专利名称：一种臂架回收的控制方法、控制装置、控制系统及车辆的制作方法
技术领域：
本发明涉及工程机械技术领域，特别涉及一种臂架回收的控制方法、控制装置、控制系统及车辆。
背景技术：
目前，很多工程车辆的作业对象离车辆有一定的距离，需通过伸縮式臂架来完成对作业对象的作业。例如云梯消防车就是一种设有伸縮式云梯，带有升降斗转台及灭火装置的工程车辆，可供消防人员登高进行灭火和营救被困人员，适用于高层建筑火灾的扑救。 该云梯消防车的臂架为伸縮式云梯。当云梯消防车结束工作后，需对臂架进行回收。目前， 一般通过手动的方式进行回收，通过操动手柄分别对臂架的长度、旋转幅度，以及回转角度进行控制，具体包括通过手柄调节臂架的长度，直至已到达观察到的合适的长度，通过手柄调节臂架的旋转幅度，直至已到达观察到的合适的幅度，通过手柄调节臂架的回转角度， 直至已到达观察到的合适的回转角度。上述三个调整过程可以按设定顺序进行，也可以穿插着进行，依赖于操作员的工作经验以及操作的熟练程度。这种手动回收臂架的方式中，需要多次调整后才能将臂架回收到位，这耗费了很长的作业时间，影响整体作业效率以及操作的简便性。
发明内容
本发明实施例提供一种臂架回收的控制方法、控制装置、控制系统及车辆，用以提高臂架回收的作业效率。本发明实施例提供一种臂架回收的控制方法，包括控制装置通过测量装置获取所述臂架的当前位置状态信息；根据所述当前位置状态信息中至少ー个參数值，确定所述臂架所处的位置区段；驱动传动装置执行与所述位置区段对应的回收策略。本发明实施例提供一种臂架回收的控制装置，包括获取设备，用于通过測量装置获取所述臂架的当前位置状态信息；确定设备，用于根据所述当前位置状态信息中至少ー个參数值，确定所述臂架所处的位置区段；驱动设备，用于驱动传动装置执行与所述位置区段对应的回收策略。本发明实施例提供一种臂架回收的控制系统，包括获取述臂架的当前位置状态信息的測量装置，上述的控制装置，以及被所述控制装置驱动，执行与位置区段对应的回收策略的传动装置。本发明实施例提供一种带臂架的车辆，包括上述控制系统。本发明实施例中，控制装置通过测量装置获取所述臂架的当前位置状态信息后， 根据所述当前位置状态信息中至少ー个參数值，确定所述臂架所处的位置区段，并驱动传动装置执行与所述位置区段对应的回收策略，这样，实现了臂架的自动回收，节省了作业时
6间，提高了整体作业效率以及操作的简便性。
图1为本发明实施例中臂架回收控制的流程图；图2为本发明实施例中误差与变參数计算值的參考图；图3为本发明具体实施例中臂架回收控制的流程图；图4为本发明实施例中臂架回收控制装置的结构图；图5为本发明实施例中臂架回收的控制系统的架构图。
具体实施例方式本发明实施例中，对于带有臂架的工程车辆，当其作业完毕后，采用控制装置自动回收臂架，节省了作业时间，提高了整体作业效率以及操作的简便性。本发明实施例中，臂架可以进行伸縮，并在可在垂直面上旋转，以及在水平面上回转，即臂架可进行伸縮运动，旋转运动，和回收运动。这样，臂架的位置状态信息包括臂架长度、旋转幅度和回转角度。为保持臂架的重心稳定，臂架的旋转幅度一般要小于90°，而臂架可在水平面上进行任意角度的回转，即可进行360°回转。臂架上安装了測量装置，例如位移传感器，角度传感器。通过这些測量装置可获取臂架的当前位置状态信息。当然，工程车上还有传动装置，例如电液比例阀或电磁阀，通过这些传动装置可带动臂架进行对应的回收工作。安装了測量装置和传动装置后，臂架回收的控制的过程參见图1包括步骤101 控制装置通过测量装置获取臂架的当前位置状态信息。臂架上已安装了測量装置，通过这些測量装置可获取臂架的当前位置状态信息。 当前位置状态信息包括长度、旋转幅度、和回转角度中的ー种或多种。