高空作业车安全系统及其控制方法、高空作业车与流程

本发明涉及高空作业车的安全保障技术领域，尤其涉及一种高空作业车安全系统及其控制方法、高空作业车。

背景技术：

高空作业车是将工作人员和装备运送到指定高度进行作业的特种工程机械设备，近年来随着高空作业车在我国的大量应用，其应用场所越来越广泛，有时不可避免地会在一些电磁干扰强烈的场所进行施工作业。

而高空作业车的电控系统一旦受到强磁场的干扰，会存在系统失效的故障现象，甚至会对正在工作斗施工的工作人员的人身安全造成一定威胁，因此为了保证高空作业车的安全性，亟需对其施工场所的电磁场进行检测并采取相应的安全措施，以保证高空作业车安全施工。

目前，高空作业车涉及安全检测的方面很多，包括防碰撞、回转平衡、安全距离、工作斗过载保护等，通过对相关参数的监测，提出预警以保证高空作业车的安全。

但是目前涉及监测的安全参数，均没有针对电磁场强度进行安全监控，且现有技术中的安全参数的监测处理方案只是报警动作，没有采取相应的安全措施来进一步强制保证高空作业车的安全。

技术实现要素：

本发明的目的是提出一种高空作业车安全系统及其控制方法、高空作业车，能够保障高空作业车在电磁场强度较大的环境中安全作业。

为实现上述目的，本发明第一方面提供了一种高空作业车安全系统，包括电磁检测部件和控制部件，其中，

电磁检测部件设在高空作业车的工作斗上，用于检测工作斗周围的电磁场强度；

控制部件用于接收电磁检测部件的检测值，并在工作斗上升过程中判断出当前电磁场强度超过预设安全值时，相应地调整工作斗的运行速度和/或方向。

进一步地，电磁检测部件设在工作斗上的前方位置。

进一步地，控制部件包括磁场强度判断模块和速度调整模块，

磁场强度判断模块用于在判断出当前电磁场强度超过预设安全值后，进一步判断当前电磁场强度相对于极限安全阈值所处的比例区间，极限安全阈值大于预设安全值；

速度调整模块用于根据当前电磁场强度相对于极限安全阈值所处的比例区间，相应地调整工作斗的运行速度。

进一步地，在磁场强度判断模块判断出当前电磁场强度处于第一比例区间的工况下，速度调整模块将工作斗的上升速度降低至第一速度，第一速度小于原上升速度；

在磁场强度判断模块判断出当前电磁场强度处于第二比例区间的工况下，速度调整模块将工作斗的上升速度降低至第二速度，第二比例区间大于第一比例区间，第二速度小于第一速度；

在磁场强度判断模块判断出当前电磁场强度处于第三比例区间的工况下，速度调整模块使工作斗停止上升，第三比例区间大于第二比例区间。

进一步地，高空作业车安全系统还包括报警部件，报警部件用于在速度调整模块使工作斗停止上升的同时发出报警信号进行安全提示。

进一步地，控制部件还包括上升锁定模块，用于在速度调整模块使工作斗停止上升后，将工作斗的上升动作机构锁定。

进一步地，速度调整模块还能够在工作斗停止上升后控制工作斗下降。

进一步地，控制部件还包括锁定解除模块，用于在速度调整模块使工作斗下降的过程中，在磁场强度判断模块判断出当前电磁场强度低于第三比例区间时，解除上升锁定模块对工作斗上升动作机构的锁定。

