一种全电控液压挖掘机安全控制系统及挖掘机的制作方法

1.本实用新型涉及一种全电控液压挖掘机安全控制系统及挖掘机，属于工程机械控制技术领域。


背景技术：

2.目前，传统挖掘机在非工作状态时，操作人员会将安全手柄收起，此时先导油路上安全阀关闭，往先导控制阀组的液压油被切断，因此即使操作人员误触到操作机构，车辆也不会产生动作；但是当安全手柄打开忘记关闭时，若驾驶员在驾驶室内活动或者有上下车动作而不小心碰到操作机构时，会引起整机产生误动作，降低了挖掘机的安全性。
3.与此同时，全电控挖掘机目前是挖掘机热点及趋势，全电控液压挖掘机相对于传统的挖掘机响应更快，通过电磁阀控制执行机构的动作，如果不能及时停止挖掘机的异常动作，误触到操作机构会造成挖掘机部件、作业环境损坏甚至有伤人的风险。


技术实现要素：

4.为解决现有技术的不足，本实用新型的目的在于提供一种全电控液压挖掘机安全控制系统及挖掘机，解决了现有技术中操作人员误触电磁阀开启状态下的操作机构，易造成安全隐患的问题。
5.为了实现上述目标，本实用新型采用如下的技术方案：
6.一种全电控液压挖掘机安全控制系统，包括控制器、人体位置检测装置、操作机构、阀控电磁阀、泵控电磁阀和执行机构；人体位置检测装置、操作机构、阀控电磁阀、泵控电磁阀分别与控制器信号连接；
7.人体位置检测装置位于驾驶室内，向控制器反馈操作人员在驾驶室的位置信息；
8.操作机构，用于向控制器输出操作信号，以控制阀控电磁阀和/或泵控电磁阀的启闭；
9.泵控电磁阀设置在主泵上，用于控制主泵为液压回路提供的液压油量；
10.阀控电磁阀设置在液压回路中，用于控制液压回路的接通与切断；
11.执行机构位于液压回路的输出端；当泵控电磁阀和/或阀控电磁阀关闭时，执行机构停止动作。
12.进一步地，前述执行机构包括用于驱动部件动作的液压油缸和/或液压马达。
13.进一步地，前述人体位置检测装置包括红外检测装置、热像检测装置、微波检测装置中的任一种。
14.进一步地，前述操作机构包括操作手柄、操作脚踏以及接收操作手柄、操作脚踏动作信号的传感器，传感器与控制器信号连接。
15.进一步地，前述还包括仪表，仪表与控制器连接，仪表用于显示当前驾驶信息，提示操作人员注意事项。
16.一种挖掘机，包括前述任一项的一种全电控液压挖掘机安全控制系统。
17.本实用新型所达到的有益效果：
18.本实用新型新增人体位置检测装置检测操作人员位置，通过控制器判断是否处于安全操作状态，若不满足安全操作状态，则关闭泵控电磁阀、阀控电磁阀，停止泵的输出排量并切断液压回路，防止挖掘机执行机构误动作，有效提高工程机械的安全性。
附图说明
19.图1是本实用新型安全控制系统的结构示意图；
20.图2是本实用新型非安全操作状态第一示意图；
21.图3是本实用新型非安全操作状态第二示意图；
22.图4是本实用新型安全操作状态示意图。
具体实施方式
23.下面结合附图对本实用新型作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本实用新型的技术方案，而不能以此来限制本实用新型的保护范围。
24.实施例一
25.本实施例公开了一种全电控液压挖掘机安全控制系统结构示意图，如图1所示，包括人体位置检测装置、操作机构、控制器、泵控电磁阀、阀控电磁阀、执行机构和仪表。本实施例中，控制器基于操作机构的动作变化去控制阀控电磁阀和泵控电磁阀的动作，再由阀控电磁阀和泵控电磁阀分别控制液压回路的通断和主泵输出流量，进而控制执行机构的动作。
26.其中，人体位置检测装置：用于检测操作人员在驾驶室的位置信息，其检测方式包括但不仅限于红外、热像、微波等方式。
