手柄安全操作控制方法、裝置及系統的製作方法
2024-02-01 08:05:15
手柄安全操作控制方法、裝置及系統的製作方法
【專利摘要】本發明涉及操作控制【技術領域】，公開了一種手柄安全操作控制方法、裝置及系統。所述系統，包括：手柄，具有至少一個標準操作方向；使能開關；手柄的每一個標準操作方向所對應的方向開關；控制裝置，分別與所述手柄、使能開關、每一個方向開關和執行機構信號連接，用於當至少一個方向開關閉合且使能開關被操作閉合時，控制使能開關保持閉合，及根據手柄的實際操作方向和開口量控制執行機構執行相應動作。操作人員在操作手柄離開初始位置時，按壓一次使能開關，這時便滿足使能開關保持閉合的條件，使能開關保持閉合，大大降低了操作人員操作手柄時的勞動強度，提高了操作的安全性，並且延長了使能開關的使用壽命。
【專利說明】手柄安全操作控制方法、裝置及系統
【技術領域】
[0001]本發明涉及操作控制【技術領域】，特別是涉及一種手柄安全操作控制方法、裝置及系統。
【背景技術】
[0002]現有技術中，手柄的安全操作控制原理為:手柄上集成有一個使能鍵(也稱使能開關)，操作人員在操作手柄的過程中，需要一直按住使能鍵，使使能鍵持續輸出閉合信號到控制器，控制器進行邏輯計算後輸出控制信號給執行機構，控制執行機構的動作方向和速度。如果操作人員未按住使能鍵或者在操作過程中鬆開使能鍵，使能鍵將輸出斷開信號給控制器，此時手柄操作無效。
[0003]現有技術存在的缺陷在於，為保證操作安全，操作人員在操作過程中必須一直按住手柄上的使能鍵，否則操作無效，這使得操作人員的勞動強度較大，易出現疲勞。有些操作人員為降低勞動強度，用橡皮筋等物綑紮手柄，使使能鍵一直處於按壓狀態，這種做法極易因誤碰手柄而導致誤操作，操作的安全可靠性較差。此外，使能鍵經常處於持續按壓狀態也易導致損壞。
【發明內容】
[0004]本發明實施例提供了一種手柄安全操作控制方法、裝置及系統，用以降低操作人員操作手柄時的勞動強度。
[0005]本發明實施例所提供的手柄安全操作控制系統，包括:
[0006]手柄，具有至少一個標準操作方向；
[0007]使能開關；
[0008]手柄的每一個標準操作方向所對應的方向開關；
[0009]控制裝置，分別與所述手柄、使能開關、每一個方向開關和執行機構信號連接，用於當至少一個方向開關閉合且使能開關被操作閉合時，控制使能開關保持閉合，及根據手柄的實際操作方向和開口量控制執行機構執行相應動作。
[0010]操作人員在操作手柄離開初始位置時，按壓一次使能開關，這時便滿足使能開關保持閉合的條件(即至少一個方向開關閉合且使能開關被操作閉合)，使能開關保持閉合。相比於現有技術，本方案大大降低了操作人員操作手柄時的勞動強度，提高了操作的安全性，並且延長了使能開關的使用壽命。
[0011]優選的，所述控制裝置，還用於當每一個方向開關斷開時，控制使能開關斷開，所述使能開關為自復位使能開關。當操作人員操作手柄回到中位時，每一個方向開關斷開，這時控制裝置控制使能開關斷開，這樣可以避免誤碰手柄而導致的誤操作，進一步提高了操作的安全性。自復位使能開關可以在按壓一次後自動進行復位，工作可靠，使用壽命較長。
[0012]優選的，所述控制裝置，還用於當所述使能開關被操作斷開時，控制執行機構停止執行動作。操作人員在操作手柄的過程中，如果手柄未回到中位，但想中止執行機構的某個動作，可以通過按壓一次使能開關使使能開關斷開，此時，再操作手柄無效，該方案可提高操作效率，並且能夠進一步提高操作的安全性。
[0013]優選的,所述手柄為萬向操作手柄,具有前、後、左、右四個標準操作方向。每一個標準操作方向對應執行機構的一種動作，操作人員可以向任意方向操作手柄，以使執行機構完成一種動作或者兩種動作，這樣可以大大提高操作人員的操作效率。
[0014]較佳的，所述使能開關和每一個方向開關集成於所述手柄。操作人員單手即可進行操作，有利於提高操作效率和操作的準確性。
[0015]本發明實施例還提供了一種應用上述控制系統的控制裝置實現的手柄安全操作控制方法，包括:
[0016]當至少一個方向開關閉合且使能開關被操作閉合時，控制使能開關保持閉合； [0017]根據手柄的實際操作方向和開口量控制執行機構執行相應動作。
[0018]操作人員在操作手柄離開初始位置時，按壓一次使能開關，這時便滿足使能開關保持閉合的條件，使能開關保持閉合。本方案大大降低了操作人員操作手柄時的勞動強度，提高了操作的安全性，並且延長了使能開關的使用壽命。
[0019]優選的，當每一個方向開關斷開時，控制使能開關斷開。
[0020]優選的，當所述使能開關被操作斷開時，控制執行機構停止執行動作。
[0021]基於相同的發明構思，本發明實施例還提供了一種實現上述手柄安全操作控制方法的手柄安全操作控制裝置，包括:
[0022]第一控制設備，用於當至少一個方向開關閉合且使能開關被操作閉合時，控制使能開關保持閉合；
[0023]第二控制設備，用於根據手柄的實際操作方向和開口量控制執行機構執行相應動作。
[0024]通過該控制裝置可降低操作人員操作手柄時的勞動強度，提高操作的安全性並且延長使能開關的使用壽命。
[0025]優選的，所述第一控制設備，還用於當每一個方向開關斷開時，控制使能開關斷開。
[0026]優選的，所述第二控制設備，還用於當所述使能開關被操作斷開時，控制執行機構停止執行動作。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0027]圖1為本發明實施例的手柄安全操作控制系統結構示意圖；
[0028]圖2為本發明一實施例的手柄安全操作控制方法流程示意圖；
[0029]圖3為本發明另一實施例的手柄安全操作控制方法流程示意圖；
[0030]圖4a為本發明一實施例的手柄安全操作控制裝置結構示意圖；
[0031]圖4b為本發明另一實施例的手柄安全操作控制裝置結構示意圖。
[0032]附圖標記:
[0033]1-手柄2-使能開關3-方向開關
[0034]4-控制裝置 5-執行機構6-第一控制設備
[0035]7-第二控制設備6a_接收單元6b_第一判斷單元[0036]6c_第二判斷單元6d_第三判斷單元 6e_控制執行單元【具體實施方式】
[0037]為了降低操作人員操作手柄時的勞動強度，提高操作的安全性，延長使能開關的使用壽命，本發明實施例提供了一種手柄安全操作控制方法、裝置及系統。在手柄安全操作控制系統的技術方案中，當至少一個方向開關閉合且使能開關被操作閉合時，控制裝置可控制使能開關保持閉合，這時人手便可鬆開使能開關，相比於現有技術，本方案大大降低了操作人員操作手柄時的勞動強度，提高了操作的安全性，並且延長了使能開關的使用壽命。下面以具體實施例並結合附圖詳細說明本發明。
[0038]實施例一
[0039]如圖1所示，本發明實施例一所提供的手柄安全操作控制系統，包括:
[0040]手柄I,具有至少一個標準操作方向；
[0041]使能開關2;
[0042]手柄I的每一個標準操作方向所對應的方向開關3 ；
[0043]控制裝置4，分別與手柄1、使能開關2、每一個方向開關3和執行機構5信號連接，用於當至少一個方向開關3閉合且使能開關2被操作閉合時，控制使能開關2保持閉合，及根據手柄I的實際操作方向和開口量控制執行機構5執行相應動作。
[0044]本發明實施例所提供的手柄安全操作控制系統可應用於各類需要通過手柄進行操作的運行設備中，例如，汽車、工程機械等，工程機械的類型不限，例如可以為起重機、挖掘機、泵車等等。
[0045]手柄I的每一個標準操作方向與執行機構5的一種執行動作相對應，可根據實際運行設備的類型來設定標準操作方向的數量和分別代表的執行機構的動作類型，例如，可以設計為手柄I具有前、後、左、右四個標準操作方向，分別代表起重機吊鉤的上升、下降、吊臂的正轉、逆轉。在本發明的其它實施例中，也可將手柄I設計為具有一個或兩個標準操作方向，在此不作具體限定。手柄I的類型可以為僅沿標準操作方向動作(例如僅能朝前、後、左、右四個標準操作方向動作)，也可以為萬向操作手柄，這時操作人員可以向任意方向操作手柄，使執行機構5進行一種動作或者同時進行兩種動作，這樣可以大大提高操作人員的操作效率。
