作业区域限制方法、作业区域限制装置及消防车的制作方法

作业区域限制方法、作业区域限制装置及消防车的制作方法
【专利摘要】本发明公开的作业区域限制方法，用于限制回转机械的工作机构的转动方向，包括：S11、检测回转机械是否处于单边作业状态，如果是，进入步骤S12；S12、确定工作机构的目标作业区域，接收目标操作信号，获取工作机构的当前位置；S13、当当前位置位于目标作业区域内时，执行目标操作信号；当当前位置位于目标作业区域的边界处，且执行目标操作信号使得工作机构的运动趋势为靠近目标作业区域时，执行目标操作信号；当当前位置位于目标作业区域的边界处，且执行目标操作信号使得工作机构的运动趋势为远离目标作业区域时，禁止执行目标操作信号。上述方法能够提高作业区域限制效果。本发明还公开了一种作业区域限制装置以及消防车。
【专利说明】作业区域限制方法、作业区域限制装置及消防车
【技术领域】
[0001]本发明涉及回转机械【技术领域】，尤其涉及一种作业区域限制方法。本发明还涉及一种作业区域限制装置以及一种消防车。
【背景技术】
[0002]诸如消防车、起重机等回转机械一般包括底盘、转台以及安装于转台上的工作机构，工作机构通过转台相对于底盘转动，进而实现360°全回转。为了增加回转机械在工作过程中的稳定性，整个车体通过水平支腿和垂直支腿支撑于地面上，进而增大车体的支撑跨度，达到上述目的。
[0003]然而，上述回转机械工作时，如果其作业区域较为狭小，则其两侧的支腿仅一侧能够伸出。此时，如若工作机构转动至支腿未伸出的那一侧，容易出现车体倾翻的情况。为此，需要限制工作机构的转动方向，使得回转机械的工作机构仅在支腿伸出的一侧工作。
[0004]请参阅图1，图1为一种典型的单边作业检测机构的结构示意图。
[0005]目前普遍使用的作业区域限制装置主要包括支腿检测机构和单边作业检测机构。支腿检测机构用于检测回转机械的支腿伸出情况，用以确定回转机械是否处于单边工作状态；单边作业检测机构主要包括设置于底盘的副车架上的第一检测板11和第二检测板12，以及设置于转台上的第一检测开关13和第二检测开关14，第一检测板11位于第一检测开关13的左单边转动行程内，第二检测板12位于第二检测开关14的右单边转动行程内。
[0006]由此，当回转机械处于单边作业状态下时，第一检测开关13检测工作机构是否进入左单边作业区域，第二检测开关14检测工作机构是否进入右单边作业区域，当工作机构转出目标作业区域时，通过硬件电路切断转台的动力供应，进而控制工作机构的转动方向，以使工作机构尽量在目标作业区域内工作。
[0007]由于回转机械的工作机构在转动过程中存在较大的惯性，因此上述第一检测开关13和第二检测开关14均设置为两个，四个开关形成角度α，以此在工作机构转出目标作业区域之前一定范围内即控制工作机构的转动方向。此时，即使工作机构存在较大的惯性，其惯性转动结束时仍然能够位于目标作业区域内。但是，不同种类、型号的回转机械的工作机构具有不同大小的转动惯性，因此，上述第一检测开关13和第二检测开关14的安装位置不易控制，导致回转机械的作业区域限制效果较差。
[0008]综上所述，如何解决回转机械的作业区域限制效果较差的问题，已成为本领域技术人员亟待解决的技术难题。

【发明内容】

[0009]本发明的目的在于提供一种作业区域限制方法，以提高回转机械的作业区域限制效果；
[0010]本发明的另一目的在于提供一种作业区域限制装置以及具有该作业区域限制装置的消防车。[0011]为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案:
[0012]一种作业区域限制方法，用于限制回转机械的工作机构的转动方向，包括以下步骤:
[0013]S11、检测所述回转机械是否处于单边作业状态，如果是，进入步骤S12 ；
[0014]S12、确定所述工作机构的目标作业区域，接收目标操作信号，获取所述工作机构的当前位置；
[0015]S13、当所述当前位置位于所述目标作业区域内时，执行所述目标操作信号；当所述当前位置位于所述目标作业区域的边界处，且执行所述目标操作信号使得所述工作机构的运动趋势为靠近所述目标作业区域时，执行所述目标操作信号；当所述当前位置位于所述目标作业区域的边界处，且执行所述目标操作信号使得所述工作机构的运动趋势为远离所述目标作业区域时，禁止执行所述目标操作信号。
[0016]优选地，在上述作业区域限制方法中，所述步骤S13中还包括:当所述当前位置位于回复区域内，且执行所述目标操作信号使得所述工作机构的运动趋势为靠近所述目标作业区域时，执行所述目标操作信号，所述回复区域位于所述目标作业区域外，且其边界与所述目标作业区域的边界具有预设夹角。
[0017]优选地，在上述作业区域限制方法中，所述回复区域包括前回复区域和后回复区域，所述前回复区域为驾驶室前方区域中位于所述目标作业区域之外的区域，所述后回复区域与所述前回复区域相对。
[0018]优选地，在上述作业区域限制方法中，当所述目标作业区域为左单边作业区域，且所述操作信号为左回转操作时，所述步骤S12中，所述获取所述工作机构的当前位置具体包括以下步骤:
[0019]S1211、检测所述工作机构是否位于驾驶室前方区域，如果是，则判定所述工作机构位于所述前回复区域，或者所述工作机构位于所述左单边作业区域内，否则，进入步骤S1212 ；
[0020]S1212、检测所述工作机构是否位于对中区域，如果是，则判定所述工作机构位于所述左单边作业区域的边界处，否则，进入步骤S1213 ；
[0021]S1213、检测所述工作机构是否位于所述左单边作业区域，如果是，则进入步骤S1214 ；
[0022]S1214、检测所述工作机构是否位于右单边作业区域，如果是，则判定所述工作机构位于所述左单边作业区域的边界处，否则，判定所述工作机构位于所述左单边作业区域内。
[0023]优选地，在上述作业区域限制方法中，当所述目标作业区域为左单边作业区域，且所述操作信号为右回转操作时，所述步骤S12中，所述获取所述工作机构的当前位置具体包括以下步骤:
[0024]S1221、检测所述工作机构是否位于对中区域，如果是，则判定所述当前位置位于所述左单边作业区域的边界处，否则，进入步骤S1222 ；
[0025]S1222、检测所述工作机构是否处于所述左单边作业区域，如果是，则判定所述工作机构位于所述左单边作业区域内，或者所述工作机构位于所述左单边作业区域的边界处。[0026]优选地，在上述作业区域限制方法中，所述步骤S13中还包括:当所述当前位置位于所述回转机械的驾驶室前方区域内时，降低所述工作机构的转速至预设转速。
[0027]优选地，在上述作业区域限制方法中，所述步骤Sll具体为:检测回转机械的支腿的伸出状态，如果所述回转机械上仅一侧的所述支腿伸出，则判定所述回转机械处于单边作业状态，进入步骤S12。
[0028]优选地，在上述作业区域限制方法中，所述步骤S13中还包括:当所述当前位置位于所述目标作业区域之外时，发出警报。
[0029]在上述技术方案中，本发明提供的作业区域限制方法，首先检测回转机械是否处于单边作业状态，如果是，则确定工作机构的目标作业区域，接收目标操作信号，获取工作机构的当前位置，如果上述当前位置位于目标作业区域内，则执行目标操作信号；如果当前位置位于目标作业区域的边界处，且执行目标操作信号使得工作机构的运动趋势为靠近目标作业区域，则执行目标操作信号；如果当前位置位于目标作业区域的边界处，且执行目标操作信号使得工作机构的运动趋势为远离目标作业区域，则禁止执行目标操作信号。
[0030]通过上述描述可知，本发明提供的作业区域限制方法在回转机械处于单边作业状态时，检测工作机构的当前位置，并分析工作机构执行目标操作信号后的情况，以此确定是否执行目标操作信号。可见，应用该方法后，工作机构的目标操作如果会导致其偏离目标作业区域，那么该目标操作将不被允许，使得工作机构的位置被可靠地限定于目标作业区域内，相比于【背景技术】中所介绍的内容，上述作业区域限制方法能够提高作业区域限制效果。
[0031]本发明还提供一种作业区域限制装置，用于限制回转机械的工作机构的转动方向，包括:
[0032]状态检测机构，用于检测所述回转机械是否处于单边作业状态；
[0033]目标量获取机构，用于在所述回转机械处于单边作业状态时，确定所述工作机构的目标作业区域，接收目标操作信号；
[0034]当前位置获取机构，用于在所述回转机械处于单边作业状态时，获取所述工作机构的当前位置；
[0035]控制机构，用于在所述当前位置位于所述目标作业区域内时，执行所述目标操作信号，在所述当前位置位于所述目标作业区域的边界处，且执行所述目标操作信号使得所述工作机构的运动趋势为靠近所述目标作业区域时，执行所述目标操作信号，在所述当前位置位于所述目标作业区域的边界处，且执行所述目标操作信号使得所述工作机构的运动趋势为远离所述目标作业区域时，禁止执行所述目标操作信号。
[0036]优选地，在上述作业区域限制装置中，所述当前位置获取机构包括前方区域检测机构，所述前方区域检测机构包括设置于所述回转机械的转台上的前方区域检测开关，以及设置于所述回转机械的副车架上的前方区域检测板，所述前方区域检测板上具有位于所述前方区域检测开关的转动行程内，且覆盖驾驶室前方区域的检测面。
[0037]优选地，在上述作业区域限制装置中，所述当前位置获取机构还包括对中区域检测开关，所述对中区域检测开关设置于所述转台上。
[0038]优选地，在上述作业区域限制装置中，所述前方区域检测板上具有位于对中区域内的对中检测槽，所述对中检测槽位于所述前方区域检测开关的转动行程内。
[0039]优选地，在上述作业区域限制装置中，所述当前位置获取机构还包括单边检测机构，所述单边检测机构包括左单边检测开关、右单边检测开关、左单边检测板和右单边检测板，所述左单边检测开关和所述右单边检测开关均设置于所述转台上，所述左单边检测板和所述右单边检测板均设置于所述副车架上，且两者的末端相互交错形成封闭的检测区域。
[0040]优选地，在上述作业区域限制装置中，在对中区域处，所述左单边检测开关与所述左单边检测板相作用，所述右单边检测开关与所述右单边检测板上靠近所述左单边检测板的一端相作用。
[0041]优选地，在上述作业区域限制装置中，所述左单边检测板和所述右单边检测板均为圆弧板。
[0042]优选地，在上述作业区域限制装置中，所述对中区域检测开关、所述左单边检测开关和所述右单边检测开关均为接近开关，所述前方区域检测开关为行程开关。
