CN104016233A - 一种越野轮胎起重机及其安全控制装置和方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种安全控制装置，包括：车速检测设备，用于获取所述起重机的车速；和控制器，判断所述起重机是否开始进入带载行驶工况，若是，则输出控制信号至上车动作控制部件停止上车动作；并根据所述起重机的车速判断其是否超过最大安全车速，若是，则输出控制信号至车速控制部件使车速降低至设定的速度；同时，屏蔽油门踏板信号，使发动机转速在一定时间内不受油门踏板控制，并在一定时间后恢复油门踏板信号，使发动机转速重新受油门踏板控制。该装置可确保越野轮胎起重机在带载行驶工况下的车速不超过安全车速，并停止所有上车动作。在此基础上，本发明还提供一种安全控制方法及应用该安全控制装置的越野轮胎起重机。

Description

一种越野轮胎起重机及其安全控制装置和方法

技术领域

本发明涉及工程机械技术领域，具体涉及越野轮胎起重机及其带载行驶的安全控制装置和方法。

背景技术

越野轮胎起重机是利用轮胎式底盘行走动臂旋转，并把起重机构安装在加重型轮胎和轮轴组成的特制底盘上的一种全回转式起重机，其综合了汽车起重机机动灵活与履带式起重机吊重行驶等众多优点，其能够一机多用，即吊即运，作业高效。

由于越野轮胎起重机具备在负载的同时行驶的功能，即带载行驶模式，而这个特点是其它汽车起重机所不具备的，需要强调的是，带载行驶模式具有严格的使用条件限制，在这种模式下，起重机的车速要控制在某一安全车速下，转台要回转至正前方，行驶的同时不能进行上车动作，重物的离地高度不得大于200mm，带载行驶过程中避免紧急刹车等条件，否则可能会造成车辆倾翻或其它不可预料的危害。

目前，越野轮胎起重机带载行驶的操作规范要求限制车速和禁止上车动作，但只在操作说明书里加以说明，并没有实际的限制措施。如果要控制行驶速度在某一安全车速以下，例如2km/h，并且这时上车也不能有动作，现有的办法是驾驶员人工观察仪表盘的时速来控制车速不超过安全车速，由于带载行驶模式下的安全车速一般都很低，驾驶员通过油门踏板限制车速，一不小心就可能超速，车速得不到可靠限制。

而限制上车部分的动作，现在是依靠人为不操作上车控制手柄，这样一旦驾驶员不经意碰到上车控制手柄或是因对操作流程不是很清楚在这时进行了上车动作，就有可能会造成危险事故。

此外，由于现在对带载行驶模式下的限制车速和上车动作的控制方法是依靠人工实现的，这样会令驾驶员因时刻注意控制车速而容易疲劳，同时分散了驾驶员注意力，容易忽视车速和周围环境，又容易因习惯性动作操作上车控制手柄，不利于安全驾驶和操作，容易产生安全事故。

因此，如何提高越野轮胎起重机带载行驶模式下的安全性能，是本领域技术人员需要解决的技术问题。

发明内容

针对上述缺陷，本发明提供一种越野轮胎起重机带载行驶的安全控制装置，以确保越野轮胎起重机在带载行驶工况下的车速不超过安全车速，并停止所有上车动作。

在此基础上，本发明还提供一种安全控制方法及应用该安全控制装置的越野轮胎起重机。

本发明提供一种安全控制装置，用于越野轮胎起重机，包括：

车速检测设备，用于获取所述起重机的车速；和

控制器，判断所述起重机是否开始进入带载行驶工况，若是，则输出控制信号至上车动作控制部件停止上车动作；并根据所述起重机的车速判断其是否超过最大安全车速，若是，则输出控制信号至车速控制部件使车速降低至设定的速度；同时，屏蔽油门踏板信号，使发动机转速在一定时间内不受油门踏板控制，并在一定时间后恢复油门踏板信号，使发动机转速重新受油门踏板控制。

