CN104727804A - 一种凿岩台车及其钻臂定位控制方法和装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种凿岩台车钻及其进臂定位控制方法和装置。该凿岩台车钻臂定位控制方法包括：测量钻臂末端在岩壁上投影的初始位置信息及目标位置信息；根据所述目标位置信息及所述初始位置信息计算所述钻臂末端移动到目标位置的第一位移路径和第二位移路径；其中，所述第一位移路径为所述钻臂的平动控制机构内单一控制阀控制所述钻臂向所述目标位置移动的路径；所述第二位移路径为所述钻臂的平动控制机构内多个控制阀控制所述钻臂向所述目标位置移动的路径；控制所述钻臂按照所述第一位移路径和所述第二位移路径移动到所述目标位置。通过两种移动叠加，避免了采用平动机构直接位移控制时复杂，减少计算量，便于实施。
Description
技术领域
本发明涉及工程机械技术领域，特别涉及一种凿岩台车及其钻臂定位控制方法和装置。
背景技术
凿岩台车被广泛应用于矿山采掘，隧道掘进和工程机械领域，凿岩台车钻臂如图1所示，主臂02通过第一万向节01和台车底座连接，主臂02通过第二万向节06与摆动臂07连接，摆动臂07上的钻杆08安装在滑架05上。一对主臂升降油缸(左升降油缸031和右升降油缸)与一对主臂随动油缸(左随动油缸041和右随动油缸)构成钻臂平动驱动机构，在钻臂钻进定位过程中，始终保持钻臂的钻杆08与岩壁垂直。
现有的控制方法是通过控制钻臂平动驱动机构来定位控制，此控制过程中由于钻臂的两个主臂升降油缸和两个主臂随动油缸设计时，要想保持钻臂的水平移动或竖直移动，必须两个主臂升降油缸和两个主臂随动油缸同时控制动作，同时控制四个油缸工作，造成计算量大，控制复杂，具体实施困难等状况。
所以对于现有钻臂定位过程中计算量大，控制复杂和实施困难的问题，是本领域技术人员亟待解决的技术问题。
发明内容
为了解决目前钻臂定位过程中计算量大，控制复杂和实施困难的问题，本发明提供一种凿岩台车钻臂定位控制方法和装置及凿岩台车。
一方面，本发明提供了一种凿岩台车钻臂定位控制方法，包括：
测量钻臂末端在岩壁上投影的初始位置信息及目标位置信息；
根据所述目标位置信息及所述初始位置信息计算所述钻臂末端移动到目标位置的第一位移路径和第二位移路径；其中，所述第一位移路径为所述钻臂的平动控制机构内单一控制阀控制所述钻臂向所述目标位置移动的路径；所述第二位移路径为所述钻臂的平动控制机构内多个控制阀控制所述钻臂向所述目标位置移动的路径；
控制所述钻臂按照所述第一位移路径和所述第二位移路径移动到所述目标位置。
进一步地，所述控制所述钻臂按照所述第一位移路径和所述第二位移路径移动到所述目标位置这一步骤中，包括：
控制所述钻臂先按照所述第一位移路径移动，然后再按照所述第二位移路径移动到所述目标位置；或，
控制所述钻臂先按照所述第二位移路径移动，然后再按照所述第一位移路径移动到所述目标位置。
进一步地，所述测量钻臂末端在岩壁上投影的初始位置信息及目标位置信息这一步骤中，包括：
采集钻臂的主臂摆动角度，并计算所述主臂位置信息；
采集钻臂的摆动臂的摆动角度，并计算所述摆动臂位置信息；
根据所述钻臂的结构尺寸及所述主臂位置信息和所述摆动臂位置信息计算所述钻臂末端在岩壁上投影的初始位置信息。
进一步地，所述测量钻臂末端在岩壁上投影的初始位置信息及目标位置信息这一步骤中，还包括：
以钻臂末端在岩壁上投影点的初始位置为原点建立二维坐标系，其中，所述二维坐标系以所述钻臂的平动控制机构的水平移动方向为X轴，以所述钻臂的平动控制机构的竖直移动方向为Y轴；
根据所述目标位置信息确定所述目标位置在所述二维坐标系内的目标坐标。
进一步地，所述第一位移路径为所述钻臂末端在所述二维坐标系内沿坐标轴45°方向移动的路径。
进一步地，所述控制所述钻臂先按照所述第一位移路径移动，然后再按照所述第二位移路径移动到所述目标位置这一步骤中还包括：
