專利名稱：一種推耙機防傾翻控制系統(tǒng)及控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及工程機械技術(shù)領(lǐng)域，特別是推耙機的防傾翻控制系統(tǒng)。本發(fā)明還涉及所述防傾翻控制系統(tǒng)的控制方法。
背景技術(shù)：
推耙機作為一種小巧、靈活的履帶式工程機械，廣泛應(yīng)用于港口散裝貨物的平整、清理等作業(yè)，以及電廠、碼頭松散物料的推扒作業(yè)。
傳統(tǒng)推耙機車輛設(shè)計規(guī)定，工作時允許的爬坡角度不大于30度，由于其特殊的工況和用途，在作業(yè)過程中需要經(jīng)常爬坡以扒落較高的物料，上下坡角度變換頻繁，在貨物較高的情況下，若操作人員一味的爬坡，則推耙機會超出額定的爬坡角度。然而，現(xiàn)有的推耙機對于超限并沒有采取限制措施，既沒有車輛相對于水平面的角度提示，也沒有配置防傾翻保護(hù)裝置，完全依靠駕駛員經(jīng)驗判斷控制車輛，在對較高物料進(jìn)行平整和清理過程中，由于沒有相應(yīng)人性化的提醒和當(dāng)前角度的提示，操作人員不能得到實際的車輛和水平地面的角度，稍有疏忽或不當(dāng)操作，便會造成傾翻等事故。因此，如何使推耙機操作人員及時獲知車輛的爬坡狀態(tài)，從而避免超出額定爬坡角度而發(fā)生事故，是本領(lǐng)域技術(shù)人員需要解決的技術(shù)問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的第一目的是提供一種推耙機防傾翻控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)能在推耙機達(dá)到設(shè)定報警角度時發(fā)出報警訊號，及時有效的提醒駕駛員小心駕駛、不能超過額定的爬坡角度，從而保證駕駛員及車輛的安全。本發(fā)明的第二目的是提供一種推耙機防傾翻控制方法。為了實現(xiàn)上述第一目的，本發(fā)明提供一種推耙機防傾翻控制系統(tǒng)，包括控制器、傾角傳感器、以及報警裝置；所述傾角傳感器的輸出端連接于所述控制器的輸入端；所述控制器的控制輸出端連接于所述報警裝置，當(dāng)推耙機整體傾斜達(dá)到預(yù)設(shè)報警角度時，所述控制器控制所述報警裝置發(fā)出報警信號。優(yōu)選地，所述控制器的控制輸出端包括第一控制輸出端和第二控制輸出端，所述第一控制輸出端通過第一繼電器控制一級報警裝置，所述第二控制輸出端通過第二繼電器控制二級報警裝置。優(yōu)選地，所述一級報警裝置為黃色報警燈和蜂鳴器，所述二級報警裝置為紅色報警燈和蜂鳴器。優(yōu)選地，所述控制器還包括第三控制輸出端；所述第三控制輸出端通過繼電器控制推耙機的行走換向電磁閥。優(yōu)選地，進(jìn)一步包括用于濾除瞬間角度峰值、峰谷的濾波模塊，所述濾波模塊集成或外接于所述控制器。優(yōu)選地，還包括控制顯示儀表，所述控制器的顯示輸出端連接于所述控制顯示儀表，所述控制顯示儀表顯示推耙機作業(yè)過程中與水平面的全方位角度。優(yōu)選地，所述傾角傳感器為雙軸雙冗余傾角傳感器。優(yōu)選地，所述傾角傳感器水平安裝于所述控制顯示儀表的箱體內(nèi)；所述一級報警裝置和二級報警裝置的報警燈安裝于所述控制顯示儀表的箱體上，所述一級報警裝置和二級報警裝置的蜂鳴器安裝于推耙機的車體后方。