CN103604408A - 臂架工作状态参数检测方法、设备、***及工程机械 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种臂架工作状态参数检测方法、一种臂架载重判断方法、一种臂架工作状态参数检测设备、一种臂架载重判断设备、一种臂架工作状态参数检测***以及一种工程机械，该方法包括：接收由角度传感器检测的n节臂架的每一节臂架的两端的弧面切线与地平面之间的角度数据以及由伸长量传感器检测的除第一节臂架外每一节臂架的臂架伸长量；以及根据所述角度数据和所述臂架伸长量计算臂架工作状态参数。本发明可以实时地、精确地计算臂架工作状态参数，提高了具有臂架的工程机械的安全性。

Description

臂架工作状态参数检测方法、设备、***及工程机械

技术领域

本发明涉及工程机械领域，具体地，涉及一种臂架工作状态参数检测方法、一种臂架载重判断方法、一种臂架工作状态参数检测设备、一种臂架载重判断设备、一种臂架工作状态参数检测***以及一种工程机械。 

背景技术

由于臂架（梯架）自身变形以及受实际工作环境的影响，其实际升高高度和幅度很难预先确定。例如，消防车辆一般设有可伸缩式云梯臂架或可折叠展开的臂架，带有工作斗、灭火装置等，以供消防人员登高进行灭火和营救被困人员，是高层建筑灭火以及抢险救援的主要设备。消防车的最主要工作性能体现在其可伸缩的云梯臂架或可折叠展开的臂架上，而臂架（梯架）的主要性能就是其可升高的高度以及可伸展的幅度。因此，精确、实时地计算臂架实际工作高度和幅度，对实现带有臂架的设备性能以及保证其工作安全性极为重要。 

现有技术中，对臂架工作高度以及幅度计算方法为近似三角形计算方法。这种计算方法只通过检测臂架举起角度以及臂架伸出长度，从而近似得到臂架工作高度和幅度。但是，在实际工作环境下，由于受外载荷以及自身重量等多种因素的综合影响，臂架会发生一定的变形，使得臂架实际工作高度与理想高度、实际工作幅度与理想幅度存在很大偏差，存在安全隐患。 

发明内容

针对现有技术中存在的上述问题，本发明提供了一种臂架工作状态参数检测方法，该方法包括：接收由角度传感器检测的n节臂架的每一节臂架的两端的弧面切线与地平面之间的角度数据以及由伸长量传感器检测的除 第一节臂架外每一节臂架的臂架伸长量；以及根据所述角度数据和所述臂架伸长量计算臂架工作状态参数。 

此外，本发明还提供了一种臂架载重判断方法，该方法包括：根据预警约束条件、臂架工作斗的载重数据和当前的臂架工作状态参数判断所述工作斗的当前载重是否达到最大载重；以及在所述工作斗的当前载重达到最大载重的情况下，输出报警信号，其中所述臂架工作状态参数根据本发明提供的臂架工作状态参数检测方法来计算。 

相应地，本发明又提供了一种臂架工作状态参数检测设备，该设备包括：接收器，用于接收由角度传感器检测的n节臂架的每一节臂架的两端的弧面切线与地平面之间的角度数据以及由伸长量传感器检测的除第一节臂架外每一节臂架的臂架伸长量；以及控制器，用于根据所述角度数据和所述臂架伸长量计算臂架工作状态参数。 

相应地，本发明又提供了一种臂架载重判断设备，该设备包括：控制器，该控制器用于：根据预警约束条件、臂架工作斗的载重数据和当前的臂架工作状态参数判断所述工作斗的当前载重是否达到最大载重；以及在所述工作斗的当前载重达到最大载重的情况下输出报警信号，其中所述臂架工作状态参数根据本发明所提供的臂架工作状态参数检测方法来计算。 

另外，本发明还提供了一种臂架工作状态参数检测***，该***包括：角度传感器用于检测n节臂架的每一节臂架的两端的弧面切线与地平面之间的角度；伸长量传感器用于检测除第一节臂架外每一节臂架的臂架伸长量；以及根据本发明所提供的臂架工作状态参数检测设备，该设备分别与所述角度传感器和所述伸长量传感器连接。 

