[实用新型]工程机械及其作业空间动态防碰撞系统

说明书

本实用新型公开一种工程机械及其作业空间动态防碰撞系统。该系统环境感知装置、臂架运动感知装置、作业空间动态防碰撞装置和执行装置，其中，环境感知装置设置在工程机械臂架上，以扫描探测工程机械臂架周围的障碍物信息，并将所述障碍物信息发送给作业空间动态防碰撞装置；臂架运动感知装置设置在工程机械臂架上，以获取工程机械的臂架运动信息，并将所述臂架运动信息发送给作业空间动态防碰撞装置；作业空间动态防碰撞装置在工程机械臂架周围的障碍物坐标位于臂架周围预定预警区域的情况下，指示执行装置向外发出碰撞警报信息。本实用新型通过在工程机械上增加环境感知装置，可以动态扫描周围环境，自动识别可能发生碰撞危险的状态。

技术领域

本实用新型涉及工程机械领域，特别涉及一种工程机械及其作业空间动态防碰撞系统。

背景技术

起重机是最主要的进行吊装作业的工程机械，但其作业环境复杂多变，其事故率较高。造成事故的主要原因是起吊过载和作业视野限制导致的碰撞。

发明内容

申请人发现：相关技术为了防止吊装作业过程中的碰撞，采用了吊装前的路径规划的解决方法。

吊装前的路径规划是将起重机作为多自由度的机械手，建立其运动学和动力学模型，在其可配置空间内通过寻优防碰撞算法计算其防碰撞路径。但是，由于搜索算法通常较为复杂，对计算机资源要求较高，难以在车载控制器上实现。另外，吊装前路径规划所使用的障碍物模型是静态模型，但施工现场是动态环境，因此其计算防碰撞路径与实际情况不符。

鉴于以上技术问题，本实用新型提供了一种工程机械及其作业空间动态防碰撞系统，保证了起重机在吊装作业过程中的安全，减轻了操作人员的工作强度。

根据本实用新型的一个方面，提供一种作业空间动态防碰撞系统，包括环境感知装置、臂架运动感知装置、作业空间动态防碰撞装置和执行装置，其中：

环境感知装置与作业空间动态防碰撞装置连接，臂架运动感知装置与作业空间动态防碰撞装置连接，作业空间动态防碰撞装置与执行装置连接；

环境感知装置设置在工程机械臂架上，以扫描探测工程机械臂架周围的障碍物信息，并将所述障碍物信息发送给作业空间动态防碰撞装置；臂架运动感知装置设置在工程机械臂架上，以获取工程机械的臂架运动信息，并将所述臂架运动信息发送给作业空间动态防碰撞装置；作业空间动态防碰撞装置在工程机械臂架周围的障碍物坐标位于臂架周围预定预警区域的情况下，指示执行装置向外发出碰撞警报信息。

在本实用新型的一些实施例中，所述环境感知装置包括水平探测设备和垂直探测设备中的至少一项，其中：

所述水平探测设备设置在臂架底面，以扫描探测臂架回转运动方向的障碍物；

所述垂直探测设备设置在臂架侧面，以扫描探测臂架变幅运动方向的障碍物。

在本实用新型的一些实施例中，所述水平探测设备和所述垂直探测设备均为毫米波雷达。

在本实用新型的一些实施例中，所述水平探测设备的探测范围为沿臂架轴向形成的与臂架底面平行的扇形区域；

所述垂直探测设备的探测范围为沿臂架轴向形成的与臂架侧面平行的扇形区域。

在本实用新型的一些实施例中，所述水平探测设备和所述垂直探测设备均安装在工程机械基本臂靠近变幅油缸铰接点的位置。

在本实用新型的一些实施例中，所述臂架运动感知装置包括回转角度传感器、变幅角度传感器、伸缩长度传感器和吊钩长度传感器中的至少一项；

所述臂架运动信息包括臂架回转角度、臂架变幅角度、臂架伸缩长度和吊钩位置信息中的至少一项。