专利名称：防电击方法、装置及具有该防电击装置的工程机械的制作方法
技术领域：
本发明涉及工程机械领域，特别地，涉及一种防电击方法、装置。此外，本发明还涉 及一种包括上述防电击装置的工程机械。
背景技术：
当今，带伸缩工作臂的工程机械设备随处可见，如将布料杆及混凝土输送泵安装 在汽车底盘上的混凝土泵车，将布料杆装设在立柱上的布料机及用于吊装重物的起重机械寸。随着工程机械的飞速发展，伸缩工作臂(如起重机的伸缩臂)的应用范围越来越 广。由于工作臂的末端通常处于空中较高的位置，会受到施工环境、工作视野、设备自身缺 陷，以及人员误操作等因素的影响而发生工作臂触及高压电缆的事故，造成人员伤亡及财 产损失，而且此类事故的发生呈现逐渐增多的趋势。因此，有必要采取一定的措施，防止伸缩工作臂在工作中发生触及高压电缆的事 故发生，提高工作臂工作的安全性。
发明内容
本发明目的在于提供一种防电击方法、装置及具有该防电击装置的工程机械，以 解决工程机械的伸缩工作臂在作业过程中触及高压电缆的技术问题。为解决上述技术问题，根据本发明的一个方面，提供了一种工程机械作业时的防 电击方法，包括检测工程机械的伸缩工作臂的预设部位的电场信号；根据该电场信号确 定伸缩工作臂与高压电缆之间的距离与预设距离的大小关系，并根据确定结果发出控制信 号。进一步地，确定结果包括伸缩工作臂与高压电缆之间的距离小于第一预设距离； 控制信号包括控制报警灯的信号或控制报警喇叭的信号。进一步地，确定结果包括控制工作臂与高压电缆之间的距离小于第二预设距离； 控制信号包括控制伸缩工作臂停止移动或向反方向移动。根据本发明的另一个方面，还提供了一种工程机械作业时的防电击装置，用于实 施上述防电击方法，其包括电场感应传感器，设置在伸缩工作臂的预设部位，用于检测高 压电缆的电场信号，预设部位为伸缩工作臂的末端或任一位置；控制器，与电场感应传感器 电连接，用于接收电场信号并根据电场信号发出控制信号。进一步地，电场感应传感器与控制器之间通过屏蔽电缆连接。进一步地，本发明所提供的防电击装置，还包括显示装置，与控制器电连接，用于 显示伸缩工作臂的工作状态参数及输入预设参数。进一步地，本发明所提供的防电击装置，还包括与控制器的报警控制信号输出端 连接的报警灯和/或报警喇叭。进一步地，电场感应传感器包括感应天线和专用电场感应传感器。
进一步地，感应天线包括设置于伸缩工作臂预设部位的辫状天线、设置于中间的 缆状传感器，以及设置于前端的屏蔽信号缆，其中辫状天线内部设置有高压电场感应元件。根据本发明的又一个方面，还提供了一种工程机械，具有伸缩工作臂，该工程机械 还包括上述防电击装置。本发明具有以下有益效果通过电场感应传感器可以检测高压范围涵盖三百八十伏及以上的所有高压等级， 控制器可以通过该电场感应传感器实时检测的电场强度，判断工程机械的伸缩工作臂与高 压电缆之间的距离，一旦该距离小于预定安全距离，控制器就可以发出报警控制信号，由操 作人员或设备自身的执行机构采取相应的安全措施，有效地预防臂架触及高压架空电线， 有利于工程机械设备更加安全可靠地工作，提高施工效率，同时，可以提高设备的使用寿 命，具有较高的经济价值。除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。 下面将参照图，对本发明作进一步详细的说明。
构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实 施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中图1是本发明优选实施例的防电击装置结构示意框图；图2是本发明优选实施例的布料杆伸缩工作臂及器件安装分布示意图；图3是本发明优选实施例的防电击方法流程示意图；以及图4是电场感应示意图。