在控制所述钻臂先按照所述第一位移路径移动过程中，按照预定的周期采集所述钻臂按照所述第一位移路径移动的第一移动坐标；
在所述第一移动坐标的X轴坐标值等于所述目标坐标的X轴坐标值，或所述第一移动坐标的Y轴坐标值等于所述目标坐标的Y轴坐标值时，再控制所述钻臂按照所述第二位移路径移动到所述目标位置；
在控制所述钻臂按照所述第二位移路径移动过程中，按照预定的周期采集所述钻臂按照所述第二位移路径移动的第二移动坐标；
在所述第二移动坐标的X轴坐标值等于所述目标坐标的X轴坐标值，并且所述第一移动坐标的Y轴坐标值等于所述目标坐标的Y轴坐标值时，控制所述钻臂停止移动。
进一步地，所述控制所述钻臂先按照所述第二位移路径移动，然后再按照所述第一位移路径移动到所述目标位置这一步骤中还包括：
在控制所述钻臂先按照所述第二位移路径移动过程中，按照预定的周期采集所述钻臂按照所述第二位移路径移动的第三移动坐标；
在所述第三移动坐标的X轴坐标值与所述目标坐标的X轴坐标值的差值等于所述第三移动坐标的Y轴坐标值与所述目标坐标的Y轴的差值时，再控制所述钻臂按照所述第一位移路径移动到所述目标位置；
在控制所述钻臂按照所述第一位移路径移动过程中，按照预定的周期采集所述钻臂按照所述第一位移路径移动的第四移动坐标；
在所述第四移动坐标的X轴坐标值等于所述目标坐标的X轴坐标值，并且所述第四移动坐标的Y轴坐标值等于所述目标坐标的Y轴坐标值时，控制所述钻臂停止移动。
进一步地，通过在所述主臂与凿岩台车连接的第一万向节上设置第一位移传感器和第二位移传感器来测量所述主臂摆动角度；
通过在所述主臂与所述摆动臂连接的第二万向节上设置第三位移传感器和第四位移传感器来测量所述摆动臂的摆动角度。
本发明还提供一种凿岩台车钻臂定位控制装置，包括：
测量装置，其配置为，测量钻臂末端在岩壁上投影的初始位置信息及目标位置信息；
计算装置，其配置为，根据所述目标位置信息及所述初始位置信息计算所述钻臂末端移动到目标位置的第一位移路径和第二位移路径；其中，所述第一位移路径为所述钻臂的平动控制机构内单一控制阀控制所述钻臂向所述目标位置移动的路径；所述第二位移路径为所述钻臂的平动控制机构内多个控制阀控制所述钻臂向所述目标位置移动的路径；
控制装置，其配置为，控制所述钻臂按照所述第一位移路径和所述第二位移路径移动到所述目标位置。
本发明还提供一种凿岩台车，所述凿岩台车设置有上述的凿岩台车钻臂定位控制装置。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
本发明提供的凿岩台车钻臂定位控制方法，通过将凿岩台车钻臂的定位移动分解成由钻臂的平动控制机构内单一控制阀控制所述钻臂向目标位置移动的第一位移路径与钻臂的平动控制机构内多个控制阀控制所述钻臂向目标位置移动的第二位移路径，来实现移动叠加到达目标位置，通过两种移动叠加组成凿岩台车的定位控制，避免了采用平动机构的闭环直接位移控制时复杂的控制方法，从而对平动机构内的控制阀控制计算量相对减少，而且易于操作和实施。
附图说明
构成本发明的一部分的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为相关技术中的凿岩台车钻臂的结构示意图；
图2为本发明实施例中凿岩台车钻臂的结构示意图；
图3为图2的另一方位的结构示意图；
图4为凿岩台车钻臂内液压油缸控制原理结构示意图；
图5为本发明实施例一中凿岩台车钻臂定位控制方法中的坐标路径标示示意图；
图6为本发明实施例一中凿岩台车钻臂定位控制方法的控制流程示意图；
图7为本发明实施例二中凿岩台车钻臂定位控制方法中的坐标路径标示示意图；
图8为本发明实施例二中凿岩台车钻臂定位控制方法的控制流程示意图。
附图标记说明：
图1和图2中，
01、第一万向节；02、主臂；031、左升降油缸；041、左随动油缸；05、滑架；06、第二万向节；07、摆动臂；08、钻杆；
图3-图8中，
