工程机械及其稳定性控制系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种用于工程机械的稳定性控制系统，包括检测装置（１）、控制装置（２）和报警装置（３），检测装置（１）检测工程机械的各部件的重心的当前位置，得到各部件的重心位置信号，并将重心位置信号传输至控制装置（２）；控制装置（２）接收检测装置（１）的重心位置信号，根据预定策略计算出工程机械的重心位置，并与预先设定的平衡范围进行比较；当工程机械的重心位置落在平衡范围以外时，控制装置（２）控制报警装置（３）报警。本实用新型专利技术所提供的稳定性控制系统通过一种全新的方法控制了工程机械工作过程的稳定性，控制精度较高。本实用新型专利技术还公开了一种包括上述稳定性控制系统的工程机械。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及工程机械领域，特别是涉及一种用于工程机械的稳定性控制系 统。本技术还涉及一种包括上述稳定性控制系统的工程机械。
技术介绍
工程机械工作过程中的稳定性，决定着工程机械工作性能，关系到施工作业现场 的操作人员的人身安全，因此，保证工程机械工作过程中的稳定性显得尤为重要。为了保证工程机械施工过程的稳定性，一般设置有可移出的外伸支腿，扩大工程 机械得支撑范围，以减少侧翻的危险，然而，当操作人员对于工程机械的状态估计不准或者 操作不当时，依然有可能造成工程机械的侧翻。现有技术中，为了提高对工程机械稳定性的控制，提供了一种稳定性控制系统。请参考图1，图1为现有技术中一种典型的工程机械稳定性控制系统的结构示意 图。现有技术中的稳定性控制系统包括压力感应器22和报警器23，压力感应器22安 装于各支腿的垂直油缸21的上腔，压力感应器22通过电源开关与蓄电池连接，另一端与报 警器23连接，报警器23的另一端接铁。工作过程中，进行工程机械的支腿操作的同时将电源开关闭合，当工程机械的某 一支腿的垂直油缸21的上腔压力小于某一设定值时，该支腿的压力感应器22就会产生一 个电压信号，并将该电压信号传输至报警器23，报警器23激发出报警信号，从而提醒操作 人员停止当前操作，并改变操作，防止了工程机械的倾翻，提高了工程机械工作过程的稳定 性。然而，上述稳定性控制系统的控制精度较低，如果当支腿的垂直油缸的上腔压力 较大时就报警，会限制工程机械的工作范围；而当支腿的垂直油缸21的上腔压力较小时再 报警，又会提高工程机械倾翻的危险性。因此，如何提高对工程机械的稳定性控制的控制精度就成为本领域技术人员目前 需要解决的技术问题。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种用于工程机械的稳定性控制系统，该控制系统具有 较高的稳定性控制精度。本技术的另一目的是提供一种包括上述稳定性控制系统的工 程机械。为解决上述技术问题，本技术提供一种用于工程机械的稳定性控制系统，包 括检测装置、控制装置和报警装置，所述检测装置检测所述工程机械的各部件的重心的当前位置，得到各部件的重心 位置信号，并将所述重心位置信号传输至所述控制装置；所述控制装置接收所述检测装置的重心位置信号，根据预定策略计算出所述工程机械的重心位置，并与预先设定的平衡范围进行比较；当所述工程机械的重心位置落在所 述平衡范围以外时，所述控制装置控制所述报警装置报警。优选地，所述检测装置还检测所述工程机械的支腿的支撑点的位置；所述平衡范 围为所述工程机械的支腿的支撑点在水平面的投影点中，相邻的两投影点之间的连线所形 成的区域经过第一安全运算后的安全区域，所述工程机械的重心位置为所述工程机械的重 心在水平面的重心投影点经第二安全运算后的安全点的位置；当所述安全点位于所述安全 区域以外时，所述控制装置控制所述报警装置报警。优选地，所述安全区域由所述区域乘以第一安全裕度得到。优选地，所述安全点由所述重心投影点乘以第二安全裕度得到。优选地，当以所述安全点为端点且垂直于所述工程机械的长度方向的射线与所述 连线的交点的数目为偶数或零时，所述安全点位于所述安全区域以外。优选地，所述报警装置包括相互区别的第一报警装置和第二报警装置，所述平衡 范围包括与所述报警装置相对应的第一平衡范围和第二平衡范围；当所述重心位置位于所 述第一平衡范围以外时，所述第一报警装置报警，当所述重心位置位于所述第二平衡范围 以外时，所述第二报警装置报警。优选地，所述工程机械的各部件的重心通过有限元计算得出。