[發明專利]一種泵車的防傾覆安全控制方法、裝置及系統

有效

• 申請號: 202110822204.3
• 申請日: 2021-07-21
• 公開（公告）號: CN113608464B
• 公開（公告）日: 2022-11-29
• 發明（設計）人: 萬林林;葉國徽;曹希龍;周菊;張浩;馬傳杰
• 申請（專利權）人: 徐州徐工施維英機械有限公司
• 主分類號: G05B19/042
• 分類號: G05B19/042;E04G21/04;B60S9/02
• 代理公司: 南京縱橫知識產權代理有限公司 32224
• 代理人: 張倩倩

本發明公開一種泵車的防傾覆安全控制方法、裝置及系統，屬于工程機械控制技術領域，方法包括：獲取泵車各支腿的開度、各支腿末端點至回轉中心的距離和各支腿重心至回轉中心的距離，計算各支腿的末端點坐標及支腿重心坐標；確定泵車作業的安全區域；獲取各臂節的運動角度和各臂節重心至回轉中心的距離，計算臂架重心坐標；獲取底盤重心坐標，根據底盤重心坐標、支腿重心坐標和臂架重心坐標計算泵車重心坐標；確定安全系數、絕對安全區域和臨界安全區域；判斷泵車重心所在的區域，若在臨界安全區域，按照限制模式控制規則控制臂架作業；其中裝置和系統配套適應前述方法。本發明能根據泵車實時工作狀態控制臂節動作，保證泵車始終在安全區域工作。

技術領域

本發明涉及一種泵車的防傾覆安全控制方法、裝置及系統，屬于工程機械控制技術領域。

背景技術

混凝土泵車具有多個維持整車穩定的支腿，泵車通過張開支腿以將車身支撐起來完成作業，如圖1所示。近年來，隨著混凝土泵車噸位的提高，泵車作業支撐面積越來越大，但實際工作過程中，往往存在空間不夠、地勢不平、有障礙物等問題，致使操作人員不能把泵車的支腿打開到最大位置作業；尤其是遇到極限工況或是相對極限工況時，泵車的作業操作完全依靠操作人員經驗，同時，支腿的支撐能力嚴重受損，極易發生泵車傾翻事故。

由于施工場地有限，導致泵車支腿不能完全打開，或者由于操作人員的誤判，導致操作失誤等原因，引起的整車穩定性異常而發生泵車傾翻的事故，頻頻發生。因此，目前混凝土泵車常用的支腿全支撐模式和半邊作業模式已經不能滿足實際生產需求；急需研究一種在泵車支腿全行程范圍內作業的臂架安全控制技術，確保支腿在任意伸出長度時，均能實現自動判斷車輛的安全施工邊界，實現自動控制臂架的回轉及變幅范圍，保證使車輛始終在安全范圍內工作，最終實現在泵車安全施工的前提下，場地適應性大幅提升。

發明內容

本發明為了解決泵車在狹小空間作業的安全性問題，提供一種泵車的防傾覆安全控制方法、裝置及系統，通過獲取泵車作業時各支腿的開度信號和各節臂節的運動角度信號，判斷整機重心在臨界安全區域或絕對安全區域，實時監控泵車的安全狀態，并對車輛進行安全控制。

為達到上述目的，一方面，本發明提供一種泵車的防傾覆安全控制方法，包括：

獲取泵車各支腿的開度、各支腿末端點至回轉中心的距離和各支腿重心至回轉中心的距離，根據獲取到的各支腿的開度、各支腿末端點至回轉中心的距離和各支腿重心至回轉中心的距離，計算各支腿的末端點坐標以及支腿重心坐標；

根據各個支腿的末端點坐標，確定泵車作業的安全區域；

獲取臂架各臂節的運動角度和各臂節重心至回轉中心的距離，根據各臂節的運動角度和各臂節重心至回轉中心的距離，計算臂架重心坐標；

獲取底盤重心坐標，根據底盤重心坐標、支腿重心坐標和臂架重心坐標計算泵車重心坐標；

確定安全系數，根據安全系數和安全區域，確定絕對安全區域和臨界安全區域；

判斷泵車重心所在的區域：若泵車重心在絕對安全區域，控制泵車繼續作業；若泵車重心在臨界安全區域，按照預設的限制模式控制規則控制臂架作業。

進一步地，所述支腿包括第一支腿、第二支腿、第三支腿和第四支腿，其四個末端點的坐標A（Xa，Ya，Za）、B（Xb，Yb，Zb）、C（Xc，Yc，Zc）和D（Xd，Yd，Zd）通過下式計算：

Xa=La*cosθ₁，Ya=La*cosλ₁，Za=La*cosη₁；

Xb=Lb*cosθ₂，Yb=Lb*cosλ₂，Zb=Lb*cosη₂；