CN113406918A - 一种安全操作设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种安全操作设备，至少包括多个具有物理和/或触摸形式的功能按键以及用于检测所述功能按键的第一处理模块、第二处理模块和终止模块，所述第一处理模块配置为基于所述功能按键所触发的物理信号进行处理以生成第一控制指令，并且所述第二处理模块以实时备份第一时间内所述功能按键触发的物理信号的方式进行处理生成第二控制指令，在所述第一处理模块和/或所述第二处理模块异常导致所述第一控制指令与所述第二控制指令进行逻辑与运算生成包括错误信息的第三控制指令的情况下，终止模块配置为基于包括错误信息的第三控制指令检测第一处理模块和第二处理模块。

Description

一种安全操作设备

本发明是申请号为202011005124.0，申请日为2020年9月22日，申请类型为发明，申请名称为一种用于工程机械安全操控的控制装置的分案申请。

技术领域

本发明涉及安全控制领域，尤其涉及一种安全操作设备。

背景技术

现有工程机械，例如起重机、叉车等工程机械的控制手柄是现代工程机械实施各种作业的重要组成部分，与电机控制器、电机一起构成工程机械的电气部分。手柄是基于微处理器的电子控制器，集成有通信接口、人机交互接口、各种需求外设及功能按键等，其中功能按键如起升、下降、前进、后退、喇叭、直立行走及紧急反向等操作按键，操作者通过触控按键完成相应功能指令的下达，然后手柄控制器检测按键后进行逻辑处理，通过通信接口发送至电机控制器，最后完成相应的功能控制。

例如，公开号为CN110745176A的中国专利文献公开了装载机安全型手柄转向控制系统和控制方法，属于工程机械电气控制技术领域。包括：转向阀；转向操纵手柄，用于发出转向指令；角度传感器，用于检测整机的转向角度；电子控制器ECU，接收转向操纵手柄的转向指令和角度传感器检测的转向角度，并向转向阀发出控制电流。

例如，公开号为CN207748805U的中国专利文献公开了一种具有安全功能的叉车操作手柄，包括手柄主体和操作旋钮，所述手柄主体包括旋钮安装部和握持部，所述操作旋钮安装在所述旋钮安装部上，所述握持部上设置有握持检测器，所述操作旋钮和所述握持检测器均与叉车的控制器电连接，使得所述操作旋钮在所述握持检测器检测到手掌我出所述握持部时才能操作。

例如，公开号为CN205011312U的中国专利文献公开了一种应用于叉车的多功能手柄控制器，包括调速控制单元、电动叉车控制模块、加速器，所述调速控制单元末端设置有电动叉车控制模块；所述电动叉车控制模块通过加速器配合着电磁控制单元；所述电磁控制单元安装在充电显示控制器末端；所述充电显示控制器通过电动叉车配件连接着充电控制板；所述充电控制板与调速控制单元通过充电显示控制器固定着；所述调速控制单元上设置有电动叉车控制模块；所诉电动叉车控制模块通过充电显示控制器连接着加速器；所述加速器通过电磁控制单元连接着电动叉车配件。

公开号为CN103297024B的专利文献公开了一种滑动按键及其控制装置，包括按键、第一检测模块、延时模块和第二检测模块，第一检测模块，用于检测各个按键的状态；延时模块，用于当第一检测模块检测到有按键被按下时，开始延时预设时间t；第二检测模块，用于在预设延时时间t后，再次检测各个按键的状态；判断模块，用于判断第一检测模块与第二检测模块检测到的各个按键状态是否相同；根据两次按键状态的检测结果比较，判断是否对按键进行了滑动操作，以及滑动操作的方向和滑动的按键个数的多少，从而控制滑动按键进行相应的档位调节。

而且随着触摸技术的发展，目前工程机械行业对触摸屏的应用越来越广泛，承担的人机交互功能也越来越多。比如设备信息的全面显示、配置的选择、页面的切换、属性的更改，甚至直接通过触摸功能取代传统的开关、按钮、手柄、遥感等操作手段进行设备的动作控制。由于工程机械行业的特殊性，实际触摸屏在使用的环境中会遇到高温高湿、油污杂物、过度按压、硬物刮擦等各种复杂情况，以至于触摸屏失灵，不利于触摸屏的持续使用。针对该问题，公开号为CN110488909A的中国专利文献公开了对工程机械的控制方法、装置、系统及工程机械。该工程机械上设置有可供触摸控制的显示屏、操作手柄以及控制器。用户控制该操作手柄发出控制信号至控制器，该控制信号包括操作手柄的开度信号和按钮信号，进一步地，该控制器将操作手柄的开度信号和按钮信号发送至显示屏，该显示屏将对应于开度信号的功能区域进行突出显示，并依据按钮信号选定其中一个功能区域，以实现对工程机械进行控制。该文献公开的技术方案的有益技术效果是通过操作手柄对显示屏上的功能进行控制，以在显示屏失灵时仍能持续使用。