为实现上述目的，本发明第二方面提供了一种高空作业车，包括上述各实施例所述的高空作业车安全系统。

为实现上述目的，本发明第三方面提供了一种基于上述高空作业车安全系统的控制方法，包括：

电磁检测部件检测工作斗周围的电磁场强度；

控制部件接收电磁检测部件的检测值，并在工作斗上升过程中判断当前电磁场强度是否超过预设安全值，如果是则相应地调整工作斗的运行速度和/或方向。

进一步地，控制部件调整工作斗的运行速度的步骤具体包括：

控制部件判断工作斗当前电磁场强度相对于极限安全阈值所处的比例区间，极限安全阈值大于预设安全值；

控制部件根据当前电磁场强度相对于极限安全阈值所处的比例区间，相应地调整工作斗的运行速度。

进一步地，控制部件根据当前电磁场强度相对于极限安全阈值所处的比例区间，相应地调整工作斗的运行速度的步骤具体包括：

若当前电磁场强度处于第一比例区间，控制部件将工作斗的上升速度降低至第一速度，第一速度小于原上升速度；

若当前电磁场强度处于第二比例区间，控制部件将工作斗的上升速度降低至第二速度，第二比例区间大于第一比例区间，第二速度小于第一速度；

若当前电磁场强度处于第三比例区间，控制部件使工作斗停止上升，第三比例区间大于第二比例区间。

进一步地，在控制部件使工作斗停止上升的情况下，安全控制方法还包括：

控制部件使报警部件发出报警信号进行安全提示。

进一步地，在控制部件使工作斗停止上升后，安全控制方法还包括：

控制部件将工作斗的上升动作机构锁定。

进一步地，在控制部件使工作斗停止上升后，安全控制方法还包括：

控制部件控制工作斗下降。

进一步地，在控制部件控制工作斗下降的过程中，安全控制方法还包括：

控制部件判断工作斗下降过程中的当前电磁场强度是否低于第三比例区间，如果是则解除对工作斗上升动作机构的锁定。

基于上述技术方案，本发明实施例的高空作业车安全系统，通过在工作斗上设置电磁检测部件以检测工作斗周围的电磁场强度，以在工作斗上升过程中检测到电磁场强度超过预设安全值时相应地调整工作斗的运行速度和/或方向，能够在高空作业车工作过程中遇到严重的电磁干扰时，及时地通过预设的控制策略自动调整工作斗的运行状态，以防止电控系统在强电磁干扰下出现运行故障，提高在电磁环境恶劣的场所进行施工的安全性，从而保障操作者的人身安全。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，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为本发明高空作业车安全系统的一个实施例的结构示意图；

图2为本发明高空作业车安全控制方法的一个实施例的流程示意图；

图3为本发明高空作业车安全控制方法的另一个实施例的流程示意图；

图4为本发明高空作业车安全控制方法的再一个实施例的流程示意图；

图5为本发明高空作业车安全控制方法的又一个实施例的流程示意图；

图6为本发明高空作业车安全控制方法的一个具体实施例的流程示意图。

附图标记说明

1、折臂；2、工作斗；3、电磁检测部件。

具体实施方式

以下详细说明本发明。在以下段落中，更为详细地限定了实施例的不同方面。如此限定的各方面可与任何其他的一个方面或多个方面组合，除非明确指出不可组合。尤其是，被认为是优选的或有利的任何特征可与其他一个或多个被认为是优选的或有利的特征组合。

本发明中出现的“第一”、“第二”等用语仅是为了方便描述，以区分具有相同名称的不同组成部件，并不表示先后或主次关系。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“内”、“外”、“上”、“下”、“左”、“右”、“前”和“后”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。这些用语仅是为了便于描述本发明，而不是指示或暗示所指的装置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发明保护范围的限制。

本发明提供了一种高空作业车安全系统，用于保障高空作业车在电磁场干扰环境下的工作安全，在一个示意性的实施例中，如图1所示，该安全系统包括电磁检测部件3和控制部件。其中，电磁检测部件3设在高空作业车的工作斗2上，能够随着工作斗2一起运动，以实时地检测到工作斗2所处位置的电磁场强度。工作斗2通过连接臂设在折臂1的一端，操作者可站在工作斗2中的平台上进行高空作业，连接臂也可作为工作斗2的一部分，由此电磁检测部件3既能设在工作斗2本体的侧壁或栏杆上便于安装的位置，或者设在连接臂上都在本发明的保护范围之内。优选地，电磁检测部件3采用现有的电磁检测仪。

