是常见轮式挖掘机的结构示意图；

图2是接近开关的分布示意图；

图3是弧形金属片的结构示意图；

图4是本发明识别装置的电路结构示意图；

图5是本发明识别方法的流程图。

具体实施方式

下面对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

如图2、图3和图4所示，本实施例包括设置于回转平台101上的四个接近开关、设置于行走装置102上的弧形金属片401、控制行走方向的单刀双掷开关502、电子控制器501、继电器503和警报器；所述四个接近开关分别设置于以回转平台101的回转中心为圆心的圆周上的四个等分点上，四个接近开关分别为位于回转平台101的回转中心正前方的前端开关301、位于回转平台101的回转中心正左方的左端开关302、位于回转平台101的回转中心正后方的后端开关303和位于回转平台101的回转中心正右方的右端开关304，前端开关301、左端开关302、后端开关303和右端开关304对应的开关量输入端分别为DI3、DI4、DI5和 DI6。所述弧形金属片401的中心弧线与所述接近开关所在的圆同心、等半径，所述单刀双掷开关502的正向控制信号和反向控制信号分别连接到电子控制器501的开关量输入端DI1和DI2，所述四个接近开关的分别连接到电子控制器501的开关量输入端，电子控制器501的开关量输出端和继电器503相连，继电器503的触点和警报器相连。

所述警报器包括倒车灯、声音报警器等负载。

本实施例的弧形金属片401的弧长为接近开关所在的圆的周长的三分之一。回转平台101和行走装置102平行时，弧形金属片401的中心线和前端开关301的中心线重合，使弧形金属片401与前端开关301的垂直距离在前端开关301的信号范围内且二者不接触。

接通单刀双掷开关502的正向控制线路使行走装置102处于正向行进方向，此时电子控制器501上开关量输入端DI1端口输入为1，前端开关301检测到弧形金属片401，电子控制器501上开关量输入端DI3端口输入为1，其余三只接近开关由于未检测到弧形金属片401，均输出为0。电子控制器501的开关量输入端DI1至DI6端口的逻辑组合为101000，挖掘机相对于司机为前进方向，用于倒车控制电子控制器501上开关量输出端DO1端口输出为0。所有可能的逻辑组合状态与挖掘机相对行进方向及倒车信号输出关系如表1。

表1挖掘机相对行进方向及倒车信号输出关系表。

如图5所示，实际工作过程如下：

（1）初始状态下，开关量输出端D01没有信号输出，则D01=0,

（2）读取开关量输入端DI1～DI6的数值，其中：单刀双掷开关502正向控制时，DI1=1，DI2=0；单刀双掷开关502反向控制时，DI1=0，DI2=1；弧形金属片401与接近开关接近时，接近开关对应的开关量输入端为1，其他未接触的接近开关对应的开关量输出端为0；

（3）查表1，当DI1=1，DI5和DI6同时为1，其他为0；

或者DI1=1，DI4=0，其他为0；

或者DI1=1，DI4和DI5同时为1，其他为0；

或者当DI2=1，DI3和DI4同时为1，其他为0；

或者DI2=1，DI3=1，其他为0；

或者DI2=1，DI3和DI6同时为1，其他为0时，

判断此时为倒车信号=1，为倒车行走，则开关量输出端D01=1，驱动警报器工作；否则判断倒车信号=0，为正向行走，则开关量输出端D01=0，警报器不工作。

Claims (5)

1.一种轮式挖掘机行进方向自动识别装置，其特征在于，包括设置于回转平台上的四个接近开关、设置于行走装置上的弧形金属片、控制行走方向的单刀双掷开关、电子控制器、继电器和警报器；所述四个接近开关分别设置于以回转平台的回转中心为圆心的圆周上的四个等分点上，所述弧形金属片的中心弧线与所述接近开关所在的圆同心、等半径，所述单刀双掷开关的正向控制信号和反向控制信号分别连接到电子控制器的开关量输入端DI1和DI2，所述四个接近开关的分别连接到电子控制器的开关量输入端，电子控制器的开关量输出端和继电器相连，继电器和警报器相连。

2.根据权利要求1所述的轮式挖掘机行进方向自动识别装置，其特征在于：所述弧形金属片的弧长为接近开关所在的圆的周长的三分之一。

3.根据权利要求1所述的轮式挖掘机行进方向自动识别装置，其特征在于：所述四个接近开关分别为位于回转平台的回转中心正前方的前端开关、位于回转平台的回转中心正左方的左端开关、位于回转平台的回转中心正后方的后端开关和位于回转平台的回转中心正右方的右端开关，前端开关、左端开关、后端开关和右端开关对应的开关量输入端分别为DI3、DI4、DI5和 DI6。

4.根据权利要求3所述的轮式挖掘机行进方向自动识别装置，其特征在于：所述回转平台和行走装置平行时，弧形金属片的中心线和前端开关的中心线重合。

5.一种如权利要求1-4中任一项所述的一种轮式挖掘机行进方向自动识别方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）初始状态下，开关量输出端D01没有信号输出，则D01=0,

（2）读取开关量输入端DI1～DI6的数值，其中：单刀双掷开关正向控制时，DI1=1，DI2=0；单刀双掷开关反向控制时，DI1=0，DI2=1；弧形金属片与接近开关接近时，接近开关对应的开关量输入端为1，其他未接触的接近开关对应的开关量输出端为0；

（3）当DI1=1，DI5和DI6同时为1，其他为0；

或者DI1=1，DI4=0，其他为0；

或者DI1=1，DI4和DI5同时为1，其他为0；

或者当DI2=1，DI3和DI4同时为1，其他为0；

或者DI2=1，DI3=1，其他为0；

或者DI2=1，DI3和DI6同时为1，其他为0时，

判断此时为倒车信号=1，为倒车行走，则开关量输出端D01=1，驱动警报器工作；否则判断倒车信号=0，为正向行走，则开关量输出端D01=0，警报器不工作。

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