CN103487599A

CN103487599A - 一种搅拌车监控系统、方法和搅拌车

Info

Publication number: CN103487599A
Application number: CN201310364136.6A
Authority: CN
Inventors: 曾中炜; 杨卫民
Original assignee: Zoomlion Heavy Industry Science and Technology Co Ltd
Current assignee: Zoomlion Heavy Industry Science and Technology Co Ltd
Priority date: 2013-08-20
Filing date: 2013-08-20
Publication date: 2014-01-01

Abstract

本发明公开了一种搅拌车监控系统、方法和搅拌车。该系统包括：车罐，该车罐能够进行正转和反转；感应体，固定安装在所述车罐的表面，所述感应体的结构在所述车罐的转动方向上不对称；传感器，用于在所述车罐的正转和反转过程中，感测所述感应体，并输出检测信号；以及监控装置，与所述传感器连接，用于根据所述检测信号在所述车罐的正转和反转过程中的不同来识别所述车罐的转动方向。通过上述技术方案，仅采用一个感应体和一个传感器就可以完成车罐转向识别，大大降低了成本。并且，感应体具有的特定结构，使得该感应体不易被复制，有效地规避了在偷料时因人为篡改而导致的不能准确识别的缺陷，提高监控系统的准确性和可靠性。

Description

一种搅拌车监控系统、方法和搅拌车

技术领域

本发明涉及工程机械领域，具体地，涉及一种搅拌车监控系统、方法和搅拌车。

背景技术

搅拌车在行驶及作业时，必须控制车罐按需求转动，因此，需要将车罐当前的作业状态进行反馈，以更精确地控制转速，并且实现对整个物料配送过程的实时监控和集中管理。对搅拌车进行实时监测一个典型的应用是“防偷料”，即防止搅拌车在未抵达输送目的地之前将物料（例如，湿混凝土）倾泻，以避免经济损失。因此，对车罐的转动状态（例如，搅拌方向、转速等）的检测和监控就必不可少。

发明内容

本发明的目的是提供一种搅拌车监控系统、方法和搅拌车，以实现对车罐转动方向的正确识别，提高监控系统的准确性和可靠性。

为了实现上述目的，本发明提供一种搅拌车监控系统，该系统包括：车罐，该车罐能够进行正转和反转；感应体，固定安装在所述车罐的表面，所述感应体的结构在所述车罐的转动方向上不对称；传感器，用于在所述车罐的正转和反转过程中，感测所述感应体，并输出检测信号；以及监控装置，与所述传感器连接，用于根据所述检测信号在所述车罐的正转和反转过程中的不同来识别所述车罐的转动方向。

本发明还提供一种包括上述系统的搅拌车。

本发明还提供一种搅拌车监控方法，该搅拌车包括能够进行正转和反转的车罐，在所述车罐的表面固定安装一感应体，该感应体的结构在所述车罐的转动方向上不对称，该方法包括：接收与所述感应体对应的检测信号；以及根据所述检测信号在所述车罐的正转和反转过程中的不同来识别所述车罐的转动方向。

在上述技术方案中，仅采用一个感应体和一个传感器就可以完成车罐转向识别，大大降低了成本。并且，由于感应体的特定结构而导致在车罐正转与反转过程中所产生的检测信号不同，因此，不仅可以正确识别出车罐的转动方向，还能够使得该感应体不易被复制，有效地规避了在偷料时因人为篡改而导致的不能准确识别的缺陷，提高监控系统的准确性和可靠性。

