專利名稱：一種混凝土泵車智能臂架控制及其變形補(bǔ)償?shù)姆椒?br> 技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種混凝土泵車智能臂架控制及其變形補(bǔ)償?shù)姆椒?，屬于工程機(jī)械技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
混凝土泵車作為建筑施工中的一種常見設(shè)備，具有臂架長度長，變形嚴(yán)重的特點(diǎn)。目前，對泵車臂架的 控制都是單自由度手動控制，其自動化、智能化水平較低，澆筑效率、澆筑精度不能滿足施工要求。而且，布料軟管需要2 3名工人拖動，移動起來非常費(fèi)力。為了進(jìn)一步提高施工效率，改善施工安全性，近年來出現(xiàn)了智能臂架控制系統(tǒng)。然而在智能化控制中，臂架的變形嚴(yán)重影響了對臂架末端點(diǎn)的準(zhǔn)確定位。在現(xiàn)有技術(shù)中，泵車智能臂架控制系統(tǒng)方案在測量臂架間相對運(yùn)動時往往在相鄰臂架旋轉(zhuǎn)軸上加裝編碼器或者利用油缸位移傳感器測量驅(qū)動油缸位移間接計算的方案，因此存在著如下缺點(diǎn):(1)安裝、調(diào)試和更換麻煩，可維護(hù)性差；(2)無法考慮車體傾斜和臂架變形所帶來的影響，給末端精確控制帶來很大的誤差。

發(fā)明內(nèi)容
針對上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明提供一種混凝土泵車智能臂架控制及其變形補(bǔ)償?shù)姆椒ǎ芴岣弑密嚨闹悄芑潭群捅奂苣┒说能壽E控制精度。為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:一種混凝土泵車智能臂架控制及其變形補(bǔ)償?shù)姆椒?，該方法的具體步驟是:(I)操作者經(jīng)無線遙控器發(fā)射器給出操作量，遙控器接收后獲得臂架末端點(diǎn)坐標(biāo)變化量Δχ, Ay, Δ ζ ；(2)通過智能化操作算法進(jìn)行坐標(biāo)轉(zhuǎn)換，獲得各臂架及塔臺的目標(biāo)角度βτ ;(3)將對地絕對傾角傳感器a^a8分別安裝在混凝土泵車的各個智能臂的臂頭和臂尾處，測量塔臺傾角的為塔臺絕對傾角傳感器％；(4)設(shè)所述的對地絕對傾角傳感器的測量值為ai;根據(jù)對地絕對傾角傳感器的測量值ai;計算混凝土泵車臂架控制量臂架等效相對夾角，包含兩部分:相鄰臂架間的相對夾角β i和臂架變形補(bǔ)償角S i ;(5)在相鄰臂架間相對夾角β i基礎(chǔ)上減去變形角δ i，即對臂架變形進(jìn)行了補(bǔ)償，獲得實際等效相鄰臂架夾角βΑ;(6)各臂架目標(biāo)角度βτ和實際等效相鄰臂架夾角βΑ經(jīng)閉環(huán)控制算法計算電液比例閥的控制量，從而驅(qū)動相關(guān)執(zhí)行機(jī)構(gòu)控制臂架姿態(tài)。本發(fā)明的有益效果是:采用單臂雙傾角傳感器的方法，可以將臂架的傾角與變形分開，控制方法簡單易行；采用雙傾角傳感器相對角度，因此不受車輛停駐面的影響；引入閉環(huán)控制和變形補(bǔ)償環(huán)節(jié)，可以提高臂架末端的軌跡控制精度，還克服了部分振動的影響；本發(fā)明不受臂架節(jié)數(shù)限制，適用性強(qiáng)。


圖1為混凝土泵車智能臂架控制方法框圖；圖2為混凝土泵車角度傳感器示意圖；圖3為混凝土泵車臂架變形示意圖；圖4為混凝土泵車臂架俯視示意圖。
具體實施例方式下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。如圖1和圖2所示，一種混凝土泵車智能臂架控制及其變形補(bǔ)償?shù)姆椒ǎ摲椒ǖ木唧w步驟是:(I)操作者經(jīng)無線遙控器發(fā)射器給出操作量，遙控器接收后獲得臂架末端點(diǎn)坐標(biāo)變化量Δ X, Ay, Δ z ；(2)通過智能化操作算法進(jìn)行坐標(biāo)轉(zhuǎn)換，獲得各臂架及塔臺的目標(biāo)角度βτ ;(3)將對地絕對傾角傳感器a^a8分別安裝在混凝土泵車的各個智能臂的臂頭和臂尾處，測量塔臺傾角的為塔臺絕對傾角傳感器％；(4)設(shè)所述的對地絕對傾角傳感器的測量值為ai;根據(jù)對地絕對傾角傳感器的測量值ai;計算混凝土泵車臂架控制量臂架等效相對夾角，包含兩部分:相鄰臂架間的相對夾角β i和臂架變形補(bǔ)償角S i ;
