专利名称：一种高空车作业停靠控制方法、装置、系统及一种高空车的制作方法
技术领域：
本发明涉及工程机械技术领域，特别是涉及一种高空车作业停靠控制方法、装置、系统及一种高空车。
背景技术：
高空车(例如高空作业车、消防云梯车等)作为一种能够进行高空作业的特种车辆，其作业停靠点的选择至关重要。通常，高空车需要停靠在建筑物等作业对象的附近，作业停靠点的选择不但要考虑到底盘的活动空间，而且还需要考虑到臂架及工作斗的工作幅度范围。如果作业停靠点距离建筑物过远，则臂架升起后，工作斗无法到达建筑物的指定作业点，而如果作业停靠点距离建筑物过近，则又会导致工作斗无法正常升起。在现有技术中，高空车的作业停靠通常由操作人员依靠自身经验进行控制，由于 人为主观判断存在不准确性，高空车较难停靠在理想的作业停靠位置，作业停靠的准确性和停靠效率较低。
发明内容
本发明提供了一种高空车作业停靠控制方法、装置、系统及一种高空车，用以提高高空车作业停靠的准确性和停靠效率。本发明高空车作业停靠控制方法，包括根据输入的工作斗作业高度，以及存储的工作斗作业高度和工作斗与作业对象的水平距离的标准对应关系确定出设定的水平距离范围；获取测距传感器所采集的工作斗与作业对象的实际水平距离；当所述实际水平距离超出设定的水平距离范围时，输出调距指示控制信息。本发明高空车作业停靠控制装置，包括获取设备，用于获取测距传感器所采集的工作斗与作业对象的实际水平距离；控制设备，用于根据输入的工作斗作业高度，以及存储的工作斗作业高度和工作斗与作业对象的水平距离的标准对应关系确定出设定的水平距离范围；及当所述实际水平距离超出设定的水平距离范围时，输出调距指示控制信息。本发明高空车作业停靠控制系统，包括测距传感器，以及控制装置，其中，所述测距传感器，用于采集工作斗与作业对象的水平距离；所述控制装置，连接所述测距传感器，用于根据输入的工作斗作业高度，以及存储的工作斗作业高度和工作斗与作业对象的水平距离的标准对应关系确定出设定的水平距离范围；及当所述实际水平距离超出设定的水平距离范围时，输出调距指示控制信息。本发明高空车，包括前述技术方案中所述的高空车作业停靠控制系统。在本发明技术方案中，由于当工作斗与作业对象的实际水平距离超出设定的水平距离范围时，输出调距指示控制信息，该调距指示控制信息可引导操作人员调整工作斗与作业对象之间的实际水平距离，最终使工作斗与作业对象之间的实际水平距离落入设定的水平距离范围之内，使高空车停靠于较佳的作业停靠位置，对比于现有技术单一依靠操作人员的主观判断进行控制，作业停靠的准确性和停靠效率大大提高。
图I为本发明实施例高空车作业停靠控制方法流程示意图；图2为本发明实施例高空车在作业停靠位置的俯视示意图；图3为本发明实施例高空车在作业停靠位置的侧视示意图；图4为本发明实施例高空车作业停靠的最佳臂姿示意图；图5为本发明实施例高空车工作斗的前侧与作业对象的水平夹角示意图； 图6为本发明实施例高空车作业停靠控制装置结构示意图；图7为本发明实施例高空车作业停靠控制系统结构示意图；图8为本发明实施例高空车作业停靠控制系统一具体实施例的工作流程示意图。附图标记10-底盘 11-工作斗 12 (12a、12b)_测距传感器13-作业对象14-臂架 20-获取设备21_控制设备30_控制装直31_启动按钮32-显示屏 14a-第一臂 14b_第二臂14c-第三臂
具体实施例方式为了解决现有技术中高空车作业停靠的准确性和停靠效率较低的技术问题，本发明提供了一种高空车作业停靠控制方法、装置、系统及一种高空车。如图I所示实施例，本发明高空车作业停靠控制方法，包括步骤11、根据输入的工作斗作业高度，以及存储的工作斗作业高度和工作斗与作业对象的水平距离的标准对应关系确定出设定的水平距离范围；步骤12、获取测距传感器所采集的工作斗与作业对象的实际水平距离；步骤13、判断所述实际水平距离是否超出设定的水平距离范围，如果是，执行步骤14，否则执行步骤15;步骤14、输出调距指示控制信息；步骤15、输出调距停止控制信息。如图2和图3所示实施例，高空车包括底盘10、臂架14、工作斗11和测距传感器12，工作斗11前侧与作业对象13的水平距离为L。