工程车辆的制作方法

本实用新型涉及工程机械技术领域，尤其涉及一种工程车辆。

背景技术：

挖掘机是重要的施工机械，在国家基础设施建设中发挥着不可替代的作用，但当前挖掘机尾部安全问题比较常见。由于挖掘机驾驶室位于车体左边且动臂遮挡视线，虽然有后视镜但上车右侧和后侧仍存在大片视线盲区，特别是轮式挖掘机应用于城镇环境，回转和行走过程中，车体尾部将人撞伤、将物撞坏的安全事故时有发生，造成不必要的经济损失和生命危险，所以利用挖掘机尾部安全控制系统规避碰撞风险，有十分积极的意义。

为了解决挖掘机尾部安全问题，现有技术中存在以下技术方案：

(1)在车体后部安装多个测距装置，一般为超声波传感器，检测检测人和障碍物，实现警示或控制刹车。由于超声波传感器测距距离较近，靠近传感器侧存在盲区，且空间检测区域有限，即使在挖掘机尾部布置多个测距雷达时，防护区域也不能完全覆盖行走和回转盲区。特别的，当后退行走时，一些影响下车通过性的障碍物不易检测，会造成下车碰撞物体；当回转时，尾部安装的测距装置不易及时检测车体侧面的人和物体，当车体侧面的人由蹲坐变成站立时极易引起碰撞，另外，悬吊或倾斜举升的物体，如侧面另一台挖机的抓斗有可能恰好处于传感器盲区而引起碰撞；

(2)在驾驶员视线盲区区域安装多个摄像头，在后退行驶或回转时驾驶员依靠摄像头规避碰撞，更进一步的辅以上述的测距装置。在回转过程中，机手依靠摄像头观察来规避盲区的障碍物，依赖机手的责任心而且安全措施不一定及时，即使辅以上述的测距装置也同样存在碰撞风险。

技术实现要素：

为克服以上技术缺陷，本实用新型解决的技术问题是提供一种工程车辆，能够实现工程车辆在行走或回转中的防碰撞。

为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种工程车辆，其包括：车体、位置检测装置以及安全控制装置，位置检测装置设置在车体的侧部，用于检测车体侧方的障碍物的位置，安全控制装置用于根据位置检测装置检测到的障碍物的位置信息控制车体在行走或回转过程中的减速和刹车动作，以使车体不接触障碍物。

进一步地，位置检测装置为激光雷达。

进一步地，位置检测装置为多个且分别设置在车体的各个侧部。

进一步地，车体包括上车车体和下车车体，多个位置检测装置分别设置在上车车体的侧部和下车车体的侧部。

进一步地，多个位置检测装置包括分别设置在下车车体前侧、后侧、左侧和右侧的第一位置检测装置、第二位置检测装置、第三位置检测装置和第四位置检测装置，以及分别设置在上车车体左侧、右侧和后侧的第五位置检测装置、第六位置检测装置和第七位置检测装置。

进一步地，设置在下车车体侧部的位置检测装置水平扫描检测，设置在上车车体侧部的位置检测装置斜向下扫描检测。

进一步地，还包括设置在车体的驾驶室内的声光提醒装置，用于对机手进行声光提醒；和/或，设置在驾驶室外的声光警示装置，用于对外界进行声光警示。

进一步地，工程车辆为挖掘机或起重机。

由此，基于上述技术方案，本实用新型工程车辆通过在车体的侧部设置位置检测装置，安全控制装置根据位置检测装置检测到的障碍物的位置信息控制车体在行走或回转过程中的减速和刹车动作，实现了工程车辆在回转或行走时侧面的障碍物及时检测与自动减速或刹车，提早避免碰撞障碍物。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本申请的一部分，本实用新型的示意性实施例及其说明仅用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1为本实用新型工程车辆实施例中下车车体的俯视结构示意图；

图2为本实用新型工程车辆实施例中上车车体的俯视结构示意图；

图3为工程车辆实施例的右视结构示意图；

图4(a)～图4(c)为本实用新型工程车辆在不同情况下检测右侧的障碍物的示意图；

图5(a)～图5(c)为本实用新型工程车辆在不同情况下检测后侧的障碍物的示意图。

各附图标记分别代表：

1、第一位置检测装置；2、第四位置检测装置；3、下车车体；4 第三位置检测装置；5、第二位置检测装置；6、上车车体；7、第六位置检测装置；8、第七位置检测装置；9、第五位置检测装置。

