CN106365046A - 倾翻控制方法、装置、系统和工程机械 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种倾翻控制方法、装置、系统和工程机械。该方法包括：确定工程机械的当前倾翻判定线，其中，当前倾翻判定线包括工程机械的倾翻线中的至少一条，所述倾翻线为工程机械各支撑点之间的连线；确定工程机械相对于当前倾翻判定线的当前倾翻系数；通过比较当前倾翻系数和倾翻预警阈值，判断工程机械是否处于倾翻危险状态。本发明可以及时有效地提醒驾驶员小心驾驶，降低翻车事故发生的可能性；同时本发明操作简单、控制可靠，驾驶人员通过本发明能实时掌握车辆的支撑状态，能更好地感知车辆，从而更好地控制车辆，避免危险的发生。

Description

倾翻控制方法、装置、系统和工程机械

技术领域

本发明涉及工程机械领域，特别涉及一种倾翻控制方法、装置、系统和工程机械。

背景技术

随车起重机作为一种使用灵活、方便的工程机械，广泛应用于车站、仓库、码头、工地、野外救援等场所。

随车起重机工作时，由支腿和轮胎共同承担上车及吊重的载荷，支撑点较多，同时存在刚柔联合支撑的问题，并且车辆总重及重心位置会根据车辆载物状况发生变化，因此，从理论方面较难得到其具体的倾翻稳定性能。但是随车起重机通常需要进行长臂工况作业，吊重较大时，若操作人员一味起吊，则随车起重机很可能会超出其安全工况范围。

然而，现有的一些随车起重机对于车辆倾翻没有采取相关限制措施，即没有各个支撑点及总支撑状态提示，也没有配备倾翻保护装置，完全依靠驾驶员的经验来判断车辆的工作状态。在长臂工况且吊重较大时，由于没有人性化提醒及当前支撑状态示意，操作人员不能充分了解当前车辆的支撑状况，操作时稍有不慎，会发生翻车状况。

现有的随车起重机倾翻控制方案主要是通过在车辆上安装倾角传感器，来判断车辆当前的工作状态。当起重机倾角超出限值后，停止起吊作业，避免事故的发生。此技术的危险工况判断依据为车辆角度是否超限，但具体的限值大小的准确确定存在较大困难。

发明内容

鉴于以上技术问题，本发明提供了一种倾翻控制方法、装置、系统和工程机械，可以及时有效地提醒驾驶员小心驾驶，降低随车起重机 倾翻事故发生的可能性。

根据本发明的一个方面，提供一种倾翻控制方法，包括：

确定工程机械的当前倾翻判定线，其中，当前倾翻判定线包括工程机械的倾翻线中的至少一条，所述倾翻线为工程机械各支撑点之间的连线；

确定工程机械相对于当前倾翻判定线的当前倾翻系数；

通过比较当前倾翻系数和倾翻预警阈值，判断工程机械是否处于倾翻危险状态。

在本发明的一个实施例中，确定工程机械的当前倾翻判定线的步骤包括：

确定工程机械的倾翻线；

根据工程机械吊臂的当前回转角度，从所述倾翻线中确定当前倾翻判定线。

在本发明的一个实施例中，所述倾翻线包括第一倾翻线、第二倾翻线、第三倾翻线、第四倾翻线、第五倾翻线和第六倾翻线，其中：

第一倾翻线为工程机械的左后支撑点与右后支撑点的连线，第二倾翻线为右后支撑点与右前支腿支撑点的连线，第三倾翻线为右前轮支撑点与右前支腿支撑点的连线，第四倾翻线为右前轮支撑点与左前轮支撑点的连线，第五倾翻线为左前轮支撑点与左前支腿支撑点的连线，第六倾翻线为左后支撑点与左前支腿支撑点的连线。

在本发明的一个实施例中，根据工程机械吊臂的当前回转角度，从所述倾翻线中确定当前倾翻判定线的步骤包括：

若当前回转角度大于0，则将第一倾翻线、第二倾翻线、第三倾翻线、第四倾翻线作为当前倾翻判定线；

若当前回转角度等于0，则将第一倾翻线作为当前倾翻判定线；

若当前回转角度等于±180°，则将第四倾翻线作为当前倾翻判定线；

若当前回转角度小于0，则将第一倾翻线、第四倾翻线、第五倾翻线、第六倾翻线作为当前倾翻判定线；

其中，设定回转中心为坐标原点，回转中心到车尾中心为x轴正方向，当吊臂在水平面的投影位于x轴正方向的左侧时，当前回转角度大于0；当吊臂在水平面的投影位于x轴正方向的右侧时，当前回转角度小于0；当吊臂在水平面的投影位于x轴正方向上时，当前回转角度等于0；当吊臂在水平面的投影位于x轴负方向上时，当前回转角度等于±180°。

在本发明的一个实施例中，确定工程机械相对于当前倾翻判定线的当前倾翻系数的步骤包括：

获取工程机械的当前倾翻参数；

针对每一当前倾翻判定线，根据当前倾翻参数确定倾翻系数值；

将所述倾翻系数值中的最小值，确定为当前倾翻系数。

在本发明的一个实施例中，根据当前倾翻参数确定倾翻系数值的步骤包括：

判断吊重是否位于当前倾翻判定线内部；

若吊重位于当前倾翻判定线内部，则确定倾翻系数值大于倾翻预警阈值。

在本发明的一个实施例中，所述方法还包括：

若吊重位于当前倾翻判定线外部，则根据当前倾翻参数确定当前稳定力矩和当前倾翻力矩；

将当前稳定力矩和当前倾翻力矩的商，作为倾翻系数值。

在本发明的一个实施例中，根据当前倾翻参数确定当前稳定力矩和当前倾翻力矩的步骤包括：

根据当前倾翻参数确定质量点坐标；

根据质量点坐标确定质量点到当前倾翻判定线的倾翻力臂；

根据质量点的倾翻力臂和质量点的重力确定质量点的重力力矩；

根据质量点的重力力矩确定当前稳定力矩和当前倾翻力矩。

在本发明的一个实施例中，根据质量点的重力力矩确定当前稳定力矩和当前倾翻力矩的步骤包括：

根据初始稳定部件的自重力矩确定当前稳定力矩M₁；

根据吊重力矩确定当前倾翻力矩M₂；

根据迭加部件的自重力矩对当前稳定力矩M₁或当前倾翻力矩M₂进行迭加更新。

在本发明的一个实施例中，根据迭加部件的自重力矩对当前稳定力矩M₁或当前倾翻力矩M₂进行迭加更新的步骤包括：

判断迭加部件的重心点是否位于当前倾翻判定线内部；

若迭加部件的重心点位于当前倾翻判定线内部，则当前稳定力矩M₁＝M₁+迭加部件的自重力矩；

若迭加部件的重心点位于当前倾翻判定线外部，则当前倾翻力矩M₂＝M₂+迭加部件的自重力矩。

在本发明的一个实施例中，对于直臂式工程机械，

质量点包括底盘重心点、吊机重心点、各伸臂重心点、变幅油缸重心点、吊重点；

初始稳定部件包括吊机、底盘及变幅缸；

迭加部件包括各伸臂。

在本发明的一个实施例中，对于折臂式工程机械，

质量点包括底盘重心点、吊机重心点、内臂重心点、各伸臂重心点、各伸臂油缸重心点、第一变幅油缸重心点、第二变幅油缸重心点、吊重点；

初始稳定部件包括吊机和底盘；

迭加部件包括内臂、各伸臂、各伸臂油缸、第一变幅油缸、第二变幅油缸。

在本发明的一个实施例中，当前倾翻参数包括当前吊重值；

获取工程机械的当前吊重值的步骤包括：

通过力传感器采集当前吊重值；

或者，

通过压力传感器采集当前变幅油缸压力，并根据当前变幅油缸压力确定当前吊重值。

在本发明的一个实施例中，对于折臂式伸缩油缸，当前变幅油缸 压力是与伸臂铰接的第二变幅油缸对伸臂基本臂的作用力。

在本发明的一个实施例中，通过比较当前倾翻系数和倾翻预警阈值，判断工程机械是否处于倾翻危险状态的步骤包括：

判断当前倾翻系数是否大于倾翻预警阈值；

若当前倾翻系数大于倾翻预警阈值，则指示报警装置发出第一指示信号，以提示当前工况下，工程机械未处于倾翻危险状态。

在本发明的一个实施例中，所述方法还包括：

若当前倾翻系数不大于倾翻预警阈值，则进一步判断当前倾翻系数是否大于倾翻控制阈值，其中倾翻控制阈值小于倾翻预警阈值；

若当前倾翻系数大于倾翻控制阈值，则指示报警装置发出第二指示信号，以提示当前工况下，工程机械处于第一倾翻危险状态，需调整上车状态。

在本发明的一个实施例中，所述方法还包括：

若当前倾翻系数不大于倾翻控制阈值，则指示报警装置发出第三指示信号，以提示当前工况下，工程机械处于第二倾翻危险状态，并指示控制开关终止工程机械的当前操作，以限制用户继续操作，防止危险发生。

根据本发明的一个方面，提供一种倾翻控制装置，包括倾翻线确定模块、倾翻系数确定模块和控制模块，其中：

倾翻线确定模块，用于确定工程机械的当前倾翻判定线，其中，当前倾翻判定线包括工程机械的倾翻线中的至少一条，所述倾翻线为工程机械各支撑点之间的连线；

倾翻系数确定模块，用于确定工程机械相对于当前倾翻判定线的当前倾翻系数；

控制模块，用于通过比较当前倾翻系数和倾翻预警阈值，判断工程机械是否处于倾翻危险状态。

在本发明的一个实施例中，倾翻线确定模块包括倾翻线确定子模块和判定线确定子模块，其中：

倾翻线确定子模块，用于确定工程机械的倾翻线；

判定线确定子模块，用于根据工程机械吊臂的当前回转角度，从第一确定模块确定的所述倾翻线中确定当前倾翻判定线。

在本发明的一个实施例中，所述倾翻线包括第一倾翻线、第二倾翻线、第三倾翻线、第四倾翻线、第五倾翻线和第六倾翻线，其中：

第一倾翻线为工程机械的左后支撑点与右后支撑点的连线，第二倾翻线为右后支撑点与右前支腿支撑点的连线，第三倾翻线为右前轮支撑点与右前支腿支撑点的连线，第四倾翻线为右前轮支撑点与左前轮支撑点的连线，第五倾翻线为左前轮支撑点与左前支腿支撑点的连线，第六倾翻线为左后支撑点与左前支腿支撑点的连线。

在本发明的一个实施例中，判定线确定子模块用于在当前回转角度大于0时，将第一倾翻线、第二倾翻线、第三倾翻线、第四倾翻线作为当前倾翻判定线；在当前回转角度等于0时，将第一倾翻线作为当前倾翻判定线；在当前回转角度等于±180°时，将第四倾翻线作为当前倾翻判定线；在当前回转角度小于0时，将第一倾翻线、第四倾翻线、第五倾翻线、第六倾翻线作为当前倾翻判定线；其中，设定回转中心为坐标原点，回转中心到车尾中心为x轴正方向，当吊臂在水平面的投影位于x轴正方向的左侧时，当前回转角度大于0；当吊臂在水平面的投影位于x轴正方向的右侧时，当前回转角度小于0；当吊臂在水平面的投影位于x轴正方向上时，当前回转角度等于0；当吊臂在水平面的投影位于x轴负方向上时，当前回转角度等于±180°。

在本发明的一个实施例中，倾翻系数确定模块包括参数获取子模块、系数值确定子模块和最小化子模块，其中：

参数获取子模块，用于获取工程机械的当前倾翻参数；

系数值确定子模块，用于针对每一当前倾翻判定线，根据参数获取子模块获取的当前倾翻参数确定倾翻系数值；

最小化子模块，用于将系数值确定子模块确定的所述倾翻系数值中的最小值，确定为当前倾翻系数。

在本发明的一个实施例中，系数值确定子模块包括识别单元和第一系数确定单元，其中：

识别单元，用于针对每一当前倾翻判定线，判断吊重是否位于当前倾翻判定线内部；

第一系数确定单元，用于根据识别单元的判断结果，在吊重位于当前倾翻判定线内部时，确定倾翻系数值大于倾翻预警阈值。

在本发明的一个实施例中，系数值确定子模块还包括力矩确定单元和第二系数确定单元，其中：

力矩确定单元，用于根据识别单元的判断结果，在吊重位于当前倾翻判定线外部时，根据当前倾翻参数确定当前稳定力矩和当前倾翻力矩；

第二系数确定单元，用于将当前稳定力矩和当前倾翻力矩的商，作为倾翻系数值。

在本发明的一个实施例中，力矩确定单元包括坐标获取子单元、力臂确定子单元、第一力矩确定子单元和第二力矩确定子单元，其中

坐标获取子单元，用于根据当前倾翻参数确定质量点坐标；

力臂确定子单元，用于根据质量点坐标确定质量点到当前倾翻判定线的倾翻力臂；

第一力矩确定子单元，用于根据质量点的倾翻力臂和质量点的重力确定质量点的重力力矩；

第二力矩确定子单元，用于根据质量点的重力力矩确定当前稳定力矩和当前倾翻力矩。

在本发明的一个实施例中，第二力矩确定子单元用于根据初始稳定部件的自重力矩确定当前稳定力矩M₁；根据吊重力矩确定当前倾翻力矩M₂；并根据迭加部件的自重力矩对当前稳定力矩M₁或当前倾翻力矩M₂进行迭加更新。

在本发明的一个实施例中，第二力矩确定子单元在根据迭加部件的自重力矩对当前稳定力矩M₁或当前倾翻力矩M₂进行迭加更新时，具体用于判断迭加部件的重心点是否位于当前倾翻判定线内部；若迭加部件的重心点位于当前倾翻判定线内部，则当前稳定力矩M₁＝M₁+迭加部件的自重力矩；若迭加部件的重心点位于当前倾翻判定线外部， 则当前倾翻力矩M₂＝M₂+迭加部件的自重力矩。

