CN103134697A - 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 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种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，该混凝土泵车减振系统的故障诊断方法包括：分别获取启动主动减振的节臂油缸的有杆腔压力和无杆腔压力；判断有杆腔压力是否小于第一压力预设值，以及无杆腔压力是否小于第二压力预设值；当有杆腔压力小于第一压力预设值或无杆腔压力小于第二压力预设值时，确定节臂油缸的主动减振功能故障。在以上有杆腔压力值和无杆腔压力值超出合理限制值时，确定节臂油缸的主动减振功能故障，大大提高了混凝土泵车主动减振系统的整体性能，保证泵车工作安全稳定。

Description

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

技术领域

本发明涉及工程机械领域，具体而言，涉及一种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。

背景技术

混凝土泵车是一种用于输送和浇筑混凝土的专用机械，逐步成为建筑施工中不可缺少的关键设备。混凝土泵车臂架系统的结构复杂，泵送过程中会产生的振动，臂架的振动性能受工况、泵送排量和臂架姿态等多方面影响。

目前混凝土泵车多节臂、长臂架、大排量成为混凝土机械发展趋势，对臂架振动特性提出了更加严格的要求，如何减小泵车工作过程中臂架在竖直平面内的振动是近几年来混凝土机械技术领域急需解决的问题。而主动减振控制技术由于其可控性好、适应性强，是一种积极有效的减振控制策略，成为近几年凝土泵车臂架振动控制的研究热点。

中国专利申请200710164414.8号《混凝土泵智能监测和控制系统》公开了一种混凝土泵智能监测和控制系统，对混凝土泵液压系统的各种传感器的设置以及各种状态信号的监测进行了介绍。但是现有的臂架的主动减振系统以节臂油缸作为执行机构，检测和控制部件复杂，一但减振系统发生故障，故障原因难以分析，直接影响泵车的工作稳定性，严重时甚至会引起安全事故隐患。

针对现有技术中混凝土泵车臂架主动减振系统的检测和控制部件复杂，出现故障难以进行分析，影响工作稳定性的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

发明内容

本发明旨在提供一种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，以解决现有技术中凝土泵车臂架主动减振系统的检测和控制部件复杂，出现故障难以进行分析，影响工作稳定性的问题。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种混凝土泵车减振系统的故障诊断方法。该混凝土泵车减振系统的故障诊断方法包括：分别获取启动主动减振的节臂油缸的有杆腔压力和无杆腔压力；判断有杆腔压力是否小于第一压力预设值，以及无杆腔压力是否小于第二压力预设值；当有杆腔压力小于第一压力预设值或无杆腔压力小于第二压力预设值时，确定节臂油缸的主动减振功能故障。

进一步地，分别获取启动主动减振的节臂油缸的有杆腔压力和无杆腔压力包括：分别获取安装在节臂油缸的有杆腔中的第一压力传感器测量的有杆腔压力和安装在节臂油缸的无杆腔中的第二压力传感器测量的无杆腔压力。

进一步地，在分别获取安装在节臂油缸的有杆腔中的第一压力传感器测量的有杆腔压力和安装在节臂油缸的无杆腔中的第二压力传感器测量的无杆腔压力之后还包括：判断有杆腔压力是否在第一压力数值范围内，在有杆腔压力超出第一压力数值范围的情况下，确定第一压力传感器出现故障；判断无杆腔压力是否在第二压力数值范围内，当无杆腔压力超出第二压力数值范围的情况下，确定第二压力传感器出现故障。

进一步地，在判断有杆腔压力是否小于第一压力预设值，以及无杆腔压力是否小于第二压力预设值之后还包括：判断有杆腔压力或无杆腔压力是否在预设时间内持续增大；在有杆腔压力或无杆腔压力在预设时间内持续增大的情况下，确定减振系统的控制部件出现故障。

进一步地，在确定节臂油缸的主动减振功能故障之后还包括：关闭节臂油缸的主动减振功能。

根据本发明的另一个方面，还提供了一种混凝土泵车减振系统的故障诊断系统。该混凝土泵车减振系统的故障诊断系统包括：压力获取模块，用于分别获取启动主动减振的节臂油缸的有杆腔压力和无杆腔压力；油缸减振诊断模块，用于判断有杆腔压力是否小于第一压力预设值，以及无杆腔压力是否小于第二压力预设值；并在有杆腔压力小于第一压力预设值或无杆腔压力是否小于第二压力预设值的情况下，确定节臂油缸的主动减振功能故障。

进一步地，压力获取模块包括：有杆腔压力获取子模块，用于获取安装在节臂油缸的有杆腔中的第一压力传感器测量的有杆腔压力；无杆腔压力获取子模块，用于获取安装在节臂油缸的无杆腔中的第二压力传感器测量的无杆腔压力。

进一步地，该混凝土泵车减振系统的故障诊断系统还包括：第一压力传感器诊断模块，用于判断有杆腔压力是否在第一压力数值范围内，在有杆腔压力超出第一压力数值范围的情况下，确定第一压力传感器出现故障；第二压力传感器诊断模块，用于判断无杆腔压力是否在第二压力数值范围内，在无杆腔压力超出第二压力数值范围的情况下，确定第二压力传感器出现故障。

进一步地，该混凝土泵车减振系统的故障诊断系统还包括：减振控制诊断模块，用于判断有杆腔压力和无杆腔压力是否在预设时间内持续增大；并在有杆腔压力和无杆腔压力在预设时间内持续增大的情况下，确定减振系统的控制部件出现故障。

进一步地，该混凝土泵车减振系统的故障诊断系统还包括：节臂夹角获取模块，用于获取启动主动减振的节臂油缸连接的两节节臂之间的夹角；减振控制阀块故障诊断模块，用于判断夹角是否在预设时间内是否持续增大或减小；并在出现两节节臂之间的夹角在预设时间内持续增大或减小时，确定两节节臂间的减振控制阀块出现故障。

