CN102797787B - 混凝土布料设备及其臂架振动抑制的方法、控制器和装置 - Google Patents

混凝土布料设备及其臂架振动抑制的方法、控制器和装置 Download PDF

Info

Publication number
CN102797787B
CN102797787B CN2012102943896A CN201210294389A CN102797787B CN 102797787 B CN102797787 B CN 102797787B CN 2012102943896 A CN2012102943896 A CN 2012102943896A CN 201210294389 A CN201210294389 A CN 201210294389A CN 102797787 B CN102797787 B CN 102797787B
Authority
CN
China
Prior art keywords
arm support
oil cylinder
support oil
vibration
ouput force
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN2012102943896A
Other languages
English (en)
Other versions
CN102797787A (zh
Inventor
万梁
化世阳
王佳茜
罗前星
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Zoomlion Heavy Industry Science and Technology Co Ltd
Original Assignee
Zoomlion Heavy Industry Science and Technology Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Zoomlion Heavy Industry Science and Technology Co Ltd filed Critical Zoomlion Heavy Industry Science and Technology Co Ltd
Priority to CN2012102943896A priority Critical patent/CN102797787B/zh
Publication of CN102797787A publication Critical patent/CN102797787A/zh
Priority to TR2019/05602T priority patent/TR201905602T4/tr
Priority to US14/357,126 priority patent/US9637939B2/en
Priority to PCT/CN2012/086110 priority patent/WO2014026454A1/zh
Priority to PL12883060T priority patent/PL2806085T3/pl
Priority to EP12883060.1A priority patent/EP2806085B1/en
Application granted granted Critical
Publication of CN102797787B publication Critical patent/CN102797787B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E04BUILDING
    • E04GSCAFFOLDING; FORMS; SHUTTERING; BUILDING IMPLEMENTS OR AIDS, OR THEIR USE; HANDLING BUILDING MATERIALS ON THE SITE; REPAIRING, BREAKING-UP OR OTHER WORK ON EXISTING BUILDINGS
    • E04G21/00Preparing, conveying, or working-up building materials or building elements in situ; Other devices or measures for constructional work
    • E04G21/02Conveying or working-up concrete or similar masses able to be heaped or cast
    • E04G21/04Devices for both conveying and distributing
    • E04G21/0418Devices for both conveying and distributing with distribution hose
    • E04G21/0445Devices for both conveying and distributing with distribution hose with booms
    • E04G21/0454Devices for both conveying and distributing with distribution hose with booms with boom vibration damper mechanisms
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B66HOISTING; LIFTING; HAULING
    • B66CCRANES; LOAD-ENGAGING ELEMENTS OR DEVICES FOR CRANES, CAPSTANS, WINCHES, OR TACKLES
    • B66C13/00Other constructional features or details
    • B66C13/04Auxiliary devices for controlling movements of suspended loads, or preventing cable slack
    • B66C13/06Auxiliary devices for controlling movements of suspended loads, or preventing cable slack for minimising or preventing longitudinal or transverse swinging of loads
    • B66C13/066Auxiliary devices for controlling movements of suspended loads, or preventing cable slack for minimising or preventing longitudinal or transverse swinging of loads for minimising vibration of a boom
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16FSPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F15/00Suppression of vibrations in systems; Means or arrangements for avoiding or reducing out-of-balance forces, e.g. due to motion
    • F16F15/002Suppression of vibrations in systems; Means or arrangements for avoiding or reducing out-of-balance forces, e.g. due to motion characterised by the control method or circuitry
    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05BCONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B15/00Systems controlled by a computer
    • G05B15/02Systems controlled by a computer electric
    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05DSYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D19/00Control of mechanical oscillations, e.g. of amplitude, of frequency, of phase
    • G05D19/02Control of mechanical oscillations, e.g. of amplitude, of frequency, of phase characterised by the use of electric means

Abstract

本发明公开了一种混凝土布料设备的臂架的振动抑制方法,该臂架包括驱动臂架的各臂节运动的臂架油缸(1),所述抑制方法包括:检测所述臂架油缸(1)的输出力的变化量;将该输出力的变化量维持在设定的阈值范围之内。本发明还提供一种实现上述方法的振动抑制控制器、装置及混凝土布料设备。本发明通过检测臂架油缸的输出力的变化来反映臂架的振动,而无需对臂架姿态及臂架末端位移的情况进行检测,因而控制直接,时滞小;而且直接控制臂架油缸的压力,将输出力的变化维持在一定范围内,该控制过程与臂架姿态及臂架动态特性无直接关系,因此可适用于任一臂架姿态;另外,实现本发明方法的装置结构简单,移植性强,无需对原有系统进行改动。

