桥梁检测车工作平台防过载控制方法和装置与流程

本发明涉及工程机械高空作业安全技术领域，特别涉及一种桥梁检测车工作平台防过载控制方法和装置。

背景技术：

随着交通工程的发展，桥梁建设数量越来越多，且需要定期检修，工作量很大。桥梁检测车是桥梁检修过程中得力的辅助工具，它能够提供灵活移动的载人平台，方便人员对桥梁进行全方位检修。但是在实际使用过程中桥梁检测车过载的情况时有发生，导致车体倾翻、平台跌落等严重现象发生，急需一种有效的装置或措施防止桥梁检测车过载，保障人机安全。

桥梁检测车工作平台机构原理如图1所示，工作平台与提升塔通过b点铰接，展收油缸通过a、c点分别与提升塔、工作平台铰接；工作平台能够实现以下动作：绕b点相对于提升塔进行展收动作、绕提升塔d轴回转动作、沿水平方向伸缩。

现有技术通常在工作平台的两根平行腹杆上安装称重传感器，将采集到的信号传至中央处理单元，经数据处理后，得出平台载荷，对比设定的满载值和超载值，进行显示报警或通过继电器切断工作平台电源。

但是，现有技术存在如下缺点：传感器检测位置不合理，根据测力点受力特点，所测得的信号不能准确反映平台载荷。

技术实现要素：

鉴于以上技术问题，本发明提供了一种桥梁检测车工作平台防过载控制方法和装置，能够准确监控工作平台载重，严格防止其超限。

根据本发明的一个方面，提供一种桥梁检测车工作平台防过载控制方法，包括：

检测第一检测点a沿展收油缸轴向的受力F_a，其中所述第一检测点a为展收油缸与提升塔的铰接点；

检测第二检测点b沿竖直方向的受力F_b，其中所述第二检测点b为工作平台与提升塔的铰接点；

根据F_a和F_b获取平台当前载重；

将平台当前载重与平台许用载重进行比较；

根据比较结果进行报警。

在本发明的一个实施例中，在所述根据F_a和F_b获取平台当前载重之前，所述方法还包括：检测提升塔的倾斜程度；

所述根据F_a和F_b获取平台当前载重包括：根据提升塔的倾斜程度、F_a和F_b获取平台当前载重。

在本发明的一个实施例中，在所述根据比较结果进行报警之前，所述方法还包括：

根据F_a获取平台当前力矩；

将平台当前力矩与平台许用力矩进行比较；

所述比较结果包括平台当前载重与平台许用载重的比较结果、以及平台当前力矩与平台许用力矩的比较结果。

在本发明的一个实施例中，所述方法还包括：

实时显示平台当前载重和平台当前力矩。

在本发明的一个实施例中，所述根据比较结果进行报警包括：

根据比较结果进行报警及限制工作平台动作。

在本发明的一个实施例中，所述根据比较结果进行报警及限制工作平台动作包括：

在平台当前载重大于平台许用载重的90％的情况下，发出第一报警信号；在平台当前载重达到平台许用载重的情况下，发出第二报警信号，并且限制工作平台向桥面外侧旋转动作，直至平台当前载重小于平台许用载重的90％；

在平台当前力矩大于平台许用力矩的90％的情况下，发出第一报警信号；在平台当前力矩达到平台许用力矩的情况下，发出第二报警信号，并且限制工作平台向桥面外侧旋转动作，直至平台当前力矩小于平台许用力矩的90％。

