CN115268505A - 高空作业车的工作平台防碰撞方法及高空作业车 - Google Patents

Abstract

本发明属于高空作业设备技术领域，公开了一种高空作业车的工作平台防碰撞方法及高空作业车，高空作业车的工作平台防碰撞方法主要包括：生成能够开障碍物的虚拟边界线，并根据虚拟边界线和工作平台的安全工作边界线生成安全工作区域；获取工作平台在移动过程中的实时方位坐标；根据实时方位坐标判断工作平台是否即将超出安全工作区域；若否，则控制工作平台正常移动；若是，则控制工作平台停止向安全工作区域外继续移动；高空作业车包括上述高空作业车的工作平台防碰撞方法。本发明提供的高空作业车的工作平台防碰撞方法，应用于高空作业车时能有效规避工作平台与安全工作边界线内的障碍物相碰撞的风险，保障高空作业过程的安全性和可靠性。

Description

高空作业车的工作平台防碰撞方法及高空作业车

技术领域

本发明涉及高空作业设备技术领域，尤其涉及一种高空作业车的工作平台防碰撞方法及高空作业车。

背景技术

高空作业车上的工作平台在臂架组件的作用下能够实现升降，以在一定范围内活动。目前，高空作业车内的控制器普遍预设有安全工作边界线。安全工作边界线具体为臂架组件在工作长度最短时由仰角最低位变幅至最高位过程中工作平台的轨迹、臂架组件在工作长度到达不使高空作业车倾翻的最长长度时由仰角最低位变幅至最高位过程中工作平台的轨迹、臂展组件在仰角最低位角度下由最短长度伸长至不使高空作业车倾翻的最长长度过程中工作平台的轨迹以及臂展组件在仰角最高位角度下由最短长度伸长至不使高空作业车倾翻的最长长度过程中工作平台的轨迹所组成的封闭扇环状的环线。工作平台在安全工作边界线内移动时，高空作业车能够保持稳定，不会出现倾翻风险。并且高空作业车上还设置有报警装置，当工作平台移动至安全工作边界线外时，控制器就会控制报警器报警，并适当的限制臂展组件的移动，避免作业平台移动至安全工作边界线外。

工作平台在进行高空作业时，其安全工作边界线内可能也会存在电线、玻璃墙面等障碍物。现有技术中主要是通过现场的相关人员进行观察和提醒来躲避障碍物，但是此种方法效率较低，而且当人眼观测不到位时也可能会出现碰撞风险，影响高空作业的安全性和可靠性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高空作业车的工作平台防碰撞方法及高空作业车，能够有效规避工作平台在安全工作边界线内与障碍物相碰撞的风险。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种高空作业车的工作平台防碰撞方法，主要包括以下步骤：

S100、生成能够避开障碍物的虚拟边界线，并根据所述虚拟边界线和工作平台的安全工作边界线生成安全工作区域；

S200、获取所述工作平台在移动过程中的实时方位坐标；

S300、根据所述实时方位坐标判断所述工作平台是否即将超出所述安全工作区域；

若否，则控制所述工作平台正常移动；若是，则控制所述工作平台停止向所述安全工作区域外继续移动；

生成能够避开所述障碍物的所述虚拟边界线的方法为：

接收水平距离值a和竖直距离值b；

根据接收到的所述水平距离值a和所述竖直距离值b生成所述虚拟边界线；

步骤S200具体为：获取所述工作平台在移动过程中的水平坐标x和竖直坐标y，并根据所述水平坐标x和所述竖直坐标y生成所述实时方位坐标（x，y）；

所述高空作业车包括底盘和臂架组件，所述臂架组件包括可转动地设置于所述底盘上的主臂架和可转动地设置于所述主臂架端部的次臂架，所述工作平台设置于所述次臂架的端部，所述主臂架设置为可伸缩；

步骤S200具体为：获取所述主臂架的工作长度L、所述主臂架相对水平面的倾斜角度α以及所述次臂架相对水平面的倾斜角度β，并根据所述主臂架的工作长度L、所述主臂架相对水平面的倾斜角度α以及所述次臂架相对水平面的倾斜角度β得出所述水平坐标x和所述竖直坐标y，并生成所述实时方位坐标（x，y）；

，其中L₀为所述次臂架的长度，a₀为所述工作平台 的水平长度尺寸；

，其中b₀为所述工作平台的竖直高度尺寸。

可选地，在步骤S200中，通过长度传感器来获取所述主臂架的工作长度L，通过第一角度传感器来获取所述主臂架的倾斜角度α，通过第二角度传感器来获取次臂架的倾斜角度β。