[0043]优选地，在上述作业区域限制装置中，所述状态检测机构包括状态检测开关，所述状态检测开关设置于回转机械的水平支腿箱上。
[0044]优选地，在上述作业区域限制装置中，所述控制机构包括降速机构，所述降速机构用于在所述当前位置位于所述回转机械的驾驶室前方区域内时，降低所述工作机构的转速至预设转速。
[0045]由于本发明提供的作业区域限制方法具有上述技术效果，应用该作业区域限制方法的作业区域限制装置也应具有相应的技术效果，本文不再赘述。
[0046]本发明还提供一种消防车，包括工作机构，以及用于限制所述工作机构的转动方向的作业区域限制装置，所述作业区域限制装置为上述任一项所述的作业区域限制装置。由于本发明提供的作业区域限制装置具有上述技术效果，具有该作业区域限制装置的消防车同样具有上述技术效果，本文不再赘述。
【专利附图】

【附图说明】
[0047]为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对本发明实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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的附图。
[0048]图1为一种典型的单边作业检测机构的结构示意图；
[0049]图2为本发明实施例提供的作业区域限制方法的流程示意图；
[0050]图3为本发明实施例提供的作业区域限制方法的又一流程示意图；
[0051]图4为本发明实施例提供的作业区域限制方法的再一流程示意图；
[0052]图5为本发明实施例提供的作业区域限制装置的结构框图；
[0053]图6为本发明实施例提供的前方区域检测机构和对中区域检测机构的结构示意图；
[0054]图7为图6的俯视图；
[0055]图8为本发明实施例提供的单边检测机构的结构示意图；
[0056]图9为图8的俯视图；
[0057]图10为本发明实施例提供的状态检测机构的结构示意图；[0058]图11为图10的俯视图。
[0059]其中:
[0060]11为第一检测板，12为第二检测板，13为第一检测开关，14为第二检测开关；
[0061]100为状态检测机构，200为目标量获取机构，201为当前位置获取机构、300为控制机构；
[0062]21为水平支腿箱，22为水平支腿，23为状态检测开关，31为副车架，32为转台，33为前方区域检测开关，34为对中区域检测开关，35为前方区域检测板，41为转台底板，42为副车架上盖板，43为开关安装支架，44为左单边检测开关，45为右单边检测开关，46为左单边检测板，47为右单边检测板。
【具体实施方式】
[0063]本发明的核心在于提供一种作业区域限制方法，以提高回转机械的作业区域限制效果；
[0064]本发明的另一核心在于提供一种作业区域限制装置以及具有该作业区域限制装置的消防车。
[0065]下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0066]请参阅图2，图2为本发明实施例提供的作业区域限制方法的流程示意图。
[0067]本发明实施例提供的作业区域限制方法，用于限制回转机械的工作机构的转动方向，该回转机械包括底盘、副车架、转台和工作机构，副车架设置于底盘上，其与底盘相对固定；转台相对于底盘转动，工作机构设置于转台上，从而在转台的带动下相对于底盘转动。鉴于工作机构的转动范围会受到作业场地的限制，因此，需要对工作机构的转动方向进行限定。
[0068]上述作业区域限制方法包括以下步骤:
[0069]S100、检测回转机械的作业状态；
[0070]该作业状态在本发明实施例中是指回转机械是否受到作业区域的限制，如果是，则回转机械的作业状态为单边作业状态，否则，工作机构的转动方向将不受限制。此步骤中可通过操作人员输入的信号检测回转机械的作业状态，例如当回转机械的作业状态为单边作业状态时，操作人员可操作相关的功能按钮，进而发出单边作业信号。
[0071]S110、判断回转机械的作业状态是否为单边作业状态，如果是，则进入步骤S120，否则返回步骤SlOO ；
[0072]此步骤主要根据回转机械中的相关信号等确定回转机械是否处于单边作业状态，例如当检测到单边作业信号时，即判断回转机械的作业状态为单边作业状态。该单边作业状态包括左单边作业状态和右单边作业状态，需要说明的是，此处的“左”和“右”是以驾驶室的中心线为界，以驾驶室中的驾驶员的工作位置为基准划分的；在左单边作业状态下，工作机构不能进入驾驶室的右侧区域，在右单边作业状态下，工作机构不能进入驾驶室的左侧区域。[0073]S120、确定工作机构的目标作业区域，接收目标操作信号；
[0074]工作机构的目标作业区域是根据回转机械的作业状态而定的，即，如果工作机构处于左单边作业状态，那么该目标作业区域为左单边作业区域，如果工作机构处于右单边作业状态，那么该目标作业区域为右单边作业区域。目标操作信号是指驾驶员将要对工作机构采取的转向操作，为了便于描述，该转向操作包括左回转操作和右回转操作，此处的“左”和“右”与上文中的“左”和“右”意思相同。