在本发明的一个实施例中，对于直臂式工程机械，

质量点包括底盘重心点、吊机重心点、各伸臂重心点、变幅油缸重心点、吊重点；

初始稳定部件包括吊机、底盘及变幅缸；

迭加部件包括各伸臂。

在本发明的一个实施例中，对于折臂式工程机械，

质量点包括底盘重心点、吊机重心点、内臂重心点、各伸臂重心点、各伸臂油缸重心点、第一变幅油缸重心点、第二变幅油缸重心点、吊重点；

初始稳定部件包括吊机和底盘；

迭加部件包括内臂、各伸臂、各伸臂油缸、第一变幅油缸、第二变幅油缸。

在本发明的一个实施例中，当前倾翻参数包括当前吊重值，

参数获取子模块在获取工程机械的当前吊重值时，用于通过力传感器采集当前吊重值；或者，用于通过压力传感器采集当前变幅油缸压力，并根据当前变幅油缸压力确定当前吊重值。

在本发明的一个实施例中，对于折臂式伸缩油缸，当前变幅油缸压力是与伸臂铰接的第二变幅油缸对伸臂基本臂的作用力。

在本发明的一个实施例中，控制模块包括第一识别子模块和指示子模块，其中：

第一识别子模块，用于判断当前倾翻系数是否大于倾翻预警阈值；

指示子模块，用于根据第一识别子模块的判断结果，在当前倾翻系数大于倾翻预警阈值时，指示报警装置发出第一指示信号，以提示当前工况下，工程机械未处于倾翻危险状态。

在本发明的一个实施例中，所述装置还包括第二识别子模块，其中：

第二识别子模块，用于根据第一识别子模块的判断结果，在当前倾翻系数不大于倾翻预警阈值时，进一步判断当前倾翻系数是否大于 倾翻控制阈值，其中倾翻控制阈值小于倾翻预警阈值；

指示子模块还用于根据第二识别子模块的判断结果，在当前倾翻系数大于倾翻控制阈值时，指示报警装置发出第二指示信号，以提示当前工况下，工程机械处于第一倾翻危险状态，需调整上车状态。

在本发明的一个实施例中，指示子模块还用于根据第二识别子模块的判断结果，在当前倾翻系数不大于倾翻控制阈值时，指示报警装置发出第三指示信号，以提示当前工况下，工程机械处于第二倾翻危险状态，并指示控制开关终止工程机械的当前操作，以限制用户继续操作，防止危险发生。

根据本发明的另一方面，提供一种倾翻控制系统，其特征在于，包括上述任一实施例所述的倾翻控制装置。

在本发明的一个实施例中，所述系统还包括参数传感器，其中：

参数传感器，用于采集当前倾翻参数，并将采集的当前倾翻参数发送给倾翻控制装置。

在本发明的一个实施例中，所述系统还包括滤波器，其中：

滤波器，用于对参数传感器采集的当前倾翻参数进行滤波处理后，并发送给倾翻控制装置。

在本发明的一个实施例中，所述系统还包括报警装置，其中：

报警装置，用于根据倾翻控制装置的指示，发出相应指示信号。

在本发明的一个实施例中，所述系统还包括控制开关，其中：

控制开关，用于根据倾翻控制装置的指示，终止工程机械的当前操作，切断油泵与工程机械各执行机构的联系，使得各执行机构保压锁死，以限制用户继续操作，防止危险发生。

在本发明的一个实施例中，所述系统还包括手动解除开关，其中：

手动解除开关，用于当各执行机构保压锁死后，根据驾驶员的指令打开，以断开倾翻控制装置对控制开关的控制，以便驾驶员手动调整上车姿态。

根据本发明的另一方面，提供一种工程机械，包括上述任一实施例中所述的倾翻控制装置、或上述任一实施例中所述的倾翻控制系统。

本发明通过确定工程机械相对于当前倾翻判定线的当前倾翻系数，并通过比较当前倾翻系数和倾翻预警阈值来判断工程机械是否处于倾翻危险状态，由此可以及时有效地判定当前工程机械是否有倾翻风险，从而降低了翻车事故发生的可能性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明倾翻控制装置一个实施例的示意图。

图2为本发明一个实施例中倾翻线确定模块的示意图。

图3为本发明第一具体实施例中倾翻线的示意图。

图4-8为本发明不同支腿和底盘形式的工程机械对应的倾覆线示意图。

图9为本发明一个实施例中倾翻系数确定模块的示意图。

图10为本发明一个实施例中系数值确定子模块的示意图。

图11为本发明一个实施例中力矩确定单元的示意图。

图12为本发明一个实施例中控制模块的示意图。

图13为本发明倾翻控制系统一个实施例的示意图。

图14为本发明倾翻控制方法一个实施例的示意图。

图15为本发明一个实施例中确定工程机械的当前倾翻系数的示意图。

图16为本发明一个实施例中针对每一当前倾翻线确定倾翻系数值的示意图。

图17为本发明一个实施例中根据倾翻参数确定稳定力矩和倾翻力矩的示意图。

图18为本发明一个实施例中根据质量点重力力矩确定稳定力矩和 倾翻力矩的示意图。

图19为本发明一个实施例中根据迭加部件的自重力矩对稳定力矩和倾翻力矩进行迭加更新的示意图。

图20为本发明一个实施例中判断工程机械是否处于倾翻危险状态的示意图。

图21为本发明第一具体实施例中参数传感器的安装示意图。

图22为本发明第一具体实施例中倾翻控制系统的示意图。

图23-图24为本发明第一具体实施例中直臂式随车起重机力学模型的示意图。

图25为本发明第一具体实施例中根据每一伸臂的自重力矩更新当前稳定和倾翻力矩的示意图。

图26为本发明第二具体实施例中参数传感器的安装示意图。

图27为本发明第二具体实施例中倾翻控制系统的示意图。

图28-图31为本发明第二具体实施例中折臂式随车起重机力学模型的示意图。

图32为本发明第二具体实施例中根据每一伸臂油缸的自重力矩更新当前稳定和倾翻力矩的示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。

同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。

对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。

在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

图1为本发明倾翻控制装置一个实施例的示意图。如图1所示，所述倾翻控制装置包括倾翻线确定模块100、倾翻系数确定模块200和控制模块300，其中：

倾翻线确定模块100，用于确定工程机械的当前倾翻判定线，其中，当前倾翻判定线包括工程机械的倾翻线中的至少一条。即，当前倾翻判定线可以包括工程机械的倾翻线的一部分或全部。

在本发明的一个实施例中，如图2所示，倾翻线确定模块100可以包括倾翻线确定子模块110和判定线确定子模块120，其中：

倾翻线确定子模块110，用于确定工程机械的倾翻线，其中，所述倾翻线为工程机械各支撑点之间的连线。

在本发明的一个实施例中，所述工程机械可以是诸如随车起重机等包括支腿支撑点和轮胎支撑点的工程机械。

在本发明的一些实施例中，如图3-图8所示，所述倾翻线可以包括第一倾翻线、第二倾翻线、第三倾翻线、第四倾翻线、第五倾翻线和第六倾翻线，其中，以车头方向为前，可以定义：

第一倾翻线为工程机械的左后支撑点与右后支撑点的连线，第二倾翻线为右后支撑点与右前支腿支撑点的连线，第三倾翻线为右前轮支撑点与右前支腿支撑点的连线，第四倾翻线为右前轮支撑点与左前轮支撑点的连线，第五倾翻线为左前轮支撑点与左前支腿支撑点的连线，第六倾翻线为左后支撑点与左前支腿支撑点的连线。

在诸如图3所示的6×4底盘、五节伸缩臂且无后支腿的直臂式随车起重机等工程机械中，可以定义：第一倾翻线为左后支撑点D与右后支撑点C的连线，第二倾翻线为右后支撑点C与右前支腿支撑点E的连线，第三倾翻线为右前轮支撑点A与右前支腿支撑点E的连线，第四倾翻线为右前轮支撑点A与左前轮支撑点B的连线，第五倾翻线为左前轮支撑点B与左前支腿支撑点F的连线，第六倾翻线为左后支撑点D与左前支腿支撑点F的连线。

在本发明的上述实施例确定的倾翻线同样适用于其它形式底盘并且带有后支腿的工程机械，只需将图3所示的倾翻线进行修改即可。

不同底盘及支腿支撑形式工程机械的倾翻线如表1所示。其中，若底盘为后单桥支撑，则右后支撑点为右后轮支撑点，左后支撑点为左后轮支撑点；若底盘为后双桥支撑，则右后支撑点为右后后轮支撑点，左后支撑点为左后后轮支撑点；若工程机械有后支腿，则右后支撑点为右后支腿支撑点，左后支撑点为左后支腿支撑点。

表1工程机械倾翻线

判定线确定子模块120，用于根据工程机械吊臂的当前回转角度，从第一确定模块确定的所述倾翻线中确定当前倾翻判定线。

在本发明的一个实施例中，判定线确定子模块120具体用于在当前回转角度大于0时，将第一倾翻线、第二倾翻线、第三倾翻线、第四倾翻线作为当前倾翻判定线；在当前回转角度等于0时，将第一倾翻线作为当前倾翻判定线；在当前回转角度等于±180°时，将第四倾翻线作为当前倾翻判定线；在当前回转角度小于0时，将第一倾翻线、第四倾翻线、第五倾翻线、第六倾翻线作为当前倾翻判定线；其中，如图3所示，设定回转中心为坐标原点，回转中心到车尾中心为x轴正方向，当吊臂在水平面的投影位于x轴正方向的左侧时，当前回转角度大于0；当吊臂在水平面的投影位于x轴正方向的右侧时，当前回转角度小于0；当吊臂在水平面的投影位于x轴正方向上时，当前回转角度等于0；当吊臂在水平面的投影位于x轴负方向上时，当前回转角度等于±180°。

倾翻系数确定模块200，用于确定工程机械相对于当前倾翻判定线的当前倾翻系数。

在本发明的一个实施例中，倾翻系数确定模块200具体用于确定工程机械相对于当前倾翻判定线的稳定力矩和倾翻力矩，之后根据稳定力矩和倾翻力矩确定工程机械相对于当前倾翻判定线的当前倾翻系数。

控制模块300，用于通过比较倾翻系数确定模块200确定的当前倾翻系数和预定倾翻预警阈值，判断工程机械是否处于倾翻危险状态。

基于本发明上述实施例提供的倾翻控制装置，确定工程机械相对于当前倾翻判定线的当前倾翻系数，并通过比较当前倾翻系数和倾翻预警阈值来判断工程机械是否处于倾翻危险状态，由此可以及时有效地判定当前工程机械是否有倾翻风险，从而降低了翻车事故发生的可能性。

同时，本发明上述实施例可以根据工程机械的倾翻线的部分或全部来确定当前倾翻系数，其中，本发明可以根据当前工况的回转角度选择当前倾翻判定线，确定工程机械相对于当前倾翻判定线的当前倾翻系数，从而仅需要根据部分倾翻线来计算倾翻系数，从而提高了获取倾翻系数的效率、准确性和针对性。

在本发明的一个实施例中，控制模块300具体用于若当前倾翻系数大于预定倾翻预警阈值，则判定工程机械未处于倾翻危险状态；若当前倾翻系数不大于预定倾翻预警阈值，则判定工程机械处于倾翻危险状态，并控制报警装置发出报警信号。

由此，本发明的上述实施例可以根据当前倾翻系数控制报警装置发出相应指示信号，从而可以及时有效地提醒驾驶员小心驾驶，降低了随车起重机倾翻事故发生的可能性。

图9为本发明一个实施例中倾翻系数确定模块的示意图。如图9所示，图1实施例中的倾翻系数确定模块200可以包括参数获取子模块210、系数值确定子模块220和最小化子模块230，其中：

参数获取子模块210，用于获取工程机械的当前倾翻参数。

在本发明的一个实施例中，当前倾翻参数可以包括当前伸臂长度、当前伸臂仰角、当前回转角度、当前吊重值。

在本发明的一个实施例中，对于折臂式工程机械，当前倾翻参数还可以包括当前内臂仰角。

系数值确定子模块220，用于针对每一当前倾翻判定线，根据参数获取子模块210获取的当前倾翻参数确定倾翻系数值。

最小化子模块230，用于将系数值确定子模块220确定的所述倾翻系数值中的最小值，确定为当前倾翻系数。

本发明的上述实施例中通过当前伸臂长度、当前伸臂仰角、当前内臂仰角、当前回转角度、当前吊重值等多个当前工况的倾翻参数综合考虑，并针对每一倾翻判定线获取倾翻系数之后求最小值来确定当前倾翻系数，相比现有技术仅通过倾角传感器的测量值判断车辆角度是否超限，可以更准确地确定当前倾翻系数，从而可以更有效地避免倾翻事故的发生，避免了对倾覆事故的误判。

在本发明的一个实施例中，参数获取子模块210在获取工程机械的当前吊重值时，可以用于通过吊钩处设置的力传感器来准确采集当前吊重值。

在本发明的一个实施例中，参数获取子模块210在获取工程机械的当前吊重值时，还可以用于通过压力传感器采集当前变幅油缸压力，并根据当前变幅油缸压力确定当前吊重值。

在本发明的一个实施例中，对于折臂式伸缩油缸，当前变幅油缸压力是与伸臂铰接的第二变幅油缸对伸臂基本臂的作用力。

本发明的上述实施例可以采用压力传感器测量变幅油缸压力来计算吊重值，压力传感器可以精确测量变幅油缸压力的压力；压力传感器安装方便；同时，压力传感器相比力传感器，成本较低，从而有利于批量生产和应用。

图10为本发明一个实施例中系数值确定子模块的示意图。如图10所示，图9所示实施例中的系数值确定子模块220可以包括识别单元221和第一系数确定单元222，其中：

识别单元221，用于针对每一当前倾翻判定线，判断吊重是否位于当前倾翻判定线内部。

第一系数确定单元222，用于根据识别单元221的判断结果，在吊重位于当前倾翻判定线内部时，确定倾翻系数值大于倾翻预警阈值。

在本发明的一个实施例中，由于在吊重位于当前倾翻判定线内部时，倾翻力矩为零，倾翻稳定系数为无穷大，为了便于之后最小化子模 块230的后续处理，此处可取倾翻系数值为大于倾翻预警阈值的任意值，例如可以取为100。

