CN108411974A - 一种挖掘机安全装载量自动防倾覆报警系统 - Google Patents

一种挖掘机安全装载量自动防倾覆报警系统 Download PDF

Info

Publication number
CN108411974A
CN108411974A CN201810102986.1A CN201810102986A CN108411974A CN 108411974 A CN108411974 A CN 108411974A CN 201810102986 A CN201810102986 A CN 201810102986A CN 108411974 A CN108411974 A CN 108411974A
Authority
CN
China
Prior art keywords
excavator
topple
gravity
carrying capacity
tote
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201810102986.1A
Other languages
English (en)
Inventor
陈述
袁越
李港
申浩播
王越
马航飞
郑霞忠
晋良海
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
China Three Gorges University CTGU
Original Assignee
China Three Gorges University CTGU
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by China Three Gorges University CTGU filed Critical China Three Gorges University CTGU
Priority to CN201810102986.1A priority Critical patent/CN108411974A/zh
Publication of CN108411974A publication Critical patent/CN108411974A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02F—DREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F9/00—Component parts of dredgers or soil-shifting machines, not restricted to one of the kinds covered by groups E02F3/00 - E02F7/00
    • E02F9/24—Safety devices, e.g. for preventing overload
    • G—PHYSICS
    • G08—SIGNALLING
    • G08B—SIGNALLING OR CALLING SYSTEMS; ORDER TELEGRAPHS; ALARM SYSTEMS
    • G08B21/00—Alarms responsive to a single specified undesired or abnormal condition and not otherwise provided for
    • G08B21/18—Status alarms

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mining & Mineral Resources (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Business, Economics & Management (AREA)
  • Emergency Management (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Emergency Alarm Devices (AREA)
  • Component Parts Of Construction Machinery (AREA)

Abstract

一种挖掘机安全装载量自动防倾覆报警系统,此系统由4个部分组成，分别有重力传感器、计重器、数据处理器和语音提示报警器。本发明能实现对挖掘机地动态监测，方便驾驶员了解挖掘机的装载量信息，便于驾驶员对挖掘机装载量的控制，有效避免挖掘机发生倾覆，提高挖掘机装载重物的安全系数。

