专利名称：平台支腿自动调平控制方法和系统以及具有该系统的调平设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及平台支腿自动调平控制方法、控制系统以及具有该控制系统的调平设备。
背景技术：
在当今的工程机械领域，液压系统被广泛的用于调整机械的位置和角度。对于诸如登高平台车等需要在工作前进行稳定支撑的工程机械来讲，液压支腿是用来支撑机械并调整位置的通用选择，在登高平台车进行工作前，先撑起液压支腿，然后调平车身底盘，随后才能够升起平台进行操作。若要使登高平台车等工程机械能够快速的进入到稳定条件下进行工作，支腿调平过程是非常重要的环节。目前，在对类似于车身底盘的平台进行调平时，主要有两种对支腿进行调平的方法一种是手动调平，人通过用肉眼观察水平仪或观察车身水平情况来依次调解四个支腿的伸缩，这不仅对操作者要求很高，而且操作过程长，调平效果也不好；另一种是自动调平， 在自动调平中，设定一条基准支腿，通过调整其他三条支腿与基准支腿之间的倾斜角度来进行调平，但现有的自动调平中通常采用电磁换向阀来控制支腿的伸缩，其调平过程不够平稳和准确。
发明内容
本发明的目的是提供一种能够解决现有自动调平方法中存在的调平时间长且调平不够平稳、准确等问题的平台支腿自动调平控制方法和系统，以及具有所述控制系统的调平设备。为了实现该发明目的，本发明提供了一种平台支腿自动调平控制方法，其中所述平台连接有四个相互平行的支腿，这四个支腿与平台平面的交点构成一平行四边形的四个顶点，该方法包括检测平台平面的两个预定坐标轴X轴和Y轴分别相对于目标平面的倾斜角度Ax和Ay，其中所述两个预定坐标轴X轴和Y轴分别平行于所述四个支腿与平台平面的交点所构成的平行四边形的两组对边，其中Ax和Ay的范围均是大于或等于-90度且小于或等于90度；根据所述倾斜角度Ax和Ay确定各个支腿的伸缩速度；以及按照所确定的伸缩速度对所述各个支腿进行伸缩。本发明还提供了一种平台支腿自动调平控制系统，其中所述平台连接有四个相互平行的支腿，这四个支腿与平台平面的交点构成一平行四边形的四个顶点，该控制系统包括位置测量装置，用于测量所述平行四边形的四个顶点的位置；角度测量装置，用于检测平台平面的两个预定坐标轴X轴和Y轴分别相对于目标平面的倾斜角度Ax和Ay，其中所述两个预定坐标轴X轴和Y轴分别平行于所述四个支腿与平台平面的交点所构成的平行四边形的两组对边，其中Ax和Ay的范围均是大于或等于-90度且小于或等于90度；处理器，连接到所述位置测量装置和所述角度测量装置，该处理器用于，根据所述倾斜角度Ax和Ay来确定各个支腿的伸缩速度，以及按照所确定的伸缩速度控制所述各个支腿进行伸缩。本发明还提供了一种平台调平设备，该设备包括连接到所述平台的四个伸缩支腿，该四个伸缩支腿相互平行，且该四个伸缩支腿与平台平面的交点构成一平行四边形的四个顶点；用于分别控制所述四个伸缩支腿的伸缩速度的四个电液比例阀；本发明以上所提供的平台支腿自动调平控制系统，该控制系统的处理器连接到所述四个电液比例阀，用于向所述四个电液比例阀输出电流，以控制所述四个电液比例阀对所述四个伸缩支腿的伸缩速度进行调节。本发明所提供的平台支腿自动调平控制方法和控制系统中对支腿与平台平面的交点所形成的平行四边形的两个坐标轴与目标平面的倾斜角度进行检测，并在调平时根据该倾斜角度的大小来控制支腿的伸缩速度，从而在保证快速调平的同时还能确保整个调平过程的平稳程度和准确性，大大提高了平台调平的效率。本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式
部分予以详细说明。