[0075]S130、获取工作机构的当前位置；
[0076]工作机构的当前位置可通过检测转台的位置确定，当回转机械处于单边作业状态下时，该当前位置分为左单边作业区域和右单边作业区域。而为了保证工作机构的作业区域限制效果，上述左单边作业区域分为左单边作业区域内以及左单边作业区域的边界，右单边作业区域分为右单边作业区域内以及右单边作业区域的边界。具体实施时，步骤S130可以与步骤S120同时进行，也可在步骤S120之前进行。
[0077]S140、判断上述当前位置是否位于目标作业区域内，如果是，则进入步骤S170，否则进入步骤S150 ；
[0078]工作机构位于目标作业区域内时，无论目标操作信号为左回转操作还是右回转操作，工作机构执行上述操作后均处于安全范围内。
[0079]S150、判断上述当前位置是否位于目标作业区域的边界处，如果是，则进入步骤S160，否则进入步骤S171 ；
[0080]当工作机构位于目标作业区域的边界处时，目标操作信号将对工作机构的位置产生决定性的影响，当工作机构不位于目标作业区域的边界处，那么即可判定工作机构位于目标作业区域外，此时需要禁止目标操作信号的执行，以避免意外事故的发生。
[0081]S160、判断工作机构的运动趋势是否为靠近趋势，如果是，则进入步骤S170，否则，进入步骤S171 ；
[0082]上述靠近趋势是指靠近目标作业区域的趋势，当工作机构位于目标作业区域的边界处，且其在目标操作信号的作用下具有靠近目标作业区域的趋势，则表示上述目标操作信号将使得工作机构进入目标作业区域内；否则，工作机构将会转出目标作业区域，进入危险区域。
[0083]S170、执行目标操作信号；
[0084]此步骤中，目标操作信号被允许后，操作人员即可进行所需的操作。
[0085]S171、禁止执行目标操作信号。
[0086]此步骤中，目标操作信号不被允许，操作人员输入的操作信号得不到响应，即可调整相关操作，以保证回转机械的作业安全。
[0087]本发明提供的上述方法以预设周期循环进行，进而对工作机构的作业区域进行实时、准确的限制。
[0088]通过上述描述可知，本发明实施例提供的作业区域限制方法在回转机械处于单边作业状态时，检测工作机构的当前位置，并分析工作机构执行目标操作信号后的情况，以此确定是否执行目标操作信号。可见，应用该方法后，工作机构的目标操作如果会导致其偏离目标作业区域，那么该目标操作将不被允许，使得工作机构的位置被可靠地限定于目标作业区域内，相比于【背景技术】中所介绍的内容，上述作业区域限制方法能够提高作业区域限制效果。
[0089]考虑到工作机构在工作过程中存在较大的惯性，应用上述方法对工作机构的作业区域进行限定后，仍然存在工作机构转出目标作业区域的可能性，当然，工作机构转出目标作业区域的范围一般较小。此情况下，为了保证工作机构安全作业，可对工作机构的作业区域进行进一步的划分，具体为增加回复区域，该回复区域位于目标作业区域外，且其边界与目标作业区域的边界具有预设夹角，该预设夹角根据具体工况确定即可。
[0090]请参阅图3，图3为本发明实施例提供的作业区域限制方法的又一流程示意图。
[0091]上一实施例中的步骤S150具体为:
[0092]S250、判断上述当前位置是否位于目标作业区域的边界处，如果是，则进入步骤S270，否则进入步骤S260。
[0093]本发明实施例提供的作业区域限制方法还包括以下步骤:
[0094]S260、判断上述当前位置是否位于回复区域内，如果是，则进入步骤S270，否则进入步骤S281。
[0095]其中，本实施例中的步骤S200?S240、S270、S280和S281分别与第一个实施例中的SlOO?S140、S160、S170和S171——对应，且对应步骤的内容基本相同，相应部分对应参考即可，此处不再赘述。
[0096]可见，本实施例中，如果工作机构的当前位置处于目标作业区域之外、位于回复区域内，且工作机构执行目标操作信号后将靠近目标作业区域，则允许工作机构回复至目标作业区域之内，以保证工作机构的安全作业。
[0097]上述回复区域可根据实际需求确定，其具体可位于转台的一侧。本发明实施例为了提高工作机构的作业安全性，将回复区域分为前回复区域和后回复区域，前回复区域为驾驶室前方区域中位于目标作业区域之外的区域，后回复区域与前回复区域相对。驾驶室前方区域指的是位于驾驶室正上方，且自驾驶室的中心线的一侧延伸至另一侧的区域，考虑一般回转机械的结构大小，可将驾驶室前方区域选择为驾驶室上方左右各30°的区域。根据驾驶室前方区域划分前回复区域，使得前回复区域的范围相对合理一些。而后回复区域的大小可与前回复区域相等，位置可关于转台上垂直于驾驶室中心线的中线对称。当然，前回复区域和后回复区域的大小也可互不相等，本文对此不作限制。
[0098]请参阅图4，图4为本发明实施例提供的作业区域限制方法的再一流程示意图。
[0099]进一步的技术方案中，获取工作机构的当前位置具有包括以下步骤:
[0100]S320、判断目标作业区域是否为左单边作业区域，如果是，则进入步骤S330，否则进入步骤S331 ；
[0101]此步骤通过检测回转机械的作业状态，判断回转机械是否处于左单边作业状态，进而确定其目标作业区域是否为左单边作业区域。
