专利名称：泵车稳定性控制系统、控制方法及泵车的制作方法
技术领域：
本发明涉及混凝土泵车控制技术领域，特别涉及一种泵车稳定性控制系统。此外， 本发明还提供了一种泵车稳定性控制方法及泵车。
背景技术：
混凝土泵车为一种典型的泵车，为了保证混凝土泵车施工过程的安全性，一般采取的做法是采用可移出的外伸支腿，以便延伸支腿长度，从而扩大泵车的支撑范围，以减少侧翻的危险。然而，混凝土泵车作业过程中往往由于臂架的动作、泵送作业等外部荷载，引起整车振动，导致重心偏移，并且混凝土泵车的作业环境的地质因素比较复杂，当操作人员对于泵车的状态估计不准或者操作不当时，有可能造成侧翻。因此，整机稳定性为衡量混凝土泵车性能的一项重要指标，它决定混凝土泵车工作性能的好坏，关系到泵车设计的合理性和安全性，以及施工作业现场的操作人员的人身安全，为此，保证混凝土泵车工作过程中的稳定性显得尤为重要。现有技术中一种典型的该稳定性控制系统一般包括检测装置、控制装置和报警装置，检测装置主要用于检测混凝土泵车的各部件的重心的当前位置，将重心位置信号传输至控制装置，控制装置根据预定策略计算出整机重心，并与预先设定的平衡范围进行比较， 当整机重心落在平衡范围以外时，报警装置报警。众所周知，混凝土泵车工作中其受各方面环境和使用条件的影响，而现有技术中的检测装置仅考虑转塔倾角、臂架伸展、支腿展开角度和支腿位移这几种因素来计算混凝土泵车系统的重心，进行泵车防倾翻分析，考虑影响因素比较少，计算系统的重心的精确性比较差。并且，现有技术中用于判断泵车重心位置的平衡范围是提前设定的且固定的，判断误差比较大。因此，如何提供一种泵车的重心计算精确度比较高的稳定性控制系统，提高泵车工作的安全性，是本领域内技术人员亟待解决的问题。
发明内容
本发明的目的旨为提供一种泵车稳定性控制系统，对重心计算的精确性比较高， 提高了泵车施工的安全性。本发明的另一目的旨为提供一种具有上述稳定性控制系统的泵车，以及泵车稳定性控制方法。为解决第一个技术问题，本发明提供了一种泵车稳定性控制系统，包括检测装置、 控制装置，所述检测装置，用于获取泵送状态参数、臂架姿态参数、支腿姿态参数、泵车机体位置状态参数以及作用于臂架上的外载荷参数的当前数值信号；所述控制装置，包括整机重心计算单元、泵车稳定性控制单元；整机重心计算单元，用于接收所述检测装置检测的各参数的当前数值信号，用于接收所述检测装置检测的各参数的当前数值信号，首先根据所述泵送状态参数、臂架姿态参数以及所述外载荷参数计算臂架系统的重心位置，以及根据支腿姿态参数和泵车机体位置状态参数计算所述泵车机体的重心位置，然后根据所述臂架系统的重心位置和所述泵车机体的重心位置计算所述混凝土泵车的整机重心位置；泵车稳定性控制单元，根据所述整机重心在泵车稳定区域的位置，对所述泵车进行稳定性控制。优选地，所述泵车稳定区域包括第一稳定区域，根据所述支腿姿态参数确定各支腿的支撑点位置，各支腿的支撑点顺序连接形成的第一多边形边界为所述第一稳定区域的边界；在所述第一稳定区域的边界以内设置第二稳定区域，根据所述第一稳定区域、预设安全作业参数确定的第二多边形边界为所述第二稳定区域的边界。优选地，所述控制装置还包括区域调整单元，所述区域调整单元结合所述泵送状态参数调整所述第二稳定区域的边界。