工程机械防倾翻控制方法、装置和工程机械制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种工程机械防倾翻控制方法、装置和工程机械，属于工程机械领域，该工程机械包括四个支腿，该方法包括：检测所述工程机械的四个支腿的支腿反力；根据所述工程机械的安全裕度系数和所述四个支腿的最大设定支腿反力计算防倾翻阈值；以及根据所述四个支腿的支腿反力和所述防倾翻阈值控制所述工程机械的调整姿态的运行动作。该工程机械防倾翻控制方法、装置和工程机械可以精确地实现工程机械在任意姿态下的防倾翻安全防护。

Anti-overturning control method, device and construction machinery for construction machinery

The invention provides an anti-overturning control method, device and construction machinery for construction machinery, which belongs to the field of construction machinery. The construction machinery includes four legs. The method includes: detecting the leg reaction of the four legs of the construction machinery; calculating the anti-overturning threshold according to the safety margin coefficient of the construction machinery and the maximum set leg reaction force of the four legs; and calculating the anti-overturning threshold according to the safety margin coefficient of the construction machinery and the maximum set leg reaction force of The leg reaction force of the four legs and the anti-rollover threshold control the operation of the adjustment posture of the construction machinery. The anti-overturning control method, device and construction machinery can accurately realize the anti-overturning safety protection of construction machinery in arbitrary posture.

