CN103675320A - 压路机最大转向速度检测方法、防侧翻控制方法及设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种压路机最大转向速度检测方法、一种压路机最大转向速度检测设备、一种压路机防侧翻控制方法、一种压路机防侧翻控制设备、一种压路机防侧翻控制系统、以及一种压路机。该方法包括：接收压路机前车轮的转向角度、以及压路机左右方向的倾角和前后方向的倾角；根据接收到所述角度以及压路机状态参数计算压路机转向时的最大转向速度。本发明可以精确计算出的压路机的最大转向速度并由此在压路机的当前行驶速度接近该最大转向速度的情况下，控制减小压路机的速度，以实现防止压路机侧翻。

Description

压路机最大转向速度检测方法、防侧翻控制方法及设备

技术领域

本发明涉及工程机械，具体地，涉及一种压路机最大转向速度检测方法、一种压路机最大转向速度检测设备、一种压路机防侧翻控制方法、一种压路机防侧翻控制设备、一种压路机防侧翻控制系统、以及一种压路机。

背景技术

压路机主要用于地面碾压施工，是路面施工的重要设备之一，其主要分为单钢轮压路机、双钢轮压路机与轮胎压路机，轮胎压路机与双钢轮压路机主要用于沥青道路路面的沥青层和水稳层的压实作业，单钢轮压路机主要用于工厂、水库、大坝的地基压实。

但是在施工过程中，尤其是在坡度较大的路面施工过程中，由于路面的斜坡比较大，压路机经常会因操作不当而导致翻车事故的发生。这主要是因为：虽然压路机的行驶速度比较低，但是由于其重心一般较高，因此在转向时如果操作不当（例如，转向时行驶速度过快）会导致压路机发生侧翻；而在坡度较大的路面上转向（转弯）时，由于压路机自身重力沿压路机内外侧方向形成的分力可能会加大侧翻力，因此更容易产生侧翻事故。

而现有技术的压路机，为了在压路机倾翻时保护驾驶员的人身安全，一般在压路机的驾驶室中增加了翻车保护结构（ROPS）。但是，ROPS仅是一种对驾驶室的机械结构进行加强的装置，其只能在压路机倾翻发生后尽量减少驾驶室的变形从而起到一定的保护作用，并不能从本质上防止倾翻事故的发生。

由于现有技术中不存在可以检测压路机最大转向速度的方法或者设备，也不存在压路机防侧翻控制方法、设备、或者系统，因此不能够防止倾翻事故的发生。

发明内容

针对现有技术中存在的上述问题，本发明提供了一种压路机最大转向速度检测方法，该方法包括：接收压路机前车轮的转向角度α、压路机左右方向的倾角β和前后方向的倾角γ；根据接收到的所述转向角度α、所述倾角β、所述倾角γ以及压路机状态参数计算压路机转向时的最大转向速度v_max。

相应地，本发明还提供了一种压路机最大转向速度检测设备，该设备包括：接收器，用于接收压路机前车轮的转向角度α、压路机左右方向的倾角β和前后方向的倾角γ；控制器，用于根据接收到的所述转向角度α、所述倾角β、所述倾角γ以及压路机状态参数计算压路机转向时的最大转向速度v_max。

此外，本发明又提供了一种压路机防侧翻控制方法，该方法包括：接收压路机前车轮的转向角度α、压路机左右方向的倾角β和前后方向的倾角γ、以及压路机的当前行驶速度v；判断所述转向角度α是否为零：如果所述转向角度α为零，在所述倾角β与报警角度的差值小于预定范围的情况下进行报警操作，其中所述报警角度为

以及如果所述转向角度α不为零，则根据接收到的所述转向角度α、所述倾角β、所述倾角γ以及压路机状态参数计算压路机转向时的最大转向速度v_max，在接收到的当前行驶速度v与所述最大转向速度v_max的差值小于预定范围的情况下，控制压路机行走比例电磁阀的输出电流减小。

相应地，本发明还提供了一种压路机防侧翻控制设备，该设备包括：接收装置，用于接收压路机前车轮的转向角度α、压路机左右方向的倾角β和前后方向的倾角γ、以及压路机的当前行驶速度v；控制装置，用于判断所述转向角度α是否为零：如果所述转向角度α为零，在所述倾角β与报警角度的差值小于预定范围的情况下进行报警操作，其中所述报警角度为

以及如果所述转向角度α不为零，则根据接收到的所述转向角度α、所述倾角β、所述倾角γ以及压路机状态参数计算压路机转向时的最大转向速度v_max，在接收到的当前行驶速度v与所述最大转向速度v_max的差值小于预定范围的情况下，输出减小压路机行走比例电磁阀的输出电流的控制信号。

