一种喷药机侧倾翻预警方法和系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于安全技术领域，尤其涉及一种喷药机侧倾翻预警方法和系统。
【背景技术】
[0002] 自走式农业装备侧倾翻事故的危害性已经引起社会的足够重视，目前国外普遍采 用的防翻滚保护系统只能对装备起被动防护的作用，不能根本防止事故发生。据统计发现， 每年全球约有30000人因为农业装备的翻车事故而受伤，严重的甚至死亡。而发生事故的农 业装备中，以自走式农业装备为主，造成其发生侧倾翻的主要原因包括在坡度较大的地面 上紧急转弯、撞击地面障碍物或者牵引不适当的作业机具等。另外，由于操作人员的主要精 力集中在作业过程质量的监控本身，往往忽视了作业过程的安全性，使农业装备的侧倾翻 事故率居高不下。
[0003] 高地隙自走式喷药机具有质心高、质心变化大、作业环境复杂等特点，在高速行驶 或在坡地作业时转向，由于自带储液罐惯性力作用引起机体质心转移较大，容易发生侧翻 或倾翻事故。现有的用于道路车辆或工程机械的预警方法及装置难以直接应用于如高地隙 喷药机这类具有质心高、质心变化频繁、作业工况多变的自走式农业装备。
【发明内容】
[0004] 本发明所要解决的技术问题是如何实现自走式喷药机在复杂作业环境下的侧倾 翻预警。
[0005] 针对该技术问题，本发明提供了 一种喷药机侧倾翻预警方法，包括：
[0006] S1:获取喷药机的作业姿态信息，根据所述作业姿态信息计算所述喷药机的横向 载荷转移率LTR;
[0007] S2:根据所述喷药机储液罐中的药液量，对所述横向载荷转移率LTR进行修正，以 得到修正横向载荷转移率LTR' ；
[0008] S3:判断所述修正横向载荷转移率LTR'是否在预设的报警阈值范围内，若是，发出 报警信息，否则返回步骤S1。
[0009] 优选地，所述步骤S1包括：
[0010] S11:根据所述作业姿态信息，判断所述喷药机的作业状态类型；
[0011] S12:根据所述作业状态类型，计算所述喷药机的横向载荷转移率LTR。
[0012] 优选地，所述步骤S11包括：
[0013] 根据所述喷药机的行驶速度判断所述喷药机为高速行驶或低速作业；
[0014] 根据所述喷药机的侧向加速度判断所述喷药机为坡道匀速行驶或坡道转向行驶；
[0015] 根据所述喷药机的侧向加速度与侧倾角方向是否一致判断所述喷药机为坡道内 倾转向或坡道外倾转向；
[0016] 根据所述喷药机的纵向加速度判断所述喷药机为匀速上下坡或变速上下坡。
[0017] 优选地，所述步骤S12包括：
[0018]若所述喷药机的作业状态类型是坡道匀速行驶，则
[0020]若所述喷药机的作业状态类型是坡道内倾转向行驶，则
[0022]若所述喷药机的作业状态类型是坡道外倾转向行驶，则
[0024]若所述喷药机的作业状态类型是匀速上下坡行驶，则
[0026]若所述喷药机的作业状态类型是变速上下坡行驶，则
[0028]若所述喷药机的作业状态类型是高速行驶转向行驶，则
[0030]其中，m是除去储液罐后的喷药机的质量，hi是除去储液罐后的喷药机的质心高 度，T是喷药机的左右轮距，β为横滚角，R为喷药机转弯时的最小半径，v为喷药机行驶速度， g为重力加速度，If为前轮中心到质心水平距离，lr为后轮中心到质心水平距离，L为前后轮 距，ax*纵向加速度，a y为侧向加速度，皆为簧载质量侧倾角，办为簧载质量侧倾角角速度， &为悬架刚度，为悬架阻尼系数。
[0031 ] 优选地，所述步骤S2还包括：
[0032] S21:获取所述喷药机储液罐中药液量；
[0033] S22:根据公式LTRV= LTR X 对所述横向载荷转移率进行修正，
[0034] 其中，my是储液罐中药液量，#是簧载质量侧倾角加速度，ax是喷药机的纵向加速 度，a是与储液罐质量相关的修正系数，b是与簧载质量侧倾角加速度相关的修正系数，c是 与喷药机纵向加速度相关的修正系数。