為實現(xiàn)上述第二目的，本發(fā)明提供一種推耙機防傾翻控制方法，包括以下步驟步驟11 :由傾角傳感器實時采集推耙機相對于水平面的角度，并將采集的角度量值傳遞至濾波模塊； 步驟12 由所述濾波模塊對采集到的角度量值進(jìn)行濾波處理；步驟13 :由控制器判斷經(jīng)過步驟12后的數(shù)據(jù)是否為延遲后的數(shù)據(jù)；若是，則進(jìn)入下一步，若否，則轉(zhuǎn)入步驟11;步驟14 :所述控制器對經(jīng)過濾波的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理后，將處理后的數(shù)據(jù)與設(shè)定的角度范圍進(jìn)行對比；步驟15 :若所述數(shù)據(jù)大于等于0°且小于等于20°，報警裝置不做報警輸出；若所述數(shù)據(jù)大于20°且小于等于25°，所述控制器做出響應(yīng)，控制一級報警裝置發(fā)出報警信號，提示駕駛員及時矯正爬坡角度，矯正完畢后，報警解除；若所述數(shù)據(jù)大于25°且小于等于30°，所述控制器做出響應(yīng)，控制二級報警裝置發(fā)出報警信號，提示駕駛員及時矯正爬坡角度；若矯正完畢，則報警解除，若未進(jìn)行矯正，則所述控制器控制推耙機的行走電磁閥作出響應(yīng)，在極限位置，切斷行走動力。優(yōu)選地，在所述步驟15中，若需要車輛在報警范圍內(nèi)的爬坡角度下作業(yè)，則手動解除報警。本發(fā)明提供的推耙機防傾翻控制系統(tǒng)利用傾角傳感器檢測車體相對于水平面的角度，并通過控制器進(jìn)行判斷和控制，當(dāng)車體角度大于額定的范圍時，能有效地通過報警裝置提示駕駛?cè)藛T不能超過額定的爬坡角度，從而增強駕駛員安全操作的意識，更好的保護(hù)駕駛?cè)藛T和設(shè)備的安全。在一種具體實施方式
中，所述控制器還包括第三控制輸出端；所述第三控制輸出端通過繼電器控制推耙機的行走換向電磁閥。這樣，車體一旦超過極限爬坡角度，便可切斷行進(jìn)動力，限制車輛繼續(xù)超額行駛和工作，避免超額爬坡，從根本上限定了車輛的安全爬坡范圍，確保只有在合理的爬坡范圍內(nèi)，車輛才可以安全作業(yè)，進(jìn)一步提高了車輛的安全保護(hù)性能。在另一種具體實施方式
中，進(jìn)一步包括用于濾除瞬間角度峰值、峰谷的濾波模塊。這樣可以將車輛由于顛簸而產(chǎn)生的瞬間角度峰值、峰谷濾除，從而真實的反應(yīng)出車輛作業(yè)過程中的實際狀況，避免由于瞬間傾斜而發(fā)出報警，使整個系統(tǒng)更加穩(wěn)定、可靠。本發(fā)明提供的控制方法適用于所述控制系統(tǒng)，由于所述控制系統(tǒng)具有上述技術(shù)效果，該控制方法也應(yīng)具備相應(yīng)的技術(shù)效果。


圖I為本發(fā)明所提供推耙機防傾翻控制系統(tǒng)的一種具體實施方式
的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本發(fā)明所提供推耙機防傾翻控制系統(tǒng)的一種具體實施方式
的控制原理圖3為本發(fā)明所提供推耙機防傾翻控制方法的一種具體實施方式
的流程框圖。圖中I.傾角傳感器 2.控制器 3-1.第一繼電器 3-2.第二繼電器3-3.第三繼電器 4.黃色報警燈 5.紅色報警燈 6.蜂鳴器
7.控制顯示儀 表8. CAN總線9.行走電磁閥10.濾波模塊
具體實施例方式本發(fā)明的核心是提供一種推耙機防傾翻控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)能在推耙機達(dá)到設(shè)定報警角度時發(fā)出報警訊號，及時有效的提醒駕駛員小心駕駛、不能超過額定的爬坡角度，從而保證駕駛員及車輛的安全。本發(fā)明的另一核心是提供一種推耙機防傾翻控制方法。為了使本技術(shù)領(lǐng)域的人員更好地理解本發(fā)明方案，下面結(jié)合附圖和具體實施方式
對本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。請參考圖I、圖2，圖I為本發(fā)明所提供推耙機防傾翻控制系統(tǒng)的一種具體實施方式
