專利名稱：用于施工車輛操作桿的安全保障系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總體上涉及一種用于操作桿的安全保障系統(tǒng)，特別是，涉及到一種安全保障系統(tǒng)，用于當(dāng)控制施工車輛的施工機構(gòu)的操作桿處于操作狀態(tài)時，防止安全桿松開時工作設(shè)備運轉(zhuǎn)。
背景技術(shù)：
總體來說，包括一臺挖掘機的施工車輛具有類似于操縱桿或駕駛踏板的操作桿。操縱桿用于操作工作工具例如吊桿、機械臂、鏟斗，以及旋轉(zhuǎn)單元。駕駛踏板用來加速車輛。
來自發(fā)動機驅(qū)動的液壓泵的液壓作為操作工作設(shè)備、旋轉(zhuǎn)設(shè)備和推進設(shè)備運轉(zhuǎn)的驅(qū)動功率源?？刂破鞲鶕?jù)操作桿的控制輸入(操縱量)控制每種控制閥，并主要控制提供給工作設(shè)備的液壓以及液壓流體的方向和流動來操縱工作設(shè)備。
例如，挖掘機是很重、厚大的施工設(shè)備并由液壓來操縱，因此在工作中保障安全性非常重要。通常，安全桿用來防止工作設(shè)備意外運行。因此，保障安全性的一種方法是，只有當(dāng)安全桿松開時工作設(shè)備才運轉(zhuǎn)，如果在工作設(shè)備運轉(zhuǎn)過程中安全桿被鎖定，操作桿停止工作并且所有工作設(shè)備也停止運轉(zhuǎn)。
然而，如果當(dāng)操作桿仍然處于操作狀態(tài)時安全桿被松開，通常的可能是工作設(shè)備會在安全桿松開的同時開始運轉(zhuǎn)。換句話說，雖然安全桿應(yīng)該在緊急情況下停止工作設(shè)備并起到安全保障系統(tǒng)的功能，確保工作設(shè)備停止運轉(zhuǎn)，但是當(dāng)操作桿處于操作狀態(tài)而安全桿松開時，沒有起到防止設(shè)備誤操作的功能。
為了嘗試解決上述問題，有一種技術(shù)用于根據(jù)來自連接在操作桿的液壓管路上壓力傳感器的信號，確定操作桿的操作狀態(tài)，并且如果發(fā)動機起動前操作桿處于操作狀態(tài)則停止挖掘機的發(fā)動機。
根據(jù)這一技術(shù)，即使操作桿處于操作狀態(tài)而安全桿松開，控制器，在確定操作桿的狀態(tài)后，能夠使發(fā)動機停止。因此，發(fā)動機一開始運轉(zhuǎn)工作設(shè)備就突然開始運轉(zhuǎn)這一機器誤操作將不再發(fā)生。然而，如果在發(fā)動機起動之后駕駛員意外的松開安全桿而操作桿已經(jīng)處于操作狀態(tài)，總是可能出現(xiàn)工作設(shè)備突然運轉(zhuǎn)，從而導(dǎo)致事故。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的一個目的是提供一種用于施工車輛操作桿的安全保障系統(tǒng)，在發(fā)動機開始運轉(zhuǎn)之前和之后安全桿松開的時刻，確保工作設(shè)備不會突然開始運轉(zhuǎn)，因此增強施工車輛的安全性。
為了達到上述目的，提供了一種用于施工車輛操作桿的安全保障系統(tǒng)，其中檢測發(fā)動機是否運轉(zhuǎn)、操作桿是否處于空檔位置以及安全桿是否處于操作狀態(tài)之后，才允許工作設(shè)備運轉(zhuǎn)。
發(fā)明的一方面提供一種用于施工車輛操作桿的安全保障系統(tǒng)，其中施工車輛包括多個工作設(shè)備，每個設(shè)備由發(fā)動機操縱的液壓泵驅(qū)動；一個操作桿，用于給工作設(shè)備產(chǎn)生驅(qū)動信號；和一個安全桿，用以當(dāng)安全桿被鎖定時停止操作桿；該安全保障系統(tǒng)分別包括一個接收器，用以接收分別來自檢測發(fā)動機曲軸轉(zhuǎn)速的發(fā)動機轉(zhuǎn)速檢測器、操作桿的控制輸入檢測器、以及安全桿位置檢測器的檢測信號；一個數(shù)據(jù)處理器，根據(jù)接收器接收的信號，確定發(fā)動機是否起動、操作桿是否處于空擋位置以及安全桿是否處于操作位置，做出是否運行工作設(shè)備的決定，并且通過整合在數(shù)據(jù)處理器中的空擋位置校驗位記錄是否做出操作桿處于操作狀態(tài)的決定；以及一個輸出設(shè)備，根據(jù)數(shù)據(jù)處理器的處理結(jié)果，輸出發(fā)動機停止信號、警告信號以及對應(yīng)于操作桿控制輸入的外部驅(qū)動信號。
