CN215932448U - 一种工程用车的远程姿态感应装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种工程用车的远程姿态感应装置，包括：操作台、自组网模块、姿态传感器；姿态传感器，与第一控制模块连接，用于采集工程用车在各方向的倾斜角度；操作台，通过自组网模块与工程用车无线连接，包括驾驶座椅和设置在驾驶座椅下方的姿态控制结构；姿态控制结构，包括伺服电缸，伺服电缸通过传动杆连接有万向杆，万向杆设置在驾驶座椅的下方；自组网模块，包括第一控制模块、第二控制模块，第一控制模块安装在远端的工程用车上，第二控制模块安装在操作台内，第二控制模块与第一控制模块无线连接，通过第一控制模块控制工程用车的动作；第二控制模块还根据姿态传感器的反馈，控制伺服电缸的动作。

Description

一种工程用车的远程姿态感应装置

技术领域

本实用新型属于姿态感应领域，尤其涉及一种工程用车的远程姿态感应装置。

背景技术

工程用车一般用于施工环境，在某些情况下，驾驶人员距离施工环境较远，并不能赶到施工场地，或者赶到施工场地的时间较长，耽误施工进度。另外，有些施工场地相对危险，不能保障在施工场地上驾驶工程用车的驾驶人员的安全。

实用新型内容

本实用新型提供了一种工程用车的远程姿态感应装置，以解决上述技术问题中的至少一个技术问题。

本实用新型所采用的技术方案为：

一种工程用车的远程姿态感应装置，包括：

操作台、自组网模块、姿态传感器；

姿态传感器，与第一控制模块连接，用于采集工程用车在各方向的倾斜角度；

所述操作台，通过所述自组网模块与所述工程用车无线连接，包括驾驶座椅和设置在所述驾驶座椅下方的姿态控制结构；

所述姿态控制结构，包括伺服电缸，所述伺服电缸通过传动杆连接有万向杆，所述万向杆设置在所述驾驶座椅的下方；

所述自组网模块，包括所述第一控制模块、第二控制模块，所述第一控制模块安装在远端的工程用车上，所述第二控制模块安装在所述操作台内，所述第二控制模块与所述第一控制模块无线连接，通过所述第一控制模块控制所述工程用车的动作；所述第二控制模块还根据所述姿态传感器的反馈，控制所述伺服电缸的动作。

进一步地，所述姿态控制结构具有多个，所述传动杆包括第一传动杆和第二传动杆；

所述第一传动杆，一端与所述伺服电缸连接，一端与所述万向杆连接；

所述第二传动杆，一端与所述伺服电缸连接，一端与底板连接；

所述伺服电缸，一端与所述第一传动杆和所述第二传动杆连接，一端与所述底板连接。

进一步地，所述万向杆包括所述万向杆包括底座、金属杆；

所述底座，固定在所述第一传动杆顶端；

所述金属杆，底端与所述底座铰接，顶端固定在所述驾驶座椅下方。

进一步地，还包括显示器，设置在所述操作台的前方，与所述操作台连接，用于显示所述工程用车采集到的画面。

进一步地，还包括设置在所述工程用车上的图像采集装置；

所述图像采集装置，用于采集所述工程用车所在环境的画面。

进一步地，还包括设置在所述工程用车上的声音采集装置和设置在所述显示器内部的扬声器；

所述声音采集装置，用于采集所述工程用车所在环境的声音，所述声音包括所述工程用车的发动机的声音；

所述扬声器，用于播放所述声音采集装置采集的所述工程用车所在环境的声音。

进一步地，还包括设置在所述工程用车上的转速传感器；

所述转速传感器，用于测量所述发动机的转速。

进一步地，还包括设置在所述操作台上的电流调节装置；

所述电流调节装置，用于调节电流大小，以便控制所述工程用车的动作幅度。

进一步地，所述操作台包括控制按钮，所述控制按钮用于控制所述远程姿态感应装置与所述工程用车的连接或切换。

进一步地，所述自组网设置有心跳包；

所述心跳包，用于检测所述远程姿态感应装置与所述工程用车是否通信连接。

由于采用了上述技术方案，本实用新型所取得的有益效果为：

1、本实用新型通过自组网模块支持所述远程姿态感应装置与所述工程用车的通信，驾驶人员可以坐在驾驶座椅上通过观看显示屏操作操作台控制所述工程用车的运行，不必须到工程现场驾驶工程用车，突破了距离的限制，节省了时间，并且驾驶座椅在各方向的倾斜角度能够与工程用车在各方向的倾斜角度同步，使驾驶人员远程操作工程用车时更具有临场感。

