CN108046181A - 臂架碰撞的应激保护系统、方法及高举车 - Google Patents

Abstract

本发明涉及工程机械检测领域，公开了一种臂架碰撞的应激保护系统、方法及包含所述臂架碰撞的应激保护系统的高举车。该应激保护系统包括：应力检测模块，用于检测所述臂架的应力；开关装置，用于导通或切断所述臂架的油缸的油路；以及控制器，该控制器用于：接收所述臂架的应力；判断所述臂架的应力是否满足碰撞条件，在满足所述碰撞条件的情况下，确定所述臂架发生碰撞，并控制所述开关装置关闭，以切断所述臂架的油缸的油路。本发明可实时检测臂架的碰撞危险，及时限制臂架动作，可以避免臂架形变带来的财物破坏和人员伤害。

Description

臂架碰撞的应激保护系统、方法及高举车

技术领域

本发明涉及工程机械检测领域，具体地涉及一种臂架碰撞的应激保护系统、方法及包含所述臂架碰撞的应激保护系统的高举车。

背景技术

图1为现有技术中云梯车的臂架结构简图，该云梯车的工作斗111设置在臂架的末端，起到载人救援的作用。一般情况下，云梯车工作斗111的前方、左侧、右侧、下方都会安装至少一个防碰撞雷达，用于实时检测工作斗111与不同方向的障碍物间的距离。例如，当左侧防碰撞雷达检测到障碍物距离在危险范围内时，立刻切断臂架左转的动作，当前方防碰撞雷达探测到障碍物距离在危险范围内时，立刻切断臂架伸出及下降的动作，防止碰撞事故发生，以此类推，实现对工作斗111的安全防护功能。

在实际应用中，工作斗111防碰撞的设置并不能对整个臂架进行全面的保护。当障碍物存在于作业范围内的臂架下方而不是工作斗111下方时，防碰撞雷达无法检测到障碍物，无法切断臂架动作，从而造成臂架或财物的损坏。因此，目前迫切地需要设计一种能够有效地检测云梯车臂架的碰撞危险并采取相应的保护措施的系统。

发明内容

本发明的目的是提供一种臂架碰撞的应激保护系统、方法及包含所述臂架碰撞的应激保护系统的高举车，其可实时检测臂架的碰撞危险，并在确定臂架发生碰撞危险的情况下，及时切断臂架油缸的油路，以限制臂架动作，可以避免臂架形变带来的财物破坏和人员伤害。

为了实现上述目的，本发明一方面提供一种臂架碰撞的应激保护系统、方法及包含所述臂架碰撞的应激保护系统的高举车。该应激保护系统包括：应力检测模块，用于检测所述臂架的应力；开关装置，用于导通或切断所述臂架的油缸的油路；以及控制器，该控制器用于：接收所述臂架的应力；判断所述臂架的应力是否满足碰撞条件，在满足所述碰撞条件的情况下，确定所述臂架发生碰撞，并控制所述开关装置关闭，以切断所述臂架的油缸的油路。

可选的，所述应力检测模块安装在所述臂架上，包括：应变计，该应变计的电阻随所述臂架受力的变化而变化，用于检测所述电阻的变化量；以及数据转换模块，用于将所述电阻的变化量转换成所述臂架的应力。

可选的，所述碰撞条件包含以下任一者：所述臂架的应力小于第一设定值；或者所述臂架的应力大于第二设定值，其中，所述第一设定值小于所述第二设定值。

可选的，当所述臂架的应力小于所述第一设定值时，所述臂架碰撞到所述臂架下方的障碍物；或者当所述臂架的应力大于所述第二设定值时，所述臂架碰撞到所述臂架上方的障碍物。

可选的，所述应激保护系统还包括：显示装置，用于在所述臂架发生碰撞时，显示所述臂架的当前状态。

可选的，所述应激保护系统还包括：报警装置，用于在所述臂架发生碰撞时，发出报警信息。

可选的，所述控制器还用于：在所述臂架发生碰撞时，保存所述臂架的当前状态与故障日志；以及在所述臂架的正常动作状态被恢复时，清除所述臂架的当前状态。

相应地，本发明还提供一种臂架碰撞的应激保护方法，该应激保护方法包括：检测所述臂架的应力；以及判断所述臂架的应力是否满足碰撞条件，在满足所述碰撞条件的情况下，确定所述臂架发生碰撞，并切断所述臂架的油缸的油路。

