一种盲区防碰撞控制系统、方法和挖掘机与流程

[0001]
本申请涉及挖掘机技术领域，尤其涉及一种盲区防碰撞控制系统、方法和挖掘机。


背景技术：

[0002]
挖掘机作为一种工程机械，在施工过程中，然而对于驾驶员来说，长时间在户外高温条件下作业会分散操作者的注意力，当挖掘机盲区出现人时，驾驶员不易观察，因而出现各种事故，影响正常作业，导致挖掘效率降低。目前行业内报警系统一般为贴有警示标语、雷达检测以及警示声音，但是当挖掘机回转工作时噪音比较大，警示声音无法有效提醒操作者，而且盲区检测多为直接安装雷达、传感器等，容易损坏、发热量高、易被拆除，挖掘机作业时仍然有一定可能性会误伤到人及碰到物品等。


技术实现要素：

[0003]
有鉴于此，本申请的目的是为了克服现有技术中的不足，提供一种盲区防碰撞控制系统、方法和挖掘机。
[0004]
本申请的一实施例提供一种盲区防碰撞控制系统，应用于挖掘机，所述系统包括：控制器、和分别与所述控制器连接的液压先导开关和设置在盲区区域的传感器组件；
[0005]
所述控制器用于当检测到所述液压先导开关导通时，启动防碰撞检测模式；
[0006]
所述传感器组件用于当所述防碰撞检测模式启动后，实时采集挖掘机盲区环境参数并发送至所述控制器；
[0007]
所述控制器用于判断所述盲区环境参数是否在预设盲区预警范围内，若在，则控制连接的可震动座椅震动以用于提示驾驶员注意盲区状况。
[0008]
在一种实施例中，所述系统还包括与控制器连接的回转先导电磁阀，所述控制器还用于若所述盲区环境参数不在所述预设盲区预警范围内，则使所述回转先导电磁阀处于导通状态以用于响应来自操作机构的回转操纵指令。
[0009]
在一种实施例中，所述预设盲区预警范围还设有一预设危险范围，所述控制器还用于若所述盲区环境参数在所述预设盲区预警范围内且达到所述预设危险范围，则控制所述可震动座椅震动，以及使所述回转先导电磁阀处于关闭状态以用于停止响应所述回转操纵指令。
[0010]
在一种实施例中，该盲区防碰撞控制系统还包括：所述可震动座椅，所述可震动座椅设置在驾驶室且与所述控制器连接，所述可震动座椅用于当接收到来自所述控制器的震动信号时震动。
[0011]
在一种实施例中，所述传感器组件包括设置在挖掘机配重的下方或侧方的人体红外传感器和距离传感器，所述人体红外传感器用于采集挖掘机盲区内被测对象的温度，所述距离传感器用于采集所述被测对象与挖掘机配重之间的距离；
[0012]
所述控制器用于判断采集到的所述被测对象的温度是否在人体外表温度范围内，且所述被测对象与所述配重之间的距离是否小于预设预警距离；
[0013]
若所述温度在所述人体外表温度范围内且所述距离小于所述预设预警距离，则判断在所述预设盲区预警范围内，否则判断不在所述预设盲区预警范围内。
[0014]
在一种实施例中，所述控制器还用于当判断出采集到的所述温度在所述人体外表温度范围内时，根据预先存储的距离与震动等级之间的关系确定实时采集到的距离所对应的震动等级，并按照所述确定的震动等级控制所述可震动座椅震动。
[0015]
在一种实施例中，所述预先存储的距离与震动等级之间的关系为：
[0016]
当距离小于等于第一距离值时，震动等级为三级；当距离大于所述第一距离值且小于等于第二距离值时，震动等级为二级；当距离大于所述第二距离值且小于等于所述预设预警距离时，震动等级为一级；当距离大于所述预设预警距离时，不震动。
[0017]
在一种实施例中，所述挖掘机还包括液压先导溢流能量转换装置，所述液压先导溢流能量转换装置用于收集先导溢流油并进行能量转化以产生电能，所述电能用于为所述传感器组件提供工作电能。
[0018]
本申请的一实施例还提供一种挖掘机，包括上述的盲区防碰撞控制系统。
[0019]
本申请的又一实施例提供一种盲区防碰撞控制方法，应用于挖掘机的盲区防碰撞控制系统，所述系统包括：控制器、和分别与所述控制器连接的液压先导开关和传感器组件；所述方法包括：
