CN113891518A

CN113891518A - 一种挖掘机智能照明装置及其控制方法

Info

Publication number: CN113891518A
Application number: CN202111058965.2A
Authority: CN
Inventors: 孙云飞; 王禄; 牛东东; 王顶; 郑桂凡; 王超; 晁储贝; 闫镜宇; 戴刘伟; 郏玲玲
Original assignee: Xuzhou XCMG Excavator Machinery Co Ltd
Current assignee: Xuzhou XCMG Excavator Machinery Co Ltd
Priority date: 2021-09-10
Filing date: 2021-09-10
Publication date: 2022-01-04

Abstract

本发明公开了一种挖掘机智能照明装置及其控制方法，包括步骤：位置采集机构采集操作员的实时位置信号；微处理器判断操作员与挖掘机之间的距离，当操作员与挖掘机之间的距离在照明灯的射程范围内且距离逐渐缩小时，向挖掘机ECU发送灯光运行请求指令，挖掘机ECU控制相应射程的照明灯亮起；当挖掘机ECU接收到挖掘机打火启动的信号后，各照明灯交替闪烁进行示警；当挖掘机ECU接收到挖掘机停车熄火的信号、操作员与挖掘机之间的距离在照明灯的射程范围内且距离逐渐增大时，向挖掘机ECU发送灯光运行请求指令，使挖掘机ECU控制照明灯照明一段时间后熄灭。本发明能够提高挖掘机操作员寻车、入车、离车以及操作过程中的安全性。

Description

一种挖掘机智能照明装置及其控制方法

技术领域

本发明属于挖掘机技术领域，具体涉及一种挖掘机智能照明装置及其控制方法。

背景技术

挖掘机因其巧妙的结构设计和灵活多变的施工方式被广泛应用于市政道路、工程建设、矿山开采、河道施工等多个场景。因应用场景多、范围广，挖掘机在许多情况下工况会非常恶劣，照明情况不佳，比如在碎石随处可见的矿山附近进行夜间作业、在灯光昏暗的隧道中进行作业、河流附近进行夜间作业等等。在这种情况下，挖掘机操作员寻找挖掘机、进入挖掘机、操作挖掘机以及离开挖掘机的过程中都存在着一定的不便甚至是危险。此时，挖掘机的灯光照明就显得尤为重要。

目前，在挖掘机领域，还没有一种智能灯光控制方法及装备能同时解决上述问题。已有的方法是操作员自己携带照明设备寻找并进入挖掘机，然后手动开启车内灯光。这种方式使操作员进入以及离开挖掘机有着许多的不便，不能有效节省操作员的时间，并且由于有时自己携带的照明设备亮度不够，并不能有效保护操作员的安全。现有专利一种挖掘机照明装置及挖掘机（公告号：CN212869535U），将照明灯与挖掘机ECU连接，通过ECU连接的T-BOX实现便携式终端对照明灯的远程控制,当驾驶员夜间离开挖掘机时，通过便携式终端开启照明灯，当离开工地后远程关闭照明灯，保证了驾驶员的安全。但是，该专利只是采用了一个简单的延时照明功能，并不能全方位对操作员寻车、入车以及离开挖掘机的过程进行智能照明，并且其照明灯具功能单一。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种挖掘机智能照明装置及其控制方法，能够提高挖掘机操作员寻车、入车、离车以及操作过程中的安全性。

本发明提供了如下的技术方案：

一种挖掘机智能照明装置，包括照明机构、位置采集机构和控制机构；

所述照明机构包括设于挖掘机驾驶室顶部的射程不同的若干照明灯；

所述位置采集机构能够采集操作员的实时位置信号；

所述控制机构包括相连的微处理器和挖掘机ECU，所述微处理器与位置采集机构相连，所述挖掘机ECU与照明灯相连。

一种所述的挖掘机智能照明装置的控制方法，包括以下步骤：

位置采集机构采集操作员的实时位置信号；

微处理器根据操作员的实时位置信号判断操作员与挖掘机之间的距离，当判断操作员与挖掘机之间的距离在照明灯的射程范围内且距离逐渐缩小时，向挖掘机ECU发送灯光运行请求指令，使挖掘机ECU控制相应射程的照明灯亮起；