[0035] 优选地，所述步骤S21包括：
[0036] 根据公式my = pV_qt计算所述喷药机储液罐中药液量1%，
[0037] 其中，所述喷药机的储液罐中的药液密度为p、所述喷药机工作时储液罐的流量为 q、所述储液罐中的药液在预设时刻的体积V和从所述预设时刻t到当前时刻^所述喷药 机的工作时间为t。
[0038] 另一方面，本发明提供了 一种喷药机侧倾翻预警系统，包括：
[0039] 获取模块，用于获取喷药机的作业姿态信息；
[0040] 计算模块，用于根据所述作业姿态信息计算所述喷药机的横向载荷转移率LTR; [0041 ]修正模块，用于根据所述喷药机储液罐中的药液量，对所述横向载荷转移率LTR进 行修正，以得到修正横向载荷转移率LTR' ；
[0042]判断模块，用于判断所述修正横向载荷转移率LTR'是否在预设的报警阈值范围 内，若是，发出报警信息，否则，返回获取模块。
[0043]优选地，所述计算模块，还用于根据所述喷药机的作业姿态信息判断所述喷药机 的作业状态类型，并根据所述作业状态类型，计算所述喷药机的横向载荷转移率LTR;
[0044]具体地，所述计算模块根据所述喷药机的行驶速度判断所述喷药机为高速行驶或 低速作业，根据所述喷药机的侧向加速度判断所述喷药机为坡道匀速行驶或坡道转向行 驶，根据所述喷药机的侧向加速度与侧倾角方向是否一致判断所述喷药机为坡道内倾转向 或坡道外倾转向，根据所述喷药机的纵向加速度判断所述喷药机为匀速上下坡或变速上下 坡。
[0045]优选地，所述修正模块还用于获取所述喷药机储液罐中药液量，并根据公式 LTR' = LTR X U/"^ f /:分+ ?/、）对所述横向载荷转移率进行修正，
[0046]其中，my是储液罐中药液量，#是簧载质量侧倾角加速度，ax是喷药机的纵向加速 度，a是与储液罐质量相关的修正系数，b是与簧载质量侧倾角加速度相关的修正系数，c是 与喷药机纵向加速度相关的修正系数。
[0047]优选地，所述修正模块根据公式my = pV_qt计算所述喷药机储液罐中药液量1%，
[0048] 其中，所述喷药机的储液罐中的药液密度为p、所述喷药机工作时储液罐的流量为 q、所述储液罐中的药液在预设时刻的体积V和从所述预设时刻t到当前时刻^所述喷药 机的工作时间为t。
[0049] 本发明提供的喷药机侧倾翻预警方法和系统，通过获取喷药机实时运动状态，判 断喷药机作业状态类型，计算侧倾翻预警值，然后对其进行修正，提高了预警值的精确性。 并将修正后的预警值与预置的预警阈值范围进行比较，判定是否通过预警模块向驾驶员发 出声光报警，达到避免侧倾翻事故的目的。此外，该方法和系统根据喷药机实时运动状态， 判断喷药机作业状态类型，对喷药机侧倾翻事故提前做出预警。实现了高地隙自走式喷药 机在复杂的路面运行条件下的侧倾翻的预警。
【附图说明】
[0050] 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现 有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发 明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根 据这些附图获得其他的附图。
[0051 ]图1是本发明一实施例提供的喷药机侧倾翻预警方法流程图；
[0052] 图2是本发明一实施例提供的喷药机的作业姿态信息的示意图；
[0053] 图3是本发明一实施例提供的喷药机侧倾翻预警系统结构示意图；
[0054] 图4是本发明又一实施例提供的喷药机侧倾翻预警方法的流程图；
[0055] 图5是本发明一实施例提供的喷药机作业状态类型判断流程图。
【具体实施方式】
[0056] 为使本