CN107572385B - 起重机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及起重机技术领域，特别涉及一种起重机。本发明所提供的起重机，其包括操纵室和吊钩，并且，其还包括抬头显示系统，抬头显示系统包括投影装置和控制装置，投影装置安装于操纵室内并用于将起重机的待监控信息投射至操纵室的挡风玻璃上进行显示，控制装置用于根据吊钩的位置来调整投影装置的投射方向。本发明通过在起重机中设置抬头显示系统，并将抬头显示系统设置为可根据吊钩的位置来将待监控信息直接投射至操纵室的挡风玻璃上，使得操作者可以随着重物的移动来观察投射在挡风玻璃上的信息，减少操作者目光在被吊物体和显示信息之间的来回切换，提高观察方便性。

Description

起重机

技术领域

本发明涉及起重机技术领域，特别涉及一种起重机。

背景技术

起重机在进行起重作业时，操作者需要对力限器参数及其他作业参数进行实时获取，以便随时掌握起重机的安全状态，如吊重量、角度、幅度、力矩百分比等。现有技术中，这些需实时获取的参数通常通过固定于操纵室前方仪表台上的显示屏进行显示。这种显示方式的问题主要在于：由于仪表台的位置通常较低，所以，操作者需要低头才能看到，观察不便，尤其在吊物体被吊至高处时，操作者需要反复抬头看被吊物体，低头看显示器，容易造成操作者作业疲劳，并且，在抬头期间作业参数不能实施监控，会遗漏掉监控参数，存在安全风险；而且，由于显示屏位置固定，而被吊重物的位置是不断变化的，操作者的目光也需要随着吊钩上的吊重物体不断移动，因此，操作者的目光不可避免地总要在被吊物体和显示器之间频繁切换，容易疲劳，观察不便。

发明内容

本发明所要解决的一个技术问题是：改善起重机作业参数观察的方便性。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种起重机，其包括操纵室和吊钩，并且，其还包括抬头显示系统，抬头显示系统包括投影装置和控制装置，投影装置安装于操纵室内并用于将起重机的待监控信息投射至操纵室的挡风玻璃上进行显示，控制装置用于根据吊钩的位置来调整投影装置的投射方向。

可选地，控制装置控制投影装置的投射方向朝向吊钩。

可选地，控制装置包括投射角度确定装置和投射方向调整装置，其中：投射角度确定装置用于确定投射角度α，投射角度α为投影装置在操纵室内的安装位置与吊钩之间的连线与水平面之间的夹角；投射方向调整装置根据投射角度α调节投影装置的投射方向。

可选地，所述投射方向调整装置用于调节投影装置的投射方向朝向所述投射角度α的方向。

可选地，投射角度确定装置根据投影装置在操纵室内的安装位置与吊钩之间的水平距离L2和竖直距离L3来确定投射角度α。

可选地，投射角度确定装置根据起重机的伸臂长度L、伸臂角度β和钢丝绳的放出长度S来确定投影装置在操纵室内的安装位置与吊钩之间的水平距离L2和竖直距离L3。

可选地，投射角度确定装置包括检测装置和计算装置，检测装置用于检测起重机的伸臂长度L、伸臂角度β和钢丝绳的放出长度S，计算装置基于起重机的伸臂长度L、伸臂角度β和钢丝绳的放出长度S来计算得到投射角度α。

可选地，检测装置包括第一检测单元、第二检测单元和第三检测单元，第一检测单元用于检测起重机的伸臂长度L，第二检测单元用于检测起重机的伸臂角度β，第三检测单元用于检测起重机的钢丝绳的放出长度S。

可选地，计算装置根据如下公式计算得到投射角度α：

其中，L为伸臂长度；β为伸臂角度；S为钢丝绳的放出长度；N为起重机的滑轮组的倍率。

可选地，投射方向调整装置包括旋转驱动装置，旋转驱动装置与投影装置驱动连接，用于通过驱动投影装置旋转来调整投影装置的投射方向。

本发明通过在起重机中设置抬头显示系统，并将抬头显示系统设置为可根据吊钩的位置来将待监控信息直接投射至操纵室的挡风玻璃上，使得操作者可以随着重物的移动来观察投射在挡风玻璃上的信息，减少操作者目光在被吊物体和显示信息之间的来回切换，提高观察方便性。

通过以下参照附图对本发明的示例性实施例进行详细描述，本发明的其它特征及其优点将会变得清楚。

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示出本发明一实施例的起重机的结构示意简图。

图2示出图1中操纵室及其内部结构示意简图。

图中：

1、操纵室；11、挡风玻璃；

2、驾驶室；

3、抬头显示系统；31、支架；32、旋转电机；33、投影装置；

34、第一检测单元；35、第二检测单元；36、第三检测单元；

4、吊钩；5、钢丝绳。

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开展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。

