一種混凝土泵車防側翻控制系統及方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及工程機械領域，特別是涉及一種混凝土泵車防側翻控制系統及方法。
【背景技術】
[0002] 圖1示出的是現有技術中混凝土泵車的整車結構示意圖，其上的各個支腿Γ和臂 架2'均處于收縮狀態。如圖1所示，混凝土泵車在進行作業時需要起升臂架到一定高度進 行施工。如何保證臂架在車輛使用過程中處于安全工作范圍內很重要，否則會出現車翻人 亡事故。此處的"安全工作范圍"指的是對應于支腿和臂架展開狀態下的整車重心保持穩 定的范圍。
[0003] 隨著越來越多的大型工程建設，如水電站、高速公路、橋梁和風電等的需要，混凝 土泵車自身的體積被設計得日趨龐大，施工現場的場地可能不足以將混凝土泵車的支腿完 全展開，那么在支腿未完全展開狀態下，臂架全方位作業可能會超出安全工作范圍，造成作 業不安全。
[0004] 因此希望有一種技術方案來克服或減輕現有技術的上述缺陷中的一個或多個。

【發明內容】

[0005] 本發明的目的在于提供一種避免了現有技術的缺點并且以有利的方式開發的改 進的混凝土泵車防側翻控制系統及方法，其解決了現有技術中無法保證作業安全性的問 題。
[0006] 為實現上述目的，本發明提供一種混凝土泵車防側翻控制系統，其包括：支腿重心 獲取裝置、臂架重心獲取裝置和控制器，其中：所述支腿重心獲取裝置設置在支腿，用于獲 取支腿重心位置信息；所述臂架重心獲取裝置設置在臂架，用于獲取臂架重心位置信息； 所述控制器與所述支腿重心獲取裝置和所述臂架重心獲取裝置連接，用于接收所述支腿重 心位置信息和所述臂架重心位置信息，獲得混凝土泵車的整車重心位置信息，依據該整車 重心位置信息控制所述臂架的作業姿態。
[0007] 進一步地，所述支腿重心獲取裝置包括位移傳感器，用于采集所述支腿當前工況 下相對于初始工況的支腿位移信號。
[0008] 進一步地，所述混凝土泵車的每一所述支腿的支腿垂直油缸各自安裝所述支腿位 移傳感器。
[0009] 進一步地，所述臂架重心獲取裝置包括位移傳感器，用于采集所述臂架當前工況 下相對于初始工況的臂架位移信號。
[0010] 進一步地，所述混凝土泵車的每一所述臂架的臂架油缸各自安裝所述臂架位移傳 感器。
[0011] 進一步地，所述控制器包括接收單元、計算單元、識別單元和信號輸出單元，其中： 所述接收單元用于接收采集到的所述支腿位移信號和所述臂架位移信號；所述計算單元用 于根據所述支腿位移信號和所述臂架位移信號計算出所述整車重心位置；所述識別單元用 于對所述整車重心位置與安全作業范圍進行比較和判斷；所述信號輸出單元用于根據所述 識別單元的判斷結果，若所述整車重心位置超出所述安全作業范圍，則發出改變臂架作業 姿態的指令，直至所述整車重心位置處于所述安全作業范圍內。
[0012] 進一步地，所述控制器還包括用于存儲預設的基準點位置和所述安全作業范圍， 各所述支腿、各所述臂架和整車的質量和初始重心位置信息的存儲單元，所述存儲單元與 所述計算單元和所述識別單元進行信息交互。
[0013] 由于本發明在支腿設置了可用于獲取支腿重心位置信息的支腿重心獲取裝置，在 臂架設置了可用于獲取臂架重心位置信息的臂架重心獲取裝置，還設置了與支腿重心獲取 裝置和臂架重心獲取裝置連接的控制器，通過控制器可以接收支腿重心位置信息和臂架重 心位置信息，獲取混凝土泵車的整車重心位置，并判斷該整車重心位置是否處于安全作業 范圍內，以控制臂架的作業姿態，本發明集合了支腿重心位置信息和臂架重心位置信息作 為判斷條件，當超出安全作業范圍則通過電氣控制臂架的作業即可，其實現方式簡單，控制 效率高，為避免不安全作業提供了有利的條件。
