本发明专利技术披露了一种臂架碰撞检测系统及检测臂架与障碍物碰撞的方法，该检测系统包括：传感系统，至少包括一个位于机械装置的臂架(3)的第一位置的第一噪声传感器(11)和一个位于机械装置的臂架(3)的第二位置的第二噪声传感器(12)；中央控制单元(2)，与传感系统连接，接收传感系统感测的噪声信号，根据第一噪声传感器(11)和第二噪声传感器(12)所接收到噪声信号的时间差来判断臂架与障碍物的碰撞位置点。该系统和该方法利用了声音在固体中的传播来检测碰撞位置点，避免了使用红外线或激光传感器时，所发射的红外线或激光被臂架本身所阻挡的现象，从而方便有效检测臂架与障碍物的碰撞。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及工程机械检测领域，尤其涉及一种臂架碰撞检测系统及检测臂架与障 碍物碰撞的方法。
技术介绍
工程机械的施工环境非常恶劣，易碰到周边障碍物，引发安全事故。事后难以进行 事故鉴定，引起纠纷。目前，市场上对于障碍物的检测，大多采用红外线或激光传感器进行 循环扫描，在检测到有障碍物时，障碍物将信号发射回来，计算发送与反射信号的时间差， 从而得出障碍物与传感器的距离，由控制装置进行计算，并做出相应的保护。但在工程机械 领域中，尚不存在针对机械装置的臂架碰撞的检测装置。而上述的激光或红外线一类的检 测方式，并不适用于工程机械中机械装置的臂架，例如混凝土泵车的臂架的碰撞的检测。因 为臂架的结构一般较复杂，例如混凝土泵车属于多臂架结构，臂架为折叠式放置，采用红外 线或激光等的检测方式，所发射的红外线或激光极容易被臂架本身所阻挡，打在臂架本身 之上，并且无法分别检测到的障碍物为臂架本身或其他障碍物，因此不能达到有效检测障 碍物的目的。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种臂架碰撞检测系统及检测臂架与障碍物 碰撞的方法，能够有效检测机械装置的臂架与障碍物的碰撞。为解决上述技术问题，根据本专利技术的一个方面，提供了一种臂架碰撞检测系统，包 括传感系统，至少包括一个位于机械装置的臂架的第一位置的第一噪声传感器和一个位 于机械装置的臂架的第二位置的第二噪声传感器；中央控制单元，与传感系统连接，接收传 感系统感测的噪声信号，根据第一噪声传感器和第二噪声传感器所接收到噪声信号的时间 差来判断臂架与障碍物的碰撞位置点。进一步地，第一噪声传感器位于机械装置的臂架的原点，第二噪声传感器位于机 械装置的臂架的终点。进一步地，传感系统还包括一个或更多辅助噪声传感器，位于机械装置的臂架上 第一噪声传感器和第二噪声传感器之间。进一步地，中央控制单元还用于对传感系统感测的噪声信号进行幅值分析，判断 幅值的大小，若幅值小于预定值，则判断传感系统感测的噪声信号为源于臂架之外的干扰 噪声信号，并将其排除。进一步地，中央控制单元还用于对传感系统感测的噪声信号进行频谱分析，基于 频谱分析的结果判断与臂架碰撞的障碍物的材质。进一步地，传感系统还包括倾角传感器，设置在机械装置的臂架的相邻臂架部件 之间，用于检测相邻臂架部件之间的夹角；中央控制单元与倾角传感器连接，接收倾角传感 器发出的信号，根据该信号计算相邻臂架部件之间的夹角，以判断发生的碰撞是否为臂架的不同臂架部件之间的碰撞。进一步地，传感系统还包括旋转编码器，设置在机械装置的臂架的相邻臂架部件 之间，用于检测相邻臂架部件之间的夹角；中央控制单元与旋转编码器连接，接收旋转编码 器发出的信号，根据该信号计算相邻臂架之间的夹角，以判断发生的碰撞是否为臂架的不 同臂架部件之间的碰撞。根据本专利技术的另一个方面，提供了一种使用上述的臂架碰撞检测系统检测臂架与 障碍物碰撞的方法，包括以下步骤接收传感系统感测的噪声信号；根据第一噪声传感器 和第二噪声传感器所接收到噪声信号的时间差来判断臂架与障碍物的碰撞位置点。进一步地，当第一噪声传感器位于臂架的原点，第二噪声传感器位于臂架的 终点时，判断臂架与障碍物的碰撞位置点的步骤包括根据第一噪声传感器和第二 噪声传感器发出的噪声信号计算碰撞位置点与臂架原点之间的距离1，计算公式为l = ^(M2-M\) + ^v(t\-t2) + M\其中，Ml为第一噪声传感器到臂架原点的距离；M2为第二噪声传感器到臂架原点的距离；ν为声音在臂架中的传播速度；tl为碰撞点的碰撞声源 到达第一噪声传感器的时间；t2为碰撞点的碰撞声源到达第二噪声传感器的时间。