在本发明的一个实施例中，系数值确定子模块220还可以包括力矩确定单元223和第二系数确定单元224，其中：

力矩确定单元223，用于根据识别单元221的判断结果，在吊重位于当前倾翻判定线外部时，根据当前倾翻参数确定当前稳定力矩和当前倾翻力矩。

第二系数确定单元224，用于将当前稳定力矩和当前倾翻力矩的商，作为倾翻系数值。

本发明的上述实施例中，针对吊重在判定线内、外的两种情况，分别来获取相应的倾翻系数值，其中，吊重在判定线内时，直接获取倾翻系数值，不需要进行力矩计算，从而简化了运算，提高了倾翻系数的获取效率。

图11为本发明一个实施例中力矩确定单元的示意图。图10实施例中所述的力矩确定单元223包括坐标获取子单元2231、力臂确定子单元2232、第一力矩确定子单元2233和第二力矩确定子单元2234，其中

坐标获取子单元2231，用于根据当前倾翻参数确定各质量点坐标。

在本发明的一个实施例中，对于直臂式工程机械，所述质量点包括底盘重心点、吊机重心点、各伸臂重心点、变幅油缸重心点、吊重点。

在本发明的一个实施例中，对于折臂式工程机械，质量点包括底盘重心点、吊机重心点、内臂重心点、各伸臂重心点、各伸臂油缸重心点、第一变幅油缸重心点、第二变幅油缸重心点、吊重点。

力臂确定子单元2232，用于根据质量点坐标确定各质量点到当前倾翻判定线的倾翻力臂。

第一力矩确定子单元2233，用于根据质量点的倾翻力臂和质量点的重力确定质量点的重力力矩。

在本发明的一个实施例中，对于直臂式工程机械，质量点的重力力矩包括底盘自重力矩、吊机自重力矩、各伸臂自重力矩、变幅油缸自重力矩、吊重力矩。

在本发明的一个实施例中，对于折臂式工程机械，质量点的重力力矩包括底盘自重力矩、吊机自重力矩、内臂自重力矩、各伸臂自重力矩、各伸臂油缸自重力矩、第一变幅油缸自重力矩、第二变幅油缸自重力矩、吊重力矩。

第二力矩确定子单元2234，用于根据质量点的重力力矩确定当前稳定力矩和当前倾翻力矩。

本发明的上述实施例中针对工程车辆的上车工况，根据伸臂重心等各质量点的重力力矩来确定当前稳定力矩和当前倾翻力矩，从而可以更准确地确定当前工况的稳定力矩和倾翻力矩，进而可以更为准确地确定工程机械是否存在倾翻风险，避免倾翻危险的发生。

在本发明的一个实施例中，第二力矩确定子单元2234用于根据初始稳定部件的自重力矩确定当前稳定力矩M₁；根据吊重力矩确定当前倾翻力矩M₂；并根据迭加部件的自重力矩对当前稳定力矩M₁或当前倾翻力矩M₂进行迭加更新，其中，初始稳定部件为其自重力矩属于稳定力矩的工程机械整机中的部件，迭加部件为其自重力矩在不同工况下不确定属于稳定力矩还是倾翻力矩的工程机械的部件。

在本发明的一个实施例中，对于直臂式工程机械，初始稳定部件包括吊机、底盘及变幅缸；迭加部件包括各伸臂。

在本发明的一个实施例中，对于折臂式工程机械，初始稳定部件包括吊机和底盘；迭加部件包括内臂、各伸臂、各伸臂油缸、第一变幅油缸、第二变幅油缸。

在本发明的一个实施例中，第二力矩确定子单元2234在根据迭加部件的自重力矩对当前稳定力矩M₁或当前倾翻力矩M₂进行迭加更新时，具体用于判断迭加部件的重心点是否位于当前倾翻判定线内部；若迭加部件的重心点位于当前倾翻判定线内部，则当前稳定力矩M₁＝M₁+迭加部件的自重力矩；若迭加部件的重心点位于当前倾翻判定 线外部，则当前倾翻力矩M₂＝M₂+迭加部件的自重力矩。

本发明的上述实施例针对每一质量点判定是否处于当前倾翻判定线内部，若是，则将质量点的自重力矩迭加到当前稳定力矩；否则，将质量点的自重力矩迭加到当前倾翻力矩，从而可以更为准确地确定当前稳定力矩和当前倾翻力矩，由此可以更为准确确定倾翻系数，以避免倾翻事故的发生。

图12为本发明一个实施例中控制模块的示意图。如图12所示，图1实施例中的控制模块300可以包括第一识别子模块310和指示子模块320，其中：

第一识别子模块310，用于判断当前倾翻系数是否大于倾翻预警阈值。

指示子模块320，用于根据第一识别子模块310的判断结果，在当前倾翻系数大于倾翻预警阈值时，指示报警装置发出第一指示信号，以提示当前工况下，工程机械未处于倾翻危险状态。

在本发明的一个实施例中，如图12所示，所述装置还可以包括第二识别子模块330，其中：

第二识别子模块330，用于根据第一识别子模块310的判断结果，在当前倾翻系数不大于倾翻预警阈值时，进一步判断当前倾翻系数是否大于倾翻控制阈值，其中倾翻控制阈值小于倾翻预警阈值；

指示子模块320还用于根据第二识别子模块330的判断结果，在当前倾翻系数大于倾翻控制阈值时，指示报警装置发出第二指示信号，以提示当前工况下，工程机械处于第一倾翻危险状态，需调整上车状态。

在本发明的一个实施例中，指示子模块320还用于根据第二识别子模块330的判断结果，在当前倾翻系数不大于倾翻控制阈值时，指示报警装置发出第三指示信号，以提示当前工况下，工程机械处于第二倾翻危险状态，并指示控制开关终止工程机械的当前操作，以限制用户继续操作，防止危险发生，其中工程机械处于第二倾翻危险状态是，其倾翻风险较处于第一倾翻危险状态时更大。

本发明的上述实施例，采用了两个级别的倾翻系数控制阈值(即倾翻预警阈值和倾翻控制阈值)，针对不同的当前倾翻系数，指示报警装置向外发出不同的指示信号，从而可以及时有效地提醒驾驶员小心驾驶，降低了随车起重机倾翻事故发生的可能性；本发明上述实施例操作简单、控制可靠。由此，驾驶人员通过本发明的上述实施例，能实时掌握车辆的支撑状态，能更好地感知车辆，从而更好地控制车辆，避免危险的发生。

图13为本发明倾翻控制系统一个实施例的示意图。如图13所示，所述系统可以包括倾翻控制装置81，其中：

倾翻控制装置81，为上述任一实施例所述的倾翻控制装置。

基于本发明上述实施例提供的倾翻控制系统，确定工程机械相对于当前倾翻判定线的当前倾翻系数，并通过比较当前倾翻系数和倾翻预警阈值来判断工程机械是否处于倾翻危险状态，由此可以及时有效地判定当前工程机械是否有倾翻风险，从而降低了翻车事故发生的可能性。

在本发明的一个实施例中，如图13所示，所述系统还可以包括参数传感器82，其中：

参数传感器82，用于采集当前倾翻参数，并将采集的当前倾翻参数发送给倾翻控制装置81。

在本发明的一个实施例中，参数传感器81可以包括位移传感器、角度传感器、力传感器，其中：

位移传感器，用于采集当前伸臂长度，并将采集的当前伸臂长度发送给倾翻控制装置。

角度传感器，用于采集当前伸臂仰角及当前回转角度，并将采集的当前伸臂仰角及当前回转角度发送给倾翻控制装置。

力传感器，用于采集当前吊重值，并将采集的当前吊重值发送给倾翻控制装置。本发明的上述实施例可以通过直接在吊钩处安装力传感器来准确测量吊重值。

在本发明的一个实施例中，参数传感器81可以包括位移传感器、 角度传感器、压力传感器，其中：

位移传感器，用于采集当前伸臂长度，并将采集的当前伸臂长度发送给倾翻控制装置。

角度传感器，用于采集当前伸臂仰角及当前回转角度，并将采集的当前伸臂仰角及当前回转角度发送给倾翻控制装置。

压力传感器，用于采集当前变幅油缸压力，并将采集的变幅油缸压力发送给倾翻控制装置。

本发明的上述实施例可以采用压力传感器测量变幅油缸压力来计算吊重值，压力传感器可以精确测量变幅油缸压力的压力；压力传感器安装方便；同时，压力传感器相比力传感器，成本较低，从而有利于批量生产和应用。

在本发明的一个实施例中，角度传感器还用于采集当前内臂仰角，并将采集的当前内臂仰角发送给倾翻控制装置，以便倾翻控制系统应用于折臂式工程机械中。

在本发明的一个实施例中，如图13所示，所述系统还可以包括滤波器83，其中：

滤波器83，用于对参数传感器82采集的当前倾翻参数进行滤波处理后，并发送给倾翻控制装置81。

本发明上述实施例通过在整个系统中增加滤波器，将发动机振动产生的数据波动滤除，从而消除了车辆工作时发动机振动对参数传感器采集到的数据产生的影响，进而使整个系统更加稳定、可靠。

在本发明的一个实施例中，如图13所示，所述系统还可以包括报警装置84，其中：

报警装置84，用于根据倾翻控制装置81的指示，发出相应指示信号。

在本发明的一个实施例中，如图13所示，所述系统还可以包括控制开关85，其中：

控制开关85，用于根据倾翻控制装置81的指示，终止工程机械的当前操作，切断油泵与各执行机构的联系，使得各执行机构保压锁死， 从而限制了驾驶员继续操作，防止了危险发生。

本发明的上述实施例操作简单、控制可靠，且通过本发明驾驶人员能实时掌握车辆的支撑状态，能更好地感知车辆，从而更好地控制车辆，避免危险的发生。

在本发明的一个实施例中，所述系统还可以包括手动解除开关，其中：

手动解除开关，用于当各执行机构保压锁死后，根据驾驶员的指令打开，以断开倾翻控制装置81对控制开关85的控制，以便控制开关85断电后打开，驾驶员此时可手动调整上车姿态，待报警解除后闭合手动解除开关即可。

根据本发明的另一方面，提供一种工程机械，其中，所述工程机械包括上述任一实施例中所述的倾翻控制装置、或上述任一实施例中所述的倾翻控制系统。

在本发明的一个实施例中，所述工程机械可以是诸如随车起重机等包括支腿支撑点和轮胎支撑点的工程机械。

基于本发明上述实施例提供的工程机械，确定当前倾翻判定线，通过当前倾翻参数确定工程机械相对当前倾翻判定线的当前倾翻系数，并根据当前倾翻系数控制报警装置发出相应指示信号，从而可以及时有效地提醒驾驶员小心驾驶，降低了随车起重机倾翻事故发生的可能性。同时，本发明上述实施例操作简单、控制可靠，且通过本发明驾驶人员能实时掌握车辆的支撑状态，能更好地感知车辆，从而更好地控制车辆，避免危险的发生。

图14为本发明倾翻控制方法一个实施例的示意图。优选的，本实施例可由上述任一实施例所述的倾翻控制装置执行。所述方法包括：

步骤101，确定工程机械的当前倾翻判定线，其中，当前倾翻判定线包括工程机械的倾翻线中的至少一条，即，当前倾翻判定线可以包括工程机械的倾翻线的一部分或全部。

在本发明的一个实施例中，步骤101可以包括：

步骤101a，确定工程机械的倾翻线，其中，所述倾翻线为工程机 械各支撑点之间的连线。不同底盘及支腿支撑形式工程机械的倾翻线如表1所示。

在本发明的一些实施例中，如图3-图8所示，所述倾翻线可以包括第一倾翻线、第二倾翻线、第三倾翻线、第四倾翻线、第五倾翻线和第六倾翻线，其中，以车头方向为前，可以定义：

第一倾翻线为工程机械的左后支撑点与右后支撑点的连线，第二倾翻线为右后支撑点与右前支腿支撑点的连线，第三倾翻线为右前轮支撑点与右前支腿支撑点的连线，第四倾翻线为右前轮支撑点与左前轮支撑点的连线，第五倾翻线为左前轮支撑点与左前支腿支撑点的连线，第六倾翻线为左后支撑点与左前支腿支撑点的连线。

步骤101b，根据工程机械吊臂的当前回转角度，从所述倾翻线中确定当前倾翻判定线。

在本发明的一个实施例中，步骤101b可以包括：

若当前回转角度大于0，则将第一倾翻线、第二倾翻线、第三倾翻线、第四倾翻线作为当前倾翻判定线；

若当前回转角度等于0，则将第一倾翻线作为当前倾翻判定线；

若当前回转角度等于±180°，则将第四倾翻线作为当前倾翻判定线；

若当前回转角度小于0，则将第一倾翻线、第四倾翻线、第五倾翻线、第六倾翻线作为当前倾翻判定线；

其中，如图3所示，设定回转中心为坐标原点，回转中心到车尾中心为x轴正方向，当吊臂在水平面的投影位于x轴正方向的左侧时，当前回转角度大于0；当吊臂在水平面的投影位于x轴正方向的右侧时，当前回转角度小于0；当吊臂在水平面的投影位于x轴正方向上时，当前回转角度等于0；当吊臂在水平面的投影位于x轴负方向上时，当前回转角度等于±180°。

步骤102，确定工程机械相对于当前倾翻判定线的当前倾翻系数。

在本发明的一个实施例中，步骤102可以包括：确定工程机械相对于当前倾翻判定线的稳定力矩和倾翻力矩；之后根据稳定力矩和倾 翻力矩确定工程机械相对于当前倾翻判定线的当前倾翻系数。

步骤103，通过比较当前倾翻系数和倾翻预警阈值，判断工程机械是否处于倾翻危险状态。

基于本发明上述实施例提供的倾翻控制方法，确定工程机械相对于当前倾翻判定线的当前倾翻系数，并通过比较当前倾翻系数和倾翻预警阈值来判断工程机械是否处于倾翻危险状态，由此可以及时有效地判定当前工程机械是否有倾翻风险，从而降低了翻车事故发生的可能性。