进一步地，该混凝土泵车减振系统的故障诊断系统还包括倾角传感器故障诊断模块，其中，节臂夹角获取模块，还用于分别获取两节节臂中的靠近臂架末端的节臂相对于水平面的夹角和两节节臂中的远离臂架末端的节臂相对于水平面的夹角，并根据靠近臂架末端的节臂相对于水平面的夹角和远离臂架末端的节臂中相对于水平面的夹角计算两节节臂的夹角；倾角传感器故障诊断模块，用于分别判断获取到的靠近臂架末端的节臂相对于水平面的夹角和远离臂架末端的节臂中相对于水平面的夹角是否超出预设的倾角值范围；当靠近臂架末端的节臂相对于水平面的夹角超出预设的倾角值范围时，确定安装在两节节臂中的靠近臂架末端的节臂中的倾角传感器出现故障；当远离臂架末端的节臂相对于水平面的夹角超出预设的倾角值范围时，确定安装在两节节臂中的远离臂架末端的节臂中的倾角传感器出现故障。

进一步地，该混凝土泵车减振系统的故障诊断系统还包括：减振控制阀块故障诊断模块，用于获取臂架的每两节节臂之间的夹角；判断夹角在预设时间内是否持续增大或减小；在出现两节节臂之间的夹角在预设时间内持续增大或减小的情况下，确定两节节臂间的减振控制阀块出现故障。

进一步地，该混凝土泵车减振系统的故障诊断系统还包括：减振控制阀块电磁线圈故障诊断模块，用于分别检测减振控制阀块的控制电磁线圈的控制电流和反馈电流；判断控制电流和反馈电流差值的绝对值是否大于预设电流差值；当控制电流和反馈电流差值的绝对值大于预设电流值时，确定减振控制阀块的电磁线圈断路。

进一步地，该混凝土泵车减振系统的故障诊断系统还包括：电气线路故障诊断模块，用于检测各电气线路的电信号，当检测不到电气线路的电信号时，确定该电气线路出现故障。

进一步地，该混凝土泵车减振系统的故障诊断系统还包括：流量传感器故障诊断模块，用于获取安装在节臂油缸所在液压油路中的流量传感器测量的液压油流量；判断液压油流量是否超出预设的流量值范围；当液压油流量超出预设的流量值范围时，确定流量传感器出现故障。

根据本发明的另一个方面，还提供了一种混凝土泵车。该混凝土泵车使用主动减振系统对臂架进行减振，臂架的各节臂上分别安装有倾角传感器，各节臂油缸的有杆腔和无杆腔内分别设置有压力传感器，各节臂所在液压油路中的流量传感器，该混凝土泵车包括上述介绍的任一种故障诊断系统。

进一步地，该混凝土泵车还包括：状态显示装置，用于获取故障诊断系统的诊断结果并输出。

应用本发明的技术方案，由于油缸活塞运行到油缸的端部时，减振系统已经无法对臂架的振动情况进行衰减控制，本发明利用油缸内压力与活塞位置的对应关系，通过检测到的有杆腔压力和无杆腔压力对油缸活塞的运行状态进行判断，从而在以上有杆腔压力值和无杆腔压力值超出合理限制值时，确定节臂油缸的主动减振功能故障。大大提高了混凝土泵车主动减振系统的整体性能，保证泵车工作安全稳定，大大提高了混凝土泵车主动减振系统的整体性能，保证泵车工作安全稳定。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，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是根据本发明实施例的混凝土泵车减振系统状态检测系统的示意图；

图2是根据本发明实施例的混凝土泵车减振系统状态检测系统的倾角传感器组件的安装位置示意图；

图3是根据本发明实施例的混凝土泵车减振系统状态检测系统的压力传感器组件的安装位置示意图；

图4根据是本发明实施例的混凝土泵车减振系统的臂架位置计算示意图；

图5是根据本发明实施例的混凝土泵车的减振系统状态检测系统的触摸屏的原理框图；

图6是根据本发明实施例的混凝土泵车的减振系统状态检测系统的触摸屏显示界面的示意图；

图7是根据本发明实施例的根据本发明实施例的混凝土泵车的减振系统状态检测系统数据的处理过程示意图；

图8是根据本发明实施例的混凝土泵车减振系统的故障诊断系统的示意图；

图9是根据本发明实施例的混凝土泵车减振系统的故障诊断系统的一种优选形式的示意图；

图10是根据本发明实施例的混凝土泵车减振系统的故障诊断方法的示意图。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

本发明实施例提供了一种混凝土泵车减振系统状态检测系统，图1是根据本发明实施例的混凝土泵车减振系统状态检测系统的示意图，如图1所示，该混凝土泵车减振系统状态检测系统包括：倾角传感器组件101，包含多个设置在节臂上的倾角传感器，每个倾角传感器用于测量该倾角传感器所在节臂相对于水平面的夹角；压力传感器组件103，包含多组设置在节臂油缸的有杆腔进油口和无杆腔进油口的压力传感器，每组压力传感器用于测量该组压力传感器所在节臂油缸的有杆腔压力和无杆腔压力；检测控制器104，分别与倾角传感器组件和压力传感器组件连接，用于根据节臂相对于水平面的夹角、节臂油缸的有杆腔压力和无杆腔压力判断减振系统的运行状态。

检测控制器105实时获取反映臂架状态的各节臂相对于水平面的夹角和节臂油缸的有杆腔压力和无杆腔压力，并据此判断减振系统的运行状态。从而利用臂架的姿态变化判断出减振系统的运行情况，并利用减振系统的运行状态为下一步输出或进行控制提供了基础。

其中，倾角传感器组件101和压力传感器103的具体安装位置可以图2和图3进行说明，图2是根据本发明实施例的混凝土泵车减振系统状态检测系统的倾角传感器组件的安装位置示意图；图3是根据本发明实施例的混凝土泵车减振系统状态检测系统的压力传感器组件的安装位置示意图。需要说明的是，混凝土泵车臂架由3～6段节臂组成，本实施例以5段节臂进行介绍，但本发明的技术方案同样适用于其它数量节臂组成的臂架减振系统。

