專利名稱：混凝土泵車監(jiān)控方法、混凝土泵車監(jiān)控系統(tǒng)及混凝土泵車的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及混凝土泵車監(jiān)控技術(shù)領(lǐng)域，具體而言，涉及一種混凝土泵車監(jiān)控方法、混凝土泵車監(jiān)控系統(tǒng)及混凝土泵車。
背景技術(shù)：
輪式工程機(jī)械，如混凝土泵車在施工前需要將支腿展開，以確保臂架安全布料。但是受施工場(chǎng)地的限制，往往支腿無(wú)法完全展開，此時(shí)臂架進(jìn)行布料操作存在極大的安全隱患。在實(shí)際施工時(shí)，由于支腿未完全展開而造成的設(shè)備傾翻事故頻發(fā)，是混凝土泵車安全事故的主要原因之一。為了克服這種缺陷，發(fā)明了一種X形支腿的泵車，可以僅展開一側(cè)的支腿進(jìn)行支撐，但是這種泵車的使用對(duì)工作區(qū)域有著嚴(yán)格的規(guī)定使用單側(cè)支撐的工作區(qū)域?yàn)閺牟剂?臂架安放位置起計(jì)算約為130°。由于泵車使用時(shí)，控制系統(tǒng)目前只能識(shí)別支腿完全展開或者單側(cè)展開兩種工況，從而對(duì)臂架的回轉(zhuǎn)進(jìn)行安全監(jiān)控，兩種工況下，臂架的回轉(zhuǎn)角度分別為O至360°和O至130°，而當(dāng)支腿在兩種工況之間的某個(gè)展開位置時(shí)，控制系統(tǒng)無(wú)法計(jì)算臂架安全動(dòng)作范圍，使得泵車安全工作范圍受到很大限制。為了拓展支腿未完全展開時(shí)臂架的布料范圍，專利文獻(xiàn)CN102248933A提出一種通過(guò)傳感器檢測(cè)計(jì)算支腿展開范圍確定臂架可回轉(zhuǎn)角度的方法，該專利的主要局限在于在當(dāng)知道臂架支腿的坐標(biāo)時(shí)，僅能夠確定臂架回轉(zhuǎn)的最小安全工作范圍，不能實(shí)現(xiàn)最大安全布料范圍的計(jì)算，使得臂架工作范圍覆蓋不全面，限制了泵車安全工作范圍。當(dāng)受施工場(chǎng)地限制，支腿單側(cè)支撐也不能夠完全展開時(shí)，此時(shí)按照該專利文獻(xiàn)提供的方法計(jì)算，臂架安全工作范圍的回轉(zhuǎn)角度很小幾乎為0°，泵車不能在此工況下布料工作。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明旨在提供一種對(duì)泵車進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控以防止其傾翻的混凝土泵車監(jiān)控方法、混凝土泵車監(jiān)控系統(tǒng)及混凝土泵車。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種混凝土泵車監(jiān)控方法，包括以下步驟根據(jù)支腿的支撐位置計(jì)算混凝土泵車的整車重心安全區(qū)域；根據(jù)臂架的實(shí)時(shí)位置計(jì)算混凝土泵車的整車重心位置；判斷整車重心位置是否位于整車重心安全區(qū)域內(nèi)；根據(jù)判斷結(jié)果控制混凝土泵車的動(dòng)作。進(jìn)一步地，根據(jù)支腿的支撐位置計(jì)算混凝土泵車的整車重心安全區(qū)域包括以下步驟獲取每個(gè)支腿油缸的活塞桿的行程；根據(jù)每個(gè)支腿油缸的活塞桿的行程以及各支腿油缸的結(jié)構(gòu)參數(shù)計(jì)算每個(gè)支腿的支撐點(diǎn)的坐標(biāo)；根據(jù)每個(gè)支腿的支撐點(diǎn)的坐標(biāo)確定整車重心安全區(qū)域，其中整車重心安全區(qū)域?yàn)槊總€(gè)支腿的支撐點(diǎn)的連線所形成的多邊形所圍成的內(nèi)部區(qū)域。進(jìn)一步地，根據(jù)臂架的實(shí)時(shí)位置計(jì)算混凝土泵車的整車重心位置包括以下步驟獲取臂架回轉(zhuǎn)角度；獲取臂架的每個(gè)節(jié)臂油缸的活塞桿的行程；根據(jù)每個(gè)節(jié)臂油缸的活塞桿的行程，確定在回轉(zhuǎn)角度下臂架的姿態(tài)參數(shù)；根據(jù)混凝土泵車的結(jié)構(gòu)參數(shù)和臂架的姿態(tài)參數(shù)計(jì)算整車重心位置，其中混凝土泵車的結(jié)構(gòu)參數(shù)包括臂架的三維模型。進(jìn)一步地，判斷整車重心位置是否位于整車重心安全區(qū)域內(nèi)包括以下步驟獲取在當(dāng)前回轉(zhuǎn)角度下，臂架和整車重心安全區(qū)域的邊界在同一水平投影面上的交點(diǎn)；計(jì)算交點(diǎn)與轉(zhuǎn)臺(tái)中心的距離，得到安全距離；獲取在當(dāng)前回轉(zhuǎn)角度下，整車重心位置與轉(zhuǎn)臺(tái)中心的距離，得到整車重心偏移距離；比較安全距離與整車重心偏移距離的大??