以及，本发明还提供了一种压路机防侧翻控制系统，该系统包括：行走马达传感器，用于检测压路机的当前行驶速度v；第一角度传感器，安装在压路机前部车架与压路机铰接装置的连接轴处，用于检测压路机前车轮的转向角度α；第二角度传感器，与水平面平行地安装在压路机驾驶室底部，用于检测压路机左右方向的倾角β和前后方向的倾角γ；根据本发明所提供的压路机防侧翻控制设备，该压路机防侧翻控制设备分别与所述第一角度传感器、第二角度传感器以及所述行走马达传感器连接；以及压路机行走比例电磁阀，与所述压路机防侧翻控制设备连接，用于调节压路机的行驶速度。

另外，本发明还提供了一种包括根据本发明所提供的压路机防侧翻控制系统的压路机。

采用本发明的压路机最大转向速度检测方法、设备，可以在压路机工作时利用接收的压路机前车轮的转向角度α、压路机左右方向的倾角β和前后方向的倾角γ、以及压路机状态参数来精确计算压路机转向时的最大转向速度v_max，由此，可以在压路机的当前行驶速度接近该最大转向速度v_max、即在当前行驶速度与所述最大转向速度v_max的差值小于预定范围的情况下，控制减小压路机的速度，以实现防止压路机侧翻。

采用本发明的压路机防侧翻控制方法、设备、系统以及压路机，可以利用接收的压路机前车轮的转向角度α、压路机左右方向的倾角β和前后方向的倾角γ、以及压路机状态参数来精确计算压路机转向时的最大转向速度v_max，并且首先判断转向角度α是否为零（即压路机是否处于转向行驶），如果转向角度α为零（即此时压路机在坡度路面上直行或停车）则通过判断左右方向倾角β与报警角度的差值是否小于预定范围来确定是否有侧翻的危险，如果判断转向角度α不为零（即此时压路机处于转向行驶）则在接收到的当前行驶速度v与所述最大转向速度v_max的差值小于预定范围的情况下，控制压路机行走比例电磁阀的输出电流减小，以控制减小压路机的速度，从而使行驶速度不会超过最大转向速度v_max，防止了在转向、直行、停车等各种可能状态下的压路机侧翻事故的发生。。

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是根据本发明的一种实施方式的压路机最大转向速度检测设备的示意图；

图2是压路机在坡度路面上转向行驶的示意图；

图3示出了建立的压路机在坡度路面上转向行驶的数学模型的示意图；

图4是根据本发明的一种实施方式的压路机最大转向速度检测方法的流程图；

图5根据本发明的一种实施方式的压路机防侧翻控制设备的示意图；

图6是根据本发明的一种实施方式的压路机防侧翻控制方法的流程图；以及

图7是根据本发明的一种实施方式的压路机防侧翻控制系统的示意图。

附图标记说明

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是根据本发明的一种实施方式的压路机最大转向速度检测设备的示意图，如图1所示，压路机最大转向速度检测设备30可以包括：接收器301，用于接收压路机前车轮的转向角度α、压路机左右方向的倾角β和前后方向的倾角γ；控制器301，用于根据接收到的所述转向角度α、所述倾角β、所述倾角γ以及压路机状态参数计算压路机转向时的最大转向速度v_max。

其中所述转向角度α可以是接收自安装在压路机前部车架与压路机铰接装置的连接轴处的第一角度传感器60检测的角度数据，以及所述左右方向的倾角β和前后方向的倾角γ可以是接收自与水平面平行地安装在压路机驾驶室底部的第二角度传感器70检测的角度数据。应当理解的是，上述角度数据也可以以其他适当的方式接收（例如人工输入等），并且对于角度传感器的设置，本领域技术人员可以根据实际情况（例如，臂架类型、资金投入等）选择适当的角度传感器安装位置和数量，本发明提供的是说明本发明思想的非限制性示例，并不对此进行限定。

具体来说，接收器301可以将接收的转向角度α、倾角β和倾角γ，发送给与其连接的控制器302，之后控制器302可以根据接收到的所述转向角度α、所述倾角β、所述倾角γ以及压路机状态参数（例如，可以预先存储在控制器302中或从外部接收（例如，通过人工输入等））计算压路机转向时的最大转向速度v_max。

其中，所述压路机状态参数包括压路机车轮宽度d、压路机重心到地面的高度h、压路机转向轴分别与压路机前后车轮滚动轴在地面投影之间的距离l₁和l₂，这些压路机状态参数为固定值（一般由压路机的类型或配置决定）。