特別是，如果發(fā)動機停止運轉(zhuǎn)而操作桿沒有處于空檔位置，操作桿的安全保障系統(tǒng)輸出發(fā)動機停止信號和警告信號；如果在發(fā)動機起動時，安全桿處于操作狀態(tài)，安全保障系統(tǒng)關(guān)閉空檔位置校驗位；如果發(fā)動機起動，安全桿松開并且空檔位置校驗位被關(guān)閉，那么假如操作桿沒有處于空檔位置，則安全保障系統(tǒng)輸出發(fā)動機停止信號以及警告信息，而假如操作桿處于空檔位置則安全保障系統(tǒng)將空檔位置校驗位的值改變?yōu)椤皁n”；如果發(fā)動機起動，安全桿被松開并且空檔位置校驗位為“on”，那么假如來自操作桿的信號正常，則安全保障系統(tǒng)根據(jù)操作桿的控制輸入信號來輸出驅(qū)動信號，而假如來自操作桿的信號異常，則安全保障系統(tǒng)輸出警告信息。


本發(fā)明的上述目標(biāo)，特性和優(yōu)點在下面的詳細說明中結(jié)合附圖而顯得更清晰，其中圖1為根據(jù)本發(fā)明一個實施例用于操作桿的安全保障系統(tǒng)的示意圖；以及圖2所示為描述根據(jù)本發(fā)明一個實施例用于操作桿安全保障系統(tǒng)的操作狀態(tài)的控制流程圖。
具體實施例方式
本發(fā)明一個優(yōu)選實施例將參考附圖在下面進行說明。在下面的說明中，眾所周知的功能或結(jié)構(gòu)將不詳細說明，既然它們在不必要的細節(jié)中不能突現(xiàn)本發(fā)明。
圖1說明根據(jù)本發(fā)明一個實施例用于操作桿的安全保障系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)。如圖1所示，包含安全保障系統(tǒng)1的挖掘機的主要部件互相連接在一起。
參考圖1，挖掘機包括由發(fā)動機2操縱的液壓泵100，多個由液壓泵100驅(qū)動的工作設(shè)備101，用以將來自液壓泵100的液壓流體提供給工作設(shè)備101的方向控制閥102，操縱桿4和驅(qū)動踏板6用以產(chǎn)生給工作設(shè)備101的驅(qū)動信號，安全桿8，以及用于操作桿1的安全保障系統(tǒng)。
下文中，操縱桿4和驅(qū)動踏板6將被稱為操作桿50。
根據(jù)本發(fā)明一個實施例，用于操作桿1的安全保障系統(tǒng)包括接收器10，數(shù)據(jù)處理器20，以及輸出裝置30。接收器10接收每種信號，數(shù)據(jù)處理器20處理給接收器10的接收信號，以及輸出裝置30輸出信號以響應(yīng)處理信號。
更特殊的是，接收器10分別接收來自用于檢測發(fā)動機曲軸轉(zhuǎn)速的發(fā)動機轉(zhuǎn)速檢測器(未表示出)，操作桿50的控制輸入檢測器5a，5b和7，以及安全桿位置檢測器9的信號。發(fā)動機轉(zhuǎn)速檢測器(雖然沒有在圖中表示出來)被安裝在發(fā)動機ECU內(nèi)并檢測發(fā)動機曲軸轉(zhuǎn)速，并且檢測信號從發(fā)動機ECU傳遞給接收器10。
操作桿50的控制輸入檢測器5a，5b和7分別連接到操縱桿4a和4b以及驅(qū)動踏板6上，并以信號的形式輸出所檢測的操作桿50的控制輸入，將信號傳送給接收器10。同樣的，安全桿位置檢測器9連接到安全桿8上，并傳送給接收器10一個指示安全桿8是否松開或鎖上的信號。
數(shù)據(jù)處理器20，根據(jù)接收器10接收的信號，確定發(fā)動機2是否運轉(zhuǎn)，操作桿50是否處于空檔位置，以及安全桿8是否處于操作狀態(tài)，然后確定工作設(shè)備101是否應(yīng)該運轉(zhuǎn)。另外，數(shù)據(jù)處理器20包括一個空檔位置校驗位21，用以記錄操作桿50是否處于空檔位置的確定的存在。因此，數(shù)據(jù)處理器20可以更有效的檢查，操作桿50處于操作狀態(tài)時安全桿8是否松開的情況，假設(shè)發(fā)動機2已經(jīng)起動。