但是，以上文献公开的提供安全功能手柄控制器均没有考虑到手柄控制器属于工程机械领域，对功能安全要求极高，而且随着手柄功能的不断增加，以及电机控制器有些功能向手柄控制器转移的现象，造成手柄控制器的复杂度越来越高。工程机械手柄的安全问题日益突出，现在手柄控制器触控按键达到7个按键以上，由于人为误操作或个别功能按键机械卡死故障，极易发生安全事故，降低这种安全事故刻不容缓。

并且以上技术均未公开关于检测系统部分出现异常的技术问题，为避免因设备的安全检测系统部分出现异常而导致设备出现安全问题，有必要对检测系统进行实时监测，设计多套冗余的安全检测方式，保证设备安全。

此外，一方面由于对本领域技术人员的理解存在差异；另一方面由于发明人做出本发明时研究了大量文献和专利，但篇幅所限并未详细罗列所有的细节与内容，然而这绝非本发明不具备这些现有技术的特征，相反本发明已经具备现有技术的所有特征，而且申请人保留在背景技术中增加相关现有技术之权利。

发明内容

针对现有技术之不足，本发明提供一种用于工程机械安全操控的控制装置，至少包括多个具有物理和/或触摸形式的功能按键以及用于检测所述功能按键的第一处理模块和第二处理模块。所述第一处理模块配置为基于所述功能按键所触发的物理信号进行处理以生成第一控制指令。所述第二处理模块以实时备份第一时间内所述功能按键触发的物理信号的方式进行处理生成第二控制指令。所述第一控制指令与第二控制指令进行逻辑运算以生成用于工程机械操控的第三控制指令。优选地，逻辑运算至少包括逻辑与运算、逻辑或运算，还包括异或等逻辑运算。现在工程机械控制器，例如手柄，在检查功能按键是否按下时，没有进行冗余设计。当人为误操作或个别功能按键机械卡，亦或是软件逻辑陷入循环导致卡死的情况下，工程机械会发生失控从而造成安全事故。针对操作人员一侧的控制装置或设备，本发明通过第一处理模块以硬件的方式检测按键，并通过第二处理模块以备份第一处理模块硬件信号的方式对控制器的按键进行软件检测，即一方面能够通过第二处理模块验证功能按键所触发的操作逻辑是否是有效操作，例如操作人员不小心同时按下多个功能按键，导致多个功能按键对应的多个控制指令被同时触发，如果第二检测模块检测到这种组合式的控制指令不是对应控制系统内设的逻辑操作，那么第二处理模块产生与第一控制指令不同的第二控制指令，因此在第一控制指令与第二控制指令逻辑与的情况下，产生的第三控制指令为包括错误信息的第三控制指令，从而避免这种人为误操作的控制指令被传输至工程机械。另一方面，通过第一控制指令和第二空指令的逻辑与运算，只有当第一控制指令和第二控制指令相同时才会产生用于工程机械操控的第三控制指令，且第三控制指令必然与第一控制指令和第二控制指令相同，即通过该设置方式能够实现第一处理模块和第二处理模块的彼此相互验证的第一层安全冗余设计。优选地，第二处理模块基于实时备份的第一时间内所述功能按键触发的物理信号以相等/不等的时间间隔进行采样以获取采用信号。优选地，相等/不等的时间间隔至少大于第一时间。优选地，第一时间可以是50ms～1.5s。例如第一处理模块出现故障，那么第二处理模块基于不同间隔采集的物理信号所对应的第二控制指令与第一控制指令不同，从而不会将按键对应的指令输出，而是输出包括错误信息的第三控制指令。同样，如果第二处理模块出现故障，而第一处理模块正常的情况下，那么产生的第二控制指令与第一控制指令不同，从而不会将按键对应的指令输出至工程机械。优选地，在所述第一处理模块和/或第二处理模块异常导致生成的第一控制指令与第二控制指令进行逻辑与运算生成包括错误信息的第三控制指令的情况下，将包括错误信息的第三控制指令传输至终止模块。终止模块配置为基于所述包括错误信息的第三控制指令检测所述第一处理模块和第二处理模块，其中，在检测到第一处理模块发生异常且所述终止模块无法复位第一处理模块的情况下，开启设置在所述功能按键上和/或设置在功能按键触点闭合处的第一传感器以获取操作人员对功能按键所执行的操作信息。在所述终止模块检测到所述第二处理模块无异常，或所述第二处理模块被所述终止模块复位的情况下，所述第二处理模块基于所述操作信息生成第二控制指令。所述第二控制指令能够传输至工程机械。通过该设置方式，通过终止模块对第一控制模块、第二控制模块和对第一传感器的开启，不仅能够在第一处理模块和/或第二处理模块发生异常导致第一控制指令与第二控制指令的逻辑与永久无法成立的情况下，避免所述控制装置一直处于非安全状态，无法控制工程机械，还能够在终止模块无法复位第一处理模块的情况下，通过冗余设置的第一传感器以及第二处理模块来临时作为控制装置的控制逻辑，来执行相应的临时操作。优选地，临时操作指的是将工程机械调整至安全状态。优选地，终止模块无法复位第一处理模块的情况可以是功能按键处于机械卡死状态。优选地，第二处理模块的异常情况可以是例如软件发生bug进入死循环的情况。

