一种智能伸缩式监控仪表及其控制方法与流程-j9九游会真人

1.本发明涉及一种工程机械，尤其涉及一种智能伸缩式监控仪表及其控制方法


背景技术：

2.监控仪表是挖掘机的重要部件，尤其是随着电子信息化的快速发展，挖掘机的电气控制不断升级，集成在仪表上的各类功能越来越多。监控仪表的主要作用是通过仪表界面给驾驶员提供机器信息、操作指示以及异常报警等，安装在驾驶室内，一般位于驾驶员座椅右前方，少量驾驶室在整机右侧的，仪表则位于座椅左前方。
3.目前市场上，挖掘机配置监控仪表均固定在驾驶室内部，驾驶员需要操作仪表或者仔细观察仪表信息时，往往需要身体前倾去距离仪表更近一些。根据统计数据，成年人平均臂长650mm～750mm，而常规驾驶室的仪表距离座椅sip点800mm～850mm左右，即正常成年驾驶员基本都需要身体前倾去操作仪表，非常不便利。
4.专利cn216734113u公开了一种多点可调节的仪表台，该多点可调节的仪表台，设置有电动伸缩杆和转动连接件，通过电动伸缩杆的伸缩，再利用转动连接件的连接效果，实现显示屏的前倾后仰，以及左右侧倾的效果，进而便于驾驶员或者副驾驶人员的使用，设置有驱动电机和转盘，驱动电机通过第一齿轮和第二齿轮的相互啮合，带动转动轴的旋转，进而通过转盘带动缓冲连接板和显示屏的旋转，在停车使用时具有更好的观影效果。然而尽管该专利文件公开了一种多点可调节的仪表台，但是主要作用是调整显示屏倾角和旋转显示屏，该方案显示屏不伸出，不能解决实际挖掘机驾驶员需要身体前倾去操作仪表的问题。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于提供一种智能伸缩式监控仪表及其控制方法，占用空间小且提高监控仪表移动灵活性，便于工作人员操作。
6.为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种智能伸缩式监控仪表，其特征在于，包括监控仪表、主动伸缩装置和从动伸缩装置；主动伸缩装置的伸缩方向与从动伸缩装置的伸缩方向均为沿直线方向进行伸缩，监控仪表的背面与从动伸缩装置的一端相连，从动伸缩装置的另一端与仪表台架相连；主动伸缩装置伸缩方向所在直线与从动伸缩装置伸缩方向所在直线彼此平行，且主动伸缩装置与从动伸缩装置连接，由主动伸缩装置的伸缩移动带动从动伸缩装置进行伸缩移动，实现监控仪表(1)随从动伸缩装置的直线方向伸缩移动。
7.所述从动伸缩装置包括伸缩组件，伸缩组件包括n级套管结构，n≥2；套管结构沿直线方向进行伸缩，套管结构的一端构成从动伸缩装置上与监控仪表相连接端，套管结构的另一端构成从动伸缩装置与仪表台架相连接端。
8.所述主动伸缩装置包括电机组件、齿条组件和伸缩支架，电机组件驱动端连接驱动齿轮，驱动齿轮的齿纹与齿条组件上的齿纹相匹配，驱动齿轮与齿条组件之间基于齿纹的咬合活动连接，齿条组件基于电机组件经驱动齿轮对其的驱动、沿齿条组件所在直线方
向来回移动，电机组件固定设置于从动伸缩装置套管结构面向仪表台架方向最外侧管的侧面，齿条组件移动方向所在直线与从动伸缩装置套管结构伸缩方向所在直线相平行，基于伸缩组件的n级套管结构，齿条组件上面向监控仪表的端部与从动伸缩装置套管结构沿指向监控仪表方向的顺序第m节套管侧面相连接，其中，1≤m≤n-1；所述伸缩支架为直线方向伸缩，伸缩支架的一端与从动伸缩装置套管结构面向仪表台架方向最外侧管连接，伸缩支架的另一端与从动伸缩装置套管结构面向监控仪表方向最外侧管连接，伸缩支架上驱动连接点与从动伸缩装置套管结构沿指向监控仪表方向的顺序第m节套管侧面相连接。