之后，控制器302根据预先设置的程序，根据下列公式计算压路机向右转向时的最大转向速度v_max：

$v_{\max }=\sqrt{\frac{g\cos \mathrm{\γ}\·(\cos \mathrm{\β}\·\frac{d}{2h}-\sin \mathrm{\β})\·\sqrt{l_1^2+2l_1{l}_2\cos \mathrm{\α}+l_2^2}}{\sin \left|\mathrm{\α}\right|}}$ 公式（1）

其中g为重力加速度（已知量，近似为9.8），并且假设所述转向角度α向右转时为正值、所述倾角β向左倾时为正值、所述倾角γ向后倾时为正值。

对应地，该控制器302还可以根据下列公式计算压路机向左转向时的最大转向速度v_max：

$v_{\max }=\sqrt{\frac{g\cos \mathrm{\γ}\·(\cos \mathrm{\β}\·\frac{d}{2h}+\sin \mathrm{\β})\·\sqrt{l_1^2+2l_1{l}_2\cos \mathrm{\α}+l_2^2}}{\sin \left|\mathrm{\α}\right|}}$ 公式（2）

其中g为重力加速度，并且假设所述转向角度α向右转时为正值、所述倾角β向左倾时为正值、所述倾角γ向后倾时为正值。

根据本发明的一种实施方式，参照图2-3说明上述公式（1）（2）的推导过程。图2是压路机在坡度路面上转向行驶的示意图（其中单向箭头的方向为压路机受力的方向）；图3示出了建立的压路机在坡度路面上转向行驶的数学模型的示意图（其中单向箭头的方向为压路机行驶方向）。

具体来说，如图3所示，当压路机10在行驶过程中转向时，假设压路机的车轮与地面以接近纯滚动转向行驶时，压路机前车轮（例如，以W1表示）的滚动轴与压路机后车轮（例如，以W2表示）的滚动轴在地面上的投影会相交于O点，压路机前车轮与转向轴（例如，以y表示）之间的夹角为压路机前车轮的转向角度α。当压路机前车轮的转向角度α不变时，可以近似的认为压路机10将绕着该O点做圆周运动，以实现转向。

这里假设当压路机10在坡度路面20下方朝左侧倾斜向右转向行驶时（如图2左下方所示），由于压路机车身的左右倾斜方向与转向方向相反，因此重力沿压路机10外侧方向产生的分力G₁与向外的离心力F方向相同，即向外侧的倾翻力为F+G₁。而当压路机10绕O点运动到坡度路面20上方朝右侧倾斜右转向行驶（如图2右上方所示）时，由于压路机10左右倾斜方向与转向方向相同，因此重力沿压路机10内侧指向圆心方向产生的分力G₁与向外的离心力F方向相反，即向外侧的倾翻力为F-G₁。

如上所述，假设压路机前车轮的转向角度α在向右转向时为正值，向左转向时为负值；压路机左右方向的倾角β向左倾时为正值，右倾时为负值；压路机前后方向的倾角γ向后倾时为正值，前倾时为负值，则如图2左下方所示，压路机10在坡度路面20下方朝左侧倾斜向右转向行驶时：

倾翻力矩 $M_1=(F+G_1)\·h=(m\frac{v^2}{r}+\mathrm{mg}\sin \mathrm{\β}\·\cos \mathrm{\γ})\·h$

稳定力矩 $M_2=G_2\·\frac{d}{2}=\mathrm{mg}\cos \mathrm{\β}\·\cos \mathrm{\γ}\·\frac{d}{2}$ 公式（3）

其中，为压路机10受到的离心力，G₁＝mgsinβ·cosγ为压路机10重力沿压路机10外侧离开圆心的方向产生的分力，F+G₁即为压路机受到的向外侧的倾覆力。根据离心力计算的公式，有

其中m为压路机的质量，v为压路机的行驶速度，r为压路机转向时的转向半径。

当压路机10在转向行驶时，其会受到惯性离心力的影响，产生向外侧倾翻的趋势，即当向外的倾翻力矩M₁大于重力形成的稳定力矩M₂时，压路机就会向外侧倾翻。即根据力矩平衡公式，要使压路机不翻车，必须有M₁＜M₂，即 $(m\frac{v^2}{r}+\mathrm{mg}\sin \mathrm{\&beta;}\&CenterDot;\cos \mathrm{\&gamma;})\&CenterDot;h<\mathrm{mg}\cos \mathrm{\&beta;}\&CenterDot;\cos \mathrm{\&gamma;}\&CenterDot;\frac{d}{2},$ 约去两边的质量m后，有：