根据一种优选实施方式，所述第二处理模块配置为：

基于备份的物理信号进行采样以获取采样信号；

基于所述采样信号进行逻辑处理以生成所述第二控制指令。

根据一种优选实施方式，所述控制装置还包括第三处理模块。所述控制装置还包括终止模块。所述第三处理模块配置为对所述第一处理模块发送的控制指令和所述第二处理模块发送的控制指令进行逻辑与运算以生成用于工程机械操控的第三控制指令。优选地，所述第三处理模块将生成的第三控制指令传输至工程机械。至少在第三时间内所述第三处理模保持生成包括错误信息的第三控制指令的情况下，所述第三处理模块将包括错误信息的第三控制指令传输至所述终止模块。

根据一种优选实施方式，在第二时间内所述第一处理模块依次接收到不同功能按键触发的物理信号的情况下，所述第一处理模块依次生成对应的多个第一控制指令。所述第二处理模块配置为基于所述第一时间内备份的物理信号进行采样和逻辑处理以依次生成对应的多个第二控制指令。所述第二处理模块配置为检测所述多个第二控制指令。

根据一种优选实施方式，在所述多个第二控制指令对应的逻辑彼此对立或相反的情况下所述第三处理模块配置为基于多个第一控制指令和多个第二控制指令进行逻辑与运算，从而输出包括错误信息的第一逻辑信号。

根据一种优选实施方式，在第二时间内所述第一处理模块同时接收到不同功能按键触发的物理信号的情况下，所述第一处理模块同时生成对应的组合式第一控制指令。所述第二处理模块配置为基于所述第一时间内备份的物理信号进行采样和逻辑处理以生成对应的组合式第二控制指令。所述第二处理模块配置为检测所述组合式第二控制指令。

根据一种优选实施方式，在所述组合式第二控制指令属于工程机械控制的逻辑指令的情况下，所述第三处理模块配置为基于所述组合式第一控制指令与组合式第二控制指令进行逻辑与运算输出用于工程机械操控的第三控制指令。包括错误信息

根据一种优选实施方式，在相邻的至少两个所述第一时间内所述第二处理模块基于采样和逻辑处理生成的第二控制指令相同的情况下，所述第二处理模块配置为将该第二控制指令传输至所述第三处理模块。在相邻的至少两个所述第一时间内所述第二处理模块基于采样和逻辑处理生成的第二控制指令不相同的情况下，所述第二处理模块配置为抛弃该两个不同的第二控制指令，并生成表示检测异常的第四控制指令。

根据一种优选实施方式，所述控制装置还包括用于提醒操控人员的报错警报模块。在所述第三处理模块接收到所述第四控制指令的情况下，所述第三处理模块配置为不进行逻辑与运算并将所述第四控制指令传输至所述报错警报模块。所述第三处理模块配置为将所述第一逻辑信号发送至所述报错警报模块。所述报错警报模块基于所述第一逻辑信号和/或第四控制指令以视觉、声觉和/或触觉的方式向所述操控人员输出警报信息。在所述报错警报模块至少在第三时间内保持输出警报信息或者所述第三处理模块至少在第三时间内保持输出第一逻辑信号的情况下，所述第三处理模块生成第二逻辑信号并传输至所述终止模块。所述终止模块基于所述第二逻辑信号对所述第一处理模块和/或第二处理模块进行终止或终止操作。