9.所述伸缩支架包括至少四根短杆、至少一个长杆组和多个铰点，每长杆组分别均包括两根长杆；其中，各长杆组中的两根长杆中点彼此活动连接；各长杆组顺序排布连接构成长杆序列组，相邻长杆组之间：其中一长杆组中两长杆的端点分别与另一长杆组中两长杆的端点连接、构成四边形结构；长杆序列组一端的两长杆端点分别与其中两根短杆的端点活动连接，构成四边形结构，该两根短杆的另外两端点彼此活动连接，构成伸缩支架的其中一端；长杆序列组另一端的两长杆端点分别与其中另两根短杆的端点活动连接，构成四边形结构，该另两根短杆的另外两端点彼此活动连接，构成伸缩支架的另外一端；所有长杆和短杆移动轨迹面平行、且移动方向共面；伸缩支架的一端与从动伸缩装置套管结构面向仪表台架方向最外侧管连接点为铰点1，基于相邻四边形的一端点与从动伸缩装置套管结构沿指向监控仪表方向的顺序第m节套管侧面连接点为铰点2，伸缩支架上驱动连接点为铰点3；铰点1用于固定，铰点2用于推动，铰点3用于牵引从动伸缩装置同步移动。
10.所述套管结构包括固定框、滑动框1、滑动框2，其中固定框设置于仪表台架上，滑动框1、滑动框2依次通过滑槽、滑轨与固定框连接；固定框包括彼此相连的弯板1、滑槽1、固定座1，其中固定座1与伸缩支架的铰点1通过销钉连接；滑动框1包括彼此相连的弯板2、滑槽2、固定座2，其中固定座2与伸缩支架的铰点2通过销钉连接；滑动框2包括彼此相连的弯板3、滑轨、固定座3、安装板，其中固定座3与伸缩支架的铰点3通过销钉连接；安装板设置于套管结构面向监控仪表方向最外侧管的外侧端部，实现监控仪表与套管结构的连接。
11.所述电机组件包括电机和电机支架，其中电机支架焊接固定于固定框上，电机固定连接于电机支架上。
12.所述齿条组件还包括限位滑槽、齿条、固定板和固定销,其中限位滑槽设置于固定框上，实现伸缩组件和齿条组件的连接，齿条设置于限位滑槽上；固定板设置于齿条靠近伸缩支架一端外侧，通过固定销与固定座2与伸缩支架的铰点2固定连接；齿轮与齿条啮合，构成电机组件的驱动端，实现电机组件和齿条组件的连接，电机通过正反转带动齿轮转动，实现驱动齿条伸缩移动。
13.所述伸缩支架中铰点1与铰点2之间沿主动伸缩装置延伸方向上的距离为l1、铰点2与铰点3之间沿主动伸缩装置延伸方向上的距离为l2,驱动齿轮的齿纹与齿条中的齿纹匹配部分的长度为l3,第m级套管的长度为l4，l1≥l3,l2≥l4；套管结构为硬质结构，各级套
管结构共线且横截面为四角多边形。
14.还包括主控制器、距离传感器和图像采集器，距离传感器和图像采集器设置于监控仪表正面，主控制器与监控仪表通信连接，主控制器与电机组件通信连接；监控仪表通过距离传感器和图像采集器采集距离信息和图像信息，并发送至主控制器，主控制器接收距离信息和图像信息并将其转化为移动信号发送至电机组件，电机组件接收移动信号后，控制齿条组件带动伸缩支架沿伸缩支架延伸方向进行伸缩移动，带动监控仪表的伸缩移动。
15.监控仪表的伸缩模式包括关闭模式、自动模式以及手动模式，关闭模式下，监控仪表不伸缩；手动模式下，驾驶员手动设置操作监控仪表伸缩距离，主动伸缩装置和从动伸缩装置通过伸出或收缩进行调节定位；自动模式下，图像采集器和距离传感器接收距离信息和图像信息，当距离信息和图像信息达到预设值时，主控制器发出相应移动信号至电机组件，控制电机组件牵引监控仪表伸缩相应距离；自动模式与手动模式下，当仪表达到最大行程后均自动停止，且在监控仪表界面提示已达到仪表最大行程；当停机断电时，仪表自动回收至初始位置；当停机断电后重新接电时，监控仪表记忆前一次的定位并自动伸出。
16.与现有技术相比，本发明的有益效果为：(1)本专利技术方案能够解决驾驶员操作仪表时需要前倾的问题，操控性更优，监控仪表的伸缩装置能够放大行程，满足工程机械驾驶室对于空间及可靠性的需求；(2)本专利技术方案空间占用小，符合当前工程机械智能化需求，满足客户操控性需求满足驾驶室内空间布置需求，舒适性提升。
附图说明