附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式
一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中图IA和图IB分别示出了一种示例性的平台结构的侧视图和俯视图，该平台具有四个用于调平的支腿；图2示出了根据本发明的一种实施方式的支腿自动调平控制方法的流程图；图3示出了根据本发明的一种实施方式的支腿自动调平控制系统的框图；以及图4示出了根据本发明的一种实施方式的调平设备的结构示意图。
具体实施例方式以下结合附图对本发明的具体实施方式
进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式
仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。在图IA和图IB中分别示出了一种示例性的平台结构的侧视图和俯视图，该平台结构具有平台110和四个用于调平的支腿12(^12(^12(^12(^从图中可以看出，四个支腿12(V 1202、1203、1204均具有水平部分和垂直部分，其中水平部分与平台110的侧部相连，垂直部分则用于支撑地面。在本发明的一种实施方式中，所述支腿的水平部分可以为固定结构。可替换地，所述支腿的水平部分是可以进行伸缩的结构。在本发明的另一种替换实施方式中，所述支腿可以只具有垂直部分，该垂直部分直接连接到平台110的底部。不管采用以上哪一种平台结构或本领域技术人员能够想到的平台结构的变形，只要能够保证所述四个支腿(或支腿的垂直部分)与所述平台所在的平面的四个交点构成一平行四边形的四个顶点，并且所述四个支腿相互平行(对于具有水平部分和垂直部分的支腿来讲，只要其各自的垂直部分平行，我们认为这四个支腿相互平行)， 便能够实现本发明的各种实施方式。该平行四边形优选为矩形。图2示出了根据本发明的一种实施方式的支腿自动调平方法的流程图。图2中的方法适用于以上所提到的各种适用的平台结构及其合理变形。具体来讲，平台应连接有四个相互平行的支腿，且这四个支腿与平台平面的交点构成一平行四边形的四个顶点。以下参考图IA和图IB对图2中的方法进行描述。当四个支腿均与支撑表面(比如地面)接触时，即当平台110的触地部分(比如轮胎)与支撑表面分离时，便可以进行本发明所涉及的调平步骤了。此时，四个支腿所处的状态是它们各自的初始状态。可替换地，可以在平台110的触地部分与支撑表面分离后，进一步对支腿进行适当的伸缩，并认为所述伸缩步骤完成后的支腿状态为初始状态。本发明所涉及的平台应该是一个三维的结构(参考图IA中的平台110)，其具有一定的厚度，对平台进行调平是为了将平台的用于承重或进行操作的表面调整到与目标平面 (比如水平面)平行的状态，总而便于进行后续的操作，可以认为该用于承重或进行操作的表面就是平台平面。在步骤210中，检测平台平面的两个预定坐标轴X轴和Y轴分别相对于目标平面的倾斜角度Ax和Ay。所述两个预定坐标轴X轴和Y轴分别平行于所述四个支腿(包括支腿的延长线) 与平台平面的交点所构成的平行四边形的两组对边。参考图IA和图1B，图中的上述平行四边形(未示出)是由四个支腿12(^12(^12(^12 的垂直部分的延长线与平台110的上表面所在的平面的交点所形成的平行四边形，X轴和Y轴分别平行于该平行四边形的两组对边。在本发明的一种实施方式中，所述倾斜角度Ax和Ay的范围均大于或等于-90度且小于或等于90度。在步骤220中，根据所述倾斜角度\和~确定各个支腿的伸缩速度。