CN115953059A - 一种高空作业平台智能控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种高空作业平台智能控制系统，涉及高空作业平台，环境信息采集模块的环境检测模块包括风速检测器、烟雾检测器、降雨检测器、自然灾害预警器，可以获取风速、烟雾、降雨、自然灾害等外界环境信息；设备参数信息模块包括平台高度检测器、设备偏移角度检测器、设备负载率检测器、电机运行数据检测器，可以获取高度、角度、负载等信息；数据接收模块接收环境信息采集模块和设备参数信息模块的信息，并发送至数据整合模块，数据整合模块将整合后的数据发送至安全性分析模块，安全性分析模块进行判断分析，对运行的动作进行控制，针对环境变化进行适应性控制，确保操作安全。

Description

一种高空作业平台智能控制系统

技术领域

本发明涉及高空作业平台，更进一步涉及一种高空作业平台智能控制系统。

背景技术

高空作业平台(Aerial Work Platform)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。高空作业平台相关产品主要有：剪叉式高空作业平台、拖车式高空作业平台、曲臂式高空作业平台、直臂式高空作业平台、铝合金高空作业平台、套缸式高空作业平台、蜘蛛式高空作业平台七大类。

载荷重心的垂直投影在倾覆线内的移动式升降平台上，现市场上存在的设备只是简单的通过简单的常开或常闭行程开关来被动的限制车辆的某一处动作，或者是用某一个开关量来手动限制设备的使用状态，加上使用操作机器的人员缺乏系统安全知识的培训，导致不能对周边环境做出准确的判断，设备在使用过程中出现的故障隐患迟迟得不到解决，尤其是在长时间使用过程中，一旦发生意外，会对自身或设备造成不可避免的损失。传统设备的技术比较单一，不能很好的避免一些事故的发生。

对于本领域的技术人员来说，如何针对环境变化确保操作安全，是目前需要解决的技术问题。

发明内容

本发明提供一种高空作业平台智能控制系统，能够根据外界环境对运行动作进行适应性控制，具体方案如下：

一种高空作业平台智能控制系统，包括环境信息采集模块、设备参数信息模块、数据接收模块、数据整合模块、安全性分析模块；

所述环境信息采集模块包括环境检测模块，所述环境检测模块包括风速检测器、烟雾检测器、降雨检测器、自然灾害预警器；

所述设备参数信息模块包括平台高度检测器、设备偏移角度检测器、设备负载率检测器、电机运行数据检测器；

所述数据接收模块接收所述环境信息采集模块和所述设备参数信息模块的信息，并发送至所述数据整合模块，所述数据整合模块将整合后的数据发送至所述安全性分析模块，所述安全性分析模块进行判断分析，对运行的动作进行控制。

可选地，还包括数据对比模块和数据存储模块，所述数据接收模块分别将数据传递至所述数据对比模块和所述数据存储模块，所述数据对比模块用于将新数据与上一次数据进行比较，并将比较结果发送至所述数据整合模块，所述安全性分析模块分析并发出提示。

可选地，所述环境信息采集模块还包括视觉检测模块，所述视觉检测模块用于检测障碍物、坑洞或路面地质。

可选地，所述环境信息采集模块还包括监控摄像模块，所述监控摄像模块用于检测操作者的着装、操作行为、驾驶行为。

可选地，所述环境信息采集模块还包括智能手环，所述智能手环用于检测操作者的心率、体温、血氧饱合度。

可选地，所述环境检测模块设置于平台的下方；所述自然灾害预警器利用5G物联网技术获取当地天气预报。

可选地，所述环境检测模块的接口方式用CAN，波特率为250bit/s。

可选地，所述安全性分析模块根据各个条件所允许的最小值确定最大输出值。

可选地，当设备的当前值高于最大输出值时，所述安全性分析模块发出报警，并限制输出值进一步增大。

本发明提供一种高空作业平台智能控制系统，环境信息采集模块的环境检测模块包括风速检测器、烟雾检测器、降雨检测器、自然灾害预警器，可以获取风速、烟雾、降雨、自然灾害等外界环境信息；设备参数信息模块包括平台高度检测器、设备偏移角度检测器、设备负载率检测器、电机运行数据检测器，可以获取高度、角度、负载等信息；数据接收模块接收环境信息采集模块和设备参数信息模块的信息，并发送至数据整合模块，数据整合模块将整合后的数据发送至安全性分析模块，安全性分析模块进行判断分析，对运行的动作进行控制，针对环境变化进行适应性控制，确保操作安全。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明提供的高空作业平台智能控制系统的结构框图；