17.图1为挖掘机驾驶室布置示意图；图2为监控仪表伸缩状态示意图；图3为伸缩支架示意图；图4为电机组件及齿条组件示意图；图5为伸缩组件示意图；图6为控制方法；图中：1-监控仪表，2-仪表台架，3-操纵手柄，4-座椅，5-伸缩支架，6-伸缩组件，7-电机组件，8-齿条组件，51-短杆,52-长杆，53-铰点1,54-销钉，55-铰点2，56-铰点3，61-固定框,，611-弯板1,612-滑槽1,613-固定座1,62-滑动框1，621-弯板2,622滑槽2，623-固定座2,63-滑动框2，631-弯板3,632-滑轨，633-固定座3,634-安装板71-电机，72-齿轮，73-电机支架，81-限位滑槽，82-齿条，83-安装板，84-固定销。
具体实施方式
18.以下结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细描述，但不限制本发明的保护范围和应用范围。
19.如图1-2所示，一种智能伸缩式监控仪表，包括监控仪表(1)、主动伸缩装置和从动
伸缩装置；主动伸缩装置的伸缩方向与从动伸缩装置的伸缩方向均为沿直线方向进行伸缩，监控仪表(1)的背面与从动伸缩装置的一端相连，从动伸缩装置的另一端与仪表台架（2）相连；主动伸缩装置伸缩方向所在直线与从动伸缩装置伸缩方向所在直线彼此平行，且主动伸缩装置与从动伸缩装置连接，由主动伸缩装置的伸缩移动带动从动伸缩装置进行伸缩移动，实现监控仪表(1)随从动伸缩装置的直线方向伸缩移动。
20.在其中一种实施例中，如图5所示，所述从动伸缩装置包括伸缩组件(6)，伸缩组件(6)包括n级套管结构，n≥2；套管结构沿直线方向进行伸缩，套管结构的一端构成从动伸缩装置上与监控仪表(1)相连接端，套管结构的另一端构成从动伸缩装置与仪表台架（2）相连接端。套管结构包括固定框(61)、滑动框1(62)、滑动框2(63)，其中固定框(61)设置于仪表台架(2)上，滑动框1(62)、滑动框2(63)依次通过滑槽(612、622)、滑轨(632)与固定框(61)连接；固定框(61)包括彼此相连的弯板1(611)、滑槽1(612)、固定座1(613)，其中固定座1(613)与伸缩支架(5)的铰点1(53)通过销钉连接；滑动框1(62)包括彼此相连的弯板2(621)、滑槽2(622)、固定座2(623)，其中固定座2(623)与伸缩支架(5)的铰点2(55)通过销钉连接；滑动框2(63)包括彼此相连的弯板3(631)、滑轨(632)、固定座3(633)、安装板(634)，其中固定座3(633)与伸缩支架(5)的铰点3(56)通过销钉连接；安装板(634)设置于套管结构面向监控仪表(1)方向最外侧管的外侧端部，实现监控仪表(1)与套管结构的连接。
21.在其中一种实施例中，如图4所示，所述主动伸缩装置包括电机组件(7)、齿条组件(8)和伸缩支架(5)，电机组件(7)驱动端连接驱动齿轮（72），驱动齿轮（72）的齿纹与齿条组件（8）上的齿纹相匹配，驱动齿轮（72）与齿条组件（8）之间基于齿纹的咬合活动连接，齿条组件(8)基于电机组件(7)经驱动齿轮（72）对其的驱动、沿齿条组件(8)所在直线方向来回移动，电机组件(7)固定设置于从动伸缩装置套管结构面向仪表台架（2）方向最外侧管的侧面，齿条组件(8)移动方向所在直线与从动伸缩装置套管结构伸缩方向所在直线相平行，基于伸缩组件(6)的n级套管结构，齿条组件（8）上面向监控仪表(1)的端部与从动伸缩装置套管结构沿指向监控仪表(1)方向的顺序第m节套管侧面相连接，其中，1≤m≤n-1；所述伸缩支架(5)为直线方向伸缩，伸缩支架(5)的一端与从动伸缩装置套管结构面向仪表台架（2）方向最外侧管连接，伸缩支架(5)的另一端与从动伸缩装置套管结构面向监控仪表(1)方向最外侧管连接，伸缩支架(5)上驱动连接点与从动伸缩装置套管结构沿指向监控仪表(1)方向的顺序第m节套管侧面相连接。
