CN102393751A - 臂架回转位置的控制方法、装置和系统，以及工程机械 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种臂架回转位置的控制方法、装置和系统，以及工程机械，该方法包括：传感器通过传感器机构获取臂架的回转位置区域信号；控制器接收回转位置区域信号，然后根据回转位置区域信号确定臂架的回转位置，再发出控制臂架回转的控制信号。应用本发明的技术方案，通过获取回转位置区域信号，并根据该信号确定臂架的回转位置，为后继控制其策略系统实现对执行机构的控制提供了准备，并保证在区域边界上实现很好精度的控制，所以避免了无用信号的采集和浪费的问题，进而达到了对回转机构进行复杂的、精密的行程控制的效果。

Description

臂架回转位置的控制方法、装置和系统,以及工程机械

技术领域

本发明涉及工程机械领域，更具体地，涉及一种臂架回转位置的控制方法、装置和系统，以及工程机械。

背景技术

目前，在工程机械上，执行机构在整个行程内会有复杂的控制要求，机械需要连续不断地判断、处理。泵车是带有回转臂架的混凝土工程机械产品。为适应不同的工况要求，维持设备支撑稳定的安全性，往往需要控制到其臂架的姿态。对回转角度的控制尤其重要。而对转台回转角度的监控就是一个复杂行程控制问题。多圈回转(＞360°)的行程要求，更增加了该行程控制的复杂性。

通常的做法是充分精确采集角度信号后进行控制。例如，如图1所示，带支撑模式选择的臂架CAC(控制器辅助监控)系统，往往需要实时采集完整的回转角度信号，结合设备结构、动力参数，并根据角度来进行臂架动作安全性的判断和干预。

对于充分精确采集角度信号后进行控制的方式，其控制器策略往往比较简单。这个过程中实际上造成了大量的信息浪费，相应地也造成了CAC控制系统构成的巨大浪费。更不必说为实现精确采集所使用的精密传感器，不适用于应用环境恶劣的工程机械，而导致的高故障率的情况了。

然而，普通的开关量传感器组成的系统并不能以一种合适的方式来适应复杂的控制要求，其需要增加结构复杂的辅助结构才能获取有限的位置信号，表现出了其控制能力和控制精度差的缺陷。

现有技术对复杂的行程控制有两种解决办法：

1、若不能舍弃控制能力或控制精度，则采用的传感器数量随控制复杂性提高而大量增加。但是，这种方式使得成本控制困难，并且实际上并没有为复杂行程控制找到一个出路。

2、采用精度很好的角度测量器件，将全行程转换成连续的数据，依次按策略控制。但是，这种方式选择适用于工程机械的器件困难，而且器件价格高。

发明内容

本发明旨在提供一种臂架回转位置的控制方法、装置和系统，以及工程机械，以解决现有技术中控制能力和控制精度差的问题。

根据本发明的一个方面，提供了一种臂架回转位置的控制方法，该方法包括：传感器通过传感器机构获取所述臂架的回转位置区域信号；控制器接收所述回转位置区域信号，然后根据所述回转位置区域信号确定所述臂架的回转位置，再发出控制所述臂架回转的控制信号。

根据本发明的另一方面，提供了一种臂架回转位置控制装置。

本发明的臂架回转位置控制装置包括：接收设备，用于接收臂架的回转位置区域信号；确定设备，用于根据所述回转位置区域信号确定所述臂架的回转位置；发送设备，用于发出控制臂架回转的控制信号。

根据本发明的又一方面，提供了一种臂架回转位置控制系统。

本发明的臂架回转位置控制系统包括：传感器，用于通过传感器机构获取所述臂架的回转位置区域信号；控制器，用于接收所述回转位置区域信号，然后根据所述回转位置区域信号确定所述臂架的回转位置，再发出控制所述臂架回转至所述回转位置的控制信号。

根据本发明的又一方面，提供了一种工程机械，该工程机械具有臂架，并且具有本发明的臂架回转位置控制系统。

应用本发明的技术方案，通过获取回转位置区域信号，并根据该信号确定臂架的回转位置，为后继控制其策略系统实现对执行机构的控制提供了准备，并保证在区域边界上实现很好精度的控制，所以避免了无用信号的采集和浪费的问题，进而达到了对回转机构进行复杂的、精密的行程控制的效果。

除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本发明作进一步详细的说明。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1示出了应用现有技术中的臂架回转位置的控制方法的行程控制示意图；

