CN102706310B - 一种臂架夹角检测方法、装置及带此装置的泵车 - Google Patents

Abstract

本发明涉及工程机械技术领域，公开了一种臂架夹角检测方法、装置及带此装置的泵车，其中臂架夹角检测方法，用于测量第一臂架与第二臂架之间的夹角，包括：测距装置测量三角形模型中的边长；其中，所述三角形模型是以所述第一臂架与所述第二臂架的夹角为第一三角形内角、以位于所述第一臂架或所述第二臂架上的测距装置的测量角度为第二三角形内角的三角形模型；计算装置根据所述三角形模型中的边长，计算所述第一臂架与所述第二臂架的夹角。通过两个内角建立三角形模型，并测量三角形模型的边长，最后根据三角形余弦定理计算出两臂架之间的夹角，检测方法简单，能够准确测量出两臂架之间的夹角。

Description

一种臂架夹角检测方法、装置及带此装置的泵车

技术领域

本发明涉及工程机械技术领域，特别是涉及一种臂架夹角检测方法、装置及带此装置的泵车。

背景技术

目前泵车基本都是多臂架设计，为实现特定动作，需要臂架夹角的实时数据。现在很多采用编码器和连接机构的装置，编码器上一端编码器轴通过连接机构与泵车臂架相连，另一端与泵车的旋转轴相连。通过测量旋转角度来测量臂架夹角。这种方案误差大，寿命短，不易安装。

还有一种倾角传感器是通过两个传感器测出的角度来计算出臂架夹角的，而倾角传感器是通过主加速度传感器和副加速度传感器来测量角度的。工程机械的震动或运动会影响加速度传感器的精度，进而影响臂架夹角的测量精度。

因此，如何使工程机械中臂架夹角的测量更加简单易行，测量数据准确，已成为本领域技术人员亟待解决的技术难题。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在提供一种臂架夹角检测方法、装置及带此装置的泵车，以解决现有技术中臂架夹角的检测方法复杂，测试数据不准确的问题。

一方面，本发明提供了一种臂架夹角检测方法，用于测量第一臂架与第二臂架之间的夹角，包括：

测量三角形模型中的边长；其中，所述三角形模型是以所述第一臂架与所述第二臂架的夹角为第一三角形内角、以位于所述第一臂架或所述第二臂架上的测距装置的测量角度为第二三角形内角的三角形模型；

根据所述三角形模型中的边长，计算所述第一臂架与所述第二臂架的夹角。

进一步地，所述测量所述三角形模型中的边长的步骤包括：

测量所述测量角度所在两条三角形的边长；

根据所述三角形模型中的边长，计算出所述第一臂架与所述第二臂架的夹角的步骤包括：

根据所述测量角度、所述测量角度所在两条三角形的边长计算所述第一臂架与所述第二臂架的夹角。

进一步地，所述测量所述三角形模型中的边长的步骤包括：

测量所述三角形模型中三条边的边长；

根据所述三角形模型中的边长，计算出所述第一臂架与所述第二臂架的夹角的步骤包括：

根据所述三角形模型中三条边的边长计算所述第一臂架与所述第二臂架的夹角。

根据本发明的另一方面，本发明提供一种臂架夹角检测装置，其用于测量第一臂架与第二臂架之间的夹角，其特征在于，包括：

测距装置，用于测量三角形模型中的边长；其中，所述三角形模型是以所述第一臂架与所述第二臂架的夹角为第一三角形内角、以位于所述第一臂架或所述第二臂架上的测距装置的测量角度为第二三角形内角的三角形模型；

计算装置，用于根据所述三角形模型中的边长，计算所述第一臂架与所述第二臂架的夹角。

进一步地，所述测距装置用于测量所述测量角度所在两条三角形的边长；

所述计算装置用于根据所述测量角度、所述测量角度所在两条三角形的边长计算所述第一臂架与所述第二臂架的夹角。

进一步地，所述测距装置为雷达测距装置、激光测距装置、红外线测距装置、超声波测距装置和摄像头测距装置中的任一种。

进一步地，所述测距装置用于测量所述三角形模型中三条边的边长；

所述计算装置用于根据所述三角形模型中三条边的边长计算所述第一臂架与所述第二臂架的夹角。

进一步地，所述测距装置包括分别位于所述第一臂架和所述第二臂架上的第一光纤传感器及第二光纤传感器。

进一步地，所述测距装置包括分别位于所述第一臂架和所述第二臂架上的为雷达测距装置、激光测距装置、红外线测距装置、超声波测距装置和摄像头测距装置中的任一种或任两种的结合。