控制部件用于接收电磁检测部件3的检测值，并在工作斗2上升过程中判断当前电磁场强度超过预设安全值时，相应地调整工作斗2的运行状态，运行状态包括运行速度和/或运行方向，运行方向主要涉及工作斗2升降。预设安全值通过试验获得，当检测到的电磁场强度超过预设安全值时，说明当前电磁场强度可能会干扰工作斗2的运行，并对高空作业车的安全产生影响，因而，一旦检测到电磁场强度超过预设安全值时，就需要根据控制部件中预设的控制策略调整工作斗2的运行状态。

优选地，电磁检测部件3设在工作斗2上的前方位置，更接近于辐射源，接收到的信号也更强，并且可起到折中的作用，能够实时准确地检测到工作斗2所处位置的电磁场强度，并且可实现最大化近距离检测辐射源辐射的电磁场强度。在此种安装位置下，电磁检测部件3便于随着工作斗2上的平台移动，尤其是一些高空电磁场辐射强烈的场所，越接近辐射源，受到的电磁场越强烈，因而只有随着工作斗2的升高才能检测到施加于高空作业车上最强的电磁场信号。

进一步地，控制部件包括磁场强度判断模块和速度调整模块，速度调整模块与磁场强度判断模块电连接。其中，磁场强度判断模块用于在判断出当前电磁场强度超过预设安全值后，进一步判断当前电磁场强度相对于极限安全阈值所处的比例区间，极限安全阈值大于预设安全值。速度调整模块用于根据当前电磁场强度相对于极限安全阈值所处的比例区间，相应地调整工作斗2的运行速度。

在该实施例中，极限安全阈值是为了保障高空作业车安全可靠作业在施工环境中所允许的最大电磁场强度。极限安全阈值可通过如下方式设定：通过试验验证得到高空作业车的抗电磁干扰能力，为了保证作业安全性，取其值的80％作为极限安全阈值，并存储在控制部件中。在判断当前电磁场强度相对于极限安全阈值所处的比例区间时，可先计算出当前电磁场强度与极限安全阈值的比值，再判断该比值所处的比例区间，各比例区间也是通过试验进行设定，并存储在控制部件中。

根据当前电磁场强度相对所处的比例区间对工作斗2的运行速度进行多档分级控制，并使上升速度相对于原上升速度的减小量值与电磁场的强度呈正比，能够在降低电磁场对高空作业车安全性影响的同时，尽量使工作斗2保持较快的上升速度，以尽快到达目标位置，这样可同时保证作业效率和安全性。

在一个对工作斗2的上升速度进行多档控制的具体实施例中，可包括如下速度控制档位：

(1)在上升过程中磁场强度判断模块判断出当前电磁场强度处于第一比例区间的工况下，速度调整模块将工作斗2的上升速度降低至第一速度，第一速度小于原上升速度。由此可防止工作斗2上升太快而导致电磁场强度增加太快。优选地，第一比例区间为(80％，90％]，第一速度为原上升速度的80％。

(2)在上升过程中磁场强度判断模块判断出当前电磁场强度处于第二比例区间的工况下，速度调整模块将工作斗2的上升速度降低至第二速度，第二比例区间大于第一比例区间，第二速度小于第一速度。在此种工况下，若要继续工作只能使工作斗2缓慢上升。优选地，第二比例区间为(90％，95％]，第二速度为原上升速度的50％。

(3)在上升过程中磁场强度判断模块判断出当前电磁场强度处于第三比例区间的工况下，速度调整模块使工作斗2停止上升，第三比例区间大于第二比例区间。在该工况下，若继续提升工作斗2可能导致出现电磁兼容故障，因而可使工作斗2停止在当前高度，以保证高空作业平台的安全性。优选地，第三比例区间为(95％，100％]。

该具体实施例能够根据当前电磁场强度与极限安全阈值的接近程度，使工作斗2按照不同的速度档位运行，此种根据不同工况设置相应速度调整策略的方式，能够同时保障工作斗2的安全性和运行效率。而且，在工作斗2上升的过程中，电磁场强度逐渐增大，控制工作斗2的上升速度按档位递减能够使工作斗2平稳减速，不容易产生晃动，保障作业人员的安全，避免给作业人员带来恐慌心理。