1、第一万向节；2、主臂；3、第一电磁换向阀；31、左升降油缸；32、右升降油缸；4、第二电磁换向阀；41、左随动油缸；42、右随动油缸；5、滑架；6、第二万向节；7、摆动臂；8、钻杆；91、第一转角测量传感器；92、第二转角测量传感器；93、第三转角测量传感器；94、第四转角测量传感器；
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面结合附图，对本发明的各优选实施例作进一步说明：
如图2和图3所示，本发明实施例中，凿岩台车钻臂中硬件结构与现有的凿岩台车大体相同，主臂2通过第一万向节1和台车底座连接，主臂2通过第二万向节6与摆动臂7连接，摆动臂7上的钻杆8安装在滑架5上。一对主臂升降油缸(左升降油缸31和右升降油缸32)与一对主臂随动油缸(左随动油缸41和右随动油缸42)构成钻臂平动驱动机构，在钻臂钻进定位过程中，始终保持钻臂的钻杆8与岩壁垂直。为测量钻臂末端的位置信息，在第一万向节1上设置第一转角测量传感器91和第二转角测量传感器92，用于测量主臂的转角，并结合钻臂的长度等距离信息计算得到主臂的位置信息，同样在主臂末端的第二万向节上设置有第三转角测量传感器93和第四转角测量传感器94，用于测量摆动臂7的转角，结合钻臂的长度等距离信息计算得到摆动臂的位置信息。
如图3和图6所示，平动控制机构的控制原理为，在电磁换向阀的控制信号为正时，油缸活塞杆向外伸出。电磁换向阀的控制信号为负时，活塞杆缩回。所以，当第一电磁换向阀3和第二电磁换向阀4控制信号为相同的正数时，钻臂可以在岩壁所形成的坐标系内竖直向上移动(即Y方向)；当第一电磁换向阀3和第二电磁换向阀4控制信号为相同的负数时，钻臂可以在岩壁所形成的坐标系内竖直向下移动(-Y方向)；当第一电磁换向阀3控制信号为正数、第二电磁换向阀4控制信号为负数且数值相同时，则钻臂可以在岩壁所形成的坐标系内水平向右移动(X方向)；当第一电磁换向阀3控制信号为负数、第二电磁换向阀4控制信号为正数且数值相同时，则钻臂可以在岩壁所形成的坐标系内水平向左移动(-X方向)。
本发明实施例的中凿岩台车钻臂定位控制方法具体包括两个实施例，实施例一和实施例二，下面分别以实施例一和实施例二来说明本发明实施例。
实施例一
如图2-图6所示，该凿岩台车钻臂定位控制方法具体包括：
步骤一，测量钻臂末端在岩壁上投影的初始位置信息及目标位置信息；
步骤二，根据所述目标位置信息及所述初始位置信息计算所述钻臂末端移动到目标位置的第一位移路径和第二位移路径；其中，所述第一位移路径为所述钻臂的平动控制机构内单一控制阀控制所述钻臂向所述目标位置移动的路径；所述第二位移路径为所述钻臂的平动控制机构内多个控制阀控制所述钻臂向所述目标位置移动的路径；
步骤三，控制所述钻臂先按照所述第一位移路径移动，然后再按照所述第二位移路径移动到所述目标位置。
其中，步骤一具体包括：采集钻臂的主臂摆动角度，并计算所述主臂位置信息；
采集钻臂的摆动臂的摆动角度，并计算所述摆动臂位置信息；
根据所述钻臂的结构尺寸及所述主臂位置信息和所述摆动臂位置信息计算所述钻臂末端在岩壁上投影的初始位置信息。
其中，如4-图6所示，步骤一还包括：
以钻臂末端在岩壁上投影点的初始位置为原点建立二维坐标系，其中，所述二维坐标系以所述钻臂的平动控制机构的水平移动方向为X轴，以所述钻臂的平动控制机构的竖直移动方向为Y轴；
根据所述目标位置信息确定所述目标位置在所述二维坐标系内的目标坐标。
其中，步骤二中第一位移路径为所述钻臂末端在所述二维坐标系内沿坐标轴45°方向移动的路径。
如图5和图6所示，步骤二具体包括：
在控制所述钻臂先按照所述第一位移路径移动过程中，按照预定的周期采集所述钻臂按照所述第一位移路径移动的第一移动坐标；
在所述第一移动坐标的X轴坐标值等于所述目标坐标的X轴坐标值，或所述第一移动坐标的Y轴坐标值等于所述目标坐标的Y轴坐标值时，再控制所述钻臂按照所述第二位移路径移动到所述目标位置；
在控制所述钻臂按照所述第二位移路径移动过程中，按照预定的周期采集所述钻臂按照所述第二位移路径移动的第二移动坐标；