同时，本发明上述实施例可以根据工程机械的倾翻线的部分或全部来确定当前倾翻系数，其中，本发明可以根据当前工况的回转角度选择当前倾翻判定线，确定工程机械相对于当前倾翻判定线的当前倾翻系数，从而仅需要根据部分倾翻线来计算倾翻系数，从而提高了获取倾翻系数的效率、准确性和针对性。

图15为本发明一个实施例中确定工程机械的当前倾翻系数的示意图。优选的，本实施例可由上述任一实施例所述的倾翻系数确定模块执行。如图15所示，图14中所示的步骤102可以包括：

步骤201，获取工程机械的当前倾翻参数。

在本发明的一个实施例中，当前倾翻参数可以包括当前伸臂长度、当前伸臂仰角、当前回转角度、当前吊重值。

在本发明的一个实施例中，对于折臂式工程机械，当前倾翻参数还可以包括当前内臂仰角。

步骤202，针对每一当前倾翻判定线，根据当前倾翻参数确定倾翻系数值。

在本发明的一个实施例中，步骤202可以包括：针对每一当前倾翻判定线，根据当前倾翻参数，查询倾翻参数和倾翻系数值的预定关系表，确定倾翻系数值。

步骤203，将所述倾翻系数值中的最小值，确定为当前倾翻系数。

本发明的上述实施例中通过当前伸臂长度、当前伸臂仰角、当前内臂仰角、当前回转角度、当前吊重值等多个当前工况的倾翻参数综 合考虑，并针对每一倾翻判定线获取倾翻系数之后求最小值来确定当前倾翻系数，相比现有技术仅通过倾角传感器的测量值判断车辆角度是否超限，可以更准确地确定当前倾翻系数，从而可以更有效地避免倾翻事故的发生，避免了对倾覆事故的误判。

在本发明的一个实施例中，获取工程机械的当前吊重值的步骤可以包括：通过吊钩处设置的力传感器来准确采集当前吊重值。

在本发明的一个实施例中，获取工程机械的当前吊重值的步骤可以包括：通过压力传感器采集当前变幅油缸压力，并根据当前变幅油缸压力确定当前吊重值。

在本发明的一个实施例中，对于折臂式伸缩油缸，当前变幅油缸压力是与伸臂铰接的第二变幅油缸对伸臂基本臂的作用力。

本发明的上述实施例可以采用压力传感器测量变幅油缸压力来计算吊重值，压力传感器可以精确测量变幅油缸压力的压力；压力传感器安装方便；同时，压力传感器相比力传感器，成本较低，从而有利于批量生产和应用。

图16为本发明一个实施例中针对每一当前倾翻线确定倾翻系数值的示意图。优选的，本实施例可由上述任一实施例所述的系数值确定子模块执行。如图16所示，图15实施例中所示的步骤202可以包括：

步骤301，针对每一当前倾翻判定线，判断吊重是否位于当前倾翻判定线内部。若吊重位于当前倾翻判定线内部，则执行步骤302；否则，若吊重位于当前倾翻判定线外部，则执行步骤303。

步骤302，确定倾翻系数值大于倾翻预警阈值，之后不再执行本实施例的其它步骤。

在本发明的一个实施例中，由于在吊重位于当前倾翻判定线内部时，倾翻力矩为零，倾翻稳定系数为无穷大，为了便于之后最小化子模块的后续处理，此处可取倾翻系数值为大于倾翻预警阈值的任意值，例如可以取为100。

步骤303，根据当前倾翻参数确定当前稳定力矩和当前倾翻力矩。

步骤304，将当前稳定力矩和当前倾翻力矩的商，作为倾翻系数 值。

本发明的上述实施例中，针对吊重在判定线内、外的两种情况，分别来获取相应的倾翻系数值，其中，吊重在判定线内时，直接获取倾翻系数值，不需要进行力矩计算，从而简化了运算，提高了倾翻系数的获取效率。

图17为本发明一个实施例中根据倾翻参数确定稳定力矩和倾翻力矩的示意图。优选的，本实施例可由上述任一实施例所述的力矩确定单元执行。如图17所示，图16实施例中所示的步骤303可以包括：

步骤401，根据当前倾翻参数确定各质量点坐标。

在本发明的一个实施例中，对于直臂式工程机械，所述质量点包括底盘重心点、吊机重心点、各伸臂重心点、变幅油缸重心点、吊重点。

在本发明的一个实施例中，对于折臂式工程机械，质量点包括底盘重心点、吊机重心点、内臂重心点、各伸臂重心点、各伸臂油缸重心点、第一变幅油缸重心点、第二变幅油缸重心点、吊重点。

步骤402，根据质量点坐标确定各质量点到当前倾翻判定线的倾翻力臂。

步骤403，根据质量点的倾翻力臂和质量点的重力确定各质量点的重力力矩，其中，各质量点的重力力矩包括吊重力矩，以及底盘、吊机、各伸臂等工程机械部件的自重力矩。

步骤404，根据各质量点的重力力矩确定当前稳定力矩和当前倾翻力矩。

本发明的上述实施例中针对工程车辆的上车工况，根据伸臂等各质量点的重力力矩来确定当前稳定力矩和当前倾翻力矩，从而可以更准确地确定当前工况的稳定力矩和倾翻力矩，进而可以更为准确地确定工程机械是否存在倾翻风险，避免倾翻危险的发生。

图18为本发明一个实施例中根据质量点重力力矩确定稳定力矩和倾翻力矩的示意图。优选的，本实施例可由上述任一实施例所述的第二力矩确定子单元执行。如图18所示，图17实施例中所示的步骤404可 以包括：

步骤501，根据初始稳定部件的自重力矩确定当前稳定力矩M₁。

步骤502，根据吊重力矩确定当前倾翻力矩M₂。

步骤503，根据迭加部件的自重力矩对当前稳定力矩M₁或当前倾翻力矩M₂进行迭加更新。

在本发明的一个实施例中，对于直臂式工程机械，初始稳定部件包括吊机、底盘及变幅缸；迭加部件包括各伸臂。

在本发明的一个实施例中，对于折臂式工程机械，初始稳定部件包括吊机和底盘；迭加部件包括内臂、各伸臂、各伸臂油缸、第一变幅油缸、第二变幅油缸。

在本发明的一个实施例中，如图19所示，图18中的步骤503可以包括：

步骤601，判断一个迭加部件的重心点是否位于当前倾翻判定线内部；若该迭加部件的重心点位于当前倾翻判定线内部，则执行步骤602；否则若该迭加部件的重心点位于当前倾翻判定线外部，则执行步骤603。

步骤602，当前稳定力矩M₁＝M₁+该迭加部件的自重力矩；之后若有下一迭加部件，则针对下一迭加部件，执行步骤601；若无下一迭加部件，则对当前稳定力矩M₁的迭加更新完成，不再执行本实施例的其它步骤。

步骤603，当前倾翻力矩M₂＝M₂+该迭加部件的自重力矩；之后若有下一迭加部件，则针对下一迭加部件，执行步骤601；若无下一迭加部件，则对当前倾翻力矩M₂的迭加更新完成，不再执行本实施例的其它步骤。

本发明的上述实施例针对每一迭加部件，依次执行步骤601(判定是否处于当前倾翻判定线内部)，若是，则将该迭加部件的自重力矩迭加到当前稳定力矩；否则，将该迭加部件的自重力矩迭加到当前倾翻力矩，从而可以更为准确地确定当前稳定力矩和当前倾翻力矩，由此可以更为准确确定倾翻系数，以避免倾翻事故的发生。

图20为本发明一个实施例中判断工程机械是否处于倾翻危险状态的示意图。优选的，本实施例可由上述任一实施例所述的控制模块执行。如图20所示，图14中所示的步骤103可以包括：

步骤701，判断当前倾翻系数是否大于倾翻预警阈值。若当前倾翻系数大于倾翻预警阈值，则执行步骤702；否则，若当前倾翻系数不大于倾翻预警阈值，则执行步骤703。

步骤702，指示报警装置发出第一指示信号，以提示当前工况下，工程机械未处于倾翻危险状态；之后，不再执行本实施例的其它步骤。

步骤703，进一步判断当前倾翻系数是否大于倾翻控制阈值，其中倾翻控制阈值小于倾翻预警阈值。若当前倾翻系数大于倾翻控制阈值，则执行步骤704；否则，若当前倾翻系数不大于倾翻控制阈值，则执行步骤705。

步骤704，指示报警装置发出第二指示信号，以提示当前工况下，工程机械处于第一倾翻危险状态，需调整上车状态；之后，不再执行本实施例的其它步骤。

步骤705，指示报警装置发出第三指示信号，以提示当前工况下，工程机械处于第二倾翻危险状态，并指示控制开关终止工程机械的当前操作，以限制用户继续操作，防止危险发生。

本发明的上述实施例，采用了两个级别的倾翻系数控制阈值(即倾翻预警阈值和倾翻控制阈值)，针对不同的当前倾翻系数，指示报警装置向外发出不同的指示信号，从而可以及时有效地提醒驾驶员小心驾驶，降低了随车起重机倾翻事故发生的可能性；本发明上述实施例操作简单、控制可靠。由此，驾驶人员通过本发明的上述实施例，能实时掌握车辆的支撑状态，能更好地感知车辆，从而更好地控制车辆，避免危险的发生。

下面通过两个具体示例对本发明倾翻控制方法、装置和系统进行具体说明：

第一具体实施例(直臂式随车起重机)

本实施例是针对6×4底盘、五节伸缩臂且无后支腿的直臂式随车起重机的倾翻控制方法、装置和系统。图21为本发明第一具体实施例中参数传感器的安装位置示意图。图22为本发明第一具体实施例中倾翻控制系统的示意图。

在本实施例中，直臂式随车起重机的倾翻控制系统包括参数传感器、倾翻控制装置4和报警装置。

在本实施例中，参数传感器具体包括伸臂长度传感器1、角度传感器2和油压传感器3，其中，如图21所示，伸臂长度传感器1，安装于直臂式随车起重机基本臂头部与末节臂头部，采用拉线式位移传感器，用于采集当前伸臂长度；角度传感器2安装于伸臂处，用于采集伸臂仰角及回转角度；油压传感器3安装于变幅油缸筒臂附近，用于采集变幅油缸压力。

在本实施例中，报警装置具体可以包括一级报警装置、二级报警装置和三级报警装置，其中：如图22所示，所述一级报警装置包括继电器8-1、绿色示意灯5，所述二级报警装置为第二继电器8-2、黄色报警灯6和蜂鸣器9-1，所述三级报警装置为第三继电器8-3、红色报警灯7、蜂鸣器9-2、手动解除开关11、液压系统电磁阀10。

如图22所示，倾翻控制装置4的输出端1连接第一继电器8-1及绿色示意灯5；倾翻控制装置4的输出端2连接第二继电器8-2、黄色报警灯6和蜂鸣器9-1组成的倾翻预警装置(二级报警装置)；倾翻控制装置4的PWM输出端3连接第三继电器8-3、红色报警灯7、蜂鸣器9-2、手动解除开关11、液压系统电磁阀10(常闭式电磁阀)组成的预警控制装置(三级报警装置)，以便在危险工况时控制起重机工作。

上述装置中，倾翻控制装置4、继电器、绿色示意灯5、黄色报警灯6、红色报警灯7、两个蜂鸣器及手动解除开关11全部安装于总控制仪表中，总控制仪表安装于车辆操作平台处。

在本发明一个实施例中，如图22所示，所述直臂式随车起重机的倾翻控制系统还可以包括滤波模块13，用于将发动机振动产生的数据波动滤除，以消除车辆工作时发动机振动会对参数传感器采集到的数据产生 的影响，从而使整个系统更加稳定、可靠。

在本发明一个实施例中，所述滤波模块13可以集成或外接于所述倾翻控制装置4。

在本实施例中的直臂式随车起重机可以按照图14-图20所示实施例中所述的倾翻控制方法进行倾翻控制。

在本发明一个具体实施例中，图14中的步骤103(通过比较当前倾翻系数n和倾翻预警阈值，判断工程机械是否处于倾翻危险状态的步骤)具体可以包括：

确定整机倾翻系数控制阈值，包括两个级别，分别为倾翻预警阈值n_a和倾翻控制阈值n_b。

驾驶员按下手动解除开关，使其处于闭合状态，手动解除开关闭合时，起重机手动控制模式关闭，由倾翻控制装置对起重机进行倾翻自动控制。

当n＞n_a时，倾翻控制装置4做出响应，输出给由第一继电器8-1驱动的绿色示意灯5，绿色示意灯5发光，示意当前直臂式随车起重机处于安全工况。

当n_b＜n≤n_a时，倾翻控制装置4做出响应，输出给第二继电器8-2，驱动由黄色报警灯6和蜂鸣器9-1组成的倾翻预警装置，黄色报警灯6发光，蜂鸣器9-1低频率鸣叫，提示当前工况较危险，驾驶员需调整上车姿态，减小起吊幅度或吊重，同时停止回转或向相反方向回转，调整后报警解除。

当n≤n_b时，倾翻控制装置4做出响应，输出给第三继电器8-3，驱动由红色报警灯7、蜂鸣器9-2和液压系统电磁阀10组成的预警控制装置，红色报警灯7发光，蜂鸣器9-2高频率鸣叫，液压系统电磁阀10闭合，以切断油泵与各执行机构的联系，使得各执行机构保压锁死，从而限制驾驶员继续操作，防止了危险发生。

当各执行机构保压锁死后，驾驶员可打开手动解除开关11，断开倾翻控制装置4对液压系统电磁阀10的控制，液压系统电磁阀10断电后打开；手动控制模式开启，驾驶员此时可手动调整上车姿态，待报警 解除后闭合手动解除开关11即可。

下面结合图17-图18、图23-图25，对针对直臂式随车起重机的倾翻控制方法中，图16中的步骤303(如何根据当前倾翻系数确定当前稳定力矩和当前倾翻力矩)，进行具体介绍。

如图17所示，图16实施例中的步骤303具体可以包括：

步骤401，根据当前倾翻参数确定各质量点坐标，其中，参数传感器采集的当前倾翻参数，包括当前伸臂长度L_s，伸臂仰角θ₂，回转角度θ₁，变幅油缸压力P_YG；所述质量点包括底盘重心点、吊机重心点、各伸臂重心点、变幅油缸重心点、吊重点。

