專利名稱：一種輪式挖掘機(jī)行進(jìn)方向自動識別裝置及其識別方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的是一種挖掘機(jī)行走方法的自動識別裝置和方法，尤其涉及的是一種輪式挖掘機(jī)行進(jìn)方向自動識別裝置及其識別方法。
背景技術(shù)：
挖掘機(jī)是工程建設(shè)中常用的一種施工機(jī)械，廣泛用于建筑、水 利、道路、礦山等工程領(lǐng)域，常見的挖掘機(jī)種類有履帶式挖掘機(jī)、輪式挖掘機(jī)等。圖I是常見輪式挖掘機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖I所示，由于挖掘機(jī)的回轉(zhuǎn)平臺101的回轉(zhuǎn)中心與行走裝置102上回轉(zhuǎn)支承103的圓心同心，回轉(zhuǎn)平臺101可以繞行走裝置102作360°任意方向旋轉(zhuǎn)，所以當(dāng)行走裝置102的行進(jìn)方向一定時,相對于司機(jī)室內(nèi)的司機(jī)來說,其行進(jìn)方向可以是任意的。例如，假設(shè)挖掘機(jī)的行走裝置102開始的行進(jìn)方向相對于司機(jī)是前進(jìn)方向，當(dāng)挖掘機(jī)的回轉(zhuǎn)平臺101作180°回轉(zhuǎn)后，挖掘機(jī)的實(shí)際行進(jìn)方向沒有改變，但相對于司機(jī)來說，此時挖掘機(jī)的行進(jìn)方向已經(jīng)變成倒車方向?；诎踩紤]，當(dāng)挖掘機(jī)以相對于司機(jī)的倒車方向行進(jìn)時，應(yīng)有燈光和聲音等倒車報(bào)警信號發(fā)出以警示機(jī)器后方可能存在的人員。另外在某些國家和地區(qū)，輪式挖掘機(jī)在道路上工作、行駛還應(yīng)當(dāng)符合相關(guān)道路車輛照明與信號燈的強(qiáng)制規(guī)定的要求配置倒車燈。由于挖掘機(jī)的上述特性，決定了挖掘機(jī)無法像一般的行走機(jī)械或車輛一樣將行走裝置的某一固定行進(jìn)方向作為倒車信號，目前一般的實(shí)現(xiàn)方式是通過司機(jī)人工判斷機(jī)器行進(jìn)方向后手動開啟倒車開關(guān)發(fā)出報(bào)警信號，這種操作方式不但增加司機(jī)的工作量，當(dāng)司機(jī)在倒車時沒有按規(guī)定或人為疏忽忘記開啟倒車開關(guān)，還會存在嚴(yán)重的安全隱患。另一方面，由于挖掘機(jī)的回轉(zhuǎn)特性，司機(jī)在操作機(jī)器行走前往往不能完全確定機(jī)器的行進(jìn)方向，需要先試運(yùn)行一下以確定行進(jìn)方向，這樣也存在安全隱患。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種輪式挖掘機(jī)行進(jìn)方向自動識別裝置及其識別方法，在倒車時自動識別并報(bào)警。本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的，本發(fā)明包括設(shè)置于回轉(zhuǎn)平臺上的四個接近開關(guān)、設(shè)置于行走裝置上的弧形金屬片、控制行走方向的單刀雙擲開關(guān)、電子控制器、繼電器和警報(bào)器；所述四個接近開關(guān)分別設(shè)置于以回轉(zhuǎn)平臺的回轉(zhuǎn)中心為圓心的圓周上的四個等分點(diǎn)上，所述弧形金屬片的中心弧線與所述接近開關(guān)所在的圓同心、等半徑，所述單刀雙擲開關(guān)的正向控制信號和反向控制信號分別連接到電子控制器的開關(guān)量輸入端DIl和DI2，所述四個接近開關(guān)的分別連接到電子控制器的開關(guān)量輸入端，電子控制器的開關(guān)量輸出端和繼電器相連，繼電器和警報(bào)器相連。所述弧形金屬片的弧長為接近開關(guān)所在的圓的周長的三分之一。挖掘機(jī)行進(jìn)方向相對于司機(jī)有前進(jìn)、向左、向右、向后、左前、右前、左后、右后八個方向，其中向后、左后、右后三個方向定義為倒車狀態(tài)，即圓周長的3/8范圍(135° )為倒車狀態(tài)，為使倒車狀態(tài)的范圍精確，所以弧形金屬片的弧長取接近開關(guān)所在圓的圓周長1/3即120°。
所述四個接近開關(guān)分別為位于回轉(zhuǎn)平臺的回轉(zhuǎn)中心正前方的前端開關(guān)、位于回轉(zhuǎn)平臺的回轉(zhuǎn)中心正左方的左端開關(guān)、位于回轉(zhuǎn)平臺的回轉(zhuǎn)中心正后方的后端開關(guān)和位于回轉(zhuǎn)平臺的回轉(zhuǎn)中心正右方的右端開關(guān)，如端開關(guān)、左端開關(guān)、后端開關(guān)和右端開關(guān)對應(yīng)的開關(guān)量輸入端分別為DI3、DI4、DI5和DI6。所述回轉(zhuǎn)平臺和行走裝置平行時，弧形金屬片的中心線和前端開關(guān)的中心線重
口 O
一種輪式挖掘機(jī)行進(jìn)方向自動識別方法，包括以下步驟(I)初始狀態(tài)下，開關(guān)量輸出端DOl沒有信號輸出，則DOl=O,(2)讀取開關(guān)量輸入端DIl DI6的數(shù)值，其中單刀雙擲開關(guān)正向控制時，DIl=I,DI2=0 ;單刀雙擲開關(guān)反向控制時，DIl=O, DI2=1 ;弧形金屬片與接近開關(guān)接近時，接近開關(guān)對應(yīng)的開關(guān)量輸入端為1，其他未接觸的接近開關(guān)對應(yīng)的開關(guān)量輸出端為0 ;(3)當(dāng) DI1=1，DI5 和 DI6 同時為 1，其他為 0;或者DI1=1，DI4=0，其他為 0 ;或者DI1=1，DI4和DI5同時為1，其他為0 ；或者當(dāng)DI2=1，DI3和DI4同時為1，其他為0 ;或者DI2=1，DI3=1，其他為 0 ;或者DI2=1，DI3和DI6同時為1，其他為0時，判斷此時為倒車信號=1，為倒車行走，則開關(guān)量輸出端DOl=I,驅(qū)動警報(bào)器工作；否則判斷倒車信號=0，為正向行走，則開關(guān)量輸出端DOl=O,警報(bào)器不工作。本發(fā)明相比現(xiàn)有技術(shù)具有以下優(yōu)點(diǎn)本發(fā)明在挖掘機(jī)倒車時可以自動識別倒車狀態(tài)并發(fā)出報(bào)警信號，無需人工操作倒車開關(guān)，減少司機(jī)工作量，減少了挖掘機(jī)倒車時可能存在的安全隱患，使輪式挖掘機(jī)能夠符合相關(guān)道路車輛照明與信號燈的強(qiáng)制規(guī)定的要求，在顯示器上顯示挖掘機(jī)行進(jìn)方向，使司機(jī)能夠準(zhǔn)確知道挖掘機(jī)即將運(yùn)行的方向，無需試運(yùn)行，減少安全隱患。


圖I是常見輪式挖掘機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是接近開關(guān)的分布示意圖；圖3是弧形金屬片的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是本發(fā)明識別裝置的電路結(jié)構(gòu)示意圖；圖5是本發(fā)明識別方法的流程圖。
具體實(shí)施例方式下面對本發(fā)明的實(shí)施例作詳細(xì)說明，本實(shí)施例在以本發(fā)明技術(shù)方案為前提下進(jìn)行實(shí)施，給出了詳細(xì)的實(shí)施方式和具體的操作過程，但本發(fā)明的保護(hù)范圍不限于下述的實(shí)施例。如圖2、圖3和圖4所示，本實(shí)施例包括設(shè)置于回轉(zhuǎn)平臺101上的四個接近開關(guān)、設(shè)置于行走裝置102上的弧形金屬片401、控制行走方向的單刀雙擲開關(guān)502、電子控制器501、繼電器503和警報(bào)器；所述四個接近開關(guān)分別設(shè)置于以回轉(zhuǎn)平臺101的回轉(zhuǎn)中心為圓心的圓周上的四個等分點(diǎn)上，四個接近開關(guān)分別為位于回轉(zhuǎn)平臺101的回轉(zhuǎn)中心正前方的前端開關(guān)301、位于回轉(zhuǎn)平臺101的回轉(zhuǎn)中心正左方的左端開關(guān)302、位于回轉(zhuǎn)平臺101的回轉(zhuǎn)中心正后方的后端開關(guān)303和位于回轉(zhuǎn)平臺101的回轉(zhuǎn)中心正右方的右端開關(guān)304，前端開關(guān)301、左端開關(guān)302、后端開關(guān)303和右端開關(guān)304對應(yīng)的開關(guān)量輸入端分別為DI3、DI4、DI5和DI6。所述弧形金屬片401的中心弧線與所述接近開關(guān)所在的圓同心、等半徑，所述單刀雙擲開關(guān)502的正向控制信號和反向控制信號分別連接到電子控制器501的開關(guān)量輸入端DIl和DI2，所述四個接近開關(guān)的分別連接到電子控制器501的開關(guān)量輸入端，電子控制器501的開關(guān)量輸出端和繼電器503相連，繼電器503的觸點(diǎn)和警報(bào)器相連。所述警報(bào)器包括倒車燈、聲音報(bào)警器等負(fù)載。 本實(shí)施例的弧形金屬片401的弧長為接近開關(guān)所在的圓的周長的三分之一。回轉(zhuǎn)平臺101和行走裝置102平行時，弧形金屬片401的中心線和前端開關(guān)301的中心線重合，使弧形金屬片401與前端開關(guān)301的垂直距離在前端開關(guān)301的信號范圍內(nèi)且二者不接觸。接通單刀雙擲開關(guān)502的正向控制線路使行走裝置102處于正向行進(jìn)方向，此時電子控制器501上開關(guān)量輸入端DIl端口輸入為1，前端開關(guān)301檢測到弧形金屬片401，電子控制器501上開關(guān)量輸入端DI3端口輸入為1，其余三只接近開關(guān)由于未檢測到弧形金屬片401,均輸出為O。電子控制器501的開關(guān)量輸入端DIl至DI6端口的邏輯組合為101000,挖掘機(jī)相對于司機(jī)為前進(jìn)方向，用于倒車控制電子控制器501上開關(guān)量輸出端DOl端口輸出為O。所有可能的邏輯組合狀態(tài)與挖掘機(jī)相對行進(jìn)方向及倒車信號輸出關(guān)系如表
Io表I挖掘機(jī)相對行進(jìn)方向及倒車信號輸出關(guān)系表。
權(quán)利要求
1.一種輪式挖掘機(jī)行進(jìn)方向自動識別裝置，其特征在于，包括設(shè)置于回轉(zhuǎn)平臺上的四個接近開關(guān)、設(shè)置于行走裝置上的弧形金屬片、控制行走方向的單刀雙擲開關(guān)、電子控制器、繼電器和警報(bào)器；所述四個接近開關(guān)分別設(shè)置于以回轉(zhuǎn)平臺的回轉(zhuǎn)中心為圓心的圓周上的四個等分點(diǎn)上，所述弧形金屬片的中心弧線與所述接近開關(guān)所在的圓同心、等半徑，所述單刀雙擲開關(guān)的正向控制信號和反向控制信號分別連接到電子控制器的開關(guān)量輸入端DIl和DI2，所述四個接近開關(guān)的分別連接到電子控制器的開關(guān)量輸入端，電子控制器的開關(guān)量輸出端和繼電器相連，繼電器和警報(bào)器相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的輪式挖掘機(jī)行進(jìn)方向自動識別裝置，其特征在于所述弧形金屬片的弧長為接近開關(guān)所在的圓的周長的三分之一。