Description

一种挖掘机安全装载量自动防倾覆报警系统
技术领域
本发明涉及一种挖掘机装安全载量自动防倾覆报警系统，该方法主要用于避免挖掘机在施工作业过程中发生倾覆，提高挖掘机装载重物的安全系数。
背景技术
挖掘机的行驶路况较为复杂，上坡和下坡的角度较大，在侧面斜坡施工作业的情况较多，这些因素都大大增加了挖掘机在施工作业过程中发生倾覆的可能性。在目前操作人员会根据挖掘机所处的环境来粗略判断装载多少重物不会发生倾覆，在情况极为复杂的情况下，人为的判断在会造成失误，引起安全事故。因此考虑各种因素的影响下，确定挖掘机的安全的挖掘量，避免挖掘机在施工作业中由于装载过量而发生倾覆的研究很有必要。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术的不足，要解决挖掘机在运行过程中容易倾覆的技术问题。
采用以下技术方案：
一种挖掘机安全装载量自动防倾覆报警系统，包括重力传感器、计重器、数据处理器和语音提示报警器，重力传感器的输出端、计重器的输出端分别与数据处理器的输入端连接，数据处理器的输出端与语音提示报警器的输入端连接，所述数据处理器，能接收重力传感器与计重器传送的信息并对信息进行处理，根据处理结果将指令发送到语音提示报警器。
上述重力传感器应包括4组，分别安装在挖掘机斗杆、转台、回转支承、回起色构上。
上述计重器安装在挖掘机的履带上。
使用上述系统时，包括以下步骤：
1)通过重力传感器测得挖掘机施工作业坡面的倾角α；
2)通过计重器测得挖掘机及其装载物的重力G，并获得装载物的重力W；
3)通过数据处理器进行平面模型的受力分析，分别获得X方向上的力平衡方程、D点的力矩平衡方程、以及挖掘机开始倾覆时装载物的重力W的计算公式。
4)到挖掘机的装载量达到挖掘机发生倾覆装载量临界值W时，语音提示报警器给驾驶员发出提醒，实时指导驾驶员减少装载量。
在步骤2)中，通过计重器测得挖掘机及其装载物的重力G，挖掘机本身的重力W1是已知的，由此可得装载物的重力W＝G-W1。
在步骤3)中，X方向上的力平衡方程为：∑FX＝0，关于D点的力矩平衡方程：∑MD＝0，挖掘机开始倾覆时装载物的重力W的计算公式为：
本发明的技术效果在于：
1.本发明采取重力传感器，可以测量出由于重力引起的加速度，通过分析动态加速度，可以分析出挖掘机移动的方式。
2.本发明通过重力传感器，可以计算出设备相对于水平面的倾斜角度，为判断挖掘的作业是否安全提供重要的基础计算数据。
3.本发明通过数据处理器，可以迅速准确的对挖掘机的施工作业状态做出判断，工作效率高、成本低，有效地提高了安全系数。
4.本发明采取的语音提示报警器，当挖掘机达到倾覆的临界值时，及时发出警报，，提示驾驶员调整作业，具有直观性，提高挖掘机载物的安全系数。
5.本发明中各个部分都是模块化处理，从而节省了产品的开发时间和费用，降低了生产成本，同时也提高了产品的一致性和可靠性，具有很好的推广价值。
6.本发明通过重力传感器、计重器、数据处理器和语音提示报警器五个器的共同作用，能够实现挖掘机的智能防倾覆控制，避免了驾驶员的主观判断，降低了倾覆事故发生的可能性，保证了人机的安全。
附图说明
图1为本发明结构框图；
图2为本发明中挖掘机作业示意图。
具体实施方式
一种挖掘机安全装载量自动防倾覆报警系统，包括重力传感器1、计重器2、数据处理器3和语音提示报警器4，重力传感器1的输出端、计重器2的输出端分别与数据处理器3的输入端连接，数据处理器3的输出端与语音提示报警器4的输入端连接。
所述重力传感器1安装在挖掘机斗杆、转台、回转支承、回起色构上。
所述计重器2安装在挖掘机的履带上。
使用上述系统时，包括以下步骤：
1)通过重力传感器1测得挖掘机施工作业坡面的倾角α；
2)通过计重器2测得挖掘机及其装载物的重力G，并获得装载物的重力W；
3)通过数据处理器3进行平面模型的受力分析，分别获得X方向上的力平衡方程、D点的力矩平衡方程、以及挖掘机开始倾覆时装载物的重力W的计算公式。
4)到挖掘机的装载量达到挖掘机发生倾覆装载量临界值W时，语音提示报警器给驾驶员发出提醒，实时指导驾驶员减少装载量。
所述计重器安装在挖掘机的履带上，能实时测得挖掘机及其装载物的重力G，挖掘机本身的重力W1是已知的，由此可得装载物的重力W＝G-W1。
通过数据处理器3进行平面模型的受力分析如下：
X方向上的力平衡方程：∑FX＝0 (1)
W1 cosα+W-2N1-2N2＝0 (2)
关于D点的力矩平衡方程：∑MD＝0 (3)
W1 cosαL1＝WL cosθ+2N1(L2+L1) (4)
由式(2)、(4)化简得：
式中N1为挖掘机前半部分支撑力，N2为挖掘机后半部分支撑力,L为动臂长度，L1为重心到挖掘机后半部分的距离，L2重心到挖掘机后前部分的距离，W1为挖掘机的重力，W为装载物的重力，θ为起重臂与水平面的夹角。
当N1＝0时，挖掘机开始倾覆，因此装载物的重力W的计算公式如下：
所述语音提示报警器的输入端与数据处理器的输出端连接数据处理器将所计算的数据及时传输给语音提示报警器，到挖掘机的装载量达到挖掘机发生倾覆装载量临界值W时，语音提示报警器给驾驶员发出提醒，实时指导驾驶员减少装载量。

