CN115571833A - 用于工程设备的安全保护系统、工程设备及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及工程设备技术领域，公开了一种用于工程设备的安全保护系统、工程设备及方法，安全保护系统包括：压力检测模块，用于检测作用于伸缩臂的载荷；角度传感器，用于检测臂架与水平面之间的夹角；执行模块；控制器，被配置成：根据载荷和夹角确定工程设备的工作平台对应的平台负载，判断平台负载是否大于额定载荷，在平台负载大于额定载荷的情况下，发送控制指令至执行模块，以使执行模块执行预设的安全保护措施。通过直接测量载荷传递路径上法向载荷，减少测量误差，有效的提升了测量精度。

Description

用于工程设备的安全保护系统、工程设备及方法

技术领域

本发明涉及工程设备技术领域，具体地，涉及一种用于工程设备的安全保护系统、工程设备及方法。

背景技术

高空作业平台是服务于各个行业高空作业、设备安装、检修等可移动性高空作业的产品。根据结构特性的区别，高空作业平台主要包括臂式高空作业平台、剪叉式高空作业平台、桅柱式高空作业平台、蜘蛛式高空作业平台等。安全是目前高空作业平台最需要考虑的问题之一，而防止超载则是最基本的安全要求。高空作业平台在作业或行走过程中，必须保证工作平台载荷不超过额定载荷，否则会出现倾翻力矩大于稳定力矩而导致倾翻，或者结构损坏，进而出现人员伤亡或财产损失的情况。

目前高空作业平台通常配置负载感应系统，如称重系统，确保工作平台载荷不超过额定载荷，当工作平台载荷超过额定载荷，负载感应系统会报警同时执行系统将限制升降、行走等动作，避免高空作业平台损害或稳定性不足。现有的现有负载感应系统主要以四连杆结构形式为主，由于其结构的制造精度、销轴连接摩擦阻力均影响载荷检测精度，故存在载荷检测精度不高、稳定性不足等问题，且现有的负载感应系统仅能检测工作平台载荷，无法检测到臂架系统可能承受除结构以外的外在载荷。

