CN103617900A - 手柄安全操作控制方法、装置及系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及操作控制技术领域，公开了一种手柄安全操作控制方法、装置及系统。所述系统，包括：手柄，具有至少一个标准操作方向；使能开关；手柄的每一个标准操作方向所对应的方向开关；控制装置，分别与所述手柄、使能开关、每一个方向开关和执行机构信号连接，用于当至少一个方向开关闭合且使能开关被操作闭合时，控制使能开关保持闭合，及根据手柄的实际操作方向和开口量控制执行机构执行相应动作。操作人员在操作手柄离开初始位置时，按压一次使能开关，这时便满足使能开关保持闭合的条件，使能开关保持闭合，大大降低了操作人员操作手柄时的劳动强度，提高了操作的安全性，并且延长了使能开关的使用寿命。

Description

手柄安全操作控制方法、装置及系统

技术领域

本发明涉及操作控制技术领域，特别是涉及一种手柄安全操作控制方法、装置及系统。

背景技术

现有技术中，手柄的安全操作控制原理为：手柄上集成有一个使能键（也称使能开关），操作人员在操作手柄的过程中，需要一直按住使能键，使使能键持续输出闭合信号到控制器，控制器进行逻辑计算后输出控制信号给执行机构，控制执行机构的动作方向和速度。如果操作人员未按住使能键或者在操作过程中松开使能键，使能键将输出断开信号给控制器，此时手柄操作无效。

现有技术存在的缺陷在于，为保证操作安全，操作人员在操作过程中必须一直按住手柄上的使能键，否则操作无效，这使得操作人员的劳动强度较大，易出现疲劳。有些操作人员为降低劳动强度，用橡皮筋等物捆扎手柄，使使能键一直处于按压状态，这种做法极易因误碰手柄而导致误操作，操作的安全可靠性较差。此外，使能键经常处于持续按压状态也易导致损坏。

发明内容

本发明实施例提供了一种手柄安全操作控制方法、装置及系统，用以降低操作人员操作手柄时的劳动强度。

本发明实施例所提供的手柄安全操作控制系统，包括：

手柄，具有至少一个标准操作方向；

使能开关；

手柄的每一个标准操作方向所对应的方向开关；

控制装置，分别与所述手柄、使能开关、每一个方向开关和执行机构信号连接，用于当至少一个方向开关闭合且使能开关被操作闭合时，控制使能开关保持闭合，及根据手柄的实际操作方向和开口量控制执行机构执行相应动作。

操作人员在操作手柄离开初始位置时，按压一次使能开关，这时便满足使能开关保持闭合的条件（即至少一个方向开关闭合且使能开关被操作闭合），使能开关保持闭合。相比于现有技术，本方案大大降低了操作人员操作手柄时的劳动强度，提高了操作的安全性，并且延长了使能开关的使用寿命。

优选的，所述控制装置，还用于当每一个方向开关断开时，控制使能开关断开，所述使能开关为自复位使能开关。当操作人员操作手柄回到中位时，每一个方向开关断开，这时控制装置控制使能开关断开，这样可以避免误碰手柄而导致的误操作，进一步提高了操作的安全性。自复位使能开关可以在按压一次后自动进行复位，工作可靠，使用寿命较长。

优选的，所述控制装置，还用于当所述使能开关被操作断开时，控制执行机构停止执行动作。操作人员在操作手柄的过程中，如果手柄未回到中位，但想中止执行机构的某个动作，可以通过按压一次使能开关使使能开关断开，此时，再操作手柄无效，该方案可提高操作效率，并且能够进一步提高操作的安全性。

优选的，所述手柄为万向操作手柄，具有前、后、左、右四个标准操作方向。每一个标准操作方向对应执行机构的一种动作，操作人员可以向任意方向操作手柄，以使执行机构完成一种动作或者两种动作，这样可以大大提高操作人员的操作效率。

较佳的，所述使能开关和每一个方向开关集成于所述手柄。操作人员单手即可进行操作，有利于提高操作效率和操作的准确性。

本发明实施例还提供了一种应用上述控制系统的控制装置实现的手柄安全操作控制方法，包括：

当至少一个方向开关闭合且使能开关被操作闭合时，控制使能开关保持闭合；

根据手柄的实际操作方向和开口量控制执行机构执行相应动作。

操作人员在操作手柄离开初始位置时，按压一次使能开关，这时便满足使能开关保持闭合的条件，使能开关保持闭合。本方案大大降低了操作人员操作手柄时的劳动强度，提高了操作的安全性，并且延长了使能开关的使用寿命。

