CN103253137A

CN103253137A - 倾斜预警及控制系统、方法及自卸车

Info

Publication number: CN103253137A
Application number: CN2013101992048A
Authority: CN
Inventors: 林雅娇; 黄�俊; 高天林; 满军城; 曹志春
Original assignee: Sany Mining Machinery Co Ltd
Current assignee: Sany Heavy Equipment Co Ltd
Priority date: 2013-05-24
Filing date: 2013-05-24
Publication date: 2013-08-21

Abstract

本发明公开了一种倾斜预警及控制系统、方法及自卸车，属于机械控制领域，倾斜预警及控制系统包括测量倾斜状态的倾角传感器1、测量行驶速度的速度传感器2、举升状态传感器3、控制器4、控制行驶速度的油门及刹车模块4和控制举升的举升控制模块5。倾角传感器1、速度传感器2、举升状态传感器3分别与控制器4相连，并分别将倾斜状态、行驶速度、举升状态传递至控制器4，控制器4与油门及刹车模块5、举升控制模块6相连。本发明的技术方案采用电传动矿用自卸车上已有的控制器等器材采集车身倾斜角度信息、控制车辆运行，从而大大提高了矿用车工作的安全性。

Description

倾斜预警及控制系统、方法及自卸车

本发明属于机械设备控制领域，涉及一种预警及控制系统，尤其涉及一种适用于电传动矿用自卸车的倾斜预警及控制系统、方法及自卸车。

背景技术

电传动矿用自卸车工作的矿山环境一般比较复杂。目前，现有的大部分电传动矿用自卸车的防侧翻装置有些只有通过简单的粗略测量来判断是否要报警，而有些通过大量电子设备加装在车体各部，这些装置只能粗略估计车辆倾斜程度，这就造成在高速运动在稍有颠簸的路面或缓慢行驶在危险坡面时会发生误报或不报等事故；同时电传动矿用自卸车由于停放路面不平、装卸货物时车身的重心高度发生变化，会引起车身倾斜，严重时甚至会出现翻车事故。所以就需要一种能在矿车侧翻之前报警并进行相应控制的整套方案，提高车辆的安全性。

现有技术中有通过对称设置在自卸汽车倾卸回转轴支撑横梁左右两端上的检测元件来连接报警元件。这种装置只能简单粗略测量自卸车（卡车）倾斜程度，在颠簸的路面容易发生误报或不报；并无控制功能，在紧急情况下无法做出应急反应；此外，报警功能单一，因而工作人员不能根据报警信号判断矿车倾翻的危险程度；还需外加检测系统，使整个系统趋于复杂。

发明内容

有鉴于此，本发明通过采用电传动矿用自卸车上已有的控制器等器材采集车身倾斜角度信息、控制车辆运行，从而大大提高了矿用车工作的安全性。

为达到上述目的，具体技术方案如下：

一方面，提供一种倾斜预警及控制系统，包括测量倾斜状态的倾角传感器、测量行驶速度的速度传感器、举升状态传感器、控制器、控制行驶速度的油门及刹车模块和控制举升的举升控制模块，所述倾角传感器、速度传感器、举升状态传感器分别与所述控制器相连，所述倾角传感器、速度传感器、举升状态传感器分别将倾斜状态、行驶速度、举升状态传递至所述控制器，所述控制器与所述油门及刹车模块、举升控制模块相连。

优选的，还包括显示模块，所述显示模块与所述控制器相连。

优选的，所述倾角传感器为倾斜仪。

优选的，所述举升状态传感器包括两个分别与所述控制器相连的举升限位接近开关。

优选的，所述油门及刹车模块包括分别与所述控制器相连的加速踏板和动态制动踏板。

优选的，所述举升控制模块包括电控举升手柄和举升比例电磁阀、下降比例电磁阀，所述电控举升手柄与所述控制器相连，所述举升比例电磁阀、下降比例电磁阀分别与所述电控举升手柄相连。

优选的，所述显示模块通过CAN总线与所述控制器相连。

另一方面，提供一种倾斜预警及控制方法，包括以下步骤：

步骤1，通过速度传感器测量行驶速度，并传递至控制器；

步骤2，如行驶速度不为0，则通过倾角传感器测量倾斜状态，并传递至所述控制器，当倾斜状态的倾斜角度相比临界值大时，所述控制器通过油门及刹车模块降低行驶速度；

步骤3，如行驶速度为0，则通过举升状态传感器测量举升状态，当处于举升时，通过倾角传感器测量倾斜状态，并传递至所述控制器，当倾斜状态的倾斜角度相比临界值大时，所述控制器通过举升控制模块停止举升并下降。

