工程機(jī)械的機(jī)手操作水平評估系統(tǒng)及評估方法
【專利摘要】一種工程機(jī)械的機(jī)手操作水平評估系統(tǒng)，包括信息采集模塊、信息處理模塊及結(jié)果輸出模塊，所述信息采集模塊用于采集機(jī)手操作的動作輸入信號、工程機(jī)械的發(fā)動機(jī)和液壓泵工作狀態(tài)信息、時間信號，所述信息處理模塊用于根據(jù)采集的信息將機(jī)手的操作動作劃分為多個階段，根據(jù)評估指標(biāo)對需評估的階段進(jìn)行評分，將得到的階段評分加權(quán)后得到各動作的評分，并根據(jù)各動作的得分加權(quán)后得到機(jī)手操作綜合評分，并將綜合評估結(jié)果傳遞給結(jié)果輸出模塊。本發(fā)明提出的評估系統(tǒng)可有效避免評估過程中人為因素的影響，且可為機(jī)手技工操作建議，有助于機(jī)手操作水平的提升。另外，本發(fā)明還提供一種工程機(jī)械的機(jī)手操作水平評估方法。
【專利說明】工程機(jī)械的機(jī)手操作水平評估系統(tǒng)及評估方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及工程機(jī)械領(lǐng)域，特別是關(guān)于一種工程機(jī)械的機(jī)手操作水平評估系統(tǒng)及評估方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在工程機(jī)械操作行業(yè)，操作人員(即機(jī)手)的操作水平可以直接影響到客戶的收益，通常，優(yōu)秀的機(jī)手能為客戶創(chuàng)造更高的效益，這導(dǎo)致了客戶對優(yōu)秀機(jī)手的需求，因此，如何評價(jià)一個機(jī)手為優(yōu)秀機(jī)手則成為工程機(jī)械操作行業(yè)需要解決的問題。
[0003]現(xiàn)階段，機(jī)手的操作水平主要由他人通過觀察其操作來評價(jià)，存在一定的主觀性，而且人為評估可能會存在專家人員不足的問題，不能滿足實(shí)時性需求。
[0004]另外，在工程機(jī)械操作行業(yè)，新機(jī)手通常由有經(jīng)驗(yàn)的老機(jī)手來培訓(xùn)。新機(jī)手在訓(xùn)練時，師傅會根據(jù)其自身經(jīng)驗(yàn)指導(dǎo)新機(jī)手在哪些方面還需提升，新機(jī)手離開師傅后，技術(shù)提升主要靠自己摸索，技術(shù)提升速度較慢。因此，有必要提供一個工程機(jī)械的機(jī)手操作水平評估系統(tǒng)，來客觀地評估工程機(jī)械操作人員的操作水平，并可通過對操作水平的評價(jià)給操作人員提供提升操作水平的建議，有助于機(jī)手操作水平的快速提升。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]有鑒于此，本發(fā)明提供一個可以客觀評價(jià)工程機(jī)械操作人員操作水平的工程機(jī)械的機(jī)手操作水平評估系統(tǒng)及評估方法。
[0006]為達(dá)上述優(yōu)點(diǎn)，本發(fā)明提供的工程機(jī)械的機(jī)手操作水平評估系統(tǒng)，包括信息采集模塊、信息處理模塊及結(jié)果輸出模塊，所述信息采集模塊用于采集機(jī)手操作的動作輸入信號、工程機(jī)械的發(fā)動機(jī)和液壓泵工作狀態(tài)信息、時間信號，所述信息處理模塊用于根據(jù)采集的信息將機(jī)手的操作動作劃分為多個階段，根據(jù)評估指標(biāo)對需評估的階段進(jìn)行評分，將得到的階段評分加權(quán)后得到各動作的評分，并根據(jù)各動作的得分加權(quán)后得到機(jī)手操作綜合評分，并將綜合評估結(jié)果傳遞給結(jié)果輸出模塊。
[0007]在本發(fā)明的一個實(shí)施例中，機(jī)手的操作動作根據(jù)機(jī)手操作的動作輸入信號和發(fā)動機(jī)的實(shí)時轉(zhuǎn)速劃分為開始階段、平穩(wěn)階段和結(jié)束階段。