优选地，所述控制装置还包括稳定性报警单元；当所述整机重心位置位于所述第二稳定区域以外，所述泵车稳定性控制单元发出第一稳定性报警信号，所述稳定性报警单元进行第一稳定性报警提示；或者，当所述整机重心位置位于所述第二稳定区域以内，且所述整机重心到所述第二稳定区域的边界的最小距离小于等于预定安全距离时，所述泵车稳定性控制单元发出第二稳定性报警信号，所述稳定性报警单元进行第二稳定性报警提示。优选地,所述控制装置还包括状态锁定单元；当所述整机重心位于所述第二稳定区域以外，所述状态锁定单元发出状态锁定控制信号，所述泵车的泵送状态控制装置和/或臂架姿态控制装置根据该状态锁定信号，以锁定所述泵车当前的泵送状态参数或/和所述臂架姿态参数。优选地，所述控制装置还包括自适应调整单元；当所述整机重心位于所述第二稳定区域以外，所述自适应调整单元发出自适应调整信号，所述泵车的泵送状态控制装置和/或臂架姿态控制装置根据该自适应调整信号， 以调整所述泵车当前的泵送状态参数和/或所述臂架姿态参数，使所述整机重心位于所述第二稳定区域以内。优选地，所述检测装置包括用于检测所述臂架系统上的外载荷检测单元，其设置在所述泵车臂架上。优选地，所述臂架系统的重心位置根据以下公式计算，具体公式如下
权利要求
1.一种泵车稳定性控制系统，包括检测装置、控制装置，其特征在于，所述检测装置，用于检测泵车当前的泵送状态参数、臂架姿态参数、支腿姿态参数、泵车机体位置状态参数以及作用于泵车臂架系统上的外载荷参数；所述控制装置，包括整机重心计算单元、泵车稳定性控制单元；整机重心计算单元，用于接收所述检测装置检测的各参数，其中，根据所述泵送状态参数、臂架姿态参数以及所述外载荷参数计算所述臂架系统的重心位置，根据支腿姿态参数、 泵车机体位置状态参数计算所述泵车机体的重心位置，根据所述臂架系统的重心位置、所述泵车机体的重心位置计算所述泵车的整机重心位置；泵车稳定性控制单元，根据所述整机重心在泵车稳定区域的位置，对所述泵车进行稳定性控制。
2.如权利要求I所述的泵车稳定性控制系统，其特征在于，所述泵车稳定区域包括第一稳定区域，根据所述支腿姿态参数确定各支腿的支撑点位置，各支腿的支撑点顺序连接形成的第一多边形边界为所述第一稳定区域的边界；在所述第一稳定区域的边界以内设置第二稳定区域，根据所述第一稳定区域、预设安全作业参数确定的第二多边形边界为所述第二稳定区域的边界。
3.如权利要求2所述的泵车稳定性控制系统，其特征在于，所述控制装置还包括区域调整单元，所述区域调整单元结合所述泵送状态参数调整所述第二稳定区域的边界。
4.如权利要求2或3所述的泵车稳定性控制系统，其特征在于，所述控制装置还包括稳定性报警单元；当所述整机重心位置位于所述第二稳定区域以外，所述泵车稳定性控制单元发出第一稳定性报警信号，所述稳定性报警单元进行第一稳定性报警提示；或者，当所述整机重心位置位于所述第二稳定区域以内，且所述整机重心到所述第二稳定区域的边界的最小距离小于等于预定安全距离时，所述泵车稳定性控制单元发出第二稳定性报警信号，所述稳定性报警单元进行第二稳定性报警提示。
5.如权利要求2或3所述的泵车稳定性控制系统，其特征在于，所述控制装置还包括状态锁定单元；当所述整机重心位于所述第二稳定区域以外，所述状态锁定单元发出状态锁定控制信号，所述泵车的泵送状态控制装置和/或臂架姿态控制装置根据该状态锁定信号，以锁定所述泵车当前的泵送状态参数或/和所述臂架姿态参数。
6.如权利要求2或3所述的泵车稳定性控制系统，其特征在于，所述控制装置还包括自适应调整单元；当所述整机重心位于所述第二稳定区域以外，所述自适应调整单元发出自适应调整信号，所述泵车的泵送状态控制装置和/或臂架姿态控制装置根据该自适应调整信号，以调整所述泵车当前的泵送状态参数和/或所述臂架姿态参数，使所述整机重心位于所述第二稳定区域以内。