【技术实现步骤摘要】
工程机械防倾翻控制方法、装置和工程机械
本专利技术涉及工程机械，具体地涉及工程机械防倾翻控制方法、装置和工程机械。
技术介绍
许多工程机械需要采用支撑机构实现工作时的支撑，以避免作业时负荷过大而造成工程机械侧倾翻。支撑机构一般包括四个支腿装置，即两个前支腿装置和两个后支腿装置，每个支腿装置均具有收起和展开两种状态。当该工程机械需要移动时，可以收起各个支腿装置，以便于实现工程机械的转场；当工程机械处于施工状态时，则可以将支腿装置展开，以实现工程机械的支撑。支腿式工程机械被广泛应用于各种施工现场，其在行走或施工的过程中，需要通过升降四条支腿来达到调整机身高度的目的。同时，需实时监控整车的作业姿态及受力状况，确保整车始终处于安全作业工况。例如，轮胎式起重机主要在侧方工作，国家系列中又规定了幅度的最小值，故某一吨位起重机的支腿横向跨距不得超过某规定数值以满足有效幅度的要求。但跨距取大了，虽然在起重机工作时稳定性好，但过大的稳定也是不必要的，有时甚至是有害的；因为当超载时，过大的稳定使起重机司机不感到超载的危险，当无自动报警装置时，而有使吊臂损坏的可能。当前工程车辆的防倾翻控制主要通过两种方式：一种是基于力矩限制器的防倾翻控制系统，通过一系列的传感装置，结合整车结构模型和起重量表，控制工程机械设备始终工作在安全作业区域。这种系统算法复杂，对传感器可靠性和精度要求极高，当发生故障时，即失去对整车的安全防护。且将起重量表区域外的工况统一作为超载处理，控制方式过于粗放保守，保护区域狭窄，不能最大限度地发挥起重性能。另一种是基于支腿反力检测与计算，通过各支腿实际受力与倾翻条件的判定，来实施防倾翻的报警与防护。此种方案的根本在于如何精准和真实检测各支腿反力，而现有方案采用的支腿压力检测方式是在支腿油缸无杆腔安装单一压力传感器，当有杆腔存在较大背压时，检测的压力与实际支腿反压偏差较大。另外当支腿全伸到位时，检测压力是系统溢流压力，并非此时支腿真实反压，存在更大的偏差。同时现有方案采用的控制策略中，没有考虑油缸摩擦力等因素产生的检测误差。且控制模式单一，不能适应工程机械设备的灵活作业需求。因此，现有技术方案存在安全防护精度差，控制策略单一，智能化程度低等问题。
技术实现思路
本专利技术实施例的目的是提供一种工程机械防倾翻控制方法、装置和工程机械，该工程机械防倾翻控制方法、装置和工程机械可以精确地实现工程机械在任意姿态下的防倾翻安全防护。为了实现上述目的，本专利技术实施例提供一种工程机械防倾翻控制方法，该工程机械包括四个支腿，该方法包括：检测所述工程机械的四个支腿的支腿反力；根据所述工程机械的安全裕度系数和所述四个支腿的最大设定支腿反力计算防倾翻阈值；以及根据所述四个支腿的支腿反力和所述防倾翻阈值控制所述工程机械的调整姿态的运行动作。优选地，所述防倾翻阈值包括第一阈值、第二阈值和第三阈值，其中，所述第二阈值为所述第一阈值的第一设定百分比，所述第三阈值为所述第一阈值的第二设定百分比，所述根据所述四个支腿的支腿反力和所述防倾翻阈值控制所述工程机械的调整姿态的运行动作包括：在所述四个支腿的支腿反力中最小的两个支腿反力的和小于第一阈值且大于第二阈值时，进行防倾翻报警；在所述四个支腿的支腿反力中最小的两个支腿反力的和小于第二阈值且大于第三阈值时，进行防倾翻报警，并切断所述工程机械的调整姿态的运行动作；在所述四个支腿的支腿反力中最小的两个支腿反力的和小于第三阈值时，进行防倾翻报警，并禁止所述工程机械向所述四个支腿的支腿反力中最大的两个支腿反力的支腿方向调整姿态。优选地，所述第一阈值通过以下公式计算：T＝F×n％，其中T为所述第一阈值，F为四个支腿的最大设定支腿反力中最小的最大设定支腿反力，n为所述工程机械的安全裕度系数。优选地，该方法使用起重量表和力矩限制器，该方法还包括：判断所述工程机械的吊臂的幅度和臂长是否在所述起重量表的范围内；以及在所述工程机械的吊臂的幅度和臂长在所述起重量表的范围内时，通过所述力矩限制器控制所述工程机械的调整姿态的运行动作。优选地，该方法还包括：在进行防倾翻报警时，根据设定的路径和速度控制所述工程机械向所述最小的两个支腿反力的支腿方向调整姿态。优选地，所述工程机械的四个支腿中每个支腿的支腿反力通过所述支腿油缸的无杆腔和有杆腔的压力的差计算。优选地，该方法还包括：检测所述支腿的油缸的活塞距离所述油缸的底部的距离；在所述支腿的油缸的活塞距离所述油缸的底部的距离为预设距离时，控制所述支腿停止进行伸动作。本专利技术实施例还提供一种工程机械防倾翻控制装置，该工程机械包括四个支腿，该装置包括：反力检测单元，用于检测所述工程机械的四个支腿的支腿反力；控制单元，用于：根据所述工程机械的安全裕度系数和所述四个支腿的最大设定支腿反力计算防倾翻阈值；以及根据所述四个支腿的支腿反力和所述防倾翻阈值控制所述工程机械的调整姿态的运行动作。优选地，所述防倾翻阈值包括第一阈值、第二阈值和第三阈值，其中，所述第二阈值为所述第一阈值的第一设定百分比，所述第三阈值为所述第一阈值的第二设定百分比，所述根据所述四个支腿的支腿反力和所述防倾翻阈值控制所述工程机械的调整姿态的运行动作包括：在所述四个支腿的支腿反力中最小的两个支腿反力的和小于第一阈值且大于第二阈值时，进行防倾翻报警；在所述四个支腿的支腿反力中最小的两个支腿反力的和小于第二阈值且大于第三阈值时，进行防倾翻报警，并切断所述工程机械的调整姿态的运行动作；在所述四个支腿的支腿反力中最小的两个支腿反力的和小于第三阈值时，进行防倾翻报警，并禁止所述工程机械向所述四个支腿的支腿反力中最大的两个支腿反力的支腿方向调整姿态。优选地，所述第一阈值通过以下公式计算：T＝F×n％，其中T为所述第一阈值，F为四个支腿的最大设定支腿反力中最小的最大设定支腿反力，n为所述工程机械的安全裕度系数。优选地，该装置包括起重量表和力矩限制器，该控制单元还用于判断所述工程机械的吊臂的幅度和臂长是否在所述起重量表的范围内；以及在所述工程机械的吊臂的幅度和臂长在所述起重量表的范围内时，通过所述力矩限制器控制所述工程机械的调整姿态的运行动作。优选地，该控制单元还用于：在进行防倾翻报警时，根据设定的路径和速度控制所述工程机械向所述最小的两个支腿反力的支腿方向调整姿态。优选地，所述反力检测单元还包括压力传感器，用于检测所述支腿油缸的无杆腔和有杆腔的压力，所述反力检测单元用于通过所述支腿油缸的无杆腔和有杆腔的压力的差计算所述工程机械的四个支腿中每个支腿的支腿反力。优选地，该控制装置还包括行程检测单元，用于检测所述支腿的油缸的活塞距离所述油缸的底部的距离；所述控制单元用于在所述支腿的油缸的活塞距离所述油缸的底部的距离为预设距离时，控制所述支腿停止进行伸动作。本专利技术实施例还提供一种工程机械，该工程机械包括上文所述的工程机械防倾翻控制装置。通过上述技术方案，采用本专利技术提供的工程机械防倾翻控制方法、装置和工程机械，首先检测工程机械的四个支腿的支腿反力，然后确定防倾翻阈值，再根据四个支腿的支腿反力和防倾翻阈值控制工程机械的调整姿态的运行动作，本专利技术适用于工程机械的各种工况，且对影响倾翻的因素考虑周全，可以精确地实现工程机械在任意姿态下的防倾翻安全防护。本专利技术实本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种工程机械防倾翻控制方法，该工程机械包括四个支腿，其特征在于，该方法包括：检测所述工程机械的四个支腿的支腿反力；根据所述工程机械的安全裕度系数和所述四个支腿的最大设定支腿反力计算防倾翻阈值；以及根据所述四个支腿的支腿反力和所述防倾翻阈值控制所述工程机械的调整姿态的运行动作。

