專利名稱：防傾翻裝置及工程機械的制作方法
技術領域：
本發明涉及機械技術領域，特別涉及一種防傾翻裝置及工程機械。
背景技術：
汽車起重機是一種集機械、液壓、電氣于一體的專用工程機械，在作業過程中，汽車起重機通過變幅、回轉、伸縮等動 作可將負載運送到指定位置。在這個過程中，汽車起重機的重心位置不斷發生變化，因此，需要為其配置相應的裝置以防止發生傾翻現象。目前，為了防止發生防傾翻，一般通過檢測支腿壓力，當支腿壓力大于最大值或者小于最小值時，發出支腿報警信息，以提醒操作手注意。但是在實際過程中，操作手有時對于支腿報警信息未能足夠重視或者來不及對錯誤動作進行糾正，從而造成汽車起重機的傾翻，同時帶來重大的經濟損失和人員傷亡。因此，如何針對現有的防傾翻措施進行改進，是本領域技術人員亟待解決的技術難題。
發明內容
有鑒于此，本發明旨在提供一種防傾翻裝置及工程機械，以解決現有的防傾翻方式容易因主觀因素而失效的問題。一方面，本發明提供了一種防傾翻裝置，用于帶支腿的工程機械，所述防傾翻裝置包括第一獲取單元，用于獲取所述工程機械的吊物重量、臂架長度、臂架角度、配重重量、回轉角度和下車重量；計算單元，與所述獲第一取單元信號連接，用于根據所述第一獲取單元獲取的數據計算所述工程機械的重心位置；第一判斷單元，與所述計算單元信號連接，用于判斷所述重心位置的投影點是否位于支腿框內；第一處理單元，與所述第一判斷單元信號連接，用于在所述重心位置的投影點位于支腿框外時控制所述工程機械鎖定危險方向的動作。進一步地，所述防傾翻裝置還包括第一報警單元，與所述第一判斷單元信號連接，用于在所述重心位置的投影點位于支腿框外時發出報警信號。進一步地，所述防傾翻裝置還包括顯示單元，設置于所述工程機械的駕駛室內并與所述計算單元信號連接，用于顯示所述重心位置的投影點與支腿框的位置關系。進一步地，所述防傾翻裝置還包括第二獲取單元，用于獲取所述工程機械的支腿壓力；第二判斷單元，與所述第一判斷單元及所述第二獲取單元信號連接，用于在所述重心位置的投影點位于支腿框內時判斷所述支腿壓力是否超出預設范圍之外；第二處理單元，與所述第二判斷單元信號連接，用于在所述支腿壓力超出預設范圍之外時，控制所述工程機械鎖定危險方向的動作。進一步地，所述防傾翻裝置還包括第二報警單元，與所述第二判斷單元信號連接，用于在所述支腿壓力超出預設范圍之外時發出報警信號。 進一步地，所述第二獲取單元為壓力傳感器，設置于支腿油缸內。
進一步地，所述第一獲取單元包括設置于所述工程機械上的吊物重量獲取模塊、臂架長度獲取模塊、臂架角度獲取模塊、配重重量獲取模塊、回轉角度獲取模塊和下車重量獲取模塊。進一步地，所述第一報警單元為蜂鳴器。另一方面，本發明還提供了一種工程機械，所述工程機械設置有上述任一項所述的防傾翻裝置。進一步地，所述工程機械為汽車起重機。本發明提供的一種防傾翻裝置在使用過程中，先確定工程機械的重心位置，再比較該重心位置的投影點與支腿框的位置關系，若重心位置的投影點超出支腿框，則整機將會發生傾翻，即通過確定工程機械的重心位置的投影點是否位于支腿框內，作為工程機械是否即將發生傾翻的依據，并在重心位置的投影點位于支腿框外時控制工程機械鎖定危險方向的動作，與現有技術相比，本發明的方案可避免因操作手未能足夠重視支腿報警信息 或者誤操作而造成整機傾翻，從而有助于降低出現重大經濟損失和人員傷亡的風險。本發明提供的一種工程機械設有上述的防傾翻裝置，由于上述的防傾翻裝置具有上述技術效果，因此，該工程機械也具有相應的技術效果。