的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本發(fā)明所提供推耙機防傾翻控制系統(tǒng)的一種具體實施方式
的控制
原理圖。在一種具體實施方式
中，本發(fā)明所提供推耙機防傾翻控制系統(tǒng)主要由雙軸雙冗余傾角傳感器I、控制器2、三個繼電器、黃色報警燈4、紅色報警燈5、兩個蜂鳴器6、控制顯示儀表7、CAN總線8以及行走電磁閥9等部件構(gòu)成，黃色報警燈4和紅色報警燈5安裝于控制顯不儀表7的箱體上,蜂鳴器安裝于推祀機的車體后方。雙軸雙冗余傾角傳感器I安裝在車體水平位置(如控制顯示儀表內(nèi))，其采集的數(shù)據(jù)通過導(dǎo)線連接至控制器2的輸入端，濾波模塊10可集成在控制器芯片中，也可單獨外接，控制器2通過CAN總線8將處理完畢的數(shù)據(jù)發(fā)送給控制顯示儀表7，儀表界面實時的顯示車輛作業(yè)過程中的全方位角度，并可進(jìn)行人性化的語音提示，讓駕駛?cè)藛T感受車輛目前的作業(yè)狀況?？刂破?另外兩路輸出經(jīng)過第一繼電器3-1和第二繼電器3-2分別驅(qū)動黃色報警燈4、紅色報警燈5和蜂鳴器6，給駕駛?cè)藛T以感官提醒，黃色報警燈4和一個蜂鳴器6組成一級報警裝置，紅色報警燈5和另一個蜂鳴器6組成二級報警裝置，控制器2的PWM輸出端連接車輛行走電磁閥9，以便在極限位置時控制車輛行走。請參考圖3，圖3為本發(fā)明所提供推耙機防傾翻控制方法的一種具體實施方式
的流程框圖。如圖所示，首先，將車輛放在水平誤差在允許范圍內(nèi)的地面上，打開電源開關(guān)，此時傾角傳感器I的±x和土Y采集的車體水平角度值傳至控制器2，經(jīng)控制器2處理后，通過CAN總線8將數(shù)據(jù)傳給控制顯示儀表7，控制顯示儀表7可以通過特定的密碼進(jìn)入設(shè)置界面，對此時車輛所在的±X和土Y數(shù)值進(jìn)行標(biāo)定和微小調(diào)整，標(biāo)定確認(rèn)后，退出設(shè)置界面，此時車輛所在的狀態(tài)即默認(rèn)為水平零值。標(biāo)定完成后，車輛工作的時候，裝在車體水平位置的傾角傳感器I實時采集車輛相對于水平面的360度范圍內(nèi)的角度，雙冗余傳感器的優(yōu)點就是可以兩路同時采集角度，并將采集的量值實時的傳遞給控制器2，控制器2對兩路輸入的角度量值進(jìn)行對比和處理，并記憶，若一路數(shù)據(jù)出現(xiàn)故障或異常時，另外一路可正常工作，整個系統(tǒng)也能流暢運行。傾角傳感器I采集到的數(shù)據(jù)經(jīng)過濾波模塊10的濾波后，控制器2對采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行延遲判定處理，如果是延遲后的數(shù)據(jù)，則控制器2執(zhí)行處理后的數(shù)據(jù)與系統(tǒng)設(shè)定的角度范圍對比，將相應(yīng)的數(shù)據(jù)通過CAN總線8，發(fā)送給控制顯示儀表7，儀表內(nèi)部可設(shè)置和讓其顯示出車輛與水平面的全方位角度，并可設(shè)置車輛在20度、25度、30度等時刻的語音提示，提醒駕駛?cè)藛T時刻注意車輛的爬坡角度。設(shè)車輛爬坡角度為Θ，當(dāng)車輛在0° ^ I Θ I ≤20°時，儀表提示車體目前的角度值，不做報警輸出。當(dāng)車體在20° < |θ|≤25°時，控制器2做出響應(yīng)，輸出給由第一繼電器3-1驅(qū)動的黃色報警燈4和蜂鳴器6，蜂鳴器6低頻率鳴叫，此時控制顯示儀表7進(jìn)行人性化的語音提示，提示駕駛員及時矯正車體角度，矯正完畢后，報警解除。