輸出裝置30停止，根據(jù)通過數(shù)據(jù)處理器20的處理結(jié)果，通過傳送給發(fā)動機ECU3的發(fā)動機停止信號來停止發(fā)動機2，或者傳送一個警告信號給顯示裝置104，或者根據(jù)操作桿50的控制輸入來輸出一個驅(qū)動信號給電子控制閥103。
圖2所示為根據(jù)本發(fā)明一個實施例，描述用于操作桿的安全保障系統(tǒng)的操作狀態(tài)的控制流程圖。下面將參考圖2對用于操作桿的安全保障系統(tǒng)1的操作狀態(tài)提供詳細說明。
安全保障系統(tǒng)1的控制流程顯示出，根據(jù)在系統(tǒng)1啟動的同一時刻發(fā)動機2是否已經(jīng)起動，系統(tǒng)1操作狀態(tài)是不同的。即，安全保障系統(tǒng)1的操作分為兩部分發(fā)動機2起動之前和之后。
A)發(fā)動機起動之前當(dāng)發(fā)動機2已經(jīng)停止時，安全保障系統(tǒng)1確定操作桿50是否處于空檔位置，如果得出操作桿50不處于空檔位置，安全保障系統(tǒng)1輸出發(fā)動機停止信號和警告信號。因此，在操作桿50沒有處于空檔位置的情況下，發(fā)動機停止信號被輸入到發(fā)動機ECU3并且發(fā)動機不能起動。在這一方法中，將不會出現(xiàn)操作桿50的誤操作。
B)在發(fā)動機起動后1)當(dāng)安全桿被鎖定時；如果發(fā)動機2正在運轉(zhuǎn)，安全保障系統(tǒng)1的數(shù)據(jù)處理器20確定安全桿8是否處于操作狀態(tài)。如果安全桿8處于操作狀態(tài)或被鎖定，數(shù)據(jù)處理器20關(guān)閉空檔位置校驗位21從而空檔位置校驗位21記錄系統(tǒng)1還沒有確定操作桿50是否處于空檔位置的事實，并且這將結(jié)束系統(tǒng)1的運行。
2)當(dāng)安全桿被松開如果安全桿8被松開而發(fā)動機2正在運轉(zhuǎn)，安全保障系統(tǒng)1首先確定存儲在空檔位置校驗位21的值。如果空檔位置校驗位21的值為“off”，表示操作桿50是否處于空檔位置的確定沒有做出。那么，系統(tǒng)1現(xiàn)在確定操作桿50是否處于空檔位置。
如果操作桿50處于空檔位置，系統(tǒng)1將空檔位置校驗位21改變?yōu)椤皁n”，并允許空檔位置校驗位21記錄系統(tǒng)1已經(jīng)確定操作桿50是否處于空檔位置的事實，然后系統(tǒng)1的運行結(jié)束。然而，如果操作桿50沒有處于空檔位置而是處于操作狀態(tài)，系統(tǒng)1輸出發(fā)動機停止信號或警告信息，因為工作設(shè)備在這種情況下不能運轉(zhuǎn)。另外，系統(tǒng)1輸出驅(qū)動信號使液壓油的值為“0”，然后結(jié)束運行。
如果空檔位置校驗位21的值為“on”，這表示系統(tǒng)1已經(jīng)確定操作桿50是否處于空檔位置。因此不需要再確定操作桿50是否處于空檔位置。而是，系統(tǒng)1確定來自操作桿50的電子信號輸入是否因為導(dǎo)線斷路或噪聲而發(fā)生異常。如果得出信號正常，系統(tǒng)1根據(jù)控制輸入計算液壓油并輸出相應(yīng)的驅(qū)動信號。然而，如果得出信號異常，系統(tǒng)1輸出警告信息以及用于使液壓油值為“0”的驅(qū)動信號，并結(jié)束運行。
如上所述，如果安全桿8被鎖定而發(fā)動機2正在運轉(zhuǎn)，系統(tǒng)1關(guān)閉空檔位置校驗位21。同樣的，如果安全桿8被松開而發(fā)動機正在運轉(zhuǎn)，系統(tǒng)1在驅(qū)動工作設(shè)備101之前首先確定空檔位置校驗位21的值。這是因為當(dāng)安全桿8松開時系統(tǒng)1的安全性應(yīng)該得到保證。
當(dāng)安全桿8松開時操作桿50處于空檔位置的情況下，系統(tǒng)1將空檔位置校驗位21的值改變?yōu)椤皁n”。這是因為當(dāng)安全桿8將其狀態(tài)從鎖定改變?yōu)樗砷_時，系統(tǒng)1只檢測一次操作桿50是否處于空檔位置，然后根據(jù)操作桿50的控制輸入來輸出驅(qū)動信號，從而系統(tǒng)1不需要再次檢測操作桿50的位置而只需要檢測來自操作桿50的信號是否正常。