構成本發明的一部分的附圖用來提供對本發明的進一步理解，本發明的示意性實施例及其說明用于解釋本發明，并不構成對本發明的不當限定。在附圖中圖I為本發明實施例一提供的一種防傾翻裝置的結構框圖；圖2為本發明實施例二提供的一種防傾翻裝置的結構框圖；圖3為圖2所示實施例的一種具體實施方式
的原理示意圖。
具體實施例方式應當指出，本部分中對具體結構的描述及描述順序僅是對具體實施例的說明，不應視為對本發明的保護范圍有任何限制作用。此外，在不沖突的情況下，本發明中的實施例及實施例中的特征可以相互組合。請參考圖1，實施例一的防傾翻裝置用于帶支腿的工程機械(例如汽車起重機)，主要包括第一獲取模塊、計算單元、第一判斷單元和第一處理單元等，其中第一獲取單元用于獲取工程機械的吊物重量、臂架長度、臂架角度、配重重量、回轉角度和下車重量；計算單元與獲取單元信號連接，用于根據獲取單元獲取的各上述數據計算工程機械的重心位置；第一判斷單元與計算單元信號連接，用于判斷所述重心位置的投影點是否位于支腿框內；第一處理單元與第一判斷單元信號連接，用于在所述重心位置的投影點位于支腿框外時控制工程機械鎖定危險方向的動作。需要說明的是，結合相關的物理定律并根據工程機械的吊物重量、臂架長度、臂架角度、配重重量、回轉角度和下車重量計算出工程機械的重心位置，為本領域技術人員所述熟知，茲不贅述；另外，本申請所述的支腿框是指在作業過程中工程機械各支腿依次連線形成的連接框，該連接框通常呈矩形，重心位置的投影點是指重心位置在支腿框所在平面的投影，重心位置確定之后，根據重心位置與支腿框之間的距離即可確定重心位置的投影點，重心位置投影點的計算可由計算單元進行，也可以在第一判斷單元進行判斷前調用可實現相應功能的單元進行，根據工程機械的靜態平衡方程和變形協調方程可知，若工程機械重心位置的投影點超出該支腿框，則整機將會發生傾翻，即通過確定工程機械的重心位置的投影點是否位于支腿框內，作為工程機械是否即將發生傾翻的依據；另外，支腿框的數據信息可以預先存儲于計算單元和/或第一判斷單元上，以便于在比較時使用。從上述可知，若工程機械重心位置的投影點位于支腿框外時，防傾翻裝置將動作，使工程機械鎖定危險方向的動作，因此，與現有技術相比，上述實施例的方案可避免因操作手未能足夠重視支腿報警信息或者誤操作而造成整機傾翻，從而有助于降低出現重大經濟損失和人員傷亡的風險。請參考圖2，實施例二的防傾翻裝置除了包括實施例一所述的第一獲取單元、計算單元、第一判斷單元和第一處理單元外，還優選地包括第一報警單元，更優選地，還進一步包括顯示單元，更優選地，還進一步包括第二獲取單元、第二判斷單元、第二處理單元，更優選地，還進一步包括第二報警單元。
其中，第一報警單元與第一判斷單元信號連接，用于在所述重心位置的投影點位于支腿框外時發出報警信號；顯示單元設置于工程機械的駕駛室內并與計算單元信號連接，用于顯示所述重心位置的投影點與支腿框的位置關系；第二獲取單元用于獲取工程機械的支腿壓力；第二判斷單元與第一判斷單元及第二獲取單元信號連接，用于在所述重心位置的投影點位于支腿框內時判斷所述支腿壓力是否超出預設范圍之外；第二處理單元與所述第二判斷單元信號連接，用于在所述支腿壓力超出預設范圍之外時控制工程機械鎖定危險方向的動作。需要說明的是，工程機械在即將發生傾翻時，至少有一個支腿油缸的內部油壓達到最大值，至少有另一個支腿油缸的內部油壓達到最小值，上述支腿壓力的預設范圍即相當于該最大值和最小值之間的區間。