优选的，当每一个方向开关断开时，控制使能开关断开。

优选的，当所述使能开关被操作断开时，控制执行机构停止执行动作。

基于相同的发明构思，本发明实施例还提供了一种实现上述手柄安全操作控制方法的手柄安全操作控制装置，包括：

第一控制设备，用于当至少一个方向开关闭合且使能开关被操作闭合时，控制使能开关保持闭合；

第二控制设备，用于根据手柄的实际操作方向和开口量控制执行机构执行相应动作。

通过该控制装置可降低操作人员操作手柄时的劳动强度，提高操作的安全性并且延长使能开关的使用寿命。

优选的，所述第一控制设备，还用于当每一个方向开关断开时，控制使能开关断开。

优选的，所述第二控制设备，还用于当所述使能开关被操作断开时，控制执行机构停止执行动作。

附图说明

图1为本发明实施例的手柄安全操作控制系统结构示意图；

图2为本发明一实施例的手柄安全操作控制方法流程示意图；

图3为本发明另一实施例的手柄安全操作控制方法流程示意图；

图4a为本发明一实施例的手柄安全操作控制装置结构示意图；

图4b为本发明另一实施例的手柄安全操作控制装置结构示意图。

附图标记：

1-手柄          2-使能开关          3-方向开关

4-控制装置      5-执行机构          6-第一控制设备

7-第二控制设备  6a-接收单元         6b-第一判断单元

6c-第二判断单元 6d-第三判断单元     6e-控制执行单元

具体实施方式

为了降低操作人员操作手柄时的劳动强度，提高操作的安全性，延长使能开关的使用寿命，本发明实施例提供了一种手柄安全操作控制方法、装置及系统。在手柄安全操作控制系统的技术方案中，当至少一个方向开关闭合且使能开关被操作闭合时，控制装置可控制使能开关保持闭合，这时人手便可松开使能开关，相比于现有技术，本方案大大降低了操作人员操作手柄时的劳动强度，提高了操作的安全性，并且延长了使能开关的使用寿命。下面以具体实施例并结合附图详细说明本发明。

实施例一

如图1所示，本发明实施例一所提供的手柄安全操作控制系统，包括：

手柄1，具有至少一个标准操作方向；

使能开关2；

手柄1的每一个标准操作方向所对应的方向开关3；

控制装置4，分别与手柄1、使能开关2、每一个方向开关3和执行机构5信号连接，用于当至少一个方向开关3闭合且使能开关2被操作闭合时，控制使能开关2保持闭合，及根据手柄1的实际操作方向和开口量控制执行机构5执行相应动作。

本发明实施例所提供的手柄安全操作控制系统可应用于各类需要通过手柄进行操作的运行设备中，例如，汽车、工程机械等，工程机械的类型不限，例如可以为起重机、挖掘机、泵车等等。

手柄1的每一个标准操作方向与执行机构5的一种执行动作相对应，可根据实际运行设备的类型来设定标准操作方向的数量和分别代表的执行机构的动作类型，例如，可以设计为手柄1具有前、后、左、右四个标准操作方向，分别代表起重机吊钩的上升、下降、吊臂的正转、逆转。在本发明的其它实施例中，也可将手柄1设计为具有一个或两个标准操作方向，在此不作具体限定。手柄1的类型可以为仅沿标准操作方向动作（例如仅能朝前、后、左、右四个标准操作方向动作），也可以为万向操作手柄，这时操作人员可以向任意方向操作手柄，使执行机构5进行一种动作或者同时进行两种动作，这样可以大大提高操作人员的操作效率。

手柄1的工作原理为：操作手柄1改变手柄1的开口大小，手柄1将输出模拟量控制信号给控制装置4（例如0～5V的模拟信号或者0～255的AW数字信号），控制装置4对这些信号进行处理（如果接受的是模拟信号，需要对模拟信号先进行A/D模数转换）、计算，然后输出执行控制信号（例如PWM脉冲宽度调制信号）给液压系统的比例电磁阀，控制比例电磁阀的电流进行相应变化，比例电磁阀控制实际动作机构的速度进行相应变化。

使能开关2是一种提供给控制装置4开关量信号的安全开关，可输出“0”（0V电源）或“1”（24V电源）的DI信号。当输出“0”的断开信号时，手柄1的任何操作均不会导致执行机构5动作，当输出“1”的闭合信号时，允许通过操作手柄1控制执行机构5进行相应动作。使能开关2的具体类型不限，优选采用自复位使能开关。自复位使能开关可以在按压一次后自动进行复位，工作原理简单、可靠，使用寿命较长。