；根據(jù)比較結(jié)果判斷整車重心位置是否位于整車重心安全區(qū)域內(nèi)。進(jìn)一步地，根據(jù)比較結(jié)果判斷整車重心位置是否位于整車重心安全區(qū)域內(nèi)包括以下步驟當(dāng)安全距離>整車重心偏移距離時(shí)，判斷整車重心位置位于整車重心安全區(qū)域內(nèi)；當(dāng)安全距離 < 整車重心偏移距離時(shí)，判斷整車重心位置超出整車重心安全區(qū)域。進(jìn)一步地，根據(jù)判斷結(jié)果控制混凝土泵車包括以下步驟當(dāng)判斷整車重心位置超出整車重心安全區(qū)域時(shí)，調(diào)整臂架的任一節(jié)臂動(dòng)作或調(diào)整臂架的回轉(zhuǎn)角度，使整車重心位置向整車重心安全區(qū)域內(nèi)移動(dòng)。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種混凝土泵車監(jiān)控系統(tǒng)，包括第一計(jì)算單元，用于根據(jù)支腿的支撐位置計(jì)算混凝土泵車的整車重心安全區(qū)域；第二計(jì)算單元，用于根據(jù) 臂架的實(shí)時(shí)位置計(jì)算混凝土泵車的整車重心位置；判斷單元，分別與第一計(jì)算單元和第二計(jì)算單元連接，用于判斷整車重心位置是否位于整車重心安全區(qū)域內(nèi)；控制單元，與判斷單元連接，用于根據(jù)判斷單元的判斷結(jié)果控制混凝土泵車的動(dòng)作。進(jìn)一步地，第一計(jì)算單元包括第一采集模塊，包括安裝在每個(gè)支腿油缸上用于檢測(cè)活塞桿行程的第一檢測(cè)裝置；第一計(jì)算模塊，用于根據(jù)每個(gè)支腿油缸的活塞桿行程以及各支腿油缸的結(jié)構(gòu)參數(shù)計(jì)算每個(gè)支腿的支撐點(diǎn)的坐標(biāo)；確定模塊，用于根據(jù)每個(gè)支腿的支撐點(diǎn)的坐標(biāo)確定整車重心安全區(qū)域。進(jìn)一步地，第二計(jì)算單元包括第二采集模塊，包括安裝在轉(zhuǎn)臺(tái)上用于檢測(cè)臂架的回轉(zhuǎn)角度的編碼器；第三采集模塊，包括安裝在臂架的每個(gè)節(jié)臂油缸上用于檢測(cè)每個(gè)節(jié)臂活塞桿行程的第二檢測(cè)裝置；第二計(jì)算模塊，用于根據(jù)每個(gè)節(jié)臂油缸的活塞桿行程確定在回轉(zhuǎn)角度下臂架的不同姿態(tài)參數(shù)；第三計(jì)算模塊，用于根據(jù)混凝土泵車的結(jié)構(gòu)參數(shù)和臂架的姿態(tài)參數(shù)計(jì)算整車重心位置，其中混凝土泵車的結(jié)構(gòu)參數(shù)包括臂架的三維模型。進(jìn)一步地，判斷單元包括第四計(jì)算模塊，用于計(jì)算安全距離，其中，安全距離是指，在臂架的任一回轉(zhuǎn)角度，臂架和整車重心安全區(qū)域的邊界在同一水平投影面上的交點(diǎn)與轉(zhuǎn)臺(tái)中心的距離；第五計(jì)算模塊，用于計(jì)算整車重心偏移距離，整車重心偏移距離是指，臂架位于回轉(zhuǎn)角度時(shí)，整車重心位置與轉(zhuǎn)臺(tái)中心的距離；比較模塊，用于比較安全距離與整車重心偏移距離的大??；判斷模塊，用于根據(jù)比較結(jié)果判斷整車重心位置是否位于整車重心安全區(qū)域內(nèi)。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種混凝土泵車，包括用于進(jìn)行布料作業(yè)的臂架、用于支撐混凝土泵車的可伸縮的支腿以及用于對(duì)臂架作業(yè)的安全性進(jìn)行監(jiān)控的混凝土泵車監(jiān)控系統(tǒng)，混凝土泵車監(jiān)控系統(tǒng)為前述任一種的混凝土泵車監(jiān)控系統(tǒng)。應(yīng)用本發(fā)明的技術(shù)方案，根據(jù)支腿的支撐位置計(jì)算混凝土泵車的整車重心安全區(qū)域，根據(jù)臂架的實(shí)時(shí)位置計(jì)算混凝土泵車的整車重心位置，可以對(duì)整車重心安全區(qū)域以及整車重心位置進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控。通過(guò)判斷整車重心位置是否位于整車重心安全區(qū)域內(nèi)，可以根據(jù)判斷結(jié)果控制混凝土泵車的動(dòng)作，防止整車重心位置超出整車重心安全區(qū)域，進(jìn)而避免混凝土泵車發(fā)生傾翻事故。本發(fā)明在支腿的任一展開位置都可以對(duì)整車重心安全區(qū)域進(jìn)行監(jiān)控，克服了現(xiàn)有技術(shù)只能對(duì)支腿單側(cè)展開或完全展開狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控的缺陷，避免對(duì)泵車的監(jiān)控出現(xiàn)盲區(qū)；同時(shí)根據(jù)整車的實(shí)時(shí)重心是否在實(shí)時(shí)的整車重心安全區(qū)域內(nèi)判斷整車的安全性，實(shí)現(xiàn)了臂架在最大安全范圍內(nèi)布料。


