专利名称：提高臂架运动稳定性的方法、系统及工程机械的制作方法
技术领域：
本发明涉及工程机械领域，具体地，涉及一种提高臂架运动稳定性的方法、系统及包含该系统的工程机械
背景技术：
目前，国内外对臂架在运动过程的振动控制及轨迹控制的研究十分稀少。国内外高校及研究机构进行了很多针对压电智能材料应用于悬臂梁的主动控制的研究工作，其控制方式是通过压电材料的正逆压电效应对结构产生的变形进行抑制。另外，小松及国外的挖掘机公司曾对挖掘机的臂架结构的振动控制进行研究，国外著名消防车公司Magirus曾经就高空消防车臂架结构进行过轨迹控制以及简单的减振处理。
发明内容
本发明的目的是提供一种提高臂架运动稳定性的方法、系统及包含该系统的工程机械。为了实现上述目的，本发明提供一种用于提高臂架运动稳定性的方法，该方法包括接收表示所述臂架的弹性形变的信号；以及在控制所述臂架沿一轨迹运动期间，在所述弹性形变超出预定范围内时，降低所述臂架的运动速度。相应地，本发明还提供一种用于提高臂架运动稳定性的系统，该系统包括应变传感器，用于检测所述臂架的弹性形变；以及轨迹控制器，用于执行上述方法。相应地，本发明还提供一种工程机械，该工程机械包括上述系统。由于臂架运动速度越快，其所承受的动载荷越大，因此通过上述技术方案，降低臂架运动速度有助于减少臂架的弹性变形，提高臂架的稳定性。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1示出了该高空消防车伸缩折叠臂的结构示意图；图2为本发明提供的臂架控制系统的结构示意图；图3为图1所示的伸缩折叠臂的简化模型图；图4为在本发明的臂架控制系统的控制下施加至臂架的液压力与臂架的速度之间关系不意图；图5为本发明提供的臂架轨迹规划流程图；图6为本发明提供的臂架控制系统的另一实施方式的结构示意图；以及图7为提高臂架运动稳定性的臂架控制方法流程图。附图标记说明
权利要求
1.一种用于提高臂架运动稳定性的方法，其特征在于，该方法包括 接收表示所述臂架的弹性形变的信号；以及 在控制所述臂架沿一轨迹运动期间，在所述弹性形变超出预定范围内时，降低所述臂架的运动速度。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，该方法还包括 在控制所述臂架沿所述轨迹运动期间，在所述弹性形变位于所述预定范围内时，提高所述臂架的运动速度。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述轨迹按照以下步骤来规划 接收臂架的当前姿态以及目标位置，该当前姿态包括臂架的长度向量及角度向量； 根据该当前姿态，确定所述臂架末端的当前位置； 根据该当前位置及所述目标位置，规划所述臂架的轨迹；以及将该轨迹所涉及的姿态与预先存储的危险姿态进行比较，并在轨迹所涉及的姿态存在危险姿态时，重新规划轨迹，以使得重新规划后的轨迹不存在危险姿态。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述预先存储的危险姿态通过以下步骤确定 确定所述臂架在每一姿态下的刚度矩阵；以及 在所述刚度矩阵的竖直方向刚度或扭转刚度小于相应的预设值时，确定该刚度矩阵所对应的姿态为危险姿态，存储该危险姿态。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，确定所述臂架在每一姿态下的刚度矩阵包括 通过有限元计算方法建立不同姿态下臂架的刚度矩阵数据库； 拟合臂架的刚度矩阵与臂架姿态之间的函数关系；以及 根据该函数关系，确定所述臂架在所述每一姿态下的质量矩阵。
6.根据权利要求3-5中任一项权利要求所述的方法，其特征在于，所规划的臂架轨迹满足 0/〈0 JtXe1"，02，〈02(t)〈e2"，……，en，〈0n(t)〈0n";及 Va1Wa1"，i2，〈i2(t)〈i2"，……，乜’似親"， 其中，ejt)，e2(t)，……，en(t)分别表示所述臂架的n节折叠臂的角度与时间t的函数；ljt)，I2(t),……，lm(t)分别表示所述臂架的m节伸缩臂的长度与时间t的函数；e /，e 2’，……，e 分别表示所述臂架的n节折叠臂的最小允许角度；e /，0 2",……，0 n"分别表示所述臂架的n节折叠臂的最大允许角度；1/，12’，……，lm’分别表示所述臂架的m节伸缩臂的最小允许长度；I1"，12"，……，lm"分别表示所述臂架的m节伸缩臂的最大允许长度。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所规划的臂架轨迹满足=Kt1, 其中，表示所述臂架末端到达所述目标位置所消耗的时间最大允许值。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述臂架为伸缩折叠臂。
9.一种用于提高臂架运动稳定性的系统，其特征在于，该系统包括 应变传感器，用于检测所述臂架的弹性形变；以及 轨迹控制器，用于执行根据权利要求1-8中任一项权利要求所述的方法。
10. 一种工程机械，其特征在于，该工程机械包括根据权利要求9所述的系统。
全文摘要
本发明公开了一种提高臂架运动稳定性的方法、系统及包含该系统的工程机械，该方法包括接收所述臂架的弹性形变；以及在控制所述臂架沿一轨迹运动期间，在所述弹性形变超出预定范围内时，降低所述臂架的运动速度。由于臂架运动速度越快，其所承受的动载荷越大，因此通过上述技术方案，降低臂架运动速度有助于减少臂架的弹性变形，提高臂架的稳定性。
文档编号G05D3/00GK103064425SQ20121059065
公开日2013年4月24日 申请日期2012年12月31日 优先权日2012年12月31日
发明者刘仰清, 曾亚平, 王曦鸣, 曾光, 王唯金 申请人:中联重科股份有限公司