CN113800402A - 用于工程机械的塌陷识别方法、处理器及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及工程机械领域，公开了一种用于工程机械的塌陷识别方法、处理器及装置。工程机械包括支腿组，支腿组用于在工程机械作业时提供支撑力，塌陷识别方法包括：在预设时间内分别获取支腿组的第一受力总和与第二受力总和；在第一受力总和与第二受力总和的差值超过第一预设阈值的情况下，确定支腿组所在地面发生塌陷。工程机械在作业时，利用支腿支撑以保持整机稳定，在正常情况下，支腿组的受力总和的波动是较为稳定且不发生突变的，当检测到支腿组的受力总和发生了显著变化，可以确定为支腿组所在地面发生塌陷而导致支腿组的受力发生了明显转移。本技术方案的塌陷识别方法的及时性和准确性更优。
Description
技术领域
本发明涉及工程机械领域，具体地涉及一种用于工程机械的塌陷识别方法、处理器及装置。
背景技术
泵车是可以利用压力将混凝土沿管道连续输送的工程机械。泵车一般由臂架、泵送、液压、支撑和电控五部分组成。混凝土泵车在使用中可能会出现由于支腿所在地面发生塌陷而导致的倾翻事故，起重机也有类似事故发生。一般而言，配置支腿支撑的移动式工程机械都存在类似问题。工程机械在作业时，利用支腿支撑以保持整机稳定。
支腿所在地面发生塌陷可能会导致泵车倾翻，损坏工程机械，造成经济损失；还可能砸中工作人员，威胁人员安全，塌陷发生时，工作人员若观察不到位或躲避不及时，便容易出现人员伤亡。及时且准确地检测支腿所在地面发生塌陷是重要的安全需求，目前依靠工作人员在现场凭经验进行判断，及时性和准确性较差。
发明内容
为了克服现有技术存在的不足，本发明实施例提供了一种用于工程机械的塌陷识别方法、处理器及装置。
为了实现上述目的，本发明第一方面提供一种用于工程机械的塌陷识别方法，工程机械包括支腿组，支腿组用于在工程机械作业时提供支撑力，塌陷识别方法包括：
在预设时间内分别获取支腿组的第一受力总和与第二受力总和；
在第一受力总和与第二受力总和的差值超过第一预设阈值的情况下，确定支腿组所在地面发生塌陷。
在本发明实施例中，支腿组包括第一支腿组和第二支腿组，第一支腿组包括第一支腿和第二支腿，第二支腿组包括第三支腿和第四支腿，其中，第一支腿和第二支腿关于工程机械的底盘呈第一对角设置，第三支腿和第四支腿关于工程机械的底盘呈第二对角设置，塌陷识别方法还包括：
在第一受力总和与第二受力总和的差值未超过第一预设阈值的情况下，获取第一支腿组的第三受力总和；
在第三受力总和减小且减小量超过第二预设阈值的情况下，确定第一支腿组所在地面发生塌陷。
在本发明实施例中，塌陷识别方法还包括：
获取第二支腿组的第四受力总和；
在第四受力总和减小且减小量超过第二预设阈值的情况下，确定第二支腿组所在地面发生塌陷。
在本发明实施例中，塌陷识别方法还包括：
在确定第一支腿组所在地面发生塌陷之后，获取工程机械的臂架转台的回转角度；
在回转角度偏向于第一支腿一侧的情况下，确定第一支腿所在地面发生塌陷；
在回转角度偏向于第二支腿一侧的情况下，确定第二支腿所在地面发生塌陷。
在本发明实施例中，塌陷识别方法还包括：
在确定第二支腿组所在地面发生塌陷之后，获取工程机械的臂架转台的回转角度；
在回转角度偏向于第三支腿一侧的情况下，确定第三支腿所在地面发生塌陷；
在回转角度偏向于第四支腿一侧的情况下，确定第四支腿所在地面发生塌陷。
在本发明实施例中，塌陷识别方法还包括：
在确定地面发生塌陷的情况下，发出预警指示。
本发明第二方面提供一种处理器，被配置成执行上述的用于工程机械的塌陷识别方法。
本发明第三方面提供一种用于工程机械的塌陷识别装置，包括：
力传感器，用于在预设时间内分别获取支腿组的第一受力总和与第二受力总和；以及
上述的处理器。
本发明第四方面提供一种工程机械，包括上述的用于工程机械的塌陷识别装置。
在本发明实施例中，工程机械包括泵车或起重机。
本发明第五方面提供一种机器可读存储介质，该机器可读存储介质上存储有指令，该指令用于使得机器执行上述的用于工程机械的塌陷识别方法。
