CN102826469A - 防倾翻装置及工程机械 - Google Patents

Abstract

本发明涉及机械技术领域，公开了一种防倾翻装置及工程机械。该防倾翻装置用于带支腿的工程机械，包括：第一获取单元，用于获取工程机械的吊物重量、臂架长度、臂架角度、配重重量、回转角度和下车重量；计算单元，与第一获取单元信号连接，用于根据第一获取单元获取的数据计算工程机械的重心位置；第一判断单元，与计算单元信号连接，用于判断所述重心位置的投影点是否位于支腿框内；第一处理单元，与第一判断单元信号连接，用于在所述重心位置的投影点位于支腿框外时控制工程机械锁定危险方向的动作。与现有技术相比，本发明可避免因操作手未能足够重视支腿报警信息或误操作而造成整机倾翻，从而有助于降低出现重大经济损失和人员伤亡的风险。

Description

防倾翻装置及工程机械

技术领域

本发明涉及机械技术领域，特别涉及一种防倾翻装置及工程机械。

背景技术

汽车起重机是一种集机械、液压、电气于一体的专用工程机械，在作业过程中，汽车起重机通过变幅、回转、伸缩等动作可将负载运送到指定位置。在这个过程中，汽车起重机的重心位置不断发生变化，因此，需要为其配置相应的装置以防止发生倾翻现象。

目前，为了防止发生防倾翻，一般通过检测支腿压力，当支腿压力大于最大值或者小于最小值时，发出支腿报警信息，以提醒操作手注意。但是在实际过程中，操作手有时对于支腿报警信息未能足够重视或者来不及对错误动作进行纠正，从而造成汽车起重机的倾翻，同时带来重大的经济损失和人员伤亡。

因此，如何针对现有的防倾翻措施进行改进，是本领域技术人员亟待解决的技术难题。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在提供一种防倾翻装置及工程机械，以解决现有的防倾翻方式容易因主观因素而失效的问题。

一方面，本发明提供了一种防倾翻装置，用于带支腿的工程机械，所述防倾翻装置包括：第一获取单元，用于获取所述工程机械的吊物重量、臂架长度、臂架角度、配重重量、回转角度和下车重量；计算单元，与所述获第一取单元信号连接，用于根据所述第一获取单元获取的数据计算所述工程机械的重心位置；第一判断单元，与所述计算单元信号连接，用于判断所述重心位置的投影点是否位于支腿框内；第一处理单元，与所述第一判断单元信号连接，用于在所述重心位置的投影点位于支腿框外时控制所述工程机械锁定危险方向的动作。

进一步地，所述防倾翻装置还包括：第一报警单元，与所述第一判断单元信号连接，用于在所述重心位置的投影点位于支腿框外时发出报警信号。

进一步地，所述防倾翻装置还包括：显示单元，设置于所述工程机械的驾驶室内并与所述计算单元信号连接，用于显示所述重心位置的投影点与支腿框的位置关系。

进一步地，所述防倾翻装置还包括：第二获取单元，用于获取所述工程机械的支腿压力；第二判断单元，与所述第一判断单元及所述第二获取单元信号连接，用于在所述重心位置的投影点位于支腿框内时判断所述支腿压力是否超出预设范围之外；第二处理单元，与所述第二判断单元信号连接，用于在所述支腿压力超出预设范围之外时，控制所述工程机械锁定危险方向的动作。

进一步地，所述防倾翻装置还包括：第二报警单元，与所述第二判断单元信号连接，用于在所述支腿压力超出预设范围之外时发出报警信号。

进一步地，所述第二获取单元为压力传感器，设置于支腿油缸内。

进一步地，所述第一获取单元包括设置于所述工程机械上的吊物重量获取模块、臂架长度获取模块、臂架角度获取模块、配重重量获取模块、回转角度获取模块和下车重量获取模块。

进一步地，所述第一报警单元为蜂鸣器。

另一方面，本发明还提供了一种工程机械，所述工程机械设置有上述任一项所述的防倾翻装置。

进一步地，所述工程机械为汽车起重机。

本发明提供的一种防倾翻装置在使用过程中，先确定工程机械的重心位置，再比较该重心位置的投影点与支腿框的位置关系，若重心位置的投影点超出支腿框，则整机将会发生倾翻，即通过确定工程机械的重心位置的投影点是否位于支腿框内，作为工程机械是否即将发生倾翻的依据，并在重心位置的投影点位于支腿框外时控制工程机械锁定危险方向的动作，与现有技术相比，本发明的方案可避免因操作手未能足够重视支腿报警信息或者误操作而造成整机倾翻，从而有助于降低出现重大经济损失和人员伤亡的风险。

本发明提供的一种工程机械设有上述的防倾翻装置，由于上述的防倾翻装置具有上述技术效果，因此，该工程机械也具有相应的技术效果。

附图说明

构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明实施例一提供的一种防倾翻装置的结构框图；

图2为本发明实施例二提供的一种防倾翻装置的结构框图；

图3为图2所示实施例的一种具体实施方式的原理示意图。

具体实施方式

应当指出，本部分中对具体结构的描述及描述顺序仅是对具体实施例的说明，不应视为对本发明的保护范围有任何限制作用。此外，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