【技术特征摘要】
1.一种工程机械防倾翻控制方法，该工程机械包括四个支腿，其特征在于，该方法包括：检测所述工程机械的四个支腿的支腿反力；根据所述工程机械的安全裕度系数和所述四个支腿的最大设定支腿反力计算防倾翻阈值；以及根据所述四个支腿的支腿反力和所述防倾翻阈值控制所述工程机械的调整姿态的运行动作。2.根据权利要求1所述的工程机械防倾翻控制方法，其特征在于，所述防倾翻阈值包括第一阈值、第二阈值和第三阈值，其中，所述第二阈值为所述第一阈值的第一设定百分比，所述第三阈值为所述第一阈值的第二设定百分比，所述根据所述四个支腿的支腿反力和所述防倾翻阈值控制所述工程机械的调整姿态的运行动作包括：在所述四个支腿的支腿反力中最小的两个支腿反力的和小于第一阈值且大于第二阈值时，进行防倾翻报警；在所述四个支腿的支腿反力中最小的两个支腿反力的和小于第二阈值且大于第三阈值时，进行防倾翻报警，并切断所述工程机械的调整姿态的运行动作；在所述四个支腿的支腿反力中最小的两个支腿反力的和小于第三阈值时，进行防倾翻报警，并禁止所述工程机械向所述四个支腿的支腿反力中最大的两个支腿反力的支腿方向调整姿态。3.根据权利要求2所述的工程机械防倾翻控制方法，其特征在于，所述第一阈值通过以下公式计算：T＝F×n％，其中T为所述第一阈值，F为四个支腿的最大设定支腿反力中最小的最大设定支腿反力，n为所述工程机械的安全裕度系数。4.根据权利要求1所述的工程机械防倾翻控制方法，其特征在于，该方法使用起重量表和力矩限制器，该方法还包括：判断所述工程机械的吊臂的幅度和臂长是否在所述起重量表的范围内；以及在所述工程机械的吊臂的幅度和臂长在所述起重量表的范围内时，通过所述力矩限制器控制所述工程机械的调整姿态的运行动作。5.根据权利要求2所述的工程机械防倾翻控制方法，其特征在于，该方法还包括：在进行防倾翻报警时，根据设定的路径和速度控制所述工程机械向所述最小的两个支腿反力的支腿方向调整姿态。6.根据权利要求1所述的工程机械防倾翻控制方法，其特征在于，所述工程机械的四个支腿中每个支腿的支腿反力通过所述支腿油缸的无杆腔和有杆腔的压力的差计算。7.根据权利要求1所述的工程机械防倾翻控制方法，其特征在于，该方法还包括：检测所述支腿的油缸的活塞距离所述油缸的底部的距离；在所述支腿的油缸的活塞距离所述油缸的底部的距离为预设距离时，控制所述支腿停止进行伸动作。8.一种工程机械防倾翻控制装置，该工程机械包括四个支腿，其特征在于，该装置包括：反力检测单元，用于检测所述工程机械的四个支腿的支腿反力；控制单元，用...

【专利技术属性】
技术研发人员：曾娜，罗贤智，刘永赞，
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