自卸车稳定性安全控制系统及方法与流程

本发明属于自卸车技术领域，具体涉及一种自卸车稳定性安全控制系统及方法。

背景技术：

目前，驾驶员在实施自卸车货箱举升作业时，受环境、感知等因素影响，无法直观了解车辆的稳定性状态，也无法对车辆整个举升过程作业安全性做出正确的分析和判断，容易引发车辆侧向翻车、后向货箱拔缸等危险情况，引起安全事故的发生，造成重大的人员及财产损失。

技术实现要素：

为了克服现有技术领域存在的上述技术问题，本发明的目的在于，提供一种自卸车稳定性安全控制系统及方法，降低自卸车举升作业时出现横向倾翻、纵向倾翻等危险的发生，保障车辆及驾驶员的安全。

本发明提供的一种自卸车稳定性安全控制系统，用于保证自卸车举升过程的稳定性，包括稳定控制模块、双轴角度传感器、显示器、报警装置，所述双轴角度传感器包括双轴角度传感器ⅰ及双轴角度传感器ⅱ，所述稳定控制模块分别与显示器、报警装置连接；

所述双轴角度传感器ⅰ设置在底盘车架中心线上，用于检测底盘x向及y向的倾斜角度值；

所述双轴角度传感器ⅱ设置在车厢底部中心线上，用于检测车厢x向及y向的倾斜角度值；

所述稳定控制模块分别与双轴角度传感器ⅰ、双轴角度传感器ⅱ连接，用于接收底盘的x向倾斜角度值及y向倾斜角度值、车厢的x向倾斜角度值及y向倾斜角度值；

所述稳定控制模块存储有x向第一阀值及x向第二阀值、y向第一阀值及y向第二阀值，所述稳定控制模块用于计算x向倾斜角度耦合值及y向倾斜角度耦合值，并判定x向倾斜角度耦合值是否超过x向第一阀值或x向第二阀值，y向倾斜角度耦合值是否超过y向第一阀值或y向第二阀值，所述稳定控制模块用于根据判定结果发送相应的控制信号；所述控制信号包括：当同时满足x向倾斜角度耦合值小于x向第一阀值及y向倾斜角度耦合值小于y向第一阀值时，显示器提示绿色信号，表明处于安全状态；当出现x向倾斜角度耦合值大于等于x向第一阀值或y向倾斜角度耦合值大于等于y向第一阀值时，显示器提示黄色信号，报警装置发出报警信号，提示操作人员调整整车姿态；当出现x向倾斜角度耦合值大于等于x向第二阀值或y向倾斜角度耦合值大于等于y向第二阀值时，显示器提示红色信号，报警装置发出报警信号，禁止所述自卸车举升。

进一步地，所述x向第一阀值小于x向第二阀值，所述y向第一阀值小于y向第二阀值。

进一步地，所述稳定控制模块与液压举升系统的举升换向阀连接，当所述x向倾斜角度耦合值大于等于x向第二阀值或所述y向倾斜角度耦合值大于等于y向第二阀值时，所述稳定控制模块输送控制信号将所述举升换向阀强制切换至中停位，禁止自卸车举升。

进一步地，所述x向倾斜角度耦合值的计算公式为：，其中为x向倾斜角度耦合值，为双轴角度传感器ⅰ检测的底盘x向倾斜角度值，为双轴角度传感器ⅱ检测的车厢x向倾斜角度值，a为底盘x向侧向贡献系数，b为车厢x向侧向贡献系数；所述y向倾斜角度耦合值的计算公式为：，其中为y向倾斜角度耦合值，为双轴角度传感器ⅰ检测的底盘y向倾斜角度值，为双轴角度传感器ⅱ检测的车厢y向倾斜角度值，c为底盘y向侧向贡献系数，d为车厢y向侧向贡献系数。

进一步地，所述稳定控制模块包括接收单元、存储单元、数据解析单元及控制单元；

所述接收单元与所述双轴角度传感器ⅰ和所述双轴角度传感器ⅱ连接，用于接收底盘x向及y向的倾斜角度值及车厢x向及y向的倾斜角度值；

所述存储单元与所述接收单元连接，用于存储底盘x向及y向的倾斜角度值及车厢x向及y向的倾斜角度值，且所述存储单元存储有x向第一阀值、x向第二阀值、y向第一阀值及y向第二阀值；