相应地，本发明提供了一种包括根据本发明所提供的臂架工作状态参数检测***的工程机械。 

采用本发明提供的臂架工作状态参数检测方法、设备、***以及工程 机械，可以通过接收由角度传感器检测的n节臂架的每一节臂架的两端的弧面切线与地平面之间的角度数据以及由伸长量传感器检测的除第一节臂架外每一节臂架的臂架伸长量来精确地计算臂架工作状态参数，利用计算得到的臂架工作状态参数可以精确计算臂架实际工作高度和幅度，提高了臂架工作的精确度和安全性。 

并且，本发明提供的臂架载重判断设备和方法能够根据预警约束条件、臂架工作斗的载重数据和当前的臂架工作状态参数判断臂架工作斗的当前载重是否达到最大载重，在所述工作斗的当前载重达到最大载重的情况下进行报警，能够保证臂架工作斗的安全。 

本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。 

附图说明

附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中： 

图1是根据本发明的一种实施方式的臂架工作状态检测设备的示意图； 

图2是根据本发明的一种实施方式的臂架工作状态的示意图； 

图3是根据本发明的一种实施方式的臂架工作状态的等效图； 

图4进一步示出了图3中所示的臂架实际位置的等效图； 

图5进一步示出了图2-图4中所示的任一节臂架的两端的弧面切线与地平面之间的角度； 

图6示出了根据本发明的一种实施方式计算臂架工作幅度值X_Tn的示意图； 

图7示出了根据本发明的一种实施方式计算臂架工作高度值H_Tn的示意 图； 

图8是根据本发明的一种实施方式的臂架工作状态检测方法的流程图；以及 

图9是根据本发明的一种实施方式的臂架载重判断方法的流程图。 

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。 

下文将以具有臂架的云梯消防车为例说明本发明的思想，但应该理解的是，本发明的臂架工作状态参数检测方法、设备、***以及臂架载重判断设备和方法可以用于任何具有臂架的工程机械（例如，起重机等），本发明对此并不限定。 

图1是根据本发明的一种实施方式的臂架工作状态检测设备的示意图，如图1所示，该设备包括：接收器100，用于接收由角度传感器检测的n节臂架的每一节臂架的两端的弧面切线与地平面之间的角度数据以及由伸长量传感器检测的除第一节臂架外每一节臂架的臂架伸长量；以及控制器200，用于根据所述角度数据和所述臂架伸长量计算臂架工作状态参数。 

具体来说，图2是根据本发明的一种实施方式的臂架工作状态的示意图。如图2所示，以具有三节臂架的云梯消防车为例（图2中示出的为具有三节臂架的云梯消防车），其中臂架状态1为臂架理想位置（即没有发生变形），臂架状态2臂架实际位置，第三节臂架的工作斗3的A处可以安装有称重传感器，以测量第三节臂架的工作斗3的当前载重。对于角度传感器的安装，可以根据实际情况进行选择，例如如图2所示，可以在三节臂架的第一节臂架的始末端、第二节和第三节臂架的末端分别安装角度传感器（如图 2所示的B、C、D、E、F等处），以用于检测每一节臂架的两端的弧面切线与地平面之间的角度，这样可以实现检测每一节臂架的两端的弧面切线与地平面之间的角度的同时所用角度传感器的数量最少，节约了资源。由于各节臂架为同步伸缩，即除第一节臂架外，每节臂架（例如第二、三节臂架）的伸长量是相同的，因此只需要在第一节臂架的末端或者第二节臂架的始端安装伸长量传感器，（例如，图2所示的D、E等处），以用于检测除第一节臂架之外的每一节臂架的臂架伸长量Ls（例如，图2所示的第二节、第三节臂架的臂架伸长量Ls），第一节臂架的臂架伸长量为固定值L。应当理解的是，本领域技术人员可以根据实际情况（例如，臂架类型、资金投入等）选择角度传感器、伸长量传感器、以及称重传感器的安装位置和数量，本发明对此不进行限定。 

根据本发明的一种实施方式，接收器100可以接收所述角度传感器检测的n节臂架的每一节臂架的两端的弧面切线与地平面之间的角度数据以及所述伸长量传感器检测的除第一节臂架外每一节臂架的臂架伸长量。之后，与接收器100连接的控制器200可以根据所述角度数据和所述臂架伸长量计算臂架工作状态参数。 

