一种防工程机械倾翻的控制方法、控制装置及工程机械制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种防工程机械倾翻的控制方法、控制装置及工程机械，该方法包括：获取工程机械的各个支撑腿的位置以及支撑力；根据各个支撑腿的支撑力获取整车重力；根据力矩平衡计算出整车重心位置；确定倾翻边；根据整车底盘到倾翻边的力矩与整车重心到倾翻边的力矩之间的对应关系获取安全系数，在安全系数小于设定的范围值的最小值时，锁定工程机械。本发明专利技术的有益效果为：通过实时的获取安全系数，并通过安全系数与设定的范围值的比较判断工程机械是否会出现倾翻的危险，从而可以实时检测工程机械，并且在支撑腿并未完全打开时也可以判断出工程机械是否会出现倾翻的危险，提高了工程机械的安全性。

【技术实现步骤摘要】
一种防工程机械倾翻的控制方法、控制装置及工程机械
本专利技术涉及工程机械防倾翻的
，尤其涉及到一种防工程机械倾翻的控制方法、控制装置及工程机械。
技术介绍
液压支腿工程机械设备，如混凝土泵车、汽车起重机、高空消防云梯、高空作业车等，是以支腿展开支撑地面来形成最大安全作业区域，然后通过伸展多节臂架系统来将负载物运送至目标位置。工程机械设备的意外倾翻对设备和人员构成巨大威胁，导致这种原因可能有以下几种：作业时由于过载等原因造成结构重心严重偏移、支腿未完全打开时作业超出安全作业区域、支腿因地面问题承载不均、地面缓慢塌陷等。现有技术中，工程机械设备的设计是以支腿完全展开支撑来保证设备的最大作业能力的，但往往由于现场场地的限制，支腿不能完全打开，只能依靠操作人员的判断或特定支撑方式来保障安全作业。所以，工程机械设备在施工过程的支撑安全性是很关键的技术问题，特别是在支腿任意打开状态下动态保障工程机械设备的安全，成为亟待解决的技术问题。
技术实现思路
本专利技术提供一种防工程机械倾翻的控制方法、控制装置及工程机械，，用以提高工程机械在使用时的安全性。本专利技术提供了一种防工程机械倾翻的控制方法，该防工程机械倾翻的控制方法包括：在工程机械通过支撑腿支撑时，采集各个支撑腿的支撑位置信息以及支撑所述工程机械的支撑力；根据各个支撑腿支撑工程机械的支撑力获取所述工程机械的整车重力；根据力矩平衡计算出所述工程机械的整车重心位置，并确定倾翻边，所述倾翻边为任意两个相邻的支撑腿的支撑位置的连线中，与所述所述整车重心位置距离最小的连线的一边；根据工程机械的整车底盘重心到倾翻边的力矩与所述整车重心到倾翻边的力矩之间的对应关系获取工程机械的安全系数，在获取的安全系数大于设定的范围值的最大值时，确定工程机械安全，在获取的安全系数小于设定的范围值的最小值时，确定工程机械有倾翻危险，并锁定工程机械。在上述技术方案中，通过整车底盘重心到倾翻边的力矩与整车重心到倾翻边的力矩之间的对应关系获取安全系数，并通过安全系数与设定的范围值的比较判断工程机械是否会出现倾翻的危险，从而可以实时的检测工程机械，并且在支撑腿并未完全打开时也可以判断出工程机械是否会出现倾翻的危险，提高了工程机械的安全性。优选的，所述整车底盘重心到倾翻边的力矩与所述整车重心到倾翻边的力矩之间的对应关系为：其中，ksafe为工程机械的安全系数，Gtruck为所述整车底盘的重力，DisP为所述整车底盘重心到倾翻边的距离，Gtotal为所述整车重力，DisQ为所述整车重心到倾翻边的距离。通过上述对应关系获取工程机械的安全系数。优选的，所述根据力矩平衡计算出工程机械的整车重心位置具体为：以支撑腿的末端所在平面为参考平面建立坐标系；获取各个支撑腿的支撑位置在坐标系的坐标；以任意三个支撑腿中相邻的支撑腿的支撑位置的坐标的连线为参考线；通过力矩平衡计算出整车重心分别到两个参考线的距离，确定整车重心的位置。在上述方法中通过力矩平衡获取整车的重心。优选的，所述采集各个支撑腿支撑工程机械的支撑力具体为：F＝P1S1-P2S2+f，其中，F为支撑力，P1和P2分别为所述支撑腿的支撑油缸的无杆腔压力和有杆腔压力，S1和S2分别为无杆腔的容腔的横截面积和有杆腔的容腔的横截面积，f为摩擦补偿力。