可选地，在步骤S300中，安全工作区域内设有安全预警边线，判断工作平台是否即将超出安全工作区域的方法为：判断工作平台是否移动至安全预警边线。

可选地，通过控制所述主臂架的工作长度L、所述主臂架的倾斜角度α以及所述次臂架的倾斜角度β来控制所述工作平台停止向所述安全预警边线外继续移动。

可选地，所述高空作业车还包括报警装置，所述报警装置配置为当所述工作平台移动至所述安全预警边线时进行报警。

可选地，所述报警装置设置为报警灯和/或蜂鸣器。

一种高空作业车，采用上述任一项所述的高空作业车的工作平台防碰撞方法。

有益效果：

本发明提供的高空作业车的工作平台防碰撞方法，首先，根据障碍物的所在位置，生成能够避开障碍物的虚拟边界线，并根据虚拟边界线和工作平台的安全工作边界线生成安全工作区域，安全工作区域为虚拟边界线和安全工作边界线共同围合成的一个封闭区域，在安全工作区域内，高空作业车既不会发生倾翻，工作平台又不会碰撞到障碍物；接下来控制高空作业车工作，并在工作平台移动过程中获取工作平台的实时方位坐标，记录工作平台的实时位置；随后根据实时方位坐标判断工作平台是否即将超出安全工作区域，其中当工作平台没有即将超出安全工作区域时，工作平台正常移动，当工作平台即将超出安全工作区域时，控制工作平台停止继续向安全工作区域外移动，在应用于高空作业车上时能够避免工作平台移出安全工作区域外，有效规避工作平台与安全工作边界线内的障碍物相碰撞的风险，保障高空作业过程的安全性和可靠性。

附图说明

图1是本发明高空作业车的工作平台防碰撞方法的流程示意图；

图2是本发明高空作业车的结构简图；

图3是本发明高空作业车工作平台防碰撞方法的控制简图。

图中：

100、底盘；111、主臂架；112、次臂架；120、工作平台；130、控制器；131、输入模块；141、长度传感器；142、第一角度传感器；143、第二角度传感器；151、伸缩机构；152、第一变幅机构；153、第二变幅机构；160、报警装置；161、报警灯；162、蜂鸣器；

210、虚拟边界线；220、安全工作边界线；230、安全工作区域；240、安全预警边线；

300、障碍物。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。

在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本实施例的描述中，术语“上”、“下”、“右”、等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。

本实施例提供一种高空作业车的工作平台防碰撞方法，参照图1至图2所示，其主要包括以下步骤：

S100、生成能够避开障碍物300的虚拟边界线210，并根据虚拟边界线210和工作平台120的安全工作边界线220生成安全工作区域230；

S200、获取工作平台120在移动过程中的实时方位坐标；

S300、根据实时方位坐标判断工作平台120是否即将超出安全工作区域230；

若否，则控制工作平台120正常移动；若是，则控制工作平台120停止向安全工作区域230外继续移动。

于本实施例中，安全工作区域230为虚拟边界线210和安全工作边界线220共同围合成的一个封闭区域，在安全工作区域230内，高空作业车既不会发生倾翻，工作平台120又不会碰撞到障碍物300，接下来控制高空作业车工作，并在工作平台120移动过程中获取工作平台120的实时方位坐标，记录工作平台120的实时位置，随后将工作平台120的实时位置与安全工作区域230进行比对，即根据实时方位坐标判断工作平台120是否即将超出安全工作区域230，当工作平台120没有即将超出安全工作区域230时，工作平台120按照正常的控制对应移动，当工作平台120即将超出安全工作区域230时，控制工作平台120停止继续向安全工作区域230外移动，从而避免工作平台120移出安全工作区域230外，有效规避工作平台120与安全工作边界线220内的障碍物300相碰撞的风险，保障高空作业过程的安全性和可靠性。

进一步地，在步骤S100中，生成能够避开障碍物300的虚拟边界线210的方法为：

接收水平距离值a和竖直距离值b；

根据接收到的水平距离值a和竖直距离值b生成虚拟边界线210。

参照图3所示，高空作业车上设置有控制器130和输入模块131，输入模块131和控制器130通讯连接。具体地，在输入模块131中输入水平距离值a和竖直距离值b，输入模块131将所输入的水平距离值a和竖直距离值b发送给控制器130，控制器130根据接收到的水平距离值a和竖直距离值b生成虚拟边界线210，控制器130根据虚拟边界线210和安全工作边界线220生成安全工作区域230。