本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1是根据本发明的实施方式的监控系统的结构图；

图2是根据本发明的实施方式的感应体沿车罐转动方向的剖面图和正视图；

图3a-图3c是根据本发明的实施方式的识别车罐转动方向的原理图；

图4是根据本发明的实施方式的识别车罐转动方向的方法流程图；以及

图5a-图5b是根据本发明的替换实施方式的识别车罐转动方向的原理图。

附图标记说明

101车罐 102感应体 103传感器 20监控装置

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

图1示出了搅拌车监控系统的结构。如图1所示，该系统可以包括：车罐101，该车罐101能够进行正转和反转；感应体102，固定安装在所述车罐101的表面，所述感应体102的结构在所述车罐101的转动方向上不对称；传感器103，用于在所述车罐101的正转和反转过程中，感测所述感应体102，并输出检测信号；以及监控装置20，与所述传感器103连接，用于根据所述检测信号在所述车罐101的正转和反转过程中的不同来识别所述车罐101的转动方向。

其中，感应体102被牢固连结在车罐101上，不易被拆除。而且，该感应体102可以具有特定结构（即在所述车罐101的转动方向上不对称），该特定结构使得传感器103在所述车罐101的正转和反转过程中输出的对该感应体102的检测信号不同。感应体102的结构在车罐101的转动方向上不对称可以体现为：以所述车罐101的经过所述感应体102中心的经线（在此假设车罐101为一球体）为对称轴，该感应体102在该对称轴两侧的结构不对称。

例如，感应体102可以具有如图2所示的结构。其中，在图2左侧的图表示了感应体102沿车罐101转动方向的剖面图，而图2右侧的图表示了感应体102沿车罐101转动方向的正视图。此种结构的感应体102的特点在于具有凹槽，并且感应体102的前半部分的凹槽的数量与后半部分的凹槽的数量不同。在这种情况下，传感器103可以例如为接近开关，所述检测信号为能够反映所述凹槽分布的脉冲信号；以及所述监控装置20可以根据前一半的脉冲信号的变化次数（反映感应体前半部分的凹槽数）和后一半的脉冲信号的变化次数（反映感应体后半部分的凹槽数）来识别所述车罐的转动方向。

下面以图2所示的感应体102的结构为例，结合图3a-3c来详细阐述监控装置20如何根据检测信号识别车罐101的转动方向的方法和原理。

如图3a所示，感应体102的结构可被分为四部分，分别为a段、A段、B段和b段。a段和b段的设计是为了建立识别A、B两端的时间基准，换言之，建立采样周期。A段和B段是用于区分正、反转的主要区段，其中，A段由几个分段的区域组成，而B段由一个连续的区域组成。

图3b和图3c分别示出了在车罐101的正转、反转方向上传感器103感测感应体102的图示。

如图3b所示，在车罐101正转时，传感器103首先经过图3a中的a段，获取到基准时间T1，在接下来的时间T2内，每K*T1（K>1）时间里都会检测到感应信号的变化；而在接下来的T3时间内，感应信号总会有一段时间（例如，在K*T1的时间内）维持高电平；在再次检测到感应体102变化之后，经过T4，可作为方向判断完成的依据。此时，监控装置20可以根据T2和T3内的感应信号，判断出车罐101的转动方向为正转。

如图3c所示，在车罐101反转时，传感器103首先经过图3a中b段，获取到基准时间T1，在接下来的T2时间内，感应信号总会有一段时间（例如，在K*T1的时间内）维持高电平；当该信号变为低电平后的T3时间内，信号将发生若干次跳变，最终在经过T5的延时后，结束判断过程。此时，监控装置20可识别出车罐101的转动方向为反转。

由此，控制装置20就可以根据所述检测信号在所述车罐101的正转和反转过程中的不同来正确识别出车罐101的转动方向。这种仅采用一个感应体和一个传感器就可以完成车罐转向识别的方法，大大降低了成本。并且，由于感应体的特定结构而导致在车罐正转与反转过程中所产生的检测信号不同，因此，不仅可以正确识别出车罐的转动方向，还能够使得该感应体不易被复制，有效地规避了在偷料时因人为篡改而导致的不能准确识别的缺陷，提高监控系统的准确性和可靠性。