在本发明一个实施例中，步骤401具体可以包括：

(1)首先建立如图3、图23、图24所示的直臂式随车起重机力学模型示意图。如图3和图23所示，A、B分别为底盘轮胎支撑点，C、D为轮胎支撑点，E、F为支腿支撑点，由线段CD、CE、EA、AB、BF、FD分别组成了直臂式随车起重机的第一至第六倾翻线(为方便起见，之后使用倾翻线j，j＝1...6来表示第一至第六倾翻线)。O₁点为吊机(除去吊臂)重心点，O_T为吊重作用点，O-O_T连线为吊臂，O_s1-O_s6分别表示各节伸臂重心点；O₂为底盘重心点，取回转中心为坐标原点O，车辆中心线为x轴，伸臂与转台的铰点为H。

根据几何尺寸及模型中建立的坐标，得到倾翻线各端点坐标如式(1-1)所示。

$\left\{\begin{array}{c}A(x,y)=\left(-L_f,\frac{w_f}{2}\right)\\ B(x,y)=\left(-L_f,\frac{-w_f}{2}\right)\\ C(x,y)=\left(L_z-L_f,\frac{w_b}{2}\right)\\ D(x,y)=\left(L_z-L_f,\frac{-w_b}{2}\right)\\ E(x,y)=\left(-L_{zt},\frac{w_z}{2}\right)\\ F(x,y)=\left(-L_{zt},\frac{-w_z}{2}\right)\end{array}\right.---\left(1-1\right)$

通过式(1-1)的倾翻线各端点的坐标，可以方便随后获取倾翻线方程，并求取质量点到倾翻线的距离，即倾翻力臂。

(2)底盘及吊机各点坐标的求解。

吊机重心点及底盘重心点坐标分别如式(1-2)、(1-3)所示。

O₁(x，y)＝(L_O1，0) (1-2)

O₂(x，y)＝(L_O2，0) (1-3)

(3)吊重和伸臂各点坐标求解。

如图23所示，假设各伸臂长度为L_i，伸臂全缩时长度如式(1-4)所示。

L_{s_ini}＝L₁+L₁₂+L₂₃+L₃₄+L₄₅+L₅₆ (1-4)

假设当前工况伸臂长度为L_s，伸臂幅度为L_OT，回转角度为θ₁，伸臂仰角为θ₂，伸臂各重心点幅度为L_{Os_i}，其中L_s、θ₁、θ₂为已知，可求得伸臂幅度及各伸臂重心点幅度分别如式(1-5)、(1-6)所示。

L_OT＝L_scosθ₂-L_HO (1-5)

$\left\{\begin{array}{c}{L}_{Os\_1}=L_{O\_1}{\mathrm{cos\θ}}_2-L_{HO}\\ \begin{array}{cc}{L}_{Os\_i}=(\underset{n=2}{\overset{i}{\Σ}}{L}_{(n-1)n}+L_1-L_i+L_{O\_i}+i\×\frac{L_s-L_{s\_ini}}{6}){\mathrm{cos\θ}}_2-L_{HO}& i=2...6\end{array}\end{array}\right.---\left(1-6\right)$

式(1-6)中L_{O_1}为H点到伸臂重心点O_s1的距离，L_{O_i}为第i个伸臂的起点到伸臂重心点O_s1的距离，L_OH为H点到回转中心O的距离，L_{O_1}、L_{O_i}和L_OH均为已知。

式(1-6)中，

$\underset{n=2}{\overset{i}{\Σ}}{L}_{(n-1)n}+L_1-L_i+L_{O\_i}+\frac{L_s-L_{s\_ini}}{6}$

表示H点到伸臂重心点O_si的距离，其中第一项和第二项的和表示伸臂原长，最后一项表示伸臂的伸长量，而第三项和第四项(L_i-L_{O_i})表示伸臂重心点O_si到伸臂末端的距离。

进而得到伸臂各重心点坐标及吊重坐标分别如式(1-7)、(1-8)所示。

O_si(x，y)＝(L_{os_i}cosθ₁，L_{Os_i}sinθ₁)i＝1...6 (1-7)

O_T(x，y)＝(L_OTcosθ₁，L_OTsinθ₁) (1-8)

(3)变幅缸重心点坐标的求解。

如图24所示，建立伸臂力学模型图，图24中，点L、M、N分别为伸臂与转台铰点、变幅缸与转台铰点、变幅缸与伸臂铰点，点K为点L到线段MN的垂点，G_OS1到G_OS6分别为各伸臂自重(各伸臂自重为已知)，G_OT为吊重，F_YG为变幅油缸对基本臂的作用力，可通过变幅油缸压力P_YG与作用面积的乘积得到。角度θ₃、θ₄、θ₅、θ₆、θ₇分别为伸臂与线段LN夹角、线段LN与水平线夹角、线段LM与水平线夹角、线段LM与线段NM的夹角、线段LM与水平线的夹角，其中，θ₃、θ₅、θ₇为已知。由余弦定理可得出：

$L_{MN}=\sqrt{{L_{LM}}^2+{L_{LN}}^2-2L_{LM}{L}_{LN}cos({\mathrm{\θ}}_2-{\mathrm{\θ}}_3+{\mathrm{\θ}}_5)}---(1-9)$

进而得出：

${\mathrm{\θ}}_6=\arccos \left(\frac{{L_{LM}}^2+{L_{NM}}^2-{L_{LN}}^2}{2L_{LM}{L}_{NM}}\right)---(1-10)$

显然，变幅油缸重心点坐标如式(1-11)所示。

$O_{BF}\left(x,y\right)=\left(\left(\frac{L_{MN}\cos \left({\mathrm{\θ}}_7-{\mathrm{\θ}}_6\right)}{2}-L_{HO}\right){\mathrm{cos\θ}}_1,\left(\frac{L_{MN}\cos \left({\mathrm{\θ}}_7-{\mathrm{\θ}}_6\right)}{2}-L_{HO}\right){\mathrm{sin\θ}}_1\right)---\left(1-11\right)$

步骤402，根据质量点坐标确定各质量点到当前倾翻判定线的倾翻力臂。

假设倾翻线j方程分别为：

A_jx+B_jy+C_j＝0 (1-12)

则各伸臂重心点O_si及吊重点OT到倾翻线j距离D_ij、D_{OT_j}分别为：

$D_{ij}=\frac{|A_j{O}_{si}\left(x\right)+B_j{O}_{si}\left(y\right)+C_j|}{\sqrt{{A_j}^2+{B_j}^2}}---\left(1-13\right)$

$D_{OT\_j}=\frac{|A_{j}T\left(x\right)+B_{j}T\left(y\right)+C_j|}{\sqrt{{A_j}^2+{B_j}^2}}---\left(1-14\right)$

变幅油缸重心点O_BF到倾翻线j的距离D_{OBF_j}为：

$D_{BF\_j}=\frac{|A_j{O}_{BF}\left(x\right)+B_j{O}_{BF}\left(y\right)+C_j|}{\sqrt{{A_j}^2+{B_j}^2}}---\left(1-15\right)$

吊机重心点O₁、底盘重心点O₂到各倾翻线j距离D_{O1_j}、D_{O2_j}分别为：

$D_{O1\_j}=\frac{|A_j{O}_1\left(x\right)+B_j{O}_1\left(y\right)+C_j|}{\sqrt{{A_j}^2+{B_j}^2}}---\left(1-16\right)$

$D_{O2\_j}=\frac{|A_j{O}_2\left(x\right)+B_j{O}_2\left(y\right)+C_j|}{\sqrt{{A_j}^2+{B_j}^2}}---\left(1-17\right)$

步骤403，根据质量点的倾翻力臂和质量点的重力确定各质量点的重力力矩。由于本实施例中吊重值未知，需要通过变幅油缸压力P_YG来获取。

参考图24所示的力学模型，针对三角形LMN，得出：

$S_{LMN}=\frac{L_{LM}{L}_{LN}sin({\mathrm{\θ}}_2-{\mathrm{\θ}}_3+{\mathrm{\θ}}_5)}{2}---(1-18)$

进而得出：

$L_{LK}=2\frac{S_{LMN}}{L_{MN}}---(1-19)$

对L点取矩，得到吊重值如式(1-20)所示，其中L点即为图23中的H点，G_OSi为各伸臂自重G_OS1到G_OS6。

$G_{OT}=\frac{F_{YG}{L}_{LK}-{\mathrm{\Σ}}_{i=1}^6{G}_{OSi}{L}_{OS\_i}}{L_{OT}}---\left(1-20\right)$

之后，由于吊机自重G_O1、底盘自重G_O2、变幅缸自重G_BF和各伸臂自重G_OSi均为已知，可以通过各质量点的倾翻力臂和各质量点的重力的乘积确定各质量点到倾翻线j的重力力矩，其中：吊机自重力矩为G_O1D_{O1_j}，底盘自重力矩为G_O2D_{O2_j}，变幅缸自重力矩G_BFD_{BF_j}，吊重力矩为G_OTD_{OT_j}，各伸臂自重力矩为G_OSiD_ij。

步骤404，根据各质量点的重力力矩确定工程机械整机相对倾翻线j的当前稳定力矩M₁和当前倾翻力矩M₂。

由图18可知，步骤404具体可以包括：

步骤501，根据初始稳定部件的自重力矩确定当前稳定力矩M₁。 对于直臂式工程机械，初始稳定部件包括吊机、底盘及变幅缸，因此当前稳定力矩M₁＝G_O1D_{O1_j}+G_O2D_{O2_j}+G_BFD_{BF_j}。

步骤502，根据吊重力矩确定当前倾翻力矩M₂＝G_OTD_{OT_j}。

步骤503，根据迭加部件的自重力矩对当前稳定力矩M₁或当前倾翻力矩M₂进行迭加更新。对于直臂式工程机械，迭加部件包括各伸臂。

图25为本发明第一具体实施例中根据每一伸臂的自重力矩更新当前稳定和倾翻力矩的示意图。如图25所示，图18中的步骤503具体可以包括：

步骤801，令伸臂代码i＝1。

步骤802，判断伸臂i的重心点是否处于倾翻线j的内部。若伸臂i的重心点是否处于倾翻线j的内部，则执行步骤803；否则，若伸臂i的重心点是否处于倾翻线j的外部，则执行步骤804。

步骤803，根据第i个伸臂的自重力矩对当前稳定力矩进行更新，即M₁＝M₁+G_OSiD_ij。之后执行步骤805。

步骤804，根据第i个伸臂的自重力矩对当前倾翻力矩进行更新，M₂＝M₂+G_OSiD_ij。

步骤805，判断i是否等于N，其中N为最大伸臂代码，本实施例中N＝6。若i不等于N，则执行步骤806；否则，若i等于N，则执行步骤807。

步骤806，令i＝i+1，之后执行步骤802。

步骤807，获取对各伸臂油缸自重力矩对M₁、M₂进行迭加更新后的M₁、M₂。

在本发明的一个实施例中，可以采用如下方法具体实现步骤802中判断伸臂i的重心点是否处于倾翻线j的内部：

将式(1-12)的倾翻线j的方程转换为：

x＝k_jy+b_j (1-21)

设定伸臂i的重心点坐标为(x_a，y_a)，将y_a代入公式(1-21)可得x_b＝k_jy_a+b_j。

对于倾翻线1、2、6，若x_b＞x_a，则判定伸臂i的重心点处于倾翻线j的内部；若x_b＜x_a，则判定伸臂i的重心点处于倾翻线j的外部。

对于倾翻线3、4、5，若x_b＞x_a，则判定伸臂i的重心点处于倾翻线j的外部；若x_b＜x_a，则判定伸臂i的重心点处于倾翻线j的内部。

本发明所有实施例中判断吊重点等质量点是否处于倾翻线内部，均可以采用上述实施例的方法进行判断。

第二具体实施例(折臂式随车起重机)

本实施例是针对6×4底盘、六节伸缩臂且无后支腿的折臂式随车起重机倾翻控制方法、装置和系统。图26为本发明第二具体实施例中参数传感器的安装示意图。图27为本发明第二具体实施例中倾翻控制系统的示意图。

在本实施例中，折臂式随车起重机的倾翻控制系统包括参数传感器、倾翻控制装置5和报警装置。

在本实施例中，如图27所示，参数传感器具体包括伸臂长度传感器1、回转角度传感器2、两个倾角传感器3、油压传感器4。

如图26所示，伸臂长度传感器1，安装于随车起重机基本臂头部与末节臂头部，采用拉线式位移传感器，用于采集当前伸臂长度。回转角度传感器2安装于转台或内臂，用于采集回转角度。内臂仰角传感器3-1安装于内臂中部，用于采集内臂仰角；伸臂仰角传感器3-2安装于伸臂处，用于采集伸臂仰角。油压传感器4安装于第二变幅机构的变幅油缸筒臂，用于采集变幅油缸压力。

在本实施例中，报警装置具体可以包括一级报警装置、二级报警装置和三级报警装置，其中：如图27所示，所述一级报警装置包括第一继电器9-1及绿色示意灯6，所述二级报警装置为第二继电器9-2、黄色报警灯7和蜂鸣器10-1，所述三级报警装置为第三继电器9-3、红色报警灯8、蜂鸣器10-2、手动解除开关12、液压系统电磁阀11(常闭式电磁阀)。

如图27所示，倾翻控制装置5的输出端1连接第一继电器9-1及绿色示 意灯6；倾翻控制装置5的输出端2连接第二继电器9-2、黄色报警灯7和蜂鸣器10-1组成的倾翻预警装置(二级报警装置)；倾翻控制装置5的PWM输出端3连接第三继电器9-3、红色报警灯8、蜂鸣器10-2、手动解除开关12、液压系统电磁阀11组成的预警控制装置(三级报警装置)，以便在危险工况时控制起重机工作。

上述系统中，倾翻控制装置5、继电器、绿色示意灯6、黄色报警灯7、红色报警灯8、两个蜂鸣器及手动解除开关12全部安装于总控制仪表中，总控制仪表安装于车辆操作平台处。