优选地，所述控制器根据人机交互设备输入的信息判断所述起重机是否开始进入带载行驶工况。

优选地，所述控制器根据所述起重机的负载和车速判断所述起重机是否开始进入带载行驶工况。

优选地，所述上车动作控制部件为上车动作控制阀组，其包括电液比例开关和上车动作控制手柄；所述控制器屏蔽所述电液比例开关的输出信号或切断所述上车动作控制手柄的先导油路，使所述起重机上车停止动作。

优选地，所述车速控制部件为发动机ECU。

本发明提供的安全控制方法，用于越野轮胎起重机，包括以下步骤：

S1.获取所述起重机的车速；

S2.判断所述起重机是否开始进入带载行驶工况，若是，则执行以下步骤：

S3.输出控制信号至上车动作控制部件停止上车动作；

S4.根据所述起重机的车速判断其是否超过最大安全车速，若是，则输出控制信号至车速控制部件使车速降低至设定的速度；

同时，屏蔽油门踏板信号，使发动机转速在一定时间内不受油门踏板控制，并在一定时间后恢复油门踏板信号，使发动机转速重新受油门踏板控制，若所述起重机的车速再次超过最大安全车速，则重复该步骤。

进一步地，在步骤S2中，通过人机交互设备输入信息选择所述起重机开始进入带载行驶工况；或者，以所述起重机的负载和车速均不为零为条件确认所述起重机开始进入带载行驶工况。

进一步地，在步骤S3中，通过屏蔽上车动作控制阀组的电液比例开关输出信号，或者切断上车动作控制阀组的上车动作控制手柄先导油路，使所述起重机上车停止动作。

进一步地，在步骤S4中，输出控制信号至发动机ECU使车速降低至设定的速度。

本发明提供的越野轮胎起重机，包括起重机本体及控制系统，所述控制系统设有上述任一项所述的安全控制装置。

本发明提供了越野轮胎起重机带载行驶的安全控制装置，其通过车速检测设备获取起重机的车速，并由控制器判断起重机当前工况是否为带载行驶工况，若起重机进入带载行驶工况，则控制器通过与上车动作控制部件的配合停止上车动作，并结合车速，通过与车速控制部件的配合自动限制在带载行驶工况下的车速不超过最大安全车速，同时，使油门踏板的输出信号无效，只有在经过一定时间之后才恢复油门踏板的功能。

使用该装置，可取代在带载行驶模式下人工限制速度和上车动作的操作方式，从而使起重机在带载行驶模式下可以通过电气控制自动使车速限制在安全速度以下，并停止所有上车动作，彻底避免了超速和误操作现象。这样既增加了驾驶员在操作起重机时的安全性和可靠性，降低了带载行驶工况下的风险，又便于用户更加专心连贯操作起重机，减轻了劳动强度，提高了操作舒适度。

由于上述安装控制装置具有上述技术效果，基于同样原理的安全控制方法和包括该安装控制装置的越野轮胎起重机也具有相同的技术效果。

附图说明

图1是本发明所提供越野轮胎起重机安全控制装置的控制原理图；

图2是本发明所提供越野轮胎起重机安全控制方法的流程图。

具体实施方式

本发明的核心是提供一种越野轮胎起重机带载行驶的安全控制装置，其可以确保越野轮胎起重机在带载行驶工况下的车速不超过安全车速，并停止所有上车动作。下面结合说明书附图具体说明本实施方式。

不失一般性，本实施方式以具备带载行驶功能的越野轮胎起重机作为主体详细说明。

请参考图1，图1是本发明所提供越野轮胎起重机安全控制装置的控制原理图。

如图所示，在一种具体实施方式中，本发明提供的安全控制装置用于越野轮胎起重机，主要由人机交互设备、车速检测设备、控制器、上车动作控制阀组以及发动机ECU等构成。

其中，人机交互设备包括显示器及外围操作、输入设备，可实现带载行驶模式的选择和车速显示等功能。

车速检测设备用于获取起重机的车速，并将获取的车速信号发送至控制器，车速可以通过读取变速箱传动轴转速和传动比计算得出，也可以通过读取车速传感器的数据计算得出。

控制器用于搜集各传感器信息及其它输入信息，并经过逻辑判断和运算，输出控制或显示信息。

这里，控制器根据人机交互设备输入的信息判断起重机是否开始进入带载行驶工况，例如操作人员在将起重机调整至带载行驶姿态，并将要开始带载行驶时，可以通过操作键在显示器人机交互界面上选择程序预设的“带载行驶”按钮，控制器可以读取到这一选择命令，并根据这一选择确认起重机开始进入带载行驶工况。