當(dāng)車體在25° < |θ|≤30°時，控制器2做出響應(yīng)，輸出給由第二繼電器3-2驅(qū)動的紅色報警燈5和蜂鳴器6，蜂鳴器6高頻率鳴叫，控制顯示儀表7進(jìn)行人性化的語音提示，提示駕駛員及時矯正車體角度，矯正完畢后，報警解除，如果駕駛?cè)藛T沒有矯正，而是繼續(xù)進(jìn)行高角度爬坡作業(yè)，此時控制器2可通過第三繼電器3-3使行走電磁閥9作出響應(yīng)，在極限位置，控制行走輸出，切斷行走動力。當(dāng)然，某些作業(yè)區(qū)域內(nèi)，車輛確實需要在報警范圍內(nèi)的角度作業(yè)，此時若儀表和報警燈一直輸出和鳴叫，這是駕駛?cè)藛T不愿意看到的，此時可通過對控制顯示儀表的設(shè)置，手動解除報警?？紤]到車輛在路面不平的地面上行走時，會由于凹凸不平的地面而搖晃，產(chǎn)生瞬間的傾斜報警，這顯然是誤警。對此，可通過在整個系統(tǒng)中加入相應(yīng)的濾波控制模塊10，設(shè)置合適的系統(tǒng)響應(yīng)時間(例如5s)，可以將車輛由于顛簸而產(chǎn)生的瞬間角度峰值、峰谷濾除，從而使整個系統(tǒng)更加穩(wěn)定、可靠，真實的反應(yīng)出車輛作業(yè)過程中的實際狀況、最佳狀態(tài)。此種控制方法不僅操作簡單、控制可靠，而且駕駛?cè)藛T很容易掌握車輛的實時工況，將更好的感知車輛，從而從源頭上和安全上更好地控制車輛，避免了危險狀況的發(fā)生。上述推耙機防傾翻控制系統(tǒng)僅是一種優(yōu)選方案，具體并不局限于此，在此基礎(chǔ)上可根據(jù)實際需要作出具有針對性的調(diào)整，從而得到不同的實施方式。例如，CAN總線8數(shù)據(jù)傳輸可更改為直接的信號傳輸或者其他不同于CAN總線的方式傳輸；或者將控制器2與控制顯示儀表7集成為一體化的控制儀表等等。由于可能實現(xiàn)的方式較多，這里就不再一一舉例說明。該系統(tǒng)使用簡單、性能穩(wěn)定，性價比高，可廣泛應(yīng)用在各型號需要對車輛傾斜作業(yè)范圍進(jìn)行控制的履帶式牽弓I機械機上。以上對本發(fā)明所提供的推耙機防傾翻控制系統(tǒng)及控制方法進(jìn)行了詳細(xì)介紹。本文中應(yīng)用了具體個例對本發(fā)明的原理及實施方式進(jìn)行了闡述，以上實施例的說明只是用于幫助理解本發(fā)明的核心思想。應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以對本發(fā)明進(jìn)行若干改進(jìn)和修飾，這些改進(jìn)和修飾也落入本發(fā)明權(quán)利要求的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種推耙機防傾翻控制系統(tǒng)，其特征在于，包括控制器、傾角傳感器、以及報警裝置；所述傾角傳感器的輸出端連接于所述控制器的輸入端；所述控制器的控制輸出端連接于所述報警裝置，當(dāng)推耙機整體傾斜達(dá)到預(yù)設(shè)報警角度時，所述控制器控制所述報警裝置發(fā)出報警信號。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的推耙機防傾翻控制系統(tǒng)，其特征在于，所述控制器的控制輸出端包括第一控制輸出端和第二控制輸出端，所述第一控制輸出端通過第一繼電器控制一級報警裝置，所述第二控制輸出端通過第二繼電器控制二級報警裝置。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的推耙機防傾翻控制系統(tǒng)，其特征在于，所述一級報警裝置為黃色報警燈和蜂鳴器，所述二級報警裝置為紅色報警燈和蜂鳴器。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的推耙機防傾翻控制系統(tǒng)，其特征在于，所述控制器還包括第三控制輸出端；所述第三控制輸出端通過繼電器控制推耙機的行走換向電磁閥。