在本发明一个实施例中，如图27所示，所述折臂式随车起重机的倾翻控制系统还可以包括滤波模块14，用于将发动机振动产生的数据波动滤除，以消除车辆工作时发动机振动会对参数传感器采集到的数据产生的影响，从而使整个系统更加稳定、可靠。

在本发明一个实施例中，所述滤波模块14可以集成或外接于所述倾翻控制装置5。

在本实施例中的折臂式随车起重机可以按照图14-图20所示实施例中所述的倾翻控制方法进行倾翻控制。

在本发明一个具体实施例中，图14中的步骤103(通过比较当前倾翻系数n和倾翻预警阈值，判断工程机械是否处于倾翻危险状态的步骤)具体可以包括：

确定整机倾翻系数控制阈值，包括两个级别，分别为倾翻预警阈值n_a和倾翻控制阈值n_b。

驾驶员按下手动解除开关，使其处于闭合状态，手动解除开关闭合时，起重机手动控制模式关闭，由倾翻控制装置对起重机进行倾翻自动控制。

当n＞n_a时，倾翻控制装置5做出响应，输出给由第一继电器9-1驱动的绿色示意灯6，绿色示意灯6发光，示意当前随车起重机处于安全工况。

当n_b＜n≤n_a时，倾翻控制装置5做出响应，输出给第二继电器9-2，驱动由黄色报警灯7和蜂鸣器10-1组成的倾翻预警装置，黄色报警灯7发光，蜂鸣器10-1低频率鸣叫，以提示当前工况较危险，驾驶员需调整上车姿 态，减小起吊幅度或吊重，同时停止回转或向相反方向回转，调整后报警解除。

当n≤n_b时，倾翻控制装置5做出响应，输出给第三继电器9-3，驱动由红色报警灯8、蜂鸣器10-2和液压系统电磁阀11组成的预警控制装置，红色报警灯8发光，蜂鸣器10-2高频率鸣叫，液压系统电磁阀11闭合，以切断油泵与各执行机构的联系，使得各执行机构保压锁死，从而限制驾驶员继续操作，防止了危险发生。

当各执行机构保压锁死后，驾驶员可打开手动解除开关12，断开倾翻控制装置5对电磁阀11的控制，电磁阀11断电后打开；手动控制模式开启，驾驶员此时可手动调整上车姿态，待报警解除后闭合手动解除开关12即可。

下面结合图17-图19、图25-图32，对针对折臂式随车起重机的倾翻控制方法中，图16中的步骤303(如何根据当前倾翻系数确定当前稳定力矩和当前倾翻力矩)，进行具体介绍。

如图17所示，图16实施例中的步骤303具体可以包括：

步骤401，根据当前倾翻参数确定各质量点坐标，其中，参数传感器采集的当前倾翻参数包括当前伸臂长度L_s，伸臂仰角θ₃，内臂仰角θ₂，回转角度θ₁，变幅油缸压力P_YG；所述质量点包括底盘重心点、吊机重心点、内臂重心点、各伸臂重心点、各伸臂油缸重心点、第一变幅油缸重心点、第二变幅油缸重心点、吊重点。

在本发明一个实施例中，步骤401具体可以包括：

首先建立如图28-图31所示的折臂式随车起重机力学模型示意图。如图28和图29所示，A、B、C、D为轮胎支撑点，E、F为支腿支撑点，由线段CD、CE、EA、AB、BF、FD分别组成了随车起重机的第一至第六倾翻线(为方便起见，之后使用倾翻线j，j＝1...6来表示第一至第六倾翻线)。O₁点为吊机(除去吊臂、内臂及变幅机构)重心点，O_T为吊重作用点，O-O_T连线为吊臂，O_s1-O_s7分别表示各节伸臂重心点；O₂为底盘重心点，O_n为内臂重心点，取回转中心为坐标原点O，车辆中心线为x轴，建立如图所示的坐标系xoy，H为内臂与转台的铰 点。

根据几何尺寸及模型中建立的坐标，得到倾翻线各端点坐标，如式(2-1)所示。

$\left\{\begin{array}{c}A(x,y)=\left(-L_f,\frac{w_f}{2}\right)\\ B(x,y)=\left(-L_f,\frac{-w_f}{2}\right)\\ C(x,y)=\left(L_z-L_f,\frac{w_b}{2}\right)\\ D(x,y)=\left(L_z-L_f,\frac{-w_b}{2}\right)\\ E(x,y)=\left(-L_{zt},\frac{w_z}{2}\right)\\ F(x,y)=\left(-L_{zt},\frac{-w_z}{2}\right)\end{array}\right.---\left(2-1\right)$

通过式(2-1)的倾翻线各端点的坐标，可以方便随后获取倾翻线方程，并求取质量点到倾翻线的距离，即倾翻力臂。

(2)底盘及吊机各点坐标的求解。

由图28可知，吊机重心点及底盘重心点坐标如式(2-2)所示。

O₁(x，y)＝(L_O1，0)

(2-2)

O₂(x，y)＝(L_O2，0)

(3)伸臂重心、伸臂油缸重心、吊重及内臂重心点各点坐标的求解。

假设各伸臂长度为L_i，伸臂全缩时长度如式(2-3)所示。

L_{s_ini}＝L₁+L₁₂+L₂₃+L₃₄+L₄₅+L₅₆+L₆₇ (2-3)

假设当前工况伸臂长度为L_s，幅度为L_OT，内臂长度为L_nb，内臂重心点幅度为L_Onb，内臂仰角为θ₂，伸臂仰角为θ₃，求出吊重及内臂重心点幅度分别如式(2-4)、(2-5)所示，L_HO为H点到回转中心O的距离。

L_OT＝L_scosθ₃+L_nbcosθ₂+L_HO (2-4)

L_Onb＝L_Oncosθ₂+L_HO (2-5)

假设伸臂重心点幅度为L_{Os_i}，伸臂油缸重心点幅度为L_{YGs_i}，各伸 缩油缸行程为L_{XC_i}(i＝2...7)，各伸缩油缸伸长量为L_{YG_i}(i＝2...7)，可求得各伸缩油缸伸长量如(2-6)所示。

$\left\{\begin{array}{c}{L}_{YG\_2}=\left\{\begin{array}{cc}{L}_s-L_{s\_ini}& L_s-L_{s\_ini}\≤L_{XC\_2}\\ L_{XC\_2}& L_s-L_{s\_ini}\≥L_{XC\_2}\end{array}\right.\\ L_{YG\_i}=\{\begin{array}{cc}0& L_s-L_{s\_ini}\≤\underset{j=2}{\overset{i-1}{\mathrm{\Σ}}}{L}_{XC\_j}\\ L_s-L_{s\_ini}-\underset{j=2}{\overset{i-1}{\mathrm{\Σ}}}{L}_{XC\_j}& \underset{j=2}{\overset{i-1}{\mathrm{\Σ}}}{L}_{XC\_j}\≤L_s-L_{s\_ini}\≤\underset{j=2}{\overset{i}{\mathrm{\Σ}}}{L}_{XC\_j}\\ L_{XC\_i}& L_s-L_{s\_ini}\≥\underset{j=2}{\overset{i}{\mathrm{\Σ}}}{L}_{XC\_j}\end{array},i=3...7\end{array}\right.---\left(2-6\right)$

进而求的各伸臂重心点幅度及油缸重心点幅度分别如式(2-7)、(2-8)所示。

$\left\{\begin{array}{c}{L}_{Os\_1}=L_{O\_1}{\mathrm{cos\θ}}_3+L_{nb}{\mathrm{cos\θ}}_2+L_{HO}\\ \begin{array}{cc}{L}_{Os\_i}=\left(\underset{n=2}{\overset{i}{\mathrm{\Σ}}}{L}_{\left(n-1\right)n}+L_1-L_i+L_{O\_i}+\underset{n=2}{\overset{i}{\mathrm{\Σ}}}{L}_{YG\_i}\right){\mathrm{cos\θ}}_3+L_{nb}{\mathrm{cos\θ}}_2+L_{HO}& \left(i=2...7\right)\end{array}\end{array}\right.---\left(2-7\right)$

式(2-7)中L_{O_1}为H点到伸臂重心点O_s1的距离，L_{O_i}为第i个伸臂的起始端到伸臂重心点O_s1的距离，L_{O_1}和L_{O_i}均为已知。

式(2-7)中，

$\underset{n=2}{\overset{i}{\Σ}}{L}_{(n-1)n}+L_1-L_i+L_{O\_i}+\underset{n=2}{\overset{i}{\Σ}}{L}_{YG\_i}$

表示H点到伸臂重心点O_si的距离，其中第一项和第二项的和表示伸臂原长，最后一项表示伸臂的伸长量，而第三项和第四项(O_i-L_{O_i})表示伸臂重心点O_si到伸臂末端的距离。

$\left\{\begin{array}{c}{L}_{YGs\_1}=\left(L_1-L_{YGO\_1}\right){\mathrm{cos\θ}}_3+L_{nb}{\mathrm{cos\θ}}_2+L_{HO}\\ \begin{array}{cc}{L}_{YGs\_i}=\left(\underset{n=2}{\overset{i}{\mathrm{\Σ}}}{L}_{\left(n-1\right)n}+L_1-L_{YGO\_i}+\underset{n=2}{\overset{i}{\mathrm{\Σ}}}{L}_{YG\_i}\right){\mathrm{cos\θ}}_3+L_{nb}{\mathrm{cos\θ}}_2+L_{HO}& \left(i=2...7\right)\end{array}\end{array}\right.---\left(2-8\right)$

式(2-8)中L_{YGO_i}为伸臂油缸重心点O_{YG_i}到伸臂i末端的距离，L_{YGO_i}为已知。

式(2-8)中，

$\underset{n=2}{\overset{i}{\Σ}}{L}_{(n-1)n}+L_1-L_{YGO\_i}+\underset{n=2}{\overset{i}{\Σ}}{L}_{YG\_i}$

表示H点到伸臂重心点O_si的距离，其中，第一项和第二项的和表 示伸臂原长，最后一项表示伸臂的伸长量。

进而得到伸臂各重心点、伸臂油缸重心点、吊重及内臂重心点在xoy坐标系的坐标分别如式(2-9)、(2-10)、(2-11)、(2-12)。

O_{s_i}(x，y)＝(L_{s_i}cosθ₁，L_{s_i}sinθ₁)，(i＝1...7) (2-9)

O_{YG_i}(x，y)＝(L_{YGs_i}cosθ₁，L_{YGs_i}sinθ₁)，(i＝1...7) (2-10)

O_T(x，y)＝(L_OTcosθ₁，L_OTsinθ₁) (2-11)

O_nb(x，y)＝(L_Onbcosθ₁，L_Onbsinθ₁) (2-12)

(4)变幅油缸重心点坐标的求解。

a：第一变幅缸重心坐标。

如图30所示，建立转台及内臂模型，图30中，点M、N、P分别为位于转台的变幅缸、连杆及内臂铰点，点R为位于内臂的连杆铰点，点Q为变幅缸与连杆铰点，θ₄是否为PR与内臂的夹角，建立如图所示的坐标系x₁oy₁，由几何关系，可得到点M、N、P、R的坐标分别如式(2-13)、(2-14)、(2-15)、(2-16)所示。

M(x，y)＝(L_HM，0) (2-13)

N(x₁，y₁)＝(L_HN，L_VN) (2-14)

P(x₁，y₁)＝(L_HP，L_VP) (2-15)

R(x₁，y₁)＝(L_HP+L_PRcos(θ₂-θ₄)，L_VP+L_PRsin(θ₂-θ₄)) (2-16)

分别建立点N、R为圆心，半径为L_NQ、L_RQ的圆，方程见式(2-18)。

$\{\begin{array}{c}{\left(x-N\left(x_1\right)\right)}^2+{\left(y-N\left(y_1\right)\right)}^2={L_{NQ}}^2\\ {\left(x-R\left(x_1\right)\right)}^2+{\left(y-R\left(y_1\right)\right)}^2={L_{RQ}}^2\end{array}---\left(2-18\right)$

联立可求得两圆交点坐标，如式(2-19)所示。

$\{\begin{array}{c}{Q}_1\left(x_1,y_1\right)\\ Q_2\left(x_1,y_1\right)\end{array}---\left(2-19\right)$

过点N、R的直线方程为：

x₁＝k_NRy₁+b_NR (2-20)

设定两圆交点坐标为(x_a，y_a)，将y_a代入公式(1-20)可得：

x_b＝k_NRy_a+b_NR (2-21)

若x_b＞x_a，则判定该两圆交点坐标处于过点N、R的直线方程的上方；若x_b＜x_a，则判定该两圆交点坐标处于过点N、R的直线方程的下方。

选择式(2-19)中两个两圆交点坐标中，位于直线方程下方的交点坐标作为Q点坐标Q(x₁，y₁)。

进而求出第一变幅油缸重心点O_BF1坐标为：

$O_{BF1}(x_1,y_1)=\left(\frac{M\left(x_1\right)+Q\left(x_1\right)}{2},\frac{M\left(y_1\right)+Q\left(y_1\right)}{2}\right)---(2-22)$

将此坐标转换到坐标系xoy中，得到：

O_BF1(x，y)＝(O_BF1(x₁)cosθ₁，O_BF1(x₁)sinθ₁) (2-23)

b：第二变幅缸重心坐标。

如图24所示，建立伸臂力学模型图，图31中，点E为内臂与转台铰点，F为第一变幅缸与内臂铰点，A、D分别为位于内臂的连杆及伸臂铰点，C点为第二变幅缸与连杆的铰点，B点为位于伸臂的连杆铰点，θ₂、θ₃分别为内臂、伸臂仰角，θ₅、θ₆、θ₇、θ₈分别为线段AE与内臂夹角、线段DB与伸臂夹角、线段DE与内臂夹角、线段EF与内臂夹角。以点E为坐标原点，建立如图所示的坐标系x₂Ey₂，其中x₂轴为水平方向，y₂轴为垂直方向。G_OS1到G_OS6分别为各伸臂自重，G_OT为吊重，F_YG为变幅油缸的作用力，F_lg1为第一连杆(AC)的作用力，F_lg2为第二连杆(BC)的作用力。根据几何关系，得到点A、B、D、F坐标分别为：