可选的，所述检测所述臂架的应力包括：检测安装在所述臂架上的应变计的电阻的变化量；以及将所述电阻的变化量转换成所述臂架的应力。

可选的，所述碰撞条件包含以下任一者：所述臂架的应力小于第一设定值；或者所述臂架的应力大于第二设定值，其中，所述第一设定值小于所述第二设定值。

可选的，当所述臂架的应力小于所述第一设定值时，所述臂架碰撞到所述臂架下方的障碍物；或者当所述臂架的应力大于所述第二设定值时，所述臂架碰撞到所述臂架上方的障碍物。

可选的，所述应激保护方法还包括：在所述臂架发生碰撞时，显示所述臂架的当前状态。

可选的，所述应激保护方法还包括：在所述臂架发生碰撞时，发出报警信息。

相应地，本发明还提供一种高举车，该高举车包含上述臂架碰撞的应激保护系统。

通过上述技术方案，本发明创造性地采用应力检测模块实时检测臂架的应力，再通过控制器判断检测所述臂架的应力是否满足碰撞条件，并在满足所述碰撞条件的情况下，确定所述臂架发生碰撞，及时控制所述开关装置关闭，以切断所述臂架的油缸的油路。该应激保护系统可实时检测臂架的碰撞危险，并在确定臂架发生碰撞危险的情况下，及时切断臂架油缸的油路，以限制臂架动作，可以避免臂架形变带来的财物破坏和人员伤害。

本发明的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

图1是现有技术中云梯车的臂架结构简图；

图2是本发明一种实施方式提供的臂架碰撞的应激保护系统的流程图；

图3是本发明一种实施方式提供的臂架碰撞的应激保护方法的流程图；以及

图4是本发明一种实施方式提供的臂架碰撞的应激保护方法的流程图。

附图标记说明

1 应力检测模块 2 开关装置

3 控制器 101 回转支撑

102 转台 103 变幅油缸

104 第一节梯臂 105 第二节梯臂

106 第三节梯臂 107 第四节梯臂

108 第五节梯臂 109 第六节梯臂

110 调平油缸 111 工作斗

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

图2是本发明一实施例提供的臂架碰撞的应激保护系统的流程图。如图2所示，本发明提供的臂架碰撞的应激保护系统可包括：应力检测模块1，用于检测所述臂架的应力；开关装置2，用于导通或切断所述臂架的油缸的油路；以及控制器3，该控制器3用于：接收所述臂架的应力；判断所述臂架的应力是否满足碰撞条件，在满足所述碰撞条件的情况下，确定所述臂架发生碰撞，并控制所述开关装置2关闭，以切断所述臂架的油缸的油路。该应激保护系统可采用应力检测模块实时检测所述臂架的应力，并通过控制器判断所述臂架的应力是否满足所述碰撞条件，在确定所述臂架发生碰撞的情况下，及时切断所述臂架的油缸的油路，以限制臂架动作，可以避免臂架形变带来的财物破坏和人员伤害。

所述应力检测模块1可包括机械式应变仪(杠杆式、伸缩式、划痕式等)、机械-光学式应变仪、光学应变仪、声学应变仪和电学应变仪(电阻式、电容式、电感式、电压式等)等，本发明采用最常用的电阻式应变仪。所述电阻式应变仪被安装在所述臂架上，其包括：应变计10，该应变计10的电阻随所述臂架受力的变化而变化，用于检测所述电阻的变化量；以及数据转换模块11，用于将所述电阻的变化量转换成所述臂架的应力。其中所述应变计10。其中，所述应变计10可采用灵敏度高且测量性能稳定的电阻应变片100。

