CN102491172B

CN102491172B - 控制操作机构动作的装置、方法、系统及工程机械设备

Info

Publication number: CN102491172B
Application number: CN 201110368732
Authority: CN
Inventors: 詹纯新; 刘权; 高一平; 黄赞
Original assignee: Zoomlion Heavy Industry Science and Technology Co Ltd
Current assignee: Zoomlion Heavy Industry Science and Technology Co Ltd
Priority date: 2011-11-18
Filing date: 2011-11-18
Publication date: 2013-07-24
Anticipated expiration: 2031-11-18
Also published as: CN102491172A

Abstract

本发明公开了一种用于控制操作机构动作的装置、方法、系统及具有该系统的工程机械设备，该方法包括：接收对所述操作机构的一条操作曲线的选择以及接收所述操作机构所对应的操纵部件的开度变化，所述操作曲线表示所述操纵部件的开度与时间之间的对应关系；以及根据所选操作曲线内对应于所述开度变化的一段曲线，控制所述操作机构动作。无论操作者是快速操作操纵部件、还是缓慢操作操纵部件，均依照操作曲线来控制操作机构动作，而该操作曲线可由厂商根据不同类型操作者的操作习惯创建，亦可由资深操作者通过对操作机构进行操作而创建，故其反应的是比较安全的操作方式，根据该操作曲线进行控制既可减轻操作者的操作强度，亦可提高操作的安全性。

Description

控制操作机构动作的装置、方法、系统及工程机械设备

技术领域

本发明涉及工程机械领域，具体地，涉及一种用于控制操作机构动作的装置、方法、系统及具有该系统的工程机械设备。

背景技术

起重机具有多个操作机构，例如，回转机构、变幅机构以及卷扬机构，起重机操作室内针对每一操作机构均配备有相应的操纵部件，以供操作者对操作机构进行操作，实现起重机的回转、变幅或卷扬。

不同的操作者一般具有不同的操作习惯，例如，有的操作者喜欢慢慢启动、慢慢停止，有的操作者喜欢快速启动、快速停止。对于完全掌握起重机特性、可熟练操作的操作者而言，无论是慢慢启动、慢慢停止，亦或是快速启动、快速停止，均不会存在问题。然而，对于刚接触起重机的新操作者而言，其可能会因为操作不当而引发安全事故。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于控制操作机构动作的装置、方法、系统及具有该系统的工程机械设备，其可自动学习操作者操作习惯，之后根据该操作习惯控制操作机构动作，可减轻操作者的操作强度；另外，对于刚接触起重机的新操作者而言，其可调用起重机内已有的操作习惯控制操作机构动作，避免引发安全事故。

为了实现上述目的，本发明提供一种用于控制操作机构动作的装置，该设备包括：接收装置，用于接收对所述操作机构的一条操作曲线的选择以及接收所述操作机构所对应的操纵部件的开度变化，所述操作曲线表示所述操纵部件的开度与时间之间的对应关系；以及控制器，与所述接收装置相连，用于根据所选操作曲线内对应于所述开度变化的一段曲线，控制所述操作机构动作。

相应地，本发明还提供一种用于控制操作机构动作的方法，该方法包括：接收对所述操作机构的一条操作曲线的选择以及接收所述操作机构所对应的操纵部件的开度变化，所述操作曲线表示所述操纵部件的开度与时间之间的对应关系；以及根据所选操作曲线内对应于所述开度变化的一段曲线，控制所述操作机构动作。

相应地，本发明还提供一种用于控制操作机构动作的系统，该系统包括检测装置，用于检测所述操作机构所对应的操纵部件的开度变化；以及上述用于控制操作机构动作的装置。

相应地，本发明还提供一种工程机械设备，该工程机械设备包括上述用于控制操作机构动作的系统。

通过上述技术方案，可通过调用操作曲线(该操作曲线可由厂商根据不同类型操作者的操作习惯创建，亦可由资深操作者通过对操作机构进行操作而创建)，并根据操作曲线及操纵部件的开度变化控制操作机构动作，藉此可减轻操作者的操作强度；另外，对于刚接触起重机的新操作者而言，通过调用起重机内已有的操作曲线并结合操纵部件的开度变化，控制操作机构动作，可避免新操作者操作不当而引发安全事故。