请参考图1，实施例一的防倾翻装置用于带支腿的工程机械（例如汽车起重机），主要包括第一获取模块、计算单元、第一判断单元和第一处理单元等，其中：第一获取单元用于获取工程机械的吊物重量、臂架长度、臂架角度、配重重量、回转角度和下车重量；计算单元与获取单元信号连接，用于根据获取单元获取的各上述数据计算工程机械的重心位置；第一判断单元与计算单元信号连接，用于判断所述重心位置的投影点是否位于支腿框内；第一处理单元与第一判断单元信号连接，用于在所述重心位置的投影点位于支腿框外时控制工程机械锁定危险方向的动作。

需要说明的是，结合相关的物理定律并根据工程机械的吊物重量、臂架长度、臂架角度、配重重量、回转角度和下车重量计算出工程机械的重心位置，为本领域技术人员所述熟知，兹不赘述；另外，本申请所述的支腿框是指在作业过程中工程机械各支腿依次连线形成的连接框，该连接框通常呈矩形，重心位置的投影点是指重心位置在支腿框所在平面的投影，重心位置确定之后，根据重心位置与支腿框之间的距离即可确定重心位置的投影点，重心位置投影点的计算可由计算单元进行，也可以在第一判断单元进行判断前调用可实现相应功能的单元进行，根据工程机械的静态平衡方程和变形协调方程可知，若工程机械重心位置的投影点超出该支腿框，则整机将会发生倾翻，即通过确定工程机械的重心位置的投影点是否位于支腿框内，作为工程机械是否即将发生倾翻的依据；另外，支腿框的数据信息可以预先存储于计算单元和/或第一判断单元上，以便于在比较时使用。

从上述可知，若工程机械重心位置的投影点位于支腿框外时，防倾翻装置将动作，使工程机械锁定危险方向的动作，因此，与现有技术相比，上述实施例的方案可避免因操作手未能足够重视支腿报警信息或者误操作而造成整机倾翻，从而有助于降低出现重大经济损失和人员伤亡的风险。

请参考图2，实施例二的防倾翻装置除了包括实施例一所述的第一获取单元、计算单元、第一判断单元和第一处理单元外，还优选地包括第一报警单元，更优选地，还进一步包括显示单元，更优选地，还进一步包括第二获取单元、第二判断单元、第二处理单元，更优选地，还进一步包括第二报警单元。

其中，第一报警单元与第一判断单元信号连接，用于在所述重心位置的投影点位于支腿框外时发出报警信号；显示单元设置于工程机械的驾驶室内并与计算单元信号连接，用于显示所述重心位置的投影点与支腿框的位置关系；第二获取单元用于获取工程机械的支腿压力；第二判断单元与第一判断单元及第二获取单元信号连接，用于在所述重心位置的投影点位于支腿框内时判断所述支腿压力是否超出预设范围之外；第二处理单元与所述第二判断单元信号连接，用于在所述支腿压力超出预设范围之外时控制工程机械锁定危险方向的动作。

需要说明的是，工程机械在即将发生倾翻时，至少有一个支腿油缸的内部油压达到最大值，至少有另一个支腿油缸的内部油压达到最小值，上述支腿压力的预设范围即相当于该最大值和最小值之间的区间。

上述实施例的一种优选方案中，将显示单元设置于驾驶室内，以便操作手能够随时看到工程机械重心位置的投影点相对于支腿框的位置关系，从而避免发生误操作，增加了安全性。

上述实施例的另一种优选方案中，在工程机械重心位置的投影点位于支腿框外时通过第一报警单元向外发出报警信号，以便直接提醒操作手注意，使得操作手通过操作以走出危险境地。

上述实施例的另一种优选方案中，通过设置第二获取单元、第二判断单元和第二处理单元，以便在某些工况下，当工程机械重心位置的投影点位于支腿框内，但支腿压力大于最大值或者小于最小值时，控制工程机械锁定危险方向的动作，进一步增加了安全性；进一步地，还可以通过第二报警单元向外发出报警信号，以便操作手知晓这种情况。