进一步地，本发明的安全系统还包括报警部件，例如声光报警器，报警部件用于在当前电磁场强度处于第三比例区间的工况下，速度调整模块使工作斗2停止上升的同时发出报警信号进行安全提示，以将工作斗2在上升过程中遇到强电磁场的信息及时传达给操作人员，操作人员可辅助安全系统改变工作斗2的运行状态，尤其是在安全系统出现故障的情况下能够保障高空作业车的安全性。

进一步地，控制部件还包括上升锁定模块，上升锁定模块与速度调整模块电连接，用于在速度调整模块使工作斗2停止上升后，将工作斗2的上升动作机构锁定，强行限制工作斗2出现继续提升的动作，防止出现误操作。当电磁场强度达到临界值上限时，上升锁定模块对工作斗2的上升动作进行强制锁定，以防止误操作的发生，保证高空作业车在电磁环境恶劣场所的施工作业的安全。

在工作斗2停止上升后可停留在当前高度位置继续工作，或者速度调整模块也能够控制工作斗2下降，以及时远离电磁干扰较强的区域。

在工作斗2下降的过程中，逐渐远离电磁干扰源而处于相对安全的工作环境。控制部件还包括锁定解除模块，用于在速度调整模块使工作斗2下降的过程中，在磁场强度判断模块判断出当前电磁场强度低于第三比例区间时，例如低于95％，解除上升锁定模块对工作斗2上升动作机构的锁定。在锁定解除后，速度调整模块能够按需控制工作斗2再次上升。同时，锁定解除模块还可以使报警部件停止发出告警信号。

其次，本发明还提供了一种高空作业车，包括上述实施例所述的高空作业车安全系统。此种高空作业车针对电磁场进行安全监控，通过对工作环境中的电磁场进行监测，在工作斗2周围的电磁场强度较大时及时地改变工作斗2的运行状态，能够提高高空作业车安全施工，防止系统出现故障，并保证在工作斗内施工的操作人员的安全。

最后，本发明还提供了一种基于上述实施例所述高空作业车安全系统的安全控制方法，在一个示意性的实施例中，如图2所示的流程示意图，包括：

步骤101、电磁检测部件3检测工作斗2周围的电磁场强度；

步骤102、控制部件接收电磁检测部件3的检测值；

步骤103、控制部件在工作斗2上升过程中判断当前电磁场强度是否超过预设安全值，如果是则执行步骤104，否则使工作斗2继续以原上升速度运行；

步骤104、相应地调整工作斗2的运行速度和/或方向。

其中，步骤101在工作斗2运行过程中实时执行，步骤101-103顺序执行。在步骤103中，如果当前电磁场强度超过预设安全值，调整工作斗2的运行速度主要指减小工作斗2的上升速度，以降低上升过程中电磁场的增加速度。调整运行方向主要指从上升切换为下降运动，以及时远离电磁场辐射源。

该实施例能够在高空作业车工作过程中遇到严重的电磁干扰时，及时地通过预设的控制策略自动调整工作斗的运行状态，以防止系统出现运行故障，提高在电磁环境恶劣的场所进行施工的安全性，从而保障操作者的人身安全。

进一步地，如图3所示的流程示意图，步骤104中控制部件调整工作斗2的运行速度的步骤具体包括：

步骤201、控制部件判断工作斗2当前电磁场强度相对于极限安全阈值所处的比例区间，极限安全阈值大于预设安全值；

步骤202、控制部件根据当前电磁场强度相对于极限安全阈值所处的比例区间，相应地调整工作斗2的运行速度。

该实施例可根据当前电磁场强度相对所处的比例区间对工作斗2的运行速度进行多档分级控制，并使上升速度的减小量值与电磁场的强度呈正比，能够在降低电磁场对高空作业车安全性影响的同时，尽量使工作斗2保持较快的上升速度，以尽快到达目标位置，这样可同时保证作业效率和安全性。