图2为举升限制曲线示意图；

图3为收车状态行走速度限制曲线示意图；

图4为举升高度6米时行走速度限制曲线示意图；

图5为举升高度10米时行走速度限制曲线示意图。

图中包括：

环境信息采集模块1、环境检测模块11、风速检测器111、烟雾检测器112、降雨检测器113、自然灾害预警器114、视觉检测模块12、监控摄像模块13、智能手环14、设备参数信息模块2、平台高度检测器21、设备偏移角度检测器22、设备负载率检测器23、电机运行数据检测器24、数据接收模块3、数据对比模块31、数据存储模块32、数据整合模块4、安全性分析模块5。

具体实施方式

本发明的核心在于提供一种高空作业平台智能控制系统，能够根据外界环境对运行动作进行适应性控制。

为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面将结合附图及具体的实施方式，对本发明的高空作业平台智能控制系统进行详细的介绍说明。

结合图1，本发明提供一种高空作业平台智能控制系统，包括环境信息采集模块1、设备参数信息模块2、数据接收模块3、数据整合模块4、安全性分析模块5等模块，通过不同模块之间的相互配合，共同起到安全保障作用。

环境信息采集模块1包括环境检测模块11，环境检测模块11用于检测外界的环境信息。具体地，环境检测模块11包括风速检测器111、烟雾检测器112、降雨检测器113、自然灾害预警器114；风速检测器111用于检测环境的风速情况；烟雾检测器112用于检测环境的烟雾情况，可以反映能见度；降雨检测器113用于检测环境的降雨情况；自然灾害预警器114用于获取当地天气预报，提前预估天气情况。

风速检测器111装在设备竖直下方采集风速，根据风速检测器111的检测数据可以大致将风分为10个等级，如0级(无风)，烟能垂直向上；1级(软风)，烟能表示风向；2级(软风)，皮肤裸露有风感，树叶微响；3级(微风)，小树枝开始摇动；4级(和风)，灰尘和碎纸扬起，小树枝摇动；5级(清风)，小树摇动；6级(强风)，大树枝摇动，架空电线呼呼有声，打伞困难；7级(疾风)，整棵树摇动，逆风止步困难；8级(大风)，树枝折断，路上车辆被风吹得偏离方向；9级(烈风)，建筑物轻微损坏。

烟雾检测器112装在设备竖直下方监测空气中烟雾的浓度，根据烟雾检测器112的检测数据可以将外界环境中烟雾分为10个等级，如0级(极好)，视野开阔，空气澄清能见度≥50KM；1级(很好)，无降水，视野开阔，能见度在20-50KM范围内；2级(良好)，视野较开阔，能见度在10-20KM范围内；3级(中等)，视野较好，能见度在4-10KM范围内；4级(中等)，视野较模糊，有轻微薄雾能见度在2-4KM范围内；5级(不良)，视野模糊，有薄雾能见度在1-2KM范围内；6级(不良)，视野模糊，有雾能见度在0.5-1KM范围内；7级(低劣)，视野较不佳，有浓雾能见度在0.2-0.5KM范围内；8级(低劣)，视野不佳，有浓雾能见度在0.05-0.2KM范围内；9级(低劣)，视野严重模糊，有浓雾能见度≤0.05KM。

降雨检测器113装在设备竖直下方来检测实时的降雨量，根据降雨检测器113的检测数据可以将外界环境中降雨等级划分为7个等级，如0级(无降雨)，无降雨、降雪发生；1级(小雨)，12H降雨量≤5.0；2级(小雨)，12H降雨量在5.0-14.9之间；3级(大雨)，12H降雨量在15.0-29.9之间；4级(暴雨)，12H降雨量在30.0-69.9之间。5级(大暴雨)，12H降雨量在70.0-139.9之间。6级(特大暴雨)，12H降雨量≥140。

