CN107923155B - 工程机械的安全装置 - Google Patents

Abstract

提供一种能够根据工程机械的状态提醒操作者注意的工程机械的安全装置。工程机械的安全装置具有：状态信息获取部，其用于获取与工程机械的状态相关的状态信息；安全带检测部，其用于检测操作者是否佩戴了安全带；以及控制部，其在所述操作者未佩戴所述安全带的情况下，以基于所述状态信息发出警报的方式控制警报部，所述状态信息包含与能够被操作为所述工程机械的操作杆的指令无效的锁定位置和所述操作杆的指令有效的锁定解除位置的门锁止杆的操作位置相关的信息，在所述门锁止杆的操作位置是所述锁定解除位置的情况下，所述控制部以发出警报的方式控制所述警报部。

Description

工程机械的安全装置

技术领域

本发明涉及一种工程机械的安全装置。

背景技术

以往，公知一种在利用安全带传感器检测不到操作者佩戴安全带的情况下，不能执行操作件的操作的工程机械(专利文献1)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2012-21362号公报

发明内容

但是，在专利文献1记载的工程机械中，因为在不佩戴安全带的情况下不能执行操作，所以担心工程机械的状态产生不良情况。

本发明的一技术方案的工程机械的安全装置具有：状态信息获取部，其用于获取与工程机械的状态相关的状态信息；安全带检测部，其用于检测操作者是否佩戴了安全带；以及控制部，其在所述操作者未佩戴所述安全带的情况下，以基于所述状态信息发出警报的方式控制警报部，所述状态信息包含与能够被操作为所述工程机械的操作杆的指令无效的锁定位置和所述操作杆的指令有效的锁定解除位置的门锁止杆的操作位置相关的信息，在所述门锁止杆的操作位置是所述锁定解除位置的情况下，所述控制部以发出警报的方式控制所述警报部。

发明效果

采用本发明，能够根据工程机械的状态提醒操作者注意。

附图说明

图1是作为工程机械的一例的液压挖掘机100的侧视图。

图2表示第1实施方式的安全装置10的构成的框图。

图3是表示第1实施方式的安全装置10的处理的一例的流程图。

图4是表示第2实施方式的安全装置10B的构成的框图。

图5是表示第2实施方式的安全装置10B的处理的一例的流程图。

图6是表示第3实施方式的安全装置10C的构成的框图。

图7是表示第3实施方式的安全装置10C的处理的一例的流程图。

图8是表示第4实施方式的安全装置10D的构成的框图。

图9是表示第4实施方式的安全装置10D的处理的一例的流程图。

具体实施方式

(第1实施方式)

图1是作为工程机械的一例的液压挖掘机100的侧视图。此外，为了便于说明，如图1所示，规定液压挖掘机100的前后和上下方向。液压挖掘机100具有行驶体101和可旋转地设在行驶体101上的旋转体102。在旋转体102的前部设有前部作业装置103。

前部作业装置103具有：动臂104、斗杆105以及铲斗106。动臂104在旋转体102的框架中，以相对于旋转体102可沿着上下方向转动的方式安装于旋转体102。动臂104由动臂液压缸104a驱动而升降。

斗杆105在动臂104的前端，以相对于动臂104可沿着上下方向转动的方式安装于动臂104。斗杆105由斗杆液压缸105a驱动而升降。铲斗106在斗杆105的前端，以相对于斗杆105可沿着上下方向转动的方式安装于斗杆105。铲斗106由铲斗液压缸106a驱动。

在旋转体102的框架具有配重109和供操作者搭乘的驾驶室107。在驾驶室107设有：警报部30、按键开关部40、安全带开关部50以及门锁止杆部60(参照图2)。驾驶室107还具有操作杆。操作杆用于指示前部作业装置103、旋转体102的驱动。

图2是表示第1实施方式的安全装置10的构成的框图。安全装置10包含控制器20。警报部30由控制器20控制。控制器20包含计算处理装置，该计算处理装置具有：CPU、作为存储装置的ROM和RAM、除此之外的周边电路等。

控制器20从功能上来说具有：控制部21、按键检测部22、安全带检测部23以及状态信息获取部24。控制器20与警报部30、按键开关部40、安全带开关部50以及门锁止杆部60等连接。