Claims (6)

1.一种挖掘机安全装载量自动防倾覆报警系统，其特征在于：包括重力传感器(1)、计重器(2)、数据处理器(3)和语音提示报警器(4)，重力传感器(1)的输出端、计重器(2)的输出端分别与数据处理器(3)的输入端连接，数据处理器(3)的输出端与语音提示报警器(4)的输入端连接。
2.根据权利要求1所述的挖掘机安全装载量自动防倾覆报警系统，其特征在于：所述重力传感器(1)安装在挖掘机斗杆、转台、回转支承、回起色构上。
3.根据权利要求1所述的挖掘机安全装载量自动防倾覆报警系统，其特征在于：所述计重器(2)安装在挖掘机的履带上。
4.根据权利要求1至3其中之一所述的挖掘机安全装载量自动防倾覆报警系统，其特征在于，使用上述系统时，包括以下步骤：
1)通过重力传感器(1)测得挖掘机施工作业坡面的倾角α；
2)通过计重器(2)测得挖掘机及其装载物的重力G，并获得装载物的重力W；
3)通过数据处理器(3)进行平面模型的受力分析，分别获得X方向上的力平衡方程、D点的力矩平衡方程、以及挖掘机开始倾覆时装载物的重力W的计算公式。
4)到挖掘机的装载量达到挖掘机发生倾覆装载量临界值W时，语音提示报警器给驾驶员发出提醒，实时指导驾驶员减少装载量。
5.根据权利要求4所述的挖掘机安全装载量自动防倾覆报警系统，其特征在于，在步骤2)中，通过计重器(2)测得挖掘机及其装载物的重力G，挖掘机本身的重力W1是已知的，由此可得装载物的重力W＝G-W1。
6.根据权利要求4所述的挖掘机安全装载量自动防倾覆报警系统，其特征在于，在步骤3)中，X方向上的力平衡方程为：∑FX＝0，关于D点的力矩平衡方程：∑MD＝0，挖掘机开始倾覆时装载物的重力W的计算公式为：
CN201810102986.1A 2018-02-01 2018-02-01 一种挖掘机安全装载量自动防倾覆报警系统 Pending CN108411974A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810102986.1A CN108411974A (zh) 2018-02-01 2018-02-01 一种挖掘机安全装载量自动防倾覆报警系统

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810102986.1A CN108411974A (zh) 2018-02-01 2018-02-01 一种挖掘机安全装载量自动防倾覆报警系统

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN108411974A true CN108411974A (zh) 2018-08-17

Family

ID=63127661

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201810102986.1A Pending CN108411974A (zh) 2018-02-01 2018-02-01 一种挖掘机安全装载量自动防倾覆报警系统

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN108411974A (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110908318A (zh) * 2019-12-17 2020-03-24 三一重机有限公司 一种挖掘机倾倒的控制方法、控制装置及可读存储介质
CN114954710A (zh) * 2022-07-13 2022-08-30 河南焦煤能源有限公司 一种适用于履带式排水泵车的防倾覆控制方法

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05202535A (ja) * 1992-01-29 1993-08-10 Komatsu Ltd 油圧ショベルの転倒防止装置
JP2000229786A (ja) * 1999-02-08 2000-08-22 Takenaka Komuten Co Ltd 走行式建設機械の転倒防止装置とそれに用いる安全装置ユニット
CN201040850Y (zh) * 2007-04-19 2008-03-26 三一重机有限公司 液压挖掘机防倾翻装置
JP2009197436A (ja) * 2008-02-20 2009-09-03 Hitachi Constr Mach Co Ltd 荷重負荷機械
CN102575457A (zh) * 2009-10-19 2012-07-11 日立建机株式会社 作业机械
CN105804148A (zh) * 2016-03-14 2016-07-27 柳州柳工挖掘机有限公司 防止挖掘机倾翻控制方法及挖掘机
CN106168045A (zh) * 2016-07-16 2016-11-30 谭琛 液压挖掘机防倾覆系统