Description

混凝土布料设备及其臂架振动抑制的方法、控制器和装置
技术领域
本发明涉及工程机械领域,具体地,涉及一种混凝土布料设备臂架的振动抑制方法、控制器、装置以及包括该装置的混凝土布料设备。
背景技术
对于目前的混凝土布料设备来说,在泵送时会产生压力波动,尤其是泵送设备通常采用双缸泵送的方式,因此在双缸交替工作的瞬间的压力波动更大。无论何种泵送方式,都会给输送管以及臂架带来较大的冲击,从而导致臂架的振动,而使得末端软管产生甩动,这不但影响整个设备的工作,还会影响臂架的使用寿命,甚至引起事故。
就目前的各种抑制混凝土布料设备的臂架振动的技术而言,例如,在一种现有的抑制臂架振动的方法中,通过检测臂架油缸和/或抑振油缸中油液的压力信息,将采集到的油液压力信息传送至抑振油缸控制单元,抑振油缸控制单元对其进行分析处理后输出控制信号,控制反复调整抑振油缸中有杆腔和无杆腔容积,使抑振油缸产生脉冲振动,该脉冲振动造成的臂架末端振动幅值小于或等于泵送造成的臂架末端振动幅度,并且相位相反。
在另一种现有的抑制臂架振动的方法中,检测臂架末端振动情况和臂架姿态,将采集到的相关信号传送至减振控制单元,减振抑制单元经过分析处理后输出控制信号,控制臂架油缸的活塞位置,即臂架油缸的有杆腔和无杆腔的容积,由臂架内力产生于臂架末端相位相反的振动。
虽然上述两种现有技术的方法获得控制信号的方式和所基于的检测量不同,但都是通过改变臂架油缸的有杆腔和无杆腔的容积,发生一个与臂架末端相位相反的振动来抑制臂架的原有振动。这样的控制方法通过增加相位相反的脉冲振动,势必增加臂架系统的应力,对臂架的使用寿命有较大的影响。而且第一种现有技术的方法的检测量较少,在这样信息较少的情况下获得的控制信号很难适应不同姿态的臂架,该控制信号往往只能针对一种特定的臂架姿态,当臂架的姿态改变时,其得到控制信号就难以获得理想的控制效果。第二种现有技术的方法直接检测臂架末端的振动情况和臂架的姿态,由此获得的控制信号所反映的信息比较全面,但是获得控制信号的算法复杂,而且由于参数过多导致控制的鲁棒性较差。
发明内容
本发明的目的是提供一种振动抑制方法,该方法通过控制臂架油缸的输出力的变化量来抑制臂架的振动。
为了实现上述目的,本发明提供一种混凝土布料设备臂架的振动抑制方法,该臂架包括驱动臂架的各臂节运动的臂架油缸,其中,所述抑制方法包括:
检测所述臂架油缸的输出力的变化量;
将该输出力的变化量维持在设定的阈值范围之内。
优选地,利用第一传感器检测所述臂架油缸的输出力,计算相邻时刻所述输出力的差值即为所述臂架油缸的输出力的变化量。
优选地,所述抑制方法还包括:
检测所述臂架油缸的活塞的位置;
将该活塞的位置维持在设定位置。
优选地,利用第二传感器检测所述臂架油缸的活塞的位置。
优选地,所述臂架油缸与抑振控制阀相连,利用该抑振控制阀调节所述臂架油缸的输出力和活塞位置。
本发明的另一个目的是提供一种混凝土布料设备臂架的振动抑制控制器,该控制器能够实现上述的振动抑制方法。
本发明还提供一种混凝土布料设备臂架的振动抑制控制器,该臂架包括驱动臂架的各臂节运动的臂架油缸,所述控制器包括依次连接的输入模块、处理模块和控制模块,其中,
所述输入模块用于采集所述臂架油缸的输出力信号;
所述处理模块用于通过采集到的所述输出力计算相邻时刻所述输出力的变化量,将该变化量与设定阈值进行比较,根据所述比较的结果产生力控制信号,并将该力控制信号传送给所述控制模块;
所述控制模块用于根据所述力控制信号控制调整所述臂架油缸的输出力,以使所述输出力的变化量维持在设定的阈值范围内。
优选地,所述输入模块还用于采集所述臂架油缸的活塞的位置信号;
所述处理模块还用于将采集到的所述位置信号与设定位置进行比较,根据所述比较的结果产生位置控制信号,并将该位置控制信号传送给所述控制模块;
所述控制模块还用于根据所述位置控制信号控制所述活塞的位置,以使所述活塞的位置维持在设定位置。
本发明的另一个目的是提供一种混凝土布料设备臂架的振动抑制装置,该振动抑制装置包括上述振动抑制控制器。
本发明还提供一种混凝土布料设备臂架的振动抑制装置,该臂架包括驱动臂架的各臂节运动的臂架油缸,其中,所述振动抑制装置包括用于检测所述臂架油缸的输出力的第一传感器和控制器,所述控制器包括依次连接的输入模块、处理模块和控制模块,其中,
所述第一传感器与所述控制器的输入模块连接,所述输入模块用于将所述输出力的信号传送到所述处理模块;
所述处理模块用于通过采集到的所述输出力计算相邻时刻所述输出力的变化量,将该变化量与设定阈值进行比较,根据所述比较的结果产生力控制信号,并将该力控制信号传送给所述控制模块;
所述控制模块用于根据所述力控制信号控制调整所述臂架油缸的输出力,以使所述输出力的变化量维持在设定的阈值范围内。
优选地,所述振动抑制装置还包括用于检测所述臂架油缸的活塞的位置的第二传感器,其中,
所述第二传感器与所述控制器的输入模块连接,所述输入模块用于将所述位移的信号传送到所述处理模块;
所述处理模块还用于将采集到的所述位置信号与设定位置进行比较,根据所述比较的结果产生位置控制信号,并将该位置控制信号传送给所述控制模块;
所述控制模块还用于根据所述位置控制信号控制所述活塞的位置,以使所述活塞的位置维持在设定位置。
优选地,所述振动抑制装置还包括连接在所述控制模块和所述臂架油缸之间的抑振控制阀,所述抑振控制阀根据所述力控制信号和位置控制信号调整所述臂架油缸。
优选地,所述抑振控制阀为液压电磁阀。
优选地,所述抑振控制阀为电比例换向阀。
优选地,所述振动抑制装置还包括控制开关,该控制开关控制所述控制器的开闭。
本发明还提供一种混凝土布料设备,其中,该混凝土布料设备包括本发明所述的振动抑制装置。