[0046]手柄I的工作原理為:操作手柄I改變手柄I的開口大小，手柄I將輸出模擬量控制信號給控制裝置4 (例如O?5V的模擬信號或者O?255的AW數位訊號)，控制裝置4對這些信號進行處理(如果接受的是模擬信號，需要對模擬信號先進行A/D模數轉換)、計算，然後輸出執行控制信號(例如PWM脈衝寬度調製信號)給液壓系統的比例電磁閥，控制比例電磁閥的電流進行相應變化，比例電磁閥控制實際動作機構的速度進行相應變化。
[0047]使能開關2是一種提供給控制裝置4開關量信號的安全開關，可輸出「O」 (0V電源)或「I」 (24V電源)的DI信號。當輸出「O」的斷開信號時，手柄I的任何操作均不會導致執行機構5動作，當輸出「I」的閉合信號時，允許通過操作手柄I控制執行機構5進行相應動作。使能開關2的具體類型不限，優選採用自復位使能開關。自復位使能開關可以在按壓一次後自動進行復位，工作原理簡單、可靠，使用壽命較長。
[0048]方向開關3與使能開關2類似，也是一種提供給控制裝置4開關量信號的安全開關，可輸出「O」 (OV電源)或「I」 (24V電源)的DI信號，用於手柄I標準操作方向的開關狀態判定。例如，向前推動手柄1，則前標準操作方向所對應的方向開關3閉合，該方向開關3向控制裝置4發出「I」的閉合信號，此時可以確定手柄I離開中位；再例如，向右前方推動手柄I，則前標準操作方向和右標準操作方向所對應的方向開關3均閉合，這兩個方向開關3分別向控制裝置4發出「I」的閉合信號。依此類推，任何一個方向開關3閉合，則發出「I」的閉合信號給控制裝置4，控制裝置4收到任何一個方向開關3的閉合信號，則可確定手柄I離開中位，同理，如果控制裝置4收到所有方向開關3發出的「O 「的斷開信號，則確定手柄I處於中位狀態，手柄I無操作。
[0049]使能開關2和方向開關3的設置位置不限，只要能夠根據操作者的操作向控制裝置4發出相應開關量信號即可，例如，使能開關2可以獨立於手柄I之外，操作人員在操作時，一隻手用來操作使能開關2，另一隻手用來操作手柄I。但優選的，使能開關2和每一個方向開關3集成於手柄I。操作人員手掌操作手柄I動作，拇指或食指操作使能開關2，使用單手即可進行操作，有利於提高操作效率和操作的準確性。
[0050]在本發明的一個優選實施例中，控制裝置4，還用於當每一個方向3開關斷開時，控制使能開關2斷開。當操作人員操作手柄I回到中位時，每一個方向開關3斷開，這時控制裝置4自動控制使能開關2斷開，這樣可以避免誤碰手柄I而導致的誤操作，進一步提高了操作的安全性。
[0051]在本發明的一個更優實施例中，控制裝置4，還用於當使能開關2被操作斷開時，控制執行機構5停止執行動作。操作人員在操作手柄I的過程中，如果手柄I未回到中位，但想中止執行機構5的某個動作，可以通過按壓一次使能開關2使使能開關2斷開，此時，再操作手柄I無效，該方案可提高操作效率，並且能夠進一步提高操作的安全性。
[0052]操作人員在操作手柄I離開初始位置時，按壓一次使能開關2(使能開關2的按壓必須在操作手柄I離開初始位置的開始或開始之後進行)，這時便滿足使能開關2保持閉合的條件(即至少一個方向開關3閉合且使能開關2被操作閉合)，使能開關2保持閉合。相比於現有技術，本方案大大降低了操作人員操作手柄I時的勞動強度，可以避免操作人員因疲勞或操作不當而導致使能開關2按壓不牢，出現操作手柄I無效的情況，提高了操作的安全性，並且延長了使能開關2的使用壽命。
[0053]實施例二
[0054]本發明實施例二還提供了一種應用上述實施例控制系統中的控制裝置4實現的手柄安全操作控制方法，包括:
[0055]當至少一個方向開關3閉合且使能開關2被操作閉合時，控制使能開關2保持閉合；
[0056]根據手柄I的實際操作方向和開口量控制執行機構5執行相應動作。
[0057]如圖2所示，該實施例方法可具體包括以下步驟:
[0058]步驟100、接收使能開關2和每一個方向開關3的狀態信號；