具体实施方式

下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。

本实用新型的具体实施方式是为了便于对本实用新型的构思、所解决的技术问题、构成技术方案的技术特征和带来的技术效果有更进一步的说明。需要说明的是，对于这些实施方式的说明并不构成对本实用新型的限定。此外，下面所述的本实用新型的实施方式中涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

在本实用新型工程车辆一个示意性的实施例中，工程车辆包括：车体、位置检测装置以及安全控制装置，其中，位置检测装置设置在车体的侧部，用于检测车体侧方的障碍物的位置；安全控制装置用于根据位置检测装置检测到的障碍物的位置信息控制车体在行走或回转过程中的减速和刹车动作，以使车体不接触障碍物。

在该示意性的实施例中，通过在车体的侧部设置位置检测装置，安全控制装置根据位置检测装置检测到的障碍物的位置信息控制车体在行走或回转过程中的减速和刹车动作，实现了工程车辆在回转或行走时侧面的障碍物及时检测与自动减速或刹车，提早避免碰撞障碍物，对提升施工安全、降低劳动强度、保护人员财产安全有着积极的意义。其中，安全控制装置包括但不限于PLC、工控机。工程车辆尤其为挖掘机或起重机，具有较好的适用性。对于如何达到减速和刹车动作，在一些实施例中，可以通过控制行走阀组和回转阀组来实现。例如回转阀组实现左回转、右回转、制动的液压控制；行走阀组实现前进、后退、制动的液压控制。

在一些改进的实施例中，位置检测装置进一步地为激光雷达，激光雷达具体地为单线激光雷达，可以在平面上360°整圈扫描检测，将扫描到的物体(即障碍物)位置以极坐标的形式发送给安全控制装置，检测精准，具有较高的可实施性。

为了准确检测车体各个方位的障碍物，在一些改进的实施例中，位置检测装置为多个且分别设置在车体的各个侧部。具体地，如图1～图3所示，车体包括上车车体6和下车车体3，上车车体6可回转地设置在下车车体3上，多个位置检测装置分别设置在上车车体6的侧部和下车车体3的侧部。进一步地，如图1～图3所示，多个位置检测装置包括分别设置在下车车体3前侧、后侧、左侧和右侧的第一位置检测装置1、第二位置检测装置5、第三位置检测装置4和第四位置检测装置2，以及分别设置在上车车体6左侧、右侧和后侧的第五位置检测装置9、第六位置检测装置7和第七位置检测装置8。

为了实现对悬挂或倾斜举升障碍物的检测，避免回转和行驶时尾部盲区的碰撞，在一些改进的实施例中，设置在下车车体3侧部的位置检测装置水平扫描检测，即如图1和图3所示，第一位置检测装置 1、第二位置检测装置5、第三位置检测装置4和第四位置检测装置2 均水平扫描检测，设置在上车车体6侧部的位置检测装置斜向下扫描检测，即如图2和图3所示，第五位置检测装置9、第六位置检测装置7和第七位置检测装置8均斜向下扫描检测。如图3所示，斜向下扫描检测的检测面与水平面的夹角其中，h为激光雷达中心距上车车体底部的距离，a为上车车体底部外沿期望检测的距离，可根据实际情况自由设置a的大小。

作为对上述实施例的进一步改进，工程车辆还包括设置在车体的驾驶室内的声光提醒装置，用于对机手进行声光提醒；和/或，设置在驾驶室外的声光警示装置，用于对外界进行声光警示。声光提醒装置和声光警示装置的设置能够及时提醒机手或外部人员及时发现障碍物，避免发生危险。其中，声光提醒装置包括但不限于指示灯、蜂鸣器。声光警示装置包括但不限于喇叭、旋转报警灯。