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的輪式挖掘機(jī)行進(jìn)方向自動識別裝置，其特征在于所述四個接近開關(guān)分別為位于回轉(zhuǎn)平臺的回轉(zhuǎn)中心正前方的前端開關(guān)、位于回轉(zhuǎn)平臺的回轉(zhuǎn)中心正左方的左端開關(guān)、位于回轉(zhuǎn)平臺的回轉(zhuǎn)中心正后方的后端開關(guān)和位于回轉(zhuǎn)平臺的回轉(zhuǎn)中心正右方的右端開關(guān)，如端開關(guān)、左端開關(guān)、后端開關(guān)和右端開關(guān)對應(yīng)的開關(guān)量輸入端分別為DI3、DI4、DI5和 DI6。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的輪式挖掘機(jī)行進(jìn)方向自動識別裝置，其特征在于所述回轉(zhuǎn)平臺和行走裝置平行時，弧形金屬片的中心線和前端開關(guān)的中心線重合。
5.—種如權(quán)利要求1-4中任一項(xiàng)所述的一種輪式挖掘機(jī)行進(jìn)方向自動識別方法，其特征在于，包括以下步驟 (1)初始狀態(tài)下，開關(guān)量輸出端DOl沒有信號輸出，則DOl=O, (2)讀取開關(guān)量輸入端DIl DI6的數(shù)值，其中單刀雙擲開關(guān)正向控制時，DIl=I,DI2=0 ;單刀雙擲開關(guān)反向控制時，DIl=O, DI2=1 ;弧形金屬片與接近開關(guān)接近時，接近開關(guān)對應(yīng)的開關(guān)量輸入端為1，其他未接觸的接近開關(guān)對應(yīng)的開關(guān)量輸出端為O ; (3)當(dāng)DI1=1，DI5和DI6同時為1，其他為O； 或者DI1=1，DI4=0，其他為O ； 或者DI1=1，DI4和DI5同時為1，其他為O ； 或者當(dāng)DI2=1, DI3和DI4同時為1，其他為O ； 或者DI2=1，DI3=1，其他為O ； 或者DI2=1，DI3和DI6同時為1，其他為O時， 判斷此時為倒車信號=1，為倒車行走，則開關(guān)量輸出端DOl=I,驅(qū)動警報(bào)器工作；否則判斷倒車信號=0，為正向行走，則開關(guān)量輸出端DOl=O,警報(bào)器不工作。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種輪式挖掘機(jī)行進(jìn)方向自動識別裝置及其識別方法，本發(fā)明在挖掘機(jī)倒車時可以自動識別倒車狀態(tài)并發(fā)出報(bào)警信號，無需人工操作倒車開關(guān)，減少司機(jī)工作量，減少了挖掘機(jī)倒車時可能存在的安全隱患，使輪式挖掘機(jī)能夠符合相關(guān)道路車輛照明與信號燈的強(qiáng)制規(guī)定的要求，在顯示器上顯示挖掘機(jī)行進(jìn)方向，使司機(jī)能夠準(zhǔn)確知道挖掘機(jī)即將運(yùn)行的方向，無需試運(yùn)行，減少安全隱患。
文檔編號E02F9/00GK102733435SQ20121024041
公開日2012年10月17日 申請日期2012年7月12日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月12日
發(fā)明者司圣濤, 朱禮紅, 陸波 申請人:熔盛機(jī)械有限公司