[0020]
当所述液压先导开关导通时，启动防碰撞检测模式；
[0021]
当所述防碰撞检测模式启动后，通过所述传感器组件实时采集盲区环境参数，并判断所述盲区环境参数是否在预设盲区预警范围内；
[0022]
若在所述预设盲区预警范围内，则控制连接的可震动座椅震动以用于提示驾驶员注意盲区状况。
[0023]
本申请的实施例具有如下优点：
[0024]
本申请的盲区防碰撞控制系统通过在液压先导开关导通时，启动防碰撞检测模式。在该模式下，通过设置在盲区的传感器组件进行盲区环境实时数据采集并进行盲区安全判断，当判断有人出现在盲区预警范围内，则通过震动座椅来主动提示驾驶员注意盲区安全操作，可以解决现有技术中采用声或光等方式中无法及时有效地提醒驾驶员注意盲区的问题，降低了事故发生率，提高了作业安全性及工作效率等。
附图说明
[0025]
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。
[0026]
图1示出了本申请实施例的盲区防碰撞控制系统的结构示意图；
[0027]
图2示出了本申请实施例的盲区防碰撞控制系统的挖掘机示意图；
[0028]
图3示出了本申请实施例的盲区防碰撞控制系统的传感器组件设置的应用示意图；
[0029]
图4示出了本申请实施例的盲区防碰撞控制方法的流程示意图。
[0030]
主要元件符号说明：
[0031]
1-盲区防碰撞控制系统；10-控制器；20-液压先导开关；30-传感器组件；40-可震动座椅；50-回转平台；201-回转先导电磁阀；301-人体红外传感器；302-距离传感器。
具体实施方式
[0032]
下面详细描述本申请的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。
[0033]
需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。相反，当元件被称作“直接在”另一元件“上”时，不存在中间元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。
[0034]
在本申请中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
[0035]
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
[0036]
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在模板的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在限制本申请。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
[0037]
实施例1
[0038]
请参照图1，本实施例提出一种盲区防碰撞控制系统，主要应用于挖掘机，通过该方法可以有效地解决挖掘机的盲区碰撞问题，从而减少事故的发生，提高作业安全性及工作效率等。
[0039]
示范性地，如图1所示，该盲区防碰撞控制系统1包括：控制器10、液压先导开关20和传感器组件30，液压先导开关20和传感器组件30分别与控制器10电性连接。其中，该液压先导开关20作为整个挖掘机的控制开关，通常地，当液压先导开关20开启时，控制器10将默认该挖掘机进入开机状态，此时液压系统将进行正常工作以为整个挖掘机提供工作能量；反之，当液压先导开关20关闭时，控制器10将默认该挖掘机处于停机状态，此时挖掘机将不工作。
[0040]
本实施例中，控制器10用于根据液压先导开关20的开启或关闭来控制是否启动防碰撞检测模式。示范性地，当检测到该液压先导开关20处于开启状态时，由于默认挖掘机处于工作状态，此时将启动防碰撞检测模式。反之，当检测到该液压先导开关20处于关闭状态时，将控制关闭该防碰撞检测模式。其中，该防碰撞检测模式是一种自定义的工作模式，在