A(x₂，y₂)＝(L_EAcos(θ₂-θ₅)，L_EAsin(θ₂-θ₅)) (2-24)

D(x₂，y₂)＝(L_EDcos(θ₂-θ₇)，L_EDsin(θ₂-θ₇)) (2-25)

B(x₂，y₂)＝(D(x)+L_DBcos(θ₃-θ₆)，D(y)+L_DBsin(θ₃-θ₆)) (2-26)

F(x₂，y₂)＝(L_EFcos(θ₂-θ₈)，L_EFsin(θ₂-θ₈)) (2-27)

分别建立点A、B为圆心，半径为L_AC、L_BC的圆，方程分别为：

$\{\begin{array}{c}{\left(x-A\left(x_2\right)\right)}^2+{\left(y-A\left(y_2\right)\right)}^2={L_{AC}}^2\\ {\left(x-B\left(x_2\right)\right)}^2+{\left(y-B\left(y_2\right)\right)}^2={L_{BC}}^2\end{array}---\left(2-28\right)$

联立可求得两圆交点坐标分别为：

$\{\begin{array}{c}{C}_1\left(x_2,y_2\right)\\ C_2\left(x_2,y_2\right)\end{array}---\left(2-29\right)$

过点A、点B的直线方程为：

x₁＝k_ABy₁+b_AB (2-30)

设定两圆交点坐标为(x_a，y_a)，将y_a代入公式(2-30)可得：

x_b＝k_ABy_a+b_AB (2-31)

若x_b＞x_a，则判定该两圆交点坐标处于过点N、R的直线方程的上方；若x_b＜x_a，则判定该两圆交点坐标处于过点N、R的直线方程的下方。

选择式(2-29)中两个两圆交点坐标中，位于直线方程下方的交点坐标作为C点坐标C(x₂，y₂)。

进而求处第二变幅缸重心点O_BF2坐标为：

$O_{BF2}(x_2,y_2)=\left(\frac{F\left(x_2\right)+C\left(x_2\right)}{2},\frac{F\left(y_2\right)+C\left(y_2\right)}{2}\right)---(2-32)$

将此坐标转换到坐标系xoy中，得到：

O_BF2(x，y)＝((O_BF2(x₂)+L_HO)cosθ₁，O_BF2(y₂)+L_HO)sinθ₁) (2-33)

步骤402，根据质量点坐标确定各质量点到当前倾翻判定线的倾翻力臂。

假设倾翻线j方程分别为：

A_jx+B_jy+C_j＝0 (2-34)

则第i伸臂重心点O_si、伸臂油缸重心点O_{YG_i}、内臂重心点O_nb、吊重点O_T、第一变幅缸中心点及第二变幅缸重心点到倾翻线j距离D_ij、D_{YG_ij}、D_{nb_j}、D_{OT_j}、D_{BFG1_j}、D_{BFG2_j}分别为：

$D_{ij}=\frac{|A_j{O}_{si}\left(x\right)+B_j{O}_{si}\left(y\right)+C_j|}{\sqrt{{A_j}^2+{L_j}^2}}---\left(2-35\right)$

$D_{YG\_ij}=\frac{|A_j{O}_{YG\_i}\left(x\right)+B_j{O}_{YG\_i}\left(y\right)+C_j|}{\sqrt{{A_j}^2+{B_j}^2}}---\left(2-36\right)$

$D_{OT\_j}=\frac{|A_{j}T\left(x\right)+B_{j}T\left(y\right)+C_j|}{\sqrt{{A_j}^2+{B_j}^2}}---\left(2-37\right)$

$D_{nb\_j}=\frac{|A_j{O}_{nb}\left(x\right)+B_j{O}_{nb}\left(y\right)+C_j|}{\sqrt{{A_j}^2+{B_j}^2}}---\left(2-38\right)$

$D_{BFG1\_j}=\frac{|A_j{O}_{BFG1}\left(x\right)+B_j{O}_{BFG1}\left(y\right)+C_j|}{\sqrt{{A_j}^2+{B_j}^2}}---\left(2-39\right)$

$D_{BFG2\_j}=\frac{|A_j{O}_{BFG2}\left(x\right)+B_j{O}_{BFG2}\left(y\right)+C_j|}{\sqrt{{A_j}^2+{B_j}^2}}---\left(2-40\right)$

吊机重心点O₁、底盘重心点O₂到各倾翻线j距离D_{O1_j}、D_{O2_j}分别为：

$D_{O1\_j}=\frac{|A_j{O}_1\left(x\right)+B_j{O}_1\left(y\right)+C_j|}{\sqrt{{A_j}^2+{B_j}^2}}---(2-41)$

$D_{O2\_j}=\frac{|A_j{O}_2\left(x\right)+B_j{O}_2\left(y\right)+C_j|}{\sqrt{{A_j}^2+{B_j}^2}}---(2-42)$

步骤403，根据质量点的倾翻力臂和质量点的重力确定各质量点的重力力矩。由于本实施例中吊重值未知，需要通过变幅油缸压力P_YG来获取。

通过对图31中C点的力平衡，可得：

$\left\{\begin{array}{c}{F}_{LG2}\frac{C\left(y_2\right)-B\left(y_2\right)}{R_{BC}}+L_{LG1}\frac{C\left(y_2\right)-A\left(y_2\right)}{R_{AC}}+F_{YG}\frac{C\left(y_2\right)-F\left(y_2\right)}{R_{FC}}=0\\ F_{LG2}\frac{C\left(x_2\right)-B\left(x_2\right)}{R_{BC}}+L_{LG1}\frac{C\left(x_2\right)-A\left(x_2\right)}{R_{AC}}+F_{YG}\frac{C\left(x_2\right)-F\left(x_2\right)}{R_{FC}}=0\end{array}\right.---\left(2-43\right)$

其中，

$\left\{\begin{array}{c}{R}_{BC}=\sqrt{{\left(B\left(x_2\right)-C\left(x_2\right)\right)}^2+{\left(B\left(y_2\right)-C\left(y_2\right)\right)}^2}\\ R_{AC}=\sqrt{{\left(A\left(x_2\right)-C\left(x_2\right)\right)}^2+{\left(A\left(y_2\right)-C\left(y_2\right)\right)}^2}\\ R_{FC}=\sqrt{{\left(F\left(x_2\right)-C\left(x_2\right)\right)}^2+{\left(F\left(y_2\right)-C\left(y_2\right)\right)}^2}\end{array}\right.---\left(2-44\right)$

联立可求出F_LG1、F_LG2。

以伸臂为分析对象，由D点的力矩平衡，求出吊重值如下式：

$\left\{\begin{array}{c}{L}_{OT}=\frac{F_{LG2}{L}_H-\underset{i=1}{\overset{7}{\mathrm{\Σ}}}\left(L_{s\_i}-L_{nb}{\mathrm{cos\θ}}_3-L_{HO}\right)G_{OSi}-\underset{i=1}{\overset{7}{\mathrm{\Σ}}}\left(L_{YGs\_i}-L_{nb}{\mathrm{cos\θ}}_3-L_{HO}\right)G_{YG\_i}}{L_{OT}-L_{nb}{\mathrm{cos\θ}}_2-L_{HO}}\\ L_H=\frac{\left|A_{BC}D\left(x_2\right)+B_{BC}D\left(y_2\right)+C_{BC}\right|}{\sqrt{A_{\mathrm{BC}}^2+B_{BC}^2}}\end{array}\right.---\left(2-45\right)$

其中，A_BCx₂+B_BCy₂+C_BC＝0为直线BC在x₂Ey₂坐标系的方程，L_H为D点到直线BC的距离。

之后，由于吊机自重G_O1、底盘自重G_O2、第一变幅油缸自重G_BFG1、第二变幅油缸自重G_BFG2、内臂自重G_nb、各伸臂自重G_OSi和各伸臂自重G_{YG_i}均为已知，可以通过各质量点的倾翻力臂和各质量点的重力的乘积确定各质量点到倾翻线j的重力力矩，其中：

吊机自重力矩为G_O1D_{O1_j}，底盘自重力矩为G_O2D_{O2_j}，第一变幅油缸自重力矩为G_BFG1D_{BFG1_j}，第二变幅油缸自重力矩为G_BFG2D_{BFG1_j}，内臂自重力矩为G_nbD_{nb_j}，各伸臂自重力矩为G_OSiD_ij，各伸臂自重为G_{YG_i}D_{YG_ij}，吊重吊重力矩为G_OTD_{OT_j}。

步骤404，根据各质量点的重力力矩确定工程机械整机相对倾翻线j的当前稳定力矩M₁和当前倾翻力矩M₂。

由图18可知，图17中的步骤404具体可以包括：

步骤501，根据初始稳定部件的自重力矩确定当前稳定力矩M₁。对于折臂式工程机械，初始稳定部件包括吊机和底盘，因此当前稳定力矩M₁＝G_O1D_{O1_j}+G_O2D_{O2_j}。

步骤502，根据吊重力矩确定当前倾翻力矩M₂＝G_OTD_{OT_j}。

步骤503，根据迭加部件的自重力矩对当前稳定力矩M₁或当前倾翻力矩M₂进行迭加更新。对于折臂式工程机械，迭加部件包括内臂、各伸臂、各伸臂油缸、第一变幅油缸、第二变幅油缸。

对于折臂式工程机械，对于内臂、各伸臂、各伸臂油缸、第一变幅油缸、第二变幅油缸等迭加部件依次执行图19所示实施例，即依次判定每一迭加部件是否处于当前倾翻判定线内部，若是，则将该迭加部件的自重力矩迭加到当前稳定力矩；否则，将该迭加部件的自重力矩迭加到当前倾翻力矩，即可实现对M₁、M₂的迭加更新。其中， 各伸臂也可以采用图25实施例中的方法进行所有伸臂自重力矩对M₁、M₂的迭加更新，其差别仅在于本实施例中伸臂数N为7。而所有伸臂油缸自重力矩对M₁、M₂的迭加更新可参照下述实施例执行。

图32为本发明第二具体实施例中根据每一伸臂油缸的自重力矩更新当前稳定和倾翻力矩的示意图。

步骤901，令伸臂油缸代码i＝1。

步骤902，判断伸臂油缸i的重心点是否处于倾翻线j的内部。若伸臂油缸i的重心点是否处于倾翻线j的内部，则执行步骤903；否则，伸臂油缸i的重心点是否处于倾翻线j的外部，则执行步骤904。

步骤903，根据第i个伸臂油缸的自重力矩对当前稳定力矩进行更新，即M₁＝M₁+G_{YG_i}D_{YG_ij}。之后执行步骤905。

步骤904，根据第i个伸臂油缸的自重力矩对当前倾翻力矩进行更新，M₂＝M₂+G_{YG_i}D_{YG_ij}。

步骤905，判断i是否等于N，其中N为最大伸臂油缸代码，本实施例中N＝6。若i不等于N，则执行步骤906；否则，若i等于N，则执行步骤907。

步骤906，令i＝i+1，之后执行步骤902。

步骤907，获取对各伸臂油缸自重力矩对M₁、M₂进行迭加更新后的M₁、M₂。

本发明上述实施例还可以应用于吊机后置的工程机械中，采用类似手段可以获取吊机后置于车尾侧的工程机械的倾翻线、整机稳定力矩和倾翻力矩，进而获取倾翻系数，以判定吊机后置的工程机械是否存在倾翻风险。

在上面所描述的倾翻控制装置可以实现为用于执行本申请所描述功能的通用处理器、可编程逻辑控制器(PLC)、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件或者其任意适当组合。

至此，已经详细描述了本发明。为了避免遮蔽本发明的构思，没有 描述本领域所公知的一些细节。本领域技术人员根据上面的描述，完全可以明白如何实施这里公开的技术方案。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分步骤可以通过硬件来完成，也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，上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。

本发明的描述是为了示例和描述起见而给出的，而并不是无遗漏的或者将本发明限于所公开的形式。很多修改和变化对于本领域的普通技术人员而言是显然的。选择和描述实施例是为了更好说明本发明的原理和实际应用，并且使本领域的普通技术人员能够理解本发明从而设计适于特定用途的带有各种修改的各种实施例。

Claims (41)

1.一种倾翻控制方法，其特征在于，包括：

确定工程机械的当前倾翻判定线，其中，当前倾翻判定线包括工程机械的倾翻线中的至少一条，所述倾翻线为工程机械各支撑点之间的连线；

确定工程机械相对于当前倾翻判定线的当前倾翻系数；

通过比较当前倾翻系数和倾翻预警阈值，判断工程机械是否处于倾翻危险状态。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，确定工程机械的当前倾翻判定线的步骤包括：

确定工程机械的倾翻线；

根据工程机械吊臂的当前回转角度，从所述倾翻线中确定当前倾翻判定线。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述倾翻线包括第一倾翻线、第二倾翻线、第三倾翻线、第四倾翻线、第五倾翻线和第六倾翻线，其中：

第一倾翻线为工程机械的左后支撑点与右后支撑点的连线，第二倾翻线为右后支撑点与右前支腿支撑点的连线，第三倾翻线为右前轮支撑点与右前支腿支撑点的连线，第四倾翻线为右前轮支撑点与左前轮支撑点的连线，第五倾翻线为左前轮支撑点与左前支腿支撑点的连线，第六倾翻线为左后支撑点与左前支腿支撑点的连线。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，根据工程机械吊臂的当前回转角度，从所述倾翻线中确定当前倾翻判定线的步骤包括：

若当前回转角度大于0，则将第一倾翻线、第二倾翻线、第三倾翻线、第四倾翻线作为当前倾翻判定线；

若当前回转角度等于0，则将第一倾翻线作为当前倾翻判定线；

若当前回转角度等于±180°，则将第四倾翻线作为当前倾翻判定线；

若当前回转角度小于0，则将第一倾翻线、第四倾翻线、第五倾翻线、第六倾翻线作为当前倾翻判定线；

其中，设定回转中心为坐标原点，回转中心到车尾中心为x轴正方向，当吊臂在水平面的投影位于x轴正方向的左侧时，当前回转角度大于0；当吊臂在水平面的投影位于x轴正方向的右侧时，当前回转角度小于0；当吊臂在水平面的投影位于x轴正方向上时，当前回转角度等于0；当吊臂在水平面的投影位于x轴负方向上时，当前回转角度等于±180°。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的方法，其特征在于，确定工程机械相对于当前倾翻判定线的当前倾翻系数的步骤包括：

