CN104571143A - 一种工程机械的臂架控制系统、方法、装置及工程机械 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种工程机械的臂架控制系统、方法、装置及工程机械，能够提高工程机械的作业安全性。该臂架控制系统包括：高压传感器，安装于工程机械的臂架上，用于检测臂架周围的电信号，并根据检测到的电信号的强弱输出信号值；其中，该高压传感器检测到的电信号越强，输出的信号值越大；控制器，用于获取该高压传感器输出的信号值，根据该高压传感器输出的信号值控制臂架的运动方向；当臂架在向一个方向运动时，若该高压传感器输出的信号值随时间增大，且该高压传感器输出的信号值大于预置的报警阈值，控制臂架不向该方向继续运动。
Description
技术领域
本发明涉及自动控制技术领域，尤其涉及一种工程机械的臂架控制系统、方法、装置及工程机械。
背景技术
目前的很多工程机械都具有臂架，例如举高消防车、起重机等，此类工程机械在作业时，臂架经常在空中进行运动，操作人员需要时刻注意观察臂架在空中的位置，以防止发生碰撞事故，尤其是与空中电力设备的碰撞事故。而由于作业环境、距离等原因，操作人员很难准确观察到臂架在空中的位置。
例如，举高消防车通常用于消防救援，通过臂架将臂架前端的工作斗举升到一定高度，利用工作斗进行人员的救援。现有技术中为了方便操作人员观察臂架前端的工作斗在空中的具体位置，多会在工作斗的四周及底部设置位置标识灯。然而，在黑夜、浓烟等较为恶劣的作业环境中，操作人员可能连位置标识灯都很难观察到，因此很容易与发生电力设备的碰撞事故，造成人员伤亡、设备损坏。
可见，现有工程机械的臂架控制方案完全依赖于操作人员，可能产生严重的事故后果，作业安全性较低。
发明内容
本发明实施例提供一种工程机械的臂架控制系统、方法、装置及工程机械，用以提高工程机械的作业安全性。
本发明实施例提供一种工程机械的臂架控制系统，包括
高压传感器，安装于工程机械的臂架上，用于检测臂架周围的电信号，并根据检测到的电信号的强弱输出信号值；其中，所述高压传感器检测到的电信号越强，输出的信号值越大；
控制器，用于获取所述高压传感器输出的信号值，根据所述高压传感器输出的信号值控制臂架的运动方向；当臂架在向一个方向运动时，若所述高压传感器输出的信号值随时间增大，且所述高压传感器输出的信号值大于预置的报警阈值，控制臂架不向该方向继续运动。
本发明实施例提供一种工程机械的臂架控制方法，包括：
获取表征工程机械的臂架周围的电信号的强弱的信号值；其中，臂架周围的电信号越强，所述信号值越大；
根据所述信号值控制臂架的运动方向；当臂架在向一个方向运动时，若所述信号值随时间增大，且所述信号值大于预置的报警阈值，控制臂架不向该方向继续运动。
本发明实施例提供一种工程机械的臂架控制装置，包括：
获取单元，用于获取表征工程机械的臂架周围的电信号的强弱的信号值；其中，臂架周围的电信号越强，所述信号值越大；
控制单元，用于根据所述信号值控制臂架的运动方向；当臂架在向一个方向运动时，若所述信号值随时间增大，且所述信号值大于预置的报警阈值，控制臂架不向该方向继续运动。
本发明实施例还提供一种工程机械，包括：
本发明实施例提供的上述工程机械的臂架控制系统。
本发明的有益效果包括：
本发明实施例提供的方案中，对臂架周围的电信号进行检测，用信号值对检测到的电信号的强弱进行表征，并预置一个报警阈值；由于臂架周围的电信号越强，信号值越大，因此当臂架在向一个方向运动时，若信号值随时间增大，且信号值大于该预置的报警阈值，则说明该运动方向为靠近电力设备的方向，并且此时臂架周围的电信号较强，臂架距离电力设备较近，因此禁止臂架向该方向继续运动，能够避免电力设备碰撞事故的发生，臂架的控制不完全依赖操作人员，提高了工程机械的作业安全性。
附图说明
附图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，与本发明实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1为本发明实施例提供的工程机械的臂架控制系统的结构示意图；