当挖掘机ECU接收到挖掘机打火启动的信号后，各照明灯交替闪烁进行示警；

当挖掘机ECU接收到挖掘机停车熄火的信号后，微处理器再次根据操作员的实时位置信号判断操作员与挖掘机之间的距离，当判断操作员与挖掘机之间的距离在照明灯的射程范围内且距离逐渐增大时，向挖掘机ECU发送灯光运行请求指令，使挖掘机ECU控制照明灯照明一段时间后熄灭。

进一步的，所述位置采集机构包括位于操作员处的GPS发送装置以及安装于挖掘机上的GPS接收装置，所述GPS接收装置与微处理器相连；所述GPS接收装置接收GPS发送装置发送的实时位置信号。

进一步的，所述微处理器根据操作员的位置信号计算获得操作员与挖掘机之间的距离和角度，当判断操作员与挖掘机之间的距离在照明灯的射程范围内时，向挖掘机ECU发送灯光运行请求指令以及操作员与挖掘机之间的距离和角度。

进一步的，所述照明灯安装于旋转灯座上，所述旋转灯座通过支撑杆安装于挖掘机驾驶室顶部，所述支撑杆和旋转灯座分别与挖掘机ECU相连。

进一步的，所述照明灯包括红色照明灯和黄色照明灯，红色照明灯的射程为S1，黄色照明灯的射程为S2，S1＞S2；所述支撑杆为能够升降的升降杆，且能够上升至H1和H2高度，H1＞H2。

进一步的，当操作员与挖掘机之间的距离S逐渐缩小且S2＜S≤S1时，挖掘机ECU控制支撑杆上升至H1高度，控制红色照明灯亮起；

当S≤S2时，挖掘机ECU控制支撑杆下降至H2高度，控制红色照明灯熄灭，黄色照明灯亮起。

进一步的，当操作员与挖掘机之间的距离S逐渐增大且S≤S2时，挖掘机ECU控制支撑杆上升至H2高度，控制黄色照明灯亮起；

当S＞S2时，挖掘机ECU控制支撑杆下降至驾驶室高度，控制各照明灯熄灭。

进一步的，当操作员进入挖掘机并打火启动后，挖掘机ECU检测到安全手柄打开，则控制支撑杆下降至驾驶室高度，控制旋转灯座进行周期性旋转，控制红色照明灯和黄色照明灯交替闪烁进行示警。

进一步的，当各照明灯熄灭时，装置进入低电量待机状态，待机状态的供电是由车载蓄电池提供。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

（1）本发明通过位置采集机构采集操作员的实时位置信号，通过微处理器根据操作员的位置信号计算获得操作员与挖掘机之间的距离，将距离分段后，在不同的距离范围内，挖掘机ECU控制相应射程范围内的照明灯亮起进行照明，智能、实时、安全性高，为操作员提供最大的方便；

（2）本发明中，当挖掘机ECU接收到挖掘机打火启动的信号后，控制旋转灯座旋转，各照明灯交替闪烁进行示警，实现一灯多用，提高灯光使用率；

（3）本发明采用自动控制，不需要操作人员手动进行控制，极大地提高了操作人员的使用体验。

附图说明

图1是挖掘机智能照明装置的结构示意图；

图2是挖掘机智能照明装置的控制方法的流程图；

图中标记为：1、支撑杆；2、旋转灯座；3、照明灯。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。

需要说明的是，在本发明的描述中，术语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”、“下”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图中所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明而不是要求本发明必须以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