[0008]在本發(fā)明的一個實(shí)施例中，階段評分包括開始階段和結(jié)束階段的液壓泵壓力變化評分、階段用時評分及轉(zhuǎn)速差評分。
[0009]在本發(fā)明的一個實(shí)施例中，綜合評估結(jié)果包括機(jī)手操作水平等級的評價(jià)和機(jī)手得分最低動作的名稱。
[0010]為達(dá)上述優(yōu)點(diǎn)，本發(fā)明提供的工程機(jī)械的機(jī)手操作水平評估方法，包括:采集機(jī)手操作的動作輸入信號、工程機(jī)械的發(fā)動機(jī)和液壓泵工作狀態(tài)信息、時間信號；根據(jù)采集的數(shù)據(jù)將各個操作動作劃分為多個階段；根據(jù)操作動作評分規(guī)則對各個操作動作評分；根據(jù)操作評價(jià)總體規(guī)則對機(jī)手的操作進(jìn)行綜合評分；輸出評估結(jié)果。
[0011]在本發(fā)明的一個實(shí)施例中，根據(jù)采集的數(shù)據(jù)將各個操作動作劃分為多個階段的步驟中，各個操作動作根據(jù)機(jī)手操作的動作輸入信號和發(fā)動機(jī)的實(shí)時轉(zhuǎn)速被劃分為開始階段、穩(wěn)定階段和結(jié)束階段。
[0012]在本發(fā)明的一個實(shí)施例中，根據(jù)操作動作評分規(guī)則對各個操作動作評分的步驟中，主要對開始階段和結(jié)束階段進(jìn)行液壓泵壓力變化、階段用時及轉(zhuǎn)速差評分。
[0013]在本發(fā)明的一個實(shí)施例中，在根據(jù)操作動作評分規(guī)則對各個操作動作評分的步驟中，各個動作的評分由各階段的評分加權(quán)后得到。
[0014]在本發(fā)明的一個實(shí)施例中，根據(jù)操作評價(jià)總體規(guī)則對機(jī)手的操作進(jìn)行綜合評分的步驟中，機(jī)手的綜合評分由各動作的得分加權(quán)后得到。
[0015]在本發(fā)明的一個實(shí)施例中，所述評估結(jié)果包括機(jī)手操作水平等級的評價(jià)和機(jī)手得分最低動作的名稱。
[0016]本發(fā)明提出的工程機(jī)械的機(jī)手操作水平評估系統(tǒng)和評估方法，不同于傳統(tǒng)的由專家人為評估的方法，其利用專家的評估經(jīng)驗(yàn)，建立模型庫和評分規(guī)則數(shù)據(jù)庫，根據(jù)模型庫將評估過程細(xì)化成對操作過程中各個動作的評分，并將各個動作的評分細(xì)分為對動作不同階段的評分，根據(jù)評分規(guī)則對各個動作的不同階段進(jìn)行評分，整合后得到機(jī)手操作水平的總體評價(jià)，整個評估過程采用系統(tǒng)的內(nèi)建數(shù)據(jù)來實(shí)現(xiàn)，可以避免人為因素的影響，且具有更高的評估效率；另外，本發(fā)明的機(jī)手操作水平評估系統(tǒng)和評估方法還可以由各個動作的階段評分中提取出機(jī)手得分最低動作的名稱，而為機(jī)手提供操作提升建議，幫助機(jī)手進(jìn)一步提高操作水平，在應(yīng)用上比人為評估更有實(shí)時性。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]圖1所示為本發(fā)明工程機(jī)械的機(jī)手操作水平評估系統(tǒng)的系統(tǒng)框圖。
[0018]圖2所示為本發(fā)明工程機(jī)械的機(jī)手操作水平評估系統(tǒng)的系統(tǒng)架構(gòu)圖。
[0019]圖3所示為本發(fā)明工程機(jī)械的機(jī)手操作水平評估系統(tǒng)的工作流程圖。
