一种高空作业机械手匀速运动的控制系统及其控制方法与流程

本发明涉及高空作业机械手领域，具体涉及一种高空作业机械手匀速运动的控制系统及其控制方法。

背景技术：

现有的高空作业机械手在运行过程中速度容易不稳定，如果高空作业机械手运行过程中速度不稳定，则会导致固定在机械手顶端的设备运动速度不稳定，从而进一步影响设备工作质量。目前主要的控制方法是手动操作，此种方法效率低下且无法实现精确控制。

技术实现要素：

本发明为了解决上述问题，从而提供一种高空作业机械手匀速运动的控制系统及其控制方法。

为达到上述目的，本发明的技术方案如下：

一种高空作业机械手匀速运动的控制系统，所述控制系统包括一移动车体,所述移动车体上设有一可旋转的伸缩臂,所述伸缩臂与移动车体之间设有角度调节机构,所述伸缩臂的伸缩端上设有机械手，所述控制系统还包括控制器、激光测距仪和激光测速仪，所述控制器分别与伸缩臂、角度调节机构和机械手控制连接，所述激光测距仪和激光测速仪设置在伸缩臂的伸缩端上，所述激光测距仪和激光测速仪分别与控制器连接。

在本发明的一个优选实施例中，所述伸缩臂为一伸缩油缸，所述角度调节机构为一变幅油缸。

在本发明的一个优选实施例中，所述控制器分别与伸缩油缸和变幅油缸上的的比例电磁阀控制连接。

在本发明的一个优选实施例中，所述控制器内设有数据存储模块、对比模块、速度参数收集模块、距离值收集模块和输出控制模块，所述速度参数收集模块与激光测速仪连接，所述距离值收集模块与激光测距仪连接，所述对比模块分别与数据存储模块、速度参数收集模块和距离值收集模块连接，所述输出控制模块与对比模块连接。

在本发明的一个优选实施例中，所述控制系统还包括第一数据转换器，所述第一数据转换器分别与速度参数收集模块和激光测速仪连接。

在本发明的一个优选实施例中，所述控制系统还包括第二数据转换器，所述第二数据转换器分别与距离值收集模块和激光测距仪连接。

一种高空作业机械手匀速运动的控制方法，所述控制方法包括如下步骤：

(1)首先在控制器内的数据存储模块输入预先设定的机械手每隔一段相同时间的匀速移动的速度值和距离值，然后控制器的输出控制模块根据预先设定的速度值分别控制伸缩油缸和变幅油缸上的的比例电磁阀，使得机械手按照预先设定的速度进行匀速运动；

(2)机械手在移动时，激光测距仪可采集到机械手在每段时间内移动的距离值，并将采集到的距离值通过第二数据转换器转换成距离信号发送到距离值收集模块内；

(3)同时，激光测速仪可采集到机械手每段时间内的实时移动速度值，并将采集到的速度值通过第一数据转换器转换成速度信号发送到速度参数收集模块内；

(4)距离值收集模块和速度参数收集模块分别将接受到的距离信号和速度信号发送给对比模块，对比模块从数据存储模块内调取预先设定的速度值与速度参数收集模块发送来的速度值进行对比，对比模块从数据存储模块内调取预先设定的距离值与距离值收集模块发送来的距离值进行对比；

(5)当速度参数收集模块发送来的速度值与预先设定的速度值不相同或者距离值收集模块发送来的距离值与预先设定的距离值不相同，控制器的输出控制模块会分别对伸缩油缸和变幅油缸上的的比例电磁阀进行微调；

(6)然后激光测速仪和激光测距仪分别再次采集机械手的速度值和距离值，并将采集到的移动值和距离值分别发送给速度参数收集模块和距离值收集模块内，对比模块会再次从数据存储模块内调取预先设定的速度值与速度参数收集模块发送来的速度值进行对比，再次从数据存储模块内调取预先设定的距离值与距离值收集模块发送来的距离值进行对比；

(7)当速度参数收集模块发送来的速度值与预先设定的速度值再次不相同或者距离值收集模块发送来的距离值与预先设定的距离值再次不相同，控制器的输出控制模块会分别再对伸缩油缸和变幅油缸上的的比例电磁阀进行微调；

(8)依次重复上述步骤，直至机械手的实时移动速度和距离分别与预先设定的速度值和距离值相同。

本发明的有益效果是：

本发明结构简单，能够保证机械手在运行过程中保持匀速行驶，大大提高了工作效率和工作质量，并且还节约了劳动力。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的结构示意图；

图2为图1区域A的放大图；

图3为控制器的结构示意图；

图4为本发明的控制原理图。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。

参见图1至图4，本发明提供的高空作业机械手匀速运动的控制系统，其包括一移动车体100,在移动车体100上设有一可旋转的伸缩臂200,在伸缩臂与移动车体100之间设有角度调节机构300,在伸缩臂200的伸缩端上设有机械手400。