当起重机处于带载行驶工况时，控制器输出控制信号至上车动作控制阀组停止上车动作(指起重机伸缩臂、回转、变幅、卷扬等动作)，并根据起重机的车速判断其是否超过最大安全车速(例如2km/h)，如果实际车速大于最大安全车速，则控制器输出控制信号至发动机ECU使车速降低至设定的速度；同时，控制器还将油门踏板信号屏蔽，使发动机转速在一定时间内不受油门踏板控制，并在一定时间后又恢复油门踏板信号，使发动机转速重新受油门踏板控制。

也就是说，控制器仅在起重机超速后的一段时间内将其速度降低至安全车速，待车速稳定、风险消除后，又会将车速控制权交由操作人员继续控制，直到再次超速。这样，既可以协助操作人员精确的控制车速，又不会过多的剥夺操作人员的主控权，在大部分时间里，操作人员可以在最大安全车速之下，控制起重机以各种车速行驶，从而适应各种不同的环境、路况，最大可能的保证了带载行驶的机动性。

具体地，上车动作控制阀组用于控制上车动作的有无和动作速度的快慢，其包括电液比例开关和上车动作控制手柄。控制器可通过屏蔽电液比例开关的输出信号或切断上车动作控制手柄的先导油路，使起重机上车停止动作。

这里，电液比例开关指控制上车动作通断的总开关，如果此开关关断，则先导阀断电，进而无法给上车各动作提供控制压力油。

发动机ECU为电子控制单元，又称行车电脑、汽车专用单片机，从用途上讲是其中专用微机控制器，本文指发动机控制器，其可以控制发动机转速跟随油门踏板或维持在某一固定转速。

当然，控制器除了根据人机交互设备输入的信息判断起重机是否开始进入带载行驶工况之外，还可以根据起重机的负载和车速判断起重机是否开始进入带载行驶工况。例如，当起重机的负载和车速均不为零时，控制器便可以确认起重机开始进入带载行驶工况。前者由操作人员直接选择来启动安全控制装置进行安全控制，实现起来比较简单、容易，后者由控制器经过自动判断后启动安全控制装置进行安全控制，增加了工况判断，具体可视实际需要而定。

上述人机交互设备、车速检测设备、控制器、上车动作控制阀组以及发动机ECU均可以充分利用起重机已有设备，也就是在不增加硬件的前提下，可以在起重机原有硬件基础上通过软件来实现，实现控制功能的程序代码可以在控制器中编译。

除了安全控制装置之外，本实施例在此基础上还提供一种安全控制方法。

请参考图2，图2是本发明所提供越野轮胎起重机安全控制方法的流程图。

如图所示，在一种具体实施例中，本发明提供的安全控制方法，用于越野轮胎起重机，其按照以下步骤进行：

S1.获取起重机的车速。

如上所述，可以通过读取变速箱传动轴转速和传动比计算得出，也可以通过读取车速传感器的数据计算得出。

S2.判断所述起重机是否开始进入带载行驶工况。

可由控制器根据人机交互设备输入的信息判断起重机是否开始进入带载行驶工况，或者由控制器根据起重机的负载和车速判断起重机是否开始进入带载行驶工况。

若步骤S2的判断结果为是，则执行以下步骤：

S3.输出控制信号至上车动作控制部件停止上车动作。

具体可由控制器可通过屏蔽电液比例开关的输出信号或切断上车动作控制手柄的先导油路，使起重机上车停止动作。

S4.根据所述起重机的车速判断其是否超过最大安全车速，若是，则输出控制信号至车速控制部件使车速降低至设定的速度。

具体可由控制器输出控制信号至发动机ECU使车速降低至设定的速度。

同时，由控制器屏蔽油门踏板信号，使发动机转速在一定时间内不受油门踏板控制，并在一定时间后恢复油门踏板信号，使发动机转速重新受油门踏板控制，若所述起重机的车速再次超过最大安全车速，则重复步骤S4。