$(\frac{v^2}{r}+g\sin \mathrm{\&beta;}\&CenterDot;\cos \mathrm{\&gamma;})\&CenterDot;h<g\cos \mathrm{\&beta;}\&CenterDot;\cos \mathrm{\&gamma;}\&CenterDot;\frac{d}{2}$ 公式（4）

并且，当压路机10绕O点运动到坡度路面20上方朝右侧倾斜右转向行驶（如图2右上方所示）时，由于压路机朝右侧倾斜，因此倾角β＜0，但由于此时重力沿压路机外侧方向产生的分力G₁与向外的离心力F方向相反，即倾翻力为 $F-G_1=m[\frac{v^2}{r}-g\sin (-\mathrm{\&beta;})\&CenterDot;\cos \mathrm{\&gamma;}]=m(\frac{v^2}{r}+g\sin \mathrm{\&beta;}\&CenterDot;\cos \mathrm{\&gamma;}),$ 仍然满足公式（4），即压路机10在右转向时都满足公式（4）。

对于压路机转向时的转向半径r，如图3所示，可以由三角函数关系计算：

$r=\frac{\sqrt{l_1^2+2l_1{l}_2\cos \mathrm{\&alpha;}+l_2^2}}{\sin \left|\mathrm{\&alpha;}\right|}$ 公式（5）

之后，将公式（5）代入公式（3）式可以得到下式：

$(\frac{v^2\sin \left|\mathrm{\&alpha;}\right|}{\sqrt{l_1^2+2l_1{l}_2\cos \mathrm{\&alpha;}+l_2^2}}+g\sin \mathrm{\&beta;}\&CenterDot;\cos \mathrm{\&gamma;})\&CenterDot;h<g\cos \mathrm{\&beta;}\&CenterDot;\cos \mathrm{\&gamma;}\&CenterDot;\frac{d}{2}$ 公式（6）

由于，压路机10在转向时的转向角度α≠0，因此可以推导出压路机向右转向时的最大转向速度v_max，即上述公式（1），以及通过上述类似的方法可以推导出压路机向左转向时的最大转向速度v_max，即上述公式（2）。其中公式（1）（2）的不同在于sinβ的符号不同，这是因为压路机左转上下坡和右转上下坡的左右方向倾角刚好相反造成的。

根据本发明的另一种实施方式，考虑到在压路机的转向角度α＝0（例如此时压路机在坡度路面上直行或停车）的情况下，离心力F＝0，因此要使公式（1）（2）成立，必须要满足下述条件：

$\left(a\right)---\cos \mathrm{\&beta;}\&CenterDot;\frac{d}{2h}-\sin \mathrm{\&beta;}>0\&DoubleRightArrow;\tan \mathrm{\&beta;}<\frac{d}{2h};$

$\left(b\right)---\cos \mathrm{\&beta;}\&CenterDot;\frac{d}{2h}+\sin \mathrm{\&beta;}>0\&DoubleRightArrow;\tan (-\mathrm{\&beta;})<\frac{d}{2h};$

根据上述条件可知，当压路机左右方向的倾角|β|超过

时，即使压路机10在坡度路面20上直行或停车也会发生侧翻。

因此，为了进一步保证压路机10在坡度路面20上不会发生侧翻，可以将

设置为报警角度，并将压路机左右方向的倾角β与该报警角度进行实时比较，例如保证所述倾角β与报警角度的差值在预定范围，并且在所述倾角β与报警角度的差值小于预定范围的情况下进行相应报警和防侧翻操作。

相应地，本发明还提供了一种压路机最大转向速度检测方法，图4是根据本发明的一种实施方式的压路机最大转向速度检测方法的流程图。如图4所示，该方法包括下述步骤：

在步骤1001，接收压路机前车轮的转向角度α、压路机左右方向的倾角β和前后方向的倾角γ；以及

在步骤1002，根据接收到的所述转向角度α、所述倾角β、所述倾角γ以及压路机状态参数计算压路机转向时的最大转向速度v_max。

优选地，所述压路机状态参数包括压路机车轮宽度d、压路机重心到地面的高度h、压路机转向轴分别与压路机前后车轮滚动轴在地面投影之间的距离l₁和l₂。

优选地，根据下列公式计算压路机向右转向时的最大转向速度v_max：

$v_{\max }=\sqrt{\frac{g\cos \mathrm{\&gamma;}\&CenterDot;(\cos \mathrm{\&beta;}\&CenterDot;\frac{d}{2h}-\sin \mathrm{\&beta;})\&CenterDot;\sqrt{l_1^2+2l_1{l}_2\cos \mathrm{\&alpha;}+l_2^2}}{\sin \left|\mathrm{\&alpha;}\right|}}$ 公式（1）