该工作模式下，一些用于实现防碰撞检测及预警功能的组件将进入工作状态，例如，用于采集盲区环境数据的各传感器等。
[0041]
本实施例中，该系统还包括与控制器10连接的回转先导电磁阀201，示范性地，该回转先导电磁阀201可设置在液压先导开关20控制的内部回转先导油路中，如图2所示。通常地，当该电磁阀开启时，回转先导油路将处于通路状态，此时液压油能够顺利到达用于回转的驱动马达，故液压系统能够根据驾驶员的回转操纵指令进行实时响应，即实现挖掘机回转平台50的回转操作。反之，当电磁阀关断时，由于回转先导油路处于断路状态，此时液压油无法到达回转马达，故将无法响应回转操作。
[0042]
上述，传感器组件30用于防碰撞检测模式启动后，实时采集挖掘机盲区环境参数，进而由控制器10进行实时数据分析，以判断该盲区环境参数是否在预设盲区预警范围内并根据不同的判断结果进行相应响应。
[0043]
示范性地，传感器组件30主要包括人体红外传感器301和距离传感器302，其中，人体红外传感器301主要用于采集挖掘机盲区内被测对象的温度；距离传感器302主要用于采集该被测对象与挖掘机配重之间的距离。在一种实施方式中，人体红外传感器301可设于挖掘机配重的下方或侧方，距离传感器302也可设于挖掘机配重的侧方或下方，例如，图3所示的这2个传感器分别设置在配重的不同侧方位置。
[0044]
值得注意的是，本实施例中的传感器组件30及回转先导电磁阀201等的工作能量来源由液压系统的先导压力溢流能量转化得到。示范性地，该挖掘机的液压系统中包括一液压先导溢流能量转换装置，该液压先导溢流能量转换装置主要用于回收及存储液压先导油路中产生的先导溢流油，并将其进行能量转化以产生电能，该电能主要用于为该防碰撞检测使用的器件等提供工作电能，这样可以充分利用液压溢流能量，具有高可靠性，降低能耗等。在一种实施方式中，该液压先导溢流能量转换装置主要包括设置在先导油路中的储能器及将储能器中的回收油转化为电能的机构等。可以理解，通过对该挖掘机的液压先导溢流能量进行回收，进而将回收的能量进行转换以用于给传感器组件及回转先导电磁阀等提供能量，从而大大提高了能量利用率等。
[0045]
基于上述的传感器组件30，本实施例中的盲区环境参数主要包括被测对象的温度以及该被测对象与挖掘机配重之间的距离。示范性地，该判断盲区环境参数是否在预设盲区预警范围内的步骤，可包括：判断检测到的被测对象的温度是否在人体外表温度范围内，以及该被测对象与挖掘机的配重之间的距离是否小于预设预警距离。例如，若检测到的温度在人体外表温度范围内且检测到的距离小于上述的预设预警距离，则判断出在该预设盲区预警范围内，否则判断不在该预设盲区预警范围内。
[0046]
在一种实施方式中，人体外表温度范围可设置在34～38度，当然，考虑到由于人体与传感器具有一定的距离，加上外界环境的干扰等，人体外表温度范围可适当调整更宽一些，例如，30～38度等。而上述的预设预警距离可根据实际需求来设定，例如，可以是2.5～3.5m等。可以理解，若被测对象的温度符合人体外表温度时，可判断出该被测对象为人体，当然其他场合下也可以是设置为包括动物及人等活体对象的温度范围等。
[0047]
为了防止出现误伤人的事件，本实施例通过使驾驶员所坐的震动座椅进行震动以用于提示其注意盲区状况，即达到盲区预警目的。
[0048]
示范性地，若判断出盲区环境参数在预设盲区预警范围内，即说明有被测对象进
入了预设的盲区预警范围内，则控制器10将控制连接的可震动座椅40震动以用于盲区预警。其中，上述的可震动座椅40主要是通过震动机构来驱使座椅产生震动，进而达到提示驾驶员注意盲区碰撞的目的。可选地，若判断出不在该预设盲区预警范围内，则控制器10将使回转先导电磁阀201处于导通状态，此时不对震动座椅进行震动控制，这样可以保证挖掘机的液压系统能够实时响应来自操作机构的回转操纵指令，从而实现回转操作。