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为本发明提供的用于控制操作机构动作的装置的结构示意图；

图2A为启动操作机构时的操作曲线示意图；

图2B为关闭操作机构时的操作曲线示意图；

图3为本发明提供的用于控制操作机构动作的系统的结构示意图；以及

图4为本发明提供的用于控制操作机构动作的装置的使用过程流程图。

附图标记说明

100 接收装置 200 控制器

300 检测装置

具体实施方式

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。

图1为本发明提供的用于控制操作机构动作的装置的结构示意图。如图1所述，本发明提供了一种用于控制操作机构动作的装置，该设备包括：接收装置100，用于接收对所述操作机构的一条操作曲线的选择以及接收所述操作机构所对应的操纵部件的开度变化(该开度变化可由开度检测装置实现，诸如接近开关、位移检测装置、旋转编码器等)，所述操作曲线表示所述操纵部件的开度与时间之间的对应关系；以及控制器200，与所述接收装置100相连，用于根据所选操作曲线内对应于所述开度变化的一段曲线，控制所述操作机构动作。藉此，无论操作者是快速操作操纵部件、还是缓慢操作操纵部件，控制器200均依照操作曲线来控制操作机构动作，而该操作曲线可由厂商根据不同类型操作者的操作习惯创建，亦可由操作者通过对操作机构进行操作而创建，故其反映的是比较安全的操作方式，根据该操作曲线进行控制既可减轻操作者的操作强度，亦可提高操作的安全性。

举例来说，当操作者将操纵部件从开度为0％操纵至开度为20％时，控制器200可根据所选操作曲线内对应于开度0％至开度20％的一段曲线，控制操作机构动作。之后可分为以下几种情况：

(1)当动作尚未完成(例如，执行至与开度10％相对应的时间点)而操作者又将操纵部件从开度为20％操纵至开度为30％时，控制器200可根据上一次动作所执行至的时间点至开度30％所对应的时间点这一段时间的曲线，控制操作机构动作。

(2)当动作尚未完成而操作者又将操纵部件从开度为20％操纵至开度为15％时，若上一次动作尚未执行至开度15％，则根据上一次动作所执行至的时间点至开度15％所对应的时间点这一段时间的曲线，控制操作机构动作；若上一次动作已执行至开度18％，则根据操作曲线内开度18％至开度15％这段曲线，控制操作机构往回动作。

(3)当动作完成之后而操作者又将操纵部件从开度为20％操纵至开度为30％时，控制器200可根据上一次动作所执行至的时间点(即，开度20％对应的时间点)至开度30％所对应的时间点这一段时间的曲线，控制操作机构动作。

(4)当动作完成之后而操作者又将操纵部件从开度为20％操纵至开度为15％时，控制器200可根据上一次动作所执行至的时间点(即，开度20％对应的时间点)至开度15％所对应的时间点这一段时间的曲线，控制操作机构动作。

所述操作机构可为回转机构、变幅机构或卷扬机构，然而本发明并不限于此，例如还可为混凝土泵车中的臂架。所述操纵部件可为手柄、旋钮、脚踏板等。

所述操作曲线可由起重机厂商根据不同类型操作者的操作习惯创建，亦可由操作者通过对操作机构进行操作而创建。优选地，所述接收装置100还可接收自学习指令，所述控制器200还可用于在所述接收装置100接收到自学习指令的情况下，实时存储所述操纵部件的开度与时间之间的对应关系。以下结合图2A-图2C介绍操作者如何创建操作曲线。

当操作者操纵一操作机构时，其控制与该操作机构对应的操纵部件的开度，控制器200可根据该开度施加一与该开度相对应的电流至控制该操作机构的比例电磁阀，以控制该比例电磁阀的开度，从而进一步控制操作机构的动作。控制器200可在接收装置100收到自学习指令的情况下，实时接收来自一用于检测所述操纵部件开度的装置的开度信号，并记录该开度信号以及接收该开度信号时的时刻，从而形成操纵部件的开度与时间之间的对应关系。