进一步地，若根据所计算出的距离1判断出臂架与障碍物的碰撞位置点位于臂架 上，则还包括以下步骤对传感系统感测的噪声信号进行幅值分析，判断幅值的大小；若幅 值小于预定值，则判断传感系统感测的噪声信号源于臂架之外的干扰噪声信号，并将其排 除。进一步地，若根据所计算出的距离1判断出臂架与障碍物的碰撞位置点位于臂架 上，并且判断出传感系统感测的噪声信号并非源于臂架之外的干扰噪声信号，则还包括以 下步骤对传感系统感测的噪声信号进行频谱分析，基于频谱分析的结果判断与臂架碰撞 的障碍物的材质。进一步地，在对噪声传感系统感测的噪声信号进行频谱分析的同时，还对噪声信 号进行小波分析，基于频谱分析和小波分析的结果判断与臂架碰撞的障碍物的材质。进一步地，在对传感系统感测的噪声信号进行幅值分析之前，还包括以下步骤对 传感系统感测的噪声信号进行滤波和除噪处理。进一步地，还包括接收臂架的相邻臂架部件之间设置的倾角传感器发出的信号， 或旋转编码器发出的信号；若基于频谱分析的结果判断出与臂架碰撞的障碍物的材质为与 臂架相同的材质，则根据倾角传感器发出的信号或旋转编码器发出的信号计算相邻臂架部 件之间的夹角，并根据相邻臂架部件之间的夹角判断发生的碰撞是否为臂架的臂架部件之 间的碰撞。本专利技术具有以下有益效果1.由于本专利技术中的臂架碰撞检测系统中包括的传感系统中至少包括一个位于臂 架原点的第一噪声传感器和一个位于臂架终点的第二噪声传感器，而中央控制单元根据第 一噪声传感器和第二噪声传感器与臂架原点的距离以及第一噪声传感器和第二噪声传感 器所接收到噪声信号的时间差来判断臂架与障碍物的碰撞位置点，利用了声音在固体中的 传播来检测碰撞位置点，避免了使用红外线或激光传感器时，所发射的红外线或激光被臂 架本身所阻挡的现象，从而方便有效检测臂架与障碍物的碰撞。2.由于本专利技术中的臂架碰撞检测系统中包括的中央控制单元还用于对传感系统 感测的噪声信号进行幅值分析，判断幅值的大小，若幅值小于预定值，则判断传感系统感测 的噪声信号源于臂架之外的干扰噪声信号，并将其排除，从而进一步保证了检测信号的准 确性。3.由于本专利技术中的臂架碰撞检测系统中包括的中央控制单元还可以用于传感系 统感测的噪声信号进行频谱分析，以判断与臂架碰撞的障碍物的材质；检测系统中还可以 包括倾角传感器或旋转编码器，用于检测相邻臂架之间的夹角，从而在能够判断发生的碰 撞是否为臂架之间的碰撞，进一步保证了检测信号的准确性。除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本专利技术还有其它的目的、特征和优点。 下面将参照图，对本专利技术作进一步详细的说明。附图说明附图用来提供对本专利技术的进一步理解，构成本申请的一部分，本专利技术的示意性实 施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中图1是根据本专利技术的第一实施例的臂架碰撞检测系统中的传感系统的示意图，其 中一并示出了安装了该传感系统的臂架；图2是根据本专利技术的第一实施例的臂架碰撞检测系统的组成示意图3是根据本专利技术的第一实施例的检测臂架与障碍物碰撞的方法的流程图。具体实施方式以下结合附图对本专利技术的实施例进行详细说明，但是本专利技术可以由权利要求限定 和覆盖的多种不同方式实施。如图1所示，根据本专利技术的第一实施例的臂架碰撞检测系统所包括传感系统，而 该传感系统至少包括一个位于机械装置的臂架3的原点31的第一噪声传感器11和一个位 于机械装置的臂架3的终点32的第二噪声传感器12。该传感系统中还可以包括更多的噪 声传感器，这些噪声传感器可以位于臂架3上的不同位置。例如本实施例中，如图1所示，本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种臂架碰撞检测系统，其特征在于，包括：传感系统，至少包括一个位于机械装置的臂架（３）的第一位置的第一噪声传感器（１１）和一个位于机械装置的臂架（３）的第二位置的第二噪声传感器（１２）；中央控制单元（２），与所述传感系统连接，接收所述传感系统感测的噪声信号，根据所述第一噪声传感器（１１）和所述第二噪声传感器（１２）所接收到噪声信号的时间差来判断臂架与障碍物的碰撞位置点。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：陈安涛，周淑荣，马洪秋，
申请(专利权)人：三一重工股份有限公司，
类型：发明
国别省市：43
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