优选地，所述臂架工作状态参数可以包括：第n节臂架的工作斗底部所在平面距离地平面的臂架工作高度值H_Tn；以及第n节臂架的工作斗始端距离臂架回转中心的臂架工作幅度值X_Tn。应当理解的是，所述臂架工作状态参数也可以包括当前载重和/或最大载重等反映臂架状态的各种参数，本发明对此不进行限定。 

如图2所示，假设臂架状态1为臂架理想位置（即没有发生变形），臂架状态2为臂架实际位置，可以看出，如果采用现有技术中以臂架状态1来计算上述臂架工作状态参数会产生很大偏差。为了精确计算臂架工作高度 值H_Tn和臂架工作幅度值X_Tn,本发明采用下述方法来计算臂架工作状态参数。 

图3是根据本发明的一种实施方式的臂架工作状态的等效图。如图3所示，将图2中所示的臂架实际位置等效简化为图3所示的折线，其中臂架状态1为臂架理想位置，臂架状态2为臂架实际位置。图4进一步示出了图3中所示的臂架实际位置的等效图。图5进一步示出了图2-图4中所示的任一节臂架的两端的弧面切线与地平面之间的角度。图6示出了根据本发明的一种实施方式计算臂架工作幅度值X_Tn的示意图。图7示出了根据本发明的一种实施方式计算臂架工作高度值H_Tn的示意图。 

根据本发明的一种实施方式，由于每一节臂架的臂架伸长量相同，所述臂架工作状态参数根据以下公式计算： 

H_Tn=[L+(n-1)L_S]·sinθ₁-d_n·cosθ_n+1+h₀-h₂

X_Tn=[L+(n-1)L_S]·cosθ₁+d_n·sinθ_n+1-x₀+x₂

                                                     公式（1） 

其中，n表示工程机械具有n节臂架，L为第一节臂架的臂架固定长度，L_S为除第一节臂架外每一节臂架的臂架伸长量（可以由所述伸长量传感器检测），θ₁和θ_n为第一节臂架和第n节臂架的角度数据（可以由所述角度传感器检测），h₀和h₂分别为第一节臂架始端距离地平面的高度和第n节臂架末端距离第n节臂架的工作斗3底部所在平面的高度（为固定值可以预先存储在控制器200中，或者也可以从***中接收h₀和h₂的值)，x₀和x₂分别为第一节臂架始端距离臂架回转中心的幅度（即水平距离）和第n节臂架末端距离第n节臂架的工作斗始端的幅度（为固定值可以预先存储在控制器200中，或者也可以从***中接收x₀和x₂的值)，d_n为第n节臂架的臂架末 端实际位置与第n节臂架的臂架末端理论位置之间的偏移量。 

对于所述偏移量d_n可以根据以下公式计算： 

d_n≈(θ₁-θ₂)[L+(n-1)L_S]+(θ₂-θ₂)[L+(n-2)L_S]+…+(θ_n-θ_n+1)L_S

                                                         公式（2） 

其中，θ₁、θ₂、θ₃、...、θ_n+1为第一节臂架到第n节臂架的角度数据。 

根据公式（1）（2），控制器200可以计算出具有n节臂架的臂架工作幅度值X_Tn以及臂架工作高度值H_Tn。 

根据本发明的一种实施方式，仍以三节臂架为例，说明上述公式（1）（2）的推导过程。如图4所示，α₁、α₂和α₃分别表示第一、第二和第三节臂架简化折线与臂架理论位置之间的夹角，d表示第三节臂架的臂架末端实际位置与第三节臂架的臂架末端理论位置之间的偏移量。图5进一步示出了图2-图4中所示的任一节臂架的两端的弧面切线与地平面之间的角度，其中θ_i和θ_i+1分别表示该臂架的第i处（该节臂架的始端）和第i+1处（（该节臂架的末端）所测得的角度数据，即对于三节臂架来说，测得的角度数据是θ₁至θ₄；α_i表示该节臂架简化折线与臂架理论位置之间的夹角，d_i表示该节臂架末端的实际位置与臂架理论位置之间的位移量，即： 