構(gòu)成本申請(qǐng)的一部分的說(shuō)明書附圖用來(lái)提供對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步理解，本發(fā)明的示意性實(shí)施例及其說(shuō)明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的不當(dāng)限定。在附圖中圖I示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的混凝土泵車監(jiān)控方法的示意圖；圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的混凝土泵車支腿展開的示意圖；圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的臂架姿態(tài)示意圖；以及 圖4示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的混凝土泵車監(jiān)控系統(tǒng)的示意圖。
具體實(shí)施例方式下面將參考附圖并結(jié)合實(shí)施例來(lái)詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明。需要說(shuō)明的是，在不沖突的情況下，本申請(qǐng)中的實(shí)施例及實(shí)施例中的特征可以相互組合。如圖I所示，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，提供了一種混凝土泵車監(jiān)控方法，該方法包括步驟SlOO至步驟S400。S100.根據(jù)支腿的支撐位置計(jì)算混凝土泵車的整車重心安全區(qū)域。S200.根據(jù)臂架的實(shí)時(shí)位置計(jì)算混凝土泵車的整車重心位置。S300.判斷整車重心位置是否位于整車重心安全區(qū)域內(nèi)。S400.根據(jù)判斷結(jié)果控制所述混凝土泵車的動(dòng)作。在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中，還提供一種根據(jù)支腿的支撐位置計(jì)算混凝土泵車的整車重心安全區(qū)域的計(jì)算方法，包括以下步驟獲取每個(gè)支腿油缸的活塞桿的行程，此步驟通過(guò)內(nèi)置或外置在每個(gè)支腿油缸上的第一檢測(cè)裝置進(jìn)行。根據(jù)每個(gè)支腿油缸的活塞桿的行程以及各個(gè)支腿油缸的結(jié)構(gòu)參數(shù)計(jì)算每個(gè)支腿的支撐點(diǎn)的坐標(biāo)。將每個(gè)支腿的支撐點(diǎn)連接以形成多邊形，根據(jù)該多邊形所圍成的內(nèi)部區(qū)域確定整車重心安全區(qū)域。在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中，還提供一種根據(jù)臂架的實(shí)時(shí)位置計(jì)算混凝土泵車的整車重心位置的計(jì)算方法，包括以下步驟獲取臂架回轉(zhuǎn)角度，此步驟通過(guò)安裝在轉(zhuǎn)臺(tái)上的編碼器進(jìn)行。獲取臂架的每個(gè)節(jié)臂油缸的活塞桿的行程，此步驟通過(guò)內(nèi)置或外置在各個(gè)節(jié)臂油缸上的第二檢測(cè)裝置實(shí)時(shí)進(jìn)行。根據(jù)各個(gè)節(jié)臂油缸的活塞桿的行程，確定在前述回轉(zhuǎn)角度下，臂架的不同姿態(tài)參數(shù)。根據(jù)混凝土泵車的結(jié)構(gòu)參數(shù)和臂架的姿態(tài)參數(shù)計(jì)算整車重心位置，其中混凝土泵車的結(jié)構(gòu)參數(shù)包括臂架的三維模型，三維模型中的參數(shù)包括混凝土泵車的各結(jié)構(gòu)件質(zhì)心坐標(biāo)、各結(jié)構(gòu)件質(zhì)量、運(yùn)動(dòng)構(gòu)件中各構(gòu)件的連接關(guān)系、連接鉸點(diǎn)坐標(biāo)。