通过上述技术方案,监测和控制臂架油缸的输出力来抑制臂架的振动。本发明通过检测臂架油缸的输出力的变化来反映臂架的振动,而无需对臂架姿态及臂架末端位移的影响情况进行检测,因而控制直接,时滞小;而且直接控制臂架油缸的压力,将输出力的变化维持在一定范围内,该控制过程与臂架姿态及臂架动态特性无直接关系,因此可适用于任一臂架姿态;另外,实现本发明方法的装置结构简单,移植性强,无需对原有系统进行改动。
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是根据本发明优选实施方式的振动抑制装置与混凝土布料设备臂架连接的示意图;
图2是根据本发明优选实施方式的振动抑制装置与臂架油缸连接的结构示意图;
图3是根据本发明优选实施方式的振动抑制控制器的结构示意图。
附图标记说明
1臂架油缸                2第一传感器
3第二传感器              4抑振控制阀
5振动抑制控制器          6液压锁
7控制开关
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。
在本发明中,在未作相反说明的情况下,使用的方位词如“上、下、左、右”通常是指如图所示的方向或者结合上下文进行适当的理解。
本发明提供一种混凝土布料设备臂架的振动抑制方法,该臂架包括驱动臂架的各臂节运动的臂架油缸1,其中,所述抑制方法包括:
检测所述臂架油缸1的输出力的变化量;
将该输出力的变化量维持在设定的阈值范围之内。
上述技术方案主要是通过控制臂架油缸1的输出力来抑制臂架的振动。具体地,在实施本发明的振动抑制方法时,通常首先利用检测装置检测臂架油缸1的输出力的变化量,再通过控制装置将该变化量与设定的阈值相比较,如果该变化量的值超出阈值的范围时,则采取相应的动作减小该变化量,通常通过例如控制阀等执行器来控制臂架油缸1的输出力。
本发明通过臂架油缸1的输出力的变化量来反映臂架的振动情况。并且,本发明的技术方案对振动抑制的方案不是通过促使一个与臂架振动相位相反的振动,而是减小输出力的变化量,从而从根源上抑制臂架的振动。
在混凝土布料设备进行泵送的过程中,臂架的振动将导致臂架油缸1的输出力变化,而臂架输出力的变化也反映了臂架振动的情况。因此,本发明实现抑制振动的控制的思想是通过控制输出力的变化,使该变化量限制在一定的范围内,避免输出力的剧烈变化,从而抑制臂架的振动。
其中,臂架油缸1的输出力的变化量可以通过现有技术中任何适用的方式来实施,例如可以通过直接或间接检测的方式检测臂架油缸1的输出力,再通过相邻时刻的输出力计算输出力的变化量,臂架油缸1的输出力调整也可以利用任何适用的方式,此处不再赘述。
需要注意的是,本发明的技术方案旨在监控臂架油缸1的输出力的变化量而不是输出力的大小,也就是说该设定的阈值是针对输出力的变化量,而不是输出力本身。
通过上述技术方案,监测和控制臂架油缸的输出力来抑制臂架的振动。本发明通过检测臂架油缸的输出力的变化来反映臂架的振动,而无需对臂架姿态及臂架末端位移的影响情况进行检测,因而控制直接,时滞小;而且直接控制臂架油缸的压力,将输出力的变化维持在一定范围内,该控制过程与臂架姿态及臂架动态特性无直接关系,因此可适用于任一臂架姿态;另外,实现本发明方法的装置结构简单,移植性强,无需对原有系统进行改动。
优选地,利用第一传感器2检测所述臂架油缸1的输出力,计算相邻时刻所述输出力的差值即为所述臂架油缸1的输出力的变化量。
由于本发明所需要测量的并不是输出力的大小,而是输出力的变化量,也就是单位时间内输出力的变化情况。因此,在本优选实施方式中,利用第一传感器2检测臂架油缸1的输出力,再对相邻时刻的输出力做差即可获得臂架油缸输出力的变化量。优选地,该第一传感器2可以为力传感器,根据传感器的安装位置和方式,可以相应地选择拉力传感器或压力传感器等。
优选地,所述抑制方法还包括:检测所述臂架油缸1的活塞的位置;将该活塞的位置维持在设定位置。
由于在臂架油缸1工作的过程中,由于有杆腔和无杆腔的面积不同,以及负载对臂架油缸1的活塞杆的位移的影响,在调整臂架油缸1输出力的工作过程中,臂架油缸1的活塞杆不可避免的产生宏观上的伸出或缩回,从而导致臂架的稳定位置的改变,称之为漂移。
在本发明的优选实施方式中,通过检测臂架油缸1的活塞杆的位移,实时地修正活塞杆的位置以防止臂架产生宏观漂移,从而在稳定位置附近抑制臂架振动。
其中,所述的设定位置即为臂架稳定时臂架油缸1的活塞的位置。
优选地,利用第二传感器3检测所述臂架油缸1的活塞的位置。
为了使得臂架油缸1的活塞能够维持在设定位置而不发生漂移,在本发明的优选实施方式中,利用第二传感器3检测臂架油缸1的活塞位置,将该活塞的位置与设定位置(即臂架稳定时的活塞位置)进行比较,当活塞的位置相对于设定位置偏离时对活塞的位置进行控制,以使其维持在设定位置上。
优选地,所述臂架油缸1与抑振控制阀4相连,利用该抑振控制阀4调节所述臂架油缸1的输出力和活塞位置。
在本发明中,为了抑制臂架的振动,需要检测臂架油缸1的输出力,更优选地,还需要检测臂架油缸1的活塞的位置,并且将检测结果与相应的预设值(输出力变化量的阈值或活塞的设定位置)进行比较,然后根据比较结果对臂架油缸1进行反馈控制。
在本优选实施方式中,提供了抑振控制阀4,该抑振控制阀4与臂架油缸1相连,以对臂架油缸1进行控制。因此,该抑振控制阀4可以相应的设置以控制臂架油缸1的输出力,或者控制臂架油缸1的输出力和活塞的位置。
本发明还提供一种混凝土布料设备臂架的振动抑制控制器5,该臂架包括驱动臂架的各臂节运动的臂架油缸1,所述控制器5包括依次连接的输入模块、处理模块和控制模块,其中,
所述输入模块用于采集所述臂架油缸1的输出力信号;
所述处理模块用于通过采集到的所述输出力计算相邻时刻所述输出力的变化量,将该变化量与设定阈值进行比较,根据所述比较的结果产生力控制信号,并将该力控制信号传送给所述控制模块;
