一种装载机转向角度显示系统及控制方法与流程

1.本发明涉及工程机械领域，具体涉及一种装载机转向角度显示系统及控制方法。


背景技术：

2.装载机是一种广泛用于公路、铁路、建筑、水电、港口、矿山等建设工程的土石方施工机械，它主要用于铲装土壤、砂石、石灰、煤炭等散状物料，也可对矿石、硬土等作轻度铲挖作业。换装不同的辅助工作装置还可进行推土、起重和其他物料如木材的装卸作业。
3.而在面临工程抢险或救援等危险工况时，装载机也具有一定的救援能力，但当工作环境对驾驶员存在人身安全威胁时，常规的装载机不具备遥控作业能力，若驾驶员在装载机作业，则会有较大的安全风险，在该场景下，需要使用具有遥控驾驶功能的装载机作业。
4.当前装载机具有前车架和后车架，前车架和后车架通过销轴铰接连接，当装载机转向动作开始时，前车架围绕销轴转动，前车架与后车架发生相对转动后，装载机才可正常转向。
5.当前驾驶员进行遥控驾驶作业,由于无法近距离观察装载机具体的行驶状态，在面临转向操作时，对装载机转向角度没有特别直观的感观，因此，作业过程中，可能存在铲料作业时，整机前、后车架不在一条直线上的情况，影响铲运作业中，整机性能的发挥，对整机作业效率有影响，同时整机牵引力无法有效发挥，会造成能源浪费，燃油效率低等问题。