发明内容

针对现有技术中的上述不足，本发明实施例的目的是提供一种用于工程设备的安全保护系统、工程设备及方法。

为了实现上述目的，本发明第一方面提供一种用于工程设备的安全保护系统，工程设备包括臂架和与臂架连接的转台，臂架包括伸缩臂，安全保护系统包括：

压力检测模块，用于检测作用于伸缩臂的载荷；

角度传感器，用于检测臂架与水平面之间的夹角；

执行模块；以及

控制器，被配置成：

根据载荷和夹角确定工程设备的工作平台对应的平台负载；

判断平台负载是否大于额定载荷；

在平台负载大于额定载荷的情况下，发送控制指令至执行模块，以使执行模块执行预设的安全保护措施。

在本发明实施例中，伸缩臂包括第一节臂和第二节臂，转台、第一节臂以及第二节臂依次连接，压力检测模块包括：

第一压力检测装置，第一压力检测装置的第一侧固定于第一节臂远离转台的一端的底板上，第一压力检测装置的第二侧与第二节臂的底板接触；

第二压力检测装置，第二压力检测装置的第一侧固定于第二节臂靠近第一节臂的一端的顶板上，第二压力检测装置的第二侧与第一节臂的顶板接触。

在本发明实施例中，第一压力检测装置包括：

滑块，滑块的第一侧与第二节臂的底板接触；

压力传感器，滑块的第二侧固定于压力传感器的第一侧，压力传感器的第二侧固定于第一节臂远离转台的一端的底板上。

在本发明实施例中，滑块的第二侧设置有凹槽，压力传感器的第一侧嵌入凹槽中，以实现滑块与压力传感器之间的过盈配合。

在本发明实施例中，第一压力检测装置还包括：

固定组件，用于将压力传感器的第二侧固定于第一节臂远离转台的一端的底板上。

在本发明实施例中，执行模块包括：

执行机构，用于根据接收到的控制指令调节工程设备的液压驱动系统对应的液压控制阀的开闭。

在本发明实施例中，执行模块包括：

报警装置，用于根据接收到的控制指令输出预警信息。

本发明第二方面提供一种工程设备，包括如上所述的安全保护系统。

本发明第三方面提供一种用于工程设备的安全保护方法，工程设备包括臂架和与臂架连接的转台，臂架包括伸缩臂，安全保护方法包括：

获取作用于伸缩臂的载荷；

获取臂架与水平面之间的夹角；

根据载荷和夹角确定工程设备的工作平台对应的平台负载；

判断平台负载是否大于额定载荷；

在平台负载大于额定载荷的情况下，执行预设的安全保护措施。

在本发明实施例中，工程设备的伸缩臂包括第一节臂和第二节臂，工程设备的转台、第一节臂、第二节臂以及工程设备的工作平台依次连接，压力检测装置位于第一节臂和第二节臂之间，根据载荷和夹角确定工程设备的工作平台对应的平台负载，包括：

确定工作平台的第一重量和第二节臂的第二重量；

根据载荷、夹角、第一重量以及第二重量确定工作平台对应的平台负载。

本发明第四方面提供一种处理器，被配置成执行如上所述的用于工程设备的安全保护方法。

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，该指令在被处理器执行时使得处理器被配置成执行如上所述的用于工程设备的安全保护方法。

通过采用上述用于工程设备的安全保护系统，利用压力检测模块对作用于伸缩臂的载荷进行检测，以及利用角度传感器对臂架与水平面之间的夹角进行检测，以根据载荷和夹角确定工程设备的工作平台对应的平台负载，并判断平台负载是否大于额定载荷，在平台负载大于额定载荷的情况下，通过执行模块执行预设的安全保护措施，通过将压力检测模块安装于臂架的伸缩臂，实现将压力检测模块作为载荷传递路径中的必经环节，不仅检测到工作平台的载荷还可检测臂架系统可能承受的外在载荷，提升了压力检测的有效性，且该检测方法是直接测量载荷传递路径上法向载荷，不需要其他辅助运动机构协助，因而不会引入因辅助运动机构的摩擦阻力而导致的测量误差，有效的提升了测量精度。

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

附图是用来提供对本发明的进一步理解，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，但并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1是本发明第一实施例的用于工程设备的安全保护系统的结构示意图；

图2是本发明一实施例的安全保护系统的应用示意图；

图3是本发明一实施例的压力检测模块的结构示意图；

图4是本发明一实施例的压力检测模块的剖面结构示意图；

图5是根据本发明一实施例的用于工程设备的安全保护方法的流程示意图；

图6是根据本发明一实施例的力平衡关系示意图。

附图标记说明

100、压力检测模块；200、角度传感器；300、控制器；400、执行模块；101、滑块；102、压力传感器；103、固定组件；111、第一压力检测装置；112、第二压力检测装置；500、转台；501、底盘；600、第一节臂；601、第一节臂顶板；602、第一节臂底板；700、第二节臂；701、第二节臂顶板；702、第二节臂底板；800、工作平台。

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。

需要说明，若本申请实施例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，若本申请实施例中有涉及“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，各个实施例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示意性示出了本发明第一实施例的用于工程设备的安全保护系统。如图1所示，在本发明的一个实施例中，提供了一种用于工程设备的安全保护系统，工程设备包括臂架和与臂架连接的转台，臂架包括伸缩臂，安全保护系统包括：