[0020]圖4所示為卷揚(yáng)提升動作中機(jī)手操作的動作輸入信號、發(fā)動機(jī)實(shí)時轉(zhuǎn)速及液壓泵壓力變化曲線的示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0021]為更進(jìn)一步闡述本發(fā)明為達(dá)成預(yù)定發(fā)明目的所采取的技術(shù)手段及功效，以下結(jié)合附圖及較佳實(shí)施例，對本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】、結(jié)構(gòu)、特征及其功效，詳細(xì)說明如后。
[0022]圖1為本發(fā)明工程機(jī)械的機(jī)手操作水平評估系統(tǒng)的系統(tǒng)框圖。如圖1所示，本發(fā)明的工程機(jī)械的機(jī)手操作水平評估系統(tǒng)包括信息采集模塊、信息處理模塊及結(jié)果輸出模塊。
[0023]其中，信息采集模塊包括數(shù)據(jù)輸入模塊、發(fā)動機(jī)信息采集模塊及液壓系統(tǒng)信息采集模塊。數(shù)據(jù)輸入模塊主要用于輸入機(jī)手工號、動作開始信號、動作停止信號及時間信號等，并通過通訊接口將輸入的信息傳遞給信息處理模塊。發(fā)動機(jī)信息采集模塊主要用于在機(jī)手啟動機(jī)器后，采集發(fā)動機(jī)的實(shí)時轉(zhuǎn)速，并通過通訊接口將其傳遞給信息處理模塊。液壓系統(tǒng)信息采集模塊主要用于在機(jī)器正常工作時，采集液壓系統(tǒng)的主泵壓力，并通過通訊接口將其傳遞給信息處理模塊。
[0024]具體而言，信息處理模塊指工程機(jī)械的處理器，其用于根據(jù)數(shù)據(jù)庫中存儲的規(guī)則處理數(shù)據(jù)，得出處理結(jié)果，通過通訊接口將處理結(jié)果傳遞給結(jié)果輸出模塊，并保存該處理結(jié)果O
[0025]結(jié)果輸出模塊具體指工程機(jī)械的顯示屏，其主要用于顯示處理結(jié)果。
[0026]由上面的敘述可以知道，本發(fā)明工程機(jī)械的機(jī)手操作水平評估系統(tǒng)的核心為信息處理模塊，本發(fā)明主要通過信息處理模塊對信息采集模塊采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行深層處理才能夠得出機(jī)手的操作水平評價(jià)，并可對機(jī)手的操作水平提升提供指導(dǎo)。因此，下面主要對信息處理模塊進(jìn)行介紹。
[0027]如圖2所示，信息處理模塊主要包括參數(shù)預(yù)處理模塊、規(guī)則數(shù)據(jù)庫及模型庫。其中，參數(shù)預(yù)處理模塊主要用于對信息處理模塊接收的信息進(jìn)行預(yù)處理。模型庫包括操作動作評分模型、操作總體評價(jià)模型。操作動作評分模型可以顯示出各個動作可以被劃分為哪些階段以及各個階段對應(yīng)的評估指標(biāo)等。操作總體評價(jià)模型可以顯示出各種工程機(jī)械的施工流程對應(yīng)的動作劃分,例如將挖掘機(jī)的施工流程劃分為行走、主卷揚(yáng)下放、抓土、主卷揚(yáng)提升、上車回轉(zhuǎn)、卸土等。規(guī)則數(shù)據(jù)庫包括操作動作評分規(guī)則數(shù)據(jù)庫、操作總體評價(jià)規(guī)則數(shù)據(jù)庫。操作動作評分規(guī)則數(shù)據(jù)庫可以顯示出進(jìn)行操作動作評分時的評分標(biāo)準(zhǔn)或計(jì)算方法。操作總體評價(jià)規(guī)則數(shù)據(jù)庫可以顯示出進(jìn)行操作總體評價(jià)時的評分標(biāo)準(zhǔn)或計(jì)算方法。
[0028]圖3所示為本發(fā)明工程機(jī)械的機(jī)手操作水平評估系統(tǒng)的工作流程圖。如圖3所示，本發(fā)明的機(jī)手操作水平評估方法包括:
[0029]I)參數(shù)采集
[0030]該步驟主要是采集操作評估所需的數(shù)據(jù)，包括:機(jī)手工號、發(fā)動機(jī)實(shí)時轉(zhuǎn)速、液壓泵壓力、機(jī)手操作的動作輸入信號(即各動作按鈕信號)、時間信號等。