技术实现要素：

6.本发明的目的是针对以上问题提供一种能够使驾驶员在遥控装载机作业时，及时了解装载机行驶状态的装载机转向角度显示系统及控制方法。
7.为达到上述目的本发明公开了一种装载机转向角度显示系统及控制方法，其结构特点是：包括：用于检测装载机转向角度的角度传感器；用于分析角度传感器数据，计算装载机转向状态的控制器；用于显示装载机转向状态的转向角度显示装置。
8.利用角度传感器采集装载机的转向角度，由控制器对角度传感器测得的数据进行分析，计算出装载机转向状态，装载机的转向状态显示在角度显示装置上，方便驾驶室及时了解装载机的工作状态，使装载机可以正常作业。
9.优选的，角度传感器安装在车体的前车架和后车架的铰接位置。装载机转向时，前车架与后车架在铰接处发生相对转向，角度传感器可以测得两者的相对转动角度。
10.优选的，转向角度显示装置上设有led灯。装载机的转向角度由led灯进行显示，更加醒目。
11.优选的，转向角度显示装置具有三个显示区域，包括中位显示区域、左转显示区域和右转显示区域，左转显示区域和右转显示区域分别左右间隔布置，中位显示区域位于左
转显示区域和右转显示区域之间。装载机处于不同的转向状态时，对应显示区域的led灯亮起，如当装载机处于左转向状态时，左转显示区域中的led灯亮起。
12.优选的，左转显示区域和右转显示区域各自具有10个显示灯，中位显示区域具有1个显示灯，左转显示区域和右转显示区域的灯光显示颜色为黄色，中位显示区域的灯光显示颜色为红色。根据装载机的转向幅度，点亮不同数目的显示灯，如左转向程度为50%时，驱动点亮5个显示灯。
13.为了使驾驶员更容易观察转向角度显示装置，转向角度显示装置安装在装载机的车顶部。
14.基于装载机转向角度显示系统的控制方法，其特征在于,包括以下步骤：步骤一：角度传感器采集装载机的转向角度数据，并将转向角度数据发送至控制器；步骤二：控制器根据转向角度数据判断装载机的转向角度；步骤三：转向角度显示装置显示当前装载机的转向角度。
15.优选的，在步骤二中，若转向角度数据在39
°
至41
°
之间，控制器判断装载机当前处于中位状态；若转向角度数据在0
°
至39
°
之间，控制器判断装载机当前处于左转状态；若转向角度数据在41
°
至80
°
之间，控制器判断装载机当前处于右转状态。角度传感器的起始角度设置在装载机左转向的极限位置。
16.优选的，在步骤二中，若装载机初始处于中位状态，当向左转向时，需要终点角度小于38.8
°
时，左转向有效；若装载机初始处于左转状态，当向中位转向时，需要终点角度大于39.2时，中位转向有效；若装载机初始处于中位状态，当向右转向时，需要终点角度大于41.2
°
时，右转向有效；若装载机初始处于右转向状态，当向中位转向时，需要终点角度小于40.8
°
时，中位转向有效。
17.即不同的操作均基于之前的状态，另外，在两个状态的切换时设置回滞区间，防止在变化的临界点附近发生频繁的两个状态切换。
18.优选的，在步骤二中，计算当前转向角度与40
°
差值，计算差值的绝对值，该数值越大点亮对应区域的显示灯越多。可以使驾驶员了解装载机的转向幅度。
19.综上所述，本发明的有益效果在于：利用角度传感器采集装载机的转向角度，由控制器对角度传感器测得的数据进行分析，计算出装载机转向状态，装载机的转向状态显示在角度显示装置上，方便驾驶室及时了解装载机的工作状态，使装载机可以正常作业，帮助操作人员更好发挥整机性能，提高作业效率。
附图说明
20.图1为本发明转向角度显示系统控制方法的示意图；图2为转向角度显示装置的结构示意图；图3为转向角度显示装置和角度传感器在装载机上安装位置示意图；
图4为转向角度显示装置在装载机上安装位置示意图。
具体实施方式
21.下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
22.在本技术的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。
23.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。在本技术的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
24.在本技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
25.下文是结合附图对本发明的优选的实施例说明。
26.一种装载机转向角度显示系统及控制方法，包括：用于检测装载机转向角度的角度传感器；用于分析角度传感器数据，计算装载机转向状态的控制器；用于显示装载机转向状态的转向角度显示装置。
27.利用角度传感器采集装载机的转向角度，由控制器对角度传感器测得的数据进行分析，计算出装载机转向状态，装载机的转向状态显示在角度显示装置上，方便驾驶室及时了解装载机的工作状态，使装载机可以正常作业。
28.角度传感器安装在车体的前车架和后车架的铰接位置。装载机转向时，前车架与后车架在铰接处发生相对转向，角度传感器可以测得两者的相对转动角度。参照附图3中a区部位。
29.参照附图2，转向角度显示装置上设有led灯。装载机的转向角度由led灯进行显示，更加醒目。
30.参照附图2，转向角度显示装置具有三个显示区域，包括中位显示区域、左转显示区域和右转显示区域，左转显示区域和右转显示区域分别左右间隔布置，中位显示区域位于左转显示区域和右转显示区域之间。装载机处于不同的转向状态时，对应显示区域的led灯亮起，如当装载机处于左转向状态时，左转显示区域中的led灯亮起。
31.参照附图2，左转显示区域和右转显示区域各自具有10个显示灯，中位显示区域具有1个显示灯，左转显示区域和右转显示区域的灯光显示颜色为黄色，中位显示区域的灯光显示颜色为红色。根据装载机的转向幅度，点亮不同数目的显示灯，如左转向程度为50%时，驱动点亮5个显示灯。
32.为了使驾驶员更容易观察转向角度显示装置，转向角度显示装置安装在装载机的车顶部。参照附图3中b区部位，以及附图4中的c区部位。
33.参照附图1，基于装载机转向角度显示系统的控制方法，其特征在于,包括以下步骤：步骤一：角度传感器采集装载机的转向角度数据，并将转向角度数据发送至控制器；步骤二：控制器根据转向角度数据判断装载机的转向角度；步骤三：转向角度显示装置显示当前装载机的转向角度。
34.优选的，在步骤二中，若转向角度数据在39
°
至41
°
之间，控制器判断装载机当前处于中位状态；若转向角度数据在0
°
至39
°
之间，控制器判断装载机当前处于左转状态；若转向角度数据在41
°
至80
°
之间，控制器判断装载机当前处于右转状态。角度传感器的起始角度设置在装载机左转向的极限位置。
35.参照附图1，在步骤二中，若装载机初始处于中位状态，当向左转向时，需要终点角度小于38.8
°
时，左转向有效；若装载机初始处于左转状态，当向中位转向时，需要终点角度大于39.2时，中位转向有效；若装载机初始处于中位状态，当向右转向时，需要终点角度大于41.2
°
时，右转向有效；若装载机初始处于右转向状态，当向中位转向时，需要终点角度小于40.8
°
时，中位转向有效。
36.即不同的操作均基于之前的状态，另外，在两个状态的切换时设置回滞区间，防止在变化的临界点附近发生频繁的两个状态切换。
37.参照附图1，在步骤二中，计算当前转向角度与40
°
差值，计算差值的绝对值，该数值越大点亮对应区域的显示灯越多。可以使驾驶员了解装载机的转向幅度。
38.以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本发明的保护范围。