根据本发明的另一方面，提供一种桥梁检测车工作平台防过载控制装置，包括第一销轴传感器、第二销轴传感器、防过载控制器和报警设备，其中：

第一销轴传感器，用于检测第一检测点a沿展收油缸轴向的受力F_a，其中所述第一检测点a为展收油缸与提升塔的铰接点；

第二销轴传感器，用于检测第二检测点b沿竖直方向的受力F_b，其中所述第二检测点b为工作平台与提升塔的铰接点；

防过载控制器，用于根据F_a和F_b获取平台当前载重；并将平台当前载重与平台许用载重进行比较；

报警设备，用于根据防过载控制器的比较结果进行报警。

在本发明的一个实施例中，所述装置还包括双轴倾角传感器，其中：

双轴倾角传感器，用于检测提升塔的倾斜程度；

防过载控制器用于根据提升塔的倾斜程度、F_a和F_b获取平台当前载重。

在本发明的一个实施例中，防过载控制器还用于根据F_a获取平台当前力矩，并将平台当前力矩与平台许用力矩进行比较；

所述比较结果包括平台当前载重与平台许用载重的比较结果、以及平台当前力矩与平台许用力矩的比较结果。

在本发明的一个实施例中，所述装置还包括显示器，其中：

显示器，用于实时显示平台当前载重和平台当前力矩。

在本发明的一个实施例中，所述装置还包括执行机构，其中：

执行机构，用于根据防过载控制器的比较结果限制工作平台动作。

在本发明的一个实施例中，报警设备用于在平台当前载重大于平台许用载重的90％、或平台当前力矩大于平台许用力矩的90％的情况下，发出第一报警信号；以及在平台当前载重达到平台许用载重、或平台当前力矩达到平台许用力矩的情况下，发出第二报警信号。

在本发明的一个实施例中，执行机构用于在平台当前载重达到平台许用载重的情况下，限制工作平台向桥面外侧旋转动作，直至平台当前载重小于平台许用载重的90％；在平台当前力矩达到平台许用力矩的情况下限制工作平台向桥面外侧旋转动作，直至平台当前力矩小于平台许用力矩的90％。

本发明能够准确监控工作平台载重，严格防止工作平台载重超限，杜绝车辆倾翻、平台断裂等现象发生，保障人身及设备安全。

附图说明

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简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅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。

图1为桥梁检测车工作平台一个实施例的机构原理示意图。

图2为本发明桥梁检测车工作平台防过载控制装置第一实施例的示意图。

图3为本发明一个实施例中工作平台重量和力矩的获取示意图。

图4为本发明桥梁检测车工作平台防过载控制装置第二实施例的示意图。

图5为本发明桥梁检测车工作平台防过载控制装置第三实施例的示意图。

图6为本发明桥梁检测车工作平台防过载控制方法第一实施例的示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。

同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。

对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。

在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

图2为本发明桥梁检测车工作平台防过载控制装置第一实施例的示意图。如图2所示，所述装置可以包括第一销轴传感器1、第二销轴传感器2、防过载控制器3和报警设备4，其中：

第一销轴传感器1设置在第一检测点a，其中所述第一检测点a为展收油缸与提升塔的铰接点；第二销轴传感器2设置在第二检测点b，其中所述第二检测点b为工作平台与提升塔的铰接点；防过载控制器3分别与第一销轴传感器1和第二销轴传感器2连接，报警设备4与防过载控制器3连接。

在本发明的一个实施例中，所述装置可以包括两个对称分布的第一销轴传感器1、以及两个对称分布的第二销轴传感器2。

第一销轴传感器1，用于检测第一检测点a沿展收油缸轴向的受力F_a。

第二销轴传感器2，用于检测第二检测点b沿竖直方向的受力F_b。

防过载控制器3，用于根据F_a和F_b获取平台当前载重M；并将平台当前载重M与平台许用载重M_e进行比较。

在本发明的一个实施例中，防过载控制器3具体用于根据公式(1)获取平台当前载重M。

$M=\frac{F_b-F_a{\mathrm{sin\θ}}_{ab}}{g}-M_k---\left(1\right)$

其中，如图3所示，θ_ab为F_a与ab方向的夹角，M_k为平台空载重量与展开油缸重量之和，g为重力加速度。

报警设备4，用于根据防过载控制器3的比较结果进行报警。

在本发明的一个实施例中，报警设备4可以包括蜂鸣器、报警指示灯等报警装置中的至少一个。

基于本发明上述实施例提供的桥梁检测车工作平台防过载控制装置，结合工作平台测力点受力特点，巧妙布置销轴传感器位置，由此对平台载荷检测更准确，从而可以严格防止工作平台载重超限，杜绝车辆倾翻、平台断裂等现象发生，保障人身及设备安全。

申请人发现，现有技术还存在如下技术问题：未考虑提升塔倾斜对测力造成的影响，所测得的重量会产生偏差，可能会造成车辆倾翻。因此本发明在图2实施例中添加双轴倾角传感器以解决该技术问题。