具体实施例方式以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以由权利要求限定 和覆盖的多种不同方式实施。本发明提供了一种工程机械作业时的防电击方法及用于实现该方法的防电击装 置。图1是本发明优选实施例的防电击装置结构示意框图，图2是本发明优选实施例的布料 杆伸缩工作臂及器件安装分布示意图，下面以布料机的布料杆工作臂为例，结合图1和图2 对本发明所提供的防电击装置进行说明。该防电击装置可以包括控制器9、显示装置12、屏蔽电缆6、连接电缆13、电场感应 传感器8、报警灯10及报警喇叭11。控制器9与显示装置12通过连接电缆13相连，控制 器9与电场感应传感器8通过屏蔽电缆6相连，可以保证进入控制器数据准确，防止干扰。 控制器9与报警灯10相连，控制器9与报警喇叭11相连。电场感应传感器8可以设置在 伸缩工作臂3的末端。电场感应传感器8用来检测伸缩工作臂3的末端所处空间的电场强 度。考虑到成本及安装便利性的需求，控制器9与电场感应传感器8之间也可以采用一部 分屏蔽电缆6连接，其余部分采用非屏蔽电缆连接的方式。电场强度的传感器可以包括感应天线、专用电场感应传感器等，其中，感应天线主 要由三部分组成，包括安装在伸缩工作臂末端的辫状天线、中间的缆状传感器以及前端的 屏蔽信号缆。辫状天线的内部封装有高压电场感应元件，该高压电场感应元件能够高灵敏
4度地感应电场强度，主要检测靠近伸缩工作臂末端区域的电场强度。电场感应传感器的所有曝露在外的部分都按照防护等级IP65及以上等级来设 计，均为防腐耐油绝缘材料，保证传感器可靠稳定地工作。控制器9可以采用各类PLC、专用控制器、单片机等，它是整个控制系统的核心，能 够完成数据分析处理、控制算法实现等功能。显示装置12可以采用文本显示器、IXD液晶显示屏、或触摸屏等，用来实时显示伸 缩工作臂的工作状态等相关参数并可通过显示屏进行初始参数的设置。控制器9与各个相关的设备之间的通信可以利用连接电缆13实现CAN总线通信、 232总线通信、485总线通信等。本发明还提供了一种利用上述防电击装置实现的防电击方法，图3是本发明优选 实施例的防电击方法流程示意图，图4是电场感应示意图，如图3和图4所示。下面仍然以 布料机的布料杆伸缩工作臂为例进行说明。电场感应传感器8可检测涵盖三百八十伏及其以上的所有高压等级，并且默认情 况下，检测灵敏度以及报警阀值是合理的。电场感应传感器8检测到电场信号进入控制器 9，在控制器中转换为数字量，实时监控伸缩工作臂的末端的电场强度，并通过反复比较分 析判断布料机是否处于安全工作状态。根据现场施工的实际情况，可以手动设定伸缩工作臂的安全工作感应距离及最小 感应距离，即第一预设距离和第二预设距离。这两个感应距离可以作为控制器9的判断依 据，当伸缩工作臂3移动到离高压架空电缆的距离少于设定安全工作感应距离时，进行报 警等相关提示，具体地说，可以控制报警灯10或报警喇叭11，当伸缩工作臂3移动到离高压 架空电缆的距离少于最小感应距离时则限制伸缩工作臂进一步向危险区域移动或者控制 伸缩工作臂3只可以向安全区域移动，保证工程机械及操作人员的安全。伸缩工作臂3与高压电缆之间的安全感应距离可通过显示装置12和控制器9进 行手动设定或自动设定，手动设定主要依据施工现场环境及操作人员现场经验，自动设定 主要依据控制器历史存储安全感应距离数据进行统计分析自动选取择优值作为安全感应 距离。实时监控伸缩工作臂3的移动趋势，当工作臂向危险区域移动时则适时地发出报警 提示，当小于最小感应距离时则由控制器9限制工作臂移动，或者使工作臂完全停止运动， 或者只允许工作臂向反方向，即安全区域移动。显示装置12实时显示布料机的工作安全等级，当工作臂移动到安全感应距离以 外时则报警提示操作人员，报警提示包括报警灯闪烁及报警喇叭发出声鸣。当伸缩工作臂 移动到小于最小感应距离时则限制伸缩工作臂向危险区域动作，报警提示加剧，具体表现 为报警灯10闪烁频率加快及报警喇叭声鸣急促，此外，还可以同时控制伸缩工作臂3向安 全区域方向动作。