本发明第六方面提供一种计算机程序产品，包括计算机程序，计算机程序在被处理器执行时实现上述的用于工程机械的塌陷识别方法。
工程机械(例如泵车或起重机)在作业时，利用支腿支撑以保持底盘稳定。在正常情况下，支腿组的受力总和的波动是较为稳定且不发生突变的。当检测到支腿组的受力总和在预设时间内发生了显著变化，可以确定为支腿组所在地面发生塌陷而导致支腿组的受力发生了明显转移，比如支腿所在地面发生塌陷导致轮胎着地。
少量的塌陷行程便会导致支腿受力分配的明显转移，由此来可靠地捕捉支腿塌陷事件的发生。利用支腿受力变化的特征来识别支腿所在地面的塌陷事件，使得对塌陷事件的感知能力更灵敏，对塌陷事件的预警和补救能力更强，增加了对预防倾翻的技术手段，有助于减少和预防支腿塌陷导致的倾翻事故。相比现有技术中依靠工作人员在现场凭经验进行判断，本技术方案的塌陷识别方法的及时性和准确性更优。
附图说明
附图是用来提供对本发明实施例的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明实施例，但并不构成对本发明实施例的限制。在附图中：
图1示意性示出了根据本发明实施例的用于工程机械的塌陷识别方法的流程图；
图2示意性示出了根据本发明实施例的工程机械的模块框图；
图3示意性示出了根据本发明实施例的支腿分布的俯视图；
图4示意性示出了根据本发明实施例的用于工程机械的另一种塌陷识别方法的流程图；
图5示意性示出了根据本发明实施例的工程机械的另一种模块框图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明实施例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实施例，并不用于限制本发明实施例。
需要说明，若本申请实施方式中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
另外，若本申请实施方式中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施方式之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本申请要求的保护范围之内。
图1示意性示出了根据本发明实施例的用于工程机械的塌陷识别方法的流程图。工程机械包括支腿组，支腿组用于在工程机械作业时提供支撑力，如图1所示，塌陷识别方法包括：
步骤101，在预设时间内分别获取支腿组的第一受力总和与第二受力总和；
步骤102，在第一受力总和与第二受力总和的差值超过第一预设阈值的情况下，确定支腿组所在地面发生塌陷。
配置支腿支撑的移动式工程机械可以包括泵车或起重机，支腿组可以包括多条支腿，这多条支腿在工程机械作业时提供支撑力以保持整机稳定。常见地，支腿组包括四条支腿，第一受力总和和第二受力总和指的是四条支腿的受力总和。实时获取支腿组的受力总和，在预设时间内第一受力总和与第二受力总和的差值超过第一预设阈值可以理解为，在预设时间内支腿组的受力总和发生了显著变化，或者理解为支腿组的受力总和发生了突变。需要说明的是，支腿组的受力总和指的是各个支腿受到地面的支撑力总和。
工程机械(例如泵车或起重机)在作业时，利用支腿支撑以保持整机稳定。在正常情况下，支腿组的受力总和的波动是较为稳定且不发生突变的。当检测到支腿组的受力总和在预设时间内发生了显著变化，可以确定为支腿组所在地面发生塌陷而导致支腿组的受力发生了明显转移，比如支腿所在地面发生塌陷导致轮胎着地。
少量的塌陷行程便会导致支腿受力分配的明显转移，由此来可靠地捕捉支腿塌陷事件的发生。利用支腿受力变化的特征来识别支腿所在地面的塌陷事件，使得对塌陷事件的感知能力更灵敏，对塌陷事件的预警和补救能力更强，增加了对预防倾翻的技术手段，有助于减少和预防支腿塌陷导致的倾翻事故。相比现有技术中依靠工作人员在现场凭经验进行判断，本技术方案的塌陷识别方法的及时性和准确性更优。
在一实施例中，塌陷识别方法还包括：
在确定地面发生塌陷的情况下，发出预警指示。
工程机械通常采用四条支腿进行支撑，支腿所在地面发生塌陷时，支腿分担的受力产生了转移，及时准确地捕捉该受力转移的过程可以识别支腿塌陷并发出倾翻警报。