压力检测模块100，用于检测作用于伸缩臂的载荷；

角度传感器200，用于检测臂架与水平面之间的夹角；

执行模块400；以及

控制器300，被配置成：

根据载荷和夹角确定工程设备的工作平台对应的平台负载；

判断平台负载是否大于额定载荷；

在平台负载大于额定载荷的情况下，发送控制指令至执行模块400，

以使执行模块400执行预设的安全保护措施。

本实施例中，需要说明的是，工程设备包括服务于各个行业高空作业、设备安装、检修等可移动性高空作业的高空作业平台。本实施例中以臂式高空作业平台作为工程设备进行说明，臂式高空作业平台作为最常见的高空作业平台之一，通常包括底盘、转台、臂架和工作平台等部分，其中，臂架通常包括两节或两节以上伸缩臂，不同的伸缩臂之间通过滑块接触连接，以减少伸缩臂在伸缩过程中的摩擦阻力，同时通过滑块压力形式传递不同伸缩臂之间载荷。臂架设置在转台上，通过伸长、缩回和变幅运动，将臂架端部的工作平台举升至目标位置，方便将工人进行高空作业或将物体运送至高空。高空作业平台在作业或行走过程中，必须保证工作平台载荷不超过额定载荷，否则会出现倾翻力矩大于稳定力矩而导致倾翻，或者结构损坏，进而出现人员伤亡或财产损失的情况。

本实施例中，工程设备的安全保护系统包括压力检测模块100、角度传感器200、执行模块400以及控制器300，压力检测模块100安装于臂架的伸缩臂，可测量作用于伸缩臂的载荷在载荷传递路径上的法向载荷，以检测该法向载荷，并将该检测到的载荷发送至与该压力检测模块100连接的控制器300。角度传感器200安装于工程设备的臂架的与转台连接的一端，用于检测臂架与水平面之间的夹角，并将该检测到的夹角发送到与该角度传感器200连接的控制器300。额定载荷是预先确定的工程设备的工作平台在正常工作时所能承受的载荷大小。控制器300根据接收到的载荷和夹角确定工程设备的工作平台对应的平台负载，并将平台负载与额定载荷进行比较，判断该平台负载是否大于额定载荷，如果该平台负载小于或等于该额定载荷，则确定此时工作平台可正常工作，未检测到超载风险；如果该平台负载大于该额定载荷，可确定此时工程设备的作业平台存在超载风险，控制器300将发送控制指令至执行模块400，以使执行模块400执行预设的安全保护措施。控制指令包括对执行模块400执行预设的安全保护措施的触发信号，控制指令还可以在安全保护措施存在多个时确定此时需要执行的安全保护措施。安全保护措施可以包括对工程设备行驶和作业功能的限制以及对工程设备操作员的预警提示。

通过采用上述用于工程设备的安全保护系统，利用压力检测模块100对作用于伸缩臂的载荷进行检测，以及利用角度传感器200对臂架与水平面之间的夹角进行检测，以根据载荷和夹角确定工程设备的工作平台对应的平台负载，并判断平台负载是否大于额定载荷，在平台负载大于额定载荷的情况下，通过执行模块400执行预设的安全保护措施，通过将压力检测模块100安装于臂架的伸缩臂，实现将压力检测模块100作为载荷传递路径中的必经环节，不仅检测到工作平台的载荷还可检测臂架系统可能承受的外在载荷，提升了压力检测的有效性，且该检测方法是直接测量载荷传递路径上法向载荷，不需要其他辅助运动机构协助，因而不会引入因辅助运动机构的摩擦阻力而导致的测量误差，有效的提升了测量精度。

参考图2，本发明实施例中，伸缩臂包括第一节臂600和第二节臂700，转台500、第一节臂600以及第二节臂700依次连接，压力检测模块100包括：

第一压力检测装置111，第一压力检测装置111的第一侧固定于第一节臂600远离转台500的一端的底板上，第一压力检测装置111的第二侧与第二节臂700的底板接触；

第二压力检测装置112，第二压力检测装置112的第一侧固定于第二节臂700靠近第一节臂600的一端的顶板上，第二压力检测装置112的第二侧与第一节臂600的顶板接触。

本实施例中，需要说明的是，作为高空作业平台，工程设备的伸缩臂通常为套入式伸缩臂，伸缩臂的结构通常是第一段为固定体，其余的都是移动体，所有的移动体都装在固定体内，若该伸缩臂包括多个节臂，其连接的原理是一段接二段、二段接三段依次连接。节臂包括顶板、底板和两个侧板，其中顶板与底板相互间隔并相对设置；两侧板间相互间隔并相对设置；当伸缩臂包括两个或两个以上的节臂时，各节臂之间的顶板或底板均设置于同一侧。