本发明所提供的防电击装置采用总线通信，控制器便于与上位机等进行通信，简 化系统结构保障通信及时；可利用控制器自动或手动设定伸缩工作臂的安全感应距离及最 小感应距离，通过对传感器数据的分析和处理，实时监控泵车工作状况并通过报警提示及 限制臂架动作等操作切实保证泵车及操作人员的安全。本发明提供的防电击方法及用于实施该方法的防电击装置具有较强的通用性，可 以适用于所有使用伸缩臂架的工程机械设备，如混凝土泵车、布料机、全地面起重机、汽车起重机等。根据本发明的又一个方面，还提供了一种具有上述防电击装置的工程机械，该工 程机械具有可作伸缩以及变幅等动作的伸缩工作臂，为了提高该工程机械的安全性，该工 程机械还包括上述防电击装置。以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技 术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修 改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
权利要求
1.一种工程机械作业时的防电击方法，其特征在于，包括检测所述工程机械的伸缩工作臂的预设部位的电场信号；根据所述电场信号确定所述伸缩工作臂与高压电缆之间的距离与预设距离的大小关 系，并根据确定结果发出控制信号。
2.根据权利要求1所述的防电击方法，其特征在于，所述确定结果包括所述伸缩工作臂与高压电缆之间的距离小于第一预设距离；所述控制信号包括控制报警灯的信号或控制报警喇叭的信号。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述确定结果包括所述伸缩工作臂与高压电缆之间的距离小于第二预设距离；所述控制信号包括控制所述伸缩工作臂停止移动或向反方向移动。
4.一种工程机械作业时的防电击装置，用于实施权利要求1至3中任一项所述的防电 击方法，其特征在于，包括电场感应传感器(8)，设置在伸缩工作臂的预设部位，用于检测高压电缆的电场信号， 所述预设部位为所述伸缩工作臂的末端或任一位置；控制器(9)，与所述电场感应传感器(8)电连接，用于接收所述电场信号并根据所述电 场信号发出控制信号。
5.根据权利要求4所述的防电击装置，其特征在于，所述电场感应传感器(8)与所述控 制器(9)之间通过屏蔽电缆(6)连接。
6.根据权利要求4所述的防电击装置，其特征在于，还包括显示装置(12)，与所述控制 器(9)电连接，用于显示所述伸缩工作臂的工作状态参数及输入预设参数。
7.根据权利要求4所述的防电击装置，其特征在于，还包括与所述控制器(9)的报警控 制信号输出端连接的报警灯(10)和/或报警喇叭(11)。
8.根据权利要求4所述的防电击装置，其特征在于，所述电场感应传感器(8)包括感应 天线和专用电场感应传感器。
9.根据权利要求8所述的防电击装置，其特征在于，所述感应天线包括设置于所述伸 缩工作臂预设部位的辫状天线、设置于中间的缆状传感器，以及设置于前端的屏蔽信号缆， 所 述辫状天线内部设置有高压电场感应元件。
10.一种工程机械，具有伸缩工作臂，其特征在于，包括权利要求4至9中任一项所述的 防电击装置。
全文摘要
本发明提供了一种防电击方法、装置及具有该防电击装置的工程机械，该防电击方法包括检测工程机械的伸缩工作臂的预设部位的电场信号；根据电场信号确定所述伸缩工作臂与高压电缆之间的距离与预设距离的大小关系，并根据确定结果发出控制信号。防电击装置包括电场感应传感器，设置在伸缩工作臂的预设部位，用于检测高压电缆的电场信号；控制器，与电场感应传感器电连接，用于接收电场信号并根据该电场信号发出控制信号。本发明所提供的防电击方法及装置可以有效地预防工作臂触及高压架空电线，有利于工程机械设备更加安全可靠地工作，提高施工效率，同时，可以提高设备的使用寿命，具有较高的经济价值。
文档编号B66C23/88GK102135231SQ201010620990
公开日2011年7月27日 申请日期2010年12月31日 优先权日2010年12月31日
发明者胡栋华, 谭境, 魏志魁 申请人:三一重工股份有限公司