所述控制模块用于根据所述力控制信号控制调整所述臂架油缸1的输出力,以使所述输出力的变化量维持在设定的阈值范围内。
以上提供了实现本发明的方法的控制器5。本发明的技术方案主要是通过控制臂架油缸1的输出力来抑制臂架的振动。具体地,在实施本发明的振动抑制方法时,通常首先利用检测装置检测臂架油缸1的输出力,并且控制器5的输入模块从检测装置采集该臂架油缸1的输出力的信号,随后处理模块对该输出力的信号进行处理以获得输出力的变化量,将该变化量与设定阈值进行比较,根据比较结果产生力控制信号,该力控制信号传送到控制模块,再由该控制模块来控制臂架油缸1的输出力以使该变化量在设定阈值的范围内,通常该控制模块需要通过例如控制阀等执行器来控制该臂架油缸1的输出力。
本发明通过臂架油缸1的输出力的变化量来反映臂架的振动情况。并且,本发明的技术方案对振动抑制的方案不是通过促使一个与臂架振动相位相反的振动,而是减小臂架振动能量,从而从根源上抑制臂架的振动。
在混凝土布料设备进行泵送的过程中,臂架的振动将导致臂架油缸1的输出力变化,而臂架输出力的变化也反映了臂架振动的情况。因此,本发明实现抑制振动的控制的思想是通过控制输出力的变化,使该变化量限制在一定的范围内,避免输出力的剧烈变化,从而抑制臂架的振动。
其中,臂架油缸1的输出力的变化量可以通过现有技术中任何适用的方式来实施,例如可以通过直接或间接检测的方式检测臂架油缸1的输出力,再通过相邻时刻的输出力计算输出力的变化量,臂架油缸1的输出力调整也可以利用任何适用的方式,此处不再赘述。
需要注意的是,本发明的技术方案旨在监控臂架油缸1的输出力的变化量而不是输出力的大小,也就是说该设定的阈值是针对输出力的变化量,而不是输出力本身。
通过上述技术方案,本发明通过监测和控制臂架油缸的输出力来抑制臂架的振动。本发明通过检测臂架油缸的输出力的变化来反映臂架的振动,而无需对臂架姿态及臂架末端位移的影响情况进行检测,因而控制直接,时滞小;而且直接控制臂架油缸的压力,将输出力的变化维持在一定范围内,该控制过程与臂架姿态及臂架动态特性无直接关系,因此可适用于任一臂架姿态;另外,实现本发明方法的装置结构简单,移植性强,无需对原有系统进行改动。
优选地,所述输入模块还用于采集所述臂架油缸1的活塞的位置信号;
所述处理模块还用于将采集到的所述位置信号与设定位置进行比较,根据所述比较的结果产生位置控制信号,并将该位置控制信号传送给所述控制模块;
所述控制模块还用于根据所述位置控制信号控制所述活塞的位置,以使所述活塞的位置维持在设定位置。
由于在臂架油缸1工作的过程中,由于有杆腔和无杆腔的面积不同,以及负载对臂架油缸1的活塞杆的位移的影响,在臂架油缸1输出力的工作过程中,臂架油缸1的活塞杆不可避免的产生宏观上的伸出或缩回,从而导致臂架的稳定位置的改变,称之为漂移。
在本发明的优选实施方式中,输入模块还采集臂架油缸1的活塞杆的位移信号,通过处理模块将活塞杆的位置与设定位置进行比较,由控制模块控制活塞杆能够稳定在该设定位置,以实时地修正活塞杆的位置以防止臂架产生宏观漂移,从而维持臂架的稳定性,抑制臂架的振动。
其中,所述的设定位置即为臂架稳定时臂架油缸1的活塞的位置。
优选地,所述控制模块和臂架油缸1之间连接有抑振控制阀4,该抑振控制阀4根据所述力控制信号和位置控制信号调整所述臂架油缸1。
在本发明中,为了抑制臂架的振动,该振动抑制控制器5的输入模块需要采集臂架油缸1的输出力信号,更优选地,还需要采集臂架油缸1的活塞的位置信号,并且处理模块将检测结果与相应的预设值(输出力变化量的阈值或活塞的设定位置)进行比较,然后利用控制模块根据比较结果对臂架油缸1进行反馈控制。
在本发明的控制器的应用中,优选地通过抑振控制阀4来对臂架油缸1进行控制,该抑振控制阀4连接在控制模块和臂架油缸1之间,以根据控制模块输出的控制信号来对臂架油缸1进行控制。因此,该抑振控制阀4可以相应的设置以控制臂架油缸1的输出力,或者控制臂架油缸1的输出力和活塞的位置。
本发明还提供一种混凝土布料设备臂架的振动抑制装置,该臂架包括驱动臂架的各臂节运动的臂架油缸1,其中,所述振动抑制装置包括用于检测所述臂架油缸1的输出力的第一传感器2和控制器5,所述控制器5包括依次连接的输入模块、处理模块和控制模块,其中,
所述第一传感器2与所述控制器5的输入模块连接,所述输入模块用于将所述输出力的信号传送到所述处理模块;
所述处理模块用于通过采集到的所述输出力计算相邻时刻所述输出力的变化量,将该变化量与设定阈值进行比较,根据所述比较的结果产生力控制信号,并将该力控制信号传送给所述控制模块;
所述控制模块用于根据所述力控制信号控制调整所述臂架油缸1的输出力,以使所述输出力的变化量维持在设定的阈值范围内。
以上提供了实现本发明的方法的振动抑制装置。本发明的技术方案主要是通过控制臂架油缸1的输出力来抑制臂架的振动。具体地,在实施本发明的振动抑制方法时,通常首先利用第一传感器2检测臂架油缸1的输出力,并且控制器5的输入模块从检测装置采集该臂架油缸1的输出力的信号,随后处理模块对该输出力的信号进行处理以获得输出力的变化量,将该变化量与设定阈值进行比较,根据比较结果产生力控制信号,该力控制信号传送到控制模块,再由该控制模块来控制臂架油缸1的输出力以使该变化量在设定阈值的范围内,通常该控制模块需要通过例如控制阀等执行器来控制该臂架油缸1的输出力。
本发明通过臂架油缸1的输出力的变化量来反映臂架的振动情况。并且,本发明的技术方案对振动抑制的方案不是通过促使一个与臂架振动相位相反的振动,而是减小臂架振动能量,从而从根源上抑制臂架的振动。
在混凝土布料设备进行泵送的过程中,臂架的振动将导致臂架油缸1的输出力变化,而臂架输出力的变化也反映了臂架振动的情况。因此,本发明实现抑制振动的控制的思想是通过控制输出力的变化,使该变化量限制在一定的范围内,避免输出力的剧烈变化,从而抑制臂架的振动。(如有不当请发明人修改和补充)