在安全控制装置中，可对每个位置检测装置设置角度和半径以实现不同的预设检测区域，只有设为预设检测区域内的物体位置信息才会用于后续安全控制，未设置为预设检测区域内的位置信息不用于后续安全控制。如图1所示，将第三位置检测装置4和第四位置检测装置2的检测面设置为半圆，半径为R(其中R为挖掘机回转时尾部最外沿划过的圆对应的半径)，作为预设回转减速区A，将下车车体3 回转360°形成的圆作为回转制动区B；第一位置检测装置1和第二位置检测装置5的检测面设置为扇形，扇形角度根据具体车型试验而定，检测面不与工程车辆自身产生干涉，扇形半径为R的检测面作为行走减速区C，半径为r的检测面作为行走制动区D，第五位置检测装置 9、第六位置检测装置7和第七位置检测装置8斜向下扫描面作为行走回转制动区E。

回转减速区A可检测到低于上车车体的物体，比如蹲坐的人，则声光提醒装置和声光警示装置进行提醒和警示，并进行回转降速限速， Is＝k×I。其中k为系数，根据实验情况调整且k<1；I为机手手柄输入对应的阀控制电流；Is为控制器最终输出的阀控制电流。若回转制动区B检测到物体，则安全控制装置控制输出制动指令控制回转阀组制动，声光提醒装置和声光警示装置进行提醒和警示。这样，检测到蹲坐的人时，回转已降速，即使蹲坐的人突然起立，也会被回转制动区检测到，立即实施制动避免危险发生；另一方面，由于第五位置检测装置9、第六位置检测装置7和第七位置检测装置8布置在上车车体的左右两侧和后侧，对回转中的侧面出现的物体可提前制动防止危险发生。

若行走减速区C检测到物体，则声光提醒装置和声光警示装置进行提醒和警示，且安全控制装置以控制周期运行It＝I-ΔI，使输出的行走阀组控制电流It减小，直至It＝0制动停车，其中，ΔI为电流减速步长需根据具体的车体特性试验而来；若行走制动区D或行走回转制动区检测到物体，则安全控制装置控制输出制动指令控制行走阀组制动，声光提醒装置和声光警示装置进行提醒和警示。

下面以图4(a)～图4(c)和图5(a)～图5(c)所示的实施例为例来说明本实用新型工程车辆在不同情况下检测障碍物过程如下：

如图4(a)所示，回转减速区A内可检测到低于上车车体6的物体，行走回转制动区E并未检测到，比如蹲坐的人，声光提醒装置和声光警示装置进行提醒和警示，并进行回转降速限速，Is＝k×I，实例中k取0.3。即使蹲坐的人突然起立，会被行走回转制动区E检测到，立即实施制动避免回转时侧面危险发生。

如图4(b)所示，回转减速区A和行走回转制动区E同时检测到物体，则安全控制装置输出制动指令控制回转阀组制动，声光提醒装置和声光警示装置进行提醒和警示。

如图4(c)所示，只有行走回转制动区E检测检测到悬吊或倾斜举升的物体，实例为另一台挖掘机的铲斗，则安全控制装置输出制动指令控制回转阀组提前制动，声光提醒装置和声光警示装置进行提醒和警示，防止危险发生。

如图5(a)所示，行走减速区C检测到物体，而行走回转制动区E未检测到该物体，此时声光提醒装置和声光警示装置进行提醒和警示，且行走应进行减速，安全控制装置以控制周期运行It＝I-ΔI，使输出的行走阀组控制电流It减小，直至It＝0制动停车，实例中ΔI为 5mA。

如图5(b)所示，行走制动区D检测到物体，则安全控制装置输出制动指令控制行走阀组制动，声光提醒装置和声光警示装置进行提醒和警示。

如图5(c)所示，行走回转制动区E检测到悬吊或倾斜举升的物体，实例为另一台挖掘机的铲斗，则安全控制装置输出制动指令控制行走阀组制动，声光提醒装置和声光警示装置进行提醒和警示。

以上结合的实施例对于本实用新型的实施方式做出详细说明，但本实用新型不局限于所描述的实施方式。对于本领域的技术人员而言，在不脱离本实用新型的原理和实质精神的情况下对这些实施方式进行多种变化、修改、等效替换和变型仍落入在本实用新型的保护范围之内。