CN102768547B - 臂架运转速度设置系统、方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种臂架运转速度设置系统、方法及装置，在本发明提供的系统中，控制器通过倾角传感器测量到的臂架的运转角度来确定臂架运转的当前角速度，根据当前角速度和预设的目标角速度进行闭环控制，将当前角速度达到目标角速度时的比例阀电流信号的电流值确定为当前臂架的最大标定电流值，能够自动有效地进行臂架运转速度的设置，排除了技术人员经验不一致的因素，能够使对相同臂架的设置结果大致相同，设置时长也大致相同，能够提高设置操作的效率，从而能够解决现有技术中，人工设置混凝土泵车臂架运转速度的最大标定电流值时，存在的设置结果偏差大、设置操作效率低的问题。
Description
技术领域
本发明涉及混凝土泵车臂架控制领域，具体地，涉及一种臂架运转速度设置系统、方法及装置。
背景技术
臂架系统是混凝土泵车一个重要的组成部分，臂架结构件主要由刚性结构体组成、且质量大，在臂架的展开和收缩过程中惯性大、质心位置变化快，因此臂架展收速度控制研究是实现臂架平稳展收和安全控制的一个关键技术点，这样有利于防止臂架结构件过早疲劳损坏。
如图1所示，现有技术中控制臂架系统运转速度的原理为：臂架泵1被启动后泵送压力油，控制器4控制卸荷阀2得电，卸荷阀2控制压力油进入多路阀3，控制器4通过控制提供给多路阀3的比例阀电流的大小来控制多路阀3阀门的开度，多路阀3阀门的开度越大供给臂架油缸5的压力油的油量就越大，这样臂架油缸5带动臂架运转的速度也相应越快，从而实现对臂架运转速度的控制。从这一控制过程可以看出，控制臂架运转速度是通过控制控制器输出的比例阀电流的大小来实现的，臂架的起始运转速度（即启动臂架运转）所对应的比例阀电流为最小标定电流Imin，臂架的最大运转速度所对应的比例阀电流为最大标定电流Imax。
目前，在现有技术中混凝土泵车在出厂前，都要由技术人员通过目测对臂架系统的每一节臂架运转速度进行设置，也即设置臂架的最大标定电流值（或称为最大标定值）。在混凝土泵车出厂后的使用过程中，操作人员直接将控制器输出的比例阀电流调至出厂前设置的最大标定值，使臂架能在最短时间内完成展开动作。
在上述设置调试过程中，由于技术人员的个人经验差异，将导致不同的技术人员对相同臂架所设置的最大标定值不一致，当最大标定值设置过小时会限制臂架动作速度的范围，设置过大时会降低臂架动作的安全性；并且由于技术人员的个人经验差异，调试耗时也不一样，这样就降低了臂架运转速度设置工作的工作效率。
可见在现有技术中，人工设置混凝土泵车臂架运转速度的最大标定电流值时，存在设置结果偏差大、设置操作效率低的问题。
发明内容
本发明实施例提供一种臂架运转速度设置系统、方法及装置，用以解决现有技术中人工设置混凝土泵车臂架运转速度的最大标定电流值时，存在的设置结果偏差大、设置操作效率低的问题。
本发明实施例技术方案如下：
一种臂架运转速度设置系统，包括：倾角传感器、控制器、多路阀和臂架油缸；所述倾角传感器，位于混凝土泵车臂架系统中的当前臂架上，用于按照预定测量周期测量所述当前臂架展开运转的运转角度；所述控制器，用于根据所述倾角传感器测量到的运转角度确定当前测量周期内的当前角速度，根据所述当前角速度和预设的目标角速度进行闭环控制确定比例阀电流信号的电流值，将所述比例阀电流信号输出给所述多路阀，并将所述当前角速度达到所述目标角速度时的比例阀电流信号的电流值确定为所述当前臂架的最大标定电流值；所述多路阀，用于根据来自所述控制器的比例阀电流信号控制所述多路阀阀门的张开角度，为所述当前臂架的臂架油缸提供压力油；所述臂架油缸，用于将所述多路阀提供的压力油带动所述当前臂架展开运转。
一种臂架运转速度设置方法，包括：根据倾角传感器测量到的混凝土泵车臂架系统的当前臂架展开运转的运转角度，确定当前测量周期内所述当前臂架运转的当前角速度；根据确定的当前角速度和预设的目标角速度进行闭环控制确定比例阀电流信号的电流值，将所述比例阀电流信号输出给多路阀，并将所述当前角速度达到所述目标角速度时的比例阀电流信号的电流值确定为所述当前臂架的最大标定电流值。