例如通过位移传感器获取臂架的长度，通过第一角度传感器获取臂架的旋转幅度，以及通过第二角度传感器获取臂架的回转角度。步骤102 控制装置根据当前位置状态信息中至少ー个參数值，确定臂架所处的位置区段。本发明实施例中，已经将臂架的位置空间进行了划分，分为多个位置区段。可根据当前位置状态信息中ー个、两个或多个參数值，确定臂架处于位置区段。可将当前位置状态信息中至少ー个參数值与设定的阈值进行比较，并根据比较结果，确定臂架所处的位置区段。若当前位置状态信息中的长度參数值小于第一阈值，且当前位置状态信息中旋转幅度參数值的小于第二阈值，则确定臂架处于安全回转区段，并根据当前位置状态信息中的回转角度參数值与第三阈值的比较結果，确定臂架所处的具体位置区段；否则，确定臂架处于非安全回转区段。其中，还可对非安全回转区段进ー步进行划分，例如该非安全回转区段包括 第一位置区段和第二位置区段；这样，将当前位置状态信息中的长度參数值与第一阈值进行比较，若长度參数值大于第一阈值，则确定臂架处于第一位置区段，否则，将当前位置状态信息中的旋转幅度參数值与第二阈值进行比较，若旋转幅度參数值大于第二阈值，即长度參数值小于或等于第一阈值，且旋转幅度參数值大于第二阈值，则确定臂架处于第二位置区段。或者，可先将当前位置状态信息中的旋转幅度參数值与第二阈值进行比较，然后再将当前位置状态信息中的长度參数值与第一阈值进行比较，然后根据具体的比较结构， 确定臂架处于的具体位置区段。例如该非安全回转区段包括第一非安全回转区段和第 ニ非安全回转区段，若旋转幅度參数值大于第二阈值，确定臂架处于第一非安全回转区段， 若旋转幅度參数值小于或等于第二阈值，且长度參数值大于第一阈值，确定臂架处于第二非安全回转区段。当臂架处于安全回转区段后，根据当前位置状态信息中的回转角度參数值与第三阈值的比较結果，确定臂架所处的具体位置区段包括当前位置状态信息中的回转角度參数值是否为第三阈值，若不是，确定臂架处于第三位置区段，若是，将当前位置状态信息中的长度參数值与第四阈值进行比较，若长度大于第四阈值，则确定臂架处于第四位置区段，否则，确定臂架处于第五位置区段。即若当前位置状态信息中的回转角度參数值不为第三阈值，则确定臂架处于第三位置区段；否则，将当前位置状态信息中的长度參数值与第四阈值进行比较；若长度參数值大于第四阈值，则确定臂架处于第四位置区段；否则，确定臂架处于第五位置区段。或者，此时只根据回转角度參数值进行判断，确定定臂架所处的具体位置区段，就不再详细例举了。可见，通过ー个长度可确定臂架是否处于第一位置区段，通过长度和旋转幅度确定臂架是否处于第二位置区段，以及通过长度、旋转幅度、和回转角度，确定臂架是否处于第三、第四、或第五位置区段。其中，第一阈值由臂架的最长长度确定，一般可为最长长度的1/2、1/3、1/4或1/5 等。即现将臂架缩到一定范围内，再进行后续的旋转，以及回转操作。第二阈值一般有臂架与车身的结构来确定，较佳地，臂架的旋转幅度为第二阈值时，不影响臂架在水平面的回转。其中，由于可进行360°的回转，因此，第三阈值可为0°，或为360°。本发明实施例中，可采用最短路线原则，这样，在判断当前位置状态信息中的回转角度參数值是否为第三阈值之前，可判断当前位置状态信息中的回转角度參数值是否大于180°，若大于，则第三阈值为360°，否则，第三阈值为0°。当然，若不考虑最短路线原则，第三阈值可为ー固定值，例如0°。第四阈值一般由臂架的最短长度确定，略大于最短长度，这样，若当前位置状态信息中长度小于第四阈值时，则表明长度已回收到位了。上述只是ー种位置空间划分的方式，本发明实施例不限于此，也可以采用别的划分方式，例如先根据旋转幅度确定臂架的ー个位置区段，然后根据长度和旋转幅度确定臂架的另一位置区段，最后根据长度、旋转幅度、和回转角度，确定臂架的其他位置区段。步骤103 控制装置驱动传动装置执行与位置区段对应的回收策略。 本发明实施例中，可通过比例-积分-微分PID控制、或比例-微分PD控制、或模糊控制，驱动对应的传动装置执行与所述位置区段对应的回收策略。