2、作为本实用新型的一种优选实施方式，所述远程姿态感应装置还包括设置在所述工程用车上的姿态传感器；所述姿态传感器，用于采集所述工程用车在各方向的倾斜角度。姿态传感器采集工程用车在各方向的倾斜角度，并将工程用车在各方向的倾斜角度反馈给驾驶座椅，能够使坐在驾驶座椅上的驾驶人员具有更真实的驾驶体验。

3、作为本实用新型的一种优选实施方式，所述远程姿态感应装置还包括设置在所述显示器内部的扬声器；所述扬声器，用于播放所述声音采集装置采集的所述工程用车所在环境的声音，包括工程用车的发动机的声音，使得驾驶人员在远程操控工程用车时，能够通过工程用车的发动机的声音判断发动机的负载，根据发动机的声音适当改变操作。

4、作为本实用新型的一种优选实施方式，所述远程姿态感应装置还包括设置在所述操作台上的电流调节装置；所述电流调节装置，用于调节电流大小，以便控制所述工程用车的动作幅度。在一些情况下，工程用车的动作幅度不宜过大，通过设置的电流调节装置，控制工程用车的动作幅度，能够适应在特定场景下的需求。

5、作为本实用新型的一种优选实施方式，所述操作台包括控制按钮，所述控制按钮用于控制所述远程姿态感应装置与所述工程用车的连接或切换。驾驶人员坐在驾驶座椅上通过操作台能够操控不同的工程用车，通过控制按钮就能够实现对不同的工程用车的连接或切换，工程用车也不必在同一位置。

附图说明

为了更清楚地说明本说明书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说明书中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型一种实施方式下的一种姿态控制结构示意图；

图2为本实用新型一种实施方式下的一种驾驶座椅结构示意图。

其中，1驾驶座椅；2伺服电缸；3传动杆；4万向杆；5第一传动杆；6第二传动杆；7底板。

具体实施方式

为了更清楚的阐释本申请的整体构思，下面结合说明书附图以示例的方式进行详细说明。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型，但是，本实用新型还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本实用新型的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。

另外，在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“顶”、“底”、“内”、“外”、“轴向”、“径向”、“周向”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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接，还可以是通信；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或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

图1为本实用新型一种实施方式下的一种姿态控制结构示意图；

图2为本实用新型一种实施方式下的一种驾驶座椅结构示意图。

在本实用新型中，驾驶座椅、操作台、显示器在远程驾驶室，与工程用车的距离不做要求。工程用车包括但不限于挖掘机、装载机、压路机、摊铺机。

一种工程用车的远程姿态感应装置，包括操作台、自组网模块、姿态传感器；姿态传感器，与第一控制模块连接，用于采集工程用车在各方向的倾斜角度；操作台，通过自组网模块与工程用车无线连接，包括图2所示的一种驾驶座椅1，还包括设置在驾驶座椅1下方的姿态控制结构，姿态控制结构如图1所示；姿态控制结构，包括伺服电缸2，伺服电缸2通过传动杆3连接有万向杆4，万向杆4设置在驾驶座椅1的下方；自组网模块，包括第一控制模块、第二控制模块，第一控制模块安装在远端的工程用车上，第二控制模块安装在操作台内，第二控制模块与第一控制模块无线连接，通过第一控制模块控制工程用车的动作；第二控制模块还根据姿态传感器的反馈，控制伺服电缸1的动作。

姿态传感器是高性能三维运动姿态测量系统，包括三轴陀螺仪、三轴加速度计，三轴电子罗盘等运动传感器，通过内嵌的低功耗ARM处理器得到经过温度补偿的三维姿态与方位等数据。姿态传感器能够实时采集工程用车在各方向的倾斜角度，比如，工程用车当前的左倾斜角度或右倾斜角度等。

操作台设置在驾驶座椅的前方，便于驾驶人员坐在驾驶座椅上使用操作台。操作台包括驾驶座椅1和设置在驾驶座椅1下方的姿态控制结构。姿态控制结构用于控制驾驶座椅1的倾斜。值得注意的是，驾驶座椅1的倾斜角度与姿态传感器采集的角度不必完全一致，只需要与姿态传感器采集的倾斜方向一致即可。姿态控制结构中包括伺服电缸2、传动杆3、万向杆4，伺服电缸2收缩推动传动杆3运动，进而推动万向杆4，万向杆4能够在各个方向上倾斜。

自组网模块为无线自组网，无线自组网是由一组带有无线收发装置的可移动节点所组成的一个临时性多跳自治系统，具有可临时组网、快速展开、无控制中心、抗毁性强的特点。自组网模块包括安装在工程用车上的第一控制模块和安装在操作台上的第二控制模块联合作用，支持远程姿态感应装置与所述工程用车的通信。