其中,臂架油缸1的输出力的变化量可以通过现有技术中任何适用的方式来实施,例如可以通过直接或间接检测的方式检测臂架油缸1的输出力,再通过相邻时刻的输出力计算输出力的变化量,臂架油缸1的输出力调整也可以利用任何适用的方式,此处不再赘述。
需要注意的是,本发明的技术方案旨在监控臂架油缸1的输出力的变化量而不是输出力的大小,也就是说该设定的阈值是针对输出力的变化量,而不是输出力本身。
通过上述技术方案,本发明通过监测和控制臂架油缸的输出力来抑制臂架的振动。本发明通过检测臂架油缸的输出力的变化来反映臂架的振动,而无需对臂架姿态及臂架末端位移的影响情况进行检测,因而控制直接,时滞小;而且直接控制臂架油缸的压力,将输出力的变化维持在一定范围内,该控制过程与臂架姿态及臂架动态特性无直接关系,因此可适用于任一臂架姿态;另外,实现本发明方法的装置结构简单,移植性强,无需对原有系统进行改动。
优选地,所述振动抑制装置还包括用于检测所述臂架油缸1的活塞的位置的第二传感器3,其中,
所述第二传感器3与所述控制器5的输入模块连接,所述输入模块用于将所述位移的信号传送到所述处理模块;
所述处理模块还用于将采集到的所述位置信号与设定位置进行比较,根据所述比较的结果产生位置控制信号,并将该位置控制信号传送给所述控制模块;
所述控制模块还用于根据所述位置控制信号控制所述活塞的位置,以使所述活塞的位置维持在设定位置。
由于在臂架油缸1工作的过程中,由于有杆腔和无杆腔的面积不同,以及负载对臂架油缸1的活塞杆的位移的影响,在臂架油缸1输出力的工作过程中,臂架油缸1的活塞杆不可避免的产生宏观上的伸出或缩回,从而导致臂架的稳定位置的改变,称之为漂移。
在本发明的优选实施方式中,利用第二传感器3检测臂架油缸1的活塞杆的位移,控制器5的输入模块采集该第二传感器3采集到的位移信号,通过处理模块将活塞杆的位置与设定位置进行比较,由控制模块控制活塞杆能够稳定在该设定位置,以实时地修正活塞杆的位置以防止臂架产生宏观漂移,从而维持臂架的稳定性,抑制臂架的振动。
其中,所述的设定位置即为臂架稳定时臂架油缸1的活塞的位置。
优选地,所述振动抑制装置还包括连接在所述控制模块和所述臂架油缸1之间的抑振控制阀4,所述抑振控制阀4根据所述力控制信号和位置控制信号调整所述臂架油缸1。
在本发明中,为了抑制臂架的振动,该振动抑制控制器5的输入模块需要采集臂架油缸1的输出力信号,更优选地,还需要采集臂架油缸1的活塞的位置信号,并且处理模块将检测结果与相应的预设值(输出力变化量的阈值或活塞的设定位置)进行比较,然后利用控制模块根据比较结果对臂架油缸1进行反馈控制。
在本优选实施方式中,提供了抑振控制阀4,该抑振控制阀4连接在控制模块和臂架油缸1之间,以根据控制模块输出的控制信号来对臂架油缸1进行控制。因此,该抑振控制阀4可以相应的设置以控制臂架油缸1的输出力,或者控制臂架油缸1的输出力和活塞的位置。
如图1所示,在实际应用中,为了保证减振控制停止时油路可靠锁止,在抑振控制阀4与臂架油缸1之间还连接有液压锁6,该液压锁6能够控制液压流体从抑振控制阀4流向臂架油缸1以对其进行相应的控制。
并且,如图1所示,用于检测臂架油缸1输出力的第一传感器可以安装在臂架油缸1的活塞杆上。
优选地,所述抑振控制阀4为液压电磁阀。更优选地,所述抑振控制阀4为电比例换向阀。
在工程机械中,通常采用液压电磁阀来做控制的执行器。由于工程机械领域中通常利用液压装置来提供驱动力,电磁阀部分则用于控制液压的流动和方向。在本发明的优选实施方式中采用电比例换向阀来作为抑振控制阀4,当然其他适用于本发明的液压电磁阀都可以使用,或者该抑振控制阀4也可以使用其他类型能够实现相应的伺服控制功能的阀。
需要说明的是,本发明对臂架油缸1的输出力的控制量一般较小,也就是说,该抑振控制阀4通常需要对臂架油缸1进行微量控制。而且由于臂架油缸1的活塞行程有限,因此抑振控制阀4对活塞位置的调整量也一般较小。因此在选择抑振控制阀4的时候需要注意到控制精度的问题。例如,抑振控制阀4根据控制模块输出的控制信号调整阀门的开度,以对抑振控制阀4的输出进行微调。
另外,该抑振控制阀4可以直接对臂架油缸1进行控制,也可以在抑振控制阀4和臂架油缸1之间增加一个抑振控制油缸,抑振控制阀4控制该抑振控制油缸,再由该抑振控制油缸将该控制传递到臂架油缸1。也就是说该抑振控制阀4可以采用直接控制或间接控制的方法,而这两种方法又各自具有不同的有点,直接控制不但使振动抑制装置得以简化,降低成本,而且能够很方便地对现有的系统进行安装,通用性较强;但是在某些不便于直接控制的场合,也可以通过间接控制;而且两种方式也可以综合应用,即某些臂架油缸1直接通过抑振控制阀4进行控制,某些臂架油缸1通过由抑振控制阀4控制的抑振控制油缸来控制。
而且,由于臂架由多个臂节组成,每个臂节都具有单独的臂架油缸1,本发明可以对所有的臂架油缸1进行检测和控制,也可以只对其中一部分的臂架油缸1进行检测和控制,而并不对此加以限制,具体的振动抑制控制器5和装置的设置需要根据实际情况的需要。
优选地,所述振动抑制装置还包括控制开关7,该控制开关7控制所述控制器5的开闭。
由于本发明的振动抑制装置一旦开启,传感器和控制器5就不断地进行检测和控制,会持续地消耗能量。因此,在本发明的优选实施方式中,该振动抑制装置还包括控制开关7,当不需要对臂架振动进行控制的工作场合,可以控制该控制开关7截止,以使得振动抑制装置停止工作;当有需要对臂架振动进行控制时再开启该控制开关7。
本发明还提供一种混凝土布料设备,其中,该混凝土布料设备包括本发明所述的振动抑制装置。
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 (12)