在所述第二移动坐标的X轴坐标值等于所述目标坐标的X轴坐标值，并且所述第一移动坐标的Y轴坐标值等于所述目标坐标的Y轴坐标值时，控制所述钻臂停止移动。
本发明实施例一的结构工作原理为，如图2-图6所示，
在钻臂的第一万向节1和第二万向节6的上分别安装第一转角测量传感器91、第二转角测量传感器92和第三转角测量传感器93和第四转角测量传感器94，从钻臂底座开始可依次得到主臂和摆动臂的摆动角度，结合两个万向节、主臂、摆动臂、钻杆等结构的尺寸，应用机器人坐标变换方法，可以得到钻臂末端在岩壁上的投影位置信息。
将钻臂在岩壁平面上初始位置定为坐标原点，建立二维X-Y坐标系，与目标位置对应的坐标位置的直接路径A分解成由45°方向的第一位移路径B与坐标轴方向第二位移路径C组合而成。单独操作控制钻臂的平动机构中第一电磁换向阀3或第二电磁换向阀4，由于钻臂平动机构的作用，钻杆末端在岩壁上的位置将沿岩壁二维X-Y坐标系45°方向移动(具体方向以最快接近目标位置为准)，移动轨迹为第一位移路径B。钻杆末端按照所述第一位移路径移动过程中，采集钻杆末端的第一位移坐标(钻臂投影坐标)，当第一位移坐标(X’、Y’)与目标位置坐标(X、Y)中任意一个坐标值相同时，则切换到按第二位移路径C的路径移动，直到达到目标位置。
在预定的控制周期内，采集一次钻臂的第一万向节1和第二万向节6的上分别安装第一转角测量传感器91、第二转角测量传感器92和第三转角测量传感器93和第四转角测量传感器94的信息，计算钻臂末端的第一位移坐标(X’、Y’)(钻臂投影坐标)。根据钻臂末端的目标位置坐标(X、Y)和当前第一位移坐标(X’、Y’)的关系，如有X≠X’且Y≠Y’时，则根据第一位移坐标(X’、Y’)与目标位置坐标(X、Y)的相对位置，采用沿坐标轴45°方向继续移动控制方法，使钻臂末端沿45°方向接近目标位置，直到X＝X’或Y＝Y’时，切换到沿坐标轴X或Y方向的(第二位移路径)移动方式，并采用相同方式采集第二位移路径的第二位移坐标，直到X＝X’且Y＝Y’时达到目标值。
实施例二
如图2-图4、图7和图8所示，该凿岩台车钻臂定位控制方法具体包括：
步骤一，测量钻臂末端在岩壁上投影的初始位置信息及目标位置信息；
步骤二，根据所述目标位置信息及所述初始位置信息计算所述钻臂末端移动到目标位置的第一位移路径和第二位移路径；其中，所述第一位移路径为所述钻臂的平动控制机构内单一控制阀控制所述钻臂向所述目标位置移动的路径；所述第二位移路径为所述钻臂的平动控制机构内多个控制阀控制所述钻臂向所述目标位置移动的路径；
步骤三，控制所述钻臂先按照所述第二位移路径移动，然后再按照所述第一位移路路径移动到所述目标位置。
其中，步骤一具体包括：采集钻臂的主臂摆动角度，并计算所述主臂位置信息；
采集钻臂的摆动臂的摆动角度，并计算所述摆动臂位置信息；
根据所述钻臂的结构尺寸及所述主臂位置信息和所述摆动臂位置信息计算所述钻臂末端在岩壁上投影的初始位置信息。
其中，如4、图7和图8所示，步骤一还包括：
以钻臂末端在岩壁上投影点的初始位置为原点建立二维坐标系，其中，所述二维坐标系以所述钻臂的平动控制机构的水平移动方向为X轴，以所述钻臂的平动控制机构的竖直移动方向为Y轴；
根据所述目标位置信息确定所述目标位置在所述二维坐标系内的目标坐标。
其中，步骤二中第一位移路径为所述钻臂末端在所述二维坐标系内沿坐标轴45°方向移动的路径。
如图7和图8所示，步骤二具体包括：
在控制所述钻臂先按照所述第二位移路径移动过程中，按照预定的周期采集所述钻臂按照所述第二位移路径移动的第三移动坐标；
在所述第三移动坐标的X轴坐标值与所述目标坐标的X轴坐标值的差值等于所述第三移动坐标的Y轴坐标值与所述目标坐标的Y轴的差值时，再控制所述钻臂按照所述第一位移路径移动到所述目标位置；
在控制所述钻臂按照所述第一位移路径移动过程中，按照预定的周期采集所述钻臂按照所述第一位移路径移动的第四移动坐标；