图2示意性示出了根据本发明实施例的工程机械的模块框图，如图2所示，工程机械包括：支腿受力检测模块201、塌陷识别模块202和警示输出模块203。
支腿受力检测模块201用于检测支腿受到地面的支撑力的大小。获取支腿受力大小的方法可以包括但不限于：检测支腿的垂直油缸的压力(或压强)以及油缸结构(如截面积)以换算出支腿的支撑力；利用称重传感器或力传感器直接测量支腿的支撑力；对支腿粘贴应变片，利用变形检测来间接获取支腿的支撑力。
塌陷识别模块202：通过存储、比较和识别支腿的受力变化，捕捉到与塌陷紧密相关的受力变化的特征，来判断支腿所在地面发生了塌陷。
警示输出模块203：实现人机交互功能，将塌陷判断结果输出，例如报警。施加针对支腿塌陷的干预操作：停止可能继续增加塌陷或引起倾翻的危险操作、对已存在塌陷的支腿采取补救措施。
在本发明实施例中，支腿组包括第一支腿组和第二支腿组，第一支腿组包括第一支腿和第二支腿，第二支腿组包括第三支腿和第四支腿，其中，第一支腿和第二支腿关于工程机械的底盘呈第一对角设置，第三支腿和第四支腿关于工程机械的底盘呈第二对角设置，塌陷识别方法还包括：
在第一受力总和与第二受力总和的差值未超过第一预设阈值的情况下，获取第一支腿组的第三受力总和；
在第三受力总和减小且减小量超过第二预设阈值的情况下，确定第一支腿组所在地面发生塌陷。
在一实施例中，塌陷识别方法还包括：
获取第二支腿组的第四受力总和；
在第四受力总和减小且减小量超过第二预设阈值的情况下，确定第二支腿组所在地面发生塌陷。
图3示意性示出了根据本发明实施例的支腿分布的俯视图，如图3所示，将第一支腿标记为A1，第二支腿标记为A2，第三支腿标记为A3，第四支腿标记为A4，第一支腿和第二支腿为对角设置，第三支腿和第四支腿为对标设置。
将第一支腿的支撑力标记为F1，第二支腿的支撑力标记为F2，第三支腿的支撑力标记为F3，第四支腿的支撑力标记为F4。第一支腿组的第三受力总和指的是F1+F2，第二支腿组的第四受力总和指的是F3+F4。第二预设阈值可以通过实验以及具体工况来确定，例如，可以为第三受力总和或第四受力总和的1％-4％，例如，第二预设阈值可以为第三受力总和的2％。
根据实验测试，在不发生塌陷事件的工程机械运行过程中(泵车的臂架回转或非回转运动时)，有如下规律：
(1)臂架运动时，任意支腿的受力不发生突变，具有连续性。
(2)四点支撑时，对角支腿受力的和值不发生突变。
在塌陷的瞬间，塌陷的支腿受力会发生突变且减小，当F1+F2的和值在预设时间内减小且减小量超过第二预设阈值的情况下，可以判断为第一支腿或者第二支腿所在地面塌陷。当F3+F4的和值在预设时间内减小且减小量超过第二预设阈值的情况下，可以判断为第三支腿或者第四支腿所在地面塌陷，由此实现了利用对角设置的支腿组受力和的变化来识别塌陷时间以及定位塌陷支腿组。图4示意性示出了根据本发明实施例的用于工程机械的另一种塌陷识别方法的流程图，可参见图4。
工程机械上臂架的运动影响工程机械的重心移动，臂架的方向是工程机械重心偏移的方向，臂架的方向也是倾翻力矩作用的方向，因此，将塌陷支腿定位到两条对角设置的支腿之一后，根据臂架的方向便可确认出发生塌陷的方向，进而确认出两条对角设置的支腿中发生塌陷的支腿。当检测到第一支腿组或者第二支腿组所在地面发生塌陷时，可以目测得到臂架的方向，也可以根据臂架转台的回转角度来自动地快速地准确地确定臂架的方向，也就是说，可以利用臂架转台的回转角度来定位具体的塌陷支腿。图5示意性示出了根据本发明实施例的工程机械的另一种模块框图，如图5所述，工程机械还包括回转角度检测模块204。
在一实施例中，塌陷识别方法还包括：
在确定第一支腿组所在地面发生塌陷之后，获取工程机械的臂架转台的回转角度；
在回转角度偏向于第一支腿一侧的情况下，确定第一支腿所在地面发生塌陷；
在回转角度偏向于第二支腿一侧的情况下，确定第二支腿所在地面发生塌陷。
在一实施例中，塌陷识别方法还包括：
在确定第二支腿组所在地面发生塌陷之后，获取工程机械的臂架转台的回转角度；
在回转角度偏向于第三支腿一侧的情况下，确定第三支腿所在地面发生塌陷；