[0049]
可以理解，由于挖掘机在工作时噪音往往比较大，目前行业内所采用的声或光警示方式往往无法有效地主动提醒驾驶员，驾驶员通常需要自己注意到才会做出反应，因此及时性并没有那么高。为此，本实施例提出设置一种可震动的座椅，通过主动震动来可以有效提醒驾驶员注意盲区有人存在的情况。
[0050]
进一步地，上述的预设盲区预警范围还可设有一预设危险范围，其主要用于判断人体与挖掘机的距离是否接近到非常危险的程度。示范性地，在判断出该盲区环境参数在该预设盲区预警范围内且达到预设危险范围时，即被测对象与挖掘机的距离很接近挖掘机配重时，则控制器10将自动控制回转先导电磁阀201关断，以用于直接停止响应挖掘机操作机构的回转操纵指令，当然，该控制器10还将同时控制震动座椅进行震动以提醒驾驶员注意盲区。此外，若在开机阶段，则挖掘机在判断出有人出现在预设盲区预警范围内时，将不开启回转先导电磁阀201，直到判断出盲区安全再开启回转先导电磁阀201。
[0051]
可以理解，通过设置自动关闭先导回转电磁阀，这样可以有效防止驾驶员没有及时反应的情况，从而进一步避免事故的发生，实现智能化控制等，而同时使震动座椅震动则可让驾驶员及时知晓并非机械故障，而是盲区有异常情况，故可方便提示驾驶员查看盲区的具体状况等。
[0052]
在一种优选的实施方式中，该震动座椅还可以设有不同的震动频率档位，以达到不同程度的震动效果。示范性地，当判断出被测对象的温度在人体外表温度范围内时，即检测到有人进入盲区预警范围内时，控制器10还用于根据预先存储的距离与震动等级之间的关系确定实时检测到的距离所对应的震动等级；然后按照该确定的震动等级控制可震动座椅40震动。其中，上述的预先存储的距离是指被测对象与配重之间的实时距离。
[0053]
通常地，距离越近，表示越危险，此时震动等级越高，震动频率越快。示范性地，所述的预先存储的距离与震动等级之间的关系可为：当距离小于等于第一距离值时，震动等级为三级，此时震动频率最快；当距离大于第一距离值且小于等于第二距离值时，震动等级为二级，此时震动频率中等；当距离大于第二距离值且小于等于预设预警距离时，震动等级为一级，此时震动频率较慢。当距离大于预设预警距离时，不震动。例如，若被测对象进入了上述的预设危险范围内，此时的震动座椅可以最高的三级震动等级震动。
[0054]
例如，该第一距离值的取值范围可为1m～1.5m；该第二距离值的取值范围可为1.5m～2.5m；该预设预警距离的取值范围可为2.5m～3.5m等。可以理解，这些距离值及具体的震动频率可根据实际需求来设定，在此并不作限定。
[0055]
在一种实施例中，该盲区防碰撞控制系统1还包括：设置在驾驶室的可震动座椅40，该可震动座椅40用于当接收到来自控制器10的震动信号时进行震动。例如，可将座椅设置在能够震动的震动驱动机构的上方，如驱动马达等，进而该震动驱动机构与控制器10连接，当接收到震动信号时将驱动该座椅产生震动效果等。进一步地，可通过设置不同的震动频率来产生不同程度的震动效果，而不同的震动效果可用于指示不同程度的危险情况。通
常地，震动频率越快，表示越危险等。
[0056]
本实施例的盲区防碰撞控制系统通过利用液压先导的开关状态来控制防碰撞检测模式的开启与关闭，并在该防碰撞检测模式下，利用设置在配重区的传感器组件进行环境数据实时采集，进而用来判断是否满足安全操作条件，若不满足时，即盲区环境参数在预设盲区预警范围内时，将通过控制座椅震动来提醒驾驶员注意。可选地，当被测对象与挖掘机的距离越近时，震动等级越高，震动频率将越快。进一步地，若是达到非常危险的情况，则控制器可直接控制回转先导电磁阀的关断以自动停止响应回转操作。通过该系统可以实现盲区自动预警及安全防护，提高了作业安全性，有效避免了挖掘机的误伤人的事故，使得挖掘机更加趋于智能化。此外，传感器组件及回转先导电磁阀等的能量可优先由液压先导压力溢流能转换后提供，具有高可靠性、降低能耗、充分利用液压能等特点。
