[发明专利]工程机械以及其安全状态确定方法、装置和系统

权利要求书

1.一种确定工程机械安全状态的方法，其特征在于，包括以下步骤：

根据所述工程机械的支腿展开后的位置构建至少一级安全控制区域；

计算所述工程机械的等效质心；

判断所述工程机械的等效质心与所述至少一级安全控制区域的位置关系；以及

根据所述位置关系，确定工程机械的安全状态

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述至少一级安全控制区域为一级安全控制区域，其构建方法包括以下步骤：：

检测每个支腿在水平方向的伸缩量，获得支腿展开后的位置，构建出支腿围成的支撑区域；

将所述支撑区域的各条边分别向内平移一个偏移量，构建出一级安全控制区域。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，确定工程机械的安全状态的方法包括：所述等效质心位于该安全控制区域内，则确定工程机械安全，否则确定工程机械不安全。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述至少一级安全控制区域为多级安全控制区域，其构建方法包括以下步骤：

检测每个支腿在水平方向的伸缩量，获得支腿展开后的位置，构建出支腿围成的支撑区域；

将所述支撑区域的各条边分别向内平移多个偏移量，构建出多个相同中心的区域，从而形成从内向外安全等级逐渐降低的多级安全控制区域。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，确定工程机械的安全状态的方法包括：根据所述等效质心在所述多级安全控制区域的位置，确定工程机械的安全等级。

6.根据权利要求2-5中任意一项所述的方法，其特征在于，所述偏移量是根据所述工程机械的工作状态及安全因素预先设置的。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：采用力矩等效法计算所述工程机械的等效质心。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，判断所述工程机械的等效质心与安全控制区域的位置关系的方法包括以下步骤：

针对每级安全控制区域，计算该级安全控制区域每相邻两个顶点与所述工程机械的等效质心的连线的夹角之和；

若所述夹角之和等于360度，则所述工程机械的等效质心位于该级安全控制区域内；

若所述夹角之和小于360度，则所述工程机械的等效质心位于该级安全控制区域外。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述至少一级安全控制区域为一级安全控制区域，确定工程机械的安全状态的方法包括：所述等效质心位于该安全控制区域内，则确定工程机械安全，当所述等效质心位于该安全控制区域外时，将所述夹角之和与预先设置的等级值比较，确定工程机械的安全等级，所述等级值小于360、且等级值越小安全等级越低。

10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括将确定的安全状态输出的步骤。

11.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：当确定工程机械处于非安全状态或某些安全等级时，限制作业部件执行可能导致危险的作业动作的步骤。

12.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述工程机械为云梯车，作业部件为云梯，计算等效质心的方法包括以下步骤：

根据云梯各节梯的等效质心相对于变幅旋转中心R的距离v_i、各节梯的质量G_i以及实时测得的伸出量Δ，计算云梯的质量G_u和云梯的等效质心相对于变幅旋转中心R的距离v_u；

利用所述距离v_u和对应的变幅角度α计算云梯的等效质心相对于回转中心O的水平面投影距离，分别用云梯、转台和下装三个部件各自的等效质心相对于回转中心O的水平面投影距离与回转角度φ结合计算对应的等效质心在水平面投影的坐标值，进而结合所述三个部件的质量计算所述工程机械相对于回转中心O的等效质心的位置坐标(x，y)和质量G。