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。

在本发明的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制；方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。

在本发明的描述中，需要理解的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。

图1-2示出了本发明起重机的一个实施例。参照图1-2，本发明所提供的起重机，包括操纵室1和吊钩4，并且，还包括抬头显示系统3，抬头显示系统3包括投影装置33和控制装置，投影装置33安装于操纵室1内并用于将起重机的待监控信息投射至操纵室1的挡风玻璃11上进行显示，控制装置用于根据吊钩4的位置来调整投影装置33的投射方向。

在本发明中，利用抬头显示系统3的投影装置33将起重机的待监控信息投射至操纵室1的挡风玻璃11上，并利用抬头显示系统3的控制装置根据吊钩4位置来实时调整投影装置33的投射方向，使得操作者可以随着重物的移动来观察投射在挡风玻璃11上的信息，由于无需再低头看显示屏，且可以减少操作者目光在被吊物体和显示信息之间的来回切换，因此，观察更加方便，不仅可以降低操作时遗漏监控参数的风险，还可以减轻操作者的作业疲劳，从而可以有效提高作业安全性。

在本发明中，为了使控制装置能够根据吊钩4的位置来调整投影装置33的投射方向，控制装置可以包括投射角度确定装置和投射方向调整装置，投射角度确定装置用于确定投射角度α，投射角度α为投影装置33在操纵室1内的安装位置与吊钩4之间的连线与水平面之间的夹角；投射方向调整装置根据投射角度α调节投影装置33的投射方向。基于此，在投射角度确定装置和投射方向调整装置的配合作用下，控制装置可以实时确定吊钩4的位置并实时根据吊钩4的位置来调整投影装置33的投射方向，方便操作者对作业信息的实时全面监控。

另外，在本发明中，优选地，控制装置可以设置为控制投影装置33的投射方向朝向吊钩4，这样，投射方向不仅能够随着被吊重物的位置不断调整，而且能够在被吊重物移动的过程中与被吊重物所在方向保持一致，从而使得操作者可以在观察重物的同时，更方便地观察待监控信息，进一步减少操作者目光在被吊物体和被显示的作业信息之间的来回切换，使作业过程更加安全可靠。所以，在控制装置包括投射角度确定装置和投射方向调整装置的情况下，投射方向调整装置优选设置为用于调节投影装置33的投射方向朝向投射角度α的方向，以使投影装置33的投射方向朝向吊钩4。

在本发明中，投射角度确定装置可以根据投影装置33在操纵室1内的安装位置与吊钩4之间的水平距离L2和竖直距离L3来确定投射角度α。其中，为了能够根据投影装置33在操纵室1内的安装位置与吊钩4之间的水平距离L2和竖直距离L3来确定投射角度α，需要先确定水平距离L2和竖直距离L3。而确定水平距离L2和竖直距离L3的实现方式有多种。作为其中一种实现方式，投射角度确定装置可以通过直接检测水平距离L2和竖直距离L3来确定水平距离L2和竖直距离L3，例如可以在投射角度确定装置中直接设置水平检测装置和高度检测装置，利用水平检测装置和高度检测装置分别直接检测水平距离L2和竖直距离L3，实现对水平距离L2和竖直距离L3的确定；而作为另一种实现方式，也可以不直接检测水平距离L2和竖直距离L3，而是间接获得水平距离L2和竖直距离L3，例如，可以根据起重机的伸臂长度L、伸臂角度β和钢丝绳5的放出长度S来间接确定水平距离L2和竖直距离L3。其中，伸臂长度L为作业过程中起重臂的伸出总长度；伸臂角度β为作业过程中起重臂中心轴线与水平面之间的夹角。

此外，在本发明中，投射方向调整装置可以通过驱动投影装置33旋转来调整投影装置33的投射方向。基于此，投射方向调整装置可以包括旋转驱动装置，旋转驱动装置与投影装置33驱动连接，用于驱动投影装置33旋转。这样，基于投射角度确定装置所确定的投射角度α，旋转驱动装置可以驱动投影装置33旋转，使投影装置33沿着投射角度α进行投射，使控制装置能够根据吊钩4的位置来调整投影装置33的投射方向，方便操作者观察监控起重机的各项作业信息。

下面结合图1-2所示的实施例来对本发明进行进一步地说明。

如图1所示，在该实施例中，起重机为汽车起重机，其包括操纵室1、驾驶室2、吊钩4、钢丝绳5、起重臂和卷扬等。重物吊在吊钩4上，随着吊钩4的升降而升降。作业过程中，操作者坐在操纵室1中，操作起重臂伸缩，并通过利用卷扬控制钢丝绳5收放来实现对重物的升降。