[0057]
实施例2
[0058]
请参照图4，本实施例提出一种盲区防碰撞控制方法，可应用于挖掘机的盲区防碰撞控制系统，该系统包括：控制器10、液压先导开关20和设置在盲区区域的传感器组件30，其中，液压先导开关20和传感器组件30分别与控制器10电性连接。可选的，该系统还包括可震动座椅40，该可震动座椅40与控制器10连接。
[0059]
示范性地，该盲区防碰撞控制方法包括：
[0060]
步骤s110，当液压先导开关20开启时，启动防碰撞检测模式。
[0061]
步骤s120，通过传感器组件30实时采集盲区环境参数。
[0062]
步骤s130，判断该盲区环境参数是否在预设盲区预警范围内。
[0063]
步骤s140，若在该预设盲区预警范围内，则控制连接的可震动座椅40震动以用于提示驾驶员注意盲区状况。
[0064]
可选地，在控制可震动座椅40震动时，可根据预先存储的距离与震动等级之间的关系确定实时检测到的被测对象与挖掘机配重之间的距离所对应的震动等级，并按照该确定的震动等级控制可震动座椅40进行震动。
[0065]
进一步地，若该系统还包括与控制器10电性连接的回转先导电磁阀201，可选地，该方法还包括：步骤s150，若所述盲区环境参数不在该预设盲区预警范围内，则控制器10控制回转先导电磁阀201处于开启状态，以用于实时响应来自操作机构的回转操纵指令。
[0066]
可以理解，当挖掘机关机时，液压先导开关20和回转先导电磁阀201均为关闭状态。若检测到开机启动，液压先导开关20将处于导通状态，控制器10可先判断盲区环境参数是否在预设盲区预警范围内，即在判断没有人在盲区预警范围内时，再开启回转先导电磁阀201。若此时有人在盲区，则将不开启回转先导电磁阀201，即维持其原来的关闭状态。通常地，当挖掘机处于正常工作阶段时，该回转先导电磁阀201一直处于开启状态。
[0067]
进一步地，该预设盲区预警范围还设有一预设危险范围，该方法还包括：步骤s160，判断出盲区环境参数是否达到预设危险范围；步骤s170，若是，则控制可震动座椅40震动，以及使回转先导电磁阀201处于关闭状态以用于停止响应来自挖掘机操作机构的回转操纵指令。若未达到，则持续保持可震动座椅40进行震动。可选地，当检测到的距离越近，震动等级越高。
[0068]
应当理解，步骤s160既适用于挖掘机的开机阶段，也适用于正常工作阶段。可选地，在开机阶段，对于采集到的盲区环境参数也可以是直接判断是否达到预设危险范围，则
是，则不开启回转先导电磁阀201，同时产生震动来提示驾驶员。
[0069]
可以理解，本实施例的盲区防碰撞控制方法对应于上述实施例的盲区防碰撞控制系统中的各个部分的功能。上述实施例的可选项同样适用于本实施例，在此不再详述。
[0070]
本申请还提出一种挖掘机，示范性地，该挖掘机中设有上述实施例中的盲区防碰撞控制系统，在挖掘机工作过程中，该盲区防碰撞控制系统将采用上述实施例的方法进行盲区预警及防碰撞控制等。通过该盲区防碰撞控制系统进行实时盲区安全检测，并在需要的时候主动提醒驾驶员注意，可以有效避免了挖掘机的误伤人事故的发生，从而提高作业安全性及作业效率等。
[0071]
在这里示出和描述的所有示例中，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，示例性实施例的其他示例可以具有不同的值。
[0072]
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定义和解释。
[0073]
以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本申请范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。