图4为本发明桥梁检测车工作平台防过载控制装置第二实施例的示意图。与图2实施例相比，图4实施例中，所述装置还可以包括双轴倾角传感器5，其中：

双轴倾角传感器5安装在提升塔上，双轴倾角传感器5与防过载控制器3连接。

双轴倾角传感器5，用于检测提升塔的倾斜程度。

防过载控制器3用于根据提升塔的倾斜程度、F_a和F_b获取平台当前载重。

在本发明的一个实施例中，防过载控制器3具体可以用于根据公式(2)获取平台当前载重M。

$M=\frac{F_b-F_a{\mathrm{sin\θ}}_{ab}}{{\mathrm{gcos\θ}}_x{\mathrm{cos\θ}}_y}-M_k---\left(2\right)$

其中，如图3所示，x、y、z为坐标轴，其中z轴为竖直方向；θ_x、θ_y分别为提升塔绕x轴、y轴方向的倾斜角度；θ_ab为F_a与ab方向的夹角；M_k为平台空载重量与展开油缸重量之和；g为重力加速度。

本发明上述实施例充分考虑了提升塔倾斜影响，修正了检测数据，由此进一步提高了对平台载荷检测的准确度，从而可以更加严格防止工作平台载重超限，进一步杜绝了车辆倾翻、平台断裂等现象发生，保障了人身及设备安全。

申请人还发现，现有技术还存在如下技术问题：仅能测得平台重量，不能获知平台旋转力矩，虽重量不超限，但力矩可能已超限，进而导致平台发生断裂。因此本发明在图2或图4实施例中的防过载控制器中增加力矩检测的功能以解决该技术问题。

在本发明图2或图4所示实施例中，防过载控制器3还可以用于根据F_a获取平台当前力矩，并将平台当前力矩与平台许用力矩进行比较。由此本发明图2或图4所示实施例中防过载控制器3的比较结果可以包括平台当前载重与平台许用载重的比较结果、以及平台当前力矩与平台许用力矩的比较结果。

在本发明的一个实施例中，防过载控制器3具体用于根据公式(3)获取平台当前力矩T_b。

T_b＝F_aL_ab (3)

其中，如图3所示，L_ab为F_a到第二检测点b的力臂。

在本发明的一个实施例中，报警设备4可以用于在平台当前载重大于平台许用载重的90％、或平台当前力矩大于平台许用力矩的90％的情况下，发出第一报警信号；以及在平台当前载重达到平台许用载重、或平台当前力矩达到平台许用力矩的情况下，发出第二报警信号，其中第二报警信号比第一报警信号的报警等级更高，例如：第二报警信号可以采用更快频率的光或声音信号来区别第一报警信号。

本发明上述实施例不仅能测得平台重量，并能得到平台翻转力矩大小，由此可以确保桥梁检测车工作过程中工作平台重量不超限，且平台翻转力矩亦不超限，从而进一步杜绝了车辆倾翻、平台断裂等现象发生，进一步保障了人身及设备安全。

申请人还发现，现有技术还存在如下技术问题：过载状态下未对平台危险操作加以限制，可能导致过载情况加剧。因此本发明可以在图2或图4实施例中增加执行设备，以在过载状态下限制工作平台动作。

图5为本发明桥梁检测车工作平台防过载控制装置第三实施例的示意图。与图4实施例相比，图5实施例中，所述装置还可以执行机构6，其中：

执行机构6与防过载控制器3连接，执行机构6还与工作平台连接。

执行机构6，用于根据防过载控制器3的比较结果限制工作平台动作。

在本发明的一个实施例中，报警设备4可以用于在平台当前载重大于平台许用载重的90％、或平台当前力矩大于平台许用力矩的90％的情况下，发出第一报警信号；以及在平台当前载重达到平台许用载重、或平台当前力矩达到平台许用力矩的情况下，发出第二报警信号。

在本发明的一个实施例中，执行机构6可以用于在平台当前载重达到平台许用载重的情况下，限制工作平台向桥面外侧旋转动作，直至平台当前载重小于平台许用载重的90％；在平台当前力矩达到平台许用力矩的情况下限制工作平台向桥面外侧旋转动作，直至平台当前力矩小于平台许用力矩的90％。