一种臂架运转速度设置装置，包括：第一确定单元，用于根据倾角传感器测量到的混凝土泵车臂架系统的当前臂架的运转角度，确定当前测量周期内所述当前臂架运转的当前角速度；第二确定单元，用于根据所述第一确定单元确定的所述当前角速度和预设的目标角速度进行闭环控制确定比例阀电流信号的电流值，将所述当前角速度达到所述目标角速度时的比例阀电流信号的电流值确定为所述当前臂架的最大标定电流值；提供单元，用于将所述第二确定单元确定的所述比例阀电流信号输出给多路阀。
本发明实施例的技术方案中，控制器通过倾角传感器测量到的臂架的运转角度来确定臂架运转的当前角速度，根据当前角速度和预设的目标角速度进行闭环控制，将当前角速度达到目标角速度时的比例阀电流信号的电流值确定为当前臂架的最大标定电流值，能够自动有效地进行臂架运转速度的设置，排除了技术人员经验不一致的因素，能够使对相同臂架的设置结果大致相同，设置时长也大致相同，能够提高设置操作的效率，从而能够解决现有技术中，人工设置混凝土泵车臂架运转速度的最大标定电流值时，存在的设置结果偏差大、设置操作效率低的问题。
附图说明
图1为现有技术中控制臂架系统运转速度的原理示意图；
图2为本发明实施例提供的臂架运转速度设置系统的结构框图；
图3为本发明实施例提供的臂架运转速度设置方法的工作流程图；
图4为本发明实施例提供的臂架运转速度设置装置的结构框图。
具体实施方式
下面结合各个附图对本发明实施例技术方案的主要实现原理、具体实施方式及其对应能够达到的有益效果进行详细地阐述。
本发明实施例针对现有技术中，人工设置混凝土泵车臂架运转速度的最大标定电流值时，存在的设置结果偏差大、设置操作效率低的问题，提出了一种臂架运转速度设置方案，以解决该问题。
在本发明实施例的技术方案中，控制器通过倾角传感器测量到的臂架的运转角度来确定臂架运转的当前角速度，根据当前角速度和预设的目标角速度进行闭环控制，将当前角速度达到目标角速度时的比例阀电流信号的电流值确定为当前臂架的最大标定电流值，能够自动有效地进行臂架运转速度的设置，排除了技术人员经验不一致的因素，能够使对相同臂架的设置结果大致相同，设置时长也大致相同，能够提高设置操作的效率。此外，本发明实施例还能够对臂架系统的回转运转的速度进行设置。
图2示出了本发明实施例提供的臂架运转速度设置系统的结构框图，如图2所示，该系统包括：倾角传感器21、控制器22、多路阀23和臂架油缸24；
倾角传感器21，位于混凝土泵车臂架系统中的当前臂架上，用于按照预定测量周期测量当前臂架展开运转的运转角度；具体地，倾角传感器21可以与控制器22通过通信线连接，通过总线传输的方式将测量到的运转角度提供给控制器22，也可以通过无线传输的方式将测量到的运转角度提供给控制器22；
控制器22，用于根据倾角传感器21测量到的运转角度确定当前测量周期内的当前角速度，根据当前角速度和预设的目标角速度进行闭环控制确定比例阀电流信号的电流值，将比例阀电流信号输出给多路阀23，并将当前角速度达到目标角速度时的比例阀电流信号的电流值确定为当前臂架的最大标定电流值；
多路阀23，用于根据来自控制器22的比例阀电流信号控制多路阀阀门的张开角度，为当前臂架的臂架油缸24提供压力油；
臂架油缸24，用于将多路阀23提供的压力油带动当前臂架展开运转。
根据如图2所述的系统，控制器通过倾角传感器测量到的臂架的运转角度来确定臂架运转的当前角速度，根据当前角速度和预设的目标角速度进行闭环控制，将当前角速度达到目标角速度时的比例阀电流信号的电流值确定为当前臂架的最大标定电流值，能够自动有效地进行臂架运转速度的设置，排除了技术人员经验不一致的因素，能够使对相同臂架的设置结果大致相同，设置时长也大致相同，能够提高设置操作的效率。