图2为本发明实施例提供的工程机械的臂架控制方法的流程图；
图3为本发明实施例提供的工程机械的臂架控制方法的详细流程图；
图4为本发明实施例提供的工程机械的臂架控制装置的结构示意图。
具体实施方式
为了提高工程机械的作业安全性，本发明实施例提供了一种工程机械的臂架控制系统、方法、装置及工程机械，以下结合说明书附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。并且在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
本发明实施例提供了一种工程机械的臂架控制系统，其结构示意图如图1所示，具体包括：
高压传感器101，安装于工程机械的臂架上，用于检测臂架周围的电信号，并根据检测到的电信号的强弱输出信号值；其中，高压传感器101检测到的电信号越强，输出的信号值越大；
控制器102，用于获取高压传感器101输出的信号值，根据高压传感器101输出的信号值控制臂架的运动方向；当臂架在向一个方向运动时，若高压传感器101输出的信号值随时间增大，且高压传感器101输出的信号值大于预置的报警阈值，控制臂架不向该方向继续运动。
在本发明实施例提供的工程机械的臂架控制系统中预置了一个报警阈值，该报警阈值具体可以根据实际应用场景依靠实验数据进行预置。
当臂架在向一个方向运动时，若高压传感器101输出的信号值不随时间增大，则说明该运动方向不为靠近电力设备的方向，臂架可以向该方向继续运动。
当臂架在向一个方向运动时，若高压传感器101输出的信号值随时间增大，则说明该运动方向为靠近电力设备的方向；此时，若高压传感器101输出的信号值大于预置的报警阈值，则说明臂架周围的电信号较强，臂架和电力设备的距离较近，臂架已进入危险区域，确定该方向为危险运动方向，控制器102禁止臂架向该方向继续运动；若高压传感器101输出的信号值不大于预置的报警阈值，则说明臂架未进入危险区域，臂架可以向该方向继续运动。
在现有的工程机械中，臂架不同的运动方向通常对应了不同的比例阀。因此实际实施时，控制器102具体可以通过切断对应比例阀的驱动电流来实现控制臂架不向对应方向运动。
其中，高压传感器101安装于工程机械的臂架上的具体位置可以根据实际情况进行设定。通常，臂架前端在空中的位置最难观察到，因此可以将高压传感器101安装于工程机械的臂架前端。以举高消防车为例，高压传感器101具体可以安装于臂架前端的工作斗上。
较佳的，在高压传感器101输出的信号值大于预置的报警阈值时，控制器102给出报警信号，例如进行声光报警等，用以提示操作人员。
可见，采用本发明实施例提供的工程机械的臂架控制系统，能够避免电力设备碰撞事故的发生，提高了工程机械的作业安全性。
为避免臂架在向一个方向运动时突然急停造成的臂架晃动、减小臂架的运动惯性，在本发明实施例提供的工程机械的臂架控制系统中还可以预置预警阈值，该预置的预警阈值小于预置的报警阈值，若高压传感器101输出的信号值大于预置的预警阈值，则说明臂架周围存在电力设备但还存在一定距离，臂架已进入临界危险区域；若高压传感器101输出的信号值不大于预置的预警阈值，则说明臂架未进入临界危险区域。
因此，较佳的，控制器102还用于根据高压传感器101输出的信号值控制臂架的运动速度，具体包括：
当高压传感器101输出的信号值大于预置的预警阈值时，若高压传感器101输出的信号值随时间增大，说明臂架已进入临界危险区域，并且臂架正在不断靠近电力设备，则控制臂架的运动速度减小；当高压传感器101输出的信号值大于预置的预警阈值时，若高压传感器101输出的信号值不随时间增大，说明臂架已进入临界危险区域，但是臂架没有不断靠近电力设备，则不控制臂架的运动速度减小；
当高压传感器101输出的信号值不大于预置的预警阈值时，说明臂架未进入临界危险区域，也不控制臂架的运动速度减小。
实际实施时，控制器102具体可以通过减小对应比例阀的驱动电流来实现控制臂架的运动速度较小。
其中，该预置的预警阈值具体可以为一个，也可以包括多个，具体可以根据实际应用场景依靠实验数据进行预置。