在一种具体的工作斗2运行速度控制模式下，如图4所示的流程示意图，步骤202具体包括：

步骤202a、若当前电磁场强度处于第一比例区间，控制部件将工作斗2的上升速度降低至第一速度，第一速度小于原运行速度。优选地，第一比例区间为(80％，90％]，第一速度为原上升速度的80％。

步骤202b、若当前电磁场强度处于第二比例区间，控制部件将工作斗2的上升速度降低至第二速度，第二比例区间大于第一比例区间，第二速度小于第一速度。优选地，第二比例区间为(90％，95％]，第二速度为原上升速度的50％。

步骤202c、若当前电磁场强度处于第三比例区间，控制部件使工作斗2停止上升，第三比例区间大于第二比例区间。优选地，第三比例区间为(95％，100％]。

进一步地，如图5所示的流程示意图，在步骤202c中控制部件使工作斗2停止上升的情况下，该安全控制方法还包括：

步骤203、控制部件使报警部件发出报警信号进行安全提示。

步骤203与步骤202c可同时执行，或者步骤203在步骤202c之后执行，步骤203在图中未示出。报警部件能够将工作斗2在上升过程中遇到强电磁场的信息及时传达给操作人员，操作人员可辅助安全系统改变工作斗2的运行状态，尤其是在安全系统出现故障的情况下能够保障高空作业车的安全性。

为了进一步提升高空作业车的安全性，仍参考图5，在步骤202c中控制部件使工作斗2停止上升后，该安全控制方法还包括：

步骤204、控制部件将工作斗2的上升动作机构锁定，以强行禁止工作斗2出现继续提升的动作，防止出现误操作。

在可选的安全控制方法中，仍参考图5，在步骤202c中控制部件使工作斗2停止上升后，该安全控制方法还包括：

步骤205、控制部件控制工作斗2下降，以及时远离电磁干扰较强的区域。步骤203至205之间的先后顺序不作限制。

在执行步骤205的过程中，仍参考图5，该安全控制方法还包括：

步骤206、控制部件判断工作斗2下降过程中的当前电磁场强度是否低于第三比例区间，例如(95％，100％]，如果是则执行步骤207，否则继续使工作斗2上升动作机构保持锁定状态。

步骤207、控制部件解除对工作斗2上升动作机构的锁定。

在执行步骤207后，控制部件可使工作斗2根据需要再次执行上升动作。

为了使本领域技术人员更清楚地了解本发明高空作业车安全系统的工作原理，下面结合图6所示的流程示意图来进行说明。在系统初始化后，控制部件控制工作斗2执行上升动作，电磁检测部件3实时检测工作斗2周围的电磁场强度，控制部件接收电磁检测部件3的检测值。

同时，磁场强度判断模块判断当前电磁场强度与极限安全阈值的比值是否处于(80％，90％]内，如果是则由速度调整模块将工作斗2的上升速度调整为原上升速度的80％，否则磁场强度判断模块继续判断当前电磁场强度与极限安全阈值的比值是否处于(90％，95％]内，如果是则由速度调整模块将工作斗2的上升速度调整为原上升速度的50％，否则磁场强度判断模块继续判断当前电磁场强度与极限安全阈值的比值是否处于(95％，100％]内，如果是则由上升锁定模块锁住上升动作，并通过报警部件报警，如果当前电磁场强度不在上述任一区间内，则以原上升速度运行。

在工作斗2停止上升后，速度调整模块控制工作斗2下降，在下降过程中，磁场强度判断模块持续判断当前电磁场强度与极限安全阈值的比值是否小于95％，如果是则由锁定解除模块解锁上升动作，工作斗2可根据作业需求上升。

上述各实施例中的控制部件可与集成在车载控制器中，也可单独设置。该控制部件可以通过软件、电路及组合以及其它硬件设备实现。控制部件可以为控制器，本领域的技术人员可知，控制器等可以是集成电路、相关部件等组成的具体的硬件装置，而且控制部件中的各个模块也可通过软件、电路及组合以及其它硬件设备实现，在通过硬件实现时，各个模块之间进行电连接。

以上对本发明所提供的一种高空作业车安全系统及其控制方法、高空作业车进行了详细介绍。本文中应用了具体的实施例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。