本实施例中，以伸缩臂包括第一节臂600和第二节臂700两个节臂为例进行说明，转台500安装在底盘501上，转台500、第一节臂600、第二节臂700以及工作平台800依次连接，压力检测模块100包括第一压力检测装置111和第二压力检测装置112，第一压力检测装置111的第一侧固定于第一节臂600远离转台500的一端的第一节臂底板602上，第一压力检测装置111的第二侧与第二节臂700的第二节臂底板702接触；第二压力检测装置112的第一侧固定于第二节臂700靠近第一节臂600的一端的第二节臂顶板701上，第二压力检测装置112的第二侧与第一节臂600的第一节臂顶板601接触。工作设备工作时，载荷从工作平台800传递到第二节臂700，第二节臂700通过第一压力检测装置111和第二压力检测装置112将载荷传递至第一节臂600，该载荷的传递方式为串联，且压力检测模块100为载荷传递路径中的必经环节，因此通过压力检测模块100检测到的载荷可以有效测量作用于伸缩臂的载荷，并实时发送给控制器300。且通过压力检测模块100检测直接测量载荷传递路径上法向载荷，不需要其他辅助运动机构协助，避免引入因辅助运动机构的摩擦阻力而导致的测量误差，提升测量精度。

可以理解的是，在另一实施例中，第一节臂600与第二节臂700之间还可设置多个压力检测装置，例如，可以同时设置多个压力检测装置的第一侧固定于第一节臂600远离转台500的一端的底板上，第二侧与第二节臂700的底板接触；同时设置多个压力检测装置的第一侧固定于第二节臂700靠近第一节臂600的一端的顶板上，第二侧与第一节臂600的顶板接触。伸缩臂还可以包括更多的节臂，压力检测模块100可以根据实际压力测量需求设置于不同的节臂连接处。

参考图3和图4，本发明实施例中，第一压力检测装置包括：

滑块101，滑块101的第一侧与第二节臂700的底板接触；

压力传感器102，滑块101的第二侧固定于压力传感器102的第一侧，压力传感器102的第二侧固定于第一节臂600远离转台500的一端的底板上。

常规的工程设备伸缩臂的不同节臂之间通常通过滑块接触连接，以减少伸缩臂在伸缩过程中的摩擦阻力，同时可通过滑块压力形式传递不同节臂之间载荷。本实施例中，需要说明的是，工程设备伸缩臂的不同节臂之间通过压力检测装置接触连接，其中，压力检测装置包括滑块101和压力传感器102。滑块101具有摩擦系数小和耐磨损等特点，如高分子免润滑滑块101，可减小臂架伸缩过程中伸缩臂之间的相对摩擦力。压力传感器102可以是轮辐式压力传感器，压力传感器102中间凸起部分在滑块101压力作用下，相对周边非凸起部分产生相对变形，通过检测相对变形量测量出载荷值；可以理解的是，压力传感器102包括但不局限于轮辐式压力传感器。

本实施例中，如图4中A-A，和B-B示出的压力检测装置的剖面，滑块101的第一侧与臂架板接触，可以限制滑块101与节臂板在滑块101第一侧法向方向的相对移动，实现将载荷从节臂板传递到滑块101，但同时允许滑块101与节臂板在滑块101第一侧面内相对滑动；滑块101的第二侧与第一侧相对，滑块101的第二侧与压力传感器102的第一侧接触，实现载荷从滑块101传递到压力传感器102，滑块101的第二侧固定于压力传感器102的第一侧，压力传感器102的第二侧固定于节臂板上，实现将载荷从压力传感器102传递到节臂板。在另一实施例中，滑块101与压力传感器102的连接形式或者压力传感器102与节臂板的连接行驶还可以是非固定式的，但必须防止滑块101或者压力传感器102在伸缩臂的伸缩过程中前后左右窜动。