在回转角度偏向于第四支腿一侧的情况下，确定第四支腿所在地面发生塌陷。
本发明实施例利用在塌陷过程中支腿受力重新分配的特征，识别支腿塌陷事件，可以对由于支腿塌陷可能导致的倾翻事故进行预警，工作人员可以对工程机械实施合理的操作来避免倾翻事故。本发明实施例涉及的塌陷识别具有反应敏感的特点，因为实验证明，少量的塌陷行程便会导致支腿受力分配的明显转移，以此来可靠地捕捉到支腿塌陷事件的发生，相对于检测车身倾角要更加灵敏与可靠。
本发明实施例提供一种处理器，被配置成执行上述的用于工程机械的塌陷识别方法。
本发明实施例提供一种用于工程机械的塌陷识别装置，包括：
力传感器，用于在预设时间内分别获取支腿组的第一受力总和与第二受力总和；以及
上述的处理器。
本发明实施例提供一种工程机械，包括上述的用于工程机械的塌陷识别装置。
在本发明实施例中，工程机械包括泵车或起重机。
需要说明的是，除了泵车和起重机之外，工程机械还可以包括其他配置支腿支撑的移动式工程机械。
本发明实施例提供一种机器可读存储介质，该机器可读存储介质上存储有指令，该指令用于使得机器执行上述的用于工程机械的塌陷识别方法。
本发明实施例提供一种计算机程序产品，包括计算机程序，计算机程序在被处理器执行时实现上述的用于工程机械的塌陷识别方法。
本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
在一个典型的配置中，计算设备包括一个或多个处理器(CPU)、输入/输出接口、网络接口和内存。
存储器可能包括计算机可读介质中的非永久性存储器，随机存取存储器(RAM)和/或非易失性内存等形式，如只读存储器(ROM)或闪存(flash RAM)。存储器是计算机可读介质的示例。
计算机可读介质包括永久性和非永久性、可移动和非可移动媒体可以由任何方法或技术来实现信息存储。信息可以是计算机可读指令、数据结构、程序的模块或其他数据。计算机的存储介质的例子包括，但不限于相变内存(PRAM)、静态随机存取存储器(SRAM)、动态随机存取存储器(DRAM)、其他类型的随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、快闪记忆体或其他内存技术、只读光盘只读存储器(CD-ROM)、数字多功能光盘(DVD)或其他光学存储、磁盒式磁带，磁带磁磁盘存储或其他磁性存储设备或任何其他非传输介质，可用于存储可以被计算设备访问的信息。按照本文中的界定，计算机可读介质不包括暂存电脑可读媒体(transitory media)，如调制的数据信号和载波。
还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、商品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、商品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的权利要求范围之内。
Claims (10)
1.一种用于工程机械的塌陷识别方法，其特征在于，所述工程机械包括支腿组，所述支腿组用于在所述工程机械作业时提供支撑力，所述塌陷识别方法包括：
在预设时间内分别获取所述支腿组的第一受力总和与第二受力总和；
在所述第一受力总和与所述第二受力总和的差值超过第一预设阈值的情况下，确定所述支腿组所在地面发生塌陷。
2.根据权利要求1所述的塌陷识别方法，其特征在于，所述支腿组包括第一支腿组和第二支腿组，所述第一支腿组包括第一支腿和第二支腿，所述第二支腿组包括第三支腿和第四支腿，其中，所述第一支腿和所述第二支腿关于所述工程机械的底盘呈第一对角设置，所述第三支腿和所述第四支腿关于所述工程机械的底盘呈第二对角设置，所述塌陷识别方法还包括：
在所述第一受力总和与所述第二受力总和的差值未超过所述第一预设阈值的情况下，获取所述第一支腿组的第三受力总和；
在所述第三受力总和减小且减小量超过第二预设阈值的情况下，确定所述第一支腿组所在地面发生塌陷。
3.根据权利要求2所述的塌陷识别方法，其特征在于，还包括：
获取所述第二支腿组的第四受力总和；
在所述第四受力总和减小且减小量超过所述第二预设阈值的情况下，确定所述第二支腿组所在地面发生塌陷。