当预置的预警阈值包括多个时，控制器102具体用于在高压传感器101输出的信号值随时间增大的过程中，高压传感器101输出的信号值每大于一个预置的预警阈值，控制臂架的运动速度减小一次。
即当仅有一个预置的预警阈值时，臂架在进入危险区域之前可以实现一级减速；当有多个预置的预警阈值时，臂架在进入危险区域之前可以实现多级减速。
可见，通过预置的预警阈值，可以在臂架进入危险区域急停前减小臂架的运动速度，从而减小臂架的运动惯性，保证臂架在需要停止运动时能够及时停止运动，防止臂架晃动，因此进一步提高了工作机械的作业安全性。
较佳的，在高压传感器101输出的信号值大于预置的预警阈值，并且高压传感器101输出的信号值随时间增大时，控制器102给出预警信号，用以提醒操作人员。
上述控制器102具体可以为PLC(Programmable Logic Conoller，可编程逻辑控制器)、DSP(Digital Signal Processing，数字信号处理)、FPGA(Field－Programmable Gate Array，现场可编程门阵列)或CPLD(Complex ProgrammableLogic Device，复杂可编程逻辑器件)等，本发明在此不做限定。
较佳的，本发明实施例提供的工程机械的臂架控制系统还可以包括人机交互界面，架臂的当前运动方向、臂架的限制运动方向等信息，可以提高操作人员的使用体验。
本发明实施例还提供一种工程机械，包括上述图1所示的工程机械的臂架控制系统。
相应的，本发明实施例还提供了一种工程机械的臂架控制方法，如图2所示，包括如下步骤：
步骤201、获取表征工程机械的臂架周围的电信号的强弱的信号值；其中，臂架周围的电信号越强，该信号值越大；
步骤202、根据该信号值控制臂架的运动方向；当臂架在向一个方向运动时，若该信号值随时间增大，且该信号值大于预置的报警阈值，控制臂架不向该方向继续运动。
较佳的，上述方法还包括：根据该信号值控制臂架的运动速度；当该信号值大于预置的预警阈值时，若该信号值随时间增大，则控制臂架的运动速度减小；其中该预置的预警阈值小于该预置的报警阈值。
下面用具体实施例对本发明提供的方法进行详细描述。
图3所示，为本发明实施例提供的工程机械的臂架控制方法的详细流程图，在工程机械的臂架运动过程中，对臂架周围的电信号进行实时检测，获取表征电信号的强弱的信号值，并循环执行下述流程，具体包括如下步骤：
步骤301、判断信号值是否大于预置的预警阈值。
在本具体实施例中，仅预置了一个预警阈值。
当信号值大于预置的预警阈值时，说明臂架周围存在电力设备但还存在一定距离，臂架已进入临界危险区域，进入步骤302；
当信号值不大于预置的预警阈值时，说明臂架未进入临界危险区域，结束本次流程。
步骤302、判断信号值是否随时间增大。
当信号值随时间增大时，说明臂架沿当前运动方向运动时正在不断靠近电力设备，进入步骤303；
当信号值不随时间增大时，说明臂架沿当前运动方向运动时没有不断靠近电力设备，结束本次流程。
步骤303、控制臂架的运动速度减小，并发出预警信号，进入步骤304。
步骤304、判断信号值是否大于预置的报警阈值。
当信号值大于预置的报警阈值时，说明臂架距离电力设备较近，臂架已进入危险区域，进入步骤305；
当信号值不大于预置的预警阈值时，说明臂架未进入危险区域，本次控制流程结束。
步骤305、确定当前运动方向为危险方向，限制臂架向危险方向继续运动，并发出报警信号，本次控制流程结束。
在本发明的其它具体实施例中，预置的预警阈值具体也可以包括多个，在信号值随时间增大的过程中，该信号值每大于一个预置的预警阈值，控制臂架的运动速度减小一次，即可以进行多级减速。
基于同一发明构思，根据本发明上述实施例提供的工程机械的臂架控制方法，相应地，本发明实施例还提供一种工程机械的臂架控制装置，其结构示意图如图4所示，具体包括：
获取单元401，用于获取表征工程机械的臂架周围的电信号的强弱的信号值；其中，臂架周围的电信号越强，该信号值越大；
控制单元402，用于根据该信号值控制臂架的运动方向；当臂架在向一个方向运动时，若该信号值随时间增大，且该信号值大于预置的报警阈值，控制臂架不向该方向继续运动。