d=(L+2L_S）·sinα₁+(L+L_S)·sinα₂+L_S·sinα₃       公式（3） 

由于臂架末端由于变形发生的位移d与臂架长度或伸长量（L或L_S）相比要小得多，因此可以认为： 

α_i≈sinα_i

α_i≈θ_i-θ_i+1         公式（4） 

将公式(4)代入公式(3)中，可以得到: 

d≈(θ₁-θ₂)·(L+2L_S)+(θ₂-θ₃)·(L+L_S)+(θ₃-θ₄)·L_S

                                                        公式（5） 

将公式（5）简化后可以得到： 

d≈(θ₁-θ₃)·L+(2θ₁-θ₂-θ₄)·L_S             公式（6） 

由上述公式可知，位移量d可以根据检测到的角度数据和伸长量得出，下面可以进一步求得臂架工作状态参数（即臂架工作幅度值X_Tn，图6中以x_T示出，和臂架工作高度值H_Tn，图7中以h_T示出）。 

如图6和图7所示，通过几何关系可以得出下式： 

$\left\{\begin{array}{c}{h}_T=h_{T1}+h_0-h_2\\ h_{T1}=h_1-d\·{\cos \mathrm{\θ}}_4\\ h_1=(L+{2L}_S)\·{\sin \mathrm{\θ}}_1\end{array}\right.$          公式（7） 

$\left\{\begin{array}{c}{x}_T=x_{T1}-x_0+x_2\\ x_{T1}=x_1+d\·\sin {\mathrm{\θ}}_4\\ x_1=(L+2L_S)\·{\cos \mathrm{\θ}}_1\end{array}\right.$          公式（8） 

其中，h_T1和h₁分别为第n节臂架末端距离第一节臂架始端所在平面的高度、假设处于理想位置的第n节臂架末端距离第一节臂架始端所在平面的高度，x_T1和x₁分别为第n节臂架末端距离第一节臂架始端的幅度（水平距离）、假设处于理想位置的第n节臂架末端距离第一节臂架始端的幅度。 

通过上式可以得出臂架工作幅度值x_T和臂架工作高度值h_T： 

h_T=（L+2L_S)·sinθ₁-d·cosθ₄+h₀-h₂

x_T=(L+2L_S)·cosθ₁+d·sinθ₄-x₀+x₂

                                                        公式（9） 

进一步地，可以将公式（6）代入上式即可得到： 

h_T=(L+2L_S)sinθ₁-[(θ₁-θ₃)L+(2θ₁-θ₂-θ₄)L_S]cosθ₄+h₀-h₂

x_T=(L+2L_S)cosθ₁+[(θ₁-θ₃)L+(2θ₁-θ₂-θ₄)L_S]sinθ₄-x₀+x₂

                                                    公式（10） 

根据上述推导可知，对于具有n节臂架的工程机械，可以通过上述类似计算过程推导出公式（1）和（2），以精确计算臂架工作高度值H_Tn和臂架工作幅度值X_Tn。 

优选地，臂架工作状态检测设备还可以包括显示装置（未示出），该显示装置可以与控制器200连接，用于显示计算的臂架工作状态参数，例如显示臂架工作高度值H_Tn和臂架工作幅度值X_Tn，以方便相关人员获得上述参数。 

根据本发明的另一种实施方式，为了保证云梯消防车的工作斗的安全、准确地工作，本发明还提供了一种臂架载重判断设备，该设备包括：控制器，该控制器用于：根据预警约束条件、臂架工作斗的载重数据和当前的臂架工作状态参数判断所述工作斗的当前载重是否达到最大载重；以及在所述工作斗的当前载重达到最大载重的情况下输出报警信号，其中所述臂架工作状态参数根据本发明上述实施方式所提供的臂架工作状态参数检测方法来计算。 

具体来说，当臂架工作状态参数检测设备获得了上述臂架工作高度值H_Tn和臂架工作幅度值X_Tn后，其可以将上述参数发送给臂架载重判断设备，该臂架载重判断设备可以根据预警约束条件、臂架工作斗的载重数据（例如，从A处的称重传感器检测的工作斗当前载重）和当前的臂架工作状态参数（例如，计算的臂架工作幅度值X_Tn)判断所述工作斗的当前载重是否达到最大载重，其中所述预警约束条件可以是预先存储在臂架载重判断设备或其控制器中（也可以是从外部接收的，例如人工输入等操作）的臂架工作幅度值（或范围）与最大载重之间的对应关系。并且，该设备在判断所述工作斗的当前载重达到最大载重的情况下输出报警信号，其中所述臂架工作状态参 数根据本发明所提供的臂架工作状态参数检测方法来计算。 