优选地，根据下列公式计算压路机向左转向时的最大转向速度v_max：

$v_{\max }=\sqrt{\frac{g\cos \mathrm{\&gamma;}\&CenterDot;(\cos \mathrm{\&beta;}\&CenterDot;\frac{d}{2h}+\sin \mathrm{\&beta;})\&CenterDot;\sqrt{l_1^2+2l_1{l}_2\cos \mathrm{\&alpha;}+l_2^2}}{\sin \left|\mathrm{\&alpha;}\right|}}$ 公式（2）

其中g为重力加速度，并且假设所述转向角度α向右转时为正值、所述倾角β向左倾时为正值、所述倾角γ向后倾时为正值。

上述方法步骤中对于压路机状态参数、角度传感器、最大转向速度v_max、报警角度等的计算方法、选择、和设置等的实施方式如上所述，在此不再赘述。

图5根据本发明的一种实施方式的压路机防侧翻控制设备40的示意图，如图5所示，该设备包括：接收装置401，用于压路机前车轮的转向角度α、压路机左右方向的倾角β和前后方向的倾角γ、以及压路机的当前行驶速度v；控制装置402，用于判断所述转向角度α是否为零：如果所述转向角度α为零，在所述倾角β与报警角度的差值小于预定范围的情况下进行报警操作，其中所述报警角度为

以及如果所述转向角度α不为零，则根据接收到的所述转向角度α、所述倾角β、所述倾角γ以及压路机状态参数计算压路机转向时的最大转向速度v_max，在接收到的当前行驶速度v与所述最大转向速度v_max的差值小于预定范围的情况下，输出减小压路机行走比例电磁阀的输出电流的控制信号。

具体来说，接收装置401可以如上所述接收上述角度数据和压路机状态参数，并且接收压路机的当前行驶速度v，该当前行驶速度v可以接收自压路机10自身的行走马达传感器，也可以是人工输入，例如通过操作终端。该接收装置401与控制装置402连接，以将上述参数发送给控制装置402。

根据本发明的一种实施方式，考虑到当压路机左右方向的倾角|β|超过报警角度

时即使压路机10在坡度路面20上直行或停车也会发生侧翻的情况（如上所述，不再此赘述），因此控制装置402可以首先判断所述转向角度α是否为零，即先判断压路机是否处于转向状态；如果所述转向角度α为零，则控制装置402在所述倾角β与报警角度的差值小于预定范围（例如，该预定范围可以根据实际情况设置）的情况下输出报警信号，例如到报警装置以警告相关人员压路机有发生侧翻的危险，该报警装置可以包括显示屏、指示灯、蜂鸣器等具有指示作用的装置。

如果所述转向角度α不为零（即压路机处于转向状态），则控制装置402根据接收到的所述转向角度α、所述倾角β、所述倾角γ以及压路机状态参数计算压路机转向时的最大转向速度v_max，并且在判断接收到的当前行驶速度v与所述最大转向速度v_max的差值小于预定范围的情况下，控制装置402可以输出减小压路机行走比例电磁阀的输出电流的控制信号到行走比例电磁阀80，以使行走比例电磁阀80减小压路机的行驶速度，从而防止侧翻的发生。

根据本发明的一种实施方式，为了保证整个控制过程的安全性，控制装置402还可以用于在输出减小压路机行走比例电磁阀的输出电流的控制信号的同时还输出报警信号，例如到上述报警装置。

所述报警装置可以在显示屏上实时显示检测的压路机前车轮的转向角度α、压路机左右方向的倾角β、前后方向的倾角γ、当前行驶速度v、计算的最大转向速度v_max、报警角度、具有警示作用的图形、文字等（例如，可以将显示的信息用醒目的颜色和/或通过闪烁的方式显示），来提醒相关人员。并且，报警装置也可以在接收到来自控制装置的报警信号后，同时开启指示灯和蜂鸣器来警示操作人员应当注意压路机有发生侧翻的危险。根据上述实施方式，可以实现对压路机防侧翻控制的同时，又提高整个控制过程的安全性。