控制装置中，每个位置区段都对应ー个回收策略。其中，若臂架处于安全回转区段，则驱动对应的传动装置执行与安全回转区段对应的回收策略；若臂架处于非安全回转区段，则驱动对应的传动装置执行与非安全回转区段对应的回收策略。以上述5个位置空间划分为例，其位置区段与回收策略的对应关系如表1所示表 权利要求
1.一种臂架回收的控制方法，其特征在干，包括控制装置通过测量装置获取所述臂架的当前位置状态信息； 根据所述当前位置状态信息中至少ー个參数值，确定所述臂架所处的位置区段； 驱动传动装置执行与所述位置区段对应的回收策略。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在干，所述当前位置状态信息包括长度、旋转幅度、和回转角度中的ー种或多种。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在干，所述根据所述当前位置状态信息中至少ー 个參数值，确定所述臂架所处的位置区段包括将所述当前位置状态信息中至少ー个參数值与设定的阈值进行比较，并根据比较结果，确定臂架所处的位置区段。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在干，所述根据比较結果，确定臂架所处的位置区段包括若所述当前位置状态信息中的长度參数值小于第一阈值，且所述当前位置状态信息中旋转幅度參数值的小于第二阈值，则确定所述臂架处于安全回转区段，并根据当前位置状态信息中的回转角度參数值与第三阈值的比较結果，确定臂架所处的具体位置区段； 否则，确定所述臂架处于非安全回转区段。
5.如权利要求3所述的方法，其特征在干，所述非安全回转区段包括第一位置区段和第二位置区段；则确定所述臂架处于非安全区段包括若所述长度參数值大于第一阈值，则确定所述臂架处于第一位置区段； 若所述长度參数值小于或等于第一阈值，且旋转幅度參数值大于第二阈值，则确定所述臂架处于第二位置区段。
6.如权利要求3所述的方法，其特征在干，所述根据当前位置状态信息中的回转角度參数值与第三阈值的比较結果，确定臂架所处的具体位置区段包括若所述当前位置状态信息中的回转角度參数值不为第三阈值，则确定所述臂架处于第三位置区段；否则，将所述当前位置状态信息中的长度參数值与第四阈值进行比较； 若所述长度參数值大于第四阈值，则确定所述臂架处于第四位置区段； 否则，确定所述臂架处于第五位置区段。
7.如权利要求1所述的方法，其特征在干，所述根据所述当前位置状态信息中至少ー 个參数值，确定所述臂架处于位置区段之前，还包括在统ー的量程范围内，将所述当前位置状态信息中的每个參数值換算成所述统ー的量程范围内的參考參数值。
8.如权利要求4所述的方法，其特征在干，所述驱动传动装置执行与所述位置区段对应的回收策略包括通过比例-积分-微分PID控制、或比例-微分PD控制、或模糊控制，驱动对应的传动装置执行与所述位置区段对应的回收策略，其中，若所述臂架处于安全回转区段，则驱动对应的传动装置执行与所述安全回转区段对应的回收策略；若所述臂架处于非安全回转区段，则驱动对应的传动装置执行与所述非安全回转区段对应的回收策略。
9.如权利要求8所述的方法，其特征在干，所述驱动对应的传动装置执行与所述非安全回转区段对应的回收策略包括若所述臂架处于第一位置区段，则驱动第一传动装置，调节所述臂架的长度，使所述臂架的长度參数值为第一期望值，其中，所述第一期望值小于所述第一阈值；若所述臂架处于第二位置区段，则驱动第一传动装置，调节所述臂架的长度，使所述臂架的长度參数值为第五期望值，以及驱动第二传动装置，调节所述臂架的旋转幅度，使所述臂架的旋转幅度參数值为第二期望值，其中，所述第二期望值小于第二阈值。