步骤S1可以贯穿起重机的整个作业过程并适时显示，也可以在步骤S2后执行，步骤S3与步骤S4同步执行。

本发明针对越野轮胎起重机在带载行驶工况下需保持车速在最大安全车速以下，并且不进行上车动作这一控制要求，在电气、液压等方面进行限制保护，不再依靠驾驶员人工控制，驾驶员不再依靠观察仪表盘的时速来控制车速不超过安全车速，而且起重机在带载行驶工况下，驾驶员即使进行上车操作也因受到限制而不会执行。

当然，上述实施例仅是本发明的优选方案，具体并不局限于此，在此基础上可根据实际需要作出具有针对性的调整，从而得到不同的实施方式。例如，人机交互设备可以采用触摸显示屏等等。由于可能实现的方式较多，这里就不再一一举例说明。

除了上述安全保护装置和安全保护方法，本发明还提供一种越野轮胎起重机，包括起重机本体及控制系统，所述控制系统设有上述任一项所述的安全控制装置，其余结构请参考现有技术，本文不再赘述。

以上对本发明所提供的越野轮胎起重机及其安全控制装置和方法进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种安全控制装置，用于越野轮胎起重机，其特征在于，包括：

车速检测设备，用于获取所述起重机的车速；和

控制器，判断所述起重机是否开始进入带载行驶工况，若是，则输出控制信号至上车动作控制部件使上车停止动作；并根据所述起重机的车速判断其是否超过最大安全车速，若是，则输出控制信号至车速控制部件使车速降低至设定的速度；同时，屏蔽油门踏板信号，使发动机转速在一定时间内不受油门踏板控制，并在一定时间后恢复油门踏板信号，使发动机转速重新受油门踏板控制。

2.根据权利要求1所述的安全控制装置，其特征在于，所述控制器根据人机交互设备输入的信息判断所述起重机是否开始进入带载行驶工况。

3.根据权利要求1所述的安全控制装置，其特征在于，所述控制器根据所述起重机的负载和车速判断所述起重机是否开始进入带载行驶工况。

4.根据权利要求1所述的安全控制装置，其特征在于，所述上车动作控制部件为上车动作控制阀组，其包括电液比例开关和上车动作控制手柄；所述控制器屏蔽所述电液比例开关的输出信号或切断所述上车动作控制手柄的先导油路，使所述起重机上车停止动作。

5.根据权利要求1所述的安全控制装置，其特征在于，所述车速控制部件为发动机ECU。

6.一种安全控制方法，用于越野轮胎起重机，包括以下步骤：

S1.获取所述起重机的车速；

S2.判断所述起重机是否开始进入带载行驶工况，若是，则执行以下步骤：

S3.输出控制信号至上车动作控制部件停止上车动作；

S4.根据所述起重机的车速判断其是否超过最大安全车速，若是，则输出控制信号至车速控制部件使车速降低至设定的速度；

同时，屏蔽油门踏板信号，使发动机转速在一定时间内不受油门踏板控制，并在一定时间后恢复油门踏板信号，使发动机转速重新受油门踏板控制，若所述起重机的车速再次超过最大安全车速，则重复该步骤。

7.根据权利要求6所述的安全控制方法，其特征在于，在步骤S2中，通过人机交互设备输入信息选择所述起重机开始进入带载行驶工况；或者，以所述起重机的负载和车速均不为零为条件确认所述起重机开始进入带载行驶工况。

8.根据权利要求6所述的安全控制方法，其特征在于，在步骤S3中，通过屏蔽上车动作控制阀组的电液比例开关输出信号，或者切断上车动作控制阀组的上车动作控制手柄先导油路，使所述起重机上车停止动作。

9.根据权利要求6所述的安全控制方法，其特征在于，在步骤S4中，输出控制信号至发动机ECU使车速降低至设定的速度。

10.一种越野轮胎起重机，包括起重机本体及控制系统，其特征在于，所述控制系统设有上述权利要求1至5任一项所述的安全控制装置。