如图2所示，本发明实施例的混凝土泵车的臂架包括第一节臂21、第二节臂22、第三节臂23、第四节臂24、第五节臂25、末端软管71。第一节臂油缸51连接在车体底架11和第一节臂21之间，第二节臂油缸52连接在第一节臂21和第二节臂22之间，第三节臂油缸53连接在第二节臂22和第三节臂23之间，第四节臂油缸54连接在第三节臂23和第四节臂24之间，第五节臂油缸55连接在第四节臂24和第五节臂25之间，其中，每个节臂在竖直面内的运动由对应的节臂液压油缸驱动，其中第一节臂21的运动由第一节臂油缸51驱动，第二节臂22的运动由第二节臂油缸52驱动，第三节臂23的运动由第三节臂油缸53驱动，第四节臂24的运动由第四节臂油缸54驱动，第五节臂25的运动由第五节臂油缸55驱动。每一节臂的远端靠近铰点处安装有倾角传感器，其中第一倾角传感器61安装在第一节臂21的末端，第二倾角传感器62安装在第二节臂22的末端，第三倾角传感器63安装在第三节臂23的末端，第四倾角传感器64安装在第四节臂24的末端，第五倾角传感器65安装在第五节臂25的末端，分别用于测量对应节臂相对于水平面的夹角。整个臂架系统设定在车体底架11上，控制系统组件12的核心为减振控制器。减振控制器通过电气控制线路减振控制阀块实现臂架振动的衰减控制。

在本实施例中，压力传感器组件103分为五组，每组压力传感器包括两个压力传感器，分泌安装在对应节臂油缸的无杆腔和有杆腔的进油口，如图3所示，第一节臂油缸51中设置压力传感器511和压力传感器512，分别安装在第一节臂油缸51无杆腔和有杆腔的进油口，用来检测第一节臂油缸51的无杆腔和有杆腔压力；第二节臂油缸52中设置有压力传感器521和压力传感器522，分别安装在第二节臂油缸52无杆腔和有杆腔的进油口，用来检测第二节臂油缸52的无杆腔和有杆腔压力；第三节臂油缸53中设置有压力传感器531和压力传感器532，分别安装在第三节臂油缸53无杆腔和有杆腔的进油口，用来检测第三节臂油缸53的无杆腔和有杆腔压力；第四节臂油缸54中设置有压力传感器541和压力传感器542，分别安装在第四节臂油缸54无杆腔和有杆腔的进油口，用来检测第四节臂油缸54的无杆腔和有杆腔压力；第五节臂油缸55中设置有压力传感器551和压力传感器552，分别安装在第五节臂油缸55无杆腔和有杆腔的进油口，用来检测第五节臂油缸55的无杆腔压力和有杆腔压力。

此外，本实施例中的混凝土泵车减振系统的状态检测系统还可以设置有流量传感器组件41，安装在节臂油缸的液压油路中，与检测控制器105连接，用于测量液压油路的液压油流量，并传输给检测控制器；检测控制器105还用于根据液压油流量判断减振系统的液压泵的运行状态。具体地，流量传感器组件41串联安装在减振系统的主油路中，用来检测减振系统的油路流量和液压泵的输出能量，以提供给检测控制器105用来监测减振系统的液压泵的工作是否正常。

利用上述倾角传感器，还可以利用倾角值和臂架的长度来计算臂架末端的位置，以判断臂架末端的位移情况来确定臂架振动情况，图4根据是本发明实施例的混凝土泵车减振系统的臂架位置计算示意图，如图所示，h₁、h₂、h₃、h₄、h₅分别为第一节臂21、第二节臂22、第三节臂23、第四节臂24、第五节臂25的长度，

分别是第一倾角传感器61，第二倾角传感器62、第三倾角传感器63、第四倾角传感器64、第五倾角传感器65测量相对于水平面的夹角。从而则l₁、l₂、l₃、l₄、l₅分别为各节臂的在竖直方向的投影，因此臂架末端平衡位置L为：

$L=l_1+l_2+l_3+l_4+l_5=h_1*\sin \left({\∂}_1\right)+h_2*\sin \left({\∂}_2\right)+h_3*\sin \left({\∂}_3\right)+h_4*\sin \left({\∂}_4\right)+h_5*\sin \left({\∂}_5\right)$ 在式中，当节臂倾斜向下时，测量的倾角值应以负值计算，从而得出臂架末端的实际高度位置。泵车进行泵送时该末端位置的变化反映了臂架的振动情况。

电气线路作为减振控制器的信号通道，因此本发明实施例提供的混凝土泵车减振系统的状态检测系统还可以包括：电气线路检测组件，与减振系统的电气线路和检测控制器105分别连接，用于测量电气线路的电信号，并将电信号的测量结果传送给检测控制器105.，检测控制器105，还用于根据电信号的测量结果判断减振系统的电气线路的运行状态。减振系统中的电气线路包括采集传感器信号的线路、控制电流输出线路、控制器电源线路。若检测控制器105接收不到传感器信号，则可认为传感器通信线路故障；若控制电流输出到控制执行机构后检测控制器105没有收到反馈电流则认为控制电流输出线路故障；若检测控制器105检测到减振控制系统不工作则可直接认为供电线路异常。

本实施例中的混凝土泵车减振系统的状态检测系统还可以设置有状态显示装置，与检测控制器连接，用于输出检测控制器判断得出的减振系统的运行状态，从而使操作人员可以直观的了解到减振系统的运行状态，从而做出相应的调整。

检测控制器105判断出减振系统的运行状态后，还可以进一步分析减振系统是否出现故障，并当判断出减振系统出现故障时，分析故障的部件或原因以实现减振系统的故障诊断。因此，本实施例中的混凝土泵车减振系统的状态检测系统还可以设置有故障报警装置，与检测控制器连接，用于根据检测控制器分析得出的故障的部件或原因输出相应的报警信号。