10.如权利要求8所述的方法，其特征在干，所述驱动对应的传动装置执行与所述安全回转区段对应的回收策略包括若所述臂架处于第三位置区段，则将所述当前位置状态信息中的旋转幅度參数值与第五阈值进行比较，当所述旋转幅度參数值大于第五阈值时，驱动第三传动装置，调节所述臂架的回转角度，使所述臂架的回转角度參数值为第三期望值，否则，驱动所述第二传动装置，调节所述臂架的旋转幅度，使所述臂架的旋转幅度參数值为第四期望值，其中、第四期望值大于第五阈值，并驱动第三传动装置，调节所述臂架的回转角度，使所述臂架的回转角度參数值为第三期望值，其中，所述第三期望值为所述第三阈值；若所述臂架处于第四位置区段，则驱动第一传动装置，调节所述臂架的长度，使所述臂架的长度參数值为第五期望值，其中，所述第五期望值小于所述第四阈值；若所述臂架处于第五位置区段，则驱动第二传动装置，调节所述臂架的旋转幅度，使所述臂架的旋转幅度參数值为第六期望值。
11.如权利要求8所述的方法，其特征在干，所述通过PID控制驱动对应的传动装置执行与所述位置区段对应的回收策略包括获取当前传动装置执行的当前运动对应的启动数值，其中，所述当前运动包括伸縮运动,旋转运动,或回收运动；将所述当前位置状态信息中对应的參数值与期望值之间形成的误差输入PID控制中， 获得PID控制输出的結果；将所述PID控制输出的结果与所述启动数值进行叠加，并当叠加后的数值在设定范围内时，将累加后的数值确定所述当前传动装置的驱动值；利用所述驱动值驱动所述当前传动装置执行所述当前运动。
12.如权利要求11所述的方法，其特征在干，所述通过PID控制驱动对应的传动装置执行与所述位置区段对应的回收策略还包括根据所述输入PID控制的误差，调整所述PID控制中比例系数Kp和积分时间常数Ki， 使得所述比例系数Kp和积分时间常数Ki随着所述误差的减小而増大。
13.一种臂架回收的控制装置，其特征在干，包括获取设备，用于通过測量装置获取所述臂架的当前位置状态信息； 确定设备，用于根据所述当前位置状态信息中至少ー个參数值，确定所述臂架所处的位置区段；驱动设备，用于驱动传动装置执行与所述位置区段对应的回收策略。
14.如权利要求13所述的装置，其特征在干，所述确定设备，具体用于将所述当前位置状态信息中至少ー个參数值与设定的阈值进行比较，并根据比较結果，确定臂架所处的位置区段。
15.如权利要求14所述的装置，其特征在干，所述确定设备，具体用于若所述当前位置状态信息中的长度參数值小于第一阈值，且所述当前位置状态信息中旋转幅度參数值的小于第二阈值，则确定所述臂架处于安全回转区段，并根据当前位置状态信息中的回转角度參数值与第三阈值的比较結果，确定臂架所处的具体位置区段，否则，确定所述臂架处于非安全回转区段。
16.如权利要求15所述的装置，其特征在干，所述确定设备，具体用于若所述长度參数值大于第一阈值，则确定所述臂架处于第一位置区段，若所述长度參数值小于或等于第一阈值，且旋转幅度參数值大于第二阈值，则确定所述臂架处于第二位置区段，其中，所述非安全回转区段包括第一位置区段和第二位置区段。
17.如权利要求15所述的装置，其特征在干，所述确定设备，具体用于若所述当前位置状态信息中的回转角度參数值不为第三阈值，则确定所述臂架处于第三位置区段，否则，将所述当前位置状态信息中的长度參数值与第四阈值进行比较，若所述长度參数值大于第四阈值，则确定所述臂架处于第四位置区段， 否则，确定所述臂架处于第五位置区段。