自然灾害预警器114主要是通过5G物联网技术，与当地天气预报连接，一旦发生自然灾害预警则此项优先等级最高。

设备参数信息模块2包括平台高度检测器21、设备偏移角度检测器22、设备负载率检测器23、电机运行数据检测器24等部件；平台高度检测器21用于检测平台当前所处的高度；设备偏移角度检测器22用于检测平台当前所处的角度；设备负载率检测器23用检测设备当前的负载情况；电机运行数据检测器24，用于检测设备电机的运行情况。

数据接收模块3接收环境信息采集模块1和设备参数信息模块2的信息，环境信息采集模块1各个部分以及设备参数信息模块2各个部分所发送的信号均发送至数据接收模块3，由数据接收模块3接收并继续向后传递，进而发送至数据整合模块4；由于检测信号是持续不断的重复进行，为脉冲数据，并且各个不同传感器的检测间隔以及检测时间点存在差别，需要经过数据整合模块4进行整合，形成一组可用的数据；数据整合模块4将整合后的数据发送至安全性分析模块5，安全性分析模块5进行判断分析，得到某一外界环境条件下高空作业平台允许的最大运动范围，对运行的动作进行控制，防止高空作业平台的举升高度或者行进速度超过安全范围，保证生产作业安全。

本发明还包括数据对比模块31和数据存储模块32，数据接收模块3分别将数据传递至数据对比模块31和数据存储模块32，数据存储模块32用于存储数据以供存档。数据对比模块31用于将新数据与上一次数据进行比较，并将比较结果发送至数据整合模块4，安全性分析模块5分析并发出提示。根据检测数据的变化情况，可以向操作者发出提示，例如风速变化情况、能见度变化情况、平台高度变化情况等数据，为操作者提供参考。

环境信息采集模块1还包括视觉检测模块12，视觉检测模块12用于检测障碍物、坑洞或路面地质。视觉检测模块12通过整车安装的摄像头，对整车环境的认知，主要有障碍物识别，包含固定物体识别和移动物体检测。坑洞识别，以及周围路面地质，如冰雪路面，土质较为松散路面，路面材质属性判断等。

环境信息采集模块1还包括监控摄像模块13，监控摄像模块13用于检测操作者的着装、操作行为、驾驶行为；监控摄像模块13是安装在设备底部或者是安装在平台上的摄像装置，记录操作者的操作行为，规范设备使用，如操作设备时是否佩戴安全帽及安全带等防护设备；驾驶过程中是否人为出现危险行为，或做出危险动作；设备在使用过程中是否出现不正确或不规范的使用情况。若摄像头捕捉到操作者进行危险驾驶或进行其他危险动作时，设备通过语音喇叭立即报警提示操作者可操作范围，并限制所有动作。如：身体外倾、超载驾驶。

环境信息采集模块1还包括智能手环14，智能手环14用于检测操作者的心率、体温、血氧饱合度。使用高空设备操作者必须佩戴智能手环，用来采集操作者心率信息，体温信息，以及血氧饱和度信息。实时监控操作者在设备操作过程中身体发生的变化，如有异常数值，立即停止操作。若智能手环检测到操作者身体异常，设备通过语音喇叭立即报警提示操作者可操作范围，并限制所有动作。如心率过高。

环境检测模块11设置于平台的下方；自然灾害预警器114利用5G物联网技术获取当地天气预报。一旦发生自然灾害预警则此项优先等级最高，及时为操作者发出报警。当设备检测到设备所处区域发生自然灾害时，设备通过语音喇叭立即报警提示操作者可操作范围，设备禁止行驶与举升，允许下降。此检测等级为最高级，优先执行。

环境检测模块11包括风速检测器111、烟雾检测器112、降雨检测器113、自然灾害预警器114多个器件，每个器件的接口方式用CAN(控制器局域网络Controller AreaNetwork)，波特率为250bit/s。定任意ID为CANID如：0×0110。

在上述任一技术方案及其相互组合的基础上，本发明中的安全性分析模块5根据各个条件所允许的最小值确定最大输出值。将上述数据对比后，一并整合，将数据安全性分析，计算出当前设备应处于何种状态下，并给出设备允许操作的范围值。例如，当前风力允许的最大举升高度为5m，当前降雨情况允许的最大举升高度为7m，则实际允许的举升高度为5m，以较低的高度为准，从而最大程度地确保安全。