具体地，第一压力检测装置对应的滑块101的第一侧与第二节臂700的底板接触；滑块101的第二侧固定于第一压力检测装置对应的压力传感器102的第一侧，该压力传感器102的第二侧固定于第一节臂600远离转台500的一端的底板上。第二压力检测装置对应的滑块101的第一侧与第一节臂600的顶板接触；滑块101的第二侧固定于第二压力检测装置对应的压力传感器102的第一侧，该压力传感器102的第二侧固定于第二节臂700靠近第一节臂600的一端的顶板上。

本发明实施例中，滑块101的第二侧设置有凹槽，压力传感器102的第一侧嵌入凹槽中，以实现滑块101与压力传感器102之间的过盈配合。

本实施例中，需要说明的是，滑块101与压力传感器102之间的固定连接方式可以为在滑块101的第二侧设置凹槽，以将压力传感器102的第一侧嵌入凹槽中，以实现滑块101与压力传感器102之间的过盈配合。在另一实施例中，滑块101与压力传感器102之间的连接方式还可以是通过螺栓或卡槽形式将滑块101连接到压力传感器102。

本发明实施例中，第一压力检测装置还包括：

固定组件103，用于将压力传感器102的第二侧固定于第一节臂600远离转台500的一端的底板上。

本实施例中，需要说明的是，压力检测装置还包括固定组件103，通过固定组件103可将压力检测装置固定于节臂板上，包括将压力检测装置中的压力传感器102固定于节臂板上，例如，螺栓。在一实施例中，压力传感器102还可以通过卡槽形式与节臂板连接。

具体地，第一压力检测装置对应的固定组件103，将第一压力检测装置对应的压力传感器102的第二侧固定于第一节臂600远离转台500的一端的底板上；第二压力检测装置对应的固定组件103，将第二压力检测装置对应的压力传感器102的第二侧固定于第二节臂700靠近第一节臂600的一端的顶板上。

本发明实施例中，执行模块400包括：

执行机构，用于根据接收到的控制指令调节工程设备的液压驱动系统对应的液压控制阀的开闭。

本实施例中，需要说明的是，工程设备的液压驱动系统可以对工程设备的臂架伸缩、变幅，工程设备的行走等进行控制，可通过调节液压驱动系统中的液压控制阀的开闭实现。当控制器300在平台负载大于所述额定载荷的情况下，发送控制指令至执行模块400时，执行模块400的执行机构将根据接收到的控制指令调节工程设备的液压驱动系统对应的液压控制阀的开闭，以限制工程设备的伸缩、变幅和行走等功能。

本发明实施例中，执行模块400包括：

报警装置，用于根据接收到的控制指令输出预警信息。

本实施例中，需要说明的是的，报警装置包括语音报警装置，显示报警装置等用于输出提示信息至工程设备操作员的设备，当控制器300在平台负载大于所述额定载荷的情况下，发送控制指令至执行模块400时，执行模块400的报警装置将根据接收到的控制指令输出预警信息，例如，有超载情况发生时，通过语音报警装置输出报警提示用户风险和/或通过显示面板直接显示控制器300的计算载荷结果，输出超载故障代码。

现有技术中，采用四连杆结构形式的负载感应系统实现对作业平台的载荷进行检测，存在载荷检测精度不高、稳定性不足等问题，且现有的负载感应系统设置在臂架系统远端(远离臂架系统与转台连接铰点)，增加臂架系统所承受弯曲力矩和整机的倾翻力矩，会增加整车重量，为克服该弯曲力矩引起的应力增加，需提升臂架系统结构能力，因而导致臂架系统重量增加；且为克服该倾翻力矩，需在转台配重处增加重量，以保持整车足够稳定性。本实施例中，通过上述用于工程设备的安全保护系统，利用安装于臂架的伸缩臂的压力检测模块100对作用于伸缩臂的载荷进行检测，以及利用角度传感器200对臂架与水平面之间的夹角进行检测，以根据载荷和夹角确定工程设备的工作平台800对应的平台负载，并判断平台负载是否大于额定载荷，在平台负载大于额定载荷的情况下，通过执行模块400执行预设的安全保护措施，通过将压力检测模块100安装于臂架的伸缩臂的节臂中间，将载荷从一节臂板传递到滑块101，从滑块101传递到压力传感器102，再从压力传感器102传递到另一节臂板，传递方式为串联，且压力传感器102为载荷传递路径中的必经环节，不仅检测到工作平台800的载荷还可检测臂架系统可能承受的外在载荷，提升了压力检测的有效性，且该检测方法是直接测量载荷传递路径上法向载荷，不需要其他辅助运动机构协助，因而不会引入因辅助运动机构的摩擦阻力而导致的测量误差，有效的提升了测量精度。