相应地，图6是根据本发明的一种实施方式的压路机防侧翻控制方法的流程图，如图6所示，该方法包括以下步骤：

在步骤2001，接收压路机前车轮的转向角度α、压路机左右方向的倾角β和前后方向的倾角γ、以及压路机的当前行驶速度v；

在步骤2002，判断所述转向角度α是否为零；以及

在步骤2003，如果所述转向角度α为零，在所述倾角β与报警角度的差值小于预定范围的情况下进行报警操作，其中所述报警角度为

反之，到步骤2004。

在步骤2004，如果所述转向角度α不为零，则根据接收到的所述转向角度α、所述倾角β、所述倾角γ以及压路机状态参数计算压路机转向时的最大转向速度v_max；

在步骤2005，判断当前行驶速度v与所述最大转向速度v_max的差值是否小于预定范围；

在步骤2006，在接收到的当前行驶速度v与所述最大转向速度v_max的差值小于预定范围的情况下，控制压路机行走比例电磁阀的输出电流减小；反之，返回步骤2001，继续上述控制过程。

优选地，所述压路机状态参数包括压路机车轮宽度d、压路机重心到地面的高度h、压路机转向轴分别与压路机前后车轮滚动轴在地面投影之间的距离l₁和l₂；

根据下列公式计算压路机向右转向时的最大转向速度v_max：

$v_{\max }=\sqrt{\frac{g\cos \mathrm{\&gamma;}\&CenterDot;(\cos \mathrm{\&beta;}\&CenterDot;\frac{d}{2h}-\sin \mathrm{\&beta;})\&CenterDot;\sqrt{l_1^2+2l_1{l}_2\cos \mathrm{\&alpha;}+l_2^2}}{\sin \left|\mathrm{\&alpha;}\right|}}$ 公式（1）

以及根据下列公式计算压路机向左转向时的最大转向速度v_max：

$v_{\max }=\sqrt{\frac{g\cos \mathrm{\&gamma;}\&CenterDot;(\cos \mathrm{\&beta;}\&CenterDot;\frac{d}{2h}+\sin \mathrm{\&beta;})\&CenterDot;\sqrt{l_1^2+2l_1{l}_2\cos \mathrm{\&alpha;}+l_2^2}}{\sin \left|\mathrm{\&alpha;}\right|}}$ 公式（2）

其中g为重力加速度，并且假设所述转向角度α向右转时为正值、所述倾角β向左倾时为正值、所述倾角γ向后倾时为正值。

上述方法步骤中对于最大转向速度v_max、报警角度、预定范围等的计算方法、选择、和设置等的实施方式如上所述，在此不再赘述。

相应地，图7是根据本发明的一种实施方式的压路机防侧翻控制系统100的示意图，如图7所示，该系统可以包括：行走马达传感器50，用于检测压路机的当前行驶速度v；第一角度传感器60，安装在压路机前部车架与压路机铰接装置的连接轴处，用于检测压路机前车轮的转向角度α；第二角度传感器70，与水平面平行地安装在压路机驾驶室底部，用于检测压路机左右方向的倾角β和前后方向的倾角γ；根据本发明所提供的压路机防侧翻控制设备40，分别与第一角度传感器60、第二角度传感器70以及行走马达传感器50连接；以及压路机行走比例电磁阀80，与压路机防侧翻控制设备40连接，用于调节压路机的行驶速度。采用本发明所提供的上述控制系统100可以精确计算压路机转向时的最大转向速度v_max并且通过控制当前行驶速度v与所述最大转向速度v_max的差值在预定范围内，防止压路机侧翻的发生。

此外，本发明还提供了一种包括根据本发明所提供的压路机防侧翻控制系统的压路机。

应当理解的是，上述多种实施方式可以独立使用也可以以组合形式结合使用，本领域技术人员可以根据实际情况来适当的选择和设置，例如上述压路机防侧翻控制系统可以根据需要（例如资金或压路机类型等）配置上述元件，或者采用本发明所提供的压路机最大转向速度检测方法、压路机防侧翻控制方法。

采用本发明的压路机最大转向速度检测方法、设备，可以在压路机工作时利用接收的压路机前车轮的转向角度α、压路机左右方向的倾角β和前后方向的倾角γ、以及压路机状态参数来精确计算压路机转向时的最大转向速度v_max，由此，可以在压路机的当前行驶速度接近该最大转向速度v_max、即在当前行驶速度与所述最大转向速度v_max的差值小于预定范围的情况下，控制减小压路机的速度，以实现防止压路机侧翻。

采用本发明的压路机防侧翻控制方法、设备、系统以及压路机，可以接收压路机前车轮的转向角度α、压路机左右方向的倾角β和前后方向的倾角γ、以及压路机状态参数来精确计算压路机转向时的最大转向速度v_max，并且首先判断转向角度α是否为零（即压路机是否处于转向行驶），如果转向角度α为零（即此时压路机在坡度路面上直行或停车）则通过判断左右方向倾角β与报警角度的差值是否小于预定范围来确定是否有侧翻的危险，如果判断转向角度α不为零（即此时压路机处于转向行驶）则在接收到的当前行驶速度v与所述最大转向速度v_max的差值小于预定范围的情况下，控制压路机行走比例电磁阀的输出电流减小，以控制减小压路机的速度，从而使行驶速度不会超过最大转向速度v_max，防止了在转向、直行、停车等各种可能状态下的压路机侧翻事故的发生。