在本发明的一种实施方式中，四个支腿的速度为％、Vx、Vy三个分量相加或相减所得到的代数和，分别对应于Vc^VJVpVci-Vx-Vy JfVx-Vy和Vci-VJVp设定X轴和Y轴的正方向，位于X轴和Y轴正方向的支腿速度为VfVJVy，位于X轴正方向、Y轴负方向的支腿速度为VfVx-Vy，位于X轴负方向、Y轴正方向的支腿速度为Vtl-VJVy，位于X轴负方向、Y轴负方向的支腿速度SVtl-Vx-Vp倾角传感器检测车身倾角Ax和Ay是大于0还是小于0。具体地， 当X轴正方向车身翘起时，Ax大于0，当X轴正方向下沉时，Ax小于0 ；当Y轴正方向车身翘起时，Ay大于0，当Y轴正方向下沉时，Ay小于0。在本发明的一种实施方式中，采用PID(比例、积分、微分)控制对支腿的伸缩速度进行调节，其中Ax’和A/为控制量，其分别为目标角度与当前倾斜角度的之差，即K，= Ax目标-Ax，Ay ‘ = Ay目标-Ay(理想状态下，Ax @标和Ay目均为0，即平台110不倾斜)，Vx和Vy为输出结果，具体来讲，在不同
的时亥
权利要求
1.一种平台支腿自动调平控制方法，其中所述平台连接有四个相互平行的支腿，这四个支腿与平台平面的交点构成一平行四边形的四个顶点，该方法包括，在四个支腿均与地面接触的条件下51)检测平台平面的两个预定坐标轴X轴和Y轴分别相对于目标平面的倾斜角度Ax和 Ay，其中所述两个预定坐标轴X轴和Y轴分别平行于所述四个支腿与平台平面的交点所构成的平行四边形的两组对边，其中Ax和Ay的范围均是大于或等于-90度且小于或等于90 度；52)根据所述Ax和Ay确定各个支腿的伸缩速度；以及53)按照所确定的伸缩速度对各个支腿进行伸缩。
2.根据权利要求1中所述的方法，该方法还包括反复执行一次或多次步骤S1-S3，直到步骤SI中所检测到的Ax和Ay的绝对值IAxciI和 IAy0I均小于或等于第一角度阈值为止。
3.根据权利要求2所述的方法，其中所述四个支腿的速度为\、\、\三个分量相加或相减所得到的代数和，分别对应于K+Vx+Vy、V0-Vx-Vy,VfVx-Vy和Vtl-V^Vy，其中在不同的时刻
4.根据权利要求3所述的方法，其中，设定X轴和Y轴的正方向当X轴正方向车身翘起时，Ax大于0，当X轴正方向下沉时，Ax小于0 ；以及当Y轴正方向车身翘起时，Ay大于0，当Y轴正方向下沉时，Ay小于0。
5.根据权利要求4所述的方法，其中位于X轴和Y轴正方向的支腿速度为VfV^Vy,位于X轴正方向、Y轴负方向的支腿速度为VJVx-Vy，位于X轴负方向、Y轴正方向的支腿速度为\-\+\，位于X轴负方向、Y轴负方向的支腿速度为Vtl-Vx-Vp
6.根据权利要求2-5中的任一项权利要求所述的方法，其中所述调平方法包括粗调平和精调平两个阶段，粗调平和精调平分别执行所述步骤S1、S2和S3，且粗调平阶段的Kpx和 Kpy分别大于精调平阶段的Kpx和Kpy。
7.根据权利要求6所述的方法，其中先进入粗调平阶段，并当在粗调平阶段将Ax和 Ay的绝对值调整到第二角度阈值之内时或粗调平阶段超过第一预设时间时，进入精调平阶段。
8.根据权利要求7所述的方法，其中所述第一角度阈值小于所述第二角度阈值。
9.根据权利要求7所述的方法，其中所述第一预设时间为4秒。
10.根据权利要求9所述的方法，其中在粗调平阶段，和乙1均等于0。
11.根据权利要求6所述的方法，该方法还包括在所述精调平阶段，如果反复执行一次或多次步骤S1-S3经过第二预设时间后所检测到的绝对值IAxcJ和/或IAytJ仍大于所述第一角度阈值，则至少记录仍大于所述第一角度阈值的IAxcJ和/或IAytJ，并将所述四个支腿分别缩回到支腿刚刚离地的状态，否则结束调平。
12.根据权利要求11所述的方法，其中所述第二预设时间为11秒。