本发明上述实施例在过载状态下对平台具有危险性质的动作加以限制，有效防止过载情况加剧，从而进一步杜绝了车辆倾翻、平台断裂等现象发生，进一步保障了人身及设备安全。

在本发明的一个实施例中，如图5所示，所述装置还可以包括显示器7，其中：

显示器7与防过载控制器3连接，用于实时显示平台当前载重和平台当前力矩。

本发明上述实施例可以方便用户观测当前平台当前载重和平台当前力矩，并进行相应的调整，从而进一步保障了人身及设备安全。

在本发明的一个实施例中，报警设备4可以集成于显示器7中。

在本发明的一个具体实施例中，作为报警设备4的蜂鸣器可以集成于显示器7中。

对于该具体实施例而言，当平台当前载重M大于平台许用载重M_e的90％时，显示器发出蜂鸣报警提示，随着载重继续增大，蜂鸣器的蜂鸣频率逐渐提高；当平台当前载重M达到100％的平台许用载重M_e时，显示器发出蜂鸣报警提示，蜂鸣频率提高3倍，并且限制工作平台向桥面外侧旋转动作，直至M<90％M_e。

对于该具体实施例而言，当平台当前力矩T_b大于平台许用力矩T_e的90％时，显示器发出蜂鸣报警提示，随着载重继续增大，蜂鸣器的蜂鸣频率逐渐提高；当平台当前力矩T_b达到100％的平台许用力矩T_e时，显示器发出蜂鸣报警提示，蜂鸣频率提高3倍，并且限制工作平台向外伸展动作，直至T_b<90％T_e。

本发明上述实施例充分结合桁架臂式桥检车工作平台特点，对平台关键部位受力及提升塔倾斜情况进行检测，经算法处理后得出工作平台载重及翻转力矩，从而实现了平台承载状况实时监测与报警，有效防止了平台过载、车辆倾翻等现象发生，保障了人身及设备作业安全。

图6为本发明桥梁检测车工作平台防过载控制方法第一实施例的示意图。优选的，本实施例可由本发明桥梁检测车工作平台防过载控制装置执行。该方法包括以下步骤：

步骤610，第一销轴传感器1检测第一检测点a沿展收油缸轴向的受力F_a，其中所述第一检测点a为展收油缸与提升塔的铰接点。

步骤620，第二销轴传感器2检测第二检测点b沿竖直方向的受力F_b，其中所述第二检测点b为工作平台与提升塔的铰接点。

步骤630，防过载控制器3根据F_a和F_b获取平台当前载重。

在本发明的一个实施例中，步骤630具体可以包括：防过载控制器3根据公式(1)获取平台当前载重。

步骤640，防过载控制器3将平台当前载重与平台许用载重进行比较。

步骤650，报警设备4根据比较结果进行报警。

在本发明的一个实施例中，报警设备4可以包括蜂鸣器、报警指示灯等报警装置中的至少一个。

在本发明的一个实施例中，步骤650可以包括：在平台当前载重大于平台许用载重的90％的情况下，发出第一报警信号；以及在平台当前载重达到平台许用载重的情况下，发出第二报警信号，其中第二报警信号比第一报警信号的报警等级更高，例如：第二报警信号可以采用更快频率的光或声音信号来区别第一报警信号。

基于本发明上述实施例提供的桥梁检测车工作平台防过载控制方法，结合工作平台测力点受力特点，巧妙布置销轴传感器位置，由此对平台载荷检测更准确，从而可以严格防止工作平台载重超限，杜绝车辆倾翻、平台断裂等现象发生，保障人身及设备安全。

本发明桥梁检测车工作平台防过载控制方法的第二实施例。与图6实施例的差别在于：

在图6实施例的步骤630之前，第二实施例的方法还可以包括：步骤625，双轴倾角传感器5检测提升塔的倾斜程度。图6实施例中的步骤630在第二实施例中具体可以包括：防过载控制器3根据提升塔的倾斜程度、F_a和F_b获取平台当前载重。