在本发明的多个实施例中，根据实际需要，测距传感器的数量可以为一个、两个或者多个，通常将这些测距传感器12安装于高空车工作斗11的前侧，并在水平方向上均匀分布。当测距传感器不少于两个时，所述实际水平距离，为各个测距传感器所分别采集的工作斗与作业对象的水平距离的均值。例如，当在工作斗11前侧安装两个测距传感器12a、12b时，可以取这两个测距传感器所分别采集的工作斗与作业对象的水平距离的均值作为实际水平距离进行下一步判断，这样得出的判断结果较为准确。所述调距指示控制信息，可及时向操作人员反馈出高空车在当前时刻的位置信息，引导操作人员继续调整工作斗与作业对象之间的实际水平距离；所述调距停止控制信息，可及时引导操作人员停止调整工作斗与作业对象之间的实际水平距离，使高空车在较佳的作业停靠位置停靠。调距指示控制信息和调距停止控制信息的具体类型不限，例如，可以是显示在显示屏上的数据信息、图像信息，也可以是语音信息或者其他类型的信息等。由于高空车的具体 车型不同，其臂架所包含臂的数量不尽相同，各臂的相关参数也不尽相同，因此，需要针对具体的车型选用相应的经验模型。如图4所示实施例，在本发明的一个实施例中，高空车的臂架14包括第一臂14a、第二臂14b和第三臂14c，在臂架14伸展状态下，第一臂14a距底盘10最近，第三臂14c距底盘10最远，则在该实施例中，所述存储的工作斗作业高度和工作斗与作业对象的水平距离的标准对应关系，具体为 H=I2Sin (B2-B1) +l3sin Ca2-H1-H3) +I1Sin (a:)L=I2Cos (a2-ai) +l3cos (a3+a1-a2) -I1Cos (a:)所述设定的水平距离范围，具体为L- e 彡 Lx 彡 L+ e其中，H为工作斗作业高度，I1U2和I3分别为所述高空车的第一臂、第二臂和第三臂的臂长，L为工作斗与作业对象的水平距离；&1、&2和&3分别为第一臂、第二臂和第三臂的变幅角度，Lx为工作斗与作业对象的实际水平距离，e为设定的水平距离允许误差(根据经验或实际情况设定)。在实际计算中，可以假定第一臂14a、第二臂14b和第三臂14c的臂长为定值，即第一臂14a、第二臂14b和第三臂14c均不可伸缩，臂长分别为IltlU2tl和I3tl ;在高空车进行作业时，出于安全、稳定等因素考虑，％—般为定值aKI (约为80° 15° )，此时可认为第一臂的臂姿是较佳的；a3角度变动较小，可认为其为定值a3(l (约为水平线下20° )，此时可认为第三臂的臂姿是较佳的，因此，H-I20Sin (￡12。h。)+l3〇sin ( 七。)+li〇sin (sii。)该式中，只有H和a2为变量，H随a2变化，当H确定后，a2也随即确定，满足该式的臂架在工作斗作业高度为H时具有最佳臂姿。为了便于操作人员进行操作，减少臂架回转等操作，高空车处于较佳停靠位置时，工作斗的前侧应正对作业对象，因此，在本发明的优选实施例中，所述测距传感器为两个，位于工作斗的前侧，所述方法进一步包括根据两个测距传感器所分别采集的工作斗与作业对象的水平距离判断工作斗的前侧与作业对象的水平夹角是否位于设定的夹角范围之内，如果否，则输出调节夹角指示控制信息。该步骤可以在操作人员调整工作斗与作业对象之间的实际水平距离之前进行，也可以在操作人员调整工作斗与作业对象之间的实际水平距离的过程中进行，还可以在高空车调整至较佳的作业停靠位置后进行。如图5所示，在本发明的一个具体实施例中，所述工作斗的前侧与作业对象的水平夹角具体为=arccos ((L1-L2) /d12)所述设定的夹角范围具体为90° -入彡 3 彡 90° + 入
其中，@为工作斗11的前侧与作业对象13的水平夹角，L1为两个测距传感器中第一个测距传感器12a所采集的工作斗与作业对象的水平距离，L2为两个测距传感器中第二个测距传感器12b所采集的工作斗与作业对象的水平距离；d12为两个测距传感器之间的水平距离，\为设定的夹角允许误差(根据经验或实际情况设定)。在本发明技术方案中，由于当工作斗与作业对象的实际水平距离超出设定的水平距离范围时，输出调距指示控制信息，该调距指示控制信息可引导操作人员调整工作斗与作业对象之间的实际水平距离，最终使工作斗与作业对象之间的实际水平距离落入设定的水平距离范围之内，使高空车停靠于较佳的作业停靠位置，对比于现有技术单一依靠操作人员的主观判断进行控制，作业停靠的准确性和停靠效率大大提高。