7.如权利要求I所述的泵车稳定性控制系统，其特征在于，所述检测装置包括用于检测所述臂架系统上的外载荷检测单元，其设置在所述泵车臂架上。
8.如权利要求I所述的泵车稳定性控制系统，其特征在于，所述臂架系统的重心位置根据以下公式计算，具体公式如下
9.一种泵车，其特征在于，具有权利要求I至8任一项所述的泵车稳定性控制系统。
10.一种泵车稳定性控制方法，其特征在于，包括下述步骤S101，检测泵车当前的泵送状态参数、臂架姿态参数、支腿姿态参数、泵车机体位置状态参数以及作用于泵车臂架系统上的外载荷参数；S102，根据所述泵送状态参数、臂架姿态参数以及所述外载荷参数计算所述臂架系统的重心位置，根据支腿姿态参数和泵车机体位置状态参数计算所述泵车机体的重心位置， 根据所述臂架系统的重心位置、所述泵车机体的重心位置计算所述泵车的整机重心位置；S103，根据所述整机重心在泵车稳定区域的位置关系，对所述泵车进行稳定性控制。
11.如权利要求10所述的泵车稳定性控制方法，其特征在于，所述泵车稳定区域包括第一稳定区域，根据所述支腿姿态参数确定各支腿的支撑点位置，各支腿的支撑点顺序连接形成的第一多边形边界为所述第一稳定区域的边界；在所述第一稳定区域的边界以内设置第二稳定区域，根据所述第一稳定区域、预设安全作业参数确定的第二多边形边界为所述第二稳定区域的边界。
12.如权利要求11所述的泵车稳定性控制方法，其特征在于，所述步骤S103具体为当所述整机重心位置位于所述第二稳定区域以外，发出第一稳定性报警信号以进行第一稳定性报警提示；或者，当所述整机重心位置位于所述第二稳定区域以内，且所述整机重心到所述第二稳定区域边界的最小距离小于/等于预定安全距离时，发出第二稳定性报警信号以进行第二稳定性报警提示。
13.如权利要求11所述的泵车稳定性控制方法，其特征在于，所述步骤S103具体为当所述整机重心位于所述第二稳定区域以外，发出状态锁定控制信号，所述泵车的泵送状态控制装置和/或臂架姿态控制装置根据该状态锁定信号，以锁定所述泵车当前的泵送状态参数或/和所述臂架姿态参数。
14.如权利要求11所述的泵车稳定性控制方法，其特征在于，所述步骤S103具体为 当所述整机重心位于所述第二稳定区域以外，发出自适应调整信号，所述泵车的泵送状态控制装置和/或臂架姿态控制装置根据该自适应调整信号，以调整所述泵车当前的泵送状态参数或/和所述臂架姿态参数，使所述泵车整机重心位于所述第二稳定区域以内。
全文摘要
本发明公开了一种泵车稳定性控制系统，包括检测装置、控制装置，所述检测装置用于检测泵车当前的泵送状态参数、臂架姿态参数、支腿姿态参数、泵车机体位置状态参数以及作用于臂架系统上的外载荷参数的当前数值信号；所述控制装置用于接收上述各参数的当前数值信号，并根据各参数计算所述混凝土泵车的整机重心位置，并根据整机重心在泵车稳定区域的位置，对所述泵车进行稳定性控制。该稳定性控制系统全面考虑泵车自身因素和外部载荷影响因素，对重心计算的精确性比较高，提高混凝土泵车施工的安全性。此外，本发明还提供了一种泵车稳定性控制方法及包括上述稳定性控制系统的泵车。
文档编号F16F15/02GK102588505SQ20121002529
公开日2012年7月18日 申请日期2012年2月6日 优先权日2012年2月6日
发明者吴名陵, 易小刚, 魏志魁 申请人:三一重工股份有限公司