所述开关装置2可包括电磁比例阀、电动比例阀以及普通液压阀等，由于电磁比例阀具有快开快关、精确控制以及断电可复位的优点，故本发明采用电磁比例阀20。

所述控制器3可以是通用处理器、专用处理器、常规处理器、数字信号处理器(DSP)、多个微处理器、与DSP核心关联的一个或多个微处理器、控制器、微控制器、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)电路、其他任何类型的集成电路(IC)、状态机等等。

所述臂架碰撞的应激保护系统还包括显示装置4，所述显示装置4可以是可实现人机交互的显示屏幕40。所述显示屏幕40可在所述臂架发生碰撞时，显示所述臂架的当前状态，比如臂架当前高度、幅度、俯仰角度及回转角度等状态参数，以便于工作人员在清除碰撞故障时进行参考，所述碰撞故障被清除后，工作人员可点击所述显示屏幕40上的清除故障按钮，此时所述臂架恢复正常动作状态。

所述臂架碰撞的应激保护系统还包括报警装置5，用于在所述臂架发生碰撞时，发出报警信息，比如通过声光报警的方式，以提醒工作人员所述臂架发生碰撞，及时清除碰撞故障，可避免因所述臂架碰撞其本身产生的变形而引起后续更严重的危害，保证人身和财产的安全。

所述碰撞条件包含以下任一者：所述臂架的应力小于第一设定值；或者所述臂架的应力大于第二设定值，其中，所述第一设定值小于所述第二设定值。具体地，当所述臂架的应力小于所述第一设定值时，可判断所述臂架可能碰撞到所述臂架下方的障碍物，由于臂架受到该臂架下方的障碍物的支撑，可减轻臂架的应力；或者当所述臂架的应力大于所述第二设定值时，可判断所述臂架可能碰撞到所述臂架上方的障碍物，由于臂架受到该臂架上方的障碍物压力，可增大臂架的应力。

具体而言，现以安装在云梯车的臂架上的所述电阻应变片100为例来解释本发明提供的所述臂架碰撞的应激保护过程。所述臂架及贴在其表面上的所述电阻应变片100受外力(如载荷)的作用而产生应变(或应力)，此时所述电阻应变片100的电阻也会发生相应的变化，因此，本实施例可通过实时检测所述电阻应变片100的电阻的变化量来反映所述臂架的应变(或应力)变化情况。所述应激保护过程分为所述臂架的下降和上升的两种情形。在所述臂架在正常运行(下降和上升)的过程中，所述臂架的应力处在所述第一设定值与所述第二设定值之间。

所述臂架在下降的过程中，一旦碰撞到障碍物，由于所述障碍物的反作用力，所述臂架的应力将急剧减小，甚至为负数；此时，所述控制器3会迅速判断得到所述臂架的应力小于所述第一设定值，则确定所述臂架与其下方的障碍物发生碰撞，并控制所述电磁比例阀20关闭，以切断所述臂架的油缸的油路。与此同时，所述显示屏幕40上显示所述臂架的当前状态，以便于工作人员在清除碰撞故障时进行参考；所述报警装置5发出报警信息，以提醒工作人员所述臂架发生碰撞，及时清除碰撞故障，可避免因所述臂架碰撞其本身产生的变形而引起后续更严重的危害，保证人身和财产的安全。

所述臂架在上升的过程中，一旦碰撞到障碍物，由于所述障碍物的反作用力，所述臂架的应力将急剧增大；此时，所述控制器3会迅速判断得到所述臂架的应力大于所述第二设定值，则确定所述臂架与其上方的障碍物发生碰撞，并控制所述电磁比例阀20关闭，以切断所述臂架的油缸的油路，以限制所述臂架动作。与此同时，所述显示屏幕40上显示所述臂架的当前状态，以便于工作人员在清除碰撞故障时进行参考；所述报警装置5发出报警信息，以提醒工作人员所述臂架发生碰撞，及时清除碰撞故障，可避免因所述臂架碰撞其本身产生的变形而引起后续更严重的危害，保证人身和财产的安全。

