本申請屬于工程機械，具體地涉及一種臂架防碰撞方法、處理器、控制裝置和工程機械。

背景技術：

1、隨著工程機械(如混凝土泵車)行業的發展，工程機械極致輕量化和遠距離作業等成為重要趨勢。由于夜間作業視野受限或打高樓等施工場景存在視線盲區，操作人員對工況無法做到全面了解，更無法對工程機械即將發生的碰撞做出及時反應來規避風險，若混凝土的臂架一旦受到沖擊大的碰撞將引發不可逆的嚴重損傷。

技術實現思路

1、本申請的目的是提供一種臂架防碰撞方法、處理器、控制裝置和工程機械，該臂架防碰撞方法簡單且易于操作，能進一步提升工程機械的使用安全性。

2、為了實現上述目的，本申請第一方面提供一種臂架防碰撞方法，該臂架防碰撞方法包括：

3、確定工程機械的臂架的預設工作范圍內存在障礙物；

4、確定障礙物和臂架之間的相對碰撞距離；

5、根據相對碰撞距離計算碰撞時間；

6、確定時間閾值數組；

7、將碰撞時間與時間閾值數組中的各個時間閾值進行對比，根據對比結果確定臂架防碰撞等級；

8、根據臂架防碰撞等級控制工程機械執行相應防碰撞操作。

9、在本申請的實施例中，確定障礙物和臂架之間的相對碰撞距離包括：

10、獲取預設安全停止距離、臂架最大擺動距離以及障礙物與臂架上距離障礙物最近的臂節之間的相對距離；

11、根據以下方式計算相對碰撞距離：

12、δd＝d1-d2-d3

13、其中，δd為相對碰撞距離；d1為相對距離；d2為預設安全停止距離；d3為臂架最大擺動距離。

14、在本申請的實施例中，臂架最大擺動距離由以下方式確定：

15、獲取障礙物和臂節之間的相對速度、臂節的速度的初始相位、臂節的固有頻率以及臂節的阻尼系數；

16、根據以下公式計算臂架最大擺動距離：

17、

18、其中，v為障礙物和臂節之間的相對速度；t為時間；σ為臂節的固有頻率；為臂節的速度的初始相位；ξ為臂節的阻尼系數。

19、在本申請的實施例中，根據相對碰撞距離計算碰撞時間包括：

20、獲取障礙物與臂架上距離障礙物最近的臂節之間的相對速度和相對運動加速度；

21、根據以下方式計算碰撞時間：

22、

23、其中，ttc為碰撞時間；a為相對運動加速度。

24、在本申請的實施例中，時間閾值數組包括預警時間閾值、減速時間閾值以及制動時間閾值，確定時間閾值數組包括：

25、獲取臂節的制動時間、工程機械的控制系統響應時間、操作反應時間和預警觸發比例系數；

26、確定控制系統響應時間、操作反應時間以及制動時間的和值為預警時間閾值；

27、計算操作反應時間和預警觸發比例系數的乘積；

28、確定控制系統響應時間、制動時間以及乘積的和值為減速時間閾值；

29、確定控制系統響應時間和制動時間的和值為制動時間閾值。

30、在本申請的實施例中，制動時間由以下方式確定：

31、獲取臂節的角速度和制動減速度；

32、根據以下方式計算制動時間：

33、

34、其中，t2為制動時間，wi為臂節的角速度，ai為制動減速度。

35、在本申請的實施例中，根據對比結果確定臂架防碰撞等級包括：

36、當碰撞時間小于制動時間閾值時，確定臂架防碰撞等級為第一臂架防碰撞等級；

37、當碰撞時間大于制動時間閾值且小于減速時間閾值時，確定臂架防碰撞等級為第二臂架防碰撞等級；

38、當碰撞時間大于減速時間閾值且小于預警時間閾值時，確定臂架防碰撞等級為第三臂架防碰撞等級。

39、在本申請的實施例中，工程機械包括第一預警提示設備、第二預警提示設備以及臂架速度調節件，根據臂架防碰撞等級控制工程機械執行相應防碰撞操作包括：

40、在臂架防碰撞等級為第三臂架防碰撞等級的情況下，控制第一預警提示設備發出第一提示信號；或者，

41、在臂架防碰撞等級為第二臂架防碰撞等級的情況下，確定減速比例系數；

42、基于減速比例系數和臂架速度調節件的控制信號的初始值確定臂架速度調節件的控制信號的輸入值；