根据一种优选实施方式，所述第二逻辑信号至少包括第三时间内所述第一处理模块传输的第一控制指令和所述第二处理模块传输的第二控制指令或第四控制指令，所述第三处理模块配置为基于所述第二逻辑信号检测所述第一处理模块和第二处理模块。若第三时间内所述第一控制指令不发生变化而所述第二处理模块输出的第二控制指令或第四控制指令发生变化，则所述第二逻辑信号至少包括所述第一处理模块)发生异常的信息。。若第三时间内所述第一控制指令发生变化而所述第二处理模块输出第二控制指令或第四控制指令不发生变化，则所述第二逻辑信号至少包括所述第二处理模块发生异常的信息。若第三时间内所述第一控制指令和所述第二处理模块输出的第二控制指令或第四控制指令均不发生变化，则所述第二逻辑信号至少包括所述第一处理模块和第二处理模块均发生异常的信息。

附图说明

图1是本发明控制装置的一种优选实施方式的模块示意图。

附图标记列表

1：功能按键 2：第一处理模块

3：第二处理模块 4：终止模块

5：工程机械控制器 6：第三处理模块

7：报错警报模块

具体实施方式

下面结合附图进行详细说明。

现有工程机械的手柄控制器其采用的处理按键操作的逻辑是当按键按下或触摸到显示屏时，对应内部的硬件逻辑电路对按键信号进行处理。一般采用单回路检测的方式检测按键的状态。内部的硬件逻辑电路会发出按键信号所对应的控制指令，控制指令发送给工程机械的电机控制器。在硬件逻辑电路对按键信号进行处理的过程中，一般通过按键所触发的逻辑信号判断是否存在冲突，从而可以检测到多按键同时按下的人为误操作，但是无法检测其他类型的人为误操作，例如人为失误操作所涉及的按键只有单个按键的情况。

现在工程机械控制器，例如手柄，在检查功能按键是否按下时，没有进行冗余设计。当人为误操作或个别功能按键机械卡死或者软件逻辑陷入循环导致卡死的情况下，工程机械会发生失控从而造成安全事故。

实施例1

本实施例公开了一种用于工程机械安全操控的控制装置。如图1所示，控制装置至少包括多个具有物理和/或触摸形式的功能按键1以及用于检测功能按键1的第一处理模块2和第二处理模块3。第一处理模块2配置为基于功能按键1所触发的物理信号进行处理以生成第一控制指令。第二处理模块3以备份第一时间内功能按键1触发的物理信号的方式进行处理生成第二控制指令。第一控制指令与第二控制指令进行逻辑与运算以生成用于工程机械操控的第三控制指令。现在工程机械控制器，例如手柄，在检查功能按键是否按下时，没有进行冗余设计。当认为误操作或个别功能按键机械卡死或者软件逻辑陷入循环导致卡死的情况下，工程机械会发生失控从而造成安全事故。本发明通过第一处理模块2以硬件的方式检测按键，通过第二处理模块3以备份第一处理模块2硬件信号的方式对控制器的按键进行软件检测，实现第一层冗余逻辑控制，能够防止人为误操作。针对操作人员一侧的控制装置或设备，本发明通过第一处理模块2以硬件的方式检测功能按键1所触发的操作，并通过第二处理模块3以备份第一处理模块2物理信号的方式对控制装置的功能按键1进行软件检测，即一方面能够通过第二处理模块3验证功能按键1所触发的操作逻辑是否是有效操作。例如操作人员不小心同时按下多个功能按键，导致多个功能按键1对应的多个控制指令被同时触发，如果第二检测模块3检测到这种组合式的控制指令不是对应控制系统内预设的逻辑操作，那么第二处理模块3产生与第一控制指令不同的第二控制指令，因此在第一控制指令与第二控制指令逻辑与运算的情况下，产生的第三控制指令为包括错误信息的第三控制指令，从而避免这种人为误操作的控制指令被传输至工程机械控制器5。另一方面，通过第一控制指令和第二空指令的逻辑与运算，只有当第一控制指令和第二控制指令相同时才会产生用于工程机械操控的第三控制指令。第三控制指令必然与第一控制指令和第二控制指令相同，即通过该设置方式能够实现第一处理模块2和第二处理模块3的彼此相互验证的第一层安全冗余设计。优选地，第二处理模块3基于实时备份的第一时间内功能按键触发的物理信号以相等/不等的时间间隔进行采样以获取采用信号。优选地，相等/不等的时间间隔至少大于第一时间。优选地，第一时间可以是50ms～1.5s。例如第一处理模块2出现故障的情况下，那么第二处理模块3基于采集的物理信号所对应的第二控制指令与第一控制指令不同，从而不会将功能按键1对应的指令输出至工程机械控制器5，而是输出包括错误信息的第三控制指令。同样，如果第二处理模块3出现故障，而第一处理模块2正常的情况下，那么产生的第二控制指令与第一控制指令不同，从而不会将功能按键1对应的指令输出至工程机械控制器5。