5.根據(jù)權(quán)利要求I至4任一項所述的推耙機防傾翻控制系統(tǒng)，其特征在于，進(jìn)一步包括用于濾除瞬間角度峰值、峰谷的濾波模塊，所述濾波模塊集成或外接于所述控制器。
6.根據(jù)權(quán)利要求I至4任一項所述的推耙機防傾翻控制系統(tǒng)，其特征在于，還包括控制顯示儀表，所述控制器的顯示輸出端連接于所述控制顯示儀表，所述控制顯示儀表顯示推耙機作業(yè)過程中與水平面的全方位角度。
7.根據(jù)權(quán)利要求I至4任一項所述的推耙機防傾翻控制系統(tǒng)，其特征在于，所述傾角傳感器為雙軸雙冗余傾角傳感器。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的推耙機防傾翻控制系統(tǒng)，其特征在于，所述傾角傳感器水平安裝于所述控制顯示儀表的箱體內(nèi)；所述一級報警裝置和二級報警裝置的報警燈安裝于所述控制顯示儀表的箱體上，所述一級報警裝置和二級報警裝置的蜂鳴器安裝于推耙機的車體后方。
9.一種推耙機防傾翻控制方法，包括以下步驟 步驟11 :由傾角傳感器實時采集推耙機相對于水平面的角度，并將采集的角度量值傳遞至濾波模塊； 步驟12 :由所述濾波模塊對采集到的角度量值進(jìn)行濾波處理； 步驟13 :由控制器判斷經(jīng)過步驟12后的數(shù)據(jù)是否為延遲后的數(shù)據(jù)；若是，則進(jìn)入下一步，若否，則轉(zhuǎn)入步驟11 ; 步驟14 :所述控制器對經(jīng)過濾波的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理后，將處理后的數(shù)據(jù)與設(shè)定的角度范圍進(jìn)行對比； 步驟15 :若所述數(shù)據(jù)大于等于0°且小于等于20°，報警裝置不做報警輸出； 若所述數(shù)據(jù)大于20°且小于等于25°，所述控制器做出響應(yīng)，控制一級報警裝置發(fā)出報警信號，提示駕駛員及時矯正爬坡角度，矯正完畢后，報警解除； 若所述數(shù)據(jù)大于25°且小于等于30°，所述控制器做出響應(yīng)，控制二級報警裝置發(fā)出報警信號，提示駕駛員及時矯正爬坡角度；若矯正完畢，則報警解除，若未進(jìn)行矯正，則所述控制器控制推耙機的行走電磁閥作出響應(yīng)，在極限位置，切斷行走動力。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的推耙機防傾翻控制方法，其特征在于，在所述步驟15中，若需要車輛在報警范圍內(nèi)的爬坡角度下作業(yè)，則手動解除報警。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種推耙機防傾翻控制系統(tǒng)，包括控制器、傾角傳感器、以及報警裝置；所述傾角傳感器的輸出端連接于所述控制器的輸入端；所述控制器的控制輸出端連接于所述報警裝置，當(dāng)推耙機整體傾斜達(dá)到預(yù)設(shè)報警角度時，所述控制器控制所述報警裝置發(fā)出報警信號。該系統(tǒng)能在推耙機達(dá)到設(shè)定報警角度時發(fā)出報警訊號，及時有效的提醒駕駛員小心駕駛、不能超過額定的爬坡角度，從而保證駕駛員及車輛的安全。本發(fā)明還公開了一種推耙機防傾翻控制方法。
文檔編號E02F9/24GK102635145SQ20121013916
公開日2012年8月15日 申請日期2012年5月7日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月7日
發(fā)明者于喆, 侯文軍, 徐卓, 楊淑燕, 王濤衛(wèi), 續(xù)魯寧, 褚濤, 黃曉婷 申請人:山推工程機械股份有限公司