一种优选地方式，图2所示系统还包括回转编码器（图2中未示出），回转编码器，位于臂架系统的回转座上，用于按照测量周期测量臂架系统回转运转的运转角度；回转编码通过有线或无线的通信方式，将测量到的运转角度提供给控制器22；控制器22还用于根据回转编码器测量到的运转角度确定当前测量周期内的臂架系统的当前回转角速度，根据当前回转角速度和预设的目标回转角速度进行闭环控制确定比例阀电流信号的电流值，将比例阀电流信号输出给所述多路阀23，并将当前回转角速度达到目标回转角速度时的比例阀电流信号的电流值确定为臂架系统回转运转的最大标定电流值。
下面对控制器22的工作原理进行说明。
图3示出了本发明实施例提供的臂架运转速度设置方法的工作流程图，如图3所示，该方法包括如下处理过程：
步骤31、根据倾角传感器测量到的混凝土泵车臂架系统的当前臂架展开运转的运转角度，确定当前测量周期内当前臂架运转的当前角速度；具体地，将倾角传感器在当前测量周期和上一个测量周期内测量到的运转角度的差值与测量周期的时长的商确定为当前角速度；
步骤32、根据确定的当前角速度和预设的目标角速度进行闭环控制确定比例阀电流信号的电流值，将比例阀电流信号输出给多路阀，并将当前角速度达到目标角速度时的比例阀电流信号的电流值确定为当前臂架的最大标定电流值。具体地，进行闭环控制的处理包括：在一个测量周期内，将当前角速度和目标角速度进行对比得到角速度差，当角速度差不为零时，控制器增加当前比例阀电流信号的电流值，并将当前比例阀电流信号的电流值提供给多路阀；在下一个测量周期内，重新进行上述操作，直至当前角速度与目标角速度相等，将当前角速度与目标角速度相等时的比例阀电流信号的电流值确定为最大标定电流值。
一种优选地方式，在相邻两次确定的当前角速度的差值大于预定阈值时，控制器发出报警信号；
一种优选地方式，目标角速度包括：当前臂架在最短时间内运转到预定角度时的最大角速度；或，当前臂架在预定时间内运转到预定角度的平均角速度。在实际操作的过程中，将目标角速度分为最大角速度和平均角速度，可以相应地将控制混凝土泵车臂架的展开运转的操作分为快速操作和慢速操作，快速操作时，控制臂架以最大角速度进行展开运转（即控制器向多路阀提供与最大角速度对应的最大标定电流），慢速操作时，臂架以平均角速度进行展开运转（即控制器向多路阀提供与平均角速度对应的最大标定电流）。
一种优选地方式，控制器根据回转编码器测量到的臂架系统回转运转的运转角度，确定当前测量周期内臂架系统的当前回转角速度（确定当前回转角速度的处理与上述确定当前角速度的处理类似），根据当前回转角速度和预设的目标回转角速度进行闭环控制确定比例阀电流信号的电流值（确定比例阀电流信号的电流值的处理与上述步骤32中的闭环控制的处理类似），将比例阀电流信号输出给多路阀，并将当前回转角速度达到目标回转角速度时的比例阀电流信号的电流值确定为臂架系统回转运转的最大标定电流值。
根据如图3所示的方法，控制器通过倾角传感器测量到的臂架的运转角度来确定臂架运转的当前角速度，根据当前角速度和预设的目标角速度进行闭环控制，将当前角速度达到目标角速度时的比例阀电流信号的电流值确定为当前臂架的最大标定电流值，能够自动有效地进行臂架运转速度的设置，排除了技术人员经验不一致的因素，能够使对相同臂架的设置结果大致相同，设置时长也大致相同，能够提高设置操作的效率。
图3所示的装置可以通过硬件实现，也可以通过软件程序实现，即通过如图4所示的臂架运转速度设置装置来实现。
图4示出了本发明实施例提供的臂架运转速度设置装置的结构框图，如图4所示，该装置包括：
第一确定单元41，用于根据倾角传感器测量到的混凝土泵车臂架系统的当前臂架的运转角度，确定当前测量周期内当前臂架运转的当前角速度；具体地，第一确定单元41将倾角传感器在当前测量周期和上一个测量周期内测量到的运转角度的差值与测量周期的时长的商确定为所述当前角速度；