门锁止杆部60具有门锁止杆和门锁止开关部。门锁止杆设置在驾驶室107的入口，在液压挖掘机100的操作杆的指令无效的锁定位置和操作杆的指令有效的锁定解除位置之间有选择性地操作。锁定位置例如是门锁止杆抬起的状态(将驾驶室107的入口打开的位置)。锁定解除位置是门锁止杆下降的状态(限制驾驶室107的入口的位置)。门锁止开关部用于将与门锁止杆的操作位置相对应的状态信号向控制器20输出。门锁止开关部例如在门锁止杆处于锁定解除位置的情况下输出打开信号作为状态信号，在门锁止杆处于锁定位置的情况下输出关闭信号作为状态信号。

状态信息获取部24用于获取状态信息，该状态信息是与液压挖掘机100的状态相关的信息。状态信息获取部24包含门锁止检测部25。

门锁止检测部25将利用门锁止杆部60获取到的状态信号直接作为门锁止杆状态信息获取，或者对状态信号进行信号处理再作为门锁止杆状态信息获取。信号处理例如是除去信号的噪音成分的处理。

安全带开关部50用于将与安全带的佩戴状态相对应的电信号向安全带检测部23输出。安全带检测部23基于由安全带开关部50输出的电信号，检测操作者是否佩戴了安全带。安全带检测部23用于生成与检测结果相对应的检测信号(安全带状态信号)。

按键开关部40用于将与液压挖掘机100的按键的操作位置相对应的电信号向按键检测部22输出。按键检测部22基于由按键开关部40输出的电信号，检测按键的操作位置。按键的操作位置例如是打开位置和关闭位置。按键检测部22用于生成与检测结果相对应的检测信号(按键状态信号)。

控制部21基于由状态信息获取部24获取到的作为液压挖掘机100的状态信息的门锁止杆状态信息和由安全带检测部23获取到的安全带状态信号，以向操作者发出警报的方式控制警报部30。控制部21基于液压挖掘机100的状态信息生成警报控制信号，并且使警报部30发出的警报的样式变化。控制部21用于将生成的警报控制信号向警报部30输出。

警报部30基于由控制部21输出的警报控制信号，向操作者发出警报。警报部30包括显示部和音响部。显示部例如是液晶显示屏，用于显示燃料剩余量表等各种仪表、警报灯。警报灯有用于表示操作者是否佩戴了安全带的安全带警报灯等。音响部是由扬声器等构成，用于输出报警音。控制部21通过使警报部30发出的警报的样式变化来提高警报的警报度(注意唤起性)。在这里，提高警报的警报度(注意唤起性)指的是提高操作者的紧迫感。作为提高警报的警报度(注意唤起性)的例子，包括：使警报灯闪烁、加快警报灯的闪烁速度、提高报警音的音量、改变报警音的音色、输出语音消息等。

图3是表示控制器20中所执行的处理的一例的流程图。对于图3的流程图所示的处理而言，例如，控制器20基于按键状态信号，在检测出按键的操作位置处于打开状态的情况下开始进行处理。

在步骤S100中，控制器20基于安全带状态信号判定操作者是否佩戴安全带。如果在步骤S100中是肯定的判定，则进入步骤S110，如果在步骤S100中是否定的判定，则进入步骤S120。

在步骤S110中，控制器20以不发出警报的方式控制警报部30。例如在安全带警报灯点亮的情况下，警报部30熄灭安全带警报灯。

在步骤S120中，控制器20基于门锁止杆状态信息，判定门锁止杆的操作位置是否是锁定位置。如果在步骤S120中是肯定的判定，则进入步骤S130，如果在步骤S120中是否定的判定，则进入步骤S140。

在步骤S130中，控制器20以发出第1警报的方式控制警报部30。警报部30例如将点亮安全带警报灯作为第1警报。

在步骤S140中，控制器20以发出第2警报的方式控制警报部30。通常，与在未佩戴安全带的情况下门锁止杆处于锁定位置的状态相比，在未佩戴安全带的情况下门锁止杆处于锁定解除位置的状态由于会发生误操作而处于危险度高的状态。控制器20发出比第1警报的注意唤起性高的第2警报。警报部30例如将安全带警报灯闪烁作为第2警报。