图2示出了根据本发明实施例的臂架回转位置的控制方法的流程图；

图3示出了根据本发明实施例的臂架回转位置的控制方法的优选流程图；

图4示出了根据本发明实施例的感应片反向跨越接近开关组的示意图；

图5示出了根据本发明实施例的感应片回转区域划分示意图；

图6示出了根据本发明实施例的感应片顺时针回转状态的示意图；

图7示出了根据本发明实施例的感应片逆时针回转状态的示意图；

图8示出了应用本发明实施例的臂架回转位置的控制方法的行程控制示意图；

图9示出了根据本发明实施例的传感器机构的装配示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。

图2示出了根据本发明实施例的臂架回转位置的控制方法的流程图。

如图2所示，根据本发明实施例的臂架回转位置的控制方法包括如下的步骤S202至步骤S206。

步骤S202，传感器通过传感器机构获取臂架的回转位置区域信号。

具体地，步骤S202包括：传感器接收感应片的位置信号，并提供回转位置区域信号。

步骤S204，控制器根据上述回转位置区域信号确定臂架的回转位置。

步骤S206，控制器发出控制臂架回转的控制信号。

步骤S206中的控制信号可以是遥控器根据用户的操作而发出，在臂架回转的过程中，可以再次进行步骤S202和步骤S204，从而实现在臂架回转过程中实时确定其回转位置，使得臂架能够精确地到达用户所需的目标位置。

具体地，如图3所示，步骤S204包括：在获取传感器提供的回转位置区域信号后，执行步骤S304，判断感应片是否正向跨越，如果是，则执行步骤S306，将回转位置区域信号设置为第一区域信号，如果否，则执行步骤S308，将回转位置区域信号设置为第二区域信号；执行步骤S310，判断臂架是否在位，如果是，则执行步骤S312，将第一区域信号或第二区域信号设置为初始区域信号，如果否，则执行步骤S314，保存第一区域信号或第二区域信号。

从上述步骤可以看出：本实施例通过获取回转位置区域信号，并根据该信号确定臂架的回转位置，为后继控制其策略系统实现对执行机构的控制提供了准备，并保证在区域边界上实现很好精度的控制，所以避免了无用信号的采集和浪费的问题，进而达到了对回转机构进行复杂的、精密的行程控制的效果。

在上述实施例中，在执行保存第一区域信号或第二区域信号的步骤之后，还可以再次执行判断感应片是否正向跨越和判断臂架知否在位的操作，直到判断出臂架在位为止。

在本实施例中，当传感器提供的回转位置区域信号为x，则第一区域信号为x+1，第二区域信号为x-1，初始区域信号为0(区域0或0度角位置，如图5-7所示)。

图4示出了根据本发明实施例的感应片反向跨越接近开关组的示意图。在图4中，感应片逆时针回转(即反向跨越)接近开关组。

图5示出了根据本发明实施例的感应片回转区域划分示意图。如图5所示，将回转机构划分成若干区域，顺时针划分从区域1、区域2、区域3、区域4、区域5、区域6、区域7；逆时针划分从区域-1、区域-2、区域-3、区域-4、区域-5、区域-6、区域-7。其中区域1与区域-7吻合，区域2与区域-6吻合，区域3与区域-5吻合，区域4与区域-4吻合，区域5与区域-3吻合，区域6与区域-2吻合，区域7与区域-1吻合。每个区域均有两条边界，例如，从区域1的正南方向开始，按照顺时针，分别为0°角位置，全支撑限位1，左支撑角位置，前支撑角位置1，前支撑角位置2，右支撑角位置，全支撑限位2，可以在上述7个位置处设置感应片。

上述位置所划分的区域大小不同，在这些区域的边界位置设置感应片，当感应片对传感器发出信号，传感器就能获取区域边界信号，控制器计算出实时区域，控制器策略系统进行控制和干预，最终实现对泵车臂架的精密的复杂的回转行程加以控制。无论回转机构回转的角度小于360°还是大于360°，都是按照上述操作进行。

图6和图7分别示出了根据本发明实施例的感应片顺时针回转状态和逆时针回转状态的示意图。在图6中，传感器提供的回转位置区域信号x＝2，第一区域信号为3。在图7中，传感器提供的回转位置区域信号x＝-6，第二区域信号为-5。

图8示出了应用本发明实施例的臂架回转位置的控制方法的示意图。

如图8所示，通过传感器机构的传感器获取回转机构的回转位置区域信号。具体地，通过传感器获取臂架的回转位置区域信号包括：传感器接收感应片的位置信号，并提供区域信号；控制器接收传感器发送的区域信号，并根据该区域信号确定臂架的回转置；控制器策略系统根据控制器计算所获取的实时区域信息而产生控制和干预信号；臂架执行机构基于控制和干预信号执行相应行程的动作，以实现行程控制。

本发明实施例的臂架回转位置的控制方法充分分析了控制需求，其设计的经济性和各方面控制性能皆优。

为在控制能力和可靠性上取得一个折衷，在充分考虑工程机械使用环境和控制要求的基础上，提出了一个使用接近开关对臂架回转的圆周进行区域识别和管理的方法，在不同的区域内采用不同的控制策略，从而避开了精确计量角度和选择器件可靠性的冲突，实现了回转机构精密的行程控制。

本发明实施例不仅采用了对区域划分的处理方式，而且同时结合了控制器，利用了控制器本身的运算和记忆能力，对控制区域进行计数。如此实现了多重区域划分，为后继控制其策略系统实现对执行机构的控制提供了准备。