具体地，参照图2所示，定义高空作业车的底盘100和臂架组件的变幅铰接位置为点A，水平距离值a优选设置为A点与障碍物300之间于水平方向上的间距，水平距离值a根据障碍物300的实际位置进行输入，在本实施例中一般认为当A点与障碍物300之间于水平方向上的间距大于a时，工作平台120将于水平方向上与障碍物300碰撞。竖直距离值b优选设置为高空作业车所在的水平地面与障碍物300与竖直方向上的间距，竖直距离值b根据障碍物300的实际位置进行输入，一般认为当高空作业车所在的水平地面与障碍物300与竖直方向上的间距大于b时，工作平台120将于竖直方向上与障碍物300碰撞。工作平台120的安全工作边界线220预先输入至控制器130内，当控制器130接收到水平距离值a和竖直距离值b后，控制器130将在计算形成的坐标区域内生成两条相交的虚拟线，即为虚拟边界线210。虚拟边界线210的其中一条沿水平方向延伸并在竖直方向上与水平地面的间距为b，另一条沿竖直方向延伸并在水平方向上与A点间距为a。虚拟边界线210将安全工作边界线220进行分割，并与安全工作边界线220共同围合成安全工作区域230。

值得一提的是，通过向控制器130输入水平距离值a和竖直距离值b以生成两条相交的虚拟边界线210仅为一种可选的实施例，也可以根据障碍物300的形状和位置，通过向控制器130输入不同的输入值，使控制器130通过计算生成其他形状的虚拟边界线210，在此不做过多限定。此外控制器130根据水平距离值a和竖直距离值b生成虚拟边界线210，以及根据虚拟边界线210和安全工作边界线220生成安全工作区域230的原理及过程均为现有技术，在此不做过多赘述。

进一步地，步骤S200具体为：获取工作平台120在移动过程中的水平坐标x和竖直坐标y，并根据水平坐标x和竖直坐标y生成实时方位坐标（x，y）。具体地，通过控制器130获取实时方位坐标（x，y），实时方位坐标（x，y）能够反应工作平台120的实时位置，从而使控制器130能够对工作平台120的实时位置进行检测。

具体地，继续参照图2所示，臂架组件包括可转动地设置于底盘100上的主臂架111和可转动地设置于主臂架111端部的次臂架112，工作平台120设置于次臂架112的端部，主臂架111设置为可伸缩；

步骤S200具体为：获取主臂架111的工作长度L、主臂架111相对水平面的倾斜角度α以及次臂架112相对水平面的倾斜角度β，并根据主臂架111的工作长度L、主臂架111相对水平面的倾斜角度α以及次臂架112相对水平面的倾斜角度β得出水平坐标x和竖直坐标y，并生成实时方位坐标（x，y）；

，其中L₀为次臂架112的长度，a₀为工作平台120的 水平长度尺寸；

，其中b₀为工作平台120的竖直高度尺寸。

具体地，在工作平台120的移动过程中，工作平台120的底部始终与保持水平。主臂 架111的工作长度为L，次臂架112的长度为L₀，当主臂架111相对水平面变幅倾斜时，主臂架 111于水平方向上的距离分量即为

，主臂架111于竖直方向上的距离分量即为

次臂架112相对水平面变幅倾斜时，次臂架112于水平方向上的距离分量即为

，次臂架112于水平方向上的距离分量即为

。水平坐标x即为主臂架 111于水平方向上的距离分量、次臂架112于水平方向上的距离分量以及工作平台120的水 平长度尺寸三者之和；竖直坐标y即为主臂架111于竖直方向上的距离分量、次臂架112于竖 直方向上的距离分量以及工作平台120的竖直高度尺寸三者之和。

于本实施例中，工作平台120的竖直高度尺寸为工作平台120的底板、围栏等部件于竖直方向上的总高度。

于本实施例中，通过控制器130获取主臂架111的工作长度L、主臂架111相对水平面的倾斜角度α以及次臂架112相对水平面的倾斜角度β。控制器130根据主臂架111的工作长度L、主臂架111相对水平面的倾斜角度α以及次臂架112相对水平面的倾斜角度β得出水平坐标x和竖直坐标y的原理及具体过程为现有技术，在此不做过多赘述。