此外，当所述臂架发生碰撞时，所述控制器3会保存所述臂架的当前状态与故障日志，以便于工作人员在清除碰撞故障时进行参考或者日后查阅。为了清除碰撞故障，工作人员采用所述控制手柄6通过手动操作或者采用所述控制器3通过强制操作的方式改变所述电磁比例阀20的开口大小，控制所述臂架的运动速度或方向，使所述臂架远离障碍物，以清除所述臂架的碰撞故障；然后点击所述显示屏幕40上的清除故障按钮，以消除故障标志，此时所述臂架恢复正常动作状态。

综上所述，本发明创造性地采用应力检测模块实时检测所述臂架的应力，通过控制器判断所述臂架的应力是否满足碰撞条件，并在满足所述碰撞条件的情况下，确定所述臂架发生碰撞，及时切断所述臂架的油缸的油路，以限制所述臂架动作，可以避免臂架形变带来的财物破坏和人员伤害。

当然，本发明并不限于上述简单结构的臂架，对于其他复杂结构的臂架(例如折叠式的臂架)，可以在每个臂架上面设置一套上述臂架碰撞的应激保护系统。

相应地，如图3所示，本发明一实施例提供一种臂架碰撞的应激保护方法，该应激保护方法如下：

步骤S401，检测所述臂架的应力。

步骤S402，判断所述臂架的应力是否满足碰撞条件，若满足所述碰撞条件，则执行步骤S403；若不满足所述碰撞条件，则确定所述臂架未发生碰撞故障，所述臂架继续正常运行。

步骤S403，确定所述臂架发生碰撞，并切断所述臂架的油缸的油路，。

通过该步骤S403可限制所述臂架动作，避免臂架形变带来的财物破坏和人员伤害。

可选的，所述检测所述臂架的应力包括：检测安装在所述臂架上的应变计的电阻的变化量；以及将所述电阻的变化量转换成所述臂架的应力。

可选的，所述碰撞条件包含以下任一者：所述臂架的应力小于第一设定值；或者所述臂架的应力大于第二设定值，其中，所述第一设定值小于所述第二设定值。

可选的，当所述臂架的应力小于所述第一设定值时，所述臂架碰撞到所述臂架下方的障碍物；或者当所述臂架的应力大于所述第二设定值时，所述臂架碰撞到所述臂架上方的障碍物。

可选的，所述应激保护方法还包括：在所述臂架发生碰撞时，显示所述臂架的当前状态。

可选的，所述应激保护方法还包括：在所述臂架发生碰撞时，发出报警信息。

如图4所示，本发明另一实施例提供了一种臂架碰撞的应激保护方法，具体而言，现以所述电磁比例阀20为例来解释本实施例的所述臂架碰撞的应激保护方法。该应激保护方法如下：

步骤S501，判断所述臂架是否已被判定为发生了碰撞故障；若未被判定为发生了碰撞故障，则执行步骤S502；若被判定为发生了碰撞故障，则执行步骤S506。

步骤S502，判断所述电磁比例阀20是否被开启，若所述电磁比例阀20开启，则执行步骤S503。

步骤S503，检测所述臂架的应力。

步骤S504，判断所述臂架的应力是否满足碰撞条件，若满足所述碰撞条件，则执行步骤S505；若不满足所述碰撞条件，则判定所述臂架未发生碰撞故障，所述臂架继续正常运行。

步骤S505，判定所述臂架发生了碰撞故障，并控制所述电磁比例阀20关闭，切断所述油缸的油路，同时设置故障标志，保存故障日志。

通过该步骤S505可限制所述臂架动作，避免臂架形变带来的财物破坏和人员伤害，其所保存的故障日志便于工作人员在清除碰撞故障时进行参考或者日后查阅。

步骤S506，限制所述臂架动作，并发出报警提示。

步骤S507，判断是否可通过手动操作的方式恢复所述臂架正常动作状态，若可以，则执行步骤S508；若不可以，则可通过其他的方式，例如强制操作的方式恢复所述臂架正常动作状态。