优选地，如图1所示，本发明的控制装置还包括终止模块4。终止模块4用于复位第一处理模块2和第二处理模块3。优选地，终止模块4还可以终止控制装置现在执行的操作。例如，传输第三控制指令，或者第一处理模块2、第二处理模块3所执行的操作。例如读取物理信号等。在第一处理模块2和/或第二处理模块3异常导致第一控制指令与第二控制指令进行逻辑与运算生成包括错误信息的第三控制指令的情况下，将包括错误信息的第三控制指令传输至终止模块4。终止模块4配置为基于包括错误信息的第三控制指令检测第一处理模块2和第二处理模块3。优选地，在检测到第一处理模块2发生异常且终止模块4无法复位第一处理模块2的情况下，开启设置在功能按键1上和/或设置在功能按键触点闭合处的第一传感器以获取操作人员对功能按键所执行的操作信息。在终止模块4检测到第二处理模块3无异常，或第二处理模块3被终止模块4复位的情况下，第二处理模块3基于操作信息生成第二控制指令。第二控制指令能够传输至工程机械控制器5。优选地，第一传感器可以是压力传感器。第一传感器可以在按键处于机械卡死或者硬件故障导致卡死的情况下，通过操作人员的按压功能按键的操作获取操作人员所想采取的操作。通过该设置方式，通过终止模块4对第一控制模块2、第二控制模块3和对第一传感器的开启，不仅能够在第一处理模块2和/或第二处理模块3发生异常导致第一控制指令与第二控制指令的逻辑与永久无法成立的情况下，避免控制装置一直处于非安全状态从而无法控制工程机械，还能够在终止模块4无法复位第一处理模块2的情况下，通过冗余设置的第一传感器以及第二处理模3块来临时作为控制装置的控制逻辑，从而执行相应的临时操作。优选地，临时操作指的是将工程机械调整至安全状态。优选地，终止模块4无法复位第一处理模块2的情况可以是功能按键处于机械卡死状态。优选地，第二处理模块3的异常情况可以是例如软件发生bug进入死循环的情况。

根据一种优选实施方式，第二处理模块3配置为：基于备份的物理信号进行采样以获取采样信号；基于采样信号进行逻辑处理以生成第二控制指令。优选地，考虑到功能按键的机械弹簧等部件会造成按键触点断开或闭合的抖动，因此第二处理模块3采用大于第一时间的时间间隔进行采样。优选地，功能按键1可以是实体的按键。功能按键1还可以是基于触摸屏形式的按键。无论是实体按键还是触摸屏形式的按键，均需要采用按压操作。对于实体的功能按键1其按压操作产生的物理信号是由按键触点的闭合和断开所触发的。对于触摸屏形式的功能按键1其按压操作产生的物理信号可以是触摸屏电容或电阻值的变化。优选地，在相邻的至少两个第一时间内第二处理模块3基于采样和逻辑处理生成的第二控制指令相同的情况下，第二处理模块3配置为将该第二控制指令传输至第三处理模块6。优选地，在相邻的至少两个第一时间内第二处理模块3基于采样和逻辑处理生成的第二控制指令不相同的情况下，第二处理模块3配置为抛弃该两个不同的第二控制指令。优选地，第二处理模块3生成表示检测异常的第四控制指令。通过该设置方式，当第二处理模块3基于备份的物理信号检测到功能按键1按下或触发时，不立即产生响应的控制指令，而是在相邻的第一时间内再次检测功能按键1是否按下或触发，若两次产生的第二控制指令相同，则确认功能按键1按下或者触发，从而避免干扰信号产生干扰。此外，上述设置也能应用于功能按键1被误触的情况。例如，控制装置被操作人员携带时，某些握持操作可能才生轻微的按压，这种情况下功能按键持续按压的操作较短，在第二个第一时间内按压的操作可能已经结束。例如，操作人员误按下某一功能按键1然后快速按下其他功能按键1，这样两个相邻的第一时间内的对应的第二控制指令不同，从而避免误操作的执行。优选地，通过抛弃上述时间间隔内产生的两个不同的第二控制指令，避免误操作被执行。优选地，第四控制指令可以传输至报错警报模块7，从而提醒操作人员。优选地，在第三处理模块6接收到第四控制指令的情况下，第三处理模块6配置为不进行逻辑与运算并将第四控制指令传输至报错警报模块7。优选地，报错警报模块7基于第四控制指令以视觉、声觉和/或触觉的方式向操作人员输出警报信息。优选地，以视觉的方式输出警报信息可以是灯光的闪烁或者操控装置上设置有显示屏，将响应的警报信息输出至显示屏。优选地，以声觉的的方式输出警报信息可以是操控装置或者工程机械上设置有相应的发声装置来提醒操作人员。优选地，以触觉的方式输出警报信息可以是控制装置设置有能够发出振动的振动马达。优选地，报错警报模块7还可以是将视觉、声觉和触觉三种警报方式彼此结合同时或者顺序发出警报。