1.一种混凝土布料设备臂架的振动抑制方法,该臂架包括驱动臂架的各臂节运动的臂架油缸(1),其特征在于,所述抑制方法包括:
检测所述臂架油缸(1)的输出力的变化量;
将该输出力的变化量维持在设定的阈值范围之内。
2.根据权利要求1所述的振动抑制方法,其特征在于,利用第一传感器(2)检测所述臂架油缸(1)的输出力,计算相邻时刻所述输出力的差值即为所述臂架油缸(1)的输出力的变化量。
3.根据权利要求1所述的振动抑制方法,其特征在于,所述抑制方法还包括:
检测所述臂架油缸(1)的活塞的位置;
将该活塞的位置维持在设定位置。
4.根据权利要求3所述的振动抑制方法,其特征在于,利用第二传感器(3)检测所述臂架油缸(1)的活塞的位置。
5.根据权利要求3所述的振动抑制方法,其特征在于,所述臂架油缸(1)与抑振控制阀(4)相连,利用该抑振控制阀(4)调节所述臂架油缸(1)的输出力和活塞位置。
6.一种混凝土布料设备臂架的振动抑制控制器(5),该臂架包括驱动臂架的各臂节运动的臂架油缸(1),所述控制器(5)包括依次连接的输入模块、处理模块和控制模块,其特征在于,
所述输入模块用于采集所述臂架油缸(1)的输出力信号;
所述处理模块用于通过采集到的所述输出力计算相邻时刻所述输出力的变化量,将该变化量与设定阈值进行比较,根据所述比较的结果产生力控制信号,并将该力控制信号传送给所述控制模块;
所述控制模块用于根据所述力控制信号控制调整所述臂架油缸(1)的输出力,以使所述输出力的变化量维持在设定的阈值范围内。
7.根据权利要求6所述的振动抑制控制器(5),其特征在于,所述输入模块还用于采集所述臂架油缸(1)的活塞的位置信号;
所述处理模块还用于将采集到的所述位置信号与设定位置进行比较,根据所述比较的结果产生位置控制信号,并将该位置控制信号传送给所述控制模块;
所述控制模块还用于根据所述位置控制信号控制所述活塞的位置,以使所述活塞的位置维持在设定位置。
8.一种混凝土布料设备臂架的振动抑制装置,该臂架包括驱动臂架的各臂节运动的臂架油缸(1),其特征在于,所述振动抑制装置包括用于检测所述臂架油缸(1)的输出力的第一传感器(2)和控制器(5),所述控制器(5)包括依次连接的输入模块、处理模块和控制模块,其中,
所述第一传感器(2)与所述控制器(5)的输入模块连接,所述输入模块用于将所述输出力的信号传送到所述处理模块;
所述处理模块用于通过采集到的所述输出力计算相邻时刻所述输出力的变化量,将该变化量与设定阈值进行比较,根据所述比较的结果产生力控制信号,并将该力控制信号传送给所述控制模块;
所述控制模块用于根据所述力控制信号控制调整所述臂架油缸(1)的输出力,以使所述输出力的变化量维持在设定的阈值范围内。
9.根据权利要求8所述的振动抑制装置,其特征在于,所述振动抑制装置还包括用于检测所述臂架油缸(1)的活塞的位置的第二传感器(3),其中,
所述第二传感器(3)与所述控制器(5)的输入模块连接,所述输入模块用于将所述位移的信号传送到所述处理模块;
所述处理模块还用于将采集到的所述位置信号与设定位置进行比较,根据所述比较的结果产生位置控制信号,并将该位置控制信号传送给所述控制模块;
所述控制模块还用于根据所述位置控制信号控制所述活塞的位置,以使所述活塞的位置维持在设定位置。
10.根据权利要求8或9所述的振动抑制装置,其特征在于,所述振动抑制装置还包括连接在所述控制模块和所述臂架油缸(1)之间的抑振控制阀(4),所述抑振控制阀(4)根据所述力控制信号和位置控制信号调整所述臂架油缸(1)。
11.根据权利要求8或9所述的振动抑制装置,其特征在于,所述振动抑制装置还包括控制开关(7),该控制开关(7)控制所述控制器(5)的开闭。
12.一种混凝土布料设备,其特征在于,该混凝土布料设备包括上述权利要求8-11中任意一项所述的振动抑制装置。
CN2012102943896A 2012-08-17 2012-08-17 混凝土布料设备及其臂架振动抑制的方法、控制器和装置 Active CN102797787B (zh)