[0102]S330、判断目标操作信号是否为左回转操作，如果是，则进入步骤S340，否则进行右回转操作判断；
[0103]S340、判断工作机构的当前位置是否位于驾驶室前方区域，如果是，则进入步骤S370，否则进入步骤S341 ；
[0104]当工作机构的目标作业区域为左单边作业区域，且目标操作信号为左回转操作时，如果工作机构的当前位置位于驾驶室前方区域，则可判定工作机构处于左单边作业区域内，或者位于前回复区域内，且其动作后将靠近左单边作业区域，此时，目标操作信号是被允许的；否则，需要进一步判断以确定工作机构的位置。
[0105]S341、判断工作机构的当前位置是否位于对中区域，如果是，则进入步骤S370，否则进入步骤S342 ；
[0106]对中区域是指工作机构位于驾驶室上方，且其位于驾驶室的中线上的位置，回转机械进行收车时，工作机构一般处于对中区域。当然，上述对中区域仅仅是目标作业区域的边界的一部分。当工作机构的目标作业区域为左单边作业区域，且目标操作信号为左回转操作时，如果工作机构的当前位置位于对中区域，则判定工作机构处于左单边作业区域的边界处，且其动作后将靠近左单边作业区域，此时，目标操作信号是被允许的；否则，需要进一步判断以确定工作机构的位置。
[0107]S342、判断工作机构的当前位置是否位于左单边作业区域，如果是，则进入步骤S343，否则进入步骤S360 ；
[0108]此步骤的判断是基于工作机构的整个作业区域划分做出的，上述左单边作业区域覆盖了左单边作业区域内、驾驶室前方区域的一部分、对中区域以及左单边作业区域上与对中区域相对的另一侧边界。因此，当工作机构既不位于驾驶室前方区域，也不位于对中区域时:如果仍然检测出其位于左单边作业区域，那么则有两种可能性，一种是位于左单边作业区域内，另一种是位于左单边作业区域上与对中区域相对的另一侧边界处，此时仍然不能确定目标操作信号是否允许，需要进一步判断；如果工作机构不位于左单边作业区域，则判定工作机构处于右单边作业区域。
[0109]S343、判断工作机构的当前位置是否位于右单边作业区域，如果是，则进入步骤S360，否则进入步骤S370 ；
[0110]当工作机构的当前位置位于左单边作业区域，但不位于驾驶室前方区域，也不位于对中区域时:如果其位于右单边作业区域，则判定其处于左单边作业区域上与对中区域相对的另一侧边界处，且其动作后将远离左单边作业区域；如果其不位于右单边作业区域，则判定其位于左单边作业区域内。
[0111]S360、执行目标操作信号；
[0112]S370、禁止执行目标操作信号；
[0113]S331、执行右单边作业区域控制。
[0114]其中，本实施例中的步骤S300和S310分别与第一个实施例中的SlOO和SI 10——对应，且对应步骤的内容基本相同，相应部分对应参考即可，此处不再赘述。
[0115]继续参阅图4，具体实施方案中，步骤S330中，目标操作信号为左回转操作时的具体步骤根据不同需求灵活设定，本发明实施例提供一种优选的方法，具体步骤如下:
[0116]S350、判断工作机构的当前位置是否位于对中区域，如果是，则进入步骤S360，否则进入步骤S351 ；
[0117]当工作机构的当前位置位于对中区域时，由于目标操作信号为右回转操作，工作机构动作后将远离左单边作业区域；否则需进一步判断工作机构的当前位置。
[0118]S351、判断工作机构的当前位置是否位于左单边作业区域，如果是，则进入步骤S370，否则进入步骤S352 ；
[0119]在工作机构不位于对中区域的情况下:当工作机构的当前位置位于左单边作业区域时，其当前位置存在两种可能性，一种是处于左单边作业区域内，另一种是处于左单边作业区域上与对中区域相对的另一侧边界处，由于目标操作信号为右回转操作，上述两种情况下，工作机构动作后均不会远离左单边作业区域；否则，判定工作机构已经处于左单边作业区域外，但考虑到回复区域的存在，可进一步判断工作机构的当前位置。
[0120]S352、判断工作机构的当前位置是否位于驾驶室前方区域，如果是，则进入步骤S360。
[0121]当工作机构位于驾驶室前方区域，则判定其位于前回复区域内，但目标操作信号会使工作机构远离左单边作业区域；当工作机构不位于驾驶室前方区域，则判定其位于右单边作业区域中除去前回复区域的部分，此时至少应当禁止执行目标操作信号。当然，如果工作机构不位于驾驶室前方区域，可进一步判断工作机构是否位于后回复区域，如果是，则判定目标操作信号使得工作机构动作后将靠近左单边作业区域。
[0122]上述步骤S331中，执行右单边作业区域控制的步骤与左单边作业区域控制的步骤相似，此处不再赘述。
[0123]如前所述，驾驶室前方区域离驾驶员较近，如果工作机构在此处的转速较快，那么将对驾驶员的人身安全产生较大的威胁，另外，当工作机构处于目标作业区域内时，如果转速过高，也容易转出目标作业区域。为此，当工作机构的当前位置处于驾驶室前方区域时，本发明实施例提供的方法将采用降低工作机构的转速至预设转速的方式，尽可能的保证驾驶员的工作安全，同时防止工作机构转出目标作业区域。具体地，可直接降低转台的转速，而预设转速的大小根据实际工况确定即可。