[0014] 一種混凝土泵車防側翻控制方法，其特征在于，包括以下步驟：
[0015] 采集混凝土泵車的當前工況下支腿重心位置信息和臂架重心位置信息；
[0016] 根據所述支腿重心位置信息和所述臂架重心位置信息獲得混凝土泵車的整車重 心位置信息；
[0017] 依據該整車重心位置信息控制臂架的作業狀態。
[0018] 進一步地，所述支腿重心位置信息的獲取方法具體為：首先，定義初始工況的支腿 的重心相對于預設的基準點的位置信息U mmms、利用支腿位移傳感器采集支腿 當前工況相對于初始工況的位移信息（Λ X支腿、Λ y支腿）；然后，根據X支腿初始-X支腿當* =Λ X 支腿J支腿初始1支腿當前=Ay支腿，得到當前工況的支腿的重心相對于所述基準點的位置信息（χ 支腿當前、y支腿當前)。
[0019] 進一步地，所述臂架重心位置信息的獲取方法具體為：首先，定義初始工況的臂架 的重心相對于所述基準點的位置信息、ynMg )，利用臂架位移傳感器采集臂架當 如工況相對于初始工況的位移7[曰息（Δ X臂架、Δ y臂架）；然后，根據X臂架初始_χ臂架當前=Δ Xu 架,y臂架初始-yii架當前=A yii架，得到當前工況的臂架的重心相對于所述基準點的位置信息（χ 臂架當前、y臂架當前)°
[0020] 進一步地，整車重心位置信息的計算公式為支腿i (X支腿丨當前、y支腿丨當前）+…+m支腿 n(X支腿η當前、y支腿η當前)+m節臂I (X節臂1當前、y節臂1當前)+···+Π1節臂η (X節臂η當前、y節臂η當前)=m整車(X 整車當《f、y整車當前）；式中，m支腿i是第i個支腿的質量，m節Hi是臂架中的第i節節臂的質量，（X 支腿i當前、y支腿i當前）是當前工況第i個支腿的重心相對于所述基準點的位置信息，（X節臂i當前、 )是當前工況臂架中的第i節節臂的重心相對于所述基準點的位置信息，是混 凝土泵車的整車質量，是當前工況混凝土泵車的整車重心相對于所述基 準點的位置信息，i大于等于1且小于等于η。
[0021] 進一步地，所述基準點設置在所述混凝土泵車的轉臺回轉中心。
【附圖說明】
[0022] 圖1為現有技術中混凝土泵車的整車結構示意圖；
[0023] 圖2為本發明所提供的混凝土泵車防側翻控制系統一實施例的結構原理示意圖；
[0024] 圖3為本發明中的支腿位移傳感器在支腿上的一種安裝狀態示意圖；
[0025] 圖4為本發明中的臂架位移傳感器在臂架上的一種安裝狀態示意圖；
[0026] 圖5為本發明中的控制器一實施例的結構原理示意圖；
[0027] 圖6為本發明中的控制器另一實施例的結構原理示意圖；
[0028] 圖7為本發明所提供的混凝土泵車防側翻控制方法一實施例的流程圖。
[0029] 附圖標記：
【主權項】
1. 一種混凝土泵車防側翻控制系統，其特征在于，包括：支腿重心獲取裝置（I)、臂架 重心獲取裝置（2)和控制器（3)，其中：所述支腿重心獲取裝置（1)設置在支腿（4)，用于獲 取支腿重心位置信息；所述臂架重心獲取裝置（2)設置在臂架（5)，用于獲取臂架重心位置 信息；所述控制器（3)與所述支腿重心獲取裝置（1)和所述臂架重心獲取裝置（2)連接，用 于接收所述支腿重心位置信息和所述臂架重心位置信息，獲得混凝土泵車的整車重心位置 信息，依據該整車重心位置信息控制所述臂架（5)的作業姿態。
2. 如權利要求1所述的混凝土泵車防側翻控制系統，其特征在于，所述支腿重心獲取 裝置（1)包括位移傳感器，用于采集所述支腿（4)當前工況下相對于初始工況的支腿位移 信號。