实施例1

如图1所示，本实施例提供一种挖掘机智能照明装置，包括照明机构、位置采集机构和控制机构；照明机构包括设于挖掘机驾驶室顶部的射程不同的若干照明灯3；位置采集机构能够采集操作员的实时位置信号；控制机构包括相连的微处理器和挖掘机ECU，微处理器与位置采集机构相连，挖掘机ECU与照明灯相连。

照明灯3安装于旋转灯座2上，旋转灯座2通过支撑杆1安装于挖掘机驾驶室顶部，支撑杆1和旋转灯座2分别与挖掘机ECU相连。其中，照明灯3为LED灯，包括红色照明灯和黄色照明灯，红色照明灯的射程为S1，黄色照明灯的射程为S2，S1＞S2。支撑杆1为固定长度的杆或者能够升降的升降杆，内部中空，用于存放导线；当支撑杆1为能够升降的升降杆时，能够上升至H1和H2高度，H1＞H2。

位置采集机构包括位于操作员处的GPS发送装置以及安装于挖掘机上的GPS接收装置，GPS接收装置接收GPS发送装置发送的实时位置信号。GPS接收装置与微处理器相连，微处理器设置于GPS接收装置内部，可以根据操作员的位置信号计算获得操作员与挖掘机之间的距离；GPS接收装置在挖掘机上以固定角度安装，则微处理器还能计算出接收装置与发送装置之间的角度α，该角度就是挖掘机与操作员之间的角度。

微处理器与挖掘机主控制器ECU相连，通过CAN总线向挖掘机ECU实时发送接收到的信息与指令请求。

实施例2

如图2所示，本实施例提供一种挖掘机智能照明装置的控制方法，包括以下步骤：

步骤一、位置采集机构采集操作员的实时位置信号，具体的，当操作员随身携带GPS发送装置接近挖掘机时，GPS接收装置开始接收GPS发送装置发送的实时信号。

步骤二、微处理器实时计算和判断操作员与挖掘机之间的距离S与角度α，当判断结果为S2＜S≤S1且S逐渐缩小时，说明操作员在朝着挖掘机前进，此时微处理器向挖掘机ECU发送灯光运行请求指令以及操作员与挖掘机之间的距离以及角度。

步骤三、挖掘机ECU开始控制支撑杆1、旋转灯座2以及照明灯3进行工作，首先，控制支撑杆1上升至其顶端距驾驶室顶端两米位置（H1高度），旋转灯座2旋转至操作员的方向（角度随操作员的方向实时变化），有效射程为S1的红色照明灯亮起。红色光本身具有较强的穿透力，使得即使在夜间或雾天等光线条件不好时，操作员也能迅速找到挖掘机的位置，起到了一个较强的指引作用。

步骤四、当操作员与挖掘机之间的距离S≤S2时，说明此时操作员已经距离挖掘机比较近了，这时挖掘机周边的照明情况就显得非常重要，于是微处理器向挖掘机ECU发送动作指令请求，挖掘机ECU控制支撑杆1下降至其顶端距驾驶室顶部1米的高度（H2高度），同时红色照明灯切换为黄色照明灯（黄灯照明范围更广，有效照明距离为S2），照明角度同样是操作员方向，支撑杆下降1米与切换为黄灯都是为了让挖掘机与操作员之间的照明更加清晰，更加清晰的照明条件使得操作员能够仔细观察路况，作出最好的路线选择。

步骤五、当操作员进入挖掘机并打火启动正常工作后，挖掘机的工作照明改用车前灯照明。但是由于挖掘机工作的高危险性的关系，在挖掘机的工作过程中需要有警示功能，提醒非工作人员注意保持安全距离，以免造成危险。为解决上述问题，目前大多数挖掘机上都装配有警顶灯，警顶灯的功能是通过不同颜色的灯光闪烁来警告周围人员注意安全。本实施例中，当挖掘机启动后，挖掘机ECU检测到安全手柄打开后，控制支撑杆下降至驾驶室的高度，控制红色照明灯和黄色照明灯交替闪烁，控制旋转灯座以固定周期进行旋转；当检测到安全手柄关闭后，熄灭照明灯，停止旋转。由此一来，当挖掘机正常工作时，本发明可以实现警顶灯功能。