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 (12)

1.一种压路机最大转向速度检测方法，其特征在于，该方法包括：

接收压路机前车轮的转向角度α、压路机左右方向的倾角β和前后方向的倾角γ；

根据接收到的所述转向角度α、所述倾角β、所述倾角γ以及压路机状态参数计算压路机转向时的最大转向速度v_max。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述压路机状态参数包括压路机车轮宽度d、压路机重心到地面的高度h、压路机转向轴分别与压路机前后车轮滚动轴在地面投影之间的距离l₁和l₂。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，根据下列公式计算压路机向右转向时的最大转向速度v_max：

$v_{\max }=\sqrt{\frac{g\cos \mathrm{\&gamma;}\&CenterDot;(\cos \mathrm{\&beta;}\&CenterDot;\frac{d}{2h}-\sin \mathrm{\&beta;})\&CenterDot;\sqrt{l_1^2+2l_1{l}_2\cos \mathrm{\&alpha;}+l_2^2}}{\sin \left|\mathrm{\&alpha;}\right|}}$ 公式（1）

以及根据下列公式计算压路机向左转向时的最大转向速度v_max：

$v_{\max }=\sqrt{\frac{g\cos \mathrm{\&gamma;}\&CenterDot;(\cos \mathrm{\&beta;}\&CenterDot;\frac{d}{2h}+\sin \mathrm{\&beta;})\&CenterDot;\sqrt{l_1^2+2l_1{l}_2\cos \mathrm{\&alpha;}+l_2^2}}{\sin \left|\mathrm{\&alpha;}\right|}}$ 公式（2）

其中g为重力加速度，并且假设所述转向角度α向右转时为正值、所述倾角β向左倾时为正值、所述倾角γ向后倾时为正值。

4.一种压路机最大转向速度检测设备，其特征在于，该设备包括：

接收器，用于接收压路机前车轮的转向角度α、压路机左右方向的倾角β和前后方向的倾角γ；

控制器，用于根据接收到的所述转向角度α、所述倾角β、所述倾角γ以及压路机状态参数计算压路机转向时的最大转向速度v_max。

5.根据权利要求4所述的设备，其特征在于，所述压路机状态参数包括压路机车轮宽度d、压路机重心到地面的高度h、压路机转向轴分别与压路机前后车轮滚动轴在地面投影之间的距离l₁和l₂。

6.根据权利要求5所述的设备，其特征在于，根据下列公式计算压路机向右转向时的最大转向速度v_max：

$v_{\max }=\sqrt{\frac{g\cos \mathrm{\&gamma;}\&CenterDot;(\cos \mathrm{\&beta;}\&CenterDot;\frac{d}{2h}-\sin \mathrm{\&beta;})\&CenterDot;\sqrt{l_1^2+2l_1{l}_2\cos \mathrm{\&alpha;}+l_2^2}}{\sin \left|\mathrm{\&alpha;}\right|}}$ 公式（1）

以及根据下列公式计算压路机向左转向时的最大转向速度v_max：

$v_{\max }=\sqrt{\frac{g\cos \mathrm{\&gamma;}\&CenterDot;(\cos \mathrm{\&beta;}\&CenterDot;\frac{d}{2h}+\sin \mathrm{\&beta;})\&CenterDot;\sqrt{l_1^2+2l_1{l}_2\cos \mathrm{\&alpha;}+l_2^2}}{\sin \left|\mathrm{\&alpha;}\right|}}$ 公式（2）

其中g为重力加速度，并且假设所述转向角度α向右转时为正值、所述倾角β向左倾时为正值、所述倾角γ向后倾时为正值。

7.一种压路机防侧翻控制方法，其特征在于，该方法包括：

接收压路机前车轮的转向角度α、压路机左右方向的倾角β和前后方向的倾角γ、以及压路机的当前行驶速度v；

判断所述转向角度α是否为零：

如果所述转向角度α为零，在所述倾角β与报警角度的差值小于预定范围的情况下进行报警操作，其中所述报警角度为

以及

如果所述转向角度α不为零，则根据接收到的所述转向角度α、所述倾角β、所述倾角γ以及压路机状态参数计算压路机转向时的最大转向速度v_max，在接收到的当前行驶速度v与所述最大转向速度v_max的差值小于预定范围的情况下，控制压路机行走比例电磁阀的输出电流减小。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述压路机状态参数包括压路机车轮宽度d、压路机重心到地面的高度h、压路机转向轴分别与压路机前后车轮滚动轴在地面投影之间的距离l₁和l₂；