另外，混凝土泵车是一种大型机械，具体的参数差异很大，为了保证检测控制器105的判断准确性，需要保证检测控制器105用于判断使用的各种参数如泵车臂架参数（如节臂的数量、长度等）、传感器参数（如测量数值的合理范围等）、液压系统参数（如压力参数、流量参数等）能够准确地符合实际部件的情况。因此，本实施例中的混凝土泵车减振系统的状态检测系统还可以包括参数获取装置，与检测控制器连接，用于接收减振系统的参数，并传输给检测控制器；检测控制器，还用于利用减振系统的参数根据各节臂相对于水平面的夹角、节臂油缸的有杆腔压力和无杆腔压力判断减振系统的运行状态。

本实施例中的混凝土泵车减振系统的状态检测系统的检测控制器105直接集成在减振控制器中，通过这样的设置实现了检测和控制的有效结合，从而检测控制器105还可以用于根据判断得出的减振系统的运行状态发出相应的减振控制信号。

为了方便调试以及处理故障后的初次运行，本实施例中的混凝土泵车减振系统的状态检测系统还可以设置调试命令接收装置，与检测控制器连接，用于接收调试命令，并将调试命令发送给检测控制器105，检测控制器105还用于根据调试命令发出相应的减振调试信号，并获取减振系统按照减振调试信号运行后的根据节臂相对于水平面的夹角、节臂油缸的有杆腔压力和无杆腔压力，并判断减振系统的调试结果。操作人员通过下达调试命令，可以针对减振控制的某一具体动作进行控制，通过动作的反馈情况了解减振系统的状态，为进一步调试或正常运行提供了基础。

上述参数获取装置用来设置减振系统的参数，这些参数由减振系统的设计人员根据实际机械和部件的实测值设置，一般情况下不允许更改。状态显示装置可以监测整个减振系统的运行状态，包括其中各传感器的信号参数，如压力、流量、臂架姿态、泵送频率等等，也包括减振控制电流、臂架振动幅值大小等等。故障报警装置根据故障诊断单元提供的故障信息对减振系统出现的故障进行文字显示，提供给操作人员故障发生的地方和原因，便于其后期处理。调试命令接收装置则是对减振系统进行初期调试，确认系统的故障已经消除，若调试过程中不再故障报警，则可以正常使用减振系统。

这四个装置可以集中设置在一个人机交互装置中，如键盘和显示装置，以方便用户的设置。在本发明的实施例优选使用一种触摸屏作为人机交互装置。图5和图6分别是根据本发明实施例的混凝土泵车的减振系统状态检测系统的触摸屏的原理框图和触摸屏显示界面的示意图，如图所示，触摸屏包括了状态显示装置、故障报警装置、参数获取装置、调试命令接收装置等四个装置的功能按键以及一些操作按键。当操作人员点击触摸屏上的相应功能按键后，进入相应的功能供操作人员进行操作，例如，点击“参数设置”按钮，触摸屏作为参数获取装置进行工作；点击“状态显示”按钮，触摸屏作为状态显示装置进行工作；点击“故障报警”按钮，触摸屏作为故障报警装置进行工作；点击“减振调试”按钮后，触摸屏作为调试命令接收装置进行工作。

触摸屏上的操作按键可以包括两个方向键

“上一步”、“下一步”、“确认”、“返回”、“主监控”等七个键。这些操作按键的具体功能可以是：方向键用来调整系统的一些控制参数和选择相关功能，“上一步”、“下一步”两个键用来对触摸屏的上下层界面进行切换，“确认”键用来对设置的参数和功能进行确认，“返回”键的功能用来返回到其它的功能界面，“主监控”键则是直接返回到触摸屏的主界面。触摸屏的功能同样可以使用类似的操作装置和显示装置来执行，但是触摸屏更加直观方便。

图7是根据本发明实施例的根据本发明实施例的混凝土泵车的减振系统状态检测系统数据的处理过程示意图，如图7所示，减振控制器105通过信号采集、信号解析、故障诊断几个步骤的数据处理，将各种传感器的数据转换成对应的减振系统的运行状态。其中，信号采集是实时采集减振系统的压力传感器、倾角传感器和流量传感器等信号，信号解析是对采集的信号进行解析得到系统能识别并可以在显示装置上显示的信号。故障诊断是对解析后的信号在故障诊断装置进行故障诊断，判断减振系统是否出现故障，并通过减振控制器输出相应的控制信号，保证在故障出现的第一时刻关闭减振系统，以保障系统安全稳定。同时还可以通故障报警装置，将识别出的故障发生的部位和原因并用文字或图像方式进行描述和显示。

下面对减振控制器105的故障诊断功能进行详细的说明。本发明实施例提供了混凝土泵车减振系统的故障诊断系统和故障诊断方法，故障诊断系统作为减振控制器105的具体执行机构可以利用各传感器的数值判断减振系统是否出现故障以及确定具体故障原因和产生部件，故障诊断方法是减振控制器105的具体实现方法。

图8是根据本发明实施例的混凝土泵车减振系统的故障诊断系统的示意图，如图8所示，该故障诊断系统包括：压力获取模块81和油缸减振诊断模块82，其中压力获取模块，用于分别获取启动主动减振的节臂油缸的有杆腔压力和无杆腔压力；油缸减振诊断模块，用于判断有杆腔压力是否小于第一压力预设值，以及无杆腔压力是否小于第二压力预设值；并在有杆腔压力小于第一压力预设值或无杆腔压力是否小于第二压力预设值的情况下，确定节臂油缸的主动减振功能故障。

以上确定主动减振故障的原理为：利用节臂油缸活塞运行状态判断主动减振系统的工作状态的原理为：当油缸活塞已经运行到油缸的端部时，减振系统已经无法对臂架的振动情况进行衰减控制，此时继续运行臂架主动减振系统会导致控制系统出现紊乱。所以本发明实施例的混凝土泵车减振系统的故障诊断装置对油缸活塞的运行状态进行判断，在油缸内部设置活塞的正常运行范围，当判断出活塞运动超出预设范围时，认为活塞在一个方向上已经没有调节余地，此时需要关闭主动减振控制系统，保证混凝土泵车的正常工作。当油缸活塞的位置已经超出主动减振系统能够调整的范围，关闭减振控制系统，防止出现油缸控制紊乱，影响混凝土的泵送工作。