在所述第四移动坐标的X轴坐标值等于所述目标坐标的X轴坐标值，并且所述第四移动坐标的Y轴坐标值等于所述目标坐标的Y轴坐标值时，控制所述钻臂停止移动。
本发明实施例二的结构工作原理为，如图2-图4、图7和图8所示，
在钻臂的第一万向节1和第二万向节6的上分别安装第一转角测量传感器91、第二转角测量传感器92和第三转角测量传感器93和第四转角测量传感器94，从钻臂底座开始可依次得到主臂和摆动臂的摆动角度，结合两个万向节、主臂、摆动臂、钻杆等结构的尺寸，应用机器人坐标变换方法，可以得到钻臂末端在岩壁上的投影位置信息。
将钻臂在岩壁平面上初始位置定为坐标原点，建立二维X-Y坐标系，与目标位置对应的坐标位置的直接路径A分解成由坐标轴方向的第二位移路径C与45°方向第一位移路径B组合而成。同时操作控制钻臂的平动机构中第一电磁换向阀3和第二电磁换向阀4，由于钻臂平动机构的作用，钻杆末端在岩壁上的位置将沿岩壁坐标轴方向(Y轴方向，具体方向以最快接近目标位置为准)移动，移动轨迹为第二位移路径C。钻杆末端按照所述第二位移路径C移动过程中，采集钻杆末端的第三位移坐标(钻臂投影坐标)，当第三位移坐标(X’、Y’)(钻臂投影坐标)与目标位置坐标(X、Y)中，X’(坐标值的绝对值)与X(坐标值的绝对值)的差值等于Y’(坐标值的绝对值)与Y(坐标值的绝对值)差值时，则切换到按第一位移路径B的路径移动，直到达到目标位置。
在预定的控制周期内，采集一次钻臂的第一万向节1和第二万向节6的上分别安装第一转角测量传感器91、第二转角测量传感器92和第三转角测量传感器93和第四转角测量传感器94的信息，计算钻臂末端的第三位移坐标(X’、Y’)。根据钻臂末端的目标位置坐标(X、Y)和当前第三位移坐标(X’、Y’)的关系，如有X-X’≠Y-Y’时，则根据第三位移坐标(X’、Y’)与目标位置坐标(X、Y)的相对位置，采用沿坐标轴Y轴方向继续移动控制方法，使钻臂末端沿Y轴方向接近目标位置，直到X-X’＝Y-Y’时，切换到沿坐标轴45°方向(第一位移路径)移动方式，并采用相同方式采集第一位移路径的第四位移坐标，直到X＝X’且Y＝Y’时达到目标值。
本发明其他实施例还提供一种凿岩台车钻臂定位控制装置，包括：测量装置，其配置为，测量钻臂末端在岩壁上投影的初始位置信息及目标位置信息；计算装置，其配置为，根据所述目标位置信息及所述初始位置信息计算所述钻臂末端移动到目标位置的第一位移路径和第二位移路径；其中，所述第一位移路径为所述钻臂的平动控制机构内单一控制阀控制所述钻臂向所述目标位置移动的路径；所述第二位移路径为所述钻臂的平动控制机构内多个控制阀控制所述钻臂向所述目标位置移动的路径；控制装置，其配置为，控制所述钻臂按照所述第一位移路径和所述第二位移路径移动到所述目标位置。
由于上述凿岩台车钻臂定位控制方法具有上述的有益效果，所以设置有上述凿岩台车钻臂定位控制方法的凿岩台车钻臂定位控制装置也具有上述的有益效果，具体实施例可参照上述实施例的描述，在此不再赘述
本发明其他实施例还提供一种凿岩台车，所述凿岩台车设置有上述的凿岩台车钻臂定位控制装置。由于上述的凿岩台车钻臂定位控制装置具有上述的有益效果，所以设置有上述凿岩台车钻臂定位控制装置的凿岩台车也具有上述的有益效果，具体实施例可参照上述实施例的描述，在此不再赘述。
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 (10)
1.一种凿岩台车钻臂定位控制方法，其特征在于，包括：
测量钻臂末端在岩壁上投影的初始位置信息及目标位置信息；
根据所述目标位置信息及所述初始位置信息计算所述钻臂末端移动到目标位置的第一位移路径和第二位移路径；其中，所述第一位移路径为所述钻臂的平动控制机构内单一控制阀控制所述钻臂向所述目标位置移动的路径；所述第二位移路径为所述钻臂的平动控制机构内多个控制阀控制所述钻臂向所述目标位置移动的路径；
控制所述钻臂按照所述第一位移路径和所述第二位移路径移动到所述目标位置。
2.根据权利要求1所述的凿岩台车钻臂定位控制方法，其特征在于，所述控制所述钻臂按照所述第一位移路径和所述第二位移路径移动到所述目标位置这一步骤中，包括：
控制所述钻臂先按照所述第一位移路径移动，然后再按照所述第二位移路径移动到所述目标位置；或，
控制所述钻臂先按照所述第二位移路径移动，然后再按照所述第一位移路径移动到所述目标位置。
3.根据权利要求2所述的凿岩台车钻臂定位控制方法，其特征在于，所述测量钻臂末端在岩壁上投影的初始位置信息及目标位置信息这一步骤中，包括：
采集钻臂的主臂摆动角度，并计算所述主臂位置信息；
采集钻臂的摆动臂的摆动角度，并计算所述摆动臂位置信息；
根据所述钻臂的结构尺寸及所述主臂位置信息和所述摆动臂位置信息计算所述钻臂末端在岩壁上投影的初始位置信息。
4.根据权利要求3所述的凿岩台车钻臂定位控制方法，其特征在于，所述测量钻臂末端在岩壁上投影的初始位置信息及目标位置信息这一步骤中，还包括：
以钻臂末端在岩壁上投影点的初始位置为原点建立二维坐标系，其中，所述二维坐标系以所述钻臂的平动控制机构的水平移动方向为X轴，以所述钻臂的平动控制机构的竖直移动方向为Y轴；
根据所述目标位置信息确定所述目标位置在所述二维坐标系内的目标坐标。
5.根据权利要求4所述的凿岩台车钻臂定位控制方法，其特征在于，所述第一位移路径为所述钻臂末端在所述二维坐标系内沿坐标轴45°方向移动的路径。
6.根据权利要求5所述的凿岩台车钻臂定位控制方法，其特征在于，
所述控制所述钻臂先按照所述第一位移路径移动，然后再按照所述第二位移路径移动到所述目标位置这一步骤中还包括：
在控制所述钻臂先按照所述第一位移路径移动过程中，按照预定的周期采集所述钻臂按照所述第一位移路径移动的第一移动坐标；
在所述第一移动坐标的X轴坐标值等于所述目标坐标的X轴坐标值，或所述第一移动坐标的Y轴坐标值等于所述目标坐标的Y轴坐标值时，再控制所述钻臂按照所述第二位移路径移动到所述目标位置；
在控制所述钻臂按照所述第二位移路径移动过程中，按照预定的周期采集所述钻臂按照所述第二位移路径移动的第二移动坐标；
在所述第二移动坐标的X轴坐标值等于所述目标坐标的X轴坐标值，并且所述第一移动坐标的Y轴坐标值等于所述目标坐标的Y轴坐标值时，控制所述钻臂停止移动。
7.根据权利要求5所述的凿岩台车钻臂定位控制方法，其特征在于，
所述控制所述钻臂先按照所述第二位移路径移动，然后再按照所述第一位移路径移动到所述目标位置这一步骤中还包括：
在控制所述钻臂先按照所述第二位移路径移动过程中，按照预定的周期采集所述钻臂按照所述第二位移路径移动的第三移动坐标；
在所述第三移动坐标的X轴坐标值与所述目标坐标的X轴坐标值的差值等于所述第三移动坐标的Y轴坐标值与所述目标坐标的Y轴的差值时，再控制所述钻臂按照所述第一位移路径移动到所述目标位置；
在控制所述钻臂按照所述第一位移路径移动过程中，按照预定的周期采集所述钻臂按照所述第一位移路径移动的第四移动坐标；
在所述第四移动坐标的X轴坐标值等于所述目标坐标的X轴坐标值，并且所述第四移动坐标的Y轴坐标值等于所述目标坐标的Y轴坐标值时，控制所述钻臂停止移动。
8.根据权利要求3所述的凿岩台车钻臂定位控制方法，其特征在于，通过在所述主臂与凿岩台车连接的第一万向节上设置第一位移传感器和第二位移传感器来测量所述主臂摆动角度；
通过在所述主臂与所述摆动臂连接的第二万向节上设置第三位移传感器和第四位移传感器来测量所述摆动臂的摆动角度。
9.一种凿岩台车钻臂定位控制装置，其特征在于，包括：
测量装置，其配置为，测量钻臂末端在岩壁上投影的初始位置信息及目标位置信息；
计算装置，其配置为，根据所述目标位置信息及所述初始位置信息计算所述钻臂末端移动到目标位置的第一位移路径和第二位移路径；其中，所述第一位移路径为所述钻臂的平动控制机构内单一控制阀控制所述钻臂向所述目标位置移动的路径；所述第二位移路径为所述钻臂的平动控制机构内多个控制阀控制所述钻臂向所述目标位置移动的路径；
控制装置，其配置为，控制所述钻臂按照所述第一位移路径和所述第二位移路径移动到所述目标位置。
10.一种凿岩台车，其特征在于，所述凿岩台车设置有如权利要求9所述的凿岩台车钻臂定位控制装置。
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Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105221069A (zh) * | 2015-09-22 | 2016-01-06 | 铁建重工新疆有限公司 | 一种用于凿岩台车的凿岩装置 |
| CN105221070A (zh) * | 2015-09-30 | 2016-01-06 | 中国铁建重工集团有限公司 | 凿岩台车及其调平机构 |
| CN105298387A (zh) * | 2015-11-03 | 2016-02-03 | 中国铁建重工集团有限公司 | 凿岩台车 |
| CN105863603A (zh) * | 2016-04-05 | 2016-08-17 | 中国铁建重工集团有限公司 | 一种凿岩台车自动寻点的定位方法及系统 |
| CN108301766A (zh) * | 2018-02-08 | 2018-07-20 | 北京科技大学 | 一种钻孔自动定位凿岩台车的双钻臂车体定位方法 |
| CN108943014A (zh) * | 2017-05-19 | 2018-12-07 | 王恒升 | 一种重型6自由度机械臂各关节传感器的现场标定方法 |
| CN109184684A (zh) * | 2018-08-28 | 2019-01-11 | 徐州天能矿山机械有限责任公司 | 一种智能凿岩机矿山机械 |
| CN109538207A (zh) * | 2016-12-26 | 2019-03-29 | 卢加贵 | 一种轮腿式凿岩机器人 |
| CN109630030A (zh) * | 2018-12-29 | 2019-04-16 | 中国铁建重工集团有限公司 | 一种凿岩台车定位装置 |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5778990A (en) * | 1994-04-14 | 1998-07-14 | Tamrock Oy | Arrangement in a hydraulically operated rock drilling equipment |
| CN101855602A (zh) * | 2007-10-01 | 2010-10-06 | 山特维克矿山工程机械有限公司 | 用于调整液压操作悬臂的方法、设备及计算机程序 |
| CN101208494B (zh) * | 2005-06-27 | 2011-08-31 | 山特维克矿山工程机械有限公司 | 一种岩石钻机以及用于定位该钻机钻探单元方法 |
| US8122974B2 (en) * | 2008-07-10 | 2012-02-28 | Dragan Kosoric | Apparatus for drilling machine alignment |
| CN103249904A (zh) * | 2010-11-29 | 2013-08-14 | 山特维克矿山工程机械有限公司 | 用于控制凿岩钻车的钻凿单元的方法及凿岩钻车 |
| CN103775051A (zh) * | 2012-10-24 | 2014-05-07 | 山特维克矿山工程机械有限公司 | 钻岩设备和用于控制钻岩设备的进给梁的朝向的方法 |
-
2014
- 2014-11-27 CN CN201410707473.5A patent/CN104727804A/zh active Pending