所述数据解析单元与所述存储单元连接，用于计算x向倾斜角度耦合值及y向倾斜角度耦合值，并分析判定所述x向倾斜角度耦合值是否超过x向第一阀值或x向第二阀值，所述y向倾斜角度耦合值是否超过y向第一阀值或y向第二阀值；

所述控制单元与所述数据解析单元、显示器、报警装置、举升换向阀连接，所述控制单元用于根据所述数据解析单元的判定结果发送控制信号。

进一步地，双轴角度传感器ⅰ及双轴角度传感器ⅱ分别设置至少1个，所述双轴角度传感器ⅱ安装在车厢底部靠近车厢前端的位置。

本发明提供的一种自卸车稳定性安全控制方法，包括：

（1）停止自卸车运行，进行自卸车车厢举升操作，双轴角度传感器ⅰ检测底盘x向倾斜角度值及底盘y向倾斜角度值，双轴角度传感器ⅱ检测车厢x向倾斜角度值及车厢y向倾斜角度值，并传输至稳定控制模块；

（2）稳定控制模块根据公式及分别计算x向倾斜角度耦合值及y向倾斜角度耦合值；

（3）稳定控制模块判定x向倾斜角度耦合值是否超过x向第一阀值或x向第二阀值及y向倾斜角度耦合值是否超过y向第一阀值或y向第二阀值，并根据判定结果发送控制信号，控制信号包括：当同时满足x向倾斜角度耦合值小于x向第一阀值及y向倾斜角度耦合值小于y向第一阀值时，显示器提示绿色信号，任由自卸车举升；当x向倾斜角度耦合值大于等于x向第一阀值或y向倾斜角度耦合值大于等于y向第一阀值时，显示器提示黄色信号，报警装置发出报警信号，提示操作人员调整整车姿态后举升；当x向倾斜角度耦合值大于等于x向第二阀值或y向倾斜角度耦合值大于等于y向第二阀值时，显示器提示红色信号，报警装置发出报警信号，禁止所述自卸车举升。

本发明提供的一种自卸车稳定性安全控制系统及方法，其有益效果为，（1）驾驶员可通过该安全稳定控制系统从显示器上及时获取自卸车车身状态，并根据提示信息及时调整车身状态；（2）利用双轴角度传感器检测底盘x向及y向的倾斜角度值及车厢x向及y向的倾斜角度值，可同时监测x向及y向的倾斜状态，全面了解自卸车车身状态，可以更全面更准确的对自卸车进行调整，保证举升过程中的稳定性；（3）降低了自卸车举升作业时出现横向倾翻、纵向倾翻等危险的发生，保障了车辆及驾驶员的安全。

附图说明

图1是本发明实施例一种自卸车稳定性安全控制系统在自卸车的安装位置结构示意图；

图2是本发明实施例一种自卸车稳定性安全控制系统的结构示意图；

图3是本发明实施例一种自卸车稳定性安全控制方法的流程图。

图中标注：

1.显示器；2.双轴角度传感器ⅱ；3.车厢；4.液压举升系统；5.双轴角度传感器ⅰ；6.底盘；7.稳定控制模块；8.接收单元；9.存储单元；10.数据解析单元；11.控制单元；12.报警装置；13.举升换向阀。

具体实施方式

下面参照附图，结合实施例，对本发明提供的一本发明实施例一种自卸车稳定性安全控制系统及方法进行详细的说明。

实施例

参照图1-3，本实施例的一种自卸车稳定性安全控制系统，包括稳定控制模块7、双轴角度传感器、显示器1、报警装置12，双轴角度传感器包括双轴角度传感器ⅰ5及双轴角度传感器ⅱ2，稳定控制模块7分别与显示器1、报警装置12连接；双轴角度传感器ⅰ5设置在底盘6车架中心线上，用于检测底盘6的x向及y向的倾斜角度值；双轴角度传感器ⅱ2设置在车厢3底部中心线上，用于检测车厢3的x向及y向的倾斜角度值。