获取油缸活塞运行状态的手段有两种，一种通过检测油缸的有杆腔和无杆腔压力，另一种通过臂架的姿态。本实施例的混凝土泵车减振系统的故障诊断系统采用通过压力检测获取油缸活塞的位置的方法。为便于叙述，此处将安装在一个节臂油缸的一组压力传感器分为第一压力传感器和第二压力传感器，其中第一压力传感器为安装在有杆腔进油口的压力传感器，第二压力传感器为安装在无杆腔进油口的压力传感器。利用油缸内两腔压力判断活塞位置的原理为：活塞运行至接近油缸端部时，对应腔内由于液压油基本被排出，此时对应腔内压力接近为零，也就是油缸的液压油压力反映了活塞的位置。因此，压力值与活塞位置的对应关系可以根据节臂油缸的具体情况预先设置。

以上压力获取模块可以具体包括：有杆腔压力获取子模块，用于获取安装在节臂油缸的有杆腔中的第一压力传感器测量的有杆腔压力；无杆腔压力获取子模块，用于获取安装在节臂油缸的无杆腔中的第二压力传感器测量的无杆腔压力。从而，可以利用两个压力传感器得到有杆腔压力和无杆腔压力。

为了保证压力传感器的运行正常，本实施例的混凝土泵车减振系统的故障诊断系统还可以设置第一压力传感器诊断模块和第二压力传感器诊断模块。其中第一压力传感器诊断模块用于判断有杆腔压力是否在第一压力数值范围内，在有杆腔压力超出第一压力数值范围的情况下，确定第一压力传感器出现故障；第二压力传感器诊断模块用于判断无杆腔压力是否在第二压力数值范围内，在无杆腔压力超出第二压力数值范围的情况下，确定第二压力传感器出现故障。以上第一压力传感器和第二压力传感器是以按照安装在一个节臂油缸情况举例说明，实际上在臂架中的所有节臂油缸中均可以设置有第一压力传感器和第二压力传感器。

除以上压力获取模块81和油缸减振诊断模块82之外，本实施例的混凝土泵车减振系统的故障诊断系统还可以根据减振系统的特点，设置其它的功能模块以对主动减振系统进行全面的故障诊断。图9是根据本发明实施例的混凝土泵车减振系统的故障诊断系统的一种优选形式的示意图。该优选的故障诊断系统还可以根据故障诊断功能选择以下一种或多种诊断模块：减振控制诊断模块91、节臂夹角获取模块92、减振控制阀块故障诊断模块93、倾角传感器故障诊断模块94、减振控制阀块故障诊断模块95、减振控制阀块电磁线圈故障诊断模块96、电气线路故障诊断模块97、流量传感器故障诊断模块98。

减振控制诊断模块91主要用于：判断有杆腔压力和无杆腔压力是否在预设时间内持续增大；并在有杆腔压力和无杆腔压力在预设时间内持续增大的情况下，确定减振系统的控制部件出现故障。上述预设时间可以为若干个检测周期内，具体的时间长度可以根据实际情况设置。例如如果出现连续5个检测周期，检测结果表明臂架末端的位置的变化幅度持续增大或者有杆腔压力或无杆腔压力持续增大，则可认定主动减振的控制出现故障。其故障检测原理为：正常情况下臂架的振动幅度可以用油缸两个腔的压力来反映或者臂架末端的振动位移来反映，而施加减振控制后臂架振动正常情况下会减小，产生油缸两腔压力或臂架末端振动位移也会变小。通过实时监测减振系统工作时臂架油缸两腔压力变化程度和臂架末端振动位移变化程度，对臂架振动异常进行诊断。若施加减振控制时臂架油缸两腔压力变化持续变大，同时由每节臂架倾角和臂架长度换算得到的臂架末端振动位移幅值变大，则说明减振控制异常，需进行故障报警并及时关闭减振控制使能。

本实施例的混凝土泵车减振系统的故障诊断系统还可以设置节臂夹角获取模块92和减振控制阀块故障诊断模块93，该节臂夹角获取模块92用于获取启动主动减振的节臂油缸连接的两节节臂之间的夹角。减振控制阀块故障诊断模块93用于判断夹角是否在预设时间内是否持续增大或减小，并在出现两节节臂之间的夹角在预设时间内持续增大或减小时，确定两节节臂间的减振控制阀块出现故障。臂架末端振动位移可以根据图4所示的计算方法得出臂架末端位置的变化情况得出。

上述节臂夹角获取模块92可以采用获取上述夹角的具体方式可以采用直接读取夹角传感器进行测量，或者利用每节节臂上安装的倾角传感器测量的相对水平面的倾角计算得出，其中，利用水平倾角计算夹角时，节臂夹角获取模块92还用于：分别获取两节节臂中的靠近臂架末端的节臂相对于水平面的夹角和两节节臂中的远离臂架末端的节臂相对于水平面的夹角，并根据靠近臂架末端的节臂相对于水平面的夹角和远离臂架末端的节臂中相对于水平面的夹角计算两节节臂的夹角。

为了保证上述倾角传感器的运行正常，本实施例的混凝土泵车减振系统的故障诊断系统还可以设置倾角传感器故障诊断模块94，用于分别判断获取到的靠近臂架末端的节臂相对于水平面的夹角和远离臂架末端的节臂中相对于水平面的夹角是否超出预设的倾角值范围；当靠近臂架末端的节臂相对于水平面的夹角超出预设的倾角值范围时，确定安装在两节节臂中的靠近臂架末端的节臂中的倾角传感器出现故障；当远离臂架末端的节臂相对于水平面的夹角超出预设的倾角值范围时，确定安装在两节节臂中的远离臂架末端的节臂中的倾角传感器出现故障。预设的倾角值范围可以根据所在节臂的实际参数与倾角传感器的测量量程共同设置，当初异常数据即超出上述预设倾角值范围时，判断倾角传感器出现故障，利用该倾角传感器故障诊断模块94可以及时发现倾角传感器的异常，保证了故障诊断系统的可靠性。