[0124]优选的技术方案中，上述各实施例中，检测工作机构的当前位置之后，如果发现工作机构已经处于目标区域之外，那么为了进一步提高回转机械的工作安全性，不仅要禁止执行目标操作信号，以防止工作机构动作后发生危险，还需要进行报警，以使操作人员尽快地掌握工作机构当前的工作状态，进而据此在较短时间内做出应对措施，保证施工安全。例如，如图4所示的步骤353，当工作机构不位于对中区域、左单边作业区域和驾驶室前方区域时，则需禁止执行目标操作信号，并发出警报。
[0125]在上述各实施例中，回转机械是否处于单边作业状态还可通过检测支腿的伸出状态来确定。具体地，可在回转机械的每个支腿箱上均设置检测开关，且支腿箱上开设有检测孔，检测开关通过该检测孔即可获知支腿的伸出状态。如此，即可采集各检测开关发出的信号，进而判断回转机械的所有水平支腿的伸出状态。如果发现回转机械上仅一侧的支腿伸出，即可判定回转机械处于单边作业状态。
[0126]下面对本发明实施例提供的作业区域限制装置进行说明，下文描述的作业区域限制装置与上文描述的作业区域限制方法相对应，两者可相互参照。
[0127]请参阅图5，图5为本发明实施例提供的作业区域限制装置的结构框图。
[0128]本发明实施例提供了一种作业区域限制装置，其用于限制回转机械的工作机构的转动方向，其包括:
[0129]状态检测机构100，用于检测回转机械是否处于单边作业状态；
[0130]目标量获取机构200，用于在回转机械处于单边作业状态时，确定工作机构的目标作业区域，接收目标操作信号；
[0131]当前位置获取机构201，用于在回转机械处于单边作业状态时，获取工作机构的当前位置；
[0132]控制机构300，用于在当前位置位于目标作业区域内时，执行目标操作信号，在当前位置位于目标作业区域的边界处，且目标操作信号使得工作机构的运动趋势为靠近目标作业区域时，执行目标操作信号，在当前位置位于目标作业区域的边界处，且目标操作信号使得工作机构的运动趋势为远离目标作业区域时，禁止执行目标操作信号。
[0133]上述状态检测机构100可为用户输入机构，操作人员可通过该输入机构输入回转机械的作业状态；目标量获取机构200可通过回转机械所处的单边作业状态的具体情况确定目标作业区域为左单边作业区域还是右单边作业区域，同时，其可通过操作手柄获取目标操作信号；当前位置获取机构201可通过各种检测开关或者传感器检测回转机械的当前位置；控制机构300对状态检测机构100、目标量获取机构200和当前位置获取机构201形成的处理结果进行分析，并执行相应的操作，优选地，该控制机构300可采用PLC控制器。
[0134]由于上述作业区域限制装置是与本发明第一个实施例提供的作业区域限制方法相对应的装置，所以其取得的有益效果请参考第一个实施例相应部分的描述即可，此处不再赘述。
[0135]为了提高回转机械的作业安全性，上述控制机构中包括降速机构，该降速机构用于在当前位置位于回转机械的驾驶室前方区域内时，降低工作机构的转速至预设转速。另夕卜，上述控制机构中还可包括报警装置，该报警装置在工作机构的当前位置位于目标作业区域之外时，发出警报，以此更大程度地提高回转机械的作业安全性。具体地，该报警机构可以是报警灯，也可以是蜂鸣报警器或其他结构。
[0136]请参阅图6和图7，图6为本发明实施例提供的前方区域检测机构和对中区域检测机构的结构示意图，图7为图6的俯视图。
[0137]在一种具体实施例中，本发明提供的作业区域限制装置中，当前位置获取机构201包括前方区域检测机构，该前方区域检测机构包括设置于回转机械的转台32上的前方区域检测开关33，以及设置于回转机械的副车架31上的前方区域检测板35，前方区域检测板35上具有位于前方区域检测开关33的转动行程内，且覆盖驾驶室前方区域的检测面。上述前方区域检测开关33用于检测工作机构是否处于驾驶室前方区域，转台32带动前方区域检测开关33转动，当工作机构进入驾驶室前方区域时，前方区域检测开关33同时进入驾驶室前方区域，进而发送信号，得到工作机构位于驾驶室前方区域的结果。
[0138]在具体技术方案中，检测工作机构是否处于目标作业区域的边界处的结构较多，具体地，当前位置获取机构201还包括对中区域检测开关34，该对中区域检测开关34设置于转台32上。可在对中区域中设置检测件，当对中区域检测开关34随着转台转动，并与检测件相作用而发出信号时，则判断工作机构处于对中区域内。相比于其他结构，采用对中区域检测开关34可准确、方便地确定工作机构的位置。
[0139]在上述方案的基础上，本发明实施例结合前方区域检测机构，提出一种便于判断工作机构是否处于对中区域的结构。具体地，前方区域检测板35上具有位于对中区域内的对中检测槽，该对中检测槽位于前方区域检测开关33的转动行程内。此方案中，当工作机构转动至驾驶室前方区域后，前方区域检测开关33发出第一信号，工作机构继续转动，当其转动至对中检测槽处时，由于结构的变化，前方区域检测开关33将发出第二信号，而此时对中区域检测开关34也将发出对中信号。显然，此结构中，当前方区域检测开关33发出第二信号，同时对中区域检测开关34发出对中信号时，判定工作机构处于对中区域，使得对中区域的判定结果更加准确、可靠。
[0140]请参阅图8和图9，图8为本发明实施例提供的单边检测机构的结构示意图，图9为图8的俯视图。
[0141]为了提高检测工作机构的当前位置的准确性，本发明实施例提供的当前位置获取机构201还包括单边检测机构，该单边检测机构包括左单边检测开关44、右单边检测开关45、左单边检测板46和右单边检测板47，左单边检测开关44和右单边检测开关45均通过转台底板41和开关安装支架43设置于转台32上，左单边检测板46和右单边检测板47均设置于副车架上盖板42上，且两者的末端相互交错形成封闭的检测区域。左单边检测开关44和右单边检测开关45的连线方向与工作机构处于对中区域时向副车架31的投影重合，具体地，左单边检测开关44可设置于转台32的相对两侧。此结构下，左单边检测开关44和右单边检测开关45在转台32转动的过程中具有以下状态:
[0142]当工作机构位于左单边作业区域内时，左单边检测开关44动作，右单边检测开关45不动作；
[0143]当工作机构位于对中区域时，左单边检测开关44和右单边检测开关45均动作；
[0144]当工作机构位于左单边作业区域上与对中区域相对的边界处时，左单边检测开关44和右单边检测开关45均动作；
[0145]当工作机构位于右单边作业区域内时，左单边检测开关44不动作，右单边检测开关45动作。
[0146]需要说明的是，此方案中，左单边作业区域的边界实际上也是右单边作业区域的边界。
[0147]当然，为了便于左单边检测开关44和右单边检测开关45的安装，可将两者设置于转台32的同一侧，即，在对中区域处，左单边检测开关44与左单边检测板46相作用，右单边检测开关45与右单边检测板47上靠近左单边检测板46的一端相作用。此时，两者可设置于同一开关安装支架43上，进而达到上述目的。
[0148]具体实施例中，左单边检测板46和右单边检测板47的形状可以任意选择，但为了节省两者的加工材料，本发明实施例将两者均选择为圆弧板，且两者大体上为半圆弧板。另夕卜，基于整个作业区域限制装置的限制效果的考虑，对中区域检测开关34、左单边检测开关44和右单边检测开关45均优选为接近开关，前方区域检测开关33优选为行程开关，以使上述各检测开关在实现各自功能时具有较高的灵敏度，同时延长作业区域限制装置的使用寿命O
[0149]请参阅图10和图11，图10为本发明实施例提供的状态检测机构的结构示意图，图11为图10的俯视图。
[0150]当采用检测支腿的伸出状态判断回转机械是否处于单边作业状态时，状态检测机构100包括状态检测开关23，该状态检测开关23设置于回转机械的水平支腿箱21上，其可检测出水平支腿22的伸出状态。
[0151]本发明还提供了一种消防车，其包括工作机构和作业区域限制装置，该作业区域限制装置用于限制工作机构的转动方向，其可为上述任一实施例中的作业区域限制装置。由于上述作业区域限制装置具有上述技术效果，包括该作业区域限制装置的消防车也应具有相应的技术效果，此处不再详述。
[0152]本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
[0153]对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
【权利要求】
1.一种作业区域限制方法，用于限制回转机械的工作机构的转动方向，其特征在于，包括以下步骤: S11、检测所述回转机械是否处于单边作业状态，如果是，进入步骤S12； S12、确定所述工作机构的目标作业区域，接收目标操作信号，获取所述工作机构的当前位置； 513、当所述当前位置位于所述目标作业区域内时，执行所述目标操作信号；当所述当前位置位于所述目标作业区域的边界处，且执行所述目标操作信号使得所述工作机构的运动趋势为靠近所述目标作业区域时，执行所述目标操作信号；当所述当前位置位于所述目标作业区域的边界处，且执行所述目标操作信号使得所述工作机构的运动趋势为远离所述目标作业区域时，禁止执行所述目标操作信号。
2.根据权利要求1所述的作业区域限制方法，其特征在于，所述步骤S13中还包括:当所述当前位置位于回复区域内，且执行所述目标操作信号使得所述工作机构的运动趋势为靠近所述目标作业区域时，执行所述目标操作信号，所述回复区域位于所述目标作业区域外，且其边界与所述目标作业区域的边界具有预设夹角。
3.根据权利要求2所述的作业区域限制方法，其特征在于，所述回复区域包括前回复区域和后回复区域，所述前回复区域为驾驶室前方区域中位于所述目标作业区域之外的区域，所述后回复区域与所述前回复区域相对。
4.根据权利要求3所述的作业区域限制方法，其特征在于，当所述目标作业区域为左单边作业区域，且所述操作信号为左回转操作时，所述步骤S12中，所述获取所述工作机构的当前位置具体包括以下步骤: 51211、检测所述工作机构是否位于驾驶室前方区域，如果是，则判定所述工作机构位于所述前回复区域，或者所述工作机构位于所述左单边作业区域内，否则，进入步骤S1212 ； 51212、检测所述工作机构是否位于对中区域，如果是，则判定所述工作机构位于所述左单边作业区域的边界处，否则，进入步骤S1213 ； 51213、检测所述工作机构是否位于所述左单边作业区域，如果是，则进入步骤S1214； 51214、检测所述工作机构是否位于右单边作业区域，如果是，则判定所述工作机构位于所述左单边作业区域的边界处，否则，判定所述工作机构位于所述左单边作业区域内。
5.根据权利要求3所述的作业区域限制方法，其特征在于，当所述目标作业区域为左单边作业区域，且所述操作信号为右回转操作时，所述步骤S12中，所述获取所述工作机构的当前位置具体包括以下步骤: 51221、检测所述工作机构是否位于对中区域，如果是，则判定所述当前位置位于所述左单边作业区域的边界处，否则，进入步骤S1222 ； 51222、检测所述工作机构是否处于所述左单边作业区域，如果是，则判定所述工作机构位于所述左单边作业区域内，或者所述工作机构位于所述左单边作业区域的边界处。
6.根据权利要求1-5中任一项所述的作业区域限制方法，其特征在于，所述步骤S13中还包括:当所述当前位置位于所述回转机械的驾驶室前方区域内时，降低所述工作机构的转速至预设转速。
7.根据权利要求1-5中任一项所述的作业区域限制方法，其特征在于，所述步骤S11具体为:检测回转机械的支腿的伸出状态，如果所述回转机械上仅一侧的所述支腿伸出，则判定所述回转机械处于单边作业状态，进入步骤S12。
8.根据权利要求1-5中任一项所述的作业区域限制方法，其特征在于，所述步骤S13中还包括:当所述当前位置位于所述目标作业区域之外时，发出警报。
9.一种作业区域限制装置，用于限制回转机械的工作机构的转动方向，其特征在于，包括: 状态检测机构(100)，用于检测所述回转机械是否处于单边作业状态； 目标量获取机构(200)，用于在所述回转机械处于单边作业状态时，确定所述工作机构的目标作业区域，接收目标操作信号； 当前位置获取机构(201)，用于在所述回转机械处于单边作业状态时，获取所述工作机构的当前位置； 控制机构(300)，用于在所述当前位置位于所述目标作业区域内时，执行所述目标操作信号，在所述当前位置位于所述目标作业区域的边界处，且执行所述目标操作信号使得所述工作机构的运动趋势为靠近所述目标作业区域时，执行所述目标操作信号，在所述当前位置位于所述目标作业区域的边界处，且执行所述目标操作信号使得所述工作机构的运动趋势为远离所述目标作业区域时，禁止执行所述目标操作信号。
10.根据权利要求9所述的作业区域限制装置，其特征在于，所述当前位置获取机构(201)包括前方区域检测机构，所述前方区域检测机构包括设置于所述回转机械的转台(32)上的前方区域检测开关(33)，以及设置于所述回转机械的副车架(31)上的前方区域检测板(35)，所述前方区域检测板(35)上具有位于所述前方区域检测开关(33)的转动行程内，且覆盖驾驶室前方区域的检测面。
11.根据权利要求10所述的作业区域限制装置，其特征在于，所述当前位置获取机构(201)还包括对中区域检测开关(34)，所述对中区域检测开关(34)设置于所述转台(32)上。
12.根据权利要求11所述的作业区域限制装置，其特征在于，所述前方区域检测板(35)上具有位于对中区域内的对中复位槽，所述对中复位槽位于所述前方区域检测开关(33)的转动行程内。
13.根据权利要求11所述的作业区域限制装置，其特征在于，所述当前位置获取机构(201)还包括单边检测机构，所述单边检测机构包括左单边检测开关(44)、右单边检测开关(45)、左单边检测板(46)和右单边检测板(47)，所述左单边检测开关(44)和所述右单边检测开关(45 )均设置于所述转台(32 )上，所述左单边检测板(46 )和所述右单边检测板(47 )均设置于所述副车架(31)上，且两者的末端相互交错形成封闭的检测区域。
14.根据权利要求13所述的作业区域限制装置，其特征在于，在对中区域处，所述左单边检测开关(44)与所述左单边检测板(46)相作用，所述右单边检测开关(45)与所述右单边检测板(47)上靠近所述左单边检测板(46)的一端相作用。
15.根据权利要求13所述的作业区域限制装置，其特征在于，所述左单边检测板(46)和所述右单边检测板(47)均为圆弧板。
16.根据权利要求13所述的作业区域限制装置，其特征在于，所述对中区域检测开关(34)、所述左单边检测开关(44)和所述右单边检测开关(45)均为接近开关，所述前方区域检测开关(33)为行程开关。
17.根据权利要求9-16中任一项所述的作业区域限制装置，其特征在于，所述状态检测机构(100)包括状态检测开关(23)，所述状态检测开关(23)设置于所述回转机械的水平支腿箱(21)上。
18.根据权利要求9-16中任一项所述的作业区域限制装置，其特征在于，所述控制机构包括降速机构，所述降速机构用于在所述当前位置位于所述回转机械的驾驶室前方区域内时，降低所述工作机构的转速至预设转速。
19.一种消防车，包括工作机构，以及用于限制所述工作机构的转动方向的作业区域限制装置，其特征在于，所述作业区域限制装置为如权利要求9-18中任一项所述的作业区域限制装置。`
【文档编号】B66C23/84GK103496636SQ201310498858
【公开日】2014年1月8日 申请日期:2013年10月22日 优先权日:2013年10月22日
【发明者】朱长建, 张勇, 张程, 仝瑶瑶, 李鑫 申请人:徐州重型机械有限公司