如以下那样总结本实施方式的动作。操作者如果将按键的操作位置设为打开位置，则液压挖掘机100起动。液压挖掘机100的控制器20获取安全带状态信号和门锁止杆状态信息。

控制器20基于安全带状态信号和门锁止杆状态信息生成警报控制信号，并且发送到警报部30。在门锁止杆处于锁定位置、即不能驱动前部作业装置103、旋转体102的状态下，如果未佩戴安全带，则警报部30发出第1警报。在门锁止杆处于锁定解除位置、即能够驱动前部作业装置103、旋转体102的状态下，如果未佩戴安全带，则警报部30发出比第1警报的注意唤起性高的第2警报。这样一来，控制器20通过根据液压挖掘机100的状态使警报部30发出警报，从而唤起操作者的注意。

操作者通过确认警报部30发出的警报，能够识别出液压挖掘机100的状态，从而能够采取适当的应对。

采用上述实施方式，能够获得以下作用效果。

(1)液压挖掘机100的安全装置10具有：状态信息获取部24，其用于获取与液压挖掘机100的状态相关的状态信息；安全带检测部23，其用于检测操作者是否佩戴了安全带；控制部21，在操作者未佩戴安全带的情况下，其以基于状态信息发出警报的方式控制警报部30。由状态信息获取部24获取的状态信息包括与门锁止杆的操作位置相关的信息，该门锁止杆能够被操作为液压挖掘机100的操作杆的指令无效的锁定位置和操作杆的指令有效的锁定解除位置。在门锁止杆的操作位置处于锁定解除位置的情况下，控制部21以发出警报的方式控制警报部30。在本实施方式中，在门锁止杆处于锁定解除位置的情况下，与门锁止杆处于锁定位置的情况相比，发出注意唤起性高的警报。如此一来，能够根据门锁止杆的操作位置，提醒操作者注意。

(2)控制部21以根据状态信息使警报灯的点亮、闪烁等警报样式变化的方式控制警报部30。如此一来，能够根据液压挖掘机100的状态提高向操作者的注意唤起性。

(3)在专利文献1记载的工程机械中，在利用安全带传感器检测出未佩戴安全带的情况下使操作无法执行。因此，在传感器发生了故障的情况下，可能会发生无法使工程机械动作这样的不良情况。与此相对，在第1实施方式中，根据液压挖掘机100的状态向操作者发出警报，因此，能够避免在传感器发生了故障的情况下无法进行操作，能够采取使液压挖掘机100从作业现场向维修工厂移动等适当应对。

(第2实施方式)

参照图4，说明第2实施方式的工程机械的安全装置10B。此外，在附图中，在与第1实施方式相同或者相当的部分，标注相同的附图标记，并且主要说明不同点。图4是表示第2实施方式的安全装置10B的构成的框图。在第1实施方式中，说明了使用液压挖掘机100的门锁止杆状态信息作为状态信息的例子。与此相对，在第2实施方式中，使用液压挖掘机100的门锁止杆状态信息和倾斜信息作为状态信息来控制警报。

在第2实施方式中，控制器20B具有状态信息获取部24B。状态信息获取部24B具有门锁止检测部25和倾斜检测部26。控制器20B与门锁止杆部60、传感器部80等连接。

传感器部80具有各种传感器，包括：转速传感器，其用于检测发动机的转速；倾斜角传感器，其用于检测车身相对于水平面的倾斜角度；以及压力传感器等，其用于检测与油门踏板的操作量相对应的先导压力。传感器部80用于将由各种传感器生成的检测信号向控制器20B输出。

倾斜检测部26基于构成传感器部80的倾斜角传感器所生成的检测信号，检测液压挖掘机100的倾斜状态。倾斜检测部26用于获取与检测结果相对应的倾斜信息。

图5是表示在控制器20B中执行的处理的一例的流程图。图5的流程图所示的处理例如在按键的操作位置处于打开状态的情况下开始执行。

在步骤S200中，控制器20B基于安全带状态信号判定操作者是否佩戴了安全带。如果在步骤S200中是肯定的判定，则进入步骤S210，如果在步骤S200中是否定的判定，则进入步骤S220。在步骤S210中，控制器20B使警报部30解除警报。