這里整車重心位置的計(jì)算以及受控對(duì)象為整個(gè)臂架的所有節(jié)臂的收展以及回轉(zhuǎn)。在進(jìn)行布料作業(yè)時(shí)，臂架會(huì)處于不同的姿態(tài)，當(dāng)臂架的姿態(tài)調(diào)整時(shí)，整車重心位置會(huì)相應(yīng)改變，所以整車重心位置的判斷需要結(jié)合臂架的實(shí)時(shí)姿態(tài)進(jìn)行。而臂架的姿態(tài)可以通過(guò)姿態(tài)參數(shù)予以確定，姿態(tài)參數(shù)主要包括臂架回轉(zhuǎn)角度、各節(jié)臂油缸活塞桿位移、三維模型中的參數(shù)。重心計(jì)算公式為物理學(xué)、數(shù)學(xué)上的公知計(jì)算方法，只要輸入的條件滿足，就可以按照公知的計(jì)算公式來(lái)計(jì)算整車重心位置。這里輸入的條件包括混凝土泵車的臂架的各節(jié)臂的重心位置以及各節(jié)臂的相對(duì)位置。其中各節(jié)臂的重心位置包含在臂架的三維模型中，而臂架在不同姿態(tài)時(shí)各節(jié)臂的的相對(duì)位置，即臂架的姿態(tài)參數(shù)可以通過(guò)各個(gè)節(jié)臂油缸上的第二檢測(cè)裝置反饋得知。 在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中，還提供一種判斷整車重心位置是否位于整車重心安全區(qū)域內(nèi)的計(jì)算方法，包括以下步驟獲取在當(dāng)前回轉(zhuǎn)角度下，臂架和整車重心安全區(qū)域的邊界在同一水平投影面上的交點(diǎn)。計(jì)算交點(diǎn)與轉(zhuǎn)臺(tái)中心之間的距離，得到安全距離。獲取在當(dāng)前回轉(zhuǎn)角度下，整車重心位置與轉(zhuǎn)臺(tái)中心之間的距離，得到整車重心偏移距離。比較安全距離與整車重心偏移距離的大小。根據(jù)比較結(jié)果判斷整車重心位置是否位于整車重心安全區(qū)域內(nèi)。在實(shí)際操作中，出于安全操作的要求，還可以先確定一個(gè)安全系數(shù)，然后用整車重心偏移距離乘以該安全系數(shù)，所得的數(shù)值與安全距離進(jìn)行比較，從而判斷整車重心位置是否位于整車重心安全區(qū)域內(nèi)。安全系數(shù)是根據(jù)混凝土泵車的結(jié)構(gòu)參數(shù)以及安全操作規(guī)定得出的確定值。在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中，還提供一種根據(jù)比較結(jié)果判斷整車重心位置是否位于整車重心安全區(qū)域內(nèi)的判斷方法，包括以下步驟當(dāng)安全距離 > 整車重心偏移距離時(shí)，判斷整車重心位置位于整車重心安全區(qū)域內(nèi)。當(dāng)安全距離 < 整車重心偏移距離時(shí)，判斷整車重心位置超出整車重心安全區(qū)域。或者包括以下步驟當(dāng)安全距離>整車重心偏移距離X安全系數(shù)時(shí)，判斷整車重心位置位于整車重心安全區(qū)域內(nèi)。當(dāng)安全距離<整車重心偏移距離X安全系數(shù)時(shí)，判斷整車重心位置超出整車重心安全區(qū)域。在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中，還提供一種根據(jù)判斷結(jié)果控制混凝土泵車的動(dòng)作的控制方法，包括以下步驟當(dāng)判斷整車重心位置位于整車重心安全區(qū)域內(nèi)時(shí)，對(duì)臂架不進(jìn)行調(diào)整，臂架繼續(xù)布料操作。
當(dāng)判斷整車重心位置超出整車重心安全區(qū)域時(shí)，對(duì)臂架操作進(jìn)行干預(yù)，通過(guò)調(diào)整臂架的任一節(jié)臂動(dòng)作或調(diào)整臂架的回轉(zhuǎn)角度，使整車重心位置向整車重心安全區(qū)域內(nèi)移動(dòng)，防止混凝土泵車發(fā)生傾翻事故。結(jié)合參見圖2和圖3，給出了判斷整車重心位置是否位于整車重心安全區(qū)域80內(nèi)的一個(gè)示例?；炷帘密嚢ǖ谝恢?1、第二支腿72、第三支腿73和第四支腿74。當(dāng)四個(gè)支腿展開后，與混凝土泵車的整車重心相關(guān)性較大的運(yùn)動(dòng)結(jié)構(gòu)部件主要包括轉(zhuǎn)臺(tái)50和臂架，其中臂架包括順次連接的第一節(jié)臂61、第二節(jié)臂62、第三節(jié)臂63、第四節(jié)臂64以及第五節(jié)臂65，第一節(jié)臂61與轉(zhuǎn)臺(tái)50連接。