如图6所示实施例，本发明高空车作业停靠控制装置，包括获取设备20，用于获取测距传感器所采集的工作斗与作业对象的实际水平距离；控制设备21，用于根据输入的工作斗作业高度，以及存储的工作斗作业高度和工作斗与作业对象的水平距离的标准对应关系确定出设定的水平距离范围；及当所述实际水平距离超出设定的水平距离范围时，输出调距指示控制信息。其中，所述控制设备21，进一步用于当所述实际水平距离位于设定的水平距离范围之内时，输出调距停止控制信息。所述测距传感器优选为两个，位于工作斗的前侧；所述控制设备，进一步用于根据两个测距传感器所分别采集的工作斗与作业对象的水平距离判断工作斗的前侧与作业对象的水平夹角是否位于设定的夹角范围之内，如果否，则输出调节夹角指示控制信息。当所述测距传感器不少于两个时，所述实际水平距离，为两个测距传感器所分别采集的工作斗与作业对象的水平距离的均值。本发明高空车作业停靠控制装置，可引导操作人员调整工作斗与作业对象之间的实际水平距离，使高空车停靠于较佳的作业停靠位置，作业停靠的准确性和停靠效率大大提闻。如图7所示实施例，本发明高空车作业停靠控制系统，包括测距传感器12 (12a、12b)，以及如图6所示的控制装置30，其中，所述测距传感器12 (12a、12b)，用于采集工作斗与作业对象的水平距离；所述控制装置30，连接所述测距传感器12 (12a、12b)，用于根据输入的工作斗作业高度，以及存储的工作斗作业高度和工作斗与作业对象的水平距离的标准对应关系确定出设定的水平距离范围；及当所述实际水平距离超出设定的水平距离范围时，输出调距指示控制信息。在该控制系统中，所述测距传感器12 (12a、12b)安装于高空车工作斗的前侧，测距传感器可以选用超声波传感器、激光测距传感器、红外线测距传感器等；控制装置30可以通过控制器局域网络(Controller Area Network,简称CAN)总线与具有人机交互界面的显示屏32连接，操作者通过显示屏32获知相关信息，并输入相关命令；此外，该系统还可进一步包括与控制装置连接的一启动按钮31，用于使操作者选择启动该系统。由于测距传感器是高空车作业时检测工作斗与障碍物水平距离的必要传感器，因此，本发明高空车作业停靠控制系统并不需要额外加装部件，不增加额外成本。如图8所示，本发明高空车作业停靠控制系统，一具体实施例的工作流程具体为
步骤101、操作者通过显示屏输入工作斗作业高度；步骤102、控制装置根据输入的工作斗作业高度，以及存储的工作斗作业高度和工作斗与作业对象的水平距离的标准对应关系确定设定的水平距离范围；步骤103、控制装置根据两个测距传感器所分别采集的工作斗与作业对象的水平距离判断工作斗的前侧与作业对象的水平夹角是否位于设定的夹角范围之内，如果是，执行步骤104，否则，执行步骤105 ；步骤104、控制装置计算两个测距传感器所采集的工作斗与作业对象的水平距离
的均值，得到工作斗与作业对象的实际水平距离；步骤105、控制装置输出调节夹角指示控制信息，引导操作人员进行角度调节，并返回步骤103 ；步骤106、控制装置判断所述实际水平距离是否超出设定的水平距离范围，如果是，执行步骤107，否则执行步骤108 ；步骤107、控制装置输出调距指示控制信息，引导操作人员进行调距，并返回步骤106 ；步骤108、控制装置输出调距停止控制信息，引导操作人员停止调距；步骤109、控制装置根据两个测距传感器所分别采集的工作斗与作业对象的水平距离判断工作斗的前侧与作业对象的水平夹角是否位于设定的夹角范围之内，如果是，结束流程，否则，执行步骤110;步骤110、控制装置输出调节夹角指示控制信息，引导操作人员进行角度调节，并返回步骤109。本发明高空车作业停靠控制系统，可引导操作人员将高空车停靠于较佳的作业停靠位置，作业停靠的准确性和停靠效率大大提高。本发明高空车，包括图2和图3实施例所示的底盘、臂架、工作斗和图7实施例所示的高空车作业停靠控制系统，操作人员操作高空车时，作业停靠的准确性和停靠效率较闻。显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