27.操作机构：包括操作手柄、操作脚踏以及接收操作手柄、操作脚踏动作信息的传感器；操作机构与控制器电连接，以电信号的形式向控制器传递操作信号，控制器在接收到操作信号的状态下，基于操作手柄、操作脚踏的动作会控制泵控电磁阀、阀控电磁阀动作，即在操作信号有效的状态下，操作机构的动作会引发泵控电磁阀、阀控电磁阀启闭。
28.控制器：接收并处理人体位置检测装置的信号，判断当前是否处于安全操作状态；接收操作机构传递的操作信号；通过输出电流控制泵控电磁阀、阀控电磁阀的开启和关闭，并实时监测泵控电磁阀、阀控电磁阀的状态。
29.仪表：与控制器连接，显示当前驾驶信息，提示操作人员注意事项。
30.阀控电磁阀设置在液压回路上，液压回路输出端与执行机构连接；阀控电磁阀还与控制器连接，当操作人员处于非安全状态且控制器接收到来自操作机构的有效操作信号时，控制器可以停止阀控电磁阀的输出，阻断液压回路的流通，限制执行机构的动作，保障挖掘机的安全性。
31.泵控电磁阀设置在主泵上，且与控制器连接，可以控制主泵的排量；泵控电磁阀控制主泵为液压回路提供液压油，当操作人员处于非安全状态接收到来自操作机构的有效操作信号时，可以停止泵控电磁阀的输出，停止主泵向液压回路供油，限制执行机构动作。
32.执行机构，包括液压油缸和液压马达。
33.控制器与人体位置检测装置、操作机构、泵控电磁阀、阀控电磁阀、仪表相连，可接
收来自人体位置检测装置的信号，并根据接收到的信号判断是否处于安全操作状态；当判定为非安全操作状态时，检测操作机构的电信号状态，如果控制器接收到来自操作机构的有效操作信号时，则控制器切断向泵控电磁阀和/或阀控电磁阀的电流输出，防止误触到操作机构后，直接引起执行机构动作。阀控电磁阀和泵控电磁阀中的一个停止输出，即可使执行机构无动作，为了增强操作的安全性，通常控制阀控电磁阀和泵控电磁阀都停止输出。
34.所述安全操作状态的判断策略为：如图4所示，当控制器预设的安全操作区检测到操作人员且非安全操作区未检测到操作人员时，判断为安全操作状态；反之，如图2和图3所示，当安全操作区域未检测到操作人员或者非安全操作区检测到操作人员时，判断为非安全操作状态。
35.具体实施方式如下：
36.a) 控制器内部预设安全操作区域和非安全操作区域；
37.b)对操作人员的位置状态进行检测分析，即人体位置检测装置检测前述安全操作区域和非安全操作区域是否有人员出现，并将数据传输给控制器；
38.c)控制器接收人体位置检测装置信号后将之与前述的预设数据对比，判断安全操作区域和非安全操作区域是否有操作人员。当安全操作区域没有检测到操作人员或者非安全操作区域有操作人员时，判断当前为非安全操作状态，当安全操作区域有操作人员且非安全操作区域无操作人员出现时，判断其为安全操作状态；
39.d) 控制器监控来自操作机构的操作信号状态以及阀控电磁阀、泵控电磁阀的状态；
40.e) 当操作人员处于非安全状态且接收到来自操作机构的有效操作信号时，控制器切断向泵控电磁阀和/或阀控电磁阀的电流输出，使泵控电磁阀和/或阀控电磁阀处于关闭状态，并发送提示信息至仪表界面，提醒操作人员超出安全操作区域，有安全风险。
41.实施例二
42.本实用新型还涉及一种挖掘机，应用前述的一种全电控液压挖掘机安全控制系统，能有效避免现有技术中操作人员误触泵控电磁阀、阀控电磁阀开启状态下的操作机构，进而造成安全隐患的问题。
43.以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本实用新型的保护范围。