[0059]步驟101、判斷是否有方向開關3閉合，如果是，執行步驟102，否則，返回步驟100 ；
[0060]步驟102、判斷使能開關2是否被操作閉合，如果是，執行步驟103，否則，返回步驟100 ；[0061]步驟103、控制使能開關2保持閉合；
[0062]步驟104、根據手柄I的實際操作方向和開口量控制執行機構5執行相應動作。
[0063]其中，步驟101和步驟102可互換。操作人員在操作手柄I離開初始位置時，按壓一次使能開關2，這時便滿足使能開關2保持閉合的條件(即至少一個方向開關3閉合且使能開關2被操作閉合)，使能開關2保持閉合。在執行機構5執行相應動作的同時，操作人員無需持續按壓使能開關2，相比於現有技術，本方案大大降低了操作人員操作手柄I時的勞動強度，提高了操作的安全性，並且延長了使能開關2的使用壽命。
[0064]如圖3所示，手柄安全操作控制方法還可進一步包括以下步驟:
[0065]步驟105、判斷各個方向開關3是否均斷開，如果是，執行步驟106，否則，返回步驟104 ；
[0066]步驟106、控制使能開關2斷開。
[0067]當操作人員操作手柄I回到中位時，每一個方向開關3斷開，這時控制使能開關2斷開，可以避免誤碰手柄I而導致的誤操作，進一步提高了操作的安全性。
[0068]作為一個優選實施例，手柄安全操作控制方法，還包括:當使能開關2被操作斷開時，控制執行機構5停止執行動作。具體地，操作人員在操作手柄I的過程中，如果手柄I未回到中位，但想中止執行機構5的某個動作，可以通過按壓一次使能開關2使使能開關2斷開，此時，再操作手柄I無效，該方案可提高操作效率，並且能夠進一步提高操作的安全性。
[0069]實施例三
[0070]如圖4a所示，基於相同的發明構思，本發明實施例還提供了一種實現上述手柄安全操作控制方法的手柄安全操作控制裝置，包括:
[0071]第一控制設備6，用於當至少一個方向開關3閉合且使能開關2被操作閉合時，控制使能開關2保持閉合；
[0072]第二控制設備7，用於根據手柄I的實際操作方向和開口量控制執行機構5執行相應動作。
[0073]第一控制設備6的具體結構不限，例如圖4b所示，可具體包括:接收單元6a，用於接收使能開關2和每一個方向開關3的狀態信號；第一判斷單元6b，用於判斷是否有方向開關3閉合；第二判斷單元6c，用於在第一判斷單元6b的判斷結果為「是」時，判斷使能開關2是否被操作閉合；控制執行單元6e，用於在第二判斷單元6c的判斷結果為「是」時，控制使能開關2保持閉合。
[0074]優選的，第一控制設備6，還用於當每一個方向開關3斷開時，控制使能開關2斷開。這時第一控制設備6可進一步包括第三判斷單元6d，用於判斷各個方向開關3是否均斷開，則控制執行單元6e用於在第三判斷單元6d的判斷結果為「是」時，控制使能開關2斷開。
[0075]優選的，第二控制設備7，還用於當使能開關2被操作斷開時，控制執行機構5停止執行動作。
[0076]各實施例有益效果同前，通過該控制裝置可降低操作人員操作手柄I時的勞動強度，提高操作的安全性並且延長使能開關的使用壽命。
[0077]本領域普通技術人員可以理解實現上述實施例方法攜帶的全部或部分步驟是可以通過程序來指令相關的硬體完成，所述的程序可以存儲於一種計算機可讀存儲介質中，該程序在執行時，包括方法實施例的步驟之一或其組合。
[0078]另外，在本發明各個實施例中的各功能單元可以集成在一個處理模塊中，也可以是各個單元單獨物理存在，也可以兩個或兩個以上單元集成在一個模塊中。上述集成的模塊既可以採用硬體的形式實現，也可以採用軟體功能模塊的形式實現。所述集成的模塊如果以軟體功能模塊的形式實現並作為獨立的產品銷售或使用時，也可以存儲在一個計算機可讀取存儲介質中。
[0079]本領域內的技術人員應明白，本發明的實施例可提供為方法、系統、或電腦程式產品。因此，本發明可採用完全硬體實施例、完全軟體實施例、或結合軟體和硬體方面的實施例的形式。而且，本發明可採用在一個或多個其中包含有計算機可用程序代碼的計算機可用存儲介質(包括但不限於磁碟存儲器和光學存儲器等)上實施的電腦程式產品的形式。