权利要求
1.一种高空车作业停靠控制方法，其特征在于，包括 根据输入的工作斗作业高度，以及存储的工作斗作业高度和工作斗与作业对象的水平距离的标准对应关系确定出设定的水平距离范围； 获取测距传感器所采集的工作斗与作业对象的实际水平距离； 当所述实际水平距离超出设定的水平距离范围时，输出调距指示控制信息。
2.如权利要求I所述的作业停靠控制方法，其特征在于，当所述实际水平距离位于设定的水平距离范围之内时，输出调距停止控制信息。
3.如权利要求I或2所述的作业停靠控制方法，其特征在于，所述测距传感器为两个，位于工作斗的前侧，所述方法进一步包括 根据两个测距传感器所分别采集的工作斗与作业对象的水平距离判断工作斗的前侧与作业对象的水平夹角是否位于设定的夹角范围之内，如果否，则输出调节夹角指示控制信息。
4.如权利要求3所述的作业停靠控制方法，其特征在于，所述工作斗的前侧与作业对象的水平夹角具体为 3 =arccos ((L1-L2) /d12) 所述设定的夹角范围具体为 90。-入彡3彡90° +入 其中，P为工作斗的前侧与作业对象的水平夹角，L1为两个测距传感器中第一个测距传感器所采集的工作斗与作业对象的水平距离，L2为两个测距传感器中第二个测距传感器所采集的工作斗与作业对象的水平距离；d12为两个测距传感器之间的水平距离，A为设定的夹角允许误差。
5.如权利要求I或2所述的作业停靠控制方法，其特征在于，所述测距传感器不少于两个，所述实际水平距离，为各个测距传感器所分别采集的工作斗与作业对象的水平距离的均值。
6.一种高空车作业停靠控制装置，其特征在于，包括 获取设备，用于获取测距传感器所采集的工作斗与作业对象的实际水平距离； 控制设备，用于根据输入的工作斗作业高度，以及存储的工作斗作业高度和工作斗与作业对象的水平距离的标准对应关系确定出设定的水平距离范围；及当所述实际水平距离超出设定的水平距离范围时，输出调距指示控制信息。
7.如权利要求6所述的控制装置，其特征在于，所述控制设备，进一步用于当所述实际水平距离位于设定的水平距离范围之内时，输出调距停止控制信息。
8.如权利要求6或7所述的控制装置，其特征在于，所述测距传感器为两个，位于工作斗的前侧；所述控制设备，进一步用于根据两个测距传感器所分别采集的工作斗与作业对象的水平距离判断工作斗的前侧与作业对象的水平夹角是否位于设定的夹角范围之内，如果否，则输出调节夹角指示控制信息。
9.如权利要求6或7所述的控制装置，其特征在于，所述测距传感器不少于两个，所述实际水平距离，为各个测距传感器所分别采集的工作斗与作业对象的水平距离的均值。
10.一种高空车作业停靠控制系统，其特征在于，包括测距传感器，以及如权利要求.6、中任一项所述的控制装置，其中，所述测距传感器，用于采集工作斗与作业对象的水平距离； 所述控制装置，连接所述测距传感器，用于根据输入的工作斗作业高度，以及存储的工作斗作业高度和工作斗与作业对象的水平距离的标准对应关系确定出设定的水平距离范围；及当所述实际水平距离超出设定的水平距离范围时，输出调距指示控制信息。
11.一种高空车，其特征在于，包括权利要求10所述的高空车作业停靠控制系统。
全文摘要
本发明公开了一种高空车作业停靠控制方法、装置、系统及一种高空车，所述方法包括根据输入的工作斗作业高度，以及存储的工作斗作业高度和工作斗与作业对象的水平距离的标准对应关系确定出设定的水平距离范围；获取测距传感器所采集的工作斗与作业对象的实际水平距离；当所述实际水平距离超出设定的水平距离范围时，输出调距指示控制信息。在本发明技术方案中，调距指示控制信息可引导操作人员调整工作斗与作业对象之间的实际水平距离，使高空车停靠于较佳的作业停靠位置，对比于现有技术单一依靠操作人员的主观判断进行控制，作业停靠的准确性和停靠效率大大提高。
文档编号B66F11/04GK102701122SQ20121018334
公开日2012年10月3日 申请日期2012年6月6日 优先权日2012年6月6日
发明者熊忆, 罗建利, 马钰, 黎明和 申请人:中联重科股份有限公司