优选的，所述步骤2和3中当倾斜状态的倾斜角度相比临界值大时，所述控制器将倾斜角度传递至显示模块显示。

另一方面，提供一种自卸车，包括如上述的倾斜预警及控制系统。

相对于现有技术，本发明的技术方案的优点有：

1、简化倾斜预警与控制系统。利用矿车已有的信号，进行报警与控制，简化报警与控制系统；

2、车辆倾斜可视化报警界面。通过已有的显示屏向驾驶者展示整车侧倾状态，这样能从一定程度上减少驾驶员的顾虑，并丰富报警形式；

3、控制形式多样化，增强系统安全性。当矿车行驶时，监测矿车的倾斜角度，当倾斜角度较大时，通过控制器发送制动信号给油门及刹车模块，减慢车速；当矿车静止举升车厢时，监测矿车的倾斜角度，当倾斜角度较大时，控制器发送电压信号给下降比例电磁阀，禁止举升，并使车厢快速回到车架上。使整个系统更安全。

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是本发明实施例的倾斜预警及控制系统的结构示意图；

图2是本发明实施例的在速度不为0时的倾斜预警及控制方法的流程图；

图3是本发明实施例的在速度为0时的倾斜预警及控制方法的流程图。

其中，1为倾角传感器、2为速度传感器、3为举升状态传感器、4为控制器、5为油门及刹车模块、6为举升控制模块、7为显示模块。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明的是，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。

以下将结合附图对本发明的实施例做具体阐释。

如图1中所示的本发明的实施例的一种倾斜预警及控制系统，包括测量倾斜状态的倾角传感器1、测量行驶速度的速度传感器2、举升状态传感器3、控制器4、控制行驶速度的油门及刹车模块4和控制举升的举升控制模块5。倾角传感器1、速度传感器2、举升状态传感器3分别与控制器4相连，并分别将倾斜状态、行驶速度、举升状态传递至控制器4。控制器4与油门及刹车模块5、举升控制模块6相连，并优选还包括显示模块7，显示模块7与控制器4相连。

本发明的实施例采用电传动矿用自卸车上已有的控制器等器材采集车身倾斜角度信息、控制车辆运行，从而大大提高了矿用车工作的安全性。

本发明实施例的车辆倾斜状态信号来源于车辆称重系统配套的倾斜仪，分别收集车辆的左右、前后方向的倾斜角度，并转换为0～5V（-15°～+15°）的电压信号。

本发明的行驶速度信号来源于GE控制系统反馈的速度信号（-8-+8V方波信号），检测车辆运行状态。

本发明的举升状态信号来源于车体上安装的举升限位接近开关，举升限位接近开关用于检测车辆举升状态。车体上安装了两个举升限位接近开关，一个安装在车体中部，一个安装在车体尾部。当车厢处于初始状态，没有举升时，中部的开关输出0，尾部的开关输出0；当车厢开始举升时，中部的开关输出1，尾部的开关输出0；当车厢举升到最高点时，中部的开关输出1，尾部的开关输出1。

本发明中的油门及刹车模块5包括加速踏板和动态制动踏板，加速踏板与动态制动踏板都是总阻值为10K的电位器。控制器4通过处理加速踏板的电压信号，进行车辆的加速控制，低电压对应速度低速，高电压对应速度高。同样控制器4通过处理动态制动踏板的电压信号，进行车辆的减速控制，低电压时制动力小，高电压时制动力大。

本发明的举升控制模块6是由电控举升手柄输出连续的电压信号，控制举升比例电磁阀以及下降比例电磁阀。手柄可运动角度是-35～+35°，举升时输出电压3.39V～2.43V；动态下降时输出电压2.14V～1.56V。

本发明的显示模块7为矿用自卸车中使用的显示屏，是矿车用于监测矿车运行数据的，本发明中通过CAN总线通信将矿车倾斜数据发送到显示屏上。当倾斜角度较大时，画面优先切换到矿车倾斜角度界面，使工作人员直观观察到矿车倾斜状况。