为全面分析并判定自卸车车身状态，将稳定控制模块7分别与双轴角度传感器ⅰ5、双轴角度传感器ⅱ2连接，用于接收底盘6的x向及y向的倾斜角度值及车厢3的x向及y向的倾斜角度值，并根据公式分别计算x向倾斜角度耦合值及y向倾斜角度耦合值。

其中，x向倾斜角度耦合值的计算公式为：，为x向倾斜角度耦合值，为双轴角度传感器ⅰ5检测的底盘6的x向倾斜角度值，为双轴角度传感器ⅱ2检测的车厢3的x向倾斜角度值，a为底盘6的x向侧向贡献系数，b为车厢3的x向侧向贡献系数；y向倾斜角度耦合值的计算公式为：，为y向倾斜角度耦合值，为双轴角度传感器ⅰ5检测的底盘6的y向倾斜角度值，为双轴角度传感器ⅱ2检测的车厢3的y向倾斜角度值，c为底盘6的y向侧向贡献系数，d为车厢3的y向侧向贡献系数。系数a、b、c、d是根据不同车辆的技术稳定性特征提出的侧向贡献系数，该侧向贡献系数是经过多次试验并结合车辆的技术稳定特征而得出的，以保证准确判断车辆x向及y向的稳定性安全状态。

另外，稳定控制模块7存储有x向第一阀值、x向第二阀值、y向第一阀值及y向第二阀值，其中，x向第一阀值小于x向第二阀，y向第一阀值小于y向第二阀值。稳定控制模块7用于判定x向倾斜角度耦合值是否超过x向第一阀值或x向第二阀值以及判定y向倾斜角度耦合值是否超过y向第一阀值或y向第二阀值，当同时满足x向倾斜角度耦合值小于x向第一阀值及y向倾斜角度耦合值小于y向第一阀值时，显示器提示绿色信号，表明处于安全状态；当出现x向倾斜角度耦合值大于等于x向第一阀值或y向倾斜角度耦合值大于等于y向第一阀值时，显示器提示黄色信号，报警装置发出报警信号，提示操作人员调整整车姿态；当出现x向倾斜角度耦合值大于等于x向第二阀值或y向倾斜角度耦合值大于等于y向第二阀值时，显示器提示红色信号，报警装置发出报警信号，禁止自卸车举升。

为实现x向倾斜角度耦合值大于等于x向第二阀值或y向倾斜角度耦合值大于等于y向第二阀值时，自卸车可及时停止举升，将稳定控制模块7与液压举升系统4的举升换向阀13连接，稳定控制模块7输送控制信号将所述举升换向阀13强制切换至中停位，禁止自卸车举升。

本实施例所提供的一种自卸车稳定性安全控制系统，其稳定控制模块7为plc控制器，包括接收单元8、存储单元9、数据解析单元10及控制单元11，接收单元8为通讯接口，具备采集信号的功能，存储单元9为ram、rom存储设备或其他设备，具备写入、读出及存储功能，数据解析单元10为逻辑控制器，具备逻辑运算、顺序控制及算术运算等功能，控制单元11为控制模块，输出相应的控制信号。其中，接收单元8与双轴角度传感器ⅰ5和双轴角度传感器ⅱ2通过电线连接，用于接收底盘6x向及y向的倾斜角度值及车厢3x向及y向的倾斜角度值；存储单元9与接收单元8连接，用于存储底盘6x向及y向的倾斜角度值及车厢3x向及y向的倾斜角度值，且存储单元9存储有x向第一阀值、x向第二阀值、y向第一阀值及y向第二阀值；数据解析单元10与存储单元9连接，用于计算x向倾斜角度耦合值及y向倾斜角度耦合值，并分析判定x向倾斜角度耦合值是否超过x向第一阀值或x向第二阀值，y向倾斜角度耦合值是否超过y向第一阀值或y向第二阀值；控制单元11通过电线分别与显示器1、报警装置12、举升换向阀13连接，控制单元11用于根据数据解析单元10的判定结果发送控制信号，显示器1、报警装置12及举升换向阀13执行相应的控制信号，控制单元11还将底盘6的x向及y向的倾斜角度值、车厢3的x向及y向的倾斜角度值以及x向倾斜角度耦合值、y向倾斜角度耦合值发送至显示器11，驾驶员可以从显示器11屏幕上及时掌握自卸车车身状态，且根据控制单元发送的控制信号显示相应的绿色、黄色及红色的提示信号。