方向开关3与使能开关2类似，也是一种提供给控制装置4开关量信号的安全开关，可输出“0”（0V电源）或“1”（24V电源）的DI信号，用于手柄1标准操作方向的开关状态判定。例如，向前推动手柄1，则前标准操作方向所对应的方向开关3闭合，该方向开关3向控制装置4发出“1”的闭合信号，此时可以确定手柄1离开中位；再例如，向右前方推动手柄1，则前标准操作方向和右标准操作方向所对应的方向开关3均闭合，这两个方向开关3分别向控制装置4发出“1”的闭合信号。依此类推，任何一个方向开关3闭合，则发出“1”的闭合信号给控制装置4，控制装置4收到任何一个方向开关3的闭合信号，则可确定手柄1离开中位，同理，如果控制装置4收到所有方向开关3发出的“0“的断开信号，则确定手柄1处于中位状态，手柄1无操作。

使能开关2和方向开关3的设置位置不限，只要能够根据操作者的操作向控制装置4发出相应开关量信号即可，例如，使能开关2可以独立于手柄1之外，操作人员在操作时，一只手用来操作使能开关2，另一只手用来操作手柄1。但优选的，使能开关2和每一个方向开关3集成于手柄1。操作人员手掌操作手柄1动作，拇指或食指操作使能开关2，使用单手即可进行操作，有利于提高操作效率和操作的准确性。

在本发明的一个优选实施例中，控制装置4，还用于当每一个方向3开关断开时，控制使能开关2断开。当操作人员操作手柄1回到中位时，每一个方向开关3断开，这时控制装置4自动控制使能开关2断开，这样可以避免误碰手柄1而导致的误操作，进一步提高了操作的安全性。

在本发明的一个更优实施例中，控制装置4，还用于当使能开关2被操作断开时，控制执行机构5停止执行动作。操作人员在操作手柄1的过程中，如果手柄1未回到中位，但想中止执行机构5的某个动作，可以通过按压一次使能开关2使使能开关2断开，此时，再操作手柄1无效，该方案可提高操作效率，并且能够进一步提高操作的安全性。

操作人员在操作手柄1离开初始位置时，按压一次使能开关2（使能开关2的按压必须在操作手柄1离开初始位置的开始或开始之后进行），这时便满足使能开关2保持闭合的条件（即至少一个方向开关3闭合且使能开关2被操作闭合），使能开关2保持闭合。相比于现有技术，本方案大大降低了操作人员操作手柄1时的劳动强度，可以避免操作人员因疲劳或操作不当而导致使能开关2按压不牢，出现操作手柄1无效的情况，提高了操作的安全性，并且延长了使能开关2的使用寿命。

实施例二

本发明实施例二还提供了一种应用上述实施例控制系统中的控制装置4实现的手柄安全操作控制方法，包括：

当至少一个方向开关3闭合且使能开关2被操作闭合时，控制使能开关2保持闭合；

根据手柄1的实际操作方向和开口量控制执行机构5执行相应动作。

如图2所示，该实施例方法可具体包括以下步骤：

步骤100、接收使能开关2和每一个方向开关3的状态信号；

步骤101、判断是否有方向开关3闭合，如果是，执行步骤102，否则，返回步骤100；

步骤102、判断使能开关2是否被操作闭合，如果是，执行步骤103，否则，返回步骤100；

步骤103、控制使能开关2保持闭合；

步骤104、根据手柄1的实际操作方向和开口量控制执行机构5执行相应动作。

其中，步骤101和步骤102可互换。操作人员在操作手柄1离开初始位置时，按压一次使能开关2，这时便满足使能开关2保持闭合的条件（即至少一个方向开关3闭合且使能开关2被操作闭合），使能开关2保持闭合。在执行机构5执行相应动作的同时，操作人员无需持续按压使能开关2，相比于现有技术，本方案大大降低了操作人员操作手柄1时的劳动强度，提高了操作的安全性，并且延长了使能开关2的使用寿命。