图2A为启动操作机构时的操作曲线示意图，图2A示出了多条操作曲线，该多条操作曲线的具体数据可体现为：

该对应关系具体可体现为：[AI_m1，AI_m2，AI_m3，......AI_mn]，其中

操作曲线1：[AI₁₁，AI₁₂，AI₁₃，......AI_1n]，

操作曲线2：[AI₂₁，AI₂₂，AI₂₃，......AI_2n]，

操作曲线m：[AI_m1，AI_m2，AI_m3，......AI_mn]，

其中，每一曲线代表对操作机构进行的一次完整的启动操作，AI_mn表示第m次启动操作时操纵部件于第n时刻时的开度，m、n均为大于1的整数，m代表第几次操作，n表示时刻。

图2B为关闭操作机构时的操作曲线示意图，图2B示出了多条操作曲线，该多条操作曲线的具体数据可体现为：

操作曲线1：[BI₁₁，BI₁₂，BI₁₃，......BI_1n]，

操作曲线2：[BI₂₁，BI₂₂，BI₂₃，......BI_2n]，

操作曲线m：[BI_m1，BI_m2，BI_m3，......BI_mn]，

其中，每一曲线代表对操作机构一次完整的停止操作，BI_mn表示第m次停止操作时操纵部件于第n时刻时的开度，m、n均为大于1的整数，m代表第几次操作，n表示时刻。

优选地，对于表示对所述操作机构进行相同操作的多条操作曲线，所述控制器200还可用于计算该多条操作曲线于每一时刻的开度的平均开度，存储该平均开度与时间的对应关系。

例如，对于图2A所示的进行启动操作时的多条操作曲线，可进行以下计算：

{AI}_{1} = \frac{1}{m} Σ_{k = 1}^{m} {AI}_{k 1}

(k＝1，2，3......m)，

{AI}_{2} = \frac{1}{m} Σ_{k = 1}^{m} {AI}_{k 2}

(k＝1，2，3......m)，

{AI}_{n} = \frac{1}{m} Σ_{k = 1}^{m} {AI}_{kn}

(k＝1，2，3......m)，

藉此，可计算出操作曲线1-m于时刻1-n的平均开度，从而形成一平均操作曲线，存储该平均操作曲线，以便之后可根据该操作曲线来控制操作机构动作。该平均操作曲线可更加准确地反映操作者的操作习惯。

其中，所述操作机构可为回转机构、变幅机构或卷扬机构。

其中，该方法还可包括：接收自学习指令；以及在接收到自学习指令的情况下，实时存储所述操纵部件的开度与时间之间的对应关系。

其中，该方法还可包括：对于表示对所述操作机构进行相同操作的多条操作曲线，计算该多条操作曲线于每一时刻的开度的平均开度，存储该平均开度与时间的对应关系。

图3为本发明提供的用于控制操作机构动作的系统的结构示意图。如图3所示，相应地，本发明还提供一种用于控制操作机构动作的系统，该系统包括检测装置300，用于检测所述操作机构所对应的操纵部件的开度变化；以及上述用于控制操作机构动作的装置。该检测装置300例如可为接近开关、位移检测装置、旋转编码器等

本发明还提供一种工程机械设备，其中，该工程机械设备包括上述用于控制操作机构动作的系统。该工程机械设备可包括但不限于起重机、泵车、挖掘机等。

有关以上用于控制操作机构动作的方法、系统以及工程机械设备的具体细节及益处，可参见之前对用于控制操作机构动作的装置描述，于此不再赘述。

图4为本发明提供的用于控制操作机构动作的装置的使用过程流程图。如图4所示，首先，选择操作机构(诸如，回转机构、变幅机构或卷扬机构)。之后，选择自学习模式、操作习惯应用模式或实际操作模式。

