[发明专利]掘进机用防碰控制系统及方法

权利要求书

1.一种掘进机用防碰控制系统，其特征在于，包括：

信号采集装置，包括设置于掘进机截割臂的第一信号采集单元，以及设置于掘进机铲板的第二信号采集单元；

控制器，与所述信号采集装置相连接，用于根据所述信号采集装置获取的位置信号，计算所述截割臂和铲板之间的距离；并判断所述距离是否小于预置的极限距离，若是，则驱动掘进机的电磁阀，使液压系统控制掘进机的执行装置进行主动防护。

2.根据权利要求1所述的掘进机用防碰控制系统，其特征在于，

所述第一信号采集单元为第一倾角传感器，用于采集所述截割臂相对于水平面的夹角；

所述第二信号采集单元为第二倾角传感器，用于采集所述铲板相对于水平面的夹角。

3.根据权利要求1所述的掘进机用防碰控制系统，其特征在于，

所述第一信号采集单元为第一油缸磁滞位移传感器，用于采集所述截割臂的升降油缸的位移量，通过三角关系换算进而获得截割臂相对机身本体部履带水平面的夹角；

所述第二信号采集单元为第二油缸磁滞位移传感器，用于采集所述铲板升降油缸的位移量，通过三角关系换算进而获得铲板相对机身本体部履带水平面的夹角。

4.根据权利要求2或3所述的掘进机用防碰控制系统，其特征在于，还包括：

信号防爆隔离装置，其连接于所述信号采集装置与所述控制器之间，用于将所述信号采集装置获取的本安信号转换为非本安信号，并输入至所述控制器中。

5.根据权利要求1所述的掘进机用防碰控制系统，其特征在于，

所述信号采集装置还包括第三信号采集单元，所述第三信号采集单元为第三倾角传感器，用于采集机身相对于水平面的角度；并且

所述控制器进一步用于，根据如下两个参数计算截割臂截割头的实际作业高度：

A、所述机身相对于水平面所成的角度与所述截割臂与水平面所成角度的差；B、截割臂处于水平状态时，截割头的高度；

并且，当所述实际作业高度大于预定的极限高度时，则驱动电磁阀，使液压系统控制执行装置进行限高模式下的掘进。

6.根据权利要求1或5所述的掘进机用防碰控制系统，其特征在于，还包括：

报警装置，与所述控制器相连接；

该报警装置用于：

在所述截割臂和铲板之间的距离小于预置的极限距离时，发出报警信号；和/或

在所述截割臂的截割头高于预置限高的情况下发出报警信号。

7.根据权利要求6所述的掘进机用防碰控制系统，其特征在于，还包括：

人机交互设备，与所述控制器相连接，设置有显示单元，用于显示截割臂、铲板或机身的位置或状态信息。

8.根据权利要求7所述的掘进机用防碰控制系统，其特征在于，

所述人机交互设备还设置有软设定单元，用于：

临时调整预置的截割臂和铲板之间的极限距离；和/或

临时调整所述截割臂截割头的预置限高。

9.一种掘进机用防碰控制方法，其特征在于，包括如下步骤：

获取掘进机截割臂和铲板的位置信号；

根据所述位置信号，计算所述截割臂和铲板之间的距离；

判断所述距离是否小于预置的极限距离，若是，则驱动电磁阀，使液压系统控制其执行装置进行主动防护。

10.根据权利要求9所述的防碰控制方法，其特征在于，还包括如下步骤：

获取机身相对于水平面所成的第一角度和截割臂与水平面所成第二角度；

计算所述第一角度和第二角度之差；

根据割臂处于水平状态时截割头的高度以及所述第一角度和第二角度之差，确定截割臂截割头的实际作业高度；

所述实际作业高度大于预置的极限高度时，则驱动电磁阀，使液压系统控制执行装置进行限高模式下的掘进。