臂架一般包括五種典型姿態(tài)，其中第一姿態(tài)A為所有節(jié)臂水平延伸；第二姿態(tài)B為所有節(jié)臂豎直向上延伸；第三姿態(tài)C為第一節(jié)臂61和第二節(jié)臂62豎直向上延伸，第三節(jié)臂63水平延伸，第四節(jié)臂64和第五節(jié)臂65斜向下延伸，使臂架形成地面一般拱形姿態(tài)；第四姿態(tài)D為第一節(jié)臂61水平延伸，其余所有節(jié)臂均豎直向下延伸，形成地下最深位置姿態(tài)；第五姿態(tài)E為第一節(jié)臂61水平延伸，第二節(jié)臂62和第三節(jié)臂63豎直向下延伸，第四節(jié)臂64和第五節(jié)臂65斜向下延伸，形成地下反伸最遠(yuǎn)姿態(tài)。設(shè)當(dāng)前臂架的回轉(zhuǎn)角度為Θ，安全距離為X，臂架和整車重心安全區(qū)域80的邊界在同一水平投影面上的交點(diǎn)G，經(jīng)計(jì)算得出臂架在第一姿態(tài)A時(shí)的第一重心Gl和第一整車重心偏移距離Xl，臂架在第二姿態(tài)B時(shí)的第二重心G2和第二整車重心偏移距離X2，臂架在第三姿態(tài)C時(shí)的第三重心G3和第三整車重心偏移距離X3，臂架在第四姿態(tài)D時(shí)的第四重心G4和第四整車重心偏移距離X4，臂架在第五姿態(tài)E時(shí)的第五重心G5和第五整車重心偏移距離X5。那么Xl > X4 > X5 > X3 > X2，若此時(shí)X4彡X彡X5，則可以判斷出第一姿態(tài)A和第四姿態(tài)D下整車重心位置超出整車重心安全區(qū)域80，混凝土泵車存在傾翻危險(xiǎn)，需要對(duì)臂架的操作進(jìn)行干預(yù)，第五姿態(tài)E、第三姿態(tài)C和第二姿態(tài)B下整車重心位置位于整車重心安全區(qū)域80內(nèi)，混凝土泵車不存在傾翻危險(xiǎn)，不需要對(duì)臂架的操作進(jìn)行干預(yù)。根據(jù)以上五種典型姿態(tài)可知，只需要判斷某一姿態(tài)下的整車重心偏移距離小于或等于此時(shí)的安全距離X，則臂架在安全范圍內(nèi)操作。結(jié)合參見圖4，根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例，提供了一種混凝土泵車監(jiān)控系統(tǒng)，包括第一計(jì)算單元10、第二計(jì)算單元20、判斷單元30以及控制單元40。其中第一計(jì)算單元10和第二計(jì)算單元20分別與判斷單元30相連接，判斷單元30與控制單元40連接。第一計(jì)算單元10用于根據(jù)支腿的支撐位置計(jì)算混凝土泵車的整車重心安全區(qū)域80，其中第一計(jì)算單元10包括第一采集模塊、第一計(jì)算模塊和確定模塊。第一采集模塊包括安裝在每個(gè)支腿油缸上的第一檢測(cè)裝置，第一檢測(cè)裝置用于檢測(cè)支腿油缸的活塞桿行程。其中支腿油缸有多個(gè)，分別與四個(gè)支腿驅(qū)動(dòng)連接。第一檢測(cè)裝置有多個(gè)，分別內(nèi)置或外置在每個(gè)支腿油缸上。第一計(jì)算模塊用于根據(jù)第一檢測(cè)裝置檢測(cè)到的每個(gè)支腿油缸的活塞桿行程以及各支腿油缸的結(jié)構(gòu)參數(shù)計(jì)算每個(gè)支腿的支撐點(diǎn)的坐標(biāo)。確定模塊用于根據(jù)第一計(jì)算模塊計(jì)算出的每個(gè)支腿的支撐點(diǎn)的坐標(biāo)確定混凝土泵車的整車重心安全區(qū)域80。整車重心安全區(qū)域80具體為將每個(gè)支腿的支撐點(diǎn)連接形成的多邊形所圍成的區(qū)域。第二計(jì)算單元20用于根據(jù)臂架的實(shí)時(shí)位置計(jì)算混凝土泵車的整車重心位置。第二計(jì)算單元20包括第二采集模塊、第三采集模塊、第二計(jì)算模塊和第三計(jì)算模塊。第二采集模塊包括安裝在轉(zhuǎn)臺(tái)50上的編碼器，編碼器用于檢測(cè)臂架的回轉(zhuǎn)角度。這里的回轉(zhuǎn)角度是指混凝土泵車的后軸線與臂架之間的夾角。第三采集模塊包括內(nèi)置或外置在臂架的每個(gè)節(jié)臂油缸上的多個(gè)第二檢測(cè)裝置，第二檢測(cè)裝置用于實(shí)時(shí)檢測(cè)節(jié)臂油缸的活塞桿行程。第二計(jì)算模塊用于根據(jù)第二檢測(cè)裝置檢測(cè)到的每個(gè)節(jié)臂油缸的活塞桿行程確定在當(dāng)前回轉(zhuǎn)角度下臂架的不同姿態(tài)參數(shù)。第三計(jì)算模塊，用于根據(jù)混凝土泵車的結(jié)構(gòu)參數(shù)以及臂架的姿態(tài)參數(shù)計(jì)算整車重心位置，其中混凝土泵車的結(jié)構(gòu)參數(shù)包括臂架的三維模型。