通过增加摩擦补偿力更进一步的提高了获取的支撑力的准确性。优选的，该方法还包括，在所述工程机械未动作时，间隔设定时间获取所述整车重心的位置并将其进行对比，在获取的整车重心位置出现变化时，发出出现地面塌陷的警报。进一步的提高了工程机械的安全性。优选的，该方法还包括：在获取的支撑腿支撑所述工程机械的支撑力时，若获取的支撑力超出支撑腿的设定支撑力时，锁定臂架。保证了采集的数据的真实性。优选的，该方法还包括在工程机械的臂架中任一节臂架沿设定方向转动时，检测安全系数，在所述安全系数小于设定的范围值的最大值并大于设定的范围值的最小值时，限定该节臂架沿该设定方向转动。进一步的提高了工程机械的安全性。优选的，所述设定的范围值包括按降序排列的第一设定值、第二设定值和第三设定值，该防工程机械倾翻的控制方法还包括在所述安全系数介于第一设定值和第二设定值之间时，限定工程机械进入慢档速度；在所述安全系数介于第二设定值和第三设定值时，禁止工程机械进行降低安全系数的动作；在所述安全系数小于第三设定值时，锁定工程机械。更精确的控制工程机械的动作，提高了工程机械的安全性。本专利技术提供了一种用于防止工程机械倾翻的控制装置，该控制装置包括：接收模块，用于接收检测的支撑腿的位置以及支撑力；数据处理模块，与所述接收模块信号连接，根据各个支撑腿支撑工程机械的支撑力获取所述工程机械的整车重力；根据力矩平衡计算出所述工程机械的整车重心位置，并确定倾翻边，所述倾翻边为任意两个相邻的支撑腿的支撑位置的连线中，与所述所述整车重心位置距离最小的连线；根据工程机械的整车底盘重心到倾翻边的力矩与所述整车重心到倾翻边的力矩之间的对应关系获取工程机械的安全系数，在获取的安全系数大于设定的范围值的最大值时，确定工程机械安全，在获取的安全系数小于设定的范围值的最小值时，确定工程机械有倾翻危险，并锁定工程机械。在上述方案中，通过整车底盘重心到倾翻边的力矩与整车重心到倾翻边的力矩之间的对应关系获取安全系数，并通过安全系数与设定的范围值的比较判断工程机械是否会出现倾翻的危险，从而可以实时的检测工程机械，并且在支撑腿并未完全打开时也可以判断出工程机械是否会出现倾翻的危险，提高了工程机械的安全性。优选的，所述数据处理模块还用于在整车未动作时，获取的整车重心的位置出现变化，发出出现地面塌陷的警报。提高了工程机械的安全性。优选的，所述数据处理模块还用于在臂架中任一节臂架沿设定方向转动时，检测安全系数，在安全系数小于设定的范围值时，限定该节臂架沿该设定方向转动。提高了工程机械的安全性。优选的，所述数据处理模块还用于：在设定的范围值包括按降序排列的第一设定值、第二设定值和第三设定值，该防工程机械倾翻的控制方法还包括在所述安全系数介于第一设定值和第二设定值之间时，限定工程机械进入慢档速度；在所述安全系数介于第二设定值和第三设定值时，禁止工程机械进行降低安全系数的动作；在所述安全系数小于第三设定值时，锁定工程机械。提高了工程机械的安全性。本专利技术提供了一种工程机械，该工程机械包括：设置于每个支撑腿上的传感器；控制装置，与每个传感器信号连接，根据各个支撑腿支撑工程机械的支撑力获取所述工程机械的整车重力；根据力矩平衡计算出所述工程机械的整车重心位置，并确定倾翻边，所述倾翻边为任意两个相邻的支撑腿的支撑位置的连线中，与所述所述整车重心位置距离最小的连线；根据工程机械的整车底盘重心到倾翻边的力矩与所述整车重心到倾翻边的力矩之间的对应关系获取工程机械的安全系数，在获取的安全系数大于设定的范围值的最大值时，确定工程机械安全，在获取的安全系数小于设定的范围值的最小值时，确定工程机械有倾翻危险，并锁定工程机械。