[发明专利]一种工程机械安全控制方法

权利要求书

1.一种工程机械安全控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

采用角度传感器采集工程机械的运动臂架的倾角；

在所述运动臂架上指定关键点，并根据所述倾角计算所述关键点的坐标位置；

根据所述关键点的坐标位置建立所述运动臂架的实时外轮廓线；

选择所述关键点为风险点，并根据障碍物的坐标位置和所述实时外轮廓线，计算所述风险点所在圆距离电子前墙的水平距离；计算所述风险点到风险动作转轴的竖直距离；依据所述竖直距离与所述水平距离的比值，计算所述风险点的风险值；

根据所述风险点的风险值确定风险动作的风险值；

根据所述风险动作的风险值，安全控制运动臂架。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述运动臂架包括动臂、斗杆和铲斗，所述采集工程机械的运动臂架的倾角的步骤包括：采集所述动臂的倾角、所述斗杆的倾角和所述铲斗的倾角。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述在所述运动臂架上指定关键点，并根据所述倾角计算所述关键点的坐标位置的步骤包括：定义所述动臂的根点为第一关键点，所述动臂的油缸端点为第二关键点，所述斗杆的根点为第三关键点，所述铲斗的根点为第四关键点，所述铲斗的圆弧中心点为第五关键点，所述铲斗的尖点为第六关键点；

根据所述运动臂架实时的所述倾角，并令所述第一关键点为基准，计算所有关键点的坐标位置。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述根据关键点的坐标位置建立运动臂架的实时外轮廓线的步骤包括：以每个关键点的坐标位置为圆心，以每个关键点所需的安全距离为半径，形成六个圆，在相邻两个圆上形成外公切线，所有外公切线与外公切线之间的圆弧组成所述运动臂架的所述实时外轮廓线。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述选择关键点为风险点，并计算所述风险点的风险值的步骤包括：

令每个关键点为风险点，并分别令第一关键点、第三关键点和第四关键点为风险动作转轴，得出10个风险点的风险值。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述计算风险点所在圆距离电子前墙的水平距离的步骤包括：

计算所述风险点与所述第一关键点的水平距离；

计算所述第一关键点与所述电子前墙的水平距离；

依据所述风险点与所述第一关键点的水平距离、所述第一关键点与所述电子前墙的水平距离以及所述风险点的安全距离，计算所述风险点所在圆距离所述电子前墙的水平距离。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述计算所述风险点到风险动作转轴的竖直距离的步骤包括：

计算所述风险点到所述第一关键点的竖直距离；

计算所述第一关键点到所述风险动作转轴的竖直距离；

依据所述风险点到第一关键点的竖直距离与所述第一关键点到所述风险动作转轴的竖直距离之和即得到所述风险点到所述风险动作转轴的竖直距离。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述运动臂架的风险动作包括动臂提升、动臂下降、斗杆卸载、斗杆挖掘、铲斗卸载和铲斗挖掘，所述根据所述风险点的风险值确定风险动作的风险值的步骤包括：根据各个关键点的风险值得到所述动臂提升、所述动臂下降、所述斗杆卸载、所述斗杆挖掘、所述铲斗卸载和所述铲斗挖掘各自的风险值。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述根据风险动作的风险值，安全控制运动臂架的步骤包括：将风险动作的风险值与预设的最小风险系数比较，如果所述风险动作的风险值小于或等于最小风险系数，则不对所述风险动作进行限制；如果所述风险动作的风险值大于最小风险系数、且小于预设的最大风险系数，则对所述风险动作进行比例限制；如果所述风险动作的风险值大于或等于最大风险系数，则停止所述风险动作。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述对所述风险动作进行比例限制的步骤包括：

计算所述运动臂架的控制速度值，所述控制速度值的计算公式为：控制速度值＝理论最大速度值*[1-(风险动作的风险值-最小风险系数)/(最大风险系数-最小风险系数)]，其中，理论最大速度值指所述运动臂架的理论上可达到的最大速度值；

比较所述运动臂架的所述控制速度值与所述运动臂架的目前速度值的大小，并取二者中较小的速度值为所述运动臂架接下来的速度值。