判斷單元30用于判斷整車重心位置是否位于整車重心安全區(qū)域內(nèi)。判斷單元30包括第四計(jì)算模塊、第五計(jì)算模塊、比較模塊以及判斷模塊。第四計(jì)算模塊用于計(jì)算安全距離，這里的安全距離是指在臂架的某一回轉(zhuǎn)角度，臂架和整車重心安全區(qū)域的邊界在同一水平投影面上的交點(diǎn)G與轉(zhuǎn)臺(tái)50中心之間的距離，第五計(jì)算模塊用于計(jì)算整車重心偏移距離，這里的整車重心偏移距離是指臂架位于前述的回轉(zhuǎn)角度時(shí)，整車重心位置與轉(zhuǎn)臺(tái)50中心之間的距離。比較模塊用于比較安全距離與整車重心偏移距離的大小。判斷模塊用于根據(jù)比較結(jié)果判斷整車重心位置是否位于整車重心安全區(qū)域內(nèi)。 控制單元40用于根據(jù)判斷單元30的判斷結(jié)果控制混凝土泵車的動(dòng)作。若整車重心位置位于整車重心安全區(qū)域內(nèi)，則臂架繼續(xù)執(zhí)行布料操作；當(dāng)判斷單元30根據(jù)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)結(jié)果得出整車重心位置超出整車重心安全區(qū)域時(shí)，控制單元40發(fā)出報(bào)警信號(hào)對(duì)臂架的操作進(jìn)行干預(yù)，通過(guò)調(diào)整臂架姿態(tài)或調(diào)整臂架的回轉(zhuǎn)角度使整車重心位置向整車重心安全區(qū)域內(nèi)運(yùn)動(dòng)，避免整車重心位置超出整車重心安全區(qū)域，進(jìn)而防止臂架超出安全操作范圍。前述的第一檢測(cè)裝置、第二檢測(cè)裝置有多種形式，包括但不限于定位GPS、傾角傳感器、拉線位移傳感器、磁滯伸縮位移傳感器。此類位置監(jiān)控裝置及方法為公知的一般方法，在此不予贅述。根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例，提供了一種混凝土泵，包括用于進(jìn)行布料作業(yè)的臂架、用于支撐混凝土泵車的可伸縮的支腿以及用于對(duì)臂架作業(yè)的安全性進(jìn)行監(jiān)控的混凝土泵車監(jiān)控系統(tǒng)，該混凝土泵車監(jiān)控系統(tǒng)為前述的混凝土泵車監(jiān)控系統(tǒng)，通過(guò)對(duì)所有支腿展開位置的實(shí)時(shí)監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)任意支腿展開狀態(tài)下的整車重心安全區(qū)域的計(jì)算；通過(guò)對(duì)臂架運(yùn)動(dòng)位置的實(shí)時(shí)監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)任意臂架位置的整車重心位置的計(jì)算；根據(jù)實(shí)時(shí)的整車重心位置判斷混凝土泵車的安全性，實(shí)現(xiàn)了臂架在最大安全范圍內(nèi)布料。同時(shí)對(duì)臂架運(yùn)動(dòng)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，避免由于場(chǎng)地限制混凝土泵車支腿無(wú)法完全展開而導(dǎo)致的對(duì)混凝土泵車安全監(jiān)控出現(xiàn)盲區(qū)，增加了混凝土泵車布料的安全性。從以上的描述中，可以看出，本發(fā)明上述的實(shí)施例實(shí)現(xiàn)了如下技術(shù)效果根據(jù)支腿的支撐位置計(jì)算混凝土泵車的整車重心安全區(qū)域，根據(jù)臂架的實(shí)時(shí)位置計(jì)算混凝土泵車的整車重心位置，可以對(duì)整車重心安全區(qū)域以及整車重心位置進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控。通過(guò)判斷整車重心位置是否位于整車重心安全區(qū)域內(nèi)，可以根據(jù)判斷結(jié)果控制混凝土泵車的動(dòng)作，防止整車重心位置超出整車重心安全區(qū)域，進(jìn)而避免混凝土泵車發(fā)生傾翻事故。本發(fā)明在支腿的任一展開位置都可以對(duì)整車重心安全區(qū)域進(jìn)行監(jiān)控，克服了現(xiàn)有技術(shù)只能對(duì)支腿單側(cè)展開或完全展開狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控的缺陷，避免對(duì)泵車的監(jiān)控出現(xiàn)盲區(qū)；同時(shí)根據(jù)整車的實(shí)時(shí)重心是否在實(shí)時(shí)的整車重心安全區(qū)域內(nèi)判斷整車的安全性，實(shí)現(xiàn)了臂架在最大安全范圍內(nèi)布料。