43、控制臂架基于控制信號的輸入值執行第一減速操作；

44、控制第二預警提示設備發出第二提示信號，其中，第二提示信號的警示程度大于第一提示信號的警示程度；或者，

45、在臂架防碰撞等級為第三臂架防碰撞等級的情況下，控制臂架基于控制信號的最小值執行第二減速操作；

46、控制第二預警提示設備、第二預警提示設備分別發出第一提示信號和第二提示信號。

47、在本申請的實施例中，確定減速比例系數包括：

48、獲取第一預設參數和第二預設參數；

49、根據以下方式確定減速比例系數：

50、k＝me-nttc

51、其中，k為減速比例系數；m為第一預設參數；n為第二預設參數。

52、本申請第二方面提供一種處理器，該處理器被配置成執行上述的臂架防碰撞方法。

53、本申請第三方面提供一種用于工程機械的控制裝置，該控制裝置包括上述的處理器。

54、本申請第四方面提供一種工程機械，該工程機械包括上述的用于工程機械的控制裝置。

55、通過上述技術方案可知，該臂架防碰撞方法包括：確定工程機械的臂架的預設工作范圍內存在障礙物；確定障礙物和臂架的相對碰撞距離；根據相對碰撞距離計算碰撞時間；確定時間閾值數組；將碰撞時間與時間閾值數組中的各個時間閾值進行對比，根據對比結果確定臂架防碰撞等級；根據臂架防碰撞等級控制工程機械執行相應防碰撞操作。該臂架防碰撞方法簡單且易于操作，基于碰撞時間對臂架防碰撞等級進行分級，以便在多種情形下使工程機械進行有針對性的防碰撞操作，提升了工程機械的使用安全性和實用性。

56、本申請實施方式的其它特征和優點將在隨后的具體實施方式部分予以詳細說明。

技術特征：

1.一種臂架防碰撞方法，其特征在于，所述臂架防碰撞方法包括：

2.根據權利要求1所述的臂架防碰撞方法，其特征在于，所述確定所述障礙物(2)和所述臂架(101)之間的相對碰撞距離包括：

3.根據權利要求2所述的臂架防碰撞方法，其特征在于，所述臂架最大擺動距離由以下方式確定：

4.根據權利要求3所述的臂架防碰撞方法，其特征在于，所述根據所述相對碰撞距離計算碰撞時間包括：

5.根據權利要求1所述的臂架防碰撞方法，其特征在于，所述時間閾值數組包括預警時間閾值、減速時間閾值以及制動時間閾值，所述確定時間閾值數組包括：

6.根據權利要求5所述的臂架防碰撞方法，其特征在于，所述制動時間由以下方式確定：

7.根據權利要求5所述的臂架防碰撞方法，其特征在于，所述根據對比結果確定臂架防碰撞等級包括：

8.根據權利要求7所述的臂架防碰撞方法，其特征在于，所述工程機械(1)包括第一預警提示設備(11)、第二預警提示設備(12)以及臂架速度調節件(13)，根據所述臂架防碰撞等級控制所述工程機械(1)執行相應防碰撞操作包括：

9.根據權利要求8所述的臂架防碰撞方法，其特征在于，所述確定減速比例系數包括：

10.一種處理器，其特征在于，所述處理器被配置成執行根據權利要求1-9中任意一項所述的臂架防碰撞方法。

11.一種用于工程機械的控制裝置，其特征在于，所述控制裝置包括根據權利要求10所述的處理器。

12.一種工程機械，其特征在于，所述工程機械(1)包括根據權利要求11所述的用于工程機械的控制裝置。

技術總結
本申請公開了一種臂架防碰撞方法、處理器、控制裝置和工程機械，該臂架防碰撞方法包括：確定工程機械的臂架的預設工作范圍內存在障礙物；確定障礙物和臂架的相對碰撞距離；根據相對碰撞距離計算碰撞時間；確定時間閾值數組；將碰撞時間與時間閾值數組中的各個時間閾值進行對比，根據對比結果確定臂架防碰撞等級；根據臂架防碰撞等級控制工程機械執行相應防碰撞操作。該臂架防碰撞方法簡單且易于操作，能進一步提升工程機械的使用安全性。

技術研發人員：徐翔,豐生日,張若谷,劉文杰
受保護的技術使用者：中聯重科股份有限公司
技術研發日：
技術公布日：2025/4/28