采用的传感器安装结构可以保证在区域边界上实现很好精度的控制，对区域内的连续区域则不做区分——即只针对控制器策略系统中重视的信号来进行信号采集，充分利用了系统资源，避免了无用的采集和浪费。

本发明的实施例中所采用的系统十分简洁，紧凑而高效，并能由使用者自主地进行行程控制结构的变化。设备选型也更加灵活，可以选择可靠性能很高的器件搭建系统。

图9是根据本发明实施例的臂架回转位置控制装置的基本结构示意图。如图9所示，本发明实施例的臂架回转位置控制装置90主要包括接收设备91、确定设备92和发送设备93。其中接收设备91用于接收臂架的回转位置区域信号；确定设备92用于根据所述回转位置区域信号确定臂架的回转位置，发送设备93用于发出控制臂架回转的控制信号。

确定设备92还可以用于：在获取传感器提供的回转位置区域信号后，根据该回转位置区域判断感应片是否按照预设的回转正方向正向跨越回转位置区域，如果是，则将所述回转位置区域信号设置为第一区域信号，如果否，则将所述回转位置区域信号设置为第二区域信号；判断臂架是否在位，如果是，则将第一区域信号或第二区域信号设置为初始区域信号，如果否，则保存第一区域信号或第二区域信号。

本实施例中的工程机械具有臂架，该臂架具有回转机构从而能够使臂架回转。该工程机械还具有本实施例中的臂架回转位置的控制系统。

从以上的描述中，可以看出，本发明上述的实施例实现了如下技术效果：

1、实现复杂的、精密的行程控制。

2、对带回转臂架的工程机械而言，产品性能的大幅提升、设备运行可靠、控制能力和控制精度较高。

3、系统十分简洁，紧凑而高效，并能由使用者自主地进行行程控制结构的变化。设备选型也更加灵活，可以选择可靠性能很高的器件搭建系统。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种臂架回转位置的控制方法，其特征在于，包括：

传感器通过传感器机构获取所述臂架的回转位置区域信号；

控制器接收所述回转位置区域信号，然后根据所述回转位置区域信号确定所述臂架的回转位置，再发出控制所述臂架回转的控制信号。

2.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，传感器通过传感机构获取所述臂架的回转位置区域信号包括：所述传感器接收设置在臂架回转机构行程区域边界的感应片在该行程区域的位置信号，根据该位置信号得出所述回转位置区域信号。

3.根据权利要求2所述的控制方法，其特征在于，控制器根据所述回转位置区域信号确定所述臂架回转位置包括：

控制器在获取所述传感器提供的所述回转位置区域信号后，根据所述回转位置区域判断所述感应片是否按照预设的回转正方向正向跨越回转位置区域，如果是，则将所述回转位置区域信号设置为第一区域信号，如果否，则将所述回转位置区域信号设置为第二区域信号；

判断所述臂架是否在位，如果是，则将所述第一区域信号或所述第二区域信号设置为初始区域信号，如果否，则保存所述第一区域信号或所述第二区域信号。

4.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述传感器为开关量传感器。

5.根据权利要求4所述的控制方法，其特征在于，所述开关量传感器的个数至少为2个。

6.一种臂架回转位置控制装置，其特征在于，包括：

接收设备，用于接收臂架的回转位置区域信号；

确定设备，用于根据所述回转位置区域信号确定所述臂架的回转位置；

发送设备，用于发出控制臂架回转的控制信号。

7.根据权利要求6所述的控制装置，其特征在于，所述确定设备还用于：

在获取所述传感器提供的所述回转位置区域信号后，根据所述回转位置区域判断所述感应片是否按照预设的回转正方向正向跨越回转位置区域，如果是，则将所述回转位置区域信号设置为第一区域信号，如果否，则将所述回转位置区域信号设置为第二区域信号；

判断所述臂架是否在位，如果是，则将所述第一区域信号或所述第二区域信号设置为初始区域信号，如果否，则保存所述第一区域信号或所述第二区域信号。

8.一种臂架回转位置的控制系统，其特征在于，包括：

传感器，用于通过传感器机构获取所述臂架的回转位置区域信号；

控制器，用于接收所述回转位置区域信号，然后根据所述回转位置区域信号确定所述臂架的回转位置，再发出控制所述臂架回转至所述回转位置的控制信号。

9.根据权利要求8所述的控制系统，其特征在于，所述控制器还用于：

在获取所述传感器提供的所述回转位置区域信号后，和所述回转位置区域判断所述感应片是否按照预设的回转正方向正向跨越回转位置区域，如果是，则将所述回转位置区域信号设置为第一区域信号，如果否，则将所述回转位置区域信号设置为第二区域信号；

判断所述臂架是否在位，如果是，则将所述第一区域信号或所述第二区域信号设置为初始区域信号，如果否，则保存所述第一区域信号或所述第二区域信号。

10.一种工程机械，具有臂架，其特征在于，所述工程机械包含权利要求8或9所述的臂架回转位置的控制系统。

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