优选地，所述检测装置包括转塔倾角传感器、转塔转角传感器、臂架角度传感器、 支腿角度传感器和支腿位移传感器。优选地，所述支腿位移传感器安装于所述工程机械的各支腿的端部。为解决上述技术问题，本技术还提供一种工程机械，包括如上述任一项所述 的稳定性控制系统。本技术所提供的用于工程机械的稳定性控制系统，包括检测装置、控制装置 和报警装置，检测装置检测工程机械的各部件的重心的当前位置，得到各部件的重心位置 信号，并将重心位置信号传输至控制装置；控制装置接收检测装置的重心位置信号，根据预 定策略计算出工程机械的重心位置，并与预先设定的平衡范围进行比较；当工程机械的重 心位置落在平衡范围以外时，控制装置控制报警装置报警。各部件的重心是预先计算得到 的，而当工程机械处于某一工作状态时，各部件的重心位置是不确定的，因此，工作过程中， 检测装置检测工程机械处于工作位置时各部件的重心位置，并将检测信号传输至控制装 置，控制装置根据计算方法计算出整车的重心位置，进而与重心位置的平衡范围进行比较， 当工程机械的重心位置落在平衡范围以外时，控制装置控制报警装置报警。可以看出，本实 用新型所提供的用于工程机械的稳定性控制系统通过一种全新的方法控制了工程机械工 作过程的稳定性，控制精度较高，从而为工程机械各部件所处的工作位置的调整提供了依 据。在一种优选实施方式中，本技术所提供的用于工程机械的稳定性控制系统的 检测装置还检测工程机械的支腿的支撑点的位置，平衡范围为工程机械的支腿的支撑点在 水平面的投影点中，相邻的两投影点之间的连线所形成的区域经过第一安全运算后的安全 区域，工程机械的重心位置为工程机械的重心在水平面的重心投影点经第二安全运算后的 安全点的位置；当安全点位于安全区域以外时，控制装置控制报警装置报警。上述平衡范围 和工程机械的重心位置的确定方式，不仅能够保证控制精度，而且具体使用过程中的实现4方便，降低了本技术所提供的用于工程机械的稳定性控制系统的操作难度。在另一种优选实施方式中，本技术所提供的用于工程机械的稳定性控制系 统，在判断重心投影点是否位于区域以外时的具体策略为当以重心投影点为端点且垂直 于工程机械的长度方向的射线与连线的交点的数目为偶数或零时，则认为重心投影点位于 区域以外。上述控制策略为控制装置的控制程序的设定提供了依据，保证了本技术所 提供的稳定性控制系统的实现。本技术所提供的工程机械的有益效果都与稳定性控制系统的有益效果类似， 在此不再赘述。附图说明图1为现有技术中一种典型的工程机械稳定性控制系统的结构示意图；图2为本技术一种具体实施方式所提供的用于工程机械的稳定性控制系统 的结构示意图；图3为本技术第二种具体实施方式所提供的用于工程机械的稳定性控制系 统的结构示意图；图4为本技术所提供的用于工程机械的稳定性控制系统的安全区域的示意 图。具体实施方式本技术的核心是提供一种用于工程机械的稳定性控制系统，该控制系统具有 较高的稳定性控制精度。本技术的另一核心是提供一种包括上述稳定性控制系统的工 程机械。为了使本
的人员更好地理解本技术方案，以下结合附图和具体实施 方式对本技术作进一步的详细说明。请参考图2和图3，图2为本技术一种具体实施方式所提供的用于工程机械的 稳定性控制系统的结构示意图；图3为本技术第二种具体实施方式所提供的用于工程 机械的稳定性控制系统的结构示意图。如图2所示，本技术所提供的用于工程机械的稳定性控制系统，包括检测装 置1、控制装置2和报警装置3，检测装置1检测工程机械的各部件的重心的当前位置，得 到各部件本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于工程机械的稳定性控制系统，其特征在于，包括检测装置（１）、控制装置（２）和报警装置（３），所述检测装置（１）检测所述工程机械的各部件的重心的当前位置，得到各部件的重心位置信号，并将所述重心位置信号传输至所述控制装置（２）；所述控制装置（２）接收所述检测装置（１）的重心位置信号，根据预定策略计算出所述工程机械的重心位置，并与预先设定的平衡范围进行比较；当所述工程机械的重心位置落在所述平衡范围以外时，所述控制装置（２）控制所述报警装置（３）报警。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：魏志魁，沈明星，王敏娜，
申请(专利权)人：三一重工股份有限公司，
类型：实用新型
国别省市：43[中国|湖南]