本发明实施例提供一种工程设备，包括如上述实施例所述的安全保护系统。

图5为根据本发明一实施例的用于工程设备的安全保护方法的流程示意图。如图5所示，本发明实施例提供一种用于工程设备的安全保护方法，工程设备包括臂架和与臂架连接的转台，臂架包括伸缩臂，以该方法应用于处理器为例进行说明，该安全保护方法包括：

步骤S100，获取作用于伸缩臂的载荷；

步骤S200，获取臂架与水平面之间的夹角；

本实施例中，需要说明的是，工程设备包括底盘、转台、臂架和工作平台以及如上实施例所述的用于工程设备的安全保护系统，作用于工程设备的伸缩臂的载荷包括经过压力检测模块的载荷传递路径的作用于伸缩臂的法向载荷。工程设备的角度传感器设置在臂架的与转台连接的一端，可用于测量臂架与水平面之间的夹角。

步骤S300，根据载荷和夹角确定工程设备的工作平台对应的平台负载；

具体地，工程设备的伸缩臂包括第一节臂和第二节臂，工程设备的转台、第一节臂、第二节臂以及工程设备的工作平台依次连接，压力检测装置位于第一节臂和第二节臂之间，根据载荷和夹角确定工程设备的工作平台对应的平台负载，包括：

步骤a，确定工作平台的第一重量和第二节臂的第二重量；

步骤b，根据载荷、夹角、第一重量以及第二重量确定工作平台对应的平台负载。

本实施例中，需要说明的是，伸缩臂包括串联的第一节臂与第二节臂，其中，第一节臂与转台连接，第二节臂与工作平台连接，压力检测模块安装在第一节臂与第二节臂之间，第一重量是指工作平台的自身重量，第二重量是指第二节臂的自身重量。工作平台的第一重量和第二节臂的第二重量根据工程设备的不同存在一定的差异，故在进行平台负载计算时，需要先确定工作平台的第一重量以及第二节臂的第二重量，再结合作用于工程设备的伸缩臂的载荷以及角度传感器检测的工程设备的臂架与水平面之间的夹角，角度传感器安装于第一节臂与转台连接的一端，故该夹角为第一节臂与水平面之间的夹角，根据力平衡关系计算出工作平台的平台负载。

参考图6，在臂架变幅平面建立坐标系o-xy，其中x轴沿第一节臂轴线方向，y轴垂直第一节臂轴线；

将工作平台负载F、工作平台的第一重量G1、第二节臂的第二重量G2沿y轴进行分解，分解得到Fy、G1y、G2y；

列y轴方向力平衡关系方程：Fr1-Fr2-G1y-G2y-Fy＝0(1)；

将Fy＝Fcosθ、G1y＝G1cosθ、G2y＝G2cosθ代入式(1)，即可得到工作平台负载F：F＝(Fr1-Fr2-G1cosθ-G2cosθ)/cosθ。

其中，F表示平台负载；G1表示工作平台的第一重量；G2表示第二节臂的第二重量；θ表示第一节臂与水平面之间的夹角；Fy表示平台负载在y方向的分量，Fy＝Fcosθ；Fr1表示第一压力检测装置检测到的载荷；Fr2表示第二压力检测装置检测到的载荷；G1y表示工作平台的第一重量在y方向的分量，G1y＝G1cosθ；G1y表示第二节臂的第二重量在y方向的分量，G2y＝G2cosθ。

在以上计算工作平台的平台负载的算法公式中，可知影响平台负载计算精度的主要因素是角度传感器反馈的夹角与压力检测模块同水平面夹角值的大小差异，本实施例中将压力检测模块和角度传感器均安装在臂架系统变形相对较小的靠近转台的第一节臂长度区域范围内，因而上述角度值的大小差异引起的平台负载测量误差很小，可以忽略，有效的提升了测量精度。