根据一种优选实施方式，控制装置还包括第三处理模块6。第三处理模块6配置为对第一处理模块2发送的控制指令和第二处理模块3发送的控制指令进行逻辑与运算以生成用于工程机械操控的第三控制指令。第三处理模块6将生成的第三控制指令传输至工程机械。至少在第三时间内第三处理模块6保持生成包括错误信息的第三控制指令的情况下，第三处理模块6将包括错误信息的第三控制指令传输至终止模块4。优选地，第三时间用于表示第三处理模块6因逻辑与条件无法成立，导致第三处理模块一直输出包括错误信息的第三控制指令，使得控制装置一直处于失效状态的时间。优选地，第三时间至少为30秒。通过该设置方式，能够通过终止模块4来解除控制装置的失效状态。

根据一种优选实施方式，在第二时间内第一处理模块2依次接收到的不同功能按键1触发的物理信号的情况下，第一处理模块2依次生成对应的多个第一控制指令。第二处理模块3配置为基于第一时间内备份的物理信号进行采样和逻辑处理以依次生成对应的多个第二控制指令，并检测多个第二控制指令。优选地，在多个第二控制指令与第一处理模块2生成的多个第一控制指令不同的情况下，第三处理模块6配置为基于多个第一控制指令和多个第二控制指令进行逻辑与运算从而输出包括错误信息的第一逻辑信号。优选地，第三控制指令包括第一逻辑信号。优选地，第二时间用于表示操作人员连续按下功能按键1的时间。优选地，操作人员可能会由于夹持夹带控制器等，导致长时间持续误触或者按压功能按键1。因此为了避免此种情况的发生，第二处理模块3只检测第二时间内的物理信号。优选地，第二时间可以设置为5秒或者10秒以内。优选地，第一逻辑信号可以表示包括错误信息的第三控制指令。通过该设置方式，本发明的控制装置能够接收操作人员快速连续按下或者触发的多个操作，并按顺序执行。但是，在操作人员快速连续按下的多个操作可能第一处理模块2会出现故障，在这种情况下，通过第三处理模块6的逻辑与运算能够发现这种故障。优选地，本发明的第二处理模块3按功能按键1触发的顺序，顺序生成相应的多个第二控制指令。在顺序生成相应的多个第二控制指令的过程中，首先通过前述优选实施方式中的在相邻的至少两个第一时间内第二处理模块3生成的第二控制指令不相同的情况下，第二处理模块3配置为抛弃该两个不同的第二控制指令。优选地，在超过两个第一时间的范围内，可以认为是操作人员触发的下一个操作，因此第二处理模块2可以配置为以两个第一时间为单位对备份的物理信号进行采样，并在两个第一时间内的第二控制指令相同的情况下，确认该两个第一时间内操作人员触发的操作为第二控制指令。下一个两个第一时间内的第二控制指令为操作人员的触发的下一个操作。