以上减振控制诊断模块91利用压力持续变化进行减振系统的控制部件故障诊断，另外还可以通过臂架末端的振动位移来进行减振系统的控制部件故障诊断。在这种情况下，本实施例的混凝土泵车减振系统的故障诊断系统还可以设置减振控制阀块故障诊断模块95。该减振控制阀块故障诊断模块95用于：获取臂架的每两节节臂之间的夹角；判断夹角在预设时间内是否持续增大或减小；在出现两节节臂之间的夹角在预设时间内持续增大或减小的情况下，确定两节节臂间的减振控制阀块出现故障。其故障诊断原理为：利用节臂间夹角判断主动减振系统中减振控制阀块的工作状态的原理为：引起减振控制阀块异常的原因有两个：控制阀块的控制阀芯卡滞或者阀块的控制电磁线圈断路，若阀块的控制电磁线圈断路，对阀块发送的控制电流不会通过电磁线圈产生磁场，从而导致控制阀芯不动作，同样会出现臂架油缸活塞只往一个方向动作。油缸活塞只往一个方向动作的故障反映到臂架上的现象为相邻节臂之间的夹角只能增大或减小。

当发现减振控制阀块故障引起臂架姿态变化异常时，为了区分减振控制阀块的故障是由于阀芯卡滞还是控制电磁线圈断路引起，本实施例的混凝土泵车减振系统的故障诊断系统还可以设置减振控制阀块电磁线圈故障诊断模块96。减振控制阀块电磁线圈故障诊断模块96该用于分别检测减振控制阀块的控制电磁线圈的控制电流和反馈电流；判断控制电流和反馈电流差值的绝对值是否大于预设电流差值；当控制电流和反馈电流差值的绝对值大于预设电流值时，确定减振控制阀块的电磁线圈断路。因为阀块的控制电磁线圈断路，对其发送的控制电流不会通过电磁线圈产生磁场，从而导致该部分的控制阀芯不动作，出现节臂油缸活塞只往一个方向动作，此时由于断路，反馈电流几乎为零。具体地，当反馈电流为零时，确定控制电磁线圈断路；当反馈电流不为零时，确定减振控制阀块的控制阀芯卡滞。通过检测电磁线圈的通断情况判断阀块的具体故障原因。因此可以利用控制电流与反馈电流的差值，检测线圈的通断，即当存在控制电流但无反馈电流时，则说明电磁线圈断路。从而进一步得出减振控制阀块的故障部位。

减振系统中的电气线路包括有集传感器信号的线路、控制电流输出线路、控制器电源线路。因此电气线路也决定着减振系统的可靠性，本实施例的混凝土泵车减振系统的故障诊断系统还可以设置电气线路故障诊断模块97。该电气线路故障诊断模块97用于检测各电气线路的电信号，当检测不到电气线路的电信号时，确定该电气线路出现故障。例如接收不到传感器信号，则可认为传感器通信线路故障；若控制电流输出到控制执行机构后没有收到反馈电流则认为控制电流输出线路故障；若检测到减振控制系统不工作则可直接认为供电线路异常。从而可以及时发现减振系统电气线路的故障。

为了保证串联安装在减振系统的主油路中，用来检测减振系统的油路流量和液压泵的输出能量的流量传感器组件41的工作可靠性，本实施例混凝土泵车减振系统的故障诊断系统还可以设置流量传感器故障诊断模块98。该流量传感器故障诊断模块98用于：获取安装在节臂油缸所在液压油路中的流量传感器测量的液压油流量；判断液压油流量是否超出预设的流量值范围；当液压油流量超出预设的流量值范围时，确定流量传感器出现故障。预设的流量值范围可以根据具体的液压油路情况以及流量传感器的量程预先通过参数获取装置进行设定。

本发明实施例提供的混凝土泵车减振系统的故障诊断方法，通过本发明上述实施例所提供的混凝土泵车减振系统的故障诊断系统来执行，并且，该故障诊断方法可以应用于包括以上故障诊断系统的混凝土泵车减振系统状态检测系统，图10是根据本发明实施例的混凝土泵车减振系统的故障诊断方法的示意图，该混凝土泵车减振系统的故障诊断方法包括：

步骤S1001，分别获取启动主动减振的节臂油缸的有杆腔压力和无杆腔压力；

步骤S1003，判断有杆腔压力是否小于第一压力预设值，以及无杆腔压力是否小于第二压力预设值；

步骤S1005，当有杆腔压力小于第一压力预设值或无杆腔压力小于第二压力预设值时，确定节臂油缸的主动减振功能故障。

上述步骤S1001可以具体包括：分别获取安装在节臂油缸的有杆腔中的第一压力传感器测量的有杆腔压力和安装在节臂油缸的无杆腔中的第二压力传感器测量的无杆腔压力。

为保证压力传感器的工作可靠性，在步骤S1001之后还可以包括：判断有杆腔压力是否在第一压力数值范围内，在有杆腔压力超出第一压力数值范围时，确定第一压力传感器出现故障；判断无杆腔压力是否在第二压力数值范围内，当无杆腔压力超出第二压力数值范围时，确定第二压力传感器出现故障。

判断有杆腔压力是否小于第一压力预设值，以及无杆腔压力是否小于第二压力预设值之后还可以包括：判断有杆腔压力或无杆腔压力是否在预设时间内持续增大；当有杆腔压力或无杆腔压力在预设时间内持续增大时，确定减振系统的控制部件出现故障。从而通过压力检测的方法来得到主动减振的效果，并进一步确定减振系统的控制部件出现故障。

在确定节臂油缸的主动减振功能故障之后还包括：关闭节臂油缸的主动减振功能。从而避免出现油缸控制紊乱，影响混凝土的泵送工作。

在以上混凝土泵车减振系统的故障诊断方法之外，还可以利用节臂的夹角进行一系列的故障诊断例如，该混凝土泵车减振系统的故障诊断方法还可以包括：获取启动主动减振的节臂油缸连接的两节节臂之间的夹角；判断夹角在预设时间内是否持续增大或减小；在夹角在预设时间内持续增大或减小的情况下，确定两节节臂间的减振控制阀块出现故障。