第二确定单元42，连接至第一确定单元41，用于根据第一确定单元41确定的当前角速度和预设的目标角速度进行闭环控制确定比例阀电流信号的电流值，将当前角速度达到目标角速度时的比例阀电流信号的电流值确定为当前臂架的最大标定电流值；具体地，第二确定单元42进行闭环控制的处理参加上述步骤32的处理；
提供单元43，连接至第二确定单元42，用于将第二确定单元42确定的比例阀电流信号输出给多路阀。
一种优选的方式，第一确定单元41，还用于：根据回转编码器测量到的臂架系统回转运转的运转角度确定当前测量周期内的臂架系统的当前回转角速度；第二确定单元42，还用于根据当前回转角速度和预设的目标回转角速度进行闭环控制确定比例阀电流信号的电流值，并将当前回转角速度达到目标回转角速度时的比例阀电流信号的电流值确定为臂架系统回转运转的最大标定电流值。
一种优选的方式，该装置还包括安全单元、显示单元和声光报警单元（图中均未示出），安全单元用于在第二确定单元42相邻两次确定的当前角速度的差值大于预定阈值时，发出报警信号；显示单元，用于显示倾角传感器或回转编码器测量到的当前运转角度、第一确定单元41确定的当前角速度、第二确定单元42确定的比例阀电流信号的电流值、最大标定电流值以及安全单元确定的当前角速度的差值；声光报警单元用于以发声或发光的形式展示安全单元发出的报警信号。
通过如图4所示的装置，也能够自动有效地进行臂架运转速度的设置。
综上所述，根据本发明实施例的技术方案，控制器通过倾角传感器测量到的臂架的运转角度来确定臂架运转的当前角速度，根据当前角速度和预设的目标角速度进行闭环控制，将当前角速度达到目标角速度时的比例阀电流信号的电流值确定为当前臂架的最大标定电流值，能够自动有效地进行臂架运转速度的设置，排除了技术人员经验不一致的因素，能够使对相同臂架的设置结果大致相同，设置时长也大致相同；在具体的实施过程中，设置一个臂架到最大标定电流值所需的时间为5至6个小时，使用本发明实施例提供的方案，只需要1个小时就能完成设置工作，可见本发明实施例提供的技术方案能够高设置操作的效率。此外，本发明实施例还能够对臂架系统的回转运转的速度进行设置。
显然，本领域的技术人员可以对本发明实施例进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (13)
1.一种臂架运转速度设置系统，其特征在于，包括：倾角传感器、控制器、多路阀和臂架油缸；
所述倾角传感器，位于混凝土泵车臂架系统中的当前臂架上，用于按照预定测量周期测量所述当前臂架展开运转的运转角度；
所述控制器，用于根据所述倾角传感器测量到的运转角度确定当前测量周期内的当前角速度，根据所述当前角速度和预设的目标角速度进行闭环控制确定比例阀电流信号的电流值，将所述比例阀电流信号输出给所述多路阀，并将所述当前角速度达到所述目标角速度时的比例阀电流信号的电流值确定为所述当前臂架的最大标定电流值；其中，目标角速度包括当前臂架在最短时间内运转到预定角度时的最大角速度，或当前臂架在预定时间内运转到预定角度的平均角速度；
所述多路阀，用于根据来自所述控制器的比例阀电流信号控制所述多路阀阀门的张开角度，为所述当前臂架的臂架油缸提供压力油；
所述臂架油缸，用于将所述多路阀提供的压力油带动所述当前臂架展开运转。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述控制器，具体用于将所述倾角传感器在当前测量周期和上一个测量周期内测量到的运转角度的差值与所述测量周期的时长的商确定为所述当前角速度。
3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述控制器，还用于：
在相邻两次确定的所述当前角速度的差值大于预定阈值时，发出报警信号。
4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：
回转编码器，位于所述臂架系统的回转座上，用于按照所述测量周期测量所述臂架系统回转运转的运转角度；