13.根据权利要求11所述的方法，该方法还包括根据所记录的IAxtlI和/或IAytlI与所述精调平开始前的倾斜角度的关系来相应地调整预定调平系数Kpx和/或Kpy，并根据调整后的所述预定调平系数Kpx和/或Kpy按照步骤 S1-S3重新进行调平。
14.根据权利要求1所述的方法，通过控制输入到各个支腿的电流大小来控制各个支腿的伸缩速度。
15.一种平台支腿自动调平控制系统，其中所述平台连接有四个相互平行的支腿，这四个支腿与平台平面的交点构成一平行四边形的四个顶点，该控制系统包括位置测量装置，用于测量所述平行四边形的四个顶点的位置； 角度测量装置，用于检测平台平面的两个预定坐标轴X轴和Y轴分别相对于目标平面的倾斜角度Ax和Ay，其中所述两个预定坐标轴X轴和Y轴分别平行于所述四个支腿与平台平面的交点所构成的平行四边形的两组对边，其中Ax和Ay的范围均是大于或等于-90度且小于或等于90度；处理器，连接到所述位置测量装置和所述角度测量装置，该处理器用于，根据所述Ax和 Ay来确定各个支腿的伸缩速度，以及按照所确定的伸缩速度控制各个支腿进行伸缩。
16.根据权利要求15所述的系统，其中所述处理器还用于所述四个支腿的速度为K、Vx、Vy三个分量相加或相减所得到的代数和，分别对应于 VVV VW VVVy 和 V0-VVy，其中在不同的时刻t，
17.根据权利要求16所述的系统，其中设定X轴和Y轴的正方向，并且，当X轴正方向车身翘起时，AX大于0，当X轴正方向下沉时，Ax小于0，以及当Y轴正方向车身翘起时，Ay大于0，当Y轴正方向下沉时，Ay小于0 ； 以及位于X轴和Y轴正方向的支腿速度为VJV^Vy，位于X轴正方向、Y轴负方向的支腿速度为V()+Vx-Vy，位于χ轴负方向、Y轴正方向的支腿速度为Vtl-VJVy，位于X轴负方向、Y轴负方向的支腿速度为W,。
18.根据权利要求17所述的系统，其中所述调平分为粗调平和精调平两个阶段，粗调平和精调平分别执行所述步骤S1、S2和S3，且粗调平阶段的Kpx和Kpy分别大于精调平阶段的Kpx和Kpy，其中先进入粗调平阶段，并当在粗调平阶段将AjPAy的绝对值调整到第二角度阈值之内时或粗调平阶段超过第一预设时间时，进入精调平阶段；在所述精调平阶段，如果反复执行一次或多次步骤S1-S3经过第二预设时间后所检测到的绝对值IAxciI和/或IAytlI 仍大于所述第一角度阈值，则至少记录仍大于所述第一角度阈值的IAxtlI和/或IAytlI,并将所述四个支腿分别缩回到支腿刚刚离地的状态，并调整预定调平系数Kpx和/或Kpy重新调平。
19.一种平台调平设备，该设备包括连接到所述平台的四个伸缩支腿，该四个伸缩支腿相互平行，且该四个伸缩支腿与平台平面的交点构成一平行四边形的四个顶点；用于分别控制所述四个伸缩支腿的伸缩速度的四个电液比例阀；根据权利要求16-19中的任一项权利要求所述的平台支腿自动调平控制系统，该控制系统的处理器连接到所述四个电液比例阀，用于向所述四个电液比例阀输出电流，以控制所述四个电液比例阀对所述四个伸缩支腿的伸缩速度进行调节。
全文摘要
本发明提供了一种平台支腿自动调平控制方法和控制系统，以及具有该控制系统的平台调平设备，其中通过对支腿与平台平面的交点所形成的平行四边形的两个坐标轴与目标平面的倾斜角度进行检测，并在调平时根据该倾斜角度的大小来控制支腿的伸缩速度，能够在保证快速调平的同时还能确保整个调平过程的平稳程度和准确性，大大提高了平台调平的效率。
文档编号B60S9/10GK102529907SQ20111009591
公开日2012年7月4日 申请日期2011年4月15日 优先权日2011年4月15日
发明者熊忆 申请人:长沙中联消防机械有限公司