3. 如權利要求2所述的混凝土泵車防側翻控制系統，其特征在于，所述混凝土泵車的 每一所述支腿（4)的支腿垂直油缸（6)各自安裝所述支腿位移傳感器。
4. 如權利要求1至3中任一項所述的混凝土泵車防側翻控制系統，其特征在于，所述臂 架重心獲取裝置（2)包括位移傳感器，用于采集所述臂架（5)當前工況下相對于初始工況 的臂架位移信號。
5. 如權利要求4所述的混凝土泵車防側翻控制系統，其特征在于，所述混凝土泵車的 每一所述臂架（5)的臂架油缸（7)各自安裝所述臂架位移傳感器。
6. 如權利要求4所述的混凝土泵車防側翻控制系統，其特征在于，所述控制器⑶包 括接收單元（31)、計算單元（32)、識別單元（33)和信號輸出單元（34)，其中：所述接收單 元（31)用于接收采集到的所述支腿位移信號和所述臂架位移信號；所述計算單元（32)用 于根據所述支腿位移信號和所述臂架位移信號計算出所述整車重心位置；所述識別單元 (33)用于對所述整車重心位置與安全作業范圍進行比較和判斷；所述信號輸出單元（34) 用于根據所述識別單元（33)的判斷結果，若所述整車重心位置超出所述安全作業范圍，則 發出改變臂架（5)作業姿態的指令，直至所述整車重心位置處于所述安全作業范圍內。
7. 如權利要求4所述的混凝土泵車防側翻控制系統，其特征在于，所述控制器（3)還包 括用于存儲預設的基準點位置和所述安全作業范圍，各所述支腿（4)、各所述臂架（5)和整 車的質量和初始重心位置信息的存儲單元（35)，所述存儲單元（35)與所述計算單元（32) 和所述識別單元（33)進行信息交互。
8. -種混凝土泵車防側翻控制方法，其特征在于，包括以下步驟： 采集混凝土泵車的當前工況下支腿重心位置信息和臂架重心位置信息； 根據所述支腿重心位置信息和所述臂架重心位置信息獲得混凝土泵車的整車重心位 置信息； 依據該整車重心位置信息控制臂架的作業狀態。
9. 如權利要求8所述的混凝土泵車防側翻控制方法，其特征在于，所述支腿重心位置 信息的獲取方法具體為： 首先，定義初始工況的支腿的重心相對于預設的基準點的位置信息)， 利用支腿位移傳感器采集支腿當前工況相對于初始工況的位移信息（Axms、A5^ ffia);然 后，根據X支腿初始-X支腿當前=AX支腿，y支腿初始_y支腿當前=Ay支腿，得到當如工況的支腿的重心 相對于所述基準點的位置信息)。
10. 如權利要求9所述的混凝土泵車防側翻控制方法，其特征在于，所述臂架重心位置 信息的獲取方法具體為： 首先，定義初始工況的臂架的重心相對于所述基準點的位置信息（X|?w&、y!? w&)，利 用臂架位移傳感器采集臂架當前工況相對于初始工況的位移信息（A Xftss、Ayftss);然后， 根據X臂架初始-X臂架當前=AX臂架，y臂架初始_y臂架當前=Ay臂架，得到當如工況的臂架的重心相對 于所述基準點的位置信息（Xlt3s3fr、u)。
【專利摘要】本發明公開了一種混凝土泵車防側翻控制系統及方法，其包括：支腿重心獲取裝置、臂架重心獲取裝置和控制器，其中：支腿重心獲取裝置設置在支腿，用于獲取支腿重心位置信息；臂架重心獲取裝置設置在臂架，用于獲取臂架重心位置信息；控制器與支腿重心獲取裝置和臂架重心獲取裝置連接，用于接收支腿重心位置信息和臂架重心位置信息，獲得混凝土泵車的整車重心位置信息，依據該整車重心位置信息控制臂架的作業姿態。本發明能夠保證混凝土泵車在各種工況下的安全作業。
【IPC分類】E02D15-00, E04G21-04, G05D3-12
【公開號】CN104847118
【申請號】CN201410677890
【發明人】楊溢, 涂澤
【申請人】北汽福田汽車股份有限公司
【公開日】2015年8月19日
【申請日】2014年11月21日