以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例而已，并 不用于限制本發(fā)明，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種混凝土泵車監(jiān)控方法，其特征在于，包括以下步驟 根據(jù)支腿的支撐位置計(jì)算混凝土泵車的整車重心安全區(qū)域； 根據(jù)臂架的實(shí)時(shí)位置計(jì)算所述混凝土泵車的整車重心位置； 判斷所述整車重心位置是否位于所述整車重心安全區(qū)域內(nèi)； 根據(jù)判斷結(jié)果控制所述混凝土泵車的動(dòng)作。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的混凝土泵車監(jiān)控方法，其特征在于，所述根據(jù)支腿的支撐位置計(jì) 算混凝土泵車的整車重心安全區(qū)域包括以下步驟 獲取每個(gè)支腿油缸的活塞桿的行程； 根據(jù)每個(gè)支腿油缸的活塞桿的行程以及各所述支腿油缸的結(jié)構(gòu)參數(shù)計(jì)算每個(gè)支腿的支撐點(diǎn)的坐標(biāo)； 根據(jù)每個(gè)支腿的支撐點(diǎn)的坐標(biāo)確定所述整車重心安全區(qū)域，其中所述整車重心安全區(qū)域?yàn)槊總€(gè)支腿的支撐點(diǎn)的連線所形成的多邊形所圍成的內(nèi)部區(qū)域。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的混凝土泵車監(jiān)控方法，其特征在于，所述根據(jù)臂架的實(shí)時(shí)位置計(jì)算所述混凝土泵車的整車重心位置包括以下步驟 獲取臂架回轉(zhuǎn)角度； 獲取所述臂架的每個(gè)節(jié)臂油缸的活塞桿的行程； 根據(jù)每個(gè)節(jié)臂油缸的活塞桿的行程，確定在所述回轉(zhuǎn)角度下所述臂架的姿態(tài)參數(shù)； 根據(jù)所述混凝土泵車的結(jié)構(gòu)參數(shù)和所述臂架的姿態(tài)參數(shù)計(jì)算所述整車重心位置，其中所述混凝土泵車的結(jié)構(gòu)參數(shù)包括所述臂架的三維模型。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的混凝土泵車監(jiān)控方法，其特征在于，所述判斷所述整車重心位置是否位于所述整車重心安全區(qū)域內(nèi)包括以下步驟 獲取在當(dāng)前回轉(zhuǎn)角度下，所述臂架和所述整車重心安全區(qū)域的邊界在同一水平投影面上的交點(diǎn)； 計(jì)算所述交點(diǎn)與轉(zhuǎn)臺(tái)中心的距離，得到安全距離； 獲取在所述當(dāng)前回轉(zhuǎn)角度下，所述整車重心位置與所述轉(zhuǎn)臺(tái)中心的距離，得到整車重心偏移距離； 比較所述安全距離與所述整車重心偏移距離的大?。? 根據(jù)比較結(jié)果判斷所述整車重心位置是否位于所述整車重心安全區(qū)域內(nèi)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的混凝土泵車監(jiān)控方法，其特征在于，所述根據(jù)比較結(jié)果判斷所述整車重心位置是否位于所述整車重心安全區(qū)域內(nèi)包括以下步驟 當(dāng)所述安全距離> 所述整車重心偏移距離時(shí)，判斷所述整車重心位置位于所述整車重心安全區(qū)域內(nèi)； 當(dāng)所述安全距離 < 所述整車重心偏移距離時(shí)，判斷所述整車重心位置超出所述整車重心安全區(qū)域。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的混凝土泵車監(jiān)控方法，其特征在于，所述根據(jù)判斷結(jié)果控制所述混凝土泵車包括以下步驟當(dāng)判斷所述整車重心位置超出所述整車重心安全區(qū)域時(shí)，調(diào)整臂架的任一節(jié)臂動(dòng)作或調(diào)整所述臂架的回轉(zhuǎn)角度，使所述整車重心位置向所述整車重心安全區(qū)域內(nèi)移動(dòng)。