在本发明的一个具体实施例中，图6实施例中的步骤630具体可以包括：防过载控制器3根据公式(2)获取平台当前载重。

本发明上述实施例充分考虑了提升塔倾斜影响，修正了检测数据，由此进一步提高了对平台载荷检测的准确度，从而可以更加严格防止工作平台载重超限，进一步杜绝了车辆倾翻、平台断裂等现象发生，保障了人身及设备安全。

在本发明桥梁检测车工作平台防过载控制方法的第三实施例中，与图6实施例和第二实施例方法的差别在于：

在图6实施例的步骤650之前，第三实施例的方法还可以包括：

步骤641，防过载控制器3根据F_a获取平台当前力矩。

在本发明的一个实施例中，步骤641具体可以包括：防过载控制器3具体用于根据公式(3)获取平台当前力矩。

步骤642，防过载控制器3将平台当前力矩与平台许用力矩进行比较。

图6实施例的步骤650中的比较结果在第三实施例中可以包括平台当前载重与平台许用载重的比较结果、以及平台当前力矩与平台许用力矩的比较结果。

在第三实施例中，步骤650可以包括：报警设备4在平台当前载重大于平台许用载重的90％、或平台当前力矩大于平台许用力矩的90％的情况下，发出第一报警信号；报警设备4在平台当前载重达到平台许用载重、或平台当前力矩达到平台许用力矩的情况下，发出第二报警信号。

本发明上述实施例充分考虑了提升塔倾斜影响，修正了检测数据，由此进一步提高了对平台载荷检测的准确度，从而可以更加严格防止工作平台载重超限，进一步杜绝了车辆倾翻、平台断裂等现象发生，保障了人身及设备安全。

在本发明的一个实施例中，所述方法还可以包括：显示器7实时显示平台当前载重和平台当前力矩。

本发明上述实施例可以方便用户观测当前平台当前载重和平台当前力矩，并进行相应的调整，从而进一步保障了人身及设备安全。

在本发明桥梁检测车工作平台防过载控制方法的第四实施例中，与图6实施例、第二实施例方法、第三实施例方法的差别在于：

步骤650可以包括报警设备4根据比较结果进行报警，执行机构6限制工作平台动作。

在本发明的一个实施例中，步骤650具体可以包括：

在平台当前载重大于平台许用载重的90％的情况下，报警设备4发出第一报警信号；在平台当前载重达到平台许用载重的情况下，报警设备4发出第二报警信号，执行机构6限制工作平台向桥面外侧旋转动作，直至平台当前载重小于平台许用载重的90％；

在平台当前力矩大于平台许用力矩的90％的情况下，报警设备4发出第一报警信号；在平台当前力矩达到平台许用力矩的情况下，报警设备4发出第二报警信号，执行机构6限制工作平台向桥面外侧旋转动作，直至平台当前力矩小于平台许用力矩的90％。

本发明上述实施例在过载状态下对平台具有危险性质的动作加以限制，有效防止过载情况加剧，从而进一步杜绝了车辆倾翻、平台断裂等现象发生，进一步保障了人身及设备安全。

本发明上述实施例结合工作平台测力点受力特点，巧妙布置传感器位置，对平台载荷检测更准确；本发明上述实施例不仅能测得平台重量，并能得到平台翻转力矩大小，确保重量不超限，且力矩亦不超限；本发明上述实施例充分考虑了提升塔倾斜影响，修正了检测数据；本发明上述实施例可以对过载状态下对平台具有危险性质的动作加以限制，从而有效防止了过载情况加剧。

在上面所描述的防过载控制器3可以实现为用于执行本申请所描述功能的通用处理器、可编程逻辑控制器(PLC)、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件或者其任意适当组合。

至此，已经详细描述了本发明。为了避免遮蔽本发明的构思，没有描述本领域所公知的一些细节。本领域技术人员根据上面的描述，完全可以明白如何实施这里公开的技术方案。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分步骤可以通过硬件来完成，也可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。

本发明的描述是为了示例和描述起见而给出的，而并不是无遗漏的或者将本发明限于所公开的形式。很多修改和变化对于本领域的普通技术人员而言是显然的。选择和描述实施例是为了更好说明本发明的原理和实际应用，并且使本领域的普通技术人员能够理解本发明从而设计适于特定用途的带有各种修改的各种实施例。