[0080]本發明是參照根據本發明實施例的方法、設備(系統)、和電腦程式產品的流程圖和/或方框圖來描述的。應理解可由電腦程式指令實現流程圖和/或方框圖中的每一流程和/或方框、以及流程圖和/或方框圖中的流程和/或方框的結合。可提供這些電腦程式指令到通用計算機、專用計算機、嵌入式處理機或其他可編程數據處理設備的處理器以產生一個機器，使得通過計算機或其他可編程數據處理設備的處理器執行的指令產生用於實現在流程圖一個流程或多個流程和/或方框圖一個方框或多個方框中指定的功能的裝置。
[0081]這些電腦程式指令也可存儲在能引導計算機或其他可編程數據處理設備以特定方式工作的計算機可讀存儲器中，使得存儲在該計算機可讀存儲器中的指令產生包括指令裝置的製造品，該指令裝置實現在流程圖一個流程或多個流程和/或方框圖一個方框或多個方框中指定的功能。
[0082]這些電腦程式指令也可裝載到計算機或其他可編程數據處理設備上，使得在計算機或其他可編程設備上執行一系列操作步驟以產生計算機實現的處理，從而在計算機或其他可編程設備上執行的指令提供用於實現在流程圖一個流程或多個流程和/或方框圖一個方框或多個方框中指定的功能的步驟。
[0083]顯然，本領域的技術人員可以對本發明進行各種改動和變型而不脫離本發明的精神和範圍。這樣，倘若本發明的這些修改和變型屬於本發明權利要求及其等同技術的範圍之內，則本發明也意圖包含這些改動和變型在內。
【權利要求】
1.一種手柄安全操作控制系統，其特徵在於，包括: 手柄，具有至少一個標準操作方向； 使能開關； 所述手柄的每一個所述標準操作方向所對應的方向開關； 控制裝置，分別與所述手柄、所述使能開關、每一個所述方向開關和執行機構信號連接，用於當至少一個所述方向開關閉合且所述使能開關被操作閉合時，控制所述使能開關保持閉合，及根據所述手柄的實際操作方向和開口量控制所述執行機構執行相應動作。
2.如權利要求1所述的控制系統，其特徵在於，所述控制裝置，還用於當每一個所述方向開關斷開時，控制所述使能開關斷開，所述使能開關為自復位使能開關。
3.如權利要求1所述的控制系統，其特徵在於，所述控制裝置，還用於當所述使能開關被操作斷開時，控制所述執行機構停止執行動作。
4.如權利要求1?3任一項所述的控制系統，其特徵在於，所述手柄為萬向操作手柄，具有前、後、左、右四個標準操作方向。
5.如權利要求4所述的控制系統，其特徵在於，所述使能開關和每一個所述方向開關集成於所述手柄。
6.一種應用權利要求1所述控制系統的控制裝置實現的手柄安全操作控制方法，其特徵在於，包括: 當至少一個所述方向開關閉合且所述使能開關被操作閉合時，控制所述使能開關保持閉合； 根據所述手柄的實際操作方向和開口量控制執行機構執行相應動作。
7.如權利要求6所述的控制方法，其特徵在於，還包括: 當每一個所述方向開關斷開時，控制所述使能開關斷開。
8.如權利要求6或7所述的控制方法，其特徵在於，還包括: 當所述使能開關被操作斷開時，控制所述執行機構停止執行動作。
9.一種實現權利要求6所述手柄安全操作控制方法的手柄安全操作控制裝置，其特徵在於，包括: 第一控制設備，用於當至少一個所述方向開關閉合且所述使能開關被操作閉合時，控制所述使能開關保持閉合； 第二控制設備，用於根據所述手柄的實際操作方向和開口量控制執行機構執行相應動作。
10.如權利要求9所述的控制裝置，其特徵在於，所述第一控制設備，還用於當每一個所述方向開關斷開時，控制所述使能開關斷開。
11.如權利要求9或10所述的控制裝置，其特徵在於，所述第二控制設備，還用於當所述使能開關被操作斷開時，控制所述執行機構停止執行動作。
【文檔編號】H01H3/20GK103617900SQ201310551647
【公開日】2014年3月5日 申請日期:2013年11月7日 優先權日:2013年11月7日
【發明者】湯小君, 高一平, 黎偉福, 滕宏珍, 彭剛毅 申請人:中聯重科股份有限公司