姿态传感器在采集到工程用车当前的左倾斜角度或右倾斜角度后，能够将倾斜角度反馈给第二控制模块，第二控制模块能够根据姿态传感器的反馈控制伺服电缸伸长或收缩，以便控制驾驶座椅1的倾斜。姿态传感器采集工程用车的姿态，并通过控制伺服电缸2控制驾驶座椅1的倾斜，能够使坐在驾驶座椅1上的驾驶人员具有更真实的驾驶体验。另外，驾驶座椅1具有一个最大的安全倾斜角度，驾驶座椅1的倾斜角度不会超过最大安全倾斜角度，防止驾驶人员出现危险。

作为本实用新型的一种优选实施方式，姿态控制结构具有多个，传动杆3包括第一传动杆5和第二传动杆6；第一传动杆5，底端与伺服电缸2连接，顶端与万向杆4连接；第二传动杆6，顶端与伺服电缸2连接，底端与底板7连接；伺服电缸，顶端与第一传动杆5和第二传动杆6连接，底端与底板7连接。

在一种情况下，姿态控制结构具有3个，分别设置在底板7的两端以及驾驶座椅1的正下方，用于支撑驾驶座椅1。第一传动杆5和第二传动杆6呈V字型连接。

作为本实用新型的一种优选实施方式，所述万向杆4包括底座、金属杆；底座，固定在第一传动杆5顶端；金属杆，底端与底座铰接，顶端固定在驾驶座椅1下方。在一种情况下，金属杆底端通过圆球体与底座铰接。

作为本实用新型的一种优选实施方式，远程姿态感应装置还包括显示器，设置在所述操作台的前方，与所述操作台连接，用于显示所述工程用车采集到的画面。驾驶人员可以坐在驾驶座椅1上通过观看显示屏操作操作台控制所述工程用车的运行，不必须到工程现场驾驶工程用车，突破了距离的限制，节省了时间，并且驾驶座椅1能够倾斜，使驾驶人员远程操作工程用车时更具有临场感。

在一种情况下，驾驶座椅、操作台、显示器设置在同一个能够左右倾斜的平台上，姿态传感器采集到工程用车的姿态后，反馈给平台，通过平台同步工程用车的姿态，进而驾驶座椅同步工程用车的姿态。

显示器设置在操作台正前方或者斜前方，便于驾驶人员观看显示器显示的内容。值得注意的是，显示器并不只有一个显示屏，可以具有多个显示屏。多个显示屏显示的是工程用车所在环境的360度的画面，驾驶人员控制工程用车左转时，左边屏幕上的画面内容会转移至中间屏幕，或驾驶人员控制工程用车右转时，右边屏幕上的画面内容会转移至中间屏幕，使得驾驶人员只用观察中间的屏幕便可以获得工程用车当前所处环境的画面。

作为本实用新型的一种优选实施方式，远程姿态感应装置还包括设置在工程用车上的图像采集装置，用于采集工程用车所在环境的画面。图像采集装置可以采用360度全景摄像头或者采用双目摄像头等，不做具体限定。工程用车所在环境的画面包括工程用车前后左右四个方向的画面以及工程用车上方和/或下方的画面，另外，以工程用车为挖掘机为例，图像采集装置还能够采集挖掘机机械臂以及铲斗的画面。

作为本实用新型的一种优选实施方式，远程姿态感应装置还包括设置在工程用车上的声音采集装置，用于采集工程用车所在环境的声音，所在环境的声音包括工程用车的发动机的声音。一般情况下，驾驶经验较多的驾驶人员能够通过发动机的声音判断发送机的负载，采集发动机的声音能够便于驾驶人员根据发动机的声音操控工程用车。声音采集装置可以为声音采集器，不做具体限定。

作为本实用新型的一种优选实施方式，远程姿态感应装置还包括设置在显示器内部的扬声器，用于播放声音采集装置采集的工程用车所在环境的声音。由于驾驶人员与工程用车相隔较远，无法听到工程用车所在环境的声音，但是工程用车所在环境的声音影响驾驶人员对工程用车操作的判断，例如，驾驶人员可通过后方来车的喇叭提示音控制工程用车避让，因此在显示器内部设置扬声器，播放工程用车所在环境的声音，便于驾驶人员更好的控制工程用车。

作为本实用新型的一种优选实施方式，远程姿态感应装置还包括设置工程用车上的转速传感器，用于测量工程用车的发动机的转速。转速传感器可设置在工程用车的变速箱离合器的壳体上。显示屏的左下角或者右下角可显示发动机的转速，便于驾驶人员在操作过程中查看发动机的转速，以根据发动机的转速调整操作。例如，调整踩踏油门的力度。

作为本实用新型的一种优选实施方式，远程姿态感应装置还包括设置在操作台上的电流调节装置，用于调节电流大小，以便控制工程用车的动作幅度。以挖掘机为例，将电流的峰值由50A调节到100A，电流到达峰值的速度变缓，相应的，挖掘机的机械臂的动作幅度变缓，便于在需要精细操作的工作场景下控制。

