一种推土机安全控制系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种推土机安全控制系统，属于工程作业安全技术领域，包括车载主控制器、车载GPS终端、多功能监视器和发动机ECM，车载主控制器根据发动机ECM检测的信号判断是否符合启动条件，若车载主控制器检测到的任意一个信号不符合预设的正常值范围，则不允许启动机器，并将违反安全操作的信号显示在多功能监视器上，以提醒操作人员纠正操作行为；一种推土机安全控制方法，包括如下步骤：车载仪器启动安全防护、行走安全防护、工作过载安全防护、安全指标数据统计及远程防护。本发明专利技术代替原始的人为控制，实时监控整机工作状态，自动降低功率，具有数据统计和作业安全的远程监控功能，能实时查询到机器安全运行状态。

【技术实现步骤摘要】
一种推土机安全控制系统及方法
本专利技术涉及一种安全控制系统及方法，特别是涉及一种推土机安全控制系统及方法，属于工程作业安全

技术介绍
目前，160马力以上中大型推土机在施工时主要靠驾驶员的主观意识控制，由于受到视线、操作习惯以及人的精神状态等诸多人为因素的影响，普遍存在两个弊端：1、操作因人而异存在潜在安全隐患，存在因操作不当引起的安全事故，造成人身财产损失；2、由于使用不当造成机器长时间过载或超负荷运行造成机器故障，通常发现故障时已经错过维修的最佳时机，由于大中型推土机自身价值及维修成本较高，出现故障时需要花费大量的人力物力成本。针对以上弊端，有必要设计一种专门的控制方法用于推土机安全操作自动控制，以避免因操作不当而引发意外的人身及财产安全事故。
技术实现思路
本专利技术的主要目的是为了提供一种推土机安全控制系统及方法，通过运用单片机控制、CAN总线通讯、GPS远程数据传输与定位进行程序化、智能化控制，从而有效避免了在操作机器时引起的意外安全隐患。本专利技术的目的可以通过采用如下技术方案达到：一种推土机安全控制系统，包括车载主控制器、车载GPS终端、多功能监视器和发动机ECM，所述车载主控制器分别通过CAN总线与所述车载GPS终端、所述多功能监视器和所述发动机ECM电连接，所述发动机ECM用于检测发动机转速、发动机机油温度信号、机油压力信号、水温信号、变矩器油温信号、档位开关信号、先导安全开关信号和发电机电压信号；所述车载主控制器根据所述发动机ECM检测的信号判断是否符合启动条件，若车载主控制器检测到的任意一个信号不符合预设的正常值范围，则不允许启动机器，并将违反安全操作的信号显示在所述多功能监视器上，以提醒操作人员纠正操作行为；所述车载主控制器将故障信号记录到存储器中，并根据故障类别及发生频次进行分别统计，当某一故障记录频繁发生或超过设定的上限时，所述车载主控制器将此信号通过CAN总线以通讯的形式发送给所述车载GPS终端，所述车载GPS终端通过GPSRS网络和GSM网络将故障数据和车辆定位信号上传至监控平台终端。进一步的，所述多功能监视器与车载摄像头电连接，所述发动机ECM分别与发动机机油温度传感器、机油压力传感器和水温传感器电连接，所述发动机机油温度传感器用于采集发动机机油温度信号，所述机油压力传感器用于采集机油压力信号，所述水温传感器用于采集水温。进一步的，所述车载主控制器为微控制器MCU，所述微控制器MCU分别与倾角传感器、变矩器油温传感器、液压油温传感器和声光报警发生器电连接，所述倾角传感器用于采集推土机倾角信号，所述变矩器油温传感器用于采集变矩器油温信号，所述液压油温传感器用于采集液压油温信号，所述声光报警发生器用于产生声光报警信号。进一步的，所述微控制器MCU还分别与档位开关、先导安全开关、行走中位开关、前进压力开关和后退压力开关电连接，所述档位开关用于采集档位开关信号，所述先导安全开关用于采集先导安全开关信号，所述行走中位开关用于采集行走中位开关信号，所述前进压力开关用于采集前进压力开关信号，所述后退压力开关用于采集后退压力开关信号。