当设备的当前值高于最大输出值时，安全性分析模块5发出报警，并限制输出值进一步增大。例如，当前举升高度为8m，当前环境条件下允许的最高举升高度为6m，则无法进一步向上举升，只能向下降，并且向操作者发出报警，提示其处于危险状态。

结合图2，以全展开车型12M高度为例，其中为各个环境下限制的举升高度。如风力等级为2时，最大限制高度为10M，能见度等级为2时，最大限制高度为11M，降雨量等级为2时，最大限制高度为7M。若设备处于风力等级为2级，能见度为2级，降雨量为2级的自然环境下，最大限制高度为7M。

结合图3、图4、图5，表格纵轴中100表示最大行驶速度1m/s，附图3、附图4、附图5分别为收车状态下、举升至6M、举升至10M的各个环境下的行走最大速度限制。如在收车状态下，风力等级为3时，最大行驶速度为95，能见度等级为3时，最大行驶速度为98，降雨量等级为3时，最大行驶速度为40。若设备处于风力等级为3级，能见度为3级，降雨量为3级的自然环境下，最大行驶速度为40。本发明在此只列出收车状态下、举升至6M状态下、举升至10M状态下的行驶速度限制曲线，在实际应用过程中各个米段都有所对应的曲线关系。

本发明通过多种传感器和5G物联网对外部环境做出准确判断，提高产品使用的安全性。高空作业平台的智能化，避免了操作者对外部环境判断的错误性，能够准确有效的帮助操作者判断外部环境和设备动作之间的联系。设备更加智能化，人性化，5G物联网实时对设备数据进行监控采集，避免事故的发生。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理，可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (9)

1.一种高空作业平台智能控制系统，其特征在于，包括环境信息采集模块(1)、设备参数信息模块(2)、数据接收模块(3)、数据整合模块(4)、安全性分析模块(5)；

所述环境信息采集模块(1)包括环境检测模块(11)，所述环境检测模块(11)包括风速检测器(111)、烟雾检测器(112)、降雨检测器(113)、自然灾害预警器(114)；

所述设备参数信息模块(2)包括平台高度检测器(21)、设备偏移角度检测器(22)、设备负载率检测器(23)、电机运行数据检测器(24)；

所述数据接收模块(3)接收所述环境信息采集模块(1)和所述设备参数信息模块(2)的信息，并发送至所述数据整合模块(4)，所述数据整合模块(4)将整合后的数据发送至所述安全性分析模块(5)，所述安全性分析模块(5)进行判断分析，对运行的动作进行控制。

2.根据权利要求1所述的高空作业平台智能控制系统，其特征在于，还包括数据对比模块(31)和数据存储模块(32)，所述数据接收模块(3)分别将数据传递至所述数据对比模块(31)和所述数据存储模块(32)，所述数据对比模块(31)用于将新数据与上一次数据进行比较，并将比较结果发送至所述数据整合模块(4)，所述安全性分析模块(5)分析并发出提示。

3.根据权利要求2所述的高空作业平台智能控制系统，其特征在于，所述环境信息采集模块(1)还包括视觉检测模块(12)，所述视觉检测模块(12)用于检测障碍物、坑洞或路面地质。

4.根据权利要求2所述的高空作业平台智能控制系统，其特征在于，所述环境信息采集模块(1)还包括监控摄像模块(13)，所述监控摄像模块(13)用于检测操作者的着装、操作行为、驾驶行为。

5.根据权利要求2所述的高空作业平台智能控制系统，其特征在于，所述环境信息采集模块(1)还包括智能手环(14)，所述智能手环(14)用于检测操作者的心率、体温、血氧饱合度。

6.根据权利要求1所述的高空作业平台智能控制系统，其特征在于，所述环境检测模块(11)设置于平台的下方；所述自然灾害预警器(114)利用5G物联网技术获取当地天气预报。

7.根据权利要求1所述的高空作业平台智能控制系统，其特征在于，所述环境检测模块(11)的接口方式用CAN，波特率为250bit/s。

8.根据权利要求1至7任一项所述的高空作业平台智能控制系统，其特征在于，所述安全性分析模块(5)根据各个条件所允许的最小值确定最大输出值。

9.根据权利要求8所述的高空作业平台智能控制系统，其特征在于，当设备的当前值高于最大输出值时，所述安全性分析模块(5)发出报警，并限制输出值进一步增大。

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