在步骤S220中，控制器20B基于门锁止杆状态信息判定门锁止杆的操作位置是否是锁定位置。如果在步骤S220中是肯定的判定，则进入步骤S230，如果在步骤S220中是否定的判定，则进入步骤S240。在步骤S230中，控制器20B使警报部30发出第1警报。

在步骤S240中，控制器20B基于倾斜信息判定液压挖掘机100相对于水平面是否倾斜。如果在步骤S240中是肯定的判定，则进入步骤S250，如果在步骤S240中是否定的判定，则进入步骤S260。在步骤S260中，控制器20B使警报部30发出比第1警报的注意唤起性高的第2警报。

在步骤S250中，控制器20B使警报部30发出比第2警报的注意唤起性高的第3警报。警报部30在判定未佩戴安全带、判定门锁止杆处于锁定解除位置、并且判定液压挖掘机100倾斜的情况下，执行第3警报。警报部30例如将使安全带警报灯闪烁并且输出报警音作为第3警报。此外，也可以是，液压挖掘机100的倾斜越大，警报部30的报警音的音量越大。

采用上述实施方式，除了与第1实施方式相同的作用效果以外，能够获得以下作用效果。

(4)利用状态信息获取部24B获取的状态信息包含与液压挖掘机100的倾斜状态相关的信息。在液压挖掘机100相对于水平面倾斜的情况下，控制部21以发出警报的方式控制警报部30。在本实施方式中，在液压挖掘机100相对于水平面倾斜的情况下，与液压挖掘机100相对于水平面不倾斜的情况相比，发出注意唤起性高的警报。如此一来，能够根据液压挖掘机100的倾斜状态提醒操作者注意。

(5)在专利文献1记载的工程机械中，在检测出未佩戴安全带的情况下无法执行操作。但是，如果在工程机械倾斜的情况下不能进行操作，则可能造成避险行动延迟。与此相对，在第2实施方式中，根据液压挖掘机100的倾斜状态向操作者发出警报，因此，操作者能够采取使液压挖掘机100移动到安全场所等适当应对。

(第3实施方式)

参照图6，说明第3实施方式的工程机械的安全装置10C。此外，在附图中，在与第1、第2实施方式相同或者相当的部分，标注相同的附图标记，并且主要说明不同点。图6是表示第3实施方式的安全装置10C的构成的框图。在第3实施方式中，使用液压挖掘机100的门锁止杆状态信息和操作杆状态信息作为状态信息来控制警报。

在第3实施方式中，控制器20C具有状态信息获取部24C。状态信息获取部24C具有门锁止检测部25和操作检测部27。控制器20C与门锁止杆部60、操作杆部70等连接。

操作杆部70具有操作杆、先导阀以及先导压力传感器。操作杆是前部作业装置用的操作部件、行驶用的操作部件、旋转用的操作部件等液压挖掘机100的各种操作杆。先导阀用于输出与操作杆的操作量相对应的先导压力。先导压力传感器用于检测先导压力，并且生成与先导压力相对应的检测信号。操作杆部70用于将与先导压力相对应的检测信号向控制器20C输出。

操作检测部27基于与由操作杆部70输出的先导压力的值相对应的检测信号，判定是否对操作杆进行操作，并且生成与判定结果相对应的操作杆状态信息。例如在与操作杆的状态相对应的先导压力的数值达到规定数值以上的情况下，操作检测部27判定正在对操作杆进行操作，在先导压力的数值未达到规定数值的情况下，操作检测部27判定未对操作杆进行操作。

图7是表示在控制器20C中执行的处理的一例的流程图。图7的流程图所示的处理例如在按键的操作位置处于打开状态的情况下开始执行。

在步骤S300中，控制器20C基于安全带状态信号判定操作者是否佩戴安全带。如果在步骤S300中是肯定的判定，则进入步骤S310，如果在步骤S300中是否定的判定，则进入步骤S320。在步骤S310中，控制器20C使警报部30解除警报。