18.如权利要求13所述的装置，其特征在于，还包括換算设备，用于在统一的量程范围内，将所述当前位置状态信息中的每个參数值換算成所述统ー的量程范围内的參考參数值。
19.如权利要求15所述的装置，其特征在干，所述驱动设备，具体用于通过比例-积分-微分PID控制、或比例-微分PD控制、或模糊控制、驱动对应的传动装置执行与所述位置区段对应的回收策略，其中，若所述臂架处于安全回转区段，则驱动对应的传动装置执行与所述安全回转区段对应的回收策略；若所述臂架处于非安全回转区段，则驱动对应的传动装置执行与所述非安全回转区段对应的回收策略。
20.如权利要求19所述的装置，其特征在干，所述驱动设备，具体用于若所述臂架处于第一位置区段，则驱动第一传动装置，调节所述臂架的长度，使所述臂架的长度參数值为第一期望值，其中，所述第一期望值小于所述第 ー阈值；若所述臂架处于第二位置区段，则驱动第一传动装置，调节所述臂架的长度，使所述臂架的长度參数值为第五期望值，以及驱动第二传动装置，调节所述臂架的旋转幅度，使所述臂架的旋转幅度參数值为第二期望值，其中，所述第二期望值小于第二阈值。
21.如权利要求19所述的装置，其特征在干，所述驱动设备，具体用于若所述臂架处于第三位置区段，则将所述当前位置状态信息中的旋转幅度參数值与第五阈值进行比较，当所述旋转幅度參数值大于第五阈值时，驱动第三传动装置，调节所述臂架的回转角度，使所述臂架的回转角度參数值为第三期望值，否则，驱动所述第二传动装置，调节所述臂架的旋转幅度，使所述臂架的旋转幅度參数值为第四期望值，其中、第四期望值大于第五阈值，并驱动第三传动装置，调节所述臂架的回转角度，使所述臂架的回转角度參数值为第三期望值，其中，所述第三期望值为所述第三阈值；若所述臂架处于第四位置区段时，则驱动第一传动装置，调节所述臂架的长度，使所述臂架的长度參数值为第五期望值，其中，所述第五期望值小于所述第四阈值；若所述臂架处于第五位置区段吋，则驱动第二传动装置，调节所述臂架的旋转幅度，使所述臂架的旋转幅度參数值为第六期望值。
22.如权利要求19所述的装置，其特征在干，所述驱动设备，具体用于获取当前传动装置执行的当前运动对应的启动数值，其中，所述当前运动包括伸縮运动，旋转运动，或回收运动，将所述当前位置状态信息中对应的參数值与期望值之间形成的误差输入PID控制中，获得PID控制输出的結果，将所述PID控制输出的结果与所述启动数值进行叠加，并当叠加后的数值在设定范围内时，将累加后的数值确定所述当前传动装置的驱动值，利用所述驱动值驱动所述当前传动装置执行所述当前运动。
23.如权利要求22所述的装置，其特征在干，所述驱动设备，还具体用于根据所述输入PID控制的误差，调整所述PID控制中比例系数Kp和积分时间常数Ki，使得所述比例系数Kp和积分时间常数Ki随着所述误差的减小而増大。
24.一种臂架回收的控制系统，其特征在干，包括获取述臂架的当前位置状态信息的測量装置，上述权利要求13-23中任ー权利要求所述的控制装置，以及被所述控制装置驱动，执行与位置区段对应的回收策略的传动装置。
25.—种带臂架的车辆，其特征在干，包括权利要求M所述的控制系统。
全文摘要
本发明公开了一种臂架回收的控制方法、控制装置、控制系统及车辆，用以提高臂架回收的作业效率。该方法包括控制装置通过测量装置获取所述臂架的当前位置状态信息，根据所述当前位置状态信息中至少一个参数值，确定所述臂架所处的位置区段，驱动传动装置执行与所述位置区段对应的回收策略。
文档编号E06C5/32GK102536103SQ20111045587
公开日2012年7月4日 申请日期2011年12月30日 优先权日2011年12月30日
发明者张虎, 段娟香, 熊亿, 苏亮, 邓鹏飞 申请人:长沙中联消防机械有限公司