此外，监控装置20还可以在超过一预定时间内未接收到所述检测信号的情况下，对检测状态进行复位。例如，如图3b和图3c所示，T4后的T5时间内（T5>T2、T3），传感器103无感应信号，因此，监控装置20可以在经过T5的时间后，将各个检测状态进行复位，这样可以避免外部干扰。

监控装置20不仅可以识别出车罐101的转动方向，还可以根据接收到检测信号的时间间隔来计算车罐101的转速。例如，在图3b和图3c所示的示例中，可以以每次T1上升沿或T4下降沿为触发信号，当接收到该触发信号时，监控装置20可以根据本次接收到该触发信号的时间t_n与上次接收到该触发信号的时间t_n-1之间的差，来计算车罐101的转速为rpm=60/(t_n-t_n-1)转/分钟。

图4示出了基于图2所示的感应体102的结构的识别车罐101的转动方向和计算转速的方法的流程图。

如图4所示，首先获取计时基准T1（根据T1的上升沿和下降沿信号），然后计算判断周期5*T1和2*T1。T2和T3是脉冲变化监控阶段。在T2中，首先判断在5*T1周期内是否有高电平信号持续超过2*T1。若存在，则将状态记录为B，否则，判断脉冲变化计数是否大于或等于4次，若是，则将状态记录为A。进入T3后，首先判断在5*T1周期内是否有高电平信号持续超过2*T1。若存在，则将状态记录为B，否则，判断脉冲变化计数是否大于或等于4次，若是，则将状态记录为A。在T4阶段，进行转动方向的判断。如果记录的状态为AB，则识别车罐101的转动方向为正转，如果记录的状态为BA，则识别车罐101的转动方向为反转。以T4的下降沿为触发信号，记录该下降沿的时刻t_n，并根据上一次的时刻t_n-1计算转速。在经过T5延时后，将各个检测状态复位为初始信号，并输出所识别出的正反转状态和计算出的转速。

图5a-图5b示出了感应体102的替换结构。从图5a和5b可以看出，此种结构的感应体102的特点在于具有凹槽，且所述凹槽的深度是单调变化的。如图5a和5b所示，感应体102两头X1和X3所示的区域，其高度超过阈值Y2；中间斜坡区域X2，其高度在阈值Y1和Y2间严格单调。

在这种情况下，传感器103例如可以为距离传感器，所述检测信号为反映所述凹槽的深度的信号；以及所述监控装置20可以根据所述凹槽的深度的变化趋势来识别所述车罐的转动方向。

具体地，监控装置20可以首先检测到超过阈值Y2的状态，并记录下该状态持续的时间T1，并以T1为周期对X2所在的区域进行采样，记录下T2.1，T2.2，T2.3……时刻的高度检测值。如果这些值超过阈值Y1，并且是递增的，则可判断车罐101正转，如图5a所示；反之，如果高度检测值递减，则可判断车罐101反转，如图5b所示。当下一时刻再次出现检测值超过阈值Y2，则停止采样。当检测到的高度值从>Y2的值降到<Y1的值，则可判断为系统脱离感应体102区域，可计算车罐101的转速，并输出前面的方向判断和所计算出的转速。之后可以对先前的检测状态进行复位，以准备进行下一次检测。

由此，通过此种结构的感应体102和对应的识别方法，不仅可以正确识别出转动方向，而且由于数据范围(Y1,Y2)的限定，可以有效增强该感应体102的防拆性，使之不易被伪装替代，数据更加安全。

此外，为了避免因车罐101本身圆周幅值的不均匀性导致的假数据，可以在判断高度检测值是递增或递减之后，判断所增加或所减少的幅度是否超过一预设值（即，是否大幅度增加或减少），在超过该预设值的情况下，确定所述车罐101为正转或反转。

本发明还提供了一种搅拌车监控方法，该搅拌车包括能够进行正转和反转的车罐，在所述车罐的表面固定安装一感应体，该感应体的结构在所述车罐的转动方向上不对称，该方法可以包括：接收与所述感应体对应的检测信号；以及根据所述检测信号在所述车罐的正转和反转过程中的不同来识别所述车罐的转动方向。