进一步地，在步骤S200中，通过长度传感器141来获取主臂架111的工作长度L，通过第一角度传感器142来获取主臂架111的倾斜角度α，通过第二角度传感器143来获取次臂架112的倾斜角度β。具体地，参照图2至图3所示，高空作业车设置有检测模块，检测模块包括设置于主臂架111上的长度传感器141、设置于主臂架111上的第一角度传感器142和设置于次臂架112上的第二角度传感器143，长度传感器141、第一角度传感器142及第二角度传感器143均与控制器130通讯连接；

在步骤S200中、控制器130获取主臂架111的工作长度L、主臂架111的倾斜角度α以及次臂架112的倾斜角度β，具体为：

长度传感器141获取主臂架111的工作长度L并发送至控制器130；第一角度传感器142获取主臂架111的倾斜角度α并发送至控制器130；第二角度传感器143获取次臂架112的倾斜角度β并发送至控制器130。

于本实施例中，长度传感器141、第一角度传感器142和第二角度传感器143可以但不限于设置为霍尔传感器。长度传感器141、第一角度传感器142和第二角度传感器143与控制器130的通讯原理及过程为现有技术，在此不做过多赘述。

于本实施例中，在步骤S300中，安全工作区域230内设有安全预警边线240，判断工作平台120是否即将超出安全工作区域230的方法为：判断工作平台120是否移动至安全预警边线240。参照图2所示，安全预警边线240所围成区域为安全工作区域230内的一个缩小的封闭区域。具体地，安全工作区域230的每条边线分别向安全工作区域230内部移动，各条移动后的边线两两相交并形成安全预警边线240。在本实施例中，当实时方位坐标（x，y）移动至安全预警边线240上时，认为工作平台120即将超出安全工作区域230，工作平台120将有可能会与障碍物300碰撞。控制器130根据安全预警边线240的范围生成安全预警边线240的边界坐标（x_d，y_d），并将所生成的工作平台120的实时方位坐标（x，y）与边界坐标（x_d，y_d）实时比对，当工作平台120移动至安全预警边线240时，控制器130监测到实时方位坐标（x，y）与生产安全预警边线240的边界坐标（x_d，y_d）满足x= x_d，且y= y_d时，控制器130控制工作平台120停止向安全预警边线240外继续移动，以使工作平台120不会移动至安全预警边线240外，进而确保工作平台120不会移动至安全工作区域230外。

于本实施例中，控制器130根据安全工作区域230生成安全预警边线240以及根据实时方位坐标判断工作平台120是否移动至安全预警边线240的具体原理及过程均为现有技术。

于本实施例中，通过控制主臂架111的工作长度L、主臂架111的倾斜角度α以及次臂架112的倾斜角度β来控制工作平台120停止向安全预警边线240外继续移动。根据工作平台120的实时位置，控制器130可以控制主臂架111的工作长度L、臂架111的倾斜角度α以及次臂架112的倾斜角度β中的一者或多者来限位工作平台120的移动。

具体地，参照图3所示，高空作业车包括伸缩机构151、第一变幅机构152和第二变幅机构153，伸缩机构151、第一变幅机构152和第二变幅机构153均与控制器130通讯连接，伸缩机构151能够控制主臂架111的伸缩，第一变幅机构152用于控制主臂架111的倾斜幅度，第二变幅机构153用于控制次臂架112的倾斜幅度。

于本实施例中，主臂架111优选设置有多个依次嵌套设置的伸缩臂，伸缩机构151可以设置为驱动缸，从而能够控制主臂架111相邻两个伸缩臂之间的伸缩，进而调节主臂架111的工作长度尺寸。第一变幅机构152和第二变幅机构153优选设置为驱动缸，对于第一变幅机构152，驱动缸的固定端设置在高空作业车上，驱动缸的伸缩端设置在主臂架111上，通过驱动缸的伸缩端相对固定端伸缩，能够调整主臂架111与高空作业车的底盘100之间的角度，进而调整主臂架111相对水平面的倾斜幅度；对于第二变幅机构153，驱动缸的固定端设置在主臂架111上，驱动缸的伸缩端设置在次臂架112上，通过驱动缸的伸缩端相对固定端伸缩，能够调整主臂架111与次臂架112之间的角度，进而调整主臂架111相对水平面的倾斜幅度。