在具体实施过程中，上述的第一获取单元可以具体包括设置于工程机械上的吊物重量获取模块、臂架长度获取模块、臂架角度获取模块、配重重量获取模块、回转角度获取模块和下车重量获取模块，其中，臂架长度获取模块可以选用长度传感器，该长度传感器通过测量拉索（起重臂上的拉索）的长度得出臂架的伸出长度，进而获得臂架的整体长度，臂架角度获取模块可以选用角度传感器，该角度传感器可设置于变幅油缸与起重机基本臂相连的一端，吊重重量获取模块可以根据臂架长度、臂架角度以及支腿压力（通过设置于支腿上的压力传感器获得）计算吊重重量，配重角度获取模块可以选用回转编码器，当转台转动相应角度时，回转编码器发出相应数目的脉冲，配重重量获取模块可以通过人工输入获得配种重量的数据，下车重量的数据信息可以预先存储于存储器中，在需要使用时，由下车重量获取模块从该存储器中读取；显示单元可以采用图像显示器；第二获取单元可以采用压力传感器，该压力传感器设置于支腿油缸内，用于检测支腿内的油压信息；计算单元、第一判断单元和第一处理单元或者第二判断单元和第二处理单元可以采用PLC（Programmable LogicController，可编程逻辑控制器）或者专用控制器等以及相应的驱动电路搭建，而第一报警单元或者第二报警单元可以采用蜂鸣器实现，该蜂鸣器与PLC或者专用控制器等之间可以通过蜂鸣器驱动电路连接。

请参考图3，图3给出了上述实施例二优选方案的一种实施方式，如图所示，该实施方式的防倾翻装置具体地包括PLC、主控机、显示器和蜂鸣器等，其中，PLC或者主控机通过吊物重量获取模块、臂架长度获取模块、臂架角度获取模块、配重重量获取模块、回转角度获取模块和下车重量获取模块获取吊物重量、臂架长度、臂架角度、配重重量、回转角度和下车重量等数据，然后计算出工程机械的重心位置，然后判断该重心位置的投影点是否位于支腿框内，若是，则通过PLC控制工程机械锁定危险方向的动作并驱动蜂鸣器报警，另外，PLC还可以获取支腿框的数据信息（图未示出），并将重心位置投影点和支腿框的数据信息上传给主控机，由主控机通过显示器（设置于工程机械的驾驶室中）将重心位置投影点与支腿框的位置关系显示出来；进一步地，PLC还可以从设置于支腿油缸内的压力传感器获得压力信息，进而在工程机械重心位置的投影点位于支腿框内而该压力信息超出预设范围时，控制工程机械锁定危险方向的动作，并驱动蜂鸣器报警（即通过蜂鸣器同时实现了第一报警单元和第二报警单元的功能）。

本发明实施例还提供了一种工程机械，例如汽车起重机，该工程机械具有支腿，并且设置有上述任一实施例所述的防倾翻装置，由于上述的防倾翻装置具有上述技术效果，因此，该工程机械也应具备相应的技术效果，其相应部分的具体实施过程与上述相应的实施例类似，兹不赘述。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，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 (10)

1.一种防倾翻装置，用于带支腿的工程机械，其特征在于，所述防倾翻装置包括：

第一获取单元，用于获取所述工程机械的吊物重量、臂架长度、臂架角度、配重重量、回转角度和下车重量；

计算单元，与所述第一获取单元信号连接，用于根据所述第一获取单元获取的数据计算所述工程机械的重心位置；

第一判断单元，与所述计算单元信号连接，用于判断所述重心位置的投影点是否位于支腿框内；

第一处理单元，与所述第一判断单元信号连接，用于在所述重心位置的投影点位于支腿框外时，控制所述工程机械锁定危险方向的动作。

2.如权利要求1所述的防倾翻装置，其特征在于，所述防倾翻装置还包括：第一报警单元，与所述第一判断单元信号连接，用于在所述重心位置的投影点位于支腿框外时发出报警信号。

3.如权利要求1所述的防倾翻装置，其特征在于，所述防倾翻装置还包括：显示单元，设置于所述工程机械的驾驶室内并与所述计算单元信号连接，用于显示所述重心位置的投影点与支腿框的位置关系。

4.如权利要求1所述的防倾翻装置，其特征在于，所述防倾翻装置还包括：

第二获取单元，用于获取所述工程机械的支腿压力；

第二判断单元，与所述第一判断单元及所述第二获取单元信号连接，用于在所述重心位置的投影点位于支腿框内时判断所述支腿压力是否超出预设范围之外；

第二处理单元，与所述第二判断单元信号连接，用于在所述支腿压力超出预设范围之外时控制所述工程机械锁定危险方向的动作。

5.如权利要求4所述的防倾翻装置，其特征在于，所述防倾翻装置还包括：第二报警单元，与所述第二判断单元信号连接，用于在所述支腿压力超出预设范围之外时发出报警信号。

6.如权利要求4所述的防倾翻装置，其特征在于，所述第二获取单元为压力传感器，设置于支腿油缸内。

7.如权利要求1至6任一项所述的防倾翻装置，其特征在于，所述第一获取单元包括设置于所述工程机械上的吊物重量获取模块、臂架长度获取模块、臂架角度获取模块、配重重量获取模块、回转角度获取模块和下车重量获取模块。

8.如权利要求2所述的防倾翻装置，其特征在于，所述第一报警单元为蜂鸣器。

9.一种工程机械，其特征在于，所述工程机械设置有权利要求1至8任一项所述的防倾翻装置。

10.如权利要求9所述的工程机械，其特征在于，所述工程机械为汽车起重机。

Images