获取工程机械的当前倾翻参数；

针对每一当前倾翻判定线，根据当前倾翻参数确定倾翻系数值；

将所述倾翻系数值中的最小值，确定为当前倾翻系数。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，根据当前倾翻参数确定倾翻系数值的步骤包括：

判断吊重是否位于当前倾翻判定线内部；

若吊重位于当前倾翻判定线内部，则确定倾翻系数值大于倾翻预警阈值。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，根据当前倾翻参数确定倾翻系数值的步骤还包括：

若吊重位于当前倾翻判定线外部，则根据当前倾翻参数确定当前稳定力矩和当前倾翻力矩；

将当前稳定力矩和当前倾翻力矩的商，作为倾翻系数值。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，根据当前倾翻参数确定当前稳定力矩和当前倾翻力矩的步骤包括：

根据当前倾翻参数确定质量点坐标；

根据质量点坐标确定质量点到当前倾翻判定线的倾翻力臂；

根据质量点的倾翻力臂和质量点的重力确定质量点的重力力矩；

根据质量点的重力力矩确定当前稳定力矩和当前倾翻力矩。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，根据质量点的重力力矩确定当前稳定力矩和当前倾翻力矩的步骤包括：

根据初始稳定部件的自重力矩确定当前稳定力矩M₁；

根据吊重力矩确定当前倾翻力矩M₂；

根据迭加部件的自重力矩对当前稳定力矩M₁或当前倾翻力矩M₂进行迭加更新。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，根据迭加部件的自重力矩对当前稳定力矩M₁或当前倾翻力矩M₂进行迭加更新的步骤包括：

判断迭加部件的重心点是否位于当前倾翻判定线内部；

若迭加部件的重心点位于当前倾翻判定线内部，则当前稳定力矩M₁＝M₁+迭加部件的自重力矩；

若迭加部件的重心点位于当前倾翻判定线外部，则当前倾翻力矩M₂＝M₂+迭加部件的自重力矩。

11.根据权利要求9或10所述的方法，其特征在于，对于直臂式工程机械，

质量点包括底盘重心点、吊机重心点、各伸臂重心点、变幅油缸重心点、吊重点；

初始稳定部件包括吊机、底盘及变幅缸；

迭加部件包括各伸臂。

12.根据权利要求9或10所述的方法，其特征在于，对于折臂式工程机械，

质量点包括底盘重心点、吊机重心点、内臂重心点、各伸臂重心点、各伸臂油缸重心点、第一变幅油缸重心点、第二变幅油缸重心点、吊重点；

初始稳定部件包括吊机和底盘；

迭加部件包括内臂、各伸臂、各伸臂油缸、第一变幅油缸、第二变幅油缸。

13.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，当前倾翻参数包括当前吊重值；

获取工程机械的当前吊重值的步骤包括：

通过力传感器采集当前吊重值；

或者，

通过压力传感器采集当前变幅油缸压力，并根据当前变幅油缸压力确定当前吊重值。

14.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，

对于折臂式伸缩油缸，当前变幅油缸压力是与伸臂铰接的第二变幅油缸对伸臂基本臂的作用力。

15.权利要求1-14中任一项所述的方法，其特征在于，通过比较当前倾翻系数和倾翻预警阈值，判断工程机械是否处于倾翻危险状态的步骤包括：

判断当前倾翻系数是否大于倾翻预警阈值；

若当前倾翻系数大于倾翻预警阈值，则指示报警装置发出第一指示信号，以提示当前工况下，工程机械未处于倾翻危险状态。

16.根据权利要求15所述的方法，其特征在于，通过比较当前倾翻系数和倾翻预警阈值，判断工程机械是否处于倾翻危险状态的步骤还包括：

若当前倾翻系数不大于倾翻预警阈值，则进一步判断当前倾翻系数是否大于倾翻控制阈值，其中倾翻控制阈值小于倾翻预警阈值；

若当前倾翻系数大于倾翻控制阈值，则指示报警装置发出第二指示信号，以提示当前工况下，工程机械处于第一倾翻危险状态，需调整上车状态。

17.根据权利要求16所述的方法，其特征在于，通过比较当前倾翻系数和倾翻预警阈值，判断工程机械是否处于倾翻危险状态的步骤还包括：

若当前倾翻系数不大于倾翻控制阈值，则指示报警装置发出第三指示信号，以提示当前工况下，工程机械处于第二倾翻危险状态，并指示控制开关终止工程机械的当前操作，以限制用户继续操作，防止危险发生。

18.一种倾翻控制装置，其特征在于，包括倾翻线确定模块、倾翻系数确定模块和控制模块，其中：

倾翻线确定模块，用于确定工程机械的当前倾翻判定线，其中，当前倾翻判定线包括工程机械的倾翻线中的至少一条，所述倾翻线为工程机械各支撑点之间的连线；

倾翻系数确定模块，用于确定工程机械相对于当前倾翻判定线的当前倾翻系数；

控制模块，用于通过比较当前倾翻系数和倾翻预警阈值，判断工程机械是否处于倾翻危险状态。

19.根据权利要求18所述的装置，其特征在于，倾翻线确定模块包括倾翻线确定子模块和判定线确定子模块，其中：

倾翻线确定子模块，用于确定工程机械的倾翻线；

判定线确定子模块，用于根据工程机械吊臂的当前回转角度，从第一确定模块确定的所述倾翻线中确定当前倾翻判定线。

20.根据权利要求19所述的装置，其特征在于，所述倾翻线包括第一倾翻线、第二倾翻线、第三倾翻线、第四倾翻线、第五倾翻线和第六倾翻线，其中：

第一倾翻线为工程机械的左后支撑点与右后支撑点的连线，第二倾翻线为右后支撑点与右前支腿支撑点的连线，第三倾翻线为右前轮支撑点与右前支腿支撑点的连线，第四倾翻线为右前轮支撑点与左前轮支撑点的连线，第五倾翻线为左前轮支撑点与左前支腿支撑点的连线，第六倾翻线为左后支撑点与左前支腿支撑点的连线。

21.根据权利要求20所述的装置，其特征在于，

判定线确定子模块用于在当前回转角度大于0时，将第一倾翻线、第二倾翻线、第三倾翻线、第四倾翻线作为当前倾翻判定线；在当前回转角度等于0时，将第一倾翻线作为当前倾翻判定线；在当前回转角度等于±180°时，将第四倾翻线作为当前倾翻判定线；在当前回转角度小于0时，将第一倾翻线、第四倾翻线、第五倾翻线、第六倾翻线作为当前倾翻判定线；其中，设定回转中心为坐标原点，回转中心到车尾中心为x轴正方向，当吊臂在水平面的投影位于x轴正方向的左侧时，当前回转角度大于0；当吊臂在水平面的投影位于x轴正方向的右侧时，当前回转角度小于0；当吊臂在水平面的投影位于x轴正方向上时，当前回转角度等于0；当吊臂在水平面的投影位于x轴负方向上时，当前回转角度等于±180°。

22.根据权利要求18-21中任一项所述的装置，其特征在于，倾翻系数确定模块包括参数获取子模块、系数值确定子模块和最小化子模块，其中：

参数获取子模块，用于获取工程机械的当前倾翻参数；

系数值确定子模块，用于针对每一当前倾翻判定线，根据参数获取子模块获取的当前倾翻参数确定倾翻系数值；

最小化子模块，用于将系数值确定子模块确定的所述倾翻系数值中的最小值，确定为当前倾翻系数。

23.根据权利要求22所述的装置，其特征在于，系数值确定子模块包括识别单元和第一系数确定单元，其中：

识别单元，用于针对每一当前倾翻判定线，判断吊重是否位于当前倾翻判定线内部；

第一系数确定单元，用于根据识别单元的判断结果，在吊重位于当前倾翻判定线内部时，确定倾翻系数值大于倾翻预警阈值。

24.根据权利要求23所述的装置，其特征在于，系数值确定子模块还包括力矩确定单元和第二系数确定单元，其中：

力矩确定单元，用于根据识别单元的判断结果，在吊重位于当前倾翻判定线外部时，根据当前倾翻参数确定当前稳定力矩和当前倾翻力矩；

第二系数确定单元，用于将当前稳定力矩和当前倾翻力矩的商，作为倾翻系数值。

25.根据权利要求24所述的装置，其特征在于，力矩确定单元包括坐标获取子单元、力臂确定子单元、第一力矩确定子单元和第二力矩确定子单元，其中

坐标获取子单元，用于根据当前倾翻参数确定质量点坐标；

力臂确定子单元，用于根据质量点坐标确定质量点到当前倾翻判定线的倾翻力臂；

第一力矩确定子单元，用于根据质量点的倾翻力臂和质量点的重力确定质量点的重力力矩；

第二力矩确定子单元，用于根据质量点的重力力矩确定当前稳定力矩和当前倾翻力矩。

26.根据权利要求25所述的装置，其特征在于，

第二力矩确定子单元用于根据初始稳定部件的自重力矩确定当前稳定力矩M₁；根据吊重力矩确定当前倾翻力矩M₂；并根据迭加部件的自重力矩对当前稳定力矩M₁或当前倾翻力矩M₂进行迭加更新。

27.根据权利要求26所述的装置，其特征在于，

第二力矩确定子单元在根据迭加部件的自重力矩对当前稳定力矩M₁或当前倾翻力矩M₂进行迭加更新时，具体用于判断迭加部件的重心点是否位于当前倾翻判定线内部；若迭加部件的重心点位于当前倾翻判定线内部，则当前稳定力矩M₁＝M₁+迭加部件的自重力矩；若迭加部件的重心点位于当前倾翻判定线外部，则当前倾翻力矩M₂＝M₂+迭加部件的自重力矩。

28.根据权利要求26或27所述的装置，其特征在于，对于直臂式工程机械，

质量点包括底盘重心点、吊机重心点、各伸臂重心点、变幅油缸重心点、吊重点；

初始稳定部件包括吊机、底盘及变幅缸；

迭加部件包括各伸臂。

29.根据权利要求26或27所述的装置，其特征在于，对于折臂式工程机械，

质量点包括底盘重心点、吊机重心点、内臂重心点、各伸臂重心点、各伸臂油缸重心点、第一变幅油缸重心点、第二变幅油缸重心点、吊重点；

初始稳定部件包括吊机和底盘；

迭加部件包括内臂、各伸臂、各伸臂油缸、第一变幅油缸、第二变幅油缸。

30.根据权利要求22所述的装置，其特征在于，当前倾翻参数包括当前吊重值，

参数获取子模块在获取工程机械的当前吊重值时，用于通过力传感器采集当前吊重值；或者，用于通过压力传感器采集当前变幅油缸压力，并根据当前变幅油缸压力确定当前吊重值。

31.根据权利要求32所述的装置，其特征在于，

对于折臂式伸缩油缸，当前变幅油缸压力是与伸臂铰接的第二变幅油缸对伸臂基本臂的作用力。

32.权利要求18-31中任一项所述的装置，其特征在于，控制模块包括第一识别子模块和指示子模块，其中：

第一识别子模块，用于判断当前倾翻系数是否大于倾翻预警阈值；

指示子模块，用于根据第一识别子模块的判断结果，在当前倾翻系数大于倾翻预警阈值时，指示报警装置发出第一指示信号，以提示当前工况下，工程机械未处于倾翻危险状态。

33.根据权利要求32所述的装置，其特征在于，还包括第二识别子模块，其中：

第二识别子模块，用于根据第一识别子模块的判断结果，在当前倾翻系数不大于倾翻预警阈值时，进一步判断当前倾翻系数是否大于倾翻控制阈值，其中倾翻控制阈值小于倾翻预警阈值；

指示子模块还用于根据第二识别子模块的判断结果，在当前倾翻系数大于倾翻控制阈值时，指示报警装置发出第二指示信号，以提示当前工况下，工程机械处于第一倾翻危险状态，需调整上车状态。

34.根据权利要求33所述的装置，其特征在于，

指示子模块还用于根据第二识别子模块的判断结果，在当前倾翻系数不大于倾翻控制阈值时，指示报警装置发出第三指示信号，以提示当前工况下，工程机械处于第二倾翻危险状态，并指示控制开关终止工程机械的当前操作，以限制用户继续操作，防止危险发生。

35.一种倾翻控制系统，其特征在于，包括如权利要求18-34中任一项所述的倾翻控制装置。

36.根据权利要求35所述的系统，其特征在于，还包括参数传感器，其中：

参数传感器，用于采集当前倾翻参数，并将采集的当前倾翻参数发送给倾翻控制装置；

倾翻控制装置，为权利要求22-34中任一项所述的倾翻控制装置。

37.根据权利要求36所述的系统，其特征在于，还包括滤波器，其中：

滤波器，用于对参数传感器采集的当前倾翻参数进行滤波处理后，并发送给倾翻控制装置。

38.根据权利要求35-37中任一项所述的系统，其特征在于，还包括报警装置，其中：

报警装置，用于根据倾翻控制装置的指示，发出相应指示信号；

倾翻控制装置，为权利要求32-34中任一项所述的倾翻控制装置。

39.根据权利要求38所述的系统，其特征在于，还包括控制开关，其中：

控制开关，用于根据倾翻控制装置的指示，终止工程机械的当前操作，切断油泵与工程机械各执行机构的联系，使得各执行机构保压锁死，以限制用户继续操作，防止危险发生；

倾翻控制装置，为权利要求34所述的倾翻控制装置。

40.根据权利要求39所述的系统，其特征在于，还包括手动解除开关，其中：

手动解除开关，用于当各执行机构保压锁死后，根据驾驶员的指令打开，以断开倾翻控制装置对控制开关的控制，以便驾驶员手动调整上车姿态。

41.一种工程机械，其特征在于，包括权利要求18-34中任一项所述的倾翻控制装置、或权利要求35-40中任一项所述的倾翻控制系统。