根据一种优选实施方式，在第二时间内第一处理模块2同时接收到不同功能按键1触发的物理信号的情况下，第一处理模块2同时生成对应的组合式第一控制指令。第二处理模块3配置为基于第一时间内备份的物理信号进行采样和逻辑处理以生成对应的组合式第二控制指令。第二处理模块3检测组合式第二控制指令。优选地，在组合式第二控制指令属于工程机械控制的逻辑指令的情况下，第二处理模块3配置为生成该组合式第二控制指令。第二处理模块3将该组合式第二控制指令发送至第三处理模块6。第三处理模块6配置为基于组合式第一控制指令与组合式第二控制指令进行逻辑与运算输出用于工程机械操控的第三控制指令。通过该设置方式，在控制装置中，最佳的设置方式是基于不同的功能设置相应的功能按键1。但是随着现有工程机械的智能化和多功能化，如果将相应的控制功能全部以按键的形式集成在控制装置上可能会导致控制装置的功能按键增多，会导致控制装置的空间设计不足，要么无法留有足够的供操作人员握持的空间；要么将所有的功能按键集中在一个区域上，使得误触的风险增加。另一方面，多个功能按键1也不利于操作人员记忆。因此，对于工程机械控制器5可能设置有多个功能按键1同时触发而形成工程机械的控制指令。针对这种同时触发形成不同操作逻辑的控制指令，本发明的第二处理模块3将生成的第二控制指令直接发送至工程机械控制器5进行验证，或者在控制装置一侧预先存储有相应的组合式控制指令。第二处理模块3将生成的第二控制指令与预先存储的控制指令集合进行验证，验证成功后将该第二控制指令传输至第三处理模块6。如果验证不成功，第二处理模块3生成第四控制指令。第二处理模块3将第四控制指令传输至第三处理模块6。

优选地，第三处理模块6配置为将第一逻辑信号发送至报错警报模块7。报错警报模块7基于第一逻辑信号以视觉、声觉和/或触觉的方式向操控人员输出警报信息。在报错警报模块7至少在第三时间内保持输出警报信息或者第三处理模块6至少在第三时间内保持输出第一逻辑信号的情况下，第三处理模块6生成第二逻辑信号。第三处理模块6将第二逻辑信号传输至终止模块4。终止模块4基于第二逻辑信号对第一处理模块2和/或第二处理模块3进行复位或终止操作。优选地，第二逻辑信号至少包括第三时间内第一处理模块2传输的第一控制指令和第二处理模块3传输的第二控制指令或第四控制指令。优选地，若第三时间内第一控制指令不发生变化而第二处理模块3输出的第二控制指令或第四控制指令发生变化，则第二逻辑信号至少包括第一处理模块2发生异常的信息。若第三时间内第一控制指令发生变化而第二处理模块3输出第二控制指令或第四控制指令不发生变化，则第二逻辑信号至少包括第二处理模块3发生异常的信息。若第三时间内第一控制指令和第二处理模块3输出的第二控制指令或第四控制指令均不发生变化，则第二逻辑信号至少包括第一处理模块2和第二处理模块3均发生异常的信息。

如本文所用的词语“模块”描述任一种硬件、软件或软硬件组合，其能够执行与“模块”相关联的功能。

本发明说明书包含多项发明构思，申请人保留根据每项发明构思提出分案申请的权利。本发明说明书包含多项发明构思，诸如“优选地”、“根据一个优选实施方式”或“可选地”均表示相应段落公开了一个独立的构思，申请人保留根据每项发明构思提出分案申请的权利。

需要注意的是，上述具体实施例是示例性的，本领域技术人员可以在本发明公开内容的启发下想出各种解决方案，而这些解决方案也都属于本发明的公开范围并落入本发明的保护范围之内。本领域技术人员应该明白，本发明说明书及其附图均为说明性而并非构成对权利要求的限制。本发明的保护范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种安全操作设备，其特征在于，至少包括多个具有物理和/或触摸形式的功能按键(1)以及用于检测所述功能按键(1)的第一处理模块(2)、第二处理模块(3)和终止模块(4)，其中，

所述第一处理模块(2)配置为基于所述功能按键(1)所触发的物理信号进行处理以生成第一控制指令，并且所述第二处理模块(3)以实时备份第一时间内所述功能按键(1)触发的物理信号的方式进行处理生成第二控制指令，

在所述第一处理模块(2)和/或所述第二处理模块(3)异常导致所述第一控制指令与所述第二控制指令进行逻辑与运算生成包括错误信息的第三控制指令的情况下，终止模块(4)配置为基于包括错误信息的第三控制指令检测第一处理模块(2)和第二处理模块(3)。