作为本实用新型的一种优选实施方式，操作台包括控制按钮，用于控制远程姿态感应装置与工程用车的连接或切换。工程用车以及远程姿态感应装置具有多个。驾驶人员在驾驶座椅上可以通过操作台上的控制按钮控制连接工程用车，或由控制一台工程用车切换到控制另外一台工程用车。在连接或切换工程用车时，通过自组网发送控制信号。例如，有工程用车A和工程用车B，通过控制按钮要控制工程用车A时，工程用车A收到的信号是解密的，而工程用车B收到的信号是加密的，因此能够连接控制工程用车A，而不是连接工程用车B，或者同时连接工程用车A和B。

作为本实用新型的一种优选实施方式，自组网设置有心跳包，用于检测远程姿态感应装置与工程用车是否通信。心跳包用于检测远程姿态感应装置与工程用车是否通信，若远程姿态感应装置与工程用车断开连接，不能够通信，工程用车立即制动并断电。

本实用新型中未述及的地方采用或借鉴已有技术即可实现。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。

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，并不排除在包括所述要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅为本说明书的一个或多个实施例而已，并不用于限制本说明书。对于本领域技术人员来说，本说明书的一个或多个实施例可以有各种更改和变化。凡在本说明书的一个或多个实施例的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本说明书的权利要求范围之内。

Claims (10)

1.一种工程用车的远程姿态感应装置，其特征在于，包括：

操作台、自组网模块、姿态传感器；

所述姿态传感器，与第一控制模块连接，用于采集工程用车在各方向的倾斜角度；

所述操作台，通过所述自组网模块与所述工程用车无线连接，包括驾驶座椅和设置在所述驾驶座椅下方的姿态控制结构；

所述姿态控制结构，包括伺服电缸，所述伺服电缸通过传动杆连接有万向杆，所述万向杆设置在所述驾驶座椅的下方；

所述自组网模块，包括所述第一控制模块、第二控制模块，所述第一控制模块安装在远端的工程用车上，所述第二控制模块安装在所述操作台内，所述第二控制模块与所述第一控制模块无线连接，通过所述第一控制模块控制所述工程用车的动作；所述第二控制模块还根据所述姿态传感器的反馈，控制所述伺服电缸的动作。

2.根据权利要求1所述的一种工程用车的远程姿态感应装置，其特征在于，所述姿态控制结构具有多个，所述传动杆包括第一传动杆和第二传动杆；

所述第一传动杆，底端与所述伺服电缸连接，顶端与所述万向杆连接；

所述第二传动杆，顶端与所述伺服电缸连接，底端与底板连接；

所述伺服电缸，顶端与所述第一传动杆和所述第二传动杆连接，底端与所述底板连接。

3.根据权利要求2所述的一种工程用车的远程姿态感应装置，其特征在于，所述万向杆包括底座、金属杆；

所述底座，固定在所述第一传动杆顶端；

所述金属杆，底端与所述底座铰接，顶端固定在所述驾驶座椅下方。

4.根据权利要求1所述的一种工程用车的远程姿态感应装置，其特征在于，还包括显示器，设置在所述操作台的前方，与所述操作台连接，用于显示所述工程用车采集到的画面。

5.根据权利要求1所述的一种工程用车的远程姿态感应装置，其特征在于，还包括设置在所述工程用车上的图像采集装置；

所述图像采集装置，用于采集所述工程用车所在环境的画面。

6.根据权利要求4所述的一种工程用车的远程姿态感应装置，其特征在于，还包括设置在所述工程用车上的声音采集装置和设置在所述显示器内部的扬声器；

所述声音采集装置，用于采集所述工程用车所在环境的声音，所述声音包括所述工程用车的发动机的声音；

所述扬声器，用于播放所述声音采集装置采集的所述工程用车所在环境的声音。

7.根据权利要求6所述的一种工程用车的远程姿态感应装置，其特征在于，还包括设置在所述工程用车上的转速传感器；

所述转速传感器，用于测量所述发动机的转速。

8.根据权利要求1所述的一种工程用车的远程姿态感应装置，其特征在于，还包括设置在所述操作台上的电流调节装置；

所述电流调节装置，用于调节电流大小，以便控制所述工程用车的动作幅度。

9.根据权利要求1所述的一种工程用车的远程姿态感应装置，其特征在于，所述操作台包括控制按钮，所述控制按钮用于控制所述远程姿态感应装置与所述工程用车的连接或切换。

10.根据权利要求1所述的一种工程用车的远程姿态感应装置，其特征在于，所述自组网模块设置有心跳包；

所述心跳包，用于检测所述远程姿态感应装置与所述工程用车是否通信连接。

Images