机械手400，其是用于进行高空作业的设备，并带动所控制的设备进行移动。

机械手400设置在伸缩臂200的伸缩端上，通过伸缩臂200的伸缩从而实现移动。

另外，由于伸缩臂200在移动车体100上可旋转，角度调节机构300是用于调节伸缩臂200在移动车体100上的旋转角度，从而调节机械手400的移动方向。

伸缩臂200具体为一伸缩油缸，角度调节机构300具体为一变幅油缸。

本申请还包括控制器500、激光测距仪600和激光测速仪700。

控制器500，其分别与伸缩臂200、角度调节机构300和机械手400连接，其可分别控制伸缩臂200、角度调节机构300和机械手400进行工作。

控制器500具体分别与伸缩油缸和变幅油缸的比例电磁阀控制连接，通过控制伸缩油缸和变幅油缸的比例电磁阀的电流大小，从而改变比例电磁阀阀芯的开口度，从而改变伸缩油缸和变幅油缸的流量，进而控制机械手400速度的均匀性。

这样只需在控制器500内预先输入机械手400的移动值，控制器500就可根据输入的速度信息从而对伸缩油缸和变幅油缸的比例电磁阀的电流大小进行相应调整，从而实现机械手400速度的均匀性。

控制器500，其内部具体设有数据存储模块510、对比模块520、速度参数收集模块530、距离值收集模块540和输出控制模块550。

输出控制模块550分别与伸缩臂200和角度调节机构300连接。

数据存储模块510，其是用于存储预先设定的机械手400在每隔相同段时间内的速度值和移动的距离值。

激光测距仪600和激光测速仪700分别设置在伸缩臂200的顶端，它们分别是实时检测机械手400在每段时间内的移动速度值和距离值，并将检测到的移动速度值和距离值分别发送给给控制器500内的速度参数收集模块530和距离值收集模块540。

激光测速仪700具体通过第一转换器将检测到的速度信息转换成速度参数收集模块530可识别的速度信号，速度参数收集模块530再将接受到的速度信号发送给对比模块520。

激光测距仪600具体通过第二转换器将检测到的距离值信息转换成距离值收集模块540可识别的距离信号，距离值收集模块540再将接受到的距离值信号发送给对比模块520。

控制器500内的对比模块520分别与速度参数收集模块530、距离值收集模块540和数据存储模块510连接，对比模块520可从数据存储模块510内调取预先设定的速度值与速度参数收集模块530发送来的速度值进行对比，从数据存储模块510内调取预先设定的距离值与距离值收集模块540发送来的距离值进行对比，当速度参数收集模块530发送来的速度值与预先设定的速度值不相同或者距离值收集模块540发送来的距离值与预先设定的距离值不相同，控制器500的输出控制模块550会分别对伸缩油缸和变幅油缸上的的比例电磁阀进行微调，直至机械手400的实时速度值以及每段时间内的移动距离值与预先设定的移动值和距离值相同。

本申请通过激光测距仪600和激光测速仪700同时对机械手400的实时速度值以及每段时间内的移动距离值进行检测和对比，大大提高了测量精度。

并且由于激光测距仪600和激光测速仪700为非接触式传感器，尤其是激光测速仪700能够测量正方向的速度，并且允许被测物体到激光测速仪700的距离有一定的误差，大大提高了了测量精度。

参见图4，基于上述方案的实施，本申请还提供了高空作业机械手匀速运动的控制方法，该控制方法包括如下步骤：

(1)首先在控制器500内的数据存储模块510输入预先设定的机械手400每隔一段相同时间的匀速移动的速度值和距离值，然后控制器500的输出控制模块550根据预先设定的速度值分别控制伸缩油缸和变幅油缸上的的比例电磁阀，使得机械手400按照预先设定的速度进行匀速运动；

(2)机械手400在移动时，激光测距仪600可采集到机械手400在每段时间内移动的距离值，并将采集到的距离值通过第二数据转换器转换成距离信号发送到距离值收集模块540内；

(3)同时，激光测速仪700可采集到机械手400每段时间内的实时移动速度值，并将采集到的速度值通过第一数据转换器转换成速度信号发送到速度参数收集模块530内；

(4)距离值收集模块540和速度参数收集模块530分别将接受到的距离信号和速度信号发送给对比模块520，对比模块520从数据存储模块510内调取预先设定的速度值与速度参数收集模块530发送来的速度值进行对比，对比模块520从数据存储模块510内调取预先设定的距离值与距离值收集模块540发送来的距离值进行对比；

(5)当速度参数收集模块530发送来的速度值与预先设定的速度值不相同或者距离值收集模块540发送来的距离值与预先设定的距离值不相同，控制器500的输出控制模块550会分别对伸缩油缸和变幅油缸上的的比例电磁阀进行微调；

(6)然后激光测速仪700和激光测距仪600分别再次采集机械手400的速度值和距离值，并将采集到的移动值和距离值分别发送给速度参数收集模块530和距离值收集模块540内，对比模块520会再次从数据存储模块510内调取预先设定的速度值与速度参数收集模块530发送来的速度值进行对比，再次从数据存储模块510内调取预先设定的距离值与距离值收集模块540发送来的距离值进行对比；

(7)当速度参数收集模块530发送来的速度值与预先设定的速度值再次不相同或者距离值收集模块540发送来的距离值与预先设定的距离值再次不相同，控制器500的输出控制模块550会分别再对伸缩油缸和变幅油缸上的的比例电磁阀进行微调；

(8)依次重复上述步骤，直至机械手400的实时移动速度和距离分别与预先设定的速度值和距离值相同。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。