所述控制器，还用于根据所述回转编码器测量到的运转角度确定当前测量周期内的所述臂架系统的当前回转角速度，根据所述当前回转角速度和预设的目标回转角速度进行闭环控制确定比例阀电流信号的电流值，将所述比例阀电流信号输出给所述多路阀，并将所述当前回转角速度达到所述目标回转角速度时的比例阀电流信号的电流值确定为所述臂架系统回转运转的最大标定电流值。
5.一种臂架运转速度设置方法，其特征在于，包括：
根据倾角传感器测量到的混凝土泵车臂架系统的当前臂架展开运转的运转角度，确定当前测量周期内所述当前臂架运转的当前角速度；
根据确定的当前角速度和预设的目标角速度进行闭环控制确定比例阀电流信号的电流值，将所述比例阀电流信号输出给多路阀，并将所述当前角速度达到所述目标角速度时的比例阀电流信号的电流值确定为所述当前臂架的最大标定电流值；其中，目标角速度包括当前臂架在最短时间内运转到预定角度时的最大角速度，或当前臂架在预定时间内运转到预定角度的平均角速度。
6.根据权利要求5所述方法，其特征在于，根据当前臂架运转运转角度，确定所述当前臂架运转的角速度，具体包括：
将所述倾角传感器在当前测量周期和上一个测量周期内测量到的运转角度的差值与所述测量周期的时长的商确定为所述当前角速度。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：在相邻两次确定的所述当前角速度的差值大于预定阈值时，控制器发出报警信号。
8.根据权利要求5至7中任一项所述的方法，其特征在于，所述目标角速度包括：所述当前臂架在最短时间内运转到预定角度时的最大角速度；或
所述当前臂架在预定时间内运转到预定角度的平均角速度。
9.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
根据回转编码器测量到的所述臂架系统回转运转的运转角度确定当前测量周期内的所述臂架系统的当前回转角速度，根据所述当前回转角速度和预设的目标回转角速度进行闭环控制确定比例阀电流信号的电流值，将所述比例阀电流信号输出给所述多路阀，并将所述当前回转角速度达到所述目标回转角速度时的比例阀电流信号的电流值确定为所述臂架系统回转运转的最大标定电流值。
10.一种臂架运转速度设置装置，其特征在于，包括：
第一确定单元，用于根据倾角传感器测量到的混凝土泵车臂架系统的当前臂架的运转角度，确定当前测量周期内所述当前臂架运转的当前角速度；
第二确定单元，用于根据所述第一确定单元确定的所述当前角速度和预设的目标角速度进行闭环控制确定比例阀电流信号的电流值，将所述当前角速度达到所述目标角速度时的比例阀电流信号的电流值确定为所述当前臂架的最大标定电流值；其中，目标角速度包括当前臂架在最短时间内运转到预定角度时的最大角速度，或当前臂架在预定时间内运转到预定角度的平均角速度；
提供单元，用于将所述第二确定单元确定的所述比例阀电流信号输出给多路阀。
11.根据权利要求10所述的装置，其特征在于，所述第一确定单元，具体用于：
将所述倾角传感器在当前测量周期和上一个测量周期内测量到的运转角度的差值与所述测量周期的时长的商确定为所述当前角速度。
12.根据权利要求11所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：
安全单元，用于在所述第二确定单元相邻两次确定的所述当前角速度的差值大于预定阈值时，发出报警信号。
13.根据权利要求10所述的装置，其特征在于，所述第一确定单元，还用于：根据回转编码器测量到的所述臂架系统回转运转的运转角度确定当前测量周期内的所述臂架系统的当前回转角速度；
所述第二确定单元，还用于根据所述当前回转角速度和预设的目标回转角速度进行闭环控制确定比例阀电流信号的电流值，并将所述当前回转角速度达到所述目标回转角速度时的比例阀电流信号的电流值确定为所述臂架系统回转运转的最大标定电流值。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant |