PL163932B1

PL163932B1 - Method of and system for producing an alarm indicative of lost static stability by a wheeled mobile machine in particular an excavator or loader

Info

Publication number: PL163932B1
Application number: PL27314188A
Authority: PL
Inventors: Piotr Dudzinski; Kazimierz Pieczonka
Original assignee: Politechnika Wroclawska
Priority date: 1988-06-15
Filing date: 1988-06-15
Publication date: 1994-05-31
Also published as: PL273141A1

Abstract

2. Układ do sygnalizowania utraty statecznościmaszyny na podwoziu kołowym, w szczególności ładowarki lub koparki, zawierający elektryczne czujniki siły usytuowane w każdym z kół jezdnych maszyny względnie w ich sąsiedztwie, znamienny tym, że składa się z analogowo-cyfrowego przetwornika (5), procesora (6) i wzmacniacza (7), przy czym wyjścia analogowo-cyfrowego przetwornika (5) połączone są z wejściami procesora (6), natomiast wyjście procesora (6), poprzez wzmacniacz (7), połączone jest z sygnalizatorem (8) ostrzegawczym, zaś do wejść analogowo-cyfrowego przetwornika (5) podłączone są elektryczne czujniki (12, 3, 4) siły.2. System for signaling the loss of machine stability on a wheeled chassis, w a particular loader or excavator containing electric force sensors located in each of the running wheels of the machine respectively in their vicinity, characterized in that consists of an analog-to-digital converter (5), processor (6) and amplifier (7), with analog-digital outputs the converter (5) are connected to the inputs processor (6), and the output of the processor (6) is connected through the amplifier (7) with warning indicator (8), and to analog-to-digital converter inputs (5) the electrical sensors (12, 3, 4) strength.

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób i układ do sygnalizowania utraty stateczności maszyny na podwoziu kołowym, w szczególności ładowarki lub koparki. Sposób i układ przeznaczony jest do stosowania przede wszystkim w maszynach do prac ziemnych i budowlanych pracujących na pochyleniu, a zwłaszcza w maszynach z przegubowym zespołem jezdnym, które posiadają mniejszą stateczność w stosunku do maszyn z tak zwaną ramą sztywną.Dotychczas nie jest znany sposób i układ do sygnalizowania utraty stateczności samobieżnych maszyn na podwoziu kołowym. W tym stanie rzeczy stopień zagrożenia kierowcy przed skutkiem wywrócenia takiej maszyny zmniejsza się przez stosowanie kabin o wyższej wytrzymałości oraz specjalnych siedzisk z dwupunktowym pasem bezpieczeństwa. Są to pasywne rozwiązania, które zapewniają jedynie względne bezpieczeństwo kierowcy, natomiast nie chronią maszyny na podwoziu kołowym przed jej wywróceniem.The subject of the invention is a method and system for signaling the loss of stability of a machine on a wheeled chassis, in particular a loader or excavator. The method and system is intended to be used primarily in earthmoving and construction machines operating on an incline, and especially in machines with an articulated trolley, which have a lower stability compared to machines with a so-called rigid frame. to signal the loss of stability of self-propelled machines on a wheeled chassis. In this state of affairs, the degree of risk to the driver from overturning of such a machine is reduced by the use of higher-strength cabins and special seats with a two-point seat belt. These are passive solutions that only provide relative safety for the driver and do not protect the machine on the wheeled chassis from overturning.

Istota wynalazku w zakresie sposobu polega na tym, że w sposób ciągły kontroluje się kontakt wszystkich kół jezdnych maszyny na podwoziu kołowym z podłożem poprzez pomiar reakcji podłoża na wszystkie koła jezdne maszyny na podwoziu kołowym, przy czym występowanie kontaktu wszystkich kół jezdnych maszyny na podwoziu kołowym z podłożem oznacza stan stateczności maszyny na podwoziu kołowym, natomiast brak kontaktu jednego z kół jezdnych maszyny na podwoziu kołowym z podłożem oznacza stan utraty stateczności, którego wystąpienie powoduje zadziałanie sygnału ostrzegawczego oraz ewentualne zatrzymanie maszyny na podwoziu kołowym.The essence of the invention in the scope of the method consists in the fact that the contact of all road wheels of the machine on a wheeled chassis with the ground is monitored continuously by measuring the reaction of the ground to all road wheels of the machine on a wheeled chassis, while the contact of all road wheels of the machine on the wheeled chassis is ground means the state of stability of the machine on a wheeled chassis, while the failure of one of the road wheels of the machine on a wheeled chassis to contact the ground means a state of loss of stability which causes activation of the warning signal and possible stopping of the machine on the wheeled chassis.

Istota wynalazku w zakresie układu, polega na tym, że składa się on z analogowo-cyfrowego przetwornika, procesora i wzmacniacza, przy czym wyjścia analogowo-cyfrowego przetwornika połączone są z wejściami procesora, natomiast wyjście procesora, poprzez wzmacniacz, połączone jest z sygnalizatorem ostrzegawczym, zaś do wejść analogowo-cyfrowego przetwornika podłączone są elektryczne czujniki siły. Ponadto wyjście procesora, poprzez wzmacniacz, połączone jest z wyłącznikiem jazdy pojazdu.The essence of the invention in terms of the system consists in the fact that it consists of an analog-to-digital converter, a processor and an amplifier, the outputs of the analog-to-digital converter are connected to the processor's inputs, and the processor's output, through the amplifier, is connected to a warning device, electric force sensors are connected to the analog-digital inputs of the converter. In addition, the processor output is connected via the amplifier to the vehicle's travel switch.

Zasadniczą korzyścią wynikającą ze stosowania sposobu i układu według wynalazku jest możliwość wyeliminowania wywrócenia się maszyny na podwoziu kołowym pracującej na pochyleniu. Dodatkową zaletąjest to, że układ do sygnalizowania utraty stateczności ze względu na swoją prostotę może być z łatwością zamontowany w maszynie na podwoziu kołowym, która jest już eksploatowana.A major advantage of the method and system according to the invention is that it is possible to avoid overturning of the machine on a wheeled chassis operating on a slope. An additional advantage is that the stability signaling system, due to its simplicity, can easily be mounted on a wheeled chassis machine that is already in service.

Przedmiot wynalazku przedstawiony jest w przykładzie wykonania i na rysunku, który przedstawia schemat blokowy układu do sygnalizowania utraty stateczności przegubowej samobieżnej ładowarki łyżkowej pokazanej w rzucie z boku i w rzucie z góry.The subject matter of the invention is illustrated in an embodiment and in the drawing which shows a block diagram of a system for signaling loss of articulated stability of a self-propelled bucket loader shown in a side view and in a top view.

Sposób według wynalazku polega na tym, że w sposób ciągły kontroluje się kontakt wszystkich czterech kół jezdnych przegubowej samobieżnej ładowarki łyżkowej z podłożem poprzez pomiar reakcji podłoża na wszystkie koła jezdne ładowarki za pomocą tensometrycznych czujników siły podłączonych do układu sygnalizacji utraty stateczności. Występowanie kontaktu wszystkich kół jezdnych ładowarki łyżkowej z podłożem oznacza stan stateczności tej ładowarki, natomiast brak kontaktu jednego z kół jezdnych oznacza stan utraty stateczności, wystąpienie którego powoduje zadziałanie sygnału ostrzegawczego oraz ewentualne zatrzymanie ładowarki.The method according to the invention consists in continuously monitoring the contact of all four road wheels of the articulated bucket loader with the ground by measuring the reaction of the ground to all road wheels of the loader by means of strain gauge force sensors connected to the stability signaling system. The presence of all road wheels of the bucket loader in contact with the ground indicates the stability of this loader, while the lack of contact of one of the road wheels indicates a state of loss of stability, the occurrence of which causes the activation of a warning signal and possible stopping of the loader.

Układ według wynalazku składa się z czterech tensometrycznych czujników 1,2,3,4 siły zamocowanych na końcach mostów napędowych w bezpośrednim sąsiedztwie kół jezdnych przegubowej samobieżnej ładowarki łyżkowej i podłączonych do wejść analogowo-cyfrowego przetwornika 5, którego wyjścia połączone są z wejściami mikroprocesora 6, natomiast wyjście mikroprocesora 6, poprzez wzmacniacz 7, połączone jest z optycznym lub akustycznym sygnalizatorem 8 ostrzegawczym. Ponadto wyjście mikroprocesora 6, poprzez wzmacniacz 7, połączone jest również z wyłącznikiem 9 jazdy ładowarki łyżkowej.The system according to the invention consists of four strain gauges 1,2,3,4 force mounted on the ends of the driving axles in the immediate vicinity of the road wheels of the articulated self-propelled bucket loader and connected to the inputs of the analog-digital converter 5, the outputs of which are connected to the inputs of the microprocessor 6, while the output of the microprocessor 6, through the amplifier 7, is connected to the optical or acoustic warning device 8. In addition, the output of the microprocessor 6, via the amplifier 7, is also connected to the travel switch 9 of the bucket loader.

Działanie układu według wynalazkujest następujące. Tensometryczne czujniki 1,2,3,4 siły reagują na zwrot i wartość reakcji podłoża na cztery koła jezdne ładowarki, przy czym w przypadku występowania kontaktu kół jezdnych ładowarki z podłożem sygnały podawane na wejście mikroprocesora 6 mają postać logicznych zer, natomiast w przypadku braku kontaktu jednego z kół jezdnych ładowarki z podłożem sygnał odpowiadającym temu kołu jezdnemu podawany na wejście mikroprocesora 6 ma postać logicznej jedynki. Mikroprocesor 6 oblicza iloczyn logiczny tych sygnałów. Jeśli wszystkie sygnały podawane na wejścia mikroprocesora 6 są logicznymi zerami, to sygnał na wyjściu mikroprocesora 6 ma postać logicznego zera. W tym przypadku sygnalizator 8 ostrzegawczy jest wyłączony. Natomiast jeśli jeden z sygnałów podawanych na wejście mikroprocesora 6 jest logiczną jedynką, co ma miejsce gdy jedno z kół jezdnych ładowarki straci kontakt z podłożem, to sygnał na wyjściu mikroprocesora 6 ma postać logicznej jedynki, który po wzmocnieniu we wzmacniaczu 7 powoduje włączenie sygnalizatora 8 ostrzegawczego. Działający sygnalizator 8 ostrzegawczy informuje obsługującego ładowarkę z pewnym marginesem bezpieczeństwa o zagrożeniu utraty stateczności ładowarki. Obsługujący ma więc czas, aby przeciwdziałać temu zagrożeniu. W przypadku niewyeliminowania zagrożenia utraty stateczności następuje zadziałanie wyłącznika 9 jazdy, co powoduje zatrzymanie ładowarki.Operation of the system according to the invention is as follows. Strain gauge 1,2,3,4 force sensors react to the return and the value of the ground reaction to the four wheels of the loader, while in the case of contact between the road wheels of the loader and the ground, the signals fed to the input of the microprocessor 6 are logical zeros, and in the case of no contact one of the road wheels of the charger with the ground, the signal corresponding to this road wheel supplied to the input of the microprocessor 6 has the form of a logical one. The microprocessor 6 calculates the logical product of these signals. If all signals applied to the inputs of microprocessor 6 are logical zeros, the signal at the output of microprocessor 6 is logical zero. In this case, the warning indicator 8 is turned off. On the other hand, if one of the signals fed to the input of microprocessor 6 is a logical one, which takes place when one of the road wheels of the charger loses contact with the ground, the signal at the output of microprocessor 6 is in the form of a logical one, which, after amplification in amplifier 7, turns on the warning beacon 8 . The operating warning signal 8 informs the operator of the charger with a certain safety margin about the risk of loss of stability of the charger. The operator has time to counteract this threat. If the risk of loss of stability is not eliminated, the travel switch 9 is actuated, which causes the loader to stop.

163 932163 932

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 90 Cena 10 000 złPublishing Department of the UP RP. Mintage 90 Price PLN 10,000

Claims

Patent claims

Method for signaling the loss of stability of a machine on a wheeled chassis, in particular a loader or excavator, characterized in that the contact of all road wheels of the machine on a wheeled chassis with the ground is continuously monitored by measuring the ground reaction to all running wheels of the machine, contact of all road wheels of the machine with the ground means the machine's stability state, while the lack of contact of one of the machine road wheels with the ground means a state of loss of stability, the occurrence of which causes the activation of the warning signal and possible stopping of the machine.

2. A system for signaling the loss of stability of a machine on a wheeled undercarriage, in particular a loader or excavator, comprising electric force sensors located in or adjacent to each road wheel of the machine, characterized in that it consists of an analog-to-digital converter (5), a processor (6) and the amplifier (7), the outputs of the analog-digital converter (5) are connected to the inputs of the processor (6), while the output of the processor (6), through the amplifier (7), is connected to the warning indicator (8), electric force sensors (12,3,4) are connected to the analog-digital converter inputs (5).

The system according to p. A device according to claim 2, characterized in that the output of the processor (6) is connected via the amplifier (7) to the switch (9) for driving the machine on a wheeled chassis.