[0031]2)工程機(jī)械操作動作劃分:
[0032]本發(fā)明的系統(tǒng)根據(jù)實(shí)際操作情況，將各個操作動作劃分為3個階段:開始階段、穩(wěn)定階段和結(jié)束階段。
[0033]其中，開始和結(jié)束的時間從主觀上比較容易確定，以主卷揚(yáng)提升動作為例，按下主卷揚(yáng)提升允許按鈕并上拉液壓手柄，則主卷揚(yáng)動作開始；液壓手柄歸位并松開主卷揚(yáng)提升允許按鈕則動作結(jié)束。
[0034]針對主卷揚(yáng)提升動作，發(fā)動機(jī)的運(yùn)行情況如下:在動作開始時，發(fā)動機(jī)由于負(fù)載的突然增加，會出現(xiàn)轉(zhuǎn)速下降；隨著負(fù)載逐漸穩(wěn)定，發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速也趨于穩(wěn)定至目標(biāo)轉(zhuǎn)速；動作結(jié)束時，負(fù)載變?yōu)榭蛰d，發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速會先上升，然后恢復(fù)至目標(biāo)轉(zhuǎn)速。
[0035]圖4為主卷揚(yáng)提升動作時采集到的數(shù)據(jù)，其中線①表示按鈕信號，線②表示發(fā)動機(jī)的實(shí)際轉(zhuǎn)速，線③表示液壓泵的壓力。由圖4中可以看出，當(dāng)按鈕未按下時，發(fā)動機(jī)穩(wěn)定在目標(biāo)轉(zhuǎn)速1800轉(zhuǎn)；在開始動作階段，發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速下降，最低至1500轉(zhuǎn)，然后逐漸回升至1800轉(zhuǎn)；在動作停止階段，發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速先上升，最高至2100轉(zhuǎn)，然后逐漸回落至1800轉(zhuǎn)；在開始動作階段和動作停止階段之間，發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速保持在1800轉(zhuǎn)。
[0036]因此，根據(jù)圖4所示的數(shù)據(jù)，主卷揚(yáng)提升動作可以劃分為:
[0037]開始階段:按鈕按下，發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速開始下降，直到回升至目標(biāo)轉(zhuǎn)速時間段內(nèi)；
[0038]穩(wěn)定階段:轉(zhuǎn)速下降回升至目標(biāo)轉(zhuǎn)速到轉(zhuǎn)速開始上升階段；
[0039]結(jié)束階段:轉(zhuǎn)速開始上升至轉(zhuǎn)速平穩(wěn)階段；
[0040]3)依據(jù)操作動作評分規(guī)則對各動作評分
[0041]在上述的三個階段中，衡量機(jī)手操作水平的主要是開始階段和結(jié)束階段。一個優(yōu)秀的機(jī)手在操作液壓手柄時，能做到發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速變化曲線平滑，轉(zhuǎn)速最高點(diǎn)和最低點(diǎn)在一定范圍內(nèi)，且開始階段和結(jié)束階段在一定時間內(nèi)完成，即轉(zhuǎn)速在波動后能盡快穩(wěn)定。主泵壓力的變化情況則反映機(jī)手在操作時液壓系統(tǒng)的情況，此數(shù)據(jù)更加能反映機(jī)手的操作水平。優(yōu)秀的機(jī)手操作時，系統(tǒng)液壓變化較平穩(wěn)。
[0042]因此，可以根據(jù)開始階段和結(jié)束階段時的發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速變化、操作時間長短(階段用時)及主泵壓力變化對該動作進(jìn)行評估，其評估模型如下表所示。