根据本发明的一种实施方式，所述预警约束条件可以是臂架工作幅度值范围与最大载重之间的对应关系，例如对应关系可以采用下列形式表示： 

L≤x_T≤X_T1→p≤p_Max1

X_T1≤x_T≤X_T2→p≤p_Max2

...... 

X_T1≤x_T≤X_T(i+1)→p≤p_Max(i+1)

其中，X_T为计算出的当前臂架工作幅度值，X_T1-X_T(i+1)为对象关系中不同等级所对应的幅度范围，p为检测到的工作斗3的实时载重，p_Max1-p_Max(i+1)为对象关系中不同等级幅度范围所对应的最大载重。应当理解的是，上述示例仅是说明预警约束条件的非局限性示例，本领域技术人员可以采用任何适当的预警约束条件来判断工作斗3是否达到最大载重（例如，也可以以数据库来实现），本发明对此并不进行限定。 

根据本发明的另一种实施方式，该臂架载重判断设备还可以包括报警装置，用于根据所述报警信号进行报警操作。优选地，所述报警装置包括显示屏、指示灯、蜂鸣器等具有指示作用的装置。 

例如，报警装置可以在显示屏上实时显示计算的臂架工作状态参数值（例如臂架工作高度值H_Tn和臂架工作幅度值X_Tn)、当前载重p、到达的预警约束条件（即显示对应等级的幅度范围X_T1-X_T(i+1)，和相应的最大载重p_Max1-p_Max(i+1)），来提醒相关人员。当报警装置接收到该臂架载重判断设备输出的报警信号时，其可以开启指示灯和蜂鸣器来警示操作人员应当立即停止增重或调整臂架幅度和高度，以避免工作斗超重，导致安全事故的发生。根据上述实施方式，可以实现对工作斗载重进行实时监控的同时，又提高整个控制过程的安全性。 

应当理解的是，虽然这里将臂架载重判断设备与臂架工作状态参数检 测设备描述为独立的设备，但是本领域人员也可以根据实际情况将他们组合使用，例如臂架工作状态参数检测设备的控制器200也可以实现上述臂架载重判断设备的功能，并且也可以包括臂架载重判断设备的所有或部分元件。 

图8是根据本发明的一种实施方式的臂架工作状态检测方法的流程图。如图8所示，该方法以下步骤： 

在步骤1001，接收由角度传感器检测的n节臂架的每一节臂架的两端的弧面切线与地平面之间的角度数据以及由伸长量传感器检测的除第一节臂架外每一节臂架的臂架伸长量； 

在步骤1002，根据所述角度数据和所述臂架伸长量计算臂架工作状态参数。 

优选地，所述臂架工作状态参数包括：第n节臂架的工作斗底部所在平面距离地平面的臂架工作高度值H_Tn；以及第n节臂架的工作斗始端距离臂架回转中心的臂架工作幅度值X_Tn。 

优选地，所述每一节臂架的臂架伸长量相同，所述臂架工作状态参数根据以下公式计算： 

H_Tn=[L+(n-1)L_S]·sinθ₁-d_n·cosθ_n+1+h₀-h₂

X_Tn=[L+(n-1)L_S]·cosθ₁+d_n·sinθ_n+1-x₀+x₂

其中，L为第一节臂架的臂架固定长度，L_S为除第一节臂架外每一节臂架的臂架伸长量，θ₁和θ_n为第一节臂架和第n节臂架的角度数据，h₀和h₂分别为第一节臂架始端距离地平面的高度和第n节臂架末端距离第n节臂架的工作斗底部所在平面的高度，x₀和x₂分别为第一节臂架始端距离臂架回转中心的幅度和第n节臂架末端距离第n节臂架的工作斗始端的幅度，d_n为第n 节臂架的臂架末端实际位置与第n节臂架的臂架末端理论位置之间的偏移量。 