在步骤S320中，控制器20C基于门锁止杆状态信息判定门锁止杆的操作位置是否是锁定位置。如果在步骤S320中是肯定的判定，则进入步骤S330，如果在步骤S320中是否定的判定，则进入步骤S340。在步骤S330中，控制器20C使警报部30发出第1警报。

在步骤S340中，控制器20C基于操作杆状态信息判定是否操作液压挖掘机100的操作杆。如果在步骤S340中是肯定的判定，则进入步骤S350，如果在步骤S340中是否定的判定，则进入步骤S360。在步骤S360中，控制器20C使警报部30发出第2警报。

在步骤S350中，控制器20C使警报部30发出第3警报。警报部30在判定未佩戴安全带、且判定门锁止杆处于锁定解除位置、并且判定正在对操作杆进行操作的情况下，发出第3警报。

采用上述实施方式，除了与第1实施方式相同的作用效果以外，能够获得以下作用效果。

(6)由状态信息获取部24C获取的状态信息包含与液压挖掘机100的操作杆的状态相关的信息。在正在对液压挖掘机100的操作杆进行操作的情况下，控制部21以发出警报的方式控制警报部30。在本实施方式中，在正在对操作杆进行操作的情况下，与未对操作杆进行操作的情况相比，发出注意唤起性高的警报。如此一来，能够根据液压挖掘机100的操作杆的状态提醒操作者注意。

(第4实施方式)

参照图8，说明第4实施方式的工程机械的安全装置10D。此外，在附图中，在与第1～第3实施方式相同或者相当的部分，标注相同的附图标记，并且主要说明不同点。图8是表示第4实施方式的安全装置10D的构成的框图。在第4实施方式中，使用门锁止状态信息、与驾驶室107的门和窗的开闭状态相关的开闭信息以及车身操作信息作为状态信息来控制警报。

在第4实施方式中，控制器20D具有状态信息获取部24D。状态信息获取部24D具有门锁止检测部25、操作检测部27以及开闭检测部28。控制器20D与门锁止杆部60、操作杆部70、传感器部80以及驾驶室门开关部90等连接。

驾驶室门开关部90用于将与驾驶室107的门的开闭状态相对应的电信号和与驾驶室107的窗的开闭状态相对应的电信号向控制器20D输出。

开闭检测部28基于与门的开闭状态相对应的电信号检测门的开闭状态，并且基于与窗的开闭状态相对应的电信号检测窗的开闭状态。开闭检测部28获取与检测结果相对应的开闭信息。

操作检测部27基于门锁止杆的操作位置、操作杆的状态、油门踏板的状态、发动机转速中的至少一方，检测操作者是否正在操作液压挖掘机100。操作检测部27用于获取与检测结果相对应的车身操作信息。

例如在与门锁止杆的操作位置相对应的状态信号是打开信号、即门锁止杆处于锁定解除位置的情况下，操作检测部27检测正在对液压挖掘机100进行操作的情况。操作检测部27在与操作杆的状态相对应的先导压力的值达到规定值以上的情况下，检测正在为对液压挖掘机100进行操作。操作检测部27在与油门踏板的状态相对应的先导压力达到规定值以上的情况下，检测为正在对液压挖掘机100进行操作。操作检测部27在利用转速传感器检测出的发动机转速达到规定转速以上的情况下，检测为正在对液压挖掘机100进行操作。

图9是表示在控制器20D中执行的处理的一例的流程图。图9的流程图所示的处理例如在按键的操作位置处于打开状态的情况下开始执行。

在步骤S400中，控制器20D基于安全带状态信号判定操作者是否佩戴安全带。如果在步骤S400中是肯定的判定，则进入步骤S410，如果在步骤S400中是否定的判定，则进入步骤S420。在步骤S410中，控制器20D使警报部30解除警报。

在步骤S420中，控制器20D基于门锁止杆状态信息判定门锁止杆的操作位置是否是锁定位置。如果在步骤S420中是肯定的判定，则进入步骤S430，如果在步骤S420中是否定的判定，则进入步骤S440。在步骤S430中，控制器20D使警报部30发出第1警报。

在步骤S440中，控制器20D基于开闭信息判定液压挖掘机100的驾驶室107的窗或者门是否打开。如果在步骤S440中是肯定的判定，则进入步骤S450，如果在步骤S440中是否定的判定，则进入步骤S480。在步骤S480中，控制器20D使警报部30发出第2警报。