上述實施例的一種優選方案中，將顯示單元設置于駕駛室內，以便操作手能夠隨時看到工程機械重心位置的投影點相對于支腿框的位置關系，從而避免發生誤操作，增加了安全性。上述實施例的另一種優選方案中，在工程機械重心位置的投影點位于支腿框外時通過第一報警單元向外發出報警信號，以便直接提醒操作手注意，使得操作手通過操作以走出危險境地。上述實施例的另一種優選方案中，通過設置第二獲取單元、第二判斷單元和第二處理單元，以便在某些工況下，當工程機械重心位置的投影點位于支腿框內，但支腿壓力大于最大值或者小于最小值時，控制工程機械鎖定危險方向的動作，進一步增加了安全性；進一步地，還可以通過第二報警單元向外發出報警信號，以便操作手知曉這種情況。在具體實施過程中，上述的第一獲取單元可以具體包括設置于工程機械上的吊物重量獲取模塊、臂架長度獲取模塊、臂架角度獲取模塊、配重重量獲取模塊、回轉角度獲取模塊和下車重量獲取模塊，其中，臂架長度獲取模塊可以選用長度傳感器，該長度傳感器通過測量拉索(起重臂上的拉索)的長度得出臂架的伸出長度，進而獲得臂架的整體長度，臂架角度獲取模塊可以選用角度傳感器，該角度傳感器可設置于變幅油缸與起重機基本臂相連的一端，吊重重量獲取模塊可以根據臂架長度、臂架角度以及支腿壓力(通過設置于支腿上的壓力傳感器獲得)計算吊重重量，配重角度獲取模塊可以選用回轉編碼器，當轉臺轉動相應角度時，回轉編碼器發出相應數目的脈沖，配重重量獲取模塊可以通過人工輸入獲得配種重量的數據，下車重量的數據信息可以預先存儲于存儲器中，在需要使用時，由下車重量獲取模塊從該存儲器中讀取；顯示單元可以采用圖像顯示器；第二獲取單元可以采用壓力傳感器，該壓力傳感器設置于支腿油缸內，用于檢測支腿內的油壓信息；計算單元、第一判斷單元和第一處理單元或者第二判斷單元和第二處理單元可以采用PLC (ProgrammableLogic Controller，可編程邏輯控制器)或者專用控制器等以及相應的驅動電路搭建，而第一報警單元或者第二報警單元可以采用蜂鳴器實現，該蜂鳴器與PLC或者專用控制器等之間可以通過蜂鳴器驅動電路連接。請參考圖3，圖3給出了上述實施例二優選方案的一種實施方式，如圖所示，該實施方式的防傾翻裝置具體地包括PLC、主控機、顯示器和蜂鳴器等，其中，PLC或者主控機通過吊物重量獲取模塊、臂架長度獲取模塊、臂架角度獲取模塊、配重重量獲取模塊、回轉角度獲取模塊和下車重量獲取模塊獲取吊物重量、臂架長度、臂架角度、配重重量、回轉角度 和下車重量等數據，然后計算出工程機械的重心位置，然后判斷該重心位置的投影點是否位于支腿框內，若是，則通過PLC控制工程機械鎖定危險方向的動作并驅動蜂鳴器報警，另外，PLC還可以獲取支腿框的數據信息(圖未示出)，并將重心位置投影點和支腿框的數據信息上傳給主控機，由主控機通過顯示器(設置于工程機械的駕駛室中)將重心位置投影點與支腿框的位置關系顯示出來；進一步地，PLC還可以從設置于支腿油缸內的壓力傳感器獲得壓力信息，進而在工程機械重心位置的投影點位于支腿框內而該壓力信息超出預設范圍時，控制工程機械鎖定危險方向的動作，并驅動蜂鳴器報警(即通過蜂鳴器同時實現了第一報警單元和第二報警單元的功能)。本發明實施例還提供了一種工程機械，例如汽車起重機，該工程機械具有支腿，并且設置有上述任一實施例所述的防傾翻裝置，由于上述的防傾翻裝置具有上述技術效果，因此，該工程機械也應具備相應的技術效果，其相應部分的具體實施過程與上述相應的實施例類似，茲不贅述。以上所述僅為本發明的較佳實施例而已，并不用以限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。