2.根据权利要求1所述的操作设备，其特征在于，在第二时间内所述第一处理模块(2)依次接收到的不同功能按键(1)触发的物理信号的情况下，所述第一处理模块(2)依次生成对应的多个第一控制指令，并且所述第二处理模块(3)配置为基于所述第一时间内备份的物理信号进行采样和逻辑处理以依次生成对应的多个第二控制指令，并检测所述多个第二控制指令。

3.根据权利要求2所述的操作设备，其特征在于，在第二时间内所述第一处理模块(2)同时接收到不同功能按键(1)触发的物理信号的情况下，所述第一处理模块(2)同时生成对应的组合式第一控制指令，并且所述第二处理模块(3)配置为基于所述第一时间内备份的物理信号进行采样和逻辑处理以生成对应的组合式第二控制指令，并检测所述组合式第二控制指令。

4.根据权利要求3所述的操作设备，其特征在于，所述控制装置还包括第三处理模块(6)，所述第三处理模块(6)配置为对所述第一处理模块(2)发送的控制指令和所述第二处理模块(3)发送的控制指令进行逻辑与运算以生成用于工程机械操控的第三控制指令，其中，

所述第三处理模块(6)将生成的第三控制指令传输至工程机械，并至少在第三时间内所述第三处理模块(6)保持生成包括错误信息的第三控制指令的情况下，所述第三处理模块(6)将包括错误信息的第三控制指令传输至所述终止模块(4)。

5.根据权利要求4所述的操作设备，其特征在于，所述第二处理模块(3)配置为：

基于实时备份的第一时间内功能按键触发的物理信号以相等/不等的时间间隔进行采样以获取采样信号；

基于所述采样信号进行逻辑处理以生成所述第二控制指令。

6.根据权利要求5所述的操作设备，其特征在于，在相邻的至少两个所述第一时间内所述第二处理模块(3)基于采样和逻辑处理生成的第二控制指令相同的情况下，所述第二处理模块(3)配置为将该第二控制指令传输至所述第三处理模块(6)；

在相邻的至少两个所述第一时间内所述第二处理模块(3)基于采样和逻辑处理生成的第二控制指令不相同的情况下，所述第二处理模块(3)配置为抛弃该两个不同的第二控制指令，并生成表示检测异常的第四控制指令。

7.根据权利要求6所述的操作设备，其特征在于，在所述多个第二控制指令与所述第一处理模块(2)生成的多个第一控制指令不同情况下，所述第三处理模块(6)配置为基于多个第一控制指令和多个第二控制指令进行逻辑与运算从而输出包括所述逻辑与运算错误的第一逻辑信号。

8.根据权利要求7所述的操作设备，其特征在于，所述控制装置还包括用于提醒操控人员的报错警报模块(7)，其中，

在所述第三处理模块(6)接收到所述第四控制指令的情况下，所述第三处理模块(6)配置为不进行逻辑与运算并将所述第四控制指令传输至所述报错警报模块(7)；

所述第三处理模块(6)配置为将所述第一逻辑信号发送至所述报错警报模块(7)；其中，

所述报错警报模块(7)基于所述第一逻辑信号和/或第四控制指令以视觉、声觉和/或触觉的方式向所述操作人员输出警报信息。

9.根据权利要求8所述的操作设备，其特征在于，

在所述报错警报模块(7)至少在第三时间内保持输出警报信息或者所述第三处理模块(6)至少在第三时间内保持输出第一逻辑信号的情况下，

所述第三处理模块(6)生成第二逻辑信号并传输至所述终止模块(4)，所述终止模块(4)基于所述第二逻辑信号对所述第一处理模块(2)和/或第二处理模块(3)进行复位或终止操作。

10.一种操作设备，其特征在于，至少包括多个具有物理和/或触摸形式的功能按键(1)以及用于检测所述功能按键(1)的第一处理模块(2)、和第二处理模块(3)、终止模块(4)和工程机械控制器(5)，其中，

所述终止模块(4)在检测到所述第一处理模块(2)发生异常且所述终止模块(4)无法复位所述第一处理模块(2)的情况下，所述终止模块(4)开启设置在所述功能按键(1)上和/或设置在所述功能按键(1)触点闭合处的第一传感器以获取操作人员对功能按键所执行的操作信息，在所述终止模块(4)检测到所述第二处理模块(3)无异常，或所述第二处理模块(3)被所述终止模块(4)复位的情况下，所述第二处理模块(3)基于操作信息生成第二控制指令传输至所述工程机械控制器(5)。

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