根据下列公式计算压路机向右转向时的最大转向速度v_max：

$v_{\max }=\sqrt{\frac{g\cos \mathrm{\&gamma;}\&CenterDot;(\cos \mathrm{\&beta;}\&CenterDot;\frac{d}{2h}-\sin \mathrm{\&beta;})\&CenterDot;\sqrt{l_1^2+2l_1{l}_2\cos \mathrm{\&alpha;}+l_2^2}}{\sin \left|\mathrm{\&alpha;}\right|}}$ 公式（1）

以及根据下列公式计算压路机向左转向时的最大转向速度v_max：

$v_{\max }=\sqrt{\frac{g\cos \mathrm{\&gamma;}\&CenterDot;(\cos \mathrm{\&beta;}\&CenterDot;\frac{d}{2h}+\sin \mathrm{\&beta;})\&CenterDot;\sqrt{l_1^2+2l_1{l}_2\cos \mathrm{\&alpha;}+l_2^2}}{\sin \left|\mathrm{\&alpha;}\right|}}$ 公式（2）

其中g为重力加速度，并且假设所述转向角度α向右转时为正值、所述倾角β向左倾时为正值、所述倾角γ向后倾时为正值。

9.一种压路机防侧翻控制设备，其特征在于，该设备包括：

接收装置，用于接收压路机前车轮的转向角度α、压路机左右方向的倾角β和前后方向的倾角γ、以及压路机的当前行驶速度v；

控制装置，用于判断所述转向角度α是否为零：如果所述转向角度α为零，在所述倾角β与报警角度的差值小于预定范围的情况下输出报警信号，其中所述报警角度为

以及如果所述转向角度α不为零，则根据接收到的所述转向角度α、所述倾角β、所述倾角γ以及压路机状态参数计算压路机转向时的最大转向速度v_max，在接收到的当前行驶速度v与所述最大转向速度v_max的差值小于预定范围的情况下，输出减小压路机行走比例电磁阀的输出电流的控制信号。

10.根据权利要求9所述的设备，其特征在于，所述压路机状态参数包括压路机车轮宽度d、压路机重心到地面的高度h、压路机转向轴分别与压路机前后车轮滚动轴在地面投影之间的距离l₁和l₂；

压路机向右转向时的最大转向速度v_max根据下列公式计算：

$v_{\max }=\sqrt{\frac{g\cos \mathrm{\&gamma;}\&CenterDot;(\cos \mathrm{\&beta;}\&CenterDot;\frac{d}{2h}-\sin \mathrm{\&beta;})\&CenterDot;\sqrt{l_1^2+2l_1{l}_2\cos \mathrm{\&alpha;}+l_2^2}}{\sin \left|\mathrm{\&alpha;}\right|}}$ 公式（1）

以及压路机向左转向时的最大转向速度根据下列公式计算v_max：

$v_{\max }=\sqrt{\frac{g\cos \mathrm{\&gamma;}\&CenterDot;(\cos \mathrm{\&beta;}\&CenterDot;\frac{d}{2h}+\sin \mathrm{\&beta;})\&CenterDot;\sqrt{l_1^2+2l_1{l}_2\cos \mathrm{\&alpha;}+l_2^2}}{\sin \left|\mathrm{\&alpha;}\right|}}$ 公式（2）

其中g为重力加速度，并且假设所述转向角度α向右转时为正值、所述倾角β向左倾时为正值、所述倾角γ向后倾时为正值。

11.一种压路机防侧翻控制系统，其特征在于，该系统包括：

行走马达传感器，用于检测压路机的当前行驶速度v；

第一角度传感器，安装在压路机前部车架与压路机铰接装置的连接轴处，用于检测压路机前车轮的转向角度α；

第二角度传感器，与水平面平行地安装在压路机驾驶室底部，用于检测压路机左右方向的倾角β和前后方向的倾角γ；

根据权利要求9或10所述的压路机防侧翻控制设备，该压路机防侧翻控制设备分别与所述第一角度传感器、第二角度传感器以及所述行走马达传感器连接；以及

压路机行走比例电磁阀，与所述压路机防侧翻控制设备连接，用于调节压路机的行驶速度。

12.一种包括权利要求11所述的压路机防侧翻控制系统的压路机。

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