一种臂架的控制系统、方法、装置及工程机械的制作方法_2

文档序号:9596935阅读:来源:国知局
臂架根部回转中心的位置与目标位置 确定臂架的运行轨迹;
[0046] 动作模块,用于当接收到第一启动命令后输出臂架第一运行控制信号,控制臂架 根据所述运行轨迹运行至目标回转角和目标姿态,使臂架末端运行至目标位置。
[0047] 优选的,所述接收模块,还用于接收障碍物的位置信息;
[0048] 所述确定模块,还用于根据障碍物的位置和臂架的运行轨迹确定使臂架避开障碍 物运行的安全运行轨迹;
[0049] 所述启动模块,还用于当接收到第二启动命令时输出臂架第二运行控制信号,控 制臂架按照所述安全运行轨迹运行至目标回转角和目标姿态,使臂架末端运行至目标位 置。
【附图说明】
[0050] 图1为本发明一实施例提供的臂架的控制系统的结构示意图;
[0051] 图2为本发明另一实施例提供的臂架的控制系统的结构示意图;
[0052] 图3为本发明一实施例提供的臂架的控制方法的流程示意图;
[0053] 图4为本发明臂架位置坐标的原理图;
[0054] 图5为本发明另一实施例提供的臂架的控制方法的流程示意图;
[0055] 图6为本发明一实施例提供的臂架的控制装置的结构示意图。
[0056] 附图标记:
[0057] 1-臂架检测装置2-定位检测装置 3-启动装置
[0058] 4-控制装置 5-障碍物范围确定装置6-臂架
[0059] 41-接收模块 42-确定模块 43-动作模块
【具体实施方式】
[0060] 为了提高臂架调节的操作效率,本发明实施例提供了一种臂架的控制系统、方法、 装置及一种工程机械。在该技术方案中,通过定位检测装置对臂架根部回转中心以及目标 位置(例如施工区域)进行定位,根据当前回转角、当前姿态、臂架根部回转中心位置与目 标位置确定臂架的运行轨迹,最终输出第一运行控制信号,使得臂架末端运行至目标位置。 操作手在地面上通过启动装置对臂架进行智能化控制,控制装置能够合理规划臂架的运行 路线,取代了操作手根据经验对臂架根部回转中心以及每节臂节进行调整,大大提高了施 工效率,进而提高了施工进度。下面以具体实施例并结合附图详细说明本发明。
[0061] 本发明实施例首先提供一种臂架的控制系统,如图1所示,图1为本发明一实施例 提供的臂架的控制系统的结构示意图,所述控制系统包括:
[0062] 臂架检测装置1,用于检测臂架的当前回转角和当前姿态;
[0063] 定位检测装置2,用于检测臂架根部回转中心的位置信息和目标位置信息;
[0064] 启动装置3,用于发送启动所述臂架动作的第一启动命令;
[0065] 控制装置4,与臂架检测装置1、定位检测装置2和启动装置3信号连接,用于根据 当前回转角、当前姿态、臂架根部回转中心位置与目标位置确定臂架的运行轨迹;当接收到 第一启动命令后输出臂架第一运行控制信号,控制臂架6根据所述运行轨迹运行至目标回 转角和目标姿态,使臂架末端运行至目标位置。臂架可以通过臂架的执行机构来完成按照 运行轨迹运行,臂架的执行机构包括驱动臂架回转的与臂架根部连接的转台,以及驱动臂 架展开的设置于每节臂节内的伸缩油缸。
[0066] 在本发明技术方案中,针对不同的施工工况,通过定位检测装置2对臂架根部回 转中心以及目标位置(例如施工区域)进行定位,根据当前回转角、当前姿态、臂架根部回 转中心位置与目标位置确定臂架的运行轨迹,最终输出第一运行控制信号,使得臂架末端 运行至目标位置。操作手在地面上通过启动装置3对臂架6进行智能化控制,控制装置4 能够合理规划臂架的运行路线,取代了操作手根据经验对臂架根部回转中心以及每节臂节 进行调整,大大提高了施工效率,进而提高了施工进度,另外,控制装置4规划的臂架的运 行轨迹,相对于操作手手动调节,可以提高臂架操作的安全性。
[0067] 在本申请中,臂架姿态仅为臂架展开成的形态,不包括臂架的回转角。