在一实施例中，伸缩臂还可以包括更多的节臂，比如三节臂、四节臂、五节臂等节臂个数，计算工作平台的平台负载的算法公式可知，影响工作平台负载计算精度的主要因素是角度传感器反馈的臂架角度值与压力检测模块同水平面夹角值的大小差异，为减小上述角度值的大小差异引起工作平台负载测量误差，可优选的将压力检测模块和角度传感器均安装在臂架系统变形相对较小的靠近转台的伸缩臂的节臂的长度区域范围内，例如，与转台连接的第一节臂。以三节臂为例，伸缩臂包括依次连接的第一节臂、第二节臂以及第三节臂，其中，第一节臂与转台连接，第三节臂与工作平台连接，此时若将压力检测模块和角度传感器均安装在与转台连接的第一节臂处，此时压力检测模块可检测包括工作平台以及第二节臂和第三节臂所承受的载荷，不仅可对工作平台超载进行检测还可检测臂架系统(包括第二节臂和第三节臂)承受的非正常工况负载；此时若将压力检测模块安装第二节臂处，此时压力检测模块可检测包括工作平台和第三节臂所承受的载荷，实现对工作平台超载进行检测和臂架系统(第三节臂)承受的非正常工况负载进行检测。根据压力检测模块的安装位置，可确定对臂架系统的非正常工况的检测范围，具体包括与压力检测模块所在位置的节臂连接的远离转台方向的节臂。

步骤S400，判断平台负载是否大于额定载荷；

步骤S500，在平台负载大于额定载荷的情况下，执行预设的安全保护措施。

本实施例中，需要说明的是，额定载荷是预先确定的工程设备的工作平台在正常工作时所能承受的载荷大小。处理器根据接收到的载荷和夹角确定工程设备的工作平台对应的平台负载，并将平台负载与额定载荷进行比较，判断该平台负载是否大于额定载荷，如果该平台负载小于或等于该额定载荷，则确定此时工作平台可正常工作，未检测到超载风险；如果该平台负载大于该额定载荷，可确定此时工程设备的作业平台存在超载风险，控制器将发送控制指令至执行模块，以使执行模块执行预设的安全保护措施。控制指令包括对执行模块执行预设的安全保护措施的触发信号，控制指令还可以在安全保护措施存在多个时确定此时需要执行的安全保护措施。安全保护措施可以包括对工程设备行驶和作业功能的限制以及对工程设备操作员的预警提示。

在某些非正常工况下高空作业平台的臂架系统可能会承受除结构以外的外在载荷，例如碰撞、撞击、高空坠物等，这些外在载荷将引起臂架滑块压力急剧变化，该急剧变化可以被压力检测模块检测到，并反馈给处理器。因此，相比传统高空作业平台负载感应系统，本实施例中平台负载检测范围更广，不仅可以检测工作平台的平台负载，还可以检测臂架系统承受的非正常工况负载。即在实际应用中，平台负载超出额定载荷情况可以包括但不限于工作平台的平台负载超出额定载荷或者臂架系统(除固定体节臂以外所有节臂、飞臂等)受到碰撞、撞击及平台触地等情况的出现。

本实施例中，获取压力检测装置检测的作用于工程设备的伸缩臂的载荷，以及获取角度传感器检测的工程设备的臂架与水平面之间的夹角，以根据载荷和夹角确定工程设备的工作平台对应的平台负载，在平台负载大于额定载荷的情况下，发送控制指令至执行模块，以使执行模块执行预设的安全保护措施，有效的预防和终止正在进行的引起臂架系统载荷剧烈波动的非正常作业，因而避免设备损坏或者被进一步破坏。

本发明实施例提供一种处理器，被配置成执行如上实施例所述的用于工程设备的安全保护方法。

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，该指令在被处理器执行时使得处理器被配置成执行如上实施例所述的用于工程设备的安全保护方法。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、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。此外，术语“第一”、“第二”、仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。其中，术语“第一位置”和“第二位置”为两个不同的位置，而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