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05202535A (ja) * 1992-01-29 1993-08-10 Komatsu Ltd 油圧ショベルの転倒防止装置
JP2000229786A (ja) * 1999-02-08 2000-08-22 Takenaka Komuten Co Ltd 走行式建設機械の転倒防止装置とそれに用いる安全装置ユニット
CN201040850Y (zh) * 2007-04-19 2008-03-26 三一重机有限公司 液压挖掘机防倾翻装置
JP2009197436A (ja) * 2008-02-20 2009-09-03 Hitachi Constr Mach Co Ltd 荷重負荷機械
CN102575457A (zh) * 2009-10-19 2012-07-11 日立建机株式会社 作业机械
CN105804148A (zh) * 2016-03-14 2016-07-27 柳州柳工挖掘机有限公司 防止挖掘机倾翻控制方法及挖掘机
CN106168045A (zh) * 2016-07-16 2016-11-30 谭琛 液压挖掘机防倾覆系统

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
林慕义等: "《单斗液压挖掘机构造与设计》", 30 April 2011, 冶金工业出版社 *

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110908318A (zh) * 2019-12-17 2020-03-24 三一重机有限公司 一种挖掘机倾倒的控制方法、控制装置及可读存储介质
CN110908318B (zh) * 2019-12-17 2020-10-13 三一重机有限公司 一种挖掘机倾倒的控制方法、控制装置及可读存储介质
CN114954710A (zh) * 2022-07-13 2022-08-30 河南焦煤能源有限公司 一种适用于履带式排水泵车的防倾覆控制方法
CN114954710B (zh) * 2022-07-13 2023-08-04 河南焦煤能源有限公司 一种适用于履带式排水泵车的防倾覆控制方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10782202B2 (en) Load moment indicator system and method
CN101665217B (zh) 检测起重机稳定性的方法和装置
US8627575B2 (en) Hook pose detecting equipment and crane
KR101755739B1 (ko) 작업 기계
CN103613014B (zh) 塔式起重机防碰撞系统、方法、装置及塔式起重机
CN108411974A (zh) 一种挖掘机安全装载量自动防倾覆报警系统
CN105253775B (zh) 一种塔机顶升配平控制系统、方法、装置及塔式起重机
CN204405242U (zh) 一种带轮旁压式缆绳张力实时检测装置
CN111042261A (zh) 挖掘机动态称重方法及系统
WO2023197417A1 (zh) 起重机稳定性分析方法、起重机防倾覆控制方法及装置
JP5937499B2 (ja) 作業内容分類システム及び作業内容分類方法
US20210094803A1 (en) Lift capacity system for lifting machines
CN113565165B (zh) 挖掘机电子围墙的建立方法
CN109399472B (zh) 一种用于圆木抓举车的防倾覆稳定方法和系统
CN104890824B (zh) 一种导管架下水驳船摇臂翻转试验方法
CN105292113A (zh) 一种基于gps系统测量车辆稳定性夹紧装置
CN100396856C (zh) 索斗铲的倾倒位置控制方法
CN105739409B (zh) 一种风电叶片运输平衡监控装置及其监控方法
CN114030997A (zh) 一种用于检测抓斗状态的装置
CN112173997B (zh) 一种基于云边端数据融合的折臂吊智能安全预警与控制方法
CA2983837C (en) Load moment indicator system and method
CN102700950A (zh) 工程机械及其司机室的平衡控制方法
CN112556649A (zh) 一种挖掘机倾角测量倾角修正方法、装置和倾角测量仪
CN202098941U (zh) 一种大型电梯轿厢保持水平装置
CN109853662A (zh) 一种挖掘机械的多功能控制系统

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20180817

RJ01 Rejection of invention patent application after publication