Priority Applications (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2012102943896A CN102797787B (zh) 2012-08-17 2012-08-17 混凝土布料设备及其臂架振动抑制的方法、控制器和装置
TR2019/05602T TR201905602T4 (tr) 2012-08-17 2012-12-07 Titreşim bastırma metodu, kontrolörü ve bunun vinç kolu için cihaz
US14/357,126 US9637939B2 (en) 2012-08-17 2012-12-07 Concrete distributing apparatus, and vibration suppression method, controller and device for the boom thereof
PCT/CN2012/086110 WO2014026454A1 (zh) 2012-08-17 2012-12-07 混凝土布料设备及其臂架振动抑制的方法、控制器和装置
PL12883060T PL2806085T3 (pl) 2012-08-17 2012-12-07 Sposób tłumienia drgań, sterownik i urządzenie do wysięgnika
EP12883060.1A EP2806085B1 (en) 2012-08-17 2012-12-07 Vibration suppression method, controller and device for boom thereof

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2012102943896A CN102797787B (zh) 2012-08-17 2012-08-17 混凝土布料设备及其臂架振动抑制的方法、控制器和装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN102797787A CN102797787A (zh) 2012-11-28
CN102797787B true CN102797787B (zh) 2013-11-20

Family

ID=47197032

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2012102943896A Active CN102797787B (zh) 2012-08-17 2012-08-17 混凝土布料设备及其臂架振动抑制的方法、控制器和装置

Country Status (6)

Country Link
US (1) US9637939B2 (zh)
EP (1) EP2806085B1 (zh)
CN (1) CN102797787B (zh)
PL (1) PL2806085T3 (zh)
TR (1) TR201905602T4 (zh)
WO (1) WO2014026454A1 (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9637939B2 (en) 2012-08-17 2017-05-02 Zoomlion Heavy Industry Science And Technology Co., Ltd. Concrete distributing apparatus, and vibration suppression method, controller and device for the boom thereof

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9651112B2 (en) * 2011-10-20 2017-05-16 Zoomlion Heavy Industry Science And Technology Co., Ltd. Vibration suppression method, controller, device of boom and pump truck
CN103047337B (zh) * 2012-12-03 2016-04-27 中联重科股份有限公司 混凝土布料设备及其臂架振动抑制的方法、控制器和装置
CN103115785B (zh) * 2013-03-11 2015-07-15 中联重科股份有限公司 混凝土泵车减振系统的故障诊断方法和系统与混凝土泵车
CN106468903B (zh) * 2015-08-19 2018-11-16 中联重科股份有限公司 臂架的运动控制方法、装置、系统及工程机械
WO2018001494A1 (de) * 2016-06-30 2018-01-04 Siemens Aktiengesellschaft Bagger, kran, wasserfahrzeug sowie steuereinrichtung und verfahren zu deren stabilisierung
CN106044569B (zh) * 2016-07-05 2017-11-14 武汉船用机械有限责任公司 一种船艉门吊的控制方法和控制系统
CN111075200B (zh) * 2020-01-10 2021-06-11 浙江大学 一种基于负载口独立系统的混凝土布料机臂架抑振方法
WO2021142826A1 (zh) * 2020-01-19 2021-07-22 徐工集团工程机械股份有限公司 臂架振动控制方法、装置及工程机械
CN112942839B (zh) * 2021-04-20 2022-04-01 江苏理工学院 一种移动式混凝土自动浇筑机的控制方法
CN114810726B (zh) * 2022-04-26 2024-01-16 杭州新亚低温科技有限公司 一种具有位移监测功能的低温液体泵的驱动系统