步骤六、当操作员工作完毕，停车熄火并离开挖掘机后，GPS接收装置同样接收GPS发送装置发送的位置信息，微处理器实时判断操作人员与挖掘机之间的距离S以及角度α。当S≤S2且S逐渐增大时，挖掘机ECU控制支撑杆上升至1米高度，开启黄色照明灯为操作员提供照明，保证操作员在离开挖掘机的过程中的安全。

步骤七、当操作员与挖掘机之间的距离S＞S2时，微处理器判断操作员行走状态为远离挖掘机还是接近挖掘机，当判定结果为远离挖掘机时，支撑杆下降至最低高度，灯光熄灭，进入低电量待机状态，待机状态的供电是由车载蓄电池提供，当挖掘机再次打火工作后，发动机向蓄电池充电。

在某些非必要场景，本实施例中的GPS发送装置可以关闭以节约能源。

本发明中采用GPS系统作为位置采集机构，也可以更换为其它遥感系统。本发明不仅可以应用于挖掘机领域，同样可以应用于其他工程机械领域。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。

Claims

1.一种挖掘机智能照明装置，其特征在于，包括照明机构、位置采集机构和控制机构；

所述位置采集机构能够采集操作员的实时位置信号；

2.一种权利要求1所述的挖掘机智能照明装置的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

位置采集机构采集操作员的实时位置信号；

3.根据权利要求2所述的挖掘机智能照明装置的控制方法，其特征在于，所述位置采集机构包括位于操作员处的GPS发送装置以及安装于挖掘机上的GPS接收装置，所述GPS接收装置与微处理器相连；所述GPS接收装置接收GPS发送装置发送的实时位置信号。

4.根据权利要求2所述的挖掘机智能照明装置的控制方法，其特征在于，所述微处理器根据操作员的位置信号计算获得操作员与挖掘机之间的距离和角度，当判断操作员与挖掘机之间的距离在照明灯的射程范围内时，向挖掘机ECU发送灯光运行请求指令以及操作员与挖掘机之间的距离和角度。

5.根据权利要求2所述的挖掘机智能照明装置的控制方法，其特征在于，所述照明灯安装于旋转灯座上，所述旋转灯座通过支撑杆安装于挖掘机驾驶室顶部，所述支撑杆和旋转灯座分别与挖掘机ECU相连。

6.根据权利要求5所述的挖掘机智能照明装置的控制方法，其特征在于，所述照明灯包括红色照明灯和黄色照明灯，红色照明灯的射程为S1，黄色照明灯的射程为S2，S1＞S2；所述支撑杆为能够升降的升降杆，且能够上升至H1和H2高度，H1＞H2。

7.根据权利要求6所述的挖掘机智能照明装置的控制方法，其特征在于，当操作员与挖掘机之间的距离S逐渐缩小且S2＜S≤S1时，挖掘机ECU控制支撑杆上升至H1高度，控制红色照明灯亮起；

8.根据权利要求6所述的挖掘机智能照明装置的控制方法，其特征在于，当操作员与挖掘机之间的距离S逐渐增大且S≤S2时，挖掘机ECU控制支撑杆上升至H2高度，控制黄色照明灯亮起；

9.根据权利要求6所述的挖掘机智能照明装置的控制方法，其特征在于，当操作员进入挖掘机并打火启动后，挖掘机ECU检测到安全手柄打开，则控制支撑杆下降至驾驶室高度，控制旋转灯座进行周期性旋转，控制红色照明灯和黄色照明灯交替闪烁进行示警。

10.根据权利要求4所述的挖掘机智能照明装置的控制方法，其特征在于，当各照明灯熄灭时，装置进入低电量待机状态，待机状态的供电是由车载蓄电池提供。