需要说明的是，对于汽车起重机，驾驶室2与操纵室1是分开设置、相互独立的，但对于越野轮胎吊等其他类型的起重机，驾驶室2与操纵室1也可以是一体的，这并不构成对本发明的限制。

为了方便操作者在作业过程中观察和监控作业信息，如图2所示，在该实施例中，起重机还包括抬头显示系统3。

抬头显示系统，又称HUD(Heads Up Display)抬头显示系统，用于将重要的信息映射在挡风玻璃上，使驾驶员不必低头就能看清相应的信息。目前，这种抬头显示系统多用在军用战斗机或高级汽车上，但在起重机中应用较少。

该实施例的抬头显示系统3，其能够在起重机作业过程中，将待监控信息投射至操纵室1的挡风玻璃11上，且投射方向能够始终朝向位置不断变化的吊钩4，从而使操作者可以在观察重物的同时即实现对作业信息的直接观察和监控，无需再像现有技术中那样来回在重物和作业信息之间切换目光，进而可以有效简化操作者对作业信息的观察过程，降低操作者的疲劳度，并避免遗漏重要信息，提高作业安全性。

其中，如图2所示，在该实施例中，抬头显示系统3包括投影装置33和支架31。投影装置33通过支架31安装于操纵室1内，用于将待监控信息投射至挡风玻璃11上。不难理解，待监控信息即为力限器参数等起重机的作业信息，操作者通过观察监控这些作业参数，可以掌握起重机的工作状态，如吊重量、角度、幅度、力矩百分比等。

由于该实施例将起重机作业信息直接投射至挡风玻璃11上进行显示，而不再利用安装于仪表盘上的显示屏进行显示，因此，操作者直接通过观察挡风玻璃上11的显示信息即可实现对起重机作业信息的监控，而无需再反复低头查看显示屏，观察更加直观方便。并且，由于投影装置33直接将作业信息投射至透明的挡风玻璃11上，不会造成对操作者视线的遮挡，因此，也不会影响操作者通过挡风玻璃11观察判断重物起升状况等其他事项，有利于保证作业安全性。

而为了使投影装置33的投射方向能够始终朝向吊钩4，进一步方便作业信息的观察监控，在该实施例中，抬头显示系统3还包括控制装置，控制装置包括投射角度确定装置和投射方向调整装置，其中，投射角度确定装置包括检测装置和计算装置，投射方向调整装置包括用作旋转驱动装置的旋转电机32，在检测装置、计算装置和旋转电机32的配合作用下，控制装置能够根据吊钩4的位置来调整投影装置33的投射方向，使投影装置33在起重作业过程中始终朝向吊钩4的方向进行投射。

在该实施例中，检测装置和计算装置配合，使得投射角度确定装置能够根据起重机的伸臂长度L、伸臂角度β和钢丝绳5的放出长度S来确定投影装置33在操纵室1内的安装位置与吊钩4之间的水平距离L2和竖直距离L3并进而根据水平距离L2和竖直距离L3来确定投射角度α。其中，检测装置用于检测起重机的伸臂长度L、伸臂角度β和钢丝绳5的放出长度S，而计算装置则基于起重机的伸臂长度L、伸臂角度β和钢丝绳5的放出长度S来计算得到投射角度α。可见，该实施例未通过直接检测水平距离L2和竖直距离L3来确定投射角度α，而是基于间接获得的水平距离L2和竖直距离L3来确定投射角度α。

其中，计算装置可以根据投射角度α与水平距离L2和竖直距离L3之间的关系以及水平距离L2和竖直距离L3与伸臂长度L、伸臂角度β和钢丝绳5放出长度S之间的关系来计算得到投射角度α。由图1可知，它们之间存在以下关系：

L2＝L×cosβ；

L3＝L×sinβ-L1，

S＝L+L1×N，

其中，L1为起重臂臂头到吊钩4之间的竖直距离；N为起重机滑轮组的倍率。

所以，据上述各公式可知，投射角度α的计算公式为即，计算装置可以根据该公式计算得到投射角度α。

而为了实现对伸臂长度L、伸臂角度β和钢丝绳5放出长度S的检测，如图1所示，在该实施例中，检测装置包括第一检测单元34、第二检测单元35和第三检测单元36，第一检测单元34用于检测起重机的伸臂长度L，第二检测单元35用于检测起重机的伸臂角度β，第三检测单元36用于检测起重机的钢丝绳5的放出长度S。其中，第一检测单元34可以为长度传感器；第二检测单元35可以为角度传感器；第三检测单元36可以为卷扬编码器，通过检测卷扬的旋转圈数，来计算得出钢丝绳的放出长度S。且由图1可知，第一检测单元34和第二检测单元35直接安装于起重臂的臂节上；第三检测单元35则安装于卷扬上，这样可以更方便三者分别检测得到所需的参数。