如圖2中的控制流程圖所示，用于操作桿的安全保障系統(tǒng)1確定發(fā)動機是否起動，操作桿是否處于空檔位置，以及安全桿是否處于操作狀態(tài)。在這些操作后，系統(tǒng)1確保工作設(shè)備101不僅在發(fā)動機2起動而且在發(fā)動機已經(jīng)運轉(zhuǎn)的時候，或者操作桿50處于操作狀態(tài)而安全桿8松開時，不會意外運轉(zhuǎn)。
總之，根據(jù)本發(fā)明用于操作桿的安全保障系統(tǒng)，通過當(dāng)發(fā)動機起動之前和之后安全桿被松開時檢測操作桿是否處于空檔位置，并確定工作設(shè)備是否被操作，可以方便的用于提高施工車輛的安全性，從而工作設(shè)備不會意外或突然運行。
當(dāng)本發(fā)明參考其某一優(yōu)選實施例來展示和說明時，在本領(lǐng)域技術(shù)人員將在不脫離如權(quán)利要求所確定的本發(fā)明的精神和范圍的情況下，對其形式和細節(jié)進行各種改變。
權(quán)利要求
1.一種用于施工車輛的操作桿的安全保障系統(tǒng)，其中施工車輛包括多種工作設(shè)備，每種設(shè)備由發(fā)動機操縱的液壓泵來驅(qū)動；一個操作桿，用于產(chǎn)生工作設(shè)備的驅(qū)動信號；以及一個安全桿，用以當(dāng)安全桿被鎖定時停止操作桿，該安全保障系統(tǒng)包括一個接收器，用以接收分別來自檢測發(fā)動機曲軸轉(zhuǎn)速的發(fā)動機轉(zhuǎn)速檢測器、操作桿的控制輸入檢測器以及安全桿位置檢測器的檢測信號；一個數(shù)據(jù)處理器，用以根據(jù)接收器接收的信號，確定發(fā)動機是否起動、操作桿是否處于空檔位置以及安全桿是否處于操作狀態(tài)，做出是否運行工作設(shè)備的決定，并通過整合在數(shù)據(jù)處理器中的空檔位置校驗位，記錄是否做出操作桿位置的決定；以及一個輸出裝置，用以根據(jù)數(shù)據(jù)處理器的處理結(jié)果，輸出一個發(fā)動機停止信號、一個警告信號以及對應(yīng)于操作桿控制輸入的外部驅(qū)動信號。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的系統(tǒng)，其中，如果當(dāng)發(fā)動機停止運轉(zhuǎn)時操作桿沒有處于空檔位置，則用于操作桿的安全保障系統(tǒng)輸出發(fā)動機停止信號和警告信號；如果當(dāng)發(fā)動機起動時安全桿處于操作狀態(tài)，則安全保障系統(tǒng)關(guān)閉空檔位置校驗位；如果發(fā)動機起動并且安全桿被松開而空檔位置校驗位關(guān)閉，那么假如操作桿沒有處于空檔位置，則安全保障系統(tǒng)輸出發(fā)動機停止信號和警告信息，假如操作桿處于空檔位置，則安全保障系統(tǒng)將空檔位置校驗位改變?yōu)椤皁n”；如果發(fā)動機起動并且安全桿被松開而空檔位置校驗位為“on”，那么假如來自操作桿的信號正常，則安全保障系統(tǒng)根據(jù)操作桿的控制輸入來輸出驅(qū)動信號，假如來自操作桿的信號異常，則安全保障系統(tǒng)輸出警告信息。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于操作桿的安全保障系統(tǒng)，通過這一系統(tǒng)工作設(shè)備不會意外或突然運轉(zhuǎn)。該安全保障系統(tǒng)包括一個接收器，接收分別來自檢測發(fā)動機曲軸轉(zhuǎn)速的發(fā)動機轉(zhuǎn)速檢測器、操作桿的控制輸入檢測器，以及安全桿位置檢測器的檢測信號；一個數(shù)據(jù)處理器，用于確定發(fā)動機是否起動、操作桿是否處于空檔位置以及安全桿是否處于操作狀態(tài)；以及一個輸出裝置，用于輸出一個發(fā)動機停止信號、一個警告信號和對應(yīng)于操作桿控制輸入的驅(qū)動信號。
文檔編號B66F9/22GK1673466SQ200410071669
公開日2005年9月28日 申請日期2004年7月21日 優(yōu)先權(quán)日2004年3月22日
發(fā)明者金鎮(zhèn)燮 申請人:沃爾沃建造設(shè)備控股(瑞典)有限公司