在步骤S450中，控制器20D基于车辆操作信息，判定是否正在操作液压挖掘机100。如果在步骤S450中是肯定的判定，则进入步骤S460，如果在步骤S450中是否定的判定，则进入步骤S470。在步骤S470中，控制器20D使警报部30发出比第2警报的注意唤起性高的第3警报。

在步骤S460中，控制器20D使警报部30发出比第3警报的注意唤起性高的第4警报。警报部30在判定未佩戴安全带、判定门锁止杆处于锁定解除位置、判定驾驶室107的窗或者门打开、并且判定正在对液压挖掘机100进行操作的情况下，发出第4警报。警报部30例如作为第4警报使安全带警报灯闪烁并输出报警音，并且相对于第3警报改变报警音的音色或者音量。

采用上述实施方式，除了与第1实施方式相同的作用效果以外，能够获得以下作用效果。

(7)由状态信息获取部24D获取的状态信息包含与液压挖掘机100的驾驶室107的窗或者门的开闭状态相关的信息和与液压挖掘机100的操作状态相关的信息。在打开了窗或者门的状态下，在对液压挖掘机100进行操作的情况下，控制部21以发出警报的方式控制警报部30。如此一来，能够根据液压挖掘机100的驾驶室107的窗或者门的开闭状态和液压挖掘机100的操作状态提醒操作者注意。

以下那样的变形也在本发明的范围内，也可以将变形例的一个或者多个与上述实施方式组合在一起。

(变形例1)

在上述的第4实施方式中，说明了在判定未佩戴安全带、判定门锁止杆处于锁定解除位置、并且判定驾驶室107的窗或者门打开的情况下，根据车身操作信息发出第3或者第4警报的例子。但是，在只判定驾驶室107的窗或者门打开时，也可以发出警报。

(变形例2)

在上述实施方式中，作为工程机械以液压挖掘机100为例进行了说明，但是本发明并不限于此，本发明例如也能够应用于轮式装载机、叉车、伸缩臂叉装机、升降车、自卸卡车以及起重机等其他工程机械。

以上内容说明了各种实施方式和变形例，但是本发明并不限于这些内容。在本发明的技术思想的范围内考虑到的其他的实施方式也包含在本发明的范围内。

附图标记说明

10安全装置、21控制部、23安全带检测部、24状态信息获取部、30警报部、100液压挖掘机(工程机械)

Claims (1)

1.一种工程机械的安全装置，具有：门锁止检测部，其检测能够被操作为锁定位置和锁定解除位置的门锁止杆的操作位置，其中锁定位置是工程机械的操作杆的指令无效的位置，锁定解除位置是所述操作杆的指令有效的位置；倾斜检测部，其检测所述工程机械的倾斜状态；安全带检测部，其检测操作者是否佩戴了所述工程机械的安全带；以及控制部，其控制警报部，所述警报部基于由所述门锁止检测部、所述倾斜检测部及所述安全带检测部检测出的信息对所述操作者发出警报，该工程机械的安全装置的特征在于，

所述控制部在通过所述安全带检测部检测到没有佩戴安全带、且通过所述门锁止检测部检测到所述门锁止杆是所述锁定位置的情况下，对所述警报部进行控制，进行使所述安全带的警报灯点亮的第1警报；在通过所述安全带检测部检测到没有佩戴安全带、通过所述门锁止检测部检测到所述门锁止杆不是所述锁定位置、且没有通过所述倾斜检测部检测到所述工程机械倾斜的情况下，对所述警报部进行控制，进行唤起注意性比所述第1警报高的使所述安全带的警报灯闪烁的第2警报；在通过所述安全带检测部检测到没有佩戴安全带、通过所述门锁止检测部检测到所述门锁止杆不是所述锁定位置、且通过所述倾斜检测部检测到所述工程机械倾斜的情况下，对所述警报部进行控制，进行唤起注意性比所述第2警报高的使所述安全带的警报灯闪烁且输出报警音的第3警报，在进行所述第3警报的控制中，通过所述倾斜检测部检测出的倾斜越大，则所述报警音的音量越大。

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