7.一種混凝土泵車監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于，包括 第一計(jì)算單元，用于根據(jù)支腿的支撐位置計(jì)算混凝土泵車的整車重心安全區(qū)域； 第二計(jì)算單元，用于根據(jù)臂架的實(shí)時(shí)位置計(jì)算所述混凝土泵車的整車重心位置； 判斷單元，分別與所述第一計(jì)算單元和所述第二計(jì)算單元連接，用于判斷所述整車重心位置是否位于所述整車重心安全區(qū)域內(nèi)； 控制單元，與所述判斷單元連接，用于根據(jù)所述判斷單元的判斷結(jié)果控制所述混凝土泵車的動(dòng)作。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的混凝土泵車監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于，所述第一計(jì)算單元包括 第一采集模塊，包括安裝在每個(gè)支腿油缸上用于檢測(cè)活塞桿行程的第一檢測(cè)裝置； 第一計(jì)算模塊，用于根據(jù)所述每個(gè)支腿油缸的活塞桿行程以及各所述支腿油缸的結(jié)構(gòu)參數(shù)計(jì)算每個(gè)支腿的支撐點(diǎn)的坐標(biāo)； 確定模塊，用于根據(jù)所述每個(gè)支腿的支撐點(diǎn)的坐標(biāo)確定所述整車重心安全區(qū)域。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的混凝土泵車監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于，所述第二計(jì)算單元包括 第二采集模塊，包括安裝在轉(zhuǎn)臺(tái)上用于檢測(cè)臂架的回轉(zhuǎn)角度的編碼器； 第三采集模塊，包括安裝在所述臂架的每個(gè)節(jié)臂油缸上用于檢測(cè)每個(gè)節(jié)臂活塞桿行程的第二檢測(cè)裝置； 第二計(jì)算模塊，用于根據(jù)每個(gè)節(jié)臂油缸的活塞桿行程確定在所述回轉(zhuǎn)角度下所述臂架的不同姿態(tài)參數(shù)； 第三計(jì)算模塊，用于根據(jù)所述混凝土泵車的結(jié)構(gòu)參數(shù)和所述臂架的姿態(tài)參數(shù)計(jì)算所述整車重心位置，其中所述混凝土泵車的結(jié)構(gòu)參數(shù)包括所述臂架的三維模型。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的混凝土泵車監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于，所述判斷單元包括 第四計(jì)算模塊，用于計(jì)算安全距離，其中，所述安全距離是指，在臂架的任一回轉(zhuǎn)角度，所述臂架和所述整車重心安全區(qū)域的邊界在同一水平投影面上的交點(diǎn)與轉(zhuǎn)臺(tái)中心的距離； 第五計(jì)算模塊，用于計(jì)算整車重心偏移距離，所述整車重心偏移距離是指，所述臂架位于所述回轉(zhuǎn)角度時(shí)，所述整車重心位置與所述轉(zhuǎn)臺(tái)中心的距離； 比較模塊，用于比較所述安全距離與所述整車重心偏移距離的大?。? 判斷模塊，用于根據(jù)比較結(jié)果判斷所述整車重心位置是否位于所述整車重心安全區(qū)域內(nèi)。
11.一種混凝土泵車，包括用于進(jìn)行布料作業(yè)的臂架、用于支撐混凝土泵車的可伸縮的支腿以及用于對(duì)臂架作業(yè)的安全性進(jìn)行監(jiān)控的混凝土泵車監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于，所述混凝土泵車監(jiān)控系統(tǒng)為權(quán)利要求7至10中任一項(xiàng)所述的混凝土泵車監(jiān)控系統(tǒng)。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種混凝土泵車監(jiān)控方法、混凝土泵車監(jiān)控系統(tǒng)及混凝土泵車。其中混凝土泵車監(jiān)控方法包括以下步驟根據(jù)支腿的支撐位置計(jì)算混凝土泵車的整車重心安全區(qū)域；根據(jù)臂架的實(shí)時(shí)位置計(jì)算混凝土泵車的整車重心位置；判斷整車重心位置是否位于整車重心安全區(qū)域內(nèi)；根據(jù)判斷結(jié)果控制混凝土泵車的動(dòng)作。本發(fā)明旨在提供一種對(duì)泵車進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控以防止其傾翻的混凝土泵車監(jiān)控方法、混凝土泵車監(jiān)控系統(tǒng)及混凝土泵車。
文檔編號(hào)E04G21/04GK102841566SQ20121034722
公開日2012年12月26日 申請(qǐng)日期2012年9月18日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月18日
發(fā)明者萬(wàn)梁, 李四中, 王佳茜, 彭志強(qiáng) 申請(qǐng)人:中聯(lián)重科股份有限公司