其中，获取启动主动减振的节臂油缸连接的两节节臂之间的夹角可以获取通过两节节臂分别相对于水平面的倾角来计算该夹角，具体包括：分别获取两节节臂中的靠近臂架末端的节臂相对于水平面的夹角和两节节臂中的远离臂架末端的节臂相对于水平面的夹角；根据靠近臂架末端的节臂相对于水平面的夹角和远离臂架末端的节臂中相对于水平面的夹角计算两节节臂的夹角。

以上倾角可以通过读取倾角传感器的测量值来得到上述倾角，具体可以包括：获取安装在两节节臂中的靠近臂架末端的节臂中的倾角传感器测量的靠近臂架末端的节臂相对于水平面的夹角；获取安装在两节节臂中的远离臂架末端的节臂中的倾角传感器测量的远离臂架末端的节臂相对于水平面的夹角。

为保证倾角传感器的工作可靠性，获取安装在两节节臂中的靠近臂架末端的节臂中的倾角传感器测量的靠近臂架末端的节臂相对于水平面的夹角之后还包括：判断获取到的靠近臂架末端的节臂相对于水平面的夹角是否超出预设的倾角值范围；在靠近臂架末端的节臂相对于水平面的夹角超出预设的倾角值范围的情况下，确定安装在两节节臂中的靠近臂架末端的节臂中的倾角传感器出现故障，获取安装在两节节臂中的远离臂架末端的节臂中的倾角传感器测量的远离臂架末端的节臂相对于水平面的夹角之后还包括：判断获取到的远离臂架末端的节臂相对于水平面的夹角是否超出预设的倾角值范围；在远离臂架末端的节臂相对于水平面的夹角超出预设的倾角值范围的情况下，确定安装在两节节臂中的远离臂架末端的节臂中的倾角传感器出现故障。仍以图2所示的臂架结构中第三节臂油缸53为例，第二倾角传感器和第三倾角传感器分别为靠近臂架末端的节臂中的倾角传感器和远离臂架末端的节臂中的倾角传感器。

为了验证臂架减振的工作效果，在分别获取两节节臂中的靠近臂架末端的节臂相对于水平面的夹角和两节节臂中的远离臂架末端的节臂相对于水平面的夹角之后还包括：分别获取臂架中各节臂相对于水平面的倾角，并根据各节臂相对于水平面的倾角和各节臂的长度计算臂架末端的位置；判断臂架末端的位置的变化幅度是否在预设时间内持续增大；在臂架末端的位置的变化幅度在预设时间内持续增大的情况下，确定减振控制部件出现故障。

本实施例的故障诊断方法还可以使用节臂油缸连接的两节节臂的夹角得出活塞的具体位置，具体地，还可以包括：分别判断夹角是否大于第一夹角值和夹角是否小于第二夹角值；在夹角大于第一夹角值或夹角是否小于第二夹角值的情况下，确定节臂油缸的主动减振功能故障。

为了区分减振控制阀块的故障是由于阀芯卡滞还是控制电磁线圈断路引起，确定两节节臂间的减振控制阀块出现故障之后还可以包括：分别检测减振控制阀块的控制电磁线圈的控制电流和反馈电流；判断控制电流和反馈电流差值的绝对值是否大于预设电流差值；当控制电流和反馈电流差值的绝对值大于预设电流值时，确定减振控制阀块的电磁线圈断路。

本发明实施例还提供了一种混凝土泵车，使用主动减振系统对臂架进行减振，臂架的各节臂上分别安装有倾角传感器，各节臂油缸的有杆腔和无杆腔内分别设置有压力传感器，各节臂所在液压油路中的流量传感器，使用上述实施例的状态检测系统判断减振系统的运行状态，还可以利用上述实施例的减振系统的故障诊断系统和故障诊断方法进行减振系统的故障诊断。

优选地，本发明实施例提供的混凝土泵车，还可以包括：状态显示装置，用于获取故障诊断系统的诊断结果并输出。该状态显示装置可以是上述说明的触摸屏。

应用本发明的技术方案，由于油缸活塞运行到油缸的端部时，减振系统已经无法对臂架的振动情况进行衰减控制，本发明利用油缸内压力与活塞位置的对应关系，通过检测到的有杆腔压力和无杆腔压力对油缸活塞的运行状态进行判断，从而在以上有杆腔压力值和无杆腔压力值超出合理限制值时，确定节臂油缸的主动减振功能故障。大大提高了混凝土泵车主动减振系统的整体性能，保证泵车工作安全稳定，大大提高了混凝土泵车主动减振系统的整体性能，保证泵车工作安全稳定。

显然，本领域的技术人员应该明白，上述的本发明的各模块或各步骤可以用通用的计算装置来实现，它们可以集中在单个的计算装置上，或者分布在多个计算装置所组成的网络上，可选地，它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现，从而，可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样，本发明不限制于任何特定的硬件和软件结合。

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 (17)

1.一种混凝土泵车减振系统的故障诊断方法，其特征在于，包括：

分别获取启动主动减振的节臂油缸的有杆腔压力和无杆腔压力；

判断所述有杆腔压力是否小于第一压力预设值，以及所述无杆腔压力是否小于第二压力预设值；

当所述有杆腔压力小于所述第一压力预设值或所述无杆腔压力小于所述第二压力预设值时，确定所述节臂油缸的主动减振功能故障。

2.根据权利要求1所述的故障诊断方法，其特征在于，分别获取启动主动减振的节臂油缸的有杆腔压力和无杆腔压力包括：

分别获取安装在所述节臂油缸的有杆腔中的第一压力传感器测量的有杆腔压力和安装在所述节臂油缸的无杆腔中的第二压力传感器测量的无杆腔压力。

3.根据权利要求2所述的故障诊断方法，其特征在于，在分别获取安装在所述节臂油缸的有杆腔中的第一压力传感器测量的有杆腔压力和安装在所述节臂油缸的无杆腔中的第二压力传感器测量的无杆腔压力之后还包括：

