一种工程机械安全控制方法技术

本发明专利技术提供了一种工程机械安全控制方法，涉及工程机械技术领域。工程机械安全控制方法包括以下步骤：采用角度传感器采集工程机械的运动臂架的倾角；在运动臂架上指定关键点，并根据倾角计算关键点的坐标位置；根据关键点的坐标位置建立运动臂架的实时外轮廓线；选择关键点为风险点，并根据障碍物的坐标位置，计算该风险点的风险值；根据风险点的风险值确定风险动作的风险值；根据风险动作的风险值，安全控制运动臂架。该方法能够及时控制工程机械避免出现危险状况。

【技术实现步骤摘要】
一种工程机械安全控制方法
本专利技术涉及工程机械
，具体而言，涉及一种工程机械安全控制方法。
技术介绍
工程机械在周边有障碍物、需要保护的设施或者有规定的活动边界时，工程机械需要自动回避或者自动不越界，以保障人员和设施的安全。现有技术是在工程机械上安装各种类型的定位传感装置，例如：激光定位、无线电定位、GPS卫星定位、全站仪定位、图像定位等。其定位传感系统复杂、安装使用不方便；工作条件苛刻，难以适应恶劣的工地环境；与工程机械的控制器的实时通讯困难，难以及时控制工程机械避免出现危险状况。
技术实现思路
本专利技术实施例提供一种工程机械安全控制方法，其能够及时控制工程机械避免出现危险状况。本专利技术实施例提供的技术方案：采用角度传感器采集工程机械的运动臂架的倾角；在所述运动臂架上指定关键点，并根据所述倾角计算所述关键点的坐标位置；根据所述关键点的坐标位置建立所述运动臂架的实时外轮廓线；选择所述关键点为风险点，并根据障碍物的坐标位置和所述实时外轮廓线，计算所述风险点的风险值；根据所述风险点的风险值确定风险动作的风险值；根据所述风险动作的风险值，安全控制运动臂架。进一步地，所述运动臂架包括动臂、斗杆和铲斗，所述采集工程机械的运动臂架的倾角的步骤包括：采集所述动臂的倾角、所述斗杆的倾角和所述铲斗的倾角。进一步地，所述在所述运动臂架上指定关键点，并根据所述倾角计算所述关键点的坐标位置的步骤包括：定义所述动臂的根点为第一关键点，所述动臂的油缸端点为第二关键点，所述斗杆的根点为第三关键点，所述铲斗的根点为第四关键点，所述铲斗的圆弧中心点为第五关键点，所述铲斗的尖点为第六关键点；根据所述运动臂架实时的倾角，并令所述第一关键点为基准，计算所有关键点的坐标位置。进一步地，所述根据关键点的坐标位置建立运动臂架的实时外轮廓线的步骤包括：以每个关键点的坐标位置为圆心，以每个关键点所需的安全距离为半径，形成六个圆，在相邻两个圆上形成外公切线，所有外公切线与外公切线之间的圆弧组成所述运动臂架的所述实时外轮廓线。进一步地，所述选择关键点为风险点，并计算所述风险点的风险值的步骤包括：计算所述风险点所在圆距离电子前墙的水平距离；计算所述风险点到风险动作转轴的竖直距离；依据所述竖直距离与所述水平距离的比值，计算所述风险点的风险值；令每个关键点为风险点，并分别令第一关键点、第三关键点和第四关键点为风险动作转轴，得出10个风险点的风险值。进一步地，所述计算风险点所在圆距离电子前墙的水平距离的步骤包括：计算所述风险点与所述第一关键点的水平距离；计算所述第一关键点与所述电子前墙的水平距离；依据所述风险点与所述第一关键点的水平距离、所述第一关键点与所述电子前墙的水平距离以及所述风险点的安全距离，计算所述风险点所在圆距离所述电子前墙的水平距离。进一步地，所述计算所述风险点到风险动作转轴的竖直距离的步骤包括：计算所述风险点到所述第一关键点的竖直距离；计算所述第一关键点到所述风险动作转轴的竖直距离；依据所述风险点到第一关键点的竖直距离与所述第一关键点到所述风险动作转轴的竖直距离之和即得到所述风险点到所述风险动作转轴的竖直距离。进一步地，所述运动臂架的风险动作包括动臂提升、动臂下降、斗杆卸载、斗杆挖掘、铲斗卸载和铲斗挖掘，所述根据所述风险点的风险值确定风险动作的风险值的步骤包括：根据各个关键点的风险值得到所述动臂提升、所述动臂下降、所述斗杆卸载、所述斗杆挖掘、所述铲斗卸载和所述铲斗挖掘各自的风险值。进一步地，所述根据风险动作的风险值，安全控制运动臂架的步骤包括：将风险动作的风险值与预设的最小风险系数比较，如果所述风险动作的风险值小于或等于最小风险系数，则不对所述风险动作进行限制；如果所述风险动作的风险值大于最小风险系数、且小于预设的最大风险系数，则对所述风险动作进行比例限制；如果所述风险动作的风险值大于或等于最大风险系数，则停止所述风险动作。进一步地，所述对所述风险动作进行比例限制的步骤包括：计算所述运动臂架的控制速度值，所述控制速度值的计算公式为：控制速度值＝理论最大速度值*[1-(风险动作的风险值-最小风险系数)/(最大风险系数-最小风险系数)]，其中，理论最大速度值指所述运动臂架的理论上可达到的最大速度值；比较所述运动臂架的所述控制速度值与所述运动臂架的目前速度值的大小，并取二者中较小的速度值为所述运动臂架接下来的速度值。本专利技术实施例提供的工程机械安全控制方法的有益效果是：采用角度传感器采集运动臂架的倾角，可以适应恶劣的野外环境和工地环境，角度传感器与控制器可以良好的实时通讯，不受场地条件和空间条件的限制，能够实时介入控制工程机械，避免出现危险状况。运动臂架与控制器共同组成闭环控制系统，对危险操作采取强制限制措施，可以及时消除危险。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本专利技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。图1为本专利技术实施例提供的运动臂架的结构示意图。图2为本专利技术实施例提供的运动臂架的实时外轮廓线(含第四关键点的距离尺寸)的示意图。图3为本专利技术实施例提供的运动臂架的实时外轮廓线(含第五关键点的距离尺寸)的示意图。图标：1-动臂；2-斗杆；3-铲斗；4-倾角传感器；5-第一关键点；6-第二关键点；7-第三关键点；8-第四关键点；9-第五关键点；10-第六关键点；11-实时外轮廓线；12-电子前墙。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本专利技术实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本专利技术的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本专利技术的范围，而是仅仅表示本专利技术的选定实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。在本专利技术的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”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，或者是该专利技术产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备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专利技术的限制。在本专利技术的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本专利技术中的具体含本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种工程机械安全控制方法，其特征在于，包括以下步骤：采用角度传感器采集工程机械的运动臂架的倾角；在所述运动臂架上指定关键点，并根据所述倾角计算所述关键点的坐标位置；根据所述关键点的坐标位置建立所述运动臂架的实时外轮廓线；选择所述关键点为风险点，并根据障碍物的坐标位置和所述实时外轮廓线，计算所述风险点的风险值；根据所述风险点的风险值确定风险动作的风险值；根据所述风险动作的风险值，安全控制运动臂架。