由于起重机本身通常即设有用于检测伸臂长度L的长度传感器、用于检测伸臂角度β的角度传感器和用于检测确定钢丝绳5放出长度S的卷扬编码传感器，因此，该实施例的投射角度确定装置通过检测伸臂长度L、伸臂角度β和钢丝绳5放出长度S来确定投射角度α的好处在于，可以无需再额外设置专门检测投射角度α或专门检测水平距离L2和竖直距离L3的检测部件，结构更加简单，成本更低，检测过程也更加易于实现。

基于该实施例，在起重机作业过程中，第一检测单元34、第二检测单元35和第三检测单元36分别实时检测伸臂长度L、伸臂角度β和钢丝绳5放出长度S，且计算装置计算投射角度α，旋转电机32根据计算装置所确定的投射角度α来驱动投影装置33旋转，使投影装置33的投射方向随着吊钩4及其所吊重物的位置的变化进行变化，并始终朝向吊钩4，使得操作者可以在观察重物起升状况的同时即实现对作业信息的观察和监控，能够减轻因目光在被吊重物和作业信息之间来回切换所引起的疲劳感，并降低信息漏看的风险，实现对作业安全性的有效改善。

以上所述仅为本发明的示例性实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种起重机，包括操纵室(1)和吊钩(4)，其特征在于，还包括抬头显示系统(3)，所述抬头显示系统(3)包括投影装置(33)和控制装置，所述投影装置(33)安装于所述操纵室(1)内并用于将起重机的待监控信息投射至所述操纵室(1)的挡风玻璃(11)上进行显示，所述控制装置用于根据所述吊钩(4)的位置来调整所述投影装置(33)的投射方向，所述控制装置包括投射角度确定装置和投射方向调整装置，其中：所述投射角度确定装置用于确定投射角度α，所述投射角度α为所述投影装置(33)在所述操纵室(1)内的安装位置与所述吊钩(4)之间的连线与水平面之间的夹角；所述投射方向调整装置根据所述投射角度α调节所述投影装置(33)的投射方向。

2.根据权利要求1所述的起重机，其特征在于，所述控制装置控制所述投影装置(33)的投射方向朝向所述吊钩(4)。

3.根据权利要求1所述的起重机，其特征在于，所述投射方向调整装置用于调节所述投影装置(33)的投射方向朝向所述投射角度α的方向。

4.根据权利要求1所述的起重机，其特征在于，所述投射角度确定装置根据所述投影装置(33)在所述操纵室(1)内的安装位置与所述吊钩(4)之间的水平距离L2和竖直距离L3来确定所述投射角度α。

5.根据权利要求4所述的起重机，其特征在于，所述投射角度确定装置根据所述起重机的伸臂长度L、伸臂角度β和钢丝绳(5)的放出长度S来确定所述投影装置(33)在所述操纵室(1)内的安装位置与所述吊钩(4)之间的水平距离L2和竖直距离L3。

6.根据权利要求5所述的起重机，其特征在于，所述投射角度确定装置包括检测装置和计算装置，所述检测装置用于检测所述起重机的伸臂长度L、伸臂角度β和钢丝绳(5)的放出长度S，所述计算装置基于所述起重机的伸臂长度L、伸臂角度β和钢丝绳(5)的放出长度S来计算得到所述投射角度α。

7.根据权利要求6所述的起重机，其特征在于，所述检测装置包括第一检测单元(34)、第二检测单元(35)和第三检测单元(36)，所述第一检测单元(34)用于检测所述起重机的伸臂长度L，所述第二检测单元(35)用于检测所述起重机的伸臂角度β，所述第三检测单元(36)用于检测所述起重机的钢丝绳(5)的放出长度S。

8.根据权利要求6所述的起重机，其特征在于，所述计算装置根据如下公式计算得到投射角度α：

其中，L为伸臂长度；β为伸臂角度；S为钢丝绳的放出长度；N为起重机的滑轮组的倍率。

9.根据权利要求1所述的起重机，其特征在于，所述投射方向调整装置包括旋转驱动装置，所述旋转驱动装置与所述投影装置(33)驱动连接，用于通过驱动所述投影装置(33)旋转来调整所述投影装置(33)的投射方向。