4.根据权利要求2所述的塌陷识别方法，其特征在于，还包括：
在所述确定所述第一支腿组所在地面发生塌陷之后，获取所述工程机械的臂架转台的回转角度；
在所述回转角度偏向于所述第一支腿一侧的情况下，确定所述第一支腿所在地面发生塌陷；
在所述回转角度偏向于所述第二支腿一侧的情况下，确定所述第二支腿所在地面发生塌陷。
5.根据权利要求3所述的塌陷识别方法，其特征在于，还包括：
在所述确定所述第二支腿组所在地面发生塌陷之后，获取所述工程机械的臂架转台的回转角度；
在所述回转角度偏向于所述第三支腿一侧的情况下，确定所述第三支腿所在地面发生塌陷；
在所述回转角度偏向于所述第四支腿一侧的情况下，确定所述第四支腿所在地面发生塌陷。
6.根据权利要求1至5中任意一项所述的塌陷识别方法，其特征在于，还包括：
在确定地面发生塌陷的情况下，发出预警指示。
7.一种处理器，其特征在于，被配置成执行根据权利要求1至6中任一项所述的用于工程机械的塌陷识别方法。
8.一种用于工程机械的塌陷识别装置，其特征在于，包括：
力传感器，用于在预设时间内分别获取支腿组的第一受力总和与第二受力总和；以及
根据权利要求7所述的处理器。
9.一种工程机械，其特征在于，包括根据权利要求8所述的用于工程机械的塌陷识别装置。
10.根据权利要求9所述的工程机械，其特征在于，所述工程机械包括泵车或起重机。
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| CN202110968762.0A Active CN113800402B (zh) | 2021-08-23 | 2021-08-23 | 用于工程机械的塌陷识别方法、处理器及装置 |
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| CN (1) | CN113800402B (zh) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000136091A (ja) * | 1998-10-30 | 2000-05-16 | Komatsu Ltd | アウトリガーを備えた作業車の沈下判断装置 |
| CN103625440A (zh) * | 2013-12-10 | 2014-03-12 | 三一汽车制造有限公司 | 一种工程机械 |
-
2021
- 2021-08-23 CN CN202110968762.0A patent/CN113800402B/zh active Active
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000136091A (ja) * | 1998-10-30 | 2000-05-16 | Komatsu Ltd | アウトリガーを備えた作業車の沈下判断装置 |
| CN103625440A (zh) * | 2013-12-10 | 2014-03-12 | 三一汽车制造有限公司 | 一种工程机械 |
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Application publication date: 20211217 Assignee: ZOOMLION HEAVY INDUSTRY SCIENCE&TECHNOLOGY Co.,Ltd. Assignor: ZOOMLION HEAVY INDUSTRY SCIENCE&TECHNOLOGY Co.,Ltd. Contract record no.: X2023980042686 Denomination of invention: Method, processor, and device for identifying collapse in construction machinery Granted publication date: 20220916 License type: Common License Record date: 20231010 |