较佳的，控制单元402，还用于根据该信号值控制臂架的运动速度；当该信号值大于预置的预警阈值时，若该信号值随时间增大，则控制臂架的运动速度减小；其中该预置的预警阈值小于该预置的报警阈值。
进一步的，该预置的预警阈值具体包括多个；
控制单元402，具体用于在该信号值随时间增大的过程中，该信号值每大于一个预置的预警阈值，控制臂架的运动速度减小一次。
上述各单元的功能可对应于图2或图3所示流程中的相应处理步骤，在此不再赘述。
综上所述，采用本发明实施例提供的方案，能够避免空中电力设备的碰撞事故的发生，提高工程机械的作业安全性。
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 (10)
1.一种工程机械的臂架控制系统，其特征在于，包括：
高压传感器，安装于工程机械的臂架上，用于检测臂架周围的电信号，并根据检测到的电信号的强弱输出信号值；其中，所述高压传感器检测到的电信号越强，输出的信号值越大；
控制器，用于获取所述高压传感器输出的信号值，根据所述高压传感器输出的信号值控制臂架的运动方向；当臂架在向一个方向运动时，若所述高压传感器输出的信号值随时间增大，且所述高压传感器输出的信号值大于预置的报警阈值，控制臂架不向该方向继续运动。
2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述控制器，还用于根据所述高压传感器输出的信号值控制臂架的运动速度；当所述高压传感器输出的信号值大于预置的预警阈值时，若所述高压传感器输出的信号值随时间增大，则控制臂架的运动速度减小；其中所述预置的预警阈值小于所述预置的报警阈值。
3.如权利要求2所述的系统，其特征在于，所述预置的预警阈值具体包括多个；
所述控制器，具体用于在所述高压传感器输出的信号值随时间增大的过程中，所述高压传感器输出的信号值每大于一个预置的预警阈值，控制臂架的运动速度减小一次。
4.一种工程机械的臂架控制方法，其特征在于，包括：
获取表征工程机械的臂架周围的电信号的强弱的信号值；其中，臂架周围的电信号越强，所述信号值越大；
根据所述信号值控制臂架的运动方向；当臂架在向一个方向运动时，若所述信号值随时间增大，且所述信号值大于预置的报警阈值，控制臂架不向该方向继续运动。
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，还包括：
根据所述信号值控制臂架的运动速度；当所述信号值大于预置的预警阈值时，若所述信号值随时间增大，则控制臂架的运动速度减小；其中所述预置的预警阈值小于所述预置的报警阈值。
6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述预置的预警阈值具体包括多个；
当所述信号值大于预置的预警阈值时，若所述信号值随时间增大，则控制臂架的运动速度减小，具体包括：
在所述信号值随时间增大的过程中，所述信号值每大于一个预置的预警阈值，控制臂架的运动速度减小一次。
7.一种工程机械的臂架控制装置，其特征在于，包括：
获取单元，用于获取表征工程机械的臂架周围的电信号的强弱的信号值；其中，臂架周围的电信号越强，所述信号值越大；
控制单元，用于根据所述信号值控制臂架的运动方向；当臂架在向一个方向运动时，若所述信号值随时间增大，且所述信号值大于预置的报警阈值，控制臂架不向该方向继续运动。
8.如权利要求7所述的装置，其特征在于，所述控制单元，还用于根据所述信号值控制臂架的运动速度；当所述信号值大于预置的预警阈值时，若所述信号值随时间增大，则控制臂架的运动速度减小；其中所述预置的预警阈值小于所述预置的报警阈值。
9.如权利要求8所述的装置，其特征在于，所述预置的预警阈值具体包括多个；
所述控制单元，具体用于在所述信号值随时间增大的过程中，所述信号值每大于一个预置的预警阈值，控制臂架的运动速度减小一次。
10.一种工程机械，其特征在于，包括：如权利要求1-3任一所述的工程机械的臂架控制系统。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20150429 |