Family Cites Families (27)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4519768A (en) * 1982-10-29 1985-05-28 Takenaka Komuten Co., Ltd. Apparatus for horizontally casting concrete
JPS637426A (ja) 1986-06-27 1988-01-13 Hitachi Constr Mach Co Ltd 作業機の振動抑制装置
US5116188A (en) * 1987-09-16 1992-05-26 Kabushiki Kaisha Kobe Seiko Sho Vibration suppressing device for wheeled construction equipment
DE69014312T2 (de) * 1989-01-13 1995-04-06 Hitachi Construction Machinery Hydraulisches System für den Auslegerzylinder einer Konstruktionsmaschine.
JPH0662269B2 (ja) * 1989-04-21 1994-08-17 株式会社神戸製鋼所 移動式クレーンの変位抑制装置
JP3040592B2 (ja) * 1992-05-13 2000-05-15 三菱重工業株式会社 多段ブーム装置
JPH0776490A (ja) * 1993-09-09 1995-03-20 Komatsu Ltd クレーンの旋回自動停止制御装置
JP3443018B2 (ja) * 1994-01-31 2003-09-02 極東開発工業株式会社 流体輸送用ブーム装置
JPH07234727A (ja) * 1994-02-21 1995-09-05 Komatsu Ltd 作業機の振動抑制装置およびその方法
JPH11343095A (ja) 1998-06-04 1999-12-14 Kobe Steel Ltd ブーム式作業機械
DE59801090D1 (de) * 1998-09-08 2001-08-30 Palfinger Ag Bergheim Kran
JP2000170380A (ja) * 1998-12-10 2000-06-20 Mitsubishi Heavy Ind Ltd ブーム制振装置
DE10046546A1 (de) * 2000-09-19 2002-03-28 Putzmeister Ag Großmanipulator mit Schwingungsdämpfer
DE10101570B4 (de) * 2001-01-15 2008-12-04 Schwing Gmbh Großmanipulator mit Schwingungsdämpfung
US7278262B2 (en) * 2005-06-03 2007-10-09 Board Of Control Of Michigan Technological University Control system for suppression of boom or arm oscillation
CN101292072A (zh) * 2005-10-18 2008-10-22 普茨迈斯特混凝土泵有限公司 尤其用于大型机械手和移动式混凝土泵的作业杆
CN1932215B (zh) * 2006-09-30 2010-08-11 三一重工股份有限公司 用于抑制混凝土泵车臂架振动的方法及装置
KR100929420B1 (ko) * 2006-12-28 2009-12-03 볼보 컨스트럭션 이키프먼트 홀딩 스웨덴 에이비 굴삭기의 붐 충격 완화장치 및 그 제어방법
JP5311879B2 (ja) 2008-05-22 2013-10-09 三菱電機株式会社 扇風機
WO2010101235A1 (ja) * 2009-03-06 2010-09-10 株式会社小松製作所 建設機械、建設機械の制御方法、及びこの方法をコンピュータに実行させるプログラム
CN102108790B (zh) * 2010-12-24 2012-01-04 三一重工股份有限公司 混凝土泵送设备及其臂架状态控制系统
CN102071809B (zh) * 2011-01-12 2012-07-25 中联重科股份有限公司 混凝土泵车以及混凝土泵车臂架的减振装置和方法
CN102322497A (zh) * 2011-07-01 2012-01-18 三一重工股份有限公司 臂架振动抑制方法、系统及臂架式工程机械
CN102338191B (zh) * 2011-07-01 2013-06-05 三一重工股份有限公司 臂架振动抑制方法、系统及臂架式工程机械
US9651112B2 (en) * 2011-10-20 2017-05-16 Zoomlion Heavy Industry Science And Technology Co., Ltd. Vibration suppression method, controller, device of boom and pump truck
CN102797787B (zh) 2012-08-17 2013-11-20 中联重科股份有限公司 混凝土布料设备及其臂架振动抑制的方法、控制器和装置
CN202707904U (zh) * 2012-08-17 2013-01-30 中联重科股份有限公司 混凝土布料设备及其臂架振动抑制的控制器和装置

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9637939B2 (en) 2012-08-17 2017-05-02 Zoomlion Heavy Industry Science And Technology Co., Ltd. Concrete distributing apparatus, and vibration suppression method, controller and device for the boom thereof

Also Published As

Publication number Publication date
EP2806085A4 (en) 2015-11-18
WO2014026454A1 (zh) 2014-02-20
CN102797787A (zh) 2012-11-28
US9637939B2 (en) 2017-05-02
PL2806085T3 (pl) 2019-09-30
US20150204090A1 (en) 2015-07-23
EP2806085A1 (en) 2014-11-26
TR201905602T4 (tr) 2019-05-21
EP2806085B1 (en) 2019-03-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102797787B (zh) 混凝土布料设备及其臂架振动抑制的方法、控制器和装置
CN103047337B (zh) 混凝土布料设备及其臂架振动抑制的方法、控制器和装置
CN102108790B (zh) 混凝土泵送设备及其臂架状态控制系统
RU2595318C2 (ru) Способ и устройство для управления скоростью двигателя и техническое устройство с выносной стрелой
CN104093995B (zh) 液压闭合回路系统
CN102434620B (zh) 泵车稳定性控制方法、装置、系统以及具有该系统的泵车
US20100014989A1 (en) Pump jack pump-off control method and pump jack control apparatus
EP2600010A1 (en) Swirl flow control system for construction equipment and method of controlling the same
CN202707904U (zh) 混凝土布料设备及其臂架振动抑制的控制器和装置
CN103383572B (zh) 一种工程机械及其臂架的振动控制方法、控制装置和控制系统
CN103676993B (zh) 臂架振动控制方法、控制装置、控制系统以及工程机械
CN105637232A (zh) 使用一对独立液压计量阀降低动臂振荡的控制方法和系统
US20130160439A1 (en) Flow rate control device for variable displacement type hydraulic pump for construction equipment
CN102566598A (zh) 一种工程机械及其控制方法、控制系统
CN102322497A (zh) 臂架振动抑制方法、系统及臂架式工程机械
CN103234002A (zh) 抑制臂架回转振动的设备、方法、系统及工程机械
EP2823368B1 (en) Method to control the vibrations of an articulated arm and corresponding apparatus
US7797122B2 (en) Electrohydraulic valve control circuit with velocity fault detection and rectification
WO2014168664A3 (en) Active vibration control devices, systems, and methods
CN103669873A (zh) 一种臂架振动控制设备、方法、系统及工程机械
AU2011261766A1 (en) Hydraulic system and method of actively damping oscillations during operation thereof
KR101760589B1 (ko) 건설기계의 스풀 변위 가변 제어장치 및 제어방법
Klarecki et al. Influence of the controller settings on the behaviour of the hydraulic servo drive
KR20110073710A (ko) 건설기계의 유압펌프 제어장치 및 제어방법
CN103398043B (zh) 用于检测油缸内泄的方法、设备、系统及工程机械

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
PE01 Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right

Denomination of invention: Concrete distribution equipment and its boom vibration suppression method, controller and device

Effective date of registration: 20210918

Granted publication date: 20131120

Pledgee: ZOOMLION Group Finance Co.,Ltd.

Pledgor: ZOOMLION HEAVY INDUSTRY SCIENCE AND TECHNOLOGY Co.,Ltd.

Registration number: Y2021430000054

PE01 Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right
PC01 Cancellation of the registration of the contract for pledge of patent right

Date of cancellation: 20230403

Granted publication date: 20131120

Pledgee: ZOOMLION Group Finance Co.,Ltd.

Pledgor: ZOOMLION HEAVY INDUSTRY SCIENCE AND TECHNOLOGY Co.,Ltd.

Registration number: Y2021430000054

PC01 Cancellation of the registration of the contract for pledge of patent right