如圖2所示，相鄰臂架間相對夾角β i的計算公式:β i=a21-1_a2(1-1)> i = I, 2, 3, 4當(dāng)i = I時，β其中a。為塔臺傾角傳感器測量值,其含有車輛停駐面與水平面的夾角Z Angle信息；本發(fā)明采用了臂架相對角度,不受泵車停駐地面角度的影響。如圖3所示的實施例中，AB表示臂架剛性狀態(tài)，弧AC表示臂架變形狀態(tài)；臂架變形補(bǔ)償角S i的計算方法為:臂架產(chǎn)生變形后，臂架首末端傾角傳感器測量值會出現(xiàn)差值，為θρΘ J=B21-B2i^1, i = I, 2, 3, 4利用實驗法測定首末端因臂架變形引起的角度差值Θ i與相對沉降量ε i之間的對應(yīng)關(guān)系Qi=Mei),由此關(guān)系式可以計算出相對沉降量ε”依據(jù)相對沉降量ε i和臂架長度|ab|計算出變形補(bǔ)償角為:(5)結(jié)合圖2和圖3，所述臂架變形實時補(bǔ)償方法為:在相鄰臂架間相對夾角1基礎(chǔ)上減去變形角δ 就可以認(rèn)為對臂架變形進(jìn)行了補(bǔ)償，也就是實際跟蹤的等效相鄰臂架夾角計算公式為βi = I, 2, 3, 4 ；(6)各臂架目標(biāo)角度β τ和實際等效相鄰臂架夾角βΑ經(jīng)閉環(huán)控制算法計算電液比例閥的控制量，從而驅(qū)動相關(guān)執(zhí)行機(jī)構(gòu)控制臂架姿態(tài)。
權(quán)利要求
1.一種混凝土泵車智能臂架控制及其變形補(bǔ)償?shù)姆椒?，其特征在于，該方法的具體步驟是: (1)操作者經(jīng)無線遙控器發(fā)射器給出操作量，遙控器接收后獲得臂架末端點(diǎn)坐標(biāo)變化量 Δχ, Ay, Δ Z ； (2)通過智能化操作算法進(jìn)行坐標(biāo)轉(zhuǎn)換，獲得各臂架及塔臺的目標(biāo)角度βτ; (3)將對地絕對傾角傳感器a^a8分別安裝在混凝土泵車的各個智能臂的臂頭和臂尾處，測量塔臺傾角的為對地絕對傾角傳感器％； (4)設(shè)所述的對地絕對傾角傳感器的測量值為ai;根據(jù)對地絕對傾角傳感器的測量值ai;計算混凝土泵車臂架控制量臂架等效相對夾角，包含兩部分:相鄰臂架間的相對夾角β i和臂架變形補(bǔ)償角δi ； (5)在相鄰臂架間相對夾角Pi基礎(chǔ)上減去變形角Si，即對臂架變形進(jìn)行了補(bǔ)償，獲得實際等效相鄰臂架夾角βΑ; (6)各臂架目標(biāo)角度βτ和實際等效相鄰臂架夾角βΑ經(jīng)閉環(huán)控制算法計算電液比例閥的控制量，從而驅(qū)動相 關(guān)執(zhí)行機(jī)構(gòu)控制臂架姿態(tài)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種混凝土泵車智能臂架控制及其變形補(bǔ)償?shù)姆椒?，該方法的具體步驟是(1)操作者經(jīng)無線遙控器發(fā)射器給出操作量，遙控器接收后獲得臂架末端點(diǎn)坐標(biāo)變化量Δx,Δy,Δz；(2)通過智能化操作算法進(jìn)行坐標(biāo)轉(zhuǎn)換，獲得各臂架及塔臺的目標(biāo)角度βT；(3)將對地絕對傾角傳感器a1~a8分別安裝在混凝土泵車的各個智能臂的臂頭和臂尾處，測量塔臺傾角的為對地絕對傾角傳感器a0；(4)設(shè)所述的對地絕對傾角傳感器的測量值為ai，根據(jù)對地絕對傾角傳感器的測量值ai，計算混凝土泵車臂架控制量臂架等效相對夾角，包含兩部分相鄰臂架間的相對夾角βi和臂架變形補(bǔ)償角δi。有益效果是能提高泵車的智能化程度和臂架末端的軌跡控制精度。
文檔編號E04G21/04GK103206090SQ201210579758
公開日2013年7月17日 申請日期2012年12月27日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月27日
發(fā)明者唐建林, 孔麗麗, 魏彬 申請人:徐工集團(tuán)工程機(jī)械股份有限公司江蘇徐州工程機(jī)械研究院