进一步的，所述微控制器MCU还分别与功率调节电比例阀、档位电磁阀和车载发电机电连接，所述功率调节电比例阀用于调节液压系统的功率电比例，降低液压系统功率，所述档位电磁阀用于调节档位，改变推土机的运行状态，所述车载发电机用于车载发电。一种推土机安全控制方法，包括如下步骤：步骤1：车载仪器启动安全防护；步骤2：行走安全防护；步骤3：工作过载安全防护；步骤4：安全指标数据统计及远程防护。进一步的，所述步骤1中，推土机在启动车载仪器前通过发动机ECM检测发动机转速、机油压力信号、档位开关信号、先导安全开关信号和发电机电压信号，车载主控制器根据检测到的信号判断是否符合车载仪器启动条件，当某一故障记录频繁发生或超过设定的上限时，所述车载主控制器将此信号通过CAN总线以通讯的形式发送给所述车载GPS终端，所述车载GPS终端通过GPS网络和GSM网络将故障数据和车辆定位信号上传至监控平台终端。进一步的，所述步骤2中，推土机在行走起步之前，同时检测行走安全手柄开关信号、档位开关信号和发动机转速信号，通过发动机ECM获取倾角传感器信号，判断倾角传感器是否正常，当行走安全手柄开关信号、档位开关信号、发动机转速信号和倾角传感器信号中的任一信号不符合预设起步条件时，均不允许推土机启动行走，当推土机在行走时，实时检测倾角传感器状态，当倾角传感器采集的倾角传感器信号不符合预设条件时，即停止行走。进一步的，所述步骤3中，推土机在工作过程中，通过实时检测水温、油温、机油压力、发动机转速信号判断车载仪器是否处于过载状态，通过发动机ECM调节发动机输出功率和转速，调节功率调节电比例阀，降低液压系统功率，调节发动机转速，降低发动机功率，在出现故障时发动机ECM的内置存储器会将故障记录和执行情况存储在存储器中，多功能监视器以人机交互的形式实时显示故障和执行情况。进一步的，所述步骤4中，发动机ECM将统计到的用户特征数据分析过滤，形成违反安全操作记录，通过多功能监视器显示输出提示操作手，发动机ECM将违反安全操作记录通过CAN总线与车载GPS终端进行通讯，利用GSM网络和internet网，将用户特征数据发送到监控中心，监控中心对数据进行处理，发送给车主。本专利技术的有益技术效果：按照本专利技术的推土机安全控制系统及方法，本专利技术提供的推土机安全控制系统及方法，通过控制器自动约定机器安全状态，代替原始的人为控制有效避免了因机器操作不当造成意外的安全事故。按照本专利技术的推土机安全控制系统及方法，本专利技术提供的推土机安全控制系统及方法，实时监控整机工作状态，当机器过载时通过控制器调节，自动降低功率有效保护机器不会因长期过载运行导致的不可挽回损失。按照本专利技术的推土机安全控制系统及方法，本专利技术提供的推土机安全控制系统及方法，与现有技术相比，具有数据统计和作业安全的远程监控功能，能够通过监控平台实时查询到机器安全运行状态并及时有效提醒操作手进行安全操作改进。附图说明图1为按照本专利技术的推土机安全控制系统的一优选实施例的整体结构示意图；图2为按照本专利技术的推土机安全控制方法的一优选实施例的机器启动安全防护流程图，该实施例可以是与图1相同的实施例，也可以是与图1不同的实施例；图3为按照本专利技术的推土机安全控制方法的一优选实施例的行走安全防护流程图，该实施例可以是与图1或图2相同的实施例，也可以是与图1或图2不同的实施例；图4为按照本专利技术的推土机安全控制方法的一优选实施例的工作过载安全防护工作示意图，该实施例可以是与图1或图2或图3相同的实施例，也可以是与图1或图2或图3不同的实施例；图5为按照本专利技术的推土机安全控制方法的一优选实施例的、安全指标数据统计及远程防护工作示意图，该实施例可以是与图1或图2或图3或图4相同的实施例，也可以是与图1或图2或图3或图4不同的实施例。