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 (12)

1.一种用于工程设备的安全保护系统，其特征在于，所述工程设备包括臂架和与所述臂架连接的转台，所述臂架包括伸缩臂，所述安全保护系统包括：

压力检测模块，用于检测作用于所述伸缩臂的载荷；

角度传感器，用于检测所述臂架与水平面之间的夹角；

执行模块；以及

控制器，被配置成：

根据所述载荷和所述夹角确定所述工程设备的工作平台对应的平台负载；

判断所述平台负载是否大于额定载荷；

在所述平台负载大于所述额定载荷的情况下，发送控制指令至所述执行模块，以使所述执行模块执行预设的安全保护措施。

2.根据权利要求1所述的安全保护系统，所述伸缩臂包括第一节臂和第二节臂，所述转台、所述第一节臂以及所述第二节臂依次连接，其特征在于，所述压力检测模块包括：

第一压力检测装置，所述第一压力检测装置的第一侧固定于所述第一节臂远离所述转台的一端的底板上，所述第一压力检测装置的第二侧与所述第二节臂的底板接触；

第二压力检测装置，所述第二压力检测装置的第一侧固定于所述第二节臂靠近所述第一节臂的一端的顶板上，所述第二压力检测装置的第二侧与所述第一节臂的顶板接触。

3.根据权利要求2所述的安全保护系统，其特征在于，所述第一压力检测装置包括：

滑块，所述滑块的第一侧与所述第二节臂的底板接触；

压力传感器，所述滑块的第二侧固定于所述压力传感器的第一侧，所述压力传感器的第二侧固定于所述第一节臂远离所述转台的一端的底板上。

4.根据权利要求3所述的安全保护系统，其特征在于，所述滑块的第二侧设置有凹槽，所述压力传感器的第一侧嵌入所述凹槽中，以实现所述滑块与所述压力传感器之间的过盈配合。

5.根据权利要求3所述的安全保护系统，其特征在于，所述第一压力检测装置还包括：

固定组件，用于将所述压力传感器的第二侧固定于所述第一节臂远离所述转台的一端的底板上。

6.根据权利要求1所述的安全保护系统，其特征在于，所述执行模块包括：

执行机构，用于根据接收到的控制指令调节所述工程设备的液压驱动系统对应的液压控制阀的开闭。

7.根据权利要求1所述的安全保护系统，其特征在于，所述执行模块包括：

报警装置，用于根据接收到的控制指令输出预警信息。

8.一种工程设备，其特征在于，包括根据权利要求1至7任意一项所述的安全保护系统。

9.一种用于工程设备的安全保护方法，其特征在于，所述工程设备包括臂架和与所述臂架连接的转台，所述臂架包括伸缩臂，所述安全保护方法包括：

获取作用于所述伸缩臂的载荷；

获取所述臂架与水平面之间的夹角；

根据所述载荷和所述夹角确定所述工程设备的工作平台对应的平台负载；

判断所述平台负载是否大于额定载荷；

在所述平台负载大于所述额定载荷的情况下，执行预设的安全保护措施。

10.根据权利要求9所述的安全保护方法，所述工程设备的伸缩臂包括第一节臂和第二节臂，所述工程设备的转台、所述第一节臂、所述第二节臂以及所述工程设备的工作平台依次连接，所述压力检测装置位于所述第一节臂和第二节臂之间，其特征在于，所述根据所述载荷和所述夹角确定所述工程设备的工作平台对应的平台负载，包括：

确定所述工作平台的第一重量和所述第二节臂的第二重量；

根据所述载荷、所述夹角、所述第一重量以及所述第二重量确定所述工作平台对应的平台负载。

11.一种处理器，其特征在于，被配置成执行根据权利要求9至10中任意一项所述的用于工程设备的安全保护方法。

12.一种机器可读存储介质，该机器可读存储介质上存储有指令，其特征在于，该指令在被处理器执行时使得所述处理器被配置成执行根据权利要求9或10所述的用于工程设备的安全保护方法。

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