如图3所示，手柄安全操作控制方法还可进一步包括以下步骤：

步骤105、判断各个方向开关3是否均断开，如果是，执行步骤106，否则，返回步骤104；

步骤106、控制使能开关2断开。

当操作人员操作手柄1回到中位时，每一个方向开关3断开，这时控制使能开关2断开，可以避免误碰手柄1而导致的误操作，进一步提高了操作的安全性。

作为一个优选实施例，手柄安全操作控制方法，还包括：当使能开关2被操作断开时，控制执行机构5停止执行动作。具体地，操作人员在操作手柄1的过程中，如果手柄1未回到中位，但想中止执行机构5的某个动作，可以通过按压一次使能开关2使使能开关2断开，此时，再操作手柄1无效，该方案可提高操作效率，并且能够进一步提高操作的安全性。

实施例三

如图4a所示，基于相同的发明构思，本发明实施例还提供了一种实现上述手柄安全操作控制方法的手柄安全操作控制装置，包括：

第一控制设备6，用于当至少一个方向开关3闭合且使能开关2被操作闭合时，控制使能开关2保持闭合；

第二控制设备7，用于根据手柄1的实际操作方向和开口量控制执行机构5执行相应动作。

第一控制设备6的具体结构不限，例如图4b所示，可具体包括：接收单元6a，用于接收使能开关2和每一个方向开关3的状态信号；第一判断单元6b，用于判断是否有方向开关3闭合；第二判断单元6c，用于在第一判断单元6b的判断结果为“是”时，判断使能开关2是否被操作闭合；控制执行单元6e，用于在第二判断单元6c的判断结果为“是”时，控制使能开关2保持闭合。

优选的，第一控制设备6，还用于当每一个方向开关3断开时，控制使能开关2断开。这时第一控制设备6可进一步包括第三判断单元6d，用于判断各个方向开关3是否均断开，则控制执行单元6e用于在第三判断单元6d的判断结果为“是”时，控制使能开关2断开。

优选的，第二控制设备7，还用于当使能开关2被操作断开时，控制执行机构5停止执行动作。

各实施例有益效果同前，通过该控制装置可降低操作人员操作手柄1时的劳动强度，提高操作的安全性并且延长使能开关的使用寿命。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。

另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。

本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质（包括但不限于磁盘存储器和光学存储器等）上实施的计算机程序产品的形式。

本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备（系统）、和计算机程序产品的流程图和／或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和／或方框图中的每一流程和／或方框、以及流程图和／或方框图中的流程和／或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (11)

1.一种手柄安全操作控制系统，其特征在于，包括：

手柄，具有至少一个标准操作方向；

使能开关；

所述手柄的每一个所述标准操作方向所对应的方向开关；

控制装置，分别与所述手柄、所述使能开关、每一个所述方向开关和执行机构信号连接，用于当至少一个所述方向开关闭合且所述使能开关被操作闭合时，控制所述使能开关保持闭合，及根据所述手柄的实际操作方向和开口量控制所述执行机构执行相应动作。

2.如权利要求1所述的控制系统，其特征在于，所述控制装置，还用于当每一个所述方向开关断开时，控制所述使能开关断开，所述使能开关为自复位使能开关。

3.如权利要求1所述的控制系统，其特征在于，所述控制装置，还用于当所述使能开关被操作断开时，控制所述执行机构停止执行动作。

4.如权利要求1～3任一项所述的控制系统，其特征在于，所述手柄为万向操作手柄，具有前、后、左、右四个标准操作方向。

5.如权利要求4所述的控制系统，其特征在于，所述使能开关和每一个所述方向开关集成于所述手柄。

6.一种应用权利要求1所述控制系统的控制装置实现的手柄安全操作控制方法，其特征在于，包括：

当至少一个所述方向开关闭合且所述使能开关被操作闭合时，控制所述使能开关保持闭合；

根据所述手柄的实际操作方向和开口量控制执行机构执行相应动作。

7.如权利要求6所述的控制方法，其特征在于，还包括：

当每一个所述方向开关断开时，控制所述使能开关断开。

8.如权利要求6或7所述的控制方法，其特征在于，还包括：

当所述使能开关被操作断开时，控制所述执行机构停止执行动作。

9.一种实现权利要求6所述手柄安全操作控制方法的手柄安全操作控制装置，其特征在于，包括：

第一控制设备，用于当至少一个所述方向开关闭合且所述使能开关被操作闭合时，控制所述使能开关保持闭合；

第二控制设备，用于根据所述手柄的实际操作方向和开口量控制执行机构执行相应动作。

10.如权利要求9所述的控制装置，其特征在于，所述第一控制设备，还用于当每一个所述方向开关断开时，控制所述使能开关断开。

11.如权利要求9或10所述的控制装置，其特征在于，所述第二控制设备，还用于当所述使能开关被操作断开时，控制所述执行机构停止执行动作。

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