根据本发明的再一方面，本发明还提供一种泵车，包括上述任一项所述的臂架夹角检测装置。

与现有技术相比较，本发明的有益效果在于：

本发明方法中一种臂架夹角检测方法，用于测量第一臂架与第二臂架之间的夹角，包括：测距装置测量三角形模型中的边长；其中，所述三角形模型是以所述第一臂架与所述第二臂架的夹角为第一三角形内角、以位于所述第一臂架或所述第二臂架上的测距装置的测量角度为第二三角形内角的三角形模型；计算装置根据所述三角形模型中的边长，计算所述第一臂架与所述第二臂架的夹角。通过两个内角建立三角形模型，并测量三角形模型的边长，最后根据三角形余弦定理计算出两臂架之间的夹角，检测方法简单，能够准确测量出两臂架之间的夹角。

附图说明

图1为本发明实施例提供的臂架夹角检测方法的流程框图；

图2为本发明实施例中所建立的三角形模型图；

图3为本发明实施例中臂架夹角检测装置的结构框图。

具体实施方式

为了使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。应当指出，本部分中对具体结构的描述及描述顺序仅是对具体实施例的说明，不应视为对本发明的保护范围有任何限制作用。

请参考图1，其中，图1为一种臂架夹角检测方法的流程框图，用于测量第一臂架与第二臂架之间的夹角，包括：

步骤一，测距装置测量三角形模型中的边长；其中，三角形模型是以第一臂架与第二臂架的夹角为第一三角形内角、以位于第一臂架或第二臂架上的测距装置的测量角度为第二三角形内角的三角形模型；

步骤二，计算装置根据三角形模型中的边长，计算第一臂架与第二臂架的夹角。

通过两个内角建立三角形模型，并测量三角形模型的边长，最后根据三角形余弦定理计算出三角形模型中对应的两臂架之间的夹角，检测方法简单，能够准确测量出两臂架之间的夹角。

实施例一，

步骤一中测量三角形模型中的边长的包括：

测距装置测量所述测量角度所在两条三角形的边长；

步骤二中计算装置根据所述三角形模型中的边长，计算出第一臂架与所述第二臂架的夹角的步骤包括：

计算装置根据所述测量角度、测量角度所在两条三角形的边长计算第一臂架与所述第二臂架的夹角。

具体方法是：首先根据测量角度、测量角度所在两条三角形的边长计算出第三条三角形的边长，然后通过余弦定理计算出两臂夹角。

首先，在第一臂架上选择与夹角节点间隔预定第一距离的测量点；然后，在测量点按照预定的测量角度测出第一臂架和第二臂架之间的第三距离；最后根据测量角度、第一距离和第三距离计算出第二距离。

计算第二距离所用的三角形模型为，如图2所示：

根据三角形模型设定测量角度为B、第一距离为c、第三距离为a，待测量的夹角为A，测量角度B对应的第二距离为b；

根据三角形余弦定理

得出测量角度对应的第二距离

然后计算夹角A，根据预定的测量角度B，预定的第一距离c和测量的第三距离a以及计算得到的第二距离b，利用三角形余弦定理计算出夹角A：

余弦定理 $\cos A=\frac{b^2+c^2-a^2}{2\mathrm{bc}},$

得出夹角 $A=\mathrm{arc}\cos \left(\frac{b^2+c^2-a^2}{2\mathrm{bc}}\right)=\arccos \left(\frac{c-a\cos B}{\sqrt{a^2+c^2-2\mathrm{ac}\cos B}}\right).$