權利要求
1.一種防傾翻裝置，用于帶支腿的工程機械，其特征在于，所述防傾翻裝置包括 第一獲取單元，用于獲取所述工程機械的吊物重量、臂架長度、臂架角度、配重重量、回轉角度和下車重量； 計算單元，與所述第一獲取單元信號連接，用于根據所述第一獲取單元獲取的數據計算所述工程機械的重心位置； 第一判斷單元，與所述計算單元信號連接，用于判斷所述重心位置的投影點是否位于支腿框內； 第一處理單元，與所述第一判斷單元信號連接，用于在所述重心位置的投影點位于支腿框外時，控制所述工程機械鎖定危險方向的動作。
2.如權利要求I所述的防傾翻裝置，其特征在于，所述防傾翻裝置還包括第一報警單元，與所述第一判斷單元信號連接，用于在所述重心位置的投影點位于支腿框外時發出報警信號。
3.如權利要求I所述的防傾翻裝置，其特征在于，所述防傾翻裝置還包括顯示單元，設置于所述工程機械的駕駛室內并與所述計算單元信號連接，用于顯示所述重心位置的投影點與支腿框的位置關系。
4.如權利要求I所述的防傾翻裝置，其特征在于，所述防傾翻裝置還包括 第二獲取單元，用于獲取所述工程機械的支腿壓力； 第二判斷單元，與所述第一判斷單元及所述第二獲取單元信號連接，用于在所述重心位置的投影點位于支腿框內時判斷所述支腿壓力是否超出預設范圍之外； 第二處理單元，與所述第二判斷單元信號連接，用于在所述支腿壓力超出預設范圍之外時控制所述工程機械鎖定危險方向的動作。
5.如權利要求4所述的防傾翻裝置，其特征在于，所述防傾翻裝置還包括第二報警單元，與所述第二判斷單元信號連接，用于在所述支腿壓力超出預設范圍之外時發出報警信號。
6.如權利要求4所述的防傾翻裝置，其特征在于，所述第二獲取單元為壓力傳感器，設置于支腿油缸內。
7.如權利要求I至6任一項所述的防傾翻裝置，其特征在于，所述第一獲取單元包括設置于所述工程機械上的吊物重量獲取模塊、臂架長度獲取模塊、臂架角度獲取模塊、配重重量獲取模塊、回轉角度獲取模塊和下車重量獲取模塊。
8.如權利要求2所述的防傾翻裝置，其特征在于，所述第一報警單元為蜂鳴器。
9.一種工程機械，其特征在于，所述工程機械設置有權利要求I至8任一項所述的防傾翻裝直。
10.如權利要求9所述的工程機械，其特征在于，所述工程機械為汽車起重機。
全文摘要
本發明涉及機械技術領域，公開了一種防傾翻裝置及工程機械。該防傾翻裝置用于帶支腿的工程機械，包括第一獲取單元，用于獲取工程機械的吊物重量、臂架長度、臂架角度、配重重量、回轉角度和下車重量；計算單元，與第一獲取單元信號連接，用于根據第一獲取單元獲取的數據計算工程機械的重心位置；第一判斷單元，與計算單元信號連接，用于判斷所述重心位置的投影點是否位于支腿框內；第一處理單元，與第一判斷單元信號連接，用于在所述重心位置的投影點位于支腿框外時控制工程機械鎖定危險方向的動作。與現有技術相比，本發明可避免因操作手未能足夠重視支腿報警信息或誤操作而造成整機傾翻，從而有助于降低出現重大經濟損失和人員傷亡的風險。
文檔編號B66C23/88GK102826469SQ20121030608
公開日2012年12月19日 申請日期2012年8月24日 優先權日2012年8月24日
發明者羅軍, 黎波, 部小平 申請人:三一重工股份有限公司