一种挖掘机防撞击控制系统技术方案

本发明专利技术公开了一种挖掘机防撞击控制系统，能够检测静止物体和移动物体，能够对施工现场的人‑机‑环境的安全进行持续监测，并在必要的时候及时采取合适的措施，避免事故发生，进而提高安全性。本发明专利技术的挖掘机防撞击控制系统，包括检测模块、控制模块和执行机构，所述执行机构包括履带式行走机构、回转机构和动臂、斗杆、铲斗、动臂油缸、斗杆油缸和铲斗油缸；视频检测器安装在挖掘机的后部，控制模块对视频监测器的视频信号进行处理，测算得出周边的物体移动速度v2；控制模块实时计算挖掘机的安全状态值f，根据预设的挖掘机安全状态阈值F，当f>＝F时，控制模块输出执行信号，控制挖掘机降低车速，直到实际车速v1低于最大允许车速Vmax。

An anti-collision control system for excavator

【技术实现步骤摘要】
一种挖掘机防撞击控制系统
本专利技术属于挖掘机安全防护领域，具体涉及一种挖掘机防撞击控制系统。
技术介绍
挖掘机广泛应用于工程施工的各种领域，具有作业效率高、施工速度快等优点。随着社会的发展，挖掘机的施工安全日益重要，挖掘机的技术发展路线之一就是其作业的安全性。其中，防止挖掘机与作业场地内的人员、建筑物和其他挖掘机的撞击，一直是挖掘机的重要安全指标。为了确保挖掘机不与其他物体撞击，挖掘机现有技术采取了很多技术措施，包括：1、利用摄像头采集驾驶员视觉盲区的视频；2、利用测距雷达测量车辆到障碍物的距离；3、通过声光报警的方式提醒驾驶员；上述现有技术并不能覆盖施工现场的所有不安全因素，因此也不能确保挖掘机在其他突发情况下的安全，甚至对可能发生危险完全没有技术措施。这些被遗漏的危险因素包括：1、对移动物体的探测不足；2、驾驶员的注意力不会全部在盲区，而是在作业区，可能导致疏漏；3、缺少突发情况的检测和自动处理措施；
技术实现思路
本方案提供了一种挖掘机防撞击控制系统，能够检测静止物体和移动物体，能够对施工现场的人-机-环境的安全进行持续监测，并在必要的时候及时采取合适的措施，避免事故发生，进而提高安全性。本专利技术的技术方案如下：一种挖掘机防撞击控制系统，包括检测模块、控制模块和执行机构，所述检测模块与控制模块相连接，检测模块检测到的信号输入控制模块；所述控制模块与执行机构联接，控制模块发送执行信号给执行机构，用于对挖掘机进行操作控制；所述执行机构包括履带式行走机构、回转机构和动臂、斗杆、铲斗、动臂油缸、斗杆油缸和铲斗油缸；所述检测模块包括距离探测器、视频监视器和车速探测器；所述距离探测器安装在挖掘机上，用于检测挖掘机与周边物体的距离D；车速探测器安装在挖掘机上，用于检测挖掘机相对地面的运动速度v1，视频检测器安装在挖掘机的后部，控制模块对视频监测器的视频信号进行处理，测算得出周边的物体移动速度v2；控制模块实时计算挖掘机的安全状态值f,其中a、b、k为预设的系数；根据预设的挖掘机安全状态阈值F，当f>＝F时，控制模块输出执行信号，控制挖掘机降低车速，直到实际车速v1低于最大允许车速Vmax；进一步的，最大允许车速Vmax是f的函数，当f>F时，随着f增加，Vmax降低。进一步的，最大允许车速c为预设系数。本专利技术的原理如下：1、系统组成和连接关系在挖掘机上装有检测模块，所述的检测模块包括距离探测器、视频监视器和车速探测器中的部分或全部。检测模块用于检测挖掘机周围的视频图像、物体的距离和车速等信号。检测模块与挖掘机的控制模块相连接，检测模块检测到的信号输入控制模块。挖掘机上装有控制模块，用于接收检测模块发来的检测信号。为了实现挖掘机的安全防护，控制模块输出执行信号用于控制模块对挖掘机进行操作控制，以提高挖掘机和施工现场的安全性。2、本方案所述的安全防护系统的工作原理检测模块对挖掘机周围的环境进行实时检测，主要检测区域包括驾驶员视觉盲区和挖掘机作业范围区域，主要检测挖掘机行驶速度、周边物体情况及其移动速度，上述检测数据输入控制模块。检测模块的实时数据输入到控制模块后，控制模块对环境数据进行本地实时运算，获得挖掘机在行驶方向上的安全状态值，并与预设的安全状态阈值进行比较，根据比较结果，输出执行信号，对车速进行干预。控制模块输出执行信号，执行信号发送给对应的执行机构，用于操纵挖掘机降速，从而避免危险发生，提高挖掘机的安全性。3、本方案工作过程中采用的控制方法距离探测器安装在挖掘机上，用于检测挖掘机与周边物体的距离D；车速探测器安装在挖掘机上，用于检测挖掘机相对地面的运动速度v1，视频检测器安装在挖掘机的后部，用于检测挖掘机周边的视频信息，对挖掘机周边的物体进行识别和测速。控制模块对视频监测器的视频信号进行识别、分析等处理，得出视频中物体的类别、形状、移动速度等信息.控制模块根据距离探测器的数据D、车速探测器的v1和测算得出的物体移动速度v2，按照特定的算法计算挖掘机的安全状态值:其中a、b、k为预设的系数。预设有挖掘机安全状态阈值F，当控制模块计算得到的实时安全状态值f>＝F时，控制模块输出执行信号，控制挖掘机降低车速，直到实际车速v1低于最大允许车速Vmax。Vmax是f的函数，当f>F时，随着f增加，Vmax降低。进一步的，c为预设系数。附图说明图1是本专利技术各模块的连接关系示意图图2是本专利技术的控制方法流程图具体实施方式下面通过具体实施方式来进一步说明本专利技术的技术方案：1、系统组成和连接关系在挖掘机上装有距离探测器、视频监视器和车速探测器，用于检测挖掘机周围的视频图像、物体的距离和车速等信号。挖掘机上装有控制器，控制器与距离探测器、视频监视器和车速探测器相连接。为了实现挖掘机的安全防护，控制器输出执行信号给执行机构，用于对挖掘机进行速度限制，以提高挖掘机和施工现场的安全性；所述执行机构包括履带式行走机构、回转机构和动臂、斗杆、铲斗、动臂油缸、斗杆油缸和铲斗油缸；上述各模块的连接关系如图1所示。2、本方案所述的安全防护系统的工作原理车速探测器检测挖掘机的行驶速度v1，距离探测器检测周边物体到挖掘机的距离D，视频监测器拍摄挖掘机周围的视频，并识别出周边物体的类别和移动速度v2，这些检测数据输入控制器。检测到的实时数据输入到控制器后，控制器对这些数据进行实时运算，获得挖掘机在行驶方向上的安全状态值f，并与预设的安全状态阈值F进行比较，根据比较结果，输出执行信号，对车速进行干预。控制模块输出执行信号，执行信号发送给对应的执行机构，用于操纵挖掘机降速，从而避免危险发生，提高挖掘机的安全性。3、本方案工作过程中采用的控制方法本方案控制方法流程图如图2所示，距离探测器安装在挖掘机上，用于检测挖掘机与周边物体的距离D；车速探测器安装在挖掘机上，用于检测挖掘机相对地面的运动速度v1，视频检测器安装在挖掘机的后部，用于检测挖掘机周边的视频信息，对挖掘机周边的物体进行识别和测速。控制模块对视频监测器的视频信号进行识别、分析等处理，得出视频中物体的类别、形状、移动速度等信息.控制模块根据距离探测器的数据D、车速探测器的v1和测算得出的物体移动速度v2，按照特定的算法计算挖掘机的安全状态值:其中a、b、k为预设的系数，本实施例中，选取a＝1，b＝1,k＝1。预设挖掘机安全状态阈值F＝0.2，当控制模块计算得到的实时安全状态值f>＝F时，控制模块输出执行信号，控制挖掘机降低车速，直到实际车速v1低于最大允许车速Vmax。Vmax是f的函数，当f>F时，随着f增加，Vmax降低。本本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种挖掘机防撞击控制系统，其特征在于，包括检测模块、控制模块和执行机构，所述检测模块与控制模块相连接，检测模块检测到的信号输入控制模块；所述控制模块与执行机构联接，控制模块发送执行信号给执行机构，用于对挖掘机进行操作控制；/n所述执行机构包括履带式行走机构、回转机构和动臂、斗杆、铲斗、动臂油缸、斗杆油缸和铲斗油缸；/n所述检测模块包括距离探测器、视频监视器和车速探测器；/n所述距离探测器安装在挖掘机上，用于检测挖掘机与周边物体的距离D；车速探测器安装在挖掘机上，用于检测挖掘机相对地面的运动速度v1，视频检测器安装在挖掘机的后部，控制模块对视频监测器的视频信号进行处理，测算得出周边的物体移动速度v2；/n控制模块实时计算挖掘机的安全状态值f,/n

【技术特征摘要】
1.一种挖掘机防撞击控制系统，其特征在于，包括检测模块、控制模块和执行机构，所述检测模块与控制模块相连接，检测模块检测到的信号输入控制模块；所述控制模块与执行机构联接，控制模块发送执行信号给执行机构，用于对挖掘机进行操作控制；
所述执行机构包括履带式行走机构、回转机构和动臂、斗杆、铲斗、动臂油缸、斗杆油缸和铲斗油缸；
所述检测模块包括距离探测器、视频监视器和车速探测器；
所述距离探测器安装在挖掘机上，用于检测挖掘机与周边物体的距离D；车速探测器安装在挖掘机上，用于检测挖掘机相对地面的运动速度v1，视频检测器安装在挖掘机的后部，控制模块对视频监测器的视频信号进行处理，测算得出周边的物体移动速度v2；

【专利技术属性】
技术研发人员：曹国廷，
申请(专利权)人：义乌市深研智能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33