优选地，所述偏移量d_n根据以下公式计算： 

d_n≈(θ₁-θ₂)[L+(n-1)L_S]+(θ₂-θ₃)[L+(n-2)L_S]+…+(θ_n-θ_n+1)L_S其中，θ₁、θ₂、θ₃、...、θ_n+1为第一节臂架到第n节臂架的角度数据。 

图9是根据本发明的一种实施方式的臂架载重判断方法的流程图。如图9所示，该方法包括以下步骤： 

在步骤2001，根据预警约束条件、臂架工作斗的载重数据和当前的臂架工作状态参数，判断所述工作斗的当前载重是否达到最大载重； 

在步骤2002，在所述工作斗的当前载重达到最大载重的情况下，输出报警信号，其中所述臂架工作状态参数根据本发明所提供的臂架工作状态参数检测方法来计算。 

上述方法步骤中对于臂架工作状态参数、预警约束条件等的计算方法、选择、和设置等的实施方式如上所述，在此不再赘述。 

相应地，本发明还提供了一种臂架工作状态参数检测***，该***可以包括：角度传感器，用于检测n节臂架的每一节臂架的两端的弧面切线与地平面之间的角度；伸长量传感器，用于检测除第一节臂架外每一节臂架的臂架伸长量；以及根据本发明所提供的实施方式的臂架工作状态参数检测设备，该设备分别与所述角度传感器和所述伸长量传感器连接。 

优选地，该***还可以包括根据本发明所提供的实施方式的臂架载重判断设备，所述臂架载重判断设备与所述臂架工作状态参数检测设备连接。同时，该***也可以使用上述臂架工作状态参数检测方法和臂架载重判断方法。 

上述多种实施方式可以独立使用也可以以组合形式结合使用，本领域 技术人员可以根据实际情况来适当的选择和设置。 

相应地，本发明还提供了一种包括根据本发明所提供的实施方式的臂架工作状态参数检测***的工程机械，例如云梯消防车、起重机等具有臂架的工程机械。 

采用本发明提供的臂架工作状态参数检测方法、设备、***以及工程机械，可以通过接收由角度传感器检测的n节臂架的每一节臂架的两端的弧面切线与地平面之间的角度数据以及由伸长量传感器检测的除第一节臂架外每一节臂架的臂架伸长量来精确地计算臂架工作状态参数，利用计算得到的臂架工作状态参数可以精确计算臂架实际工作高度和幅度，提高了臂架工作的精确度和安全性。 

并且，本发明提供的臂架载重判断设备和方法能够根据预警约束条件、臂架工作斗的载重数据和当前的臂架工作状态参数判断臂架工作斗的当前载重是否达到最大载重，在所述工作斗的当前载重达到最大载重的情况下进行报警，能够保证臂架工作斗的安全。 

以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。 

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。 

此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。 

Claims (13)

1.一种臂架工作状态参数检测方法，其特征在于，该方法包括：

接收由角度传感器检测的n节臂架的每一节臂架的两端的弧面切线与地平面之间的角度数据以及由伸长量传感器检测的除第一节臂架外每一节臂架的臂架伸长量；以及

根据所述角度数据和所述臂架伸长量计算臂架工作状态参数。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述臂架工作状态参数包括：

第n节臂架的工作斗底部所在平面距离地平面的臂架工作高度值H_Tn；以及

第n节臂架的工作斗始端距离臂架回转中心的臂架工作幅度值X_Tn。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述每一节臂架的臂架伸长量相同，所述臂架工作状态参数根据以下公式计算：

H_Tn=[L+(n-1)L_S]·sinθ₁-d_n·cosθ_n+1+h₀-h₂

X_Tn=[L+(n-1)L_S]·cosθ₁+d_n·sinθ_n+1-x₀+x₂

其中，L为第一节臂架的臂架固定长度，L_S为除第一节臂架外每一节臂架的臂架伸长量，θ₁和θ_n为第一节臂架和第n节臂架的角度数据，h₀和h₂分别为第一节臂架始端距离地平面的高度和第n节臂架末端距离第n节臂架的工作斗底部所在平面的高度，x₀和x₂分别为第一节臂架始端距离臂架回转中心的幅度和第n节臂架末端距离第n节臂架的工作斗始端的幅度，d_n为第n节臂架的臂架末端实际位置与第n节臂架的臂架末端理论位置之间的偏移量。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述偏移量d_n根据以下公式计算：

d_n≈(θ₁-θ₂)[L+(n-1)L_S]+(θ₂-θ₃)[L+(n-2)L_S]+…+(θ_n-θ_n+1)L_S其中，θ₁、θ₂、θ₃、...、θ_n+1为第一节臂架到第n节臂架的角度数据。

