用于建筑机械的防翻覆系统和方法技术方案

技术编号:23351737 阅读:40 留言:0更新日期:2020-02-15 06:52
一种防翻覆系统,所述防翻覆系统防止建筑机械翻覆。所述防翻覆系统包括:第一角度检测单元(12),该第一角度检测单元被邻近于转动接头(11)布置,以检测上框架(5)的回转角度;第二角度检测单元(13),该第二角度检测单元被布置在上框架上,以检测上上框架的角运动;安全阀(40),该安全阀被布置在与用于工作附件(10)的液压缸及回转马达(26)连通的流动通道(25、32)上,以通过响应于外部信号打开和关闭所述流动通道来控制被供给到所述液压缸的工作油的流动;以及电子控制器(14),该电子控制器电连接到第一角度检测单元、第二角度检测单元和所述安全阀。该电子控制器包括重心计算部(14a)、安全范围确定部(14b)和信号输出部(14c)。还提供了用于建筑机械的防翻覆方法。在操作期间,当由于重心的偏离而增加了翻覆的风险时,所述系统能够通过用关于重心的信息警告操作员来防止翻覆并且强制地限制建筑机械的移动。

Anti overturning system and method for construction machinery

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于建筑机械的防翻覆系统和方法
本公开涉及一种用于建筑机械的防翻覆系统和方法。更具体地,本公开涉及如下一种用于建筑机械的防翻覆系统和方法:在建筑场地中或在斜坡上挖掘期间,当建筑机械的重心偏离安全范围或进入临界范围时,该系统和方法能够在阻止工作油的供给的同时警告操作员,以防止建筑机械翻覆或倾翻。
技术介绍
在诸如挖掘机或轮式装载机的建筑机械的操作中,建筑机械的重心不同地改变。特别地,在斜坡上挖掘或采掘期间或者在搬运有效载荷(包括引起过度负载的大量岩石)的操作中,建筑机械的重心可能偏离所允许的安全范围,从而导致翻覆。典型地,当建筑机械的重心靠近上框架或上部回转结构的回转轴线时,建筑机械更安全。在重心远离回转轴线的情况下,安全程度降低并且翻覆的风险增加。驾驶室中的操作员不能识别建筑机械的重心的变化。因此,即使在建筑机械的重心已经偏离所允许的安全范围的情况下,操作员仍然允许用于挖掘或采掘的工作附件的移动。因为工作附件在操作期间移动,所以建筑机械的重心变得不稳定。传统建筑机械未设有用于通知操作员重心已偏离所允许的安全范围的技术手段。不存在当翻覆的风险由于重心已经移动远离了回转轴线而增加时用于限制工作附件或建筑机械的移动的方案。作为众所周知的实例,美国专利No.8,768,581公开了“WORKMACHINESAFETYDEVICE(工程机械安全装置)”。该专利旨在使用ZMP计算装置来防止设备的翻覆。然而,该专利并非旨在当翻覆的风险由于重心偏离安全范围而增加时自动地或强制地限制工作附件或设备的移动。因此,建筑机械需要如下一种功能:在操作期间当翻覆的风险由于重心的偏离而增加时,能够通过用关于重心的信息警告操作员并且强制地限制建筑机械的移动来防止翻覆。
技术实现思路
根据本公开的一个方面,用于建筑机械的防翻覆系统可以包括:第一角度检测单元,该第一角度检测单元被邻近于转动接头布置,以检测上框架的回转角度,该转动接头被布置在以可旋转方式布置在底盘上的所述上框架的中心部分上;第二角度检测单元,该第二角度检测单元被布置在所述上框架上,以检测上部回转结构的角运动;安全阀,该安全阀被布置在与用于工作附件的液压缸及回转马达连通的流动通道上,其中,该安全阀通过响应于外部信号打开和关闭所述流动通道来控制被供给到所述液压缸的工作油的流动;和电子控制器,该电子控制器电连接到第一角度检测单元、第二角度检测单元和所述安全阀,该电子控制器包括重心计算部、安全范围确定部和信号输出部,其中,该重心计算部根据预设的算法、基于从第一角度检测单元和第二角度检测单元申请到的角度的值来计算底盘的重心Buc、上框架的重心Buf、工作附件的重心Bat、建筑机械在第一状态下的第一重心B1和建筑机械在第二状态下的第二重心B2,其中,建筑机械的第一重心B1取决于第一状态,而建筑机械的第二重心B2取决于第二状态,在第一状态下,铲斗在离回转轴线最远距离处且被装载满,在第二状态下,铲斗在离回转轴线最近距离G处且未被装载,其中,该安全范围确定部确定建筑机械的第一重心B1和第二重心B2是否存在于安全范围内,并且其中,当建筑机械的第一重心B1或第二重心B2偏离安全范围时,信号输出部提供用于所述安全阀的关闭信号并向操作员提供警告信号。根据本公开的实施例,所述安全阀可以包括:第一安全阀,该第一安全阀被布置在所述流动通道中的一个上,以阻止从第一液压泵供给的油的流动;和第二安全阀,该第二安全阀被布置在所述流动通道中的另一个上,以阻止从第二液压泵供给的油的流动。当存在翻覆的风险时,建筑机械的移动被强制地停止。根据本公开的另一个方面,用于建筑机械的防翻覆方法可以包括:使用邻近于转动接头布置的第一角度检测单元来检测建筑机械的上框架相对于该转动接头绕回转轴线Z的回转角度的变化;使用邻近于上框架布置的第二角度检测单元来检测上部回转结构沿着建筑机械的宽度轴线X’和纵向轴线Y’的角运动;计算关于所述宽度轴线X、纵向轴线Y和回转轴线Z限定的上框架的重心坐标Buf(Xuf,Yuf,Zuf);基于在第一状态下确定的工作附件的第一重量Wat1和在第二状态下确定的工作附件的第二重量Wat2,计算工作附件在第一状态下的第一重心Bat1(Xat1,Yat1,Zat1)和工作附件在第二状态下的第二重心Bat2(Xat2,Yat2,Zat2),在第一状态下,铲斗在离回转轴线Z最远距离处且被装载满,在第二状态下,铲斗在离回转轴线Z最近距离处且未被装载;以及基于底盘的重心坐标Buc(Xuc,Yuc,Zuc)、底盘的重量Wuc、上框架的重量Wuf、工作附件在第一状态下的重量Wat1和工作附件在第二状态下的重量Wat2,计算建筑机械在第一状态下的第一重心B1(X1,Y1,Z1)和建筑机械在第二状态下的第二重心B2(X2,Y2,Z2)。根据本公开的实施例,所述防翻覆方法可进一步包括:当确定建筑机械的第一重心B1或第二重心B2偏离安全范围时,输出用于安全阀的关闭信号并向操作员输出警告信号。附图说明图1是示出了应用本公开的挖掘机的立体图;图2是用于图1中所示的挖掘机的液压回路图;图3是示出了根据本公开的实施例的用于建筑机械的防翻覆系统的框图;图4是示出了根据本公开的实施例的用于建筑机械的防翻覆方法的流程图;图5a和图5b是示出了根据本公开来计算重心并确定安全范围的步骤的示意图;并且图6是示出了根据图1中所示的铲斗的移动而绘制出的路线的示意图。具体实施方式现在将详细参考本公开的实施例,所述实施例的示例在附图中被示出。虽然将结合以下实施例来描述本公开,但应当理解,它们并非旨在使本公开仅限于这些实施例。相反,本公开旨在涵盖可以被包括在由所附权利要求限定的本公开的精神和范围内的替代物、变型例和等同物。此外,在本公开的以下详细描述中,阐述了众多具体细节以提供对本公开的透彻理解。然而,可以在无这些具体细节的情况下实践本公开的实施例。在其他情形中,没有详细描述众所周知的方法、过程、部件和回路,以免不必要地模糊本公开的各方面。根据本公开的示例性实施例的用于建筑机械的防翻覆系统能够用在诸如挖掘机或轮式装载机的建筑机械中,并且将参考示例性的挖掘机来描述该防翻覆系统。图1是示出了应用本公开的挖掘机的立体图。如图1中所示,该挖掘机包括使用履带在地面上行进的底盘1和以可旋转方式安装在底盘1上的上框架5。包括工作附件10的上部回转结构6被设置在上框架5上。工作附件10包括:动臂2,该动臂2的近端部分被可枢转地连接到上框架5;斗杆3,该斗杆3被可枢转地连接到动臂2的远端部分;和铲斗4,该铲斗4被可枢转地连接到斗杆3的远端部分。优选的是,使用铲斗固定销7a将铲斗4固定到斗杆3的远端部分,使得铲斗4能够绕铲斗固定销7a枢转。使用斗杆固定销7b将斗杆3的近端部分固定到动臂2的远端部分,使得斗杆3能够绕斗杆固定销7b枢转。本文档来自技高网
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【技术保护点】
1.一种用于建筑机械的防翻覆系统,其中,所述建筑机械包括:工作附件、用于驱动所述工作附件的多个液压缸和用于控制上框架的回转操作的回转马达,所述工作附件例如是动臂、斗杆或铲斗,所述防翻覆系统包括:/n第一角度检测单元,所述第一角度检测单元被邻近于转动接头布置,以检测所述上框架的回转角度,所述转动接头被布置在以可旋转方式布置在底盘上的所述上框架的中心部分上;/n第二角度检测单元,所述第二角度检测单元被布置在所述上框架上,以检测所述上框架的角运动;/n安全阀,所述安全阀被布置在与用于所述工作附件的所述液压缸及所述回转马达连通的流动通道上,其中,所述安全阀通过响应于外部信号打开和关闭所述流动通道来控制被供给到所述液压缸的工作油的流动;以及/n电子控制器,所述电子控制器电连接到所述第一角度检测单元、所述第二角度检测单元和所述安全阀,所述电子控制器包括重心计算部、安全范围确定部和信号输出部,/n其中,所述重心计算部根据预设的算法、基于从所述第一角度检测单元和所述第二角度检测单元申请到的角度的值来计算所述底盘的重心B

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于建筑机械的防翻覆系统,其中,所述建筑机械包括:工作附件、用于驱动所述工作附件的多个液压缸和用于控制上框架的回转操作的回转马达,所述工作附件例如是动臂、斗杆或铲斗,所述防翻覆系统包括:
第一角度检测单元,所述第一角度检测单元被邻近于转动接头布置,以检测所述上框架的回转角度,所述转动接头被布置在以可旋转方式布置在底盘上的所述上框架的中心部分上;
第二角度检测单元,所述第二角度检测单元被布置在所述上框架上,以检测所述上框架的角运动;
安全阀,所述安全阀被布置在与用于所述工作附件的所述液压缸及所述回转马达连通的流动通道上,其中,所述安全阀通过响应于外部信号打开和关闭所述流动通道来控制被供给到所述液压缸的工作油的流动;以及
电子控制器,所述电子控制器电连接到所述第一角度检测单元、所述第二角度检测单元和所述安全阀,所述电子控制器包括重心计算部、安全范围确定部和信号输出部,
其中,所述重心计算部根据预设的算法、基于从所述第一角度检测单元和所述第二角度检测单元申请到的角度的值来计算所述底盘的重心Buc、所述上框架的重心Buf、所述工作附件的重心Bat、所述建筑机械在第一状态下的第一重心B1和所述建筑机械在第二状态下的第二重心B2,其中,所述建筑机械的所述第一重心B1取决于所述第一状态,而所述建筑机械的所述第二重心B2取决于所述第二状态,在所述第一状态下,所述铲斗在离所述回转轴线最远距离处且被装载满,在所述第二状态下,所述铲斗在离所述回转轴线最近距离G处且未被装载,
其中,所述安全范围确定部确定所述建筑机械的所述第一重心B1和所述第二重心B2是否存在于安全范围内,并且
其中,当所述建筑机械的所述第一重心B1或所述第二重心B2偏离所述安全范围时,所述信号输出部提供用于所述安全阀的关闭信号并向操作员提供警告信号。


2.根据权利要求1所述的防翻覆系统,进一步包括被连接到所述控制器的显示单元,其中,所述显示单元输出由所述控制器的所述信号输出部提供的所述安全范围,使得所述操作员能够在视觉上识别出所述安全范围。


3.根据权利要求1所述的防翻覆系统,进一步包括被连接到所述控制器的警告单元,其中,当所述建筑机械的所述第一重心B1或所述第二重心B2偏离所述安全范围时,所述警告单元向所述操作员提供听觉信息。


4.根据权利要求1所述的防翻覆系统,其中,所述安全阀包括:第一安全阀,所述第一安全阀被布置在所述流动通道中的一个上,以阻止从第一液压泵供给的油的流动;和第二安全阀,所述第二安全阀被布置在所述流动通道中的另一个上,以阻止从第二液压泵供给的油的流动。


5.根据权利要求1所述的防翻覆系统,其中,所述安全阀被布置在从控制装置延伸到液压控制阀的阀芯的先导信号管线上。


6.根据权利要求1所述的防翻覆系统,其中,所述第二角度检测单元包括被布置在所述电子控制器上的片上系统装置。


7.根据权利要求4所述的防翻覆系统,其中,所述安全阀中的每一个均包括电磁阀。


8.根据权利要求5所述的防翻覆系统,其中,所述安全阀中的每一个均包括电磁阀。


9.根据权利要求1所述的防翻覆系统,其中,所述第一角度检测单元包括旋转编码器。


10.根据权利要求1所述的防翻覆系统,其中,所述第二角度检测单元包括2-轴线角度传感器。


11.根据权利要求6所述的防翻覆系统,其中,所述第二角度检测单元包括2-轴线角度传感器。


12.一种用于建筑机械的防翻覆方法,包括:
使用邻近于转动...

【专利技术属性】
技术研发人员:周平升李华南王启斌陈金鹏
申请(专利权)人:沃尔沃建筑设备公司
类型:发明
国别省市:瑞典;SE

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