图中：1-车载主控制器，2-车载GPS终端，3-车载摄像头，4-多功能监视器，5-发动机机油温度传感器，6-机油压力传感器，7-水温传感器，8-发动机ECM，9-倾角传感器，10-档位开关，11-先导安全开关，12-行走中位开关，13-变矩器油温传感器，14本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种推土机安全控制系统，包括车载主控制器(1)、车载GPS终端(2)、多功能监视器(4)和发动机ECM(8)，所述车载主控制器(1)分别通过CAN总线与所述车载GPS终端(2)、所述多功能监视器(4)和所述发动机ECM(8)电连接，其特征在于，所述发动机ECM(8)用于检测发动机转速、发动机机油温度信号、机油压力信号、水温信号、变矩器油温信号、档位开关信号、先导安全开关信号和发电机电压信号；所述车载主控制器(1)根据所述发动机ECM(8)检测的信号判断是否符合启动条件，若车载主控制器(1)检测到的任意一个信号不符合预设的正常值范围，则不允许启动机器，并将违反安全操作的信号显示在所述多功能监视器(4)上，以提醒操作人员纠正操作行为；所述车载主控制器(1)将故障信号记录到存储器中，并根据故障类别及发生频次进行分别统计，当某一故障记录频繁发生或超过设定的上限时，所述车载主控制器(1)将此信号通过CAN总线以通讯的形式发送给所述车载GPS终端(2)，所述车载GPS终端(2)通过GPSRS网络和GSM网络将故障数据和车辆定位信号上传至监控平台终端。

【技术特征摘要】
1.一种推土机安全控制系统，包括车载主控制器(1)、车载GPS终端(2)、多功能监视器(4)和发动机ECM(8)，所述车载主控制器(1)分别通过CAN总线与所述车载GPS终端(2)、所述多功能监视器(4)和所述发动机ECM(8)电连接，其特征在于，所述发动机ECM(8)用于检测发动机转速、发动机机油温度信号、机油压力信号、水温信号、变矩器油温信号、档位开关信号、先导安全开关信号和发电机电压信号；所述车载主控制器(1)根据所述发动机ECM(8)检测的信号判断是否符合启动条件，若车载主控制器(1)检测到的任意一个信号不符合预设的正常值范围，则不允许启动机器，并将违反安全操作的信号显示在所述多功能监视器(4)上，以提醒操作人员纠正操作行为；所述车载主控制器(1)将故障信号记录到存储器中，并根据故障类别及发生频次进行分别统计，当某一故障记录频繁发生或超过设定的上限时，所述车载主控制器(1)将此信号通过CAN总线以通讯的形式发送给所述车载GPS终端(2)，所述车载GPS终端(2)通过GPSRS网络和GSM网络将故障数据和车辆定位信号上传至监控平台终端。2.根据权利要求1所述的一种推土机安全控制系统，其特征在于，所述多功能监视器(4)与车载摄像头(3)电连接，所述发动机ECM(8)分别与发动机机油温度传感器(5)、机油压力传感器(6)和水温传感器(7)电连接，所述发动机机油温度传感器(5)用于采集发动机机油温度信号，所述机油压力传感器(6)用于采集机油压力信号，所述水温传感器(7)用于采集水温。3.根据权利要求1所述的一种推土机安全控制系统，其特征在于，所述车载主控制器(1)为微控制器MCU，所述微控制器MCU分别与倾角传感器(9)、变矩器油温传感器(13)、液压油温传感器(14)和声光报警发生器(17)电连接，所述倾角传感器(9)用于采集推土机倾角信号，所述变矩器油温传感器(13)用于采集变矩器油温信号，所述液压油温传感器(14)用于采集液压油温信号，所述声光报警发生器(17)用于产生声光报警信号。4.根据权利要求3所述的一种推土机安全控制系统，其特征在于，所述微控制器MCU还分别与档位开关(10)、先导安全开关(11)、行走中位开关(12)、前进压力开关(18)和后退压力开关(19)电连接，所述档位开关(10)用于采集档位开关信号，所述先导安全开关(11)用于采集先导安全开关信号，所述行走中位开关(12)用于采集行走中位开关信号，所述前进压力开关(18)用于采集前进压力开关信号，所述后退压力开关(19)用于采集后退压力开关信号。5.根据权利要求3所述的一种推土机安全控制系统，...

【专利技术属性】
技术研发人员：龚纪强，祝东营，廖崇庆，
申请(专利权)人：柳工常州机械有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32