判断所述有杆腔压力是否在第一压力数值范围内，在所述有杆腔压力超出所述第一压力数值范围的情况下，确定所述第一压力传感器出现故障；

判断所述无杆腔压力是否在第二压力数值范围内，当所述无杆腔压力超出所述第二压力数值范围的情况下，确定所述第二压力传感器出现故障。

4.根据权利要求1所述的故障诊断方法，其特征在于，在判断所述有杆腔压力是否小于第一压力预设值，以及所述无杆腔压力是否小于第二压力预设值之后还包括：

判断所述有杆腔压力或所述无杆腔压力是否在预设时间内持续增大；

在所述有杆腔压力或所述无杆腔压力在所述预设时间内持续增大的情况下，确定减振系统的控制部件出现故障。

5.根据权利要求1所述的故障诊断方法，其特征在于，在确定所述节臂油缸的主动减振功能故障之后还包括：关闭所述节臂油缸的主动减振功能。

6.一种混凝土泵车减振系统的故障诊断系统，其特征在于，包括：

压力获取模块，用于分别获取启动主动减振的节臂油缸的有杆腔压力和无杆腔压力；

油缸减振诊断模块，用于判断所述有杆腔压力是否小于第一压力预设值，以及所述无杆腔压力是否小于第二压力预设值；并在所述有杆腔压力小于所述第一压力预设值或所述无杆腔压力是否小于所述第二压力预设值的情况下，确定所述节臂油缸的主动减振功能故障。

7.根据权利要求6所述的故障诊断系统，其特征在于，所述压力获取模块包括：

有杆腔压力获取子模块，用于获取安装在所述节臂油缸的有杆腔中的第一压力传感器测量的有杆腔压力；

无杆腔压力获取子模块，用于获取安装在所述节臂油缸的无杆腔中的第二压力传感器测量的无杆腔压力。

8.根据权利要求7所述的故障诊断系统，其特征在于，还包括：

第一压力传感器诊断模块，用于判断所述有杆腔压力是否在第一压力数值范围内，在所述有杆腔压力超出所述第一压力数值范围的情况下，确定所述第一压力传感器出现故障；

第二压力传感器诊断模块，用于判断所述无杆腔压力是否在第二压力数值范围内，在所述无杆腔压力超出所述第二压力数值范围的情况下，确定所述第二压力传感器出现故障。

9.根据权利要求6所述的故障诊断系统，其特征在于，还包括：

减振控制诊断模块，用于判断所述有杆腔压力和所述无杆腔压力是否在预设时间内持续增大；并在所述有杆腔压力和所述无杆腔压力在所述预设时间内持续增大的情况下，确定减振系统的控制部件出现故障。

10.根据权利要求6所述的故障诊断系统，其特征在于，还包括：

节臂夹角获取模块，用于获取启动主动减振的节臂油缸连接的两节节臂之间的夹角；

减振控制阀块故障诊断模块，用于判断所述夹角是否在预设时间内是否持续增大或减小；并在出现两节节臂之间的夹角在所述预设时间内持续增大或减小时，确定所述两节节臂间的减振控制阀块出现故障。

11.根据权利要求10所述的故障诊断系统，其特征在于，还包括倾角传感器故障诊断模块，其中，

所述节臂夹角获取模块，还用于分别获取所述两节节臂中的靠近臂架末端的节臂相对于水平面的夹角和所述两节节臂中的远离臂架末端的节臂相对于水平面的夹角，并根据所述靠近臂架末端的节臂相对于水平面的夹角和所述远离臂架末端的节臂中相对于水平面的夹角计算所述两节节臂的夹角；

倾角传感器故障诊断模块，用于分别判断获取到的所述靠近臂架末端的节臂相对于水平面的夹角和所述远离臂架末端的节臂中相对于水平面的夹角是否超出预设的倾角值范围；当所述靠近臂架末端的节臂相对于水平面的夹角超出预设的倾角值范围时，确定安装在所述两节节臂中的靠近臂架末端的节臂中的倾角传感器出现故障；当所述远离臂架末端的节臂相对于水平面的夹角超出预设的倾角值范围时，确定安装在所述两节节臂中的远离臂架末端的节臂中的倾角传感器出现故障。

12.根据权利要求6所述的故障诊断系统，其特征在于，还包括：

减振控制阀块故障诊断模块，用于获取臂架的每两节节臂之间的夹角；判断所述夹角在预设时间内是否持续增大或减小；在出现两节节臂之间的夹角在所述预设时间内持续增大或减小的情况下，确定所述两节节臂间的减振控制阀块出现故障。

13.根据权利要求6所述的故障诊断系统，其特征在于，还包括：

减振控制阀块电磁线圈故障诊断模块，用于分别检测所述减振控制阀块的控制电磁线圈的控制电流和反馈电流；判断所述控制电流和所述反馈电流差值的绝对值是否大于预设电流差值；当所述控制电流和所述反馈电流差值的绝对值大于预设电流值时，确定减振控制阀块的电磁线圈断路。

14.根据权利要求6所述的故障诊断系统，其特征在于，还包括：

电气线路故障诊断模块，用于检测各电气线路的电信号，当检测不到所述电气线路的电信号时，确定该电气线路出现故障。

15.根据权利要求6所述的故障诊断系统，其特征在于，还包括：

流量传感器故障诊断模块，用于获取安装在所述节臂油缸所在液压油路中的流量传感器测量的液压油流量；判断所述液压油流量是否超出预设的流量值范围；当所述液压油流量超出预设的流量值范围时，确定所述流量传感器出现故障。

16.一种混凝土泵车，使用主动减振系统对臂架进行减振，其特征在于，所述臂架的各节臂上分别安装有倾角传感器，各节臂油缸的有杆腔和无杆腔内分别设置有压力传感器，所述各节臂所在液压油路中的流量传感器，该混凝土泵车包括根据权利要求6至15中任一项所述的减振系统的故障诊断系统。

17.根据权利要求16所述的混凝土泵车，其特征在于，还包括：

状态显示装置，用于获取所述故障诊断系统的诊断结果并输出。

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