在上述方案中，通过整车底盘到倾翻边的力矩与整车重心到倾翻边的力矩之间的对应关系获取安全系数，并通过安全系数与设定的范围值的比较判断工程机械是否会出现倾翻的危险，从而可以实时的检测工程机械，并且在支撑腿并未完全打开时也可以本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种防工程机械倾翻的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：在工程机械通过支撑腿支撑时，采集各个支撑腿的支撑位置信息以及支撑所述工程机械的支撑力；根据各个支撑腿支撑工程机械的支撑力获取所述工程机械的整车重力；根据力矩平衡计算出所述工程机械的整车重心位置，并确定倾翻边，所述倾翻边为任意两个相邻的支撑腿的支撑位置的连线中，与所述所述整车重心位置距离最小的连线的一边；根据工程机械的整车底盘重心到倾翻边的力矩与所述整车重心到倾翻边的力矩之间的对应关系获取工程机械的安全系数，在获取的安全系数大于设定的范围值的最大值时，确定工程机械安全，在获取的安全系数小于设定的范围值的最小值时，确定工程机械有倾翻危险，并锁定工程机械。

【技术特征摘要】
1.一种防工程机械倾翻的控制方法，包括：在所述工程机械通过支撑腿支撑时，采集各个支撑腿的支撑位置信息，其特征在于，还包括以下步骤：在采集各个支撑腿的支撑位置信息时，采集支撑所述工程机械的支撑力；根据各个支撑腿支撑所述工程机械的支撑力获取所述工程机械的整车重力；根据力矩平衡计算出所述工程机械的整车重心位置，并确定倾翻边，所述倾翻边为任意两个相邻的支撑腿的支撑位置的连线中，与所述整车重心位置距离最小的连线；根据工程机械的整车底盘重心到所述倾翻边的力矩与所述整车重心到所述倾翻边的力矩之间的对应关系获取工程机械的安全系数，在获取的安全系数大于设定的范围值的最大值时，确定工程机械安全，在获取的安全系数小于设定的范围值的最小值时，确定工程机械有倾翻危险，并锁定工程机械；所述整车底盘重心到倾翻边的力矩与所述整车重心到倾翻边的力矩之间的对应关系为：其中，ksafe为工程机械的安全系数，Gtruck为所述整车底盘的重力，DisP为所述整车底盘重心到倾翻边的距离，Gtotal为所述整车重力，DisQ为所述整车重心到倾翻边的距离。2.如权利要求1所述的防工程机械倾翻的控制方法，其特征在于，所述根据力矩平衡计算出工程机械的整车重心位置具体为：以支撑腿的末端所在平面为参考平面建立坐标系；获取各个支撑腿的支撑位置在坐标系的坐标；以任意三个支撑腿中相邻的支撑腿的支撑位置的坐标的连线为参考线；通过力矩平衡计算出整车重心分别到两个参考线的距离，确定整车重心的位置。3.如权利要求1所述的防工程机械倾翻的控制方法，其特征在于，所述采集各个支撑腿支撑工程机械的支撑力具体为：F＝P1S1-P2S2+f，其中，F为支撑力，P1和P2分别为所述支撑腿的支撑油缸的无杆腔压力和有杆腔压力，S1和S2分别为无杆腔的容腔的横截面积和有杆腔的容腔的横截面积，f为摩擦补偿力。4.如权利要求1～3任一项所述的防工程机械倾翻的控制方法，其特征在于，还包括，在所述工程机械未动作时，间隔设定时间获取所述整车重心的位置并将其进行对比，在获取的整车重心位置出现变化时，发出出现地面塌陷的警报。5.如权利要求4所述的防工程机械倾翻的控制方法，其特征在于，还包括：在获取的支撑腿支撑所述工程机械的支撑力时，若获取的支撑力超出支撑腿的设定支撑力时，锁定臂架。6.如权利要求4所述的防工程机械倾翻的控制方法，其特征在于，还包括在工程机械的臂架中任一节臂架沿设定方向转动时，检测安全系数，在所述安全系数小于设定的范围值的最大值并大于设定的范围值的最小值时，限定该节臂架沿该设定方向转动。7.如权利要求6所述的防工程机械倾翻的控制方法，其特征在于，所述设定的范围值包括按降序排列的第一设定值、第二设定值和第三设定值，该防工程机械倾翻的控制方法还包括在所述安全系数介于第一设定值和第二设定值之间时，限定工程机械进入慢档速度；在所述安全系数介于第二设定值和第三设定值时，禁止工程机械进行降低安全系数的动作；在所述安全系数小于第三设定值时，锁定工程机械。8.一种用...

【专利技术属性】
技术研发人员：李葵芳，王帅，
申请(专利权)人：中联重科股份有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南;43