【技术特征摘要】
1.一种工程机械安全控制方法，其特征在于，包括以下步骤：采用角度传感器采集工程机械的运动臂架的倾角；在所述运动臂架上指定关键点，并根据所述倾角计算所述关键点的坐标位置；根据所述关键点的坐标位置建立所述运动臂架的实时外轮廓线；选择所述关键点为风险点，并根据障碍物的坐标位置和所述实时外轮廓线，计算所述风险点的风险值；根据所述风险点的风险值确定风险动作的风险值；根据所述风险动作的风险值，安全控制运动臂架。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述运动臂架包括动臂、斗杆和铲斗，所述采集工程机械的运动臂架的倾角的步骤包括：采集所述动臂的倾角、所述斗杆的倾角和所述铲斗的倾角。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述在所述运动臂架上指定关键点，并根据所述倾角计算所述关键点的坐标位置的步骤包括：定义所述动臂的根点为第一关键点，所述动臂的油缸端点为第二关键点，所述斗杆的根点为第三关键点，所述铲斗的根点为第四关键点，所述铲斗的圆弧中心点为第五关键点，所述铲斗的尖点为第六关键点；根据所述运动臂架实时的所述倾角，并令所述第一关键点为基准，计算所有关键点的坐标位置。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述根据关键点的坐标位置建立运动臂架的实时外轮廓线的步骤包括：以每个关键点的坐标位置为圆心，以每个关键点所需的安全距离为半径，形成六个圆，在相邻两个圆上形成外公切线，所有外公切线与外公切线之间的圆弧组成所述运动臂架的所述实时外轮廓线。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述选择关键点为风险点，并计算所述风险点的风险值的步骤包括：计算所述风险点所在圆距离电子前墙的水平距离；计算所述风险点到风险动作转轴的竖直距离；依据所述竖直距离与所述水平距离的比值，计算所述风险点的风险值；令每个关键点为风险点，并分别令第一关键点、第三关键点和第四关键点为风险动作转轴，得出10个风险点的风险值。6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述计算风险点所在圆距离电子前墙的水平距离的步...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴跃，罗建华，颜焱，
申请(专利权)人：上海华兴数字科技有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31