步骤S508，消除故障标志，此时所述臂架恢复正常动作状态。

有关本发明提供的臂架碰撞的应激保护方法的具体细节及益处可参阅上述针对臂架碰撞的应激保护系统的描述，于此不再赘述。

相应地，本发明还提供一种高举车，该高举车包含上述臂架碰撞的应激保护系统。

当然，本发明并不限于上述高举车，同样也适用于任何具备举升臂架的工程车辆。

以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。

Claims (14)

1.一种臂架碰撞的应激保护系统，其特征在于，该应激保护系统包括：

应力检测模块，用于检测所述臂架的应力；

开关装置，用于导通或切断所述臂架的油缸的油路；以及

控制器，该控制器用于：

接收所述臂架的应力；

判断所述臂架的应力是否满足碰撞条件，在满足所述碰撞条件的情况下，确定所述臂架发生碰撞，并控制所述开关装置关闭，以切断所述臂架的油缸的油路。

2.根据权利要求1所述的臂架碰撞的应激保护系统，其特征在于，所述应力检测模块安装在所述臂架上，包括：

应变计，该应变计的电阻随所述臂架受力的变化而变化，用于检测所述电阻的变化量；以及

数据转换模块，用于将所述电阻的变化量转换成所述臂架的应力。

3.根据权利要求1所述的臂架碰撞的应激保护系统，其特征在于，所述碰撞条件包含以下任一者：

所述臂架的应力小于第一设定值；或者

所述臂架的应力大于第二设定值，

其中，所述第一设定值小于所述第二设定值。

4.根据权利要求3所述的臂架碰撞的应激保护系统，其特征在于，当所述臂架的应力小于所述第一设定值时，所述臂架碰撞到所述臂架下方的障碍物；或者当所述臂架的应力大于所述第二设定值时，所述臂架碰撞到所述臂架上方的障碍物。

5.根据权利要求1所述的臂架碰撞的应激保护系统，其特征在于，所述应激保护系统还包括：

显示装置，用于在所述臂架发生碰撞时，显示所述臂架的当前状态。

6.根据权利要求1所述的臂架碰撞的应激保护系统，其特征在于，所述应激保护系统还包括：

报警装置，用于在所述臂架发生碰撞时，发出报警信息。

7.根据权利要求1所述的臂架碰撞的应激保护系统，其特征在于，所述控制器还用于：

在所述臂架发生碰撞时，保存所述臂架的当前状态与故障日志；以及

在所述臂架的正常动作状态被恢复时，清除所述臂架的当前状态。

8.一种臂架碰撞的应激保护方法，其特征在于，该应激保护方法包括：

检测所述臂架的应力；以及

判断所述臂架的应力是否满足碰撞条件，在满足所述碰撞条件的情况下，确定所述臂架发生碰撞，并切断所述臂架的油缸的油路。

9.根据权利要求8所述的臂架碰撞的应激保护方法，其特征在于，所述检测所述臂架的应力包括：

检测安装在所述臂架上的应变计的电阻的变化量；以及

将所述电阻的变化量转换成所述臂架的应力。

10.根据权利要求8所述的臂架碰撞的应激保护方法，其特征在于，所述碰撞条件包含以下任一者：

所述臂架的应力小于第一设定值；或者

所述臂架的应力大于第二设定值，

其中，所述第一设定值小于所述第二设定值。

11.根据权利要求10所述的臂架碰撞的应激保护方法，其特征在于，当所述臂架的应力小于所述第一设定值时，所述臂架碰撞到所述臂架下方的障碍物；或者当所述臂架的应力大于所述第二设定值时，所述臂架碰撞到所述臂架上方的障碍物。

12.根据权利要求8所述的臂架碰撞的应激保护方法，其特征在于，所述应激保护方法还包括：

在所述臂架发生碰撞时，显示所述臂架的当前状态。

13.根据权利要求8所述的臂架碰撞的应激保护方法，其特征在于，所述应激保护方法还包括：

在所述臂架发生碰撞时，发出报警信息。

14.一种高举车，其特征在于，该高举车包含根据权利要求1-7中任一项权利要求所述的臂架碰撞的应激保护系统。