为便于操作人员及时获取相应的提示信息，将显示器11及报警装置12设置在驾驶室内。

为保证自卸车稳定性安全控制系统所采集的各个角度值准确可靠，双轴角度传感器ⅰ5及双轴角度传感器ⅱ2可分别设置1个或多个，当双轴角度传感器ⅰ5及双轴角度传感器ⅱ2分别设置1个时，双轴角度传感器ⅰ5必须安装在底盘6车架中心线上，双轴角度传感器ⅱ2必须安装在车厢3底部中心线上，且越靠近车厢3前部越好。

本实施例还提供一种自卸车稳定性安全控制方法，包括：

（1）停止自卸车运行，进行自卸车车厢举升操作，双轴角度传感器ⅰ检测底盘的x向倾斜角度值及底盘y向倾斜角度值，双轴角度传感器ⅱ检测车厢的x向倾斜角度值及车厢y向倾斜角度值，并传输至稳定控制模块；

（2）稳定控制模块根据公式及分别计算x向倾斜角度耦合值及y向倾斜角度耦合值；

（3）稳定控制模块判定x向倾斜角度耦合值是否超过x向第一阀值或x向第二阀值及y向倾斜角度耦合值是否超过y向第一阀值或y向第二阀值，并根据判定结果发送控制信号，控制信号包括：当同时满足x向倾斜角度耦合值小于x向第一阀值及y向倾斜角度耦合值小于y向第一阀值时，显示器提示绿色信号，任由自卸车举升；当x向倾斜角度耦合值大于等于x向第一阀值或y向倾斜角度耦合值大于等于y向第一阀值时，显示器提示黄色信号，报警装置发出报警信号，提示操作人员调整整车姿态后举升；当x向倾斜角度耦合值大于等于x向第二阀值或y向倾斜角度耦合值大于等于y向第二阀值时，显示器提示红色信号，报警装置发出报警信号，禁止所述自卸车举升。

其详细工作过程为：

（1）停止自卸车运行，进行自卸车车厢举升操作，双轴角度传感器ⅰ检测底盘x向倾斜角度值及底盘y向倾斜角度值，双轴角度传感器ⅱ检测车厢x向倾斜角度值及车厢y向倾斜角度值；

（2）接收单元接收底盘x向倾斜角度值及底盘y向倾斜角度值、车厢x向倾斜角度值及车厢y向倾斜角度值，并将底盘x向倾斜角度值、底盘y向倾斜角度值、车厢x向倾斜角度值及车厢y向倾斜角度值发送给存储单元；且存储单元存储有底盘x向倾斜角度值、底盘x向倾斜角度值x向第一阀值、x向第二阀值、底盘y向倾斜角度值、车厢y向倾斜角度值、y向第一阀值、y向第二阀值；

（3）数据解析单元接收存储单元所存储的数据，通过公式计算x向倾斜角度耦合值，并判定x向倾斜角度耦合值是否超过x向第一阀值或x向第二阀值；通过公式计算y向倾斜角度耦合值，并判定y向倾斜角度耦合值是否超过y向第一阀值或y向第二阀值；

（4）控制单元根据数据解析单元的判定结果发送控制信号，显示器、报警装置及举升换向阀执行相应的控制信号，当同时满足x向倾斜角度耦合值小于x向第一阀值及y向倾斜角度耦合值小于y向第一阀值时，显示器提示绿色信号，表明处于安全状态，任由自卸车举升；当出现向倾斜角度耦合值大于等于x向第一阀值或y向倾斜角度耦合值大于等于y向第一阀值时，显示器提示黄色信号，报警装置发出报警信号，提示操作人员调整整车姿态后再继续举升；当出现向倾斜角度耦合值大于等于x向第二阀值或y向倾斜角度耦合值大于等于y向第二阀值时，显示器提示红色信号，报警装置发出报警信号，举升换向阀强制切换至中停位，禁止所述自卸车举升。