22.在其中一种实施例中，如图3所示，所述伸缩支架(5)包括至少四根短杆(51)、至少一个长杆组和多个铰点，每长杆组分别均包括两根长杆(52)；其中，各长杆组中的两根长杆(52)中点彼此活动连接；各长杆组顺序排布连接构成长杆序列组，相邻长杆组之间：其中一长杆组中两长杆的端点分别与另一长杆组中两长杆的端点连接、构成四边形结构；长杆序列组一端的两长杆(52)端点分别与其中两根短杆(51)的端点活动连接，构成四边形结构，该两根短杆(51)的另外两端点彼此活动连接，构成伸缩支架（5）的其中一端；长杆序列组另一端的两长杆(52)端点分别与其中另两根短杆(51)的端点活动连接，构成四边形结构，该另两根短杆(51)的另外两端点彼此活动连接，构成伸缩支架（5）的另外一端；所有长杆(52)
和短杆(51)移动轨迹面平行、且移动方向共面；伸缩支架的一端与从动伸缩装置套管结构面向仪表台架（2）方向最外侧管连接点为铰点1(53)，基于相邻四边形的一端点与从动伸缩装置套管结构沿指向监控仪表(1)方向的顺序第m节套管侧面连接点为铰点2(55)，伸缩支架(5)上驱动连接点为铰点3(56)；铰点1(53)用于固定，铰点2(55)用于推动，铰点3(56)用于牵引从动伸缩装置同步移动。
23.电机组件(7)包括电机(71)和电机支架(73)，其中电机支架(73)焊接固定于固定框(61)上，电机(71)固定连接于电机支架(73)上。
24.齿条组件(8)还包括限位滑槽(81)、齿条(82)、固定板(83)和固定销(84),其中限位滑槽(81)设置于固定框(61)上，实现伸缩组件(6)和齿条组件(8)的连接，齿条(82)设置于限位滑槽(81)上；固定板(83)设置于齿条(82靠近伸缩支架一端外侧，通过固定销(84)将固定座2(623)与伸缩支架(5)的铰点2(55)固定连接；齿轮（72）与齿条(82)啮合，构成电机组件(7)的驱动端，实现电机组件(7)和齿条组件(8)的连接，电机(71)通过正反转带动齿轮（72）转动，实现驱动齿条(82)伸缩移动。
25.在其中一种实施例中，伸缩支架(5)中铰点1(53)与铰点2(55)之间沿主动伸缩装置延伸方向上的距离为l1、铰点2(55)与铰点3(56)之间沿主动伸缩装置延伸方向上的距离为l2,驱动齿轮（72）的齿纹与齿条(82)中的齿纹匹配部分的长度为l3,第m级套管的长度为l4，l1≥l3,l2≥l4；套管结构为硬质结构，各级套管结构共线且横截面为四角多边形。
26.在其中一种实施例中，还包括主控制器、距离传感器和图像采集器，距离传感器和图像采集器设置于监控仪表正面，主控制器与监控仪表(1)通信连接，主控制器与电机组件(7)通信连接；监控仪表(1)通过距离传感器和图像采集器采集距离信息和图像信息，并发送至主控制器，主控制器接收距离信息和图像信息并将其转化为移动信号发送至电机组件(7)，电机组件(7)接收移动信号后，控制齿条组件(8)带动伸缩支架(5)沿伸缩支架(5)延伸方向进行伸缩移动，带动监控仪表的伸缩移动。
27.监控仪表(1)的伸缩模式包括关闭模式、自动模式以及手动模式，关闭模式下，监控仪表(1)不伸缩；手动模式下，驾驶员手动设置操作监控仪表(1)伸缩距离，主动伸缩装置和从动伸缩装置通过伸出或收缩进行调节定位；自动模式下，图像采集器和距离传感器接收距离信息和图像信息，当距离信息和图像信息达到预设值时，主控制器发出相应移动信号至电机组件(7)，控制电机组件(7)牵引监控仪表伸缩相应距离；自动模式与手动模式下，当仪表达到最大行程后均自动停止，且在监控仪表(1)界面提示已达到仪表最大行程；当停机断电时，仪表自动回收至初始位置；当停机断电后重新接电时，监控仪表(1)记忆前一次的定位并自动伸出。
28.上述结合附图对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的这种非实质改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其他场合的，均在本发明的保护范围之内。