【權(quán)利要求】
1.一種工程機(jī)械的機(jī)手操作水平評估系統(tǒng)，其特征在于:其包括信息采集模塊、信息處理模塊及結(jié)果輸出模塊，所述信息采集模塊用于采集機(jī)手操作的動作輸入信號、工程機(jī)械的發(fā)動機(jī)和液壓泵工作狀態(tài)信息、時間信號，所述信息處理模塊用于根據(jù)機(jī)手操作的動作輸入信號將機(jī)手的操作動作劃分為多個階段，根據(jù)評估指標(biāo)對需評估的階段進(jìn)行評分，將得到的階段評分加權(quán)后得到各動作的評分，并根據(jù)各動作的得分加權(quán)后得到機(jī)手操作綜合評分，并將綜合評估結(jié)果傳遞給結(jié)果輸出模塊。
2.如權(quán)利要求1所述的工程機(jī)械的機(jī)手操作水平評估系統(tǒng)，其特征在于:機(jī)手的操作動作根據(jù)機(jī)手操作的動作輸入信號和發(fā)動機(jī)的實(shí)時轉(zhuǎn)速劃分為開始階段、平穩(wěn)階段和結(jié)束階段。
3.如權(quán)利要求2所述的工程機(jī)械的機(jī)手操作水平評估系統(tǒng)，其特征在于:階段評分包括開始階段和結(jié)束階段的液壓泵壓力變化評分、階段用時評分及轉(zhuǎn)速差評分。
4.如權(quán)利要求1所述的工程機(jī)械的機(jī)手操作水平評估系統(tǒng)，其特征在于:綜合評估結(jié)果包括機(jī)手操作水平等級的評價(jià)和機(jī)手得分最低動作的名稱。
5.一種工程機(jī)械的機(jī)手操作水平評估方法，其特征在于:所述方法包括: 采集機(jī)手操作的動作輸入信號、工程機(jī)械的發(fā)動機(jī)和液壓泵工作狀態(tài)信息、時間信號; 根據(jù)采集的數(shù)據(jù)將各個操作動作劃分為多個階段； 根據(jù)操作動作評分規(guī)則對各個操作動作評分； 根據(jù)操作評價(jià)總體規(guī)則對機(jī)手的操作進(jìn)行綜合評分； 輸出評估結(jié)果。
6.如權(quán)利要求5所述的工程機(jī)械的機(jī)手操作水平評估方法，其特征在于:所述根據(jù)采集的數(shù)據(jù)將各個操作動作劃分為多個階段的步驟中，各個操作動作根據(jù)機(jī)手操作的動作輸入信號和發(fā)動機(jī)的實(shí)時轉(zhuǎn)速被劃分為開始階段、穩(wěn)定階段和結(jié)束階段。
7.如權(quán)利要求6所述的工程機(jī)械的機(jī)手操作水平評估方法，其特征在于:所述根據(jù)操作動作評分規(guī)則對各個操作動作評分的步驟中，主要對開始階段和結(jié)束階段進(jìn)行液壓泵壓力變化、階段用時及轉(zhuǎn)速差評分。
8.如權(quán)利要求7所述的工程機(jī)械的機(jī)手操作水平評估方法，其特征在于:在所述根據(jù)操作動作評分規(guī)則對各個操作動作評分的步驟中，各個動作的評分由各階段的評分加權(quán)后得到。
9.如權(quán)利要求5所述的工程機(jī)械的機(jī)手操作水平評估方法，其特征在于:所述根據(jù)操作評價(jià)總體規(guī)則對機(jī)手的操作進(jìn)行綜合評分的步驟中，機(jī)手的綜合評分由各動作的得分加權(quán)后得到。
10.如權(quán)利要求5所述的工程機(jī)械的機(jī)手操作水平評估方法，其特征在于:所述評估結(jié)果包括機(jī)手操作水平等級的評價(jià)和機(jī)手得分最低動作的名稱。
【文檔編號】G06F19/00GK104021281SQ201410211642
【公開日】2014年9月3日 申請日期:2014年5月19日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月19日
【發(fā)明者】吳利清 申請人:上海中聯(lián)重科樁工機(jī)械有限公司, 中聯(lián)重科股份有限公司