其中，所述感应体可以具有凹槽，且所述感应体的前半部分的凹槽的数量与所述感应体的后半部分的凹槽的数量不同。在这种情况下，所述检测信号为反映所述凹槽分布的脉冲信号；以及上述根据所述检测信号在所述车罐的正转和反转过程中的不同来识别所述车罐的转动方向可以包括根据前一半的脉冲信号的变化次数和后一半的脉冲信号的变化次数来识别所述车罐的转动方向。

可替换地，所述感应体可以具有凹槽，且所述凹槽的深度是单调变化的。在这种情况下，所述检测信号为反映所述凹槽的深度的信号；以及上述根据所述检测信号在所述车罐的正转和反转过程中的不同来识别所述车罐的转动方向可以包括根据所述凹槽的深度的变化趋势来识别所述车罐的转动方向。

由此，通过本发明提供的搅拌车监控系统、方法和搅拌车，仅采用一个感应体和一个传感器就可以完成车罐转向识别，大大降低了成本。并且，由于感应体的特定结构而导致在车罐正转与反转过程中所产生的检测信号不同，因此，不仅可以正确识别出车罐的转动方向，还能够使得该感应体不易被复制，有效地规避了在偷料时因人为篡改而导致的不能准确识别的缺陷，提高监控系统的准确性和可靠性。

以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。

Claims

1.一种搅拌车监控系统，其特征在于，该系统包括：

车罐，该车罐能够进行正转和反转；

感应体，固定安装在所述车罐的表面，所述感应体的结构在所述车罐的转动方向上不对称；

传感器，用于在所述车罐的正转和反转过程中，感测所述感应体，并输出检测信号；以及

监控装置，与所述传感器连接，用于根据所述检测信号在所述车罐的正转和反转过程中的不同来识别所述车罐的转动方向。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述感应体具有凹槽，所述感应体的前半部分的凹槽的数量与所述感应体的后半部分的凹槽的数量不同。

3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述检测信号为反映所述凹槽分布的脉冲信号；以及所述监控装置根据前一半的脉冲信号的变化次数和后一半的脉冲信号的变化次数来识别所述车罐的转动方向。

4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述感应体具有凹槽，且所述凹槽的深度是单调变化的。

5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述检测信号为反映所述凹槽的深度的信号；以及所述监控装置根据所述凹槽的深度的变化趋势来识别所述车罐的转动方向。

6.一种包括权利要求1-5中任一权利要求所述的系统的搅拌车。

7.一种搅拌车监控方法，该搅拌车包括能够进行正转和反转的车罐，其特征在于，在所述车罐的表面固定安装一感应体，该感应体的结构在所述车罐的转动方向上不对称，该方法包括：

接收与所述感应体对应的检测信号；以及

根据所述检测信号在所述车罐的正转和反转过程中的不同来识别所述车罐的转动方向。

8.根据权利要求7所述的监控方法，其特征在于，所述感应体具有凹槽，所述感应体的前半部分的凹槽的数量与所述感应体的后半部分的凹槽的数量不同。

9.根据权利要求8所述的监控方法，其特征在于，所述检测信号为反映所述凹槽分布的脉冲信号；以及其中根据所述检测信号在所述车罐的正转和反转过程中的不同来识别所述车罐的转动方向包括：根据前一半的脉冲信号的变化次数和后一半的脉冲信号的变化次数来识别所述车罐的转动方向。

10.根据权利要求7所述的监控方法，其特征在于，所述感应体具有凹槽，且所述凹槽的深度是单调变化的。

11.根据权利要求10所述的监控方法，其特征在于，所述检测信号为反映所述凹槽的深度的信号；以及其中根据所述检测信号在所述车罐的正转和反转过程中的不同来识别所述车罐的转动方向包括：根据所述凹槽的深度的变化趋势来识别所述车罐的转动方向。