实施例二，

步骤一中，测量三角形模型中的边长包括：

测距装置测量三角形模型中三条边的边长；

步骤二中，计算装置根据所述三角形模型中的边长，计算出第一臂架与所述第二臂架的夹角的步骤包括：

计算装置根据三角形模型中三条边的边长计算第一臂架与第二臂架的夹角。

具体方法是：在第一臂架上按照预定的第一距离c设置第一测量点，在第二臂架上按照预定的第二距离b设置第二测量点；

测量出第一测量点和第二测量点之间的第三距离a。

根据三角形余弦定理计算出三角形模型中对应的第一臂架和第二臂架的夹角。

其建立的三角型模型如图2所示，根据三角形模型设定第一距离为c、第二距离为b、第三距离为a，待测量的夹角为A；

根据余弦定理 $\cos A=\frac{b^2+c^2-a^2}{2\mathrm{bc}},$

得出夹角 $A=\arccos \left(\frac{b^2+c^2-a^2}{2\mathrm{bc}}\right).$

其中，测算出三角形模型对应的第一臂架上的第一距离、第二臂架上的第二距离以及第一臂架与第二臂架之间的第三距离包括：

使用雷达测距、激光测距、红外线测距、超声波测距和摄像头测距中任一测距方法测算出第一距离、第二距离和第三距离。只要是可以测距的装置都可以用来实现本发明的方法。

其中，使用雷达测距，为在第一臂架的测量点设置发射端，然后通过接收第二臂架的测量信号，测量第一臂架和第二臂架之间的距离。超声波测距方法与雷达测距方法类似，在此不再赘述，其中激光测距和红外线测距基本上是在第一臂架上的发射点发射信号，通过第二臂架上对应的位置反射信号，来实现测量第三距离。其中使用摄像头测距时，主要是利用现有技术中常用的像素变化来测距，现有技术中其他可以测距的方法都可以用来实现本发明。

根据本发明的另一方面，本发明还提供一种臂架夹角检测装置，其用于测量第一臂架与第二臂架之间的夹角，如图3所示，包括：测距装置，测量三角形模型中的边长；其中，三角形模型是以第一臂架与所述第二臂架的夹角为第一三角形内角、以位于第一臂架或第二臂架上的测距装置的测量角度为第二三角形内角的三角形模型。计算装置，根据三角形模型中的边长，计算第一臂架与第二臂架的夹角。由于上述的臂架夹角检测方法具有上述技术效果，因此，该臂架夹角检测装置应具备相应的技术效果。

如实施例一中，测距装置用于测量所述测量角度所在两条三角形的边长；

计算装置用于根据所述测量角度、所述测量角度所在两条三角形的边长计算所述第一臂架与所述第二臂架的夹角。

其中，测距装置为雷达测距装置、激光测距装置、红外线测距装置、超声波测距装置和摄像头测距装置中的任一种。

也可以是，如实施例二中，测距装置用于测量三角形模型中三条边的边长；

计算装置用于根据三角形模型中三条边的边长计算第一臂架与第二臂架的夹角。

其中，测距装置为雷达测距装置、激光测距装置、红外线测距装置、超声波测距装置和摄像头测距装置中的任一种或任两种的结合。

也可以是如实施例二中，测距装置包括分别位于所述第一臂架和所述第二臂架上的第一光纤传感器及第二光纤传感器。

本发明实施例还提供了一种泵车，包括如上述的臂架夹角检测装置。由于上述的臂架夹角检测装置具有上述技术效果，因此，该泵车应具备相应的技术效果，其具体实施过程与上述实施例类似，兹不赘述。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，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 (4)

1.一种臂架夹角检测方法，用于测量第一臂架与第二臂架之间的夹角，其特征在于，包括：

测量三角形模型中的边长；其中，所述三角形模型是以所述第一臂架与所述第二臂架的夹角为第一三角形内角、以位于所述第一臂架或所述第二臂架上的测距装置的测量角度为第二三角形内角的三角形模型；

根据所述三角形模型中的边长，计算所述第一臂架与所述第二臂架的夹角；

其中，所述“测量三角形模型中的边长”的步骤包括：

测量所述测量角度所在两条三角形的边长；

根据所述三角形模型中的边长，计算出所述第一臂架与所述第二臂架的夹角的步骤包括：

根据所述测量角度、所述测量角度所在两条三角形的边长计算所述第一臂架与所述第二臂架的夹角。

2.一种臂架夹角检测装置，其用于测量第一臂架与第二臂架之间的夹角，其特征在于，包括：

测距装置，用于测量三角形模型中的边长；其中，所述三角形模型是以所述第一臂架与所述第二臂架的夹角为第一三角形内角、以位于所述第一臂架或所述第二臂架上的测距装置的测量角度为第二三角形内角的三角形模型；

计算装置，用于根据所述三角形模型中的边长，计算所述第一臂架与所述第二臂架的夹角；其中，所述测距装置用于测量所述测量角度所在两条三角形的边长；

所述计算装置用于根据所述测量角度、所述测量角度所在两条三角形的边长计算所述第一臂架与所述第二臂架的夹角。

3.如权利要求2所述的臂架夹角检测装置，其特征在于，所述测距装置为雷达测距装置、激光测距装置、红外线测距装置、超声波测距装置和摄像头测距装置中的任一种。

4.一种泵车，其特征在于，包括上述权利要求2-3中任一项所述的臂架夹角检测装置。