如果选择自学模式，则操作者对选定操作机构进行一次完整的操作(通过选定操作机构所对应的操纵部件进行)，在该操作期间，控制器可通过开度检测装置实时检测与所述操作机构相对应的操纵部件的开度及其与时间之间的对应关系。之后，判断是否存储该操作，如果是，则存储该操作期间操纵部件的开度与时间之间的对应关系，否则操作者再次对选定操作机构进行一次完整的操作。在存储操纵部件的开度与时间之间的对应关系之后，判断是否需要再次进行操作，如果是，则操作者再次对选定操作机构进行一次完整的操作，如果否，则自学习过程结束。

如果选择操作习惯应用模式，则选择操作曲线，之后操作者操作选定操作机构所对应的操纵部件，控制器可通过开度检测装置检测操纵部件的开度变化，并根据所选操作曲线内对应于所述开度变化的一段曲线，控制选定操作机构动作。

如果选择实际操作模式，则操作者操作选定操作机构所对应的操纵部件，控制器通过开度检测装置实时检测与所述操作机构相对应的操纵部件的开度，并根据该开度，输出与该开度相对应的电流至控制该选定操作机构的比例电磁阀，以控制该比例电磁阀的开度，从而进一步控制操作机构的动作。

通过本发明，无论操作者是快速操作操纵部件、还是缓慢操作操纵部件，控制器均依照操作曲线来控制操作机构动作，而该操作曲线可由厂商根据不同类型操作者的操作习惯创建，亦可由资深操作者通过对操作机构进行操作而创建，故其反应的是比较安全的操作方式，根据该操作曲线进行控制既可减轻操作者的操作强度，亦可提高操作的安全性。

以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。

Claims

1.一种用于控制操作机构动作的装置，该装置包括：

接收装置，用于接收对所述操作机构的一条操作曲线的选择以及接收所述操作机构所对应的操纵部件的开度变化，所述操作曲线表示所述操纵部件的开度与时间之间的对应关系；以及

控制器，与所述接收装置相连，用于根据所选操作曲线内对应于所述开度变化的一段曲线，控制所述操作机构动作。

2.根据权利要求1所述的用于控制操作机构动作的装置，其中，所述操作机构为回转机构、变幅机构或卷扬机构。

3.根据权利要求1或2所述的用于控制操作机构动作的装置，其中，所述接收装置还接收自学习指令，

所述控制器还用于在所述接收装置接收到自学习指令的情况下，实时存储所述操纵部件的开度与时间之间的对应关系。

4.根据权利要求3所述的用于控制操作机构动作的装置，其中，对于表示对所述操作机构进行相同操作的多条操作曲线，所述控制器还用于计算该多条操作曲线于每一时刻的开度的平均开度，存储该平均开度与时间的对应关系。

5.一种用于控制操作机构动作的方法，该方法包括：

接收对所述操作机构的一条操作曲线的选择以及接收所述操作机构所对应的操纵部件的开度变化，所述操作曲线表示所述操纵部件的开度与时间之间的对应关系；以及

根据所选操作曲线内对应于所述开度变化的一段曲线，控制所述操作机构动作。

6.根据权利要求5所述的方法，其中，所述操作机构为回转机构、变幅机构或卷扬机构。

7.根据权利要求5或6所述的方法，其中，该方法还包括：

接收自学习指令；以及

在接收到自学习指令的情况下，实时存储所述操纵部件的开度与时间之间的对应关系。

8.根据权利要求7所述的方法，其中，该方法还包括：

对于表示对所述操作机构进行相同操作的多条操作曲线，计算该多条操作曲线于每一时刻的开度的平均开度，存储该平均开度与时间的对应关系。

9.一种用于控制操作机构动作的系统，该系统包括

检测装置，用于检测所述操作机构所对应的操纵部件的开度变化；以及

根据权利要求1-4中任一项权利要求所述的用于控制操作机构动作的装置。

10.一种工程机械设备，其中，该工程机械设备包括根据权利要求9所述的用于控制操作机构动作的系统。