本发明的倾斜预警及控制方法，包括以下步骤：

步骤1，通过速度传感器2测量行驶速度，并传递至控制器4；

步骤2，如图2中所示，如行驶速度不为0，则通过倾角传感器1测量倾斜状态，并传递至控制器4，当倾斜状态的倾斜角度相比临界值大时，即较大已达到危险状态，4控制器通过油门及刹车模块5降低行驶速度，并将倾斜角度传递至显示模块7显示；此时显示屏的界面优先切换到矿车倾斜状态画面，控制器4发送低电压信号到加速踏板信号引脚，发送高电压信号到制动信号引脚，使车辆减速行驶；

步骤3，如图3中所示，如行驶速度为0，则通过举升状态传感器3测量举升状态，当处于举升时，通过倾角传感器1测量倾斜状态，并传递至控制器4，当倾斜状态的倾斜角度相比临界值大时，控制器4通过举升控制模块6停止举升并下降。此时显示屏的界面优先切换到矿车倾斜状态画面，控制器4发送1.56V低电压信号到下降比例电磁阀，使车厢停止举升，并迅速下降到车架上。

本发明的实施例中还包括一种自卸车，其中，设有如上述的倾斜预警及控制系统。由于上述倾斜预警及控制系统具有上述技术效果，因此，设有该倾斜预警及控制系统的自卸车也应具备相应的技术效果，其具体实施过程与上述实施例类似，兹不赘述。

以上对本发明的具体实施例进行了详细描述，但其只是作为范例，本发明并不限制于以上描述的具体实施例。对于本领域技术人员而言，任何对本发明进行的等同修改和替代也都在本发明的范畴之中。因此，在不脱离本发明的精神和范围下所作的均等变换和修改，都应涵盖在本发明的范围内。

Claims

1.一种倾斜预警及控制系统，其特征在于，包括测量倾斜状态的倾角传感器（1）、测量行驶速度的速度传感器（2）、举升状态传感器（3）、控制器（4）、控制行驶速度的油门及刹车模块（5）和控制举升的举升控制模块（6），所述倾角传感器（1）、速度传感器（2）、举升状态传感器（3）分别与所述控制器（4）相连，所述倾角传感器（1）、速度传感器（2）、举升状态传感器（3）分别将倾斜状态、行驶速度、举升状态传递至所述控制器（4），所述控制器（4）与所述油门及刹车模块（5）、举升控制模块（6）相连。

2.如权利要求1所述的倾斜预警及控制系统，其特征在于，还包括显示模块（7），所述显示模块（7）与所述控制器（4）相连。

3.如权利要求2所述的倾斜预警及控制系统，其特征在于，所述倾角传感器（1）为倾斜仪。

4.如权利要求3所述的倾斜预警及控制系统，其特征在于，所述举升状态传感器（3）包括两个分别与所述控制器（4）相连的举升限位接近开关。

5.如权利要求4所述的倾斜预警及控制系统，其特征在于，所述油门及刹车模块（5）包括分别与所述控制器（4）相连的加速踏板和动态制动踏板。

6.如权利要求5所述的倾斜预警及控制系统，其特征在于，所述举升控制模块（6）包括电控举升手柄和举升比例电磁阀、下降比例电磁阀，所述电控举升手柄与所述控制器（4）相连，所述举升比例电磁阀、下降比例电磁阀分别与所述电控举升手柄相连。

7.如权利要求6所述的倾斜预警及控制系统，其特征在于，所述显示模块（7）通过CAN总线与所述控制器（4）相连。

8.一种倾斜预警及控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1，通过速度传感器（2）测量行驶速度，并传递至控制器（4）；

步骤2，如行驶速度不为0，则通过倾角传感器（1）测量倾斜状态，并传递至所述控制器（4），当倾斜状态的倾斜角度相比临界值大时，所述控制器（4）通过油门及刹车模块（5）降低行驶速度；

步骤3，如行驶速度为0，则通过举升状态传感器（3）测量举升状态，当处于举升时，通过倾角传感器（1）测量倾斜状态，并传递至所述控制器（4），当倾斜状态的倾斜角度相比临界值大时，所述控制器（4）通过举升控制模块（6）停止举升并下降。

9.如权利要求8所述的倾斜预警及控制方法，其特征在于，所述步骤2和3中当倾斜状态的倾斜角度相比临界值大时，所述控制器（4）将倾斜角度传递至显示模块（7）显示。

10.一种自卸车，其特征在于，包括如权利要求1至7任一项所述的倾斜预警及控制系统。