5.一种臂架载重判断方法，其特征在于，该方法包括：

根据预警约束条件、臂架工作斗的载重数据和当前的臂架工作状态参数，判断所述工作斗的当前载重是否达到最大载重；以及

在所述工作斗的当前载重达到最大载重的情况下，输出报警信号，其中所述臂架工作状态参数根据权利要求1-4中任一项所述的臂架工作状态参数检测方法来计算。

6.一种臂架工作状态参数检测设备，其特征在于，该设备包括：

接收器，用于接收由角度传感器检测的n节臂架的每一节臂架的两端的弧面切线与地平面之间的角度数据以及由伸长量传感器检测的除第一节臂架外每一节臂架的臂架伸长量；以及

控制器，用于根据所述角度数据和所述臂架伸长量计算臂架工作状态参数。

7.根据权利要求6所述的设备，其特征在于，所述臂架工作状态参数包括：

第n节臂架的工作斗底部所在平面距离地平面的臂架工作高度值H_Tn；以及

第n节臂架的工作斗始端距离臂架回转中心的臂架工作幅度值X_Tn。

8.根据权利要求7所述的设备，其特征在于，所述每一节臂架的臂架伸长量相同，所述臂架工作状态参数根据以下公式计算：

H_Tn=[L+(n-1)L_S]·sinθ₁-d_n·cosθ_n+1+h₀-h₂

X_Tn=[L+(n-1)L_S]·cosθ₁+d_n·sinθ_n+1-x₀+x₂

其中，L为第一节臂架的臂架固定长度，L_S为除第一节臂架外每一节臂架的臂架伸长量，θ₁和θ_n为第一节臂架和第n节臂架的角度数据，h₀和h₂分别为第一节臂架始端距离地平面的高度和第n节臂架末端距离第n节臂架的工作斗底部所在平面的高度，x₀和x₂分别为第一节臂架始端距离臂架回转中心的幅度和第n节臂架末端距离第n节臂架的工作斗始端的幅度，d_n为第n节臂架的臂架末端实际位置与第n节臂架的臂架末端理论位置之间的偏移量。

9.根据权利要求8所述的设备，其特征在于，所述偏移量d_n根据以下公式计算：

d_n≈(θ₁-θ₂)[L+(n-1)L_S]+(θ₂-θ₃)[L+(n-2)L_S]+…+(θ_n-θ_n+1)L_S其中，θ₁、θ₂、θ₃、...、θ_n+1为第一节臂架到第n节臂架的角度数据。

10.一种臂架载重判断设备，其特征在于，该设备包括：

控制器，该控制器用于：

根据预警约束条件、臂架工作斗的载重数据和当前的臂架工作状态参数判断所述工作斗的当前载重是否达到最大载重；以及

在所述工作斗的当前载重达到最大载重的情况下输出报警信号，其中所述臂架工作状态参数根据权利要求1-4中任一项所述的臂架工作状态参数检测方法来计算。

11.一种臂架工作状态参数检测***，其特征在于，该***包括：

角度传感器，用于检测n节臂架的每一节臂架的两端的弧面切线与地平面之间的角度；

伸长量传感器，用于检测除第一节臂架外每一节臂架的臂架伸长量；以及

根据权利要求6-9中任一项所述的臂架工作状态参数检测设备，该设备分别与所述角度传感器和所述伸长量传感器连接。

12.根据权利要求11所述的***，其特征在于，该***还包括根据权利要求10所述的臂架载重判断设备，所述臂架载重判断设备与所述臂架工作状态参数检测设备连接。

13.一种包括权利要求11-12中任一项权利要求所述的臂架工作状态参数检测***的工程机械。

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