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5778990A (en) * | 1994-04-14 | 1998-07-14 | Tamrock Oy | Arrangement in a hydraulically operated rock drilling equipment |
| CN101208494B (zh) * | 2005-06-27 | 2011-08-31 | 山特维克矿山工程机械有限公司 | 一种岩石钻机以及用于定位该钻机钻探单元方法 |
| CN101855602A (zh) * | 2007-10-01 | 2010-10-06 | 山特维克矿山工程机械有限公司 | 用于调整液压操作悬臂的方法、设备及计算机程序 |
| US8122974B2 (en) * | 2008-07-10 | 2012-02-28 | Dragan Kosoric | Apparatus for drilling machine alignment |
| CN103249904A (zh) * | 2010-11-29 | 2013-08-14 | 山特维克矿山工程机械有限公司 | 用于控制凿岩钻车的钻凿单元的方法及凿岩钻车 |
| CN103775051A (zh) * | 2012-10-24 | 2014-05-07 | 山特维克矿山工程机械有限公司 | 钻岩设备和用于控制钻岩设备的进给梁的朝向的方法 |
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105221069A (zh) * | 2015-09-22 | 2016-01-06 | 铁建重工新疆有限公司 | 一种用于凿岩台车的凿岩装置 |
| CN105221070A (zh) * | 2015-09-30 | 2016-01-06 | 中国铁建重工集团有限公司 | 凿岩台车及其调平机构 |
| CN105221070B (zh) * | 2015-09-30 | 2018-02-06 | 中国铁建重工集团有限公司 | 凿岩台车及其调平机构 |
| CN105298387A (zh) * | 2015-11-03 | 2016-02-03 | 中国铁建重工集团有限公司 | 凿岩台车 |
| CN105863603A (zh) * | 2016-04-05 | 2016-08-17 | 中国铁建重工集团有限公司 | 一种凿岩台车自动寻点的定位方法及系统 |
| CN105863603B (zh) * | 2016-04-05 | 2019-07-09 | 中国铁建重工集团有限公司 | 一种凿岩台车自动寻点的定位方法及系统 |
| CN109538207A (zh) * | 2016-12-26 | 2019-03-29 | 卢加贵 | 一种轮腿式凿岩机器人 |
| CN108943014A (zh) * | 2017-05-19 | 2018-12-07 | 王恒升 | 一种重型6自由度机械臂各关节传感器的现场标定方法 |
| CN108301766A (zh) * | 2018-02-08 | 2018-07-20 | 北京科技大学 | 一种钻孔自动定位凿岩台车的双钻臂车体定位方法 |
| CN109184684A (zh) * | 2018-08-28 | 2019-01-11 | 徐州天能矿山机械有限责任公司 | 一种智能凿岩机矿山机械 |
| CN109630030A (zh) * | 2018-12-29 | 2019-04-16 | 中国铁建重工集团有限公司 | 一种凿岩台车定位装置 |
| CN109630030B (zh) * | 2018-12-29 | 2020-10-09 | 中国铁建重工集团股份有限公司 | 一种凿岩台车定位装置 |
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