[0068] 在本发明臂架的控制系统中,臂架检测装置1可以实时检测臂架的姿态和回转角 的信息,以用于获取臂架末端的位置;定位检测装置2用于获得臂架根部回转中心和目标 位置的位置信息,目的是得到臂架根部回转中心和目标位置的位置关系;启动装置3应具 备一个开关,操作手只需打开该开关就可启动自动展臂功能,由于启动装置3可随操作手 达到目标位置,因此启动装置3可与定位检测装置2中用于检测目标位置信息的装置集成 于一体。启动装置3可以设置于遥控器中,操作手可以手持启动装置3,当需要更换施工位 置时,操作手开启启动装置3,则控制装置4控制臂架按照计算出的运行轨迹进行动作,直 至臂架末端运行至目标位置,实现了完全一键智能化操作,避免了操作手多次调节臂架或 回转角,大大提高了施工效率。
[0069] 控制装置4的具体类型不限,例如可以为可编程控制器、个人计算机等。控制装置 4可以通过硬件实现,也可以通过软件实现,本发明并不限定。
[0070] 现有技术中还具有一种通过人机界面预先设定臂架目标位置参数,将臂架末端迅 速调整到工作点位置,但是该方法虽然可以提高一键展臂工作效率,但需预先输入参数,操 作手对参数无法准确把握,且耽误施工时间,而本发明中采用了定位检测装置2,可以直接 获取到目标位置的位置信息,无需对输入参数,提高了臂架展开的准确度,也大大提高了工 作效率。
[0071] 所述定位检测装置的类型可以有多种,只要可以实现检测臂架根部回转中心和目 标位置的位置关系即可,优选的,所述定位检测装置包括:
[0072] 位于包括所述臂架的工程机械的设定位置上的基准GPS终端,用于获得设定三维 坐标系下臂架根部回转中心的位置坐标;
[0073] 位于目标位置的移动GPS终端,用于获得所述设定三维坐标系下目标位置的位置 坐标。
[0074] 采用GPS技术,可以在同一个设定三维坐标系下得到臂架根部回转中心和目标位 置的坐标,进而精确确定臂架根部回转中心和目标位置的位置关系。定位检测装置使用GPS 系统,移动GPS终端可安装在遥控器内或者作为一个独立的装置,基准GPS终端可置于臂架 根部回转中心或是已知固定偏差的安装点,如驾驶室内。优选的,设定三维坐标系的零点位 置优选设置为臂架根部回转中心,则目标位置和臂架根部回转中心的相对位置关系就可以 为目标位置的坐标与零点位置的相对关系,大大简化了计算。基准GPS终端包括基准GPS 发射器和基准GPS接收器,同理,移动GPS终端包括移动GPS发射器和移动GPS接收器。目 标位置根据施工位置的不同而不同,移动GPS终端设置于目标位置处,用于检测目标位置 处的坐标。移动GPS终端可以设置于混凝土泵车的遥控器发射机中,启动装置也可以设置 于遥控器发射机中,操作手可以手持遥控器发射机走动至目标位置,方便同时进行对目标 位置定位与自动展臂的启动操作。
[0075] 定位技术不限定于使用GPS,其他定位坐标的技术如超声波等也可以。
[0076] 定位检测装置2的具体类型不限,优选采用差分GPS(Global Positioning System,全球定位系统,简称GPS)定位装置(通过在固定测站和流动测站上进行同步观测, 利用在固定测站上所测得GPS定位误差数据改正流动测站上定位结果的卫星定位系统)或 北斗定位装置(由中国自主研制和建立的用于导航和定位的卫星系统),由于其具有全球 全天候定位、定位精度高、观测时间短、测站间无需通视等优点,能够提高测量精度,建立更 为精确的坐标定位,进而有效地提高智能化控制的精度。采用差分GPS技术时,定位检测装 置中的移动GPS接收器对卫星组的观测获得目标位置的初始位置参数,并获取基准GPS接 收器传送的载波相位信息,根据所述载波相位信息和初始位置参数获得目标位置的位置坐 标。
[0077] 对于不同的施工工况,如隧道、高楼、基坑等,可能具有障碍物,优选的,如图2所 示,图2为本发明另一实施例提供的臂架的控制系统的结构示意图,所述启动装置3,还用 于发送启动所述臂架动作的第二启动命令,所述控制系统还包括:
[0078] 障碍物范围确定装置5,用于检测障碍物的位置信息;
[0079] 控制装置4,还与障碍物范围确定装置5信号连接,进一步用于根据障碍物的位置 和臂架的运行轨迹确定使臂架避开障碍物运行的安全运行轨迹;及当接收到第二启动命令 时输出臂架第二运
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