伸缩机构151、第一变幅机构152和第二变幅机构153除了设置为驱动缸外，还可以设置为伺服电机等其他部件，在此不做过多限定。

进一步地，高空作业车还包括报警装置160，报警装置160与控制器130通讯连接；

当工作平台120移动至安全预警边线240时，控制器130能够控制报警装置160报警。

于本实施例中，通过设置报警装置160，能够更加直观的对在场的相关人员进行提醒，使相关人员注意高空操作以避免碰撞障碍物300。

优选地，报警装置160设置为报警灯161和/或蜂鸣器162。从而能够通过视觉和听觉感官两个方面来提醒相关人员，使报警装置160的报警作用更加可靠有效。

本实施例还提供一种高空作业车，其采用上述高空作业车的工作平台防碰撞方法。在高空作业车上采用高空作业车的工作平台防碰撞方法，因而具有上述高空作业车的工作平台防碰撞方法所具备的有益效果，在此不做过多赘述。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为了清楚说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种高空作业车的工作平台防碰撞方法，其特征在于，主要包括以下步骤：

S100、生成能够避开障碍物（300）的虚拟边界线（210），并根据所述虚拟边界线（210）和工作平台（120）的安全工作边界线（220）生成安全工作区域（230）；

S200、获取所述工作平台（120）在移动过程中的实时方位坐标；

S300、根据所述实时方位坐标判断所述工作平台（120）是否即将超出所述安全工作区域（230）；

若否，则控制所述工作平台（120）正常移动；若是，则控制所述工作平台（120）停止向所述安全工作区域（230）外继续移动；

生成能够避开所述障碍物（300）的所述虚拟边界线（210）的方法为：

接收水平距离值a和竖直距离值b；

根据接收到的所述水平距离值a和所述竖直距离值b生成所述虚拟边界线（210）；

步骤S200具体为：获取所述工作平台（120）在移动过程中的水平坐标x和竖直坐标y，并根据所述水平坐标x和所述竖直坐标y生成所述实时方位坐标（x，y）；

所述高空作业车包括底盘（100）和臂架组件，所述臂架组件包括可转动地设置于所述底盘（100）上的主臂架（111）和可转动地设置于所述主臂架（111）端部的次臂架（112），所述工作平台（120）设置于所述次臂架（112）的端部，所述主臂架（111）设置为可伸缩；

步骤S200具体为：获取所述主臂架（111）的工作长度L、所述主臂架（111）相对水平面的倾斜角度α以及所述次臂架（112）相对水平面的倾斜角度β，并根据所述主臂架（111）的工作长度L、所述主臂架（111）相对水平面的倾斜角度α以及所述次臂架（112）相对水平面的倾斜角度β得出所述水平坐标x和所述竖直坐标y，并生成所述实时方位坐标（x，y）；

，其中L₀为所述次臂架（112）的长度，a₀为所述工作平 台（120）的水平长度尺寸；

，其中b₀为所述工作平台（120）的竖直高度尺寸。

2.根据权利要求1所述的高空作业车的工作平台防碰撞方法，其特征在于， 在步骤S200中，通过长度传感器（141）来获取所述主臂架（111）的工作长度L，通过第一角度传感器（142）来获取所述主臂架（111）的倾斜角度α，通过第二角度传感器（143）来获取次臂架（112）的倾斜角度β。

3.根据权利要求1所述的高空作业车的工作平台防碰撞方法，其特征在于，在步骤S300中，所述安全工作区域（230）内设有安全预警边线（240），判断所述工作平台（120）是否即将超出所述安全工作区域（230）的方法为：判断所述工作平台（120）是否移动至所述安全预警边线（240）。

4.根据权利要求3所述的高空作业车的工作平台防碰撞方法，其特征在于，

通过控制所述主臂架（111）的工作长度L、所述主臂架（111）的倾斜角度α以及所述次臂架（112）的倾斜角度β来控制所述工作平台（120）停止向所述安全预警边线（240）外继续移动。

5.根据权利要求3所述的高空作业车的工作平台防碰撞方法，其特征在于，所述高空作业车还包括报警装置（160），所述报警装置（160）配置为当所述工作平台（120）移动至所述安全预警边线（240）时进行报警。

6.根据权利要求5所述的高空作业车的工作平台防碰撞方法，其特征在于 ，所述报警装置（160）设置为报警灯（161）和/或蜂鸣器（162）。

7.一种高空作业车，其特征在于，采用如权利要求1-6任一项所述的高空作业车的工作平台防碰撞方法。

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