CN105234621A - 一种对口器下坡速度智能控制方法及对口器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及管道施工领域，公开了一种对口器下坡速度智能控制方法及对口器。以解决现有技术中无法对对口器的下坡速度进行控制的技术问题。该方法包括：在所述对口器下坡时，通过设置于所述对口器的角度传感器采集获得坡度大小所对应的角度值；确定在所述角度值下，所述对口器运动的基准速度值；设置所述对口器的运动速度为速度设置值，进而控制所述对口器运动；采集获得所述对口器的实际速度值；判断所述实际速度值是否与所述基准速度值的第一预设比例相同；在所述实际速度值与所述基准速度值的第一预设比例不同时，对所述速度设置值进行调整。达到了能够对对口器的下坡速度进行智能控制的技术效果。

Description

一种对口器下坡速度智能控制方法及对口器

技术领域

本发明涉及管道施工领域，尤其涉及一种对口器下坡速度智能控制方法及对口器。

背景技术

通常情况下，自动焊施工环境都是平原地段，很少将自动焊设备用于山地、丘陵额管道施工中。对口器是管道自动焊施工配套设备的一种，主要完成两根钢管在焊缝处的对口任务，它是管道焊接施工的关键工序之一。

其中，针对平原地段的管道施工，对口器不会存在加速运行的情况，故而速度给定值确定后，对口器的运行速度就是固定的。因此，如果需要控制对口器停止运行，就能够及时控制对口器停止，不存在安全隐患。

然而，由于自动焊设备还可用于山地、丘陵额管道施工中，进而对口器需要在在坡度的管道中运行，在这种情况下，对口器是加速运动，由于对口器自身重量较重，例如：达1.5吨，如果不对对口器下坡过程中的速度进行控制的话，那么对口器会因为自身的重力加速下行，从而造成安全隐患，对设备本身与操作人员都将非常不利。

发明内容

本发明提供一种对口器下坡速度智能控制方法及对口器，以解决现有技术中无法对对口器的下坡速度进行控制的技术问题。

第一方面，本发明实施例提供一种对口器下坡速度智能控制方法，包括：

在所述对口器下坡时，通过设置于所述对口器的角度传感器采集获得坡度大小所对应的角度值；

确定在所述角度值下，所述对口器运动的基准速度值；

设置所述对口器的运动速度为速度设置值，进而控制所述对口器运动；

采集获得所述对口器的实际速度值；

判断所述实际速度值是否与所述基准速度值的第一预设比例相同；

在所述实际速度值与所述基准速度值的第一预设比例不同时，对所述速度设置值进行调整。

可选的，所述第一预设比例具体为：70％～80％。

可选的，所述在所述实际速度值与所述基准速度值的第一预设比例不同时，对所述速度设置值进行调整，具体包括：

判断所述实际速度值是否小于所述基准速度值的70％，在所述实际运行速率值小于所述基准速度值的70％时，提高所述速度设置值；或

判断所述实际速度值是否大于所述基准速度值的80％，在所述实际运行速率值大于所述基准速度值的80％时，降低所述速度设置值。

可选的，所述判断所述实际速度值是否小于所述基准速度值的70％，具体包括：

连续三次检测获得所述对口器的实际运动速率值；

在至少两次所述实际速度值小于所述基准速度值的70％时，则确定所述实际运行速率小于所述基准速度值的70％；或

所述判断所述实际速度值是否大于所述基准速度值的80％，具体包括；

连续三次检测获得所述对口器的实际运行速率值；

在至少两次所述实际速度值大于所述基准速度值的80％时，则确定所述实际运行速率大于所述基准速度值的80％。

可选的，所述方法还包括:

在所述速度设置值降低至小于所述速度设置值的第二预设比例时，判断所述实际速度值是否大于所述速度设置值的第一预设比例；

在所述实际速度值大于所述速度设置值的第一预设比例时，控制所述对口器的刹车系统每隔预设时间间隔涨开与管壁进行接触，以增加所述对口器的下坡阻力。

第二方面，本发明实施例提供一种对口器，包括:

前机笼；

中机架，与所述前机笼固定连接；

后气缸，与所述中机架固定连接；

角度传感器，设置于所述中机架；

行走驱动机构，设置于所述中机架；

速度传感器，设置于所述中机架；

控制系统，设置于所述前机笼，与所述角度传感器、所述行走驱动机构、所述速度传感器相连；

其中，在所述对口器下坡时，通过所述角度传感器采集获得坡度大小对应的角度值，并将所述角度值发送至所述控制系统；所述控制系统确定在所述角度值下，所述对口器运动的基准速度值；并且设置所述对口器的运动速度为速度设置值，进而使所述行走控制系统基于所述速度设置值控制所述对口器运动；所述角度传感器采集获得所述对口器的实际速度值，并将所述实际速度值发送至所述控制系统；所述控制系统判断所述实际速度值是否与所述基准速度值的第一预设比例相同，并在所述实际速度值与所述基准速度值的第一预设比例不同时，对所述速度设置值进行调整。

可选的，所述第一预设比例具体为：70％～80％。

可选的，所述控制系统具体用于：

判断所述实际速度值是否小于所述基准速度值的70％，在所述实际运行速率值小于所述基准速度值的70％时，提高所述速度设置值；或

判断所述实际速度值是否大于所述基准速度值的80％，在所述实际运行速率值大于所述基准速度值的80％时，降低所述速度设置值。

可选的，所述对口器还包括：

刹车系统，设置于所述中机架并与所述控制系统相连；

所述控制系统还用于：在所述速度设置值降低至小于所述速度设置值的第二预设比例时，判断所述实际速度值是否大于所述速度设置值的第一预设比例；以及在所述实际速度值大于所述速度设置值的第一预设比例时，控制所述刹车系统每隔预设时间间隔涨开与管壁进行接触，以增加所述对口器的下坡阻力。

本发明有益效果如下：

由于在本发明实施例中，提供了一种对口器下坡速度智能控制方法，包括：在所述对口器下坡时，通过设置于所述对口器的角度传感器采集获得坡度大小所对应的角度值；确定在所述角度值下，所述对口器运动的基准速度值；设置所述对口器的运动速度为速度设置值，进而控制所述对口器运动；采集获得所述对口器的实际速度值；判断所述实际速度值是否与所述基准速度值的第一预设比例相同；在所述实际速度值与所述基准速度值的第一预设比例不同时，对所述速度设置值进行调整。也即是，可以将对口器的下坡速度控制在基准速度值的第一预设比例内，从而达到了能够对对口器的下坡速度进行智能控制的技术效果。

附图说明

图1为本发明实施例中对口器下坡速度智能控制方法的流程图；

图2为本发明实施例中对口器的结构图。

具体实施方式

本发明提供一种对口器下坡速度智能控制方法及对口器，以解决现有技术中无法对对口器的下坡速度进行控制的技术问题。

本申请实施例中的技术方案为解决上述的技术问题，总体思路如下：

提供了一种对口器下坡速度智能控制方法，包括：在所述对口器下坡时，通过设置于所述对口器的角度传感器采集获得坡度大小所对应的角度值；确定在所述角度值下，所述对口器运动的基准速度值；设置所述对口器的运动速度为速度设置值，进而控制所述对口器运动；采集获得所述对口器的实际速度值；判断所述实际速度值是否与所述基准速度值的第一预设比例相同；在所述实际速度值与所述基准速度值的第一预设比例不同时，对所述速度设置值进行调整。也即是，可以将对口器的下坡速度控制在基准速度值的第一预设比例内，从而达到了能够对对口器的下坡速度进行智能控制的技术效果。

为了更好的理解上述技术方案，下面通过附图以及具体实施例对本发明技术方案做详细的说明，应当理解本发明实施例以及实施例中的具体特征是对本发明技术方案的详细的说明，而不是对本发明技术方案的限定，在不冲突的情况下，本发明实施例以及实施例中的技术特征可以相互组合。

第一方面，本发明实施例提供一种对口器下坡速度智能控制方法，请参考图1，包括：

步骤S101：在所述对口器下坡时，通过设置于所述对口器的角度传感器3采集获得坡度大小所对应的角度值；

步骤S102：确定在所述角度值下，所述对口器运动的基准速度值；

步骤S103：设置所述对口器的运动速度为速度设置值，进而控制所述对口器运动；

步骤S104：采集获得所述对口器的实际速度值；

步骤S105：判断所述实际速度值是否与所述基准速度值的第一预设比例相同；

步骤S106：在所述实际速度值与所述基准速度值的第一预设比例不同时，对所述速度设置值进行调整。

举例来说，该对口器下坡速度智能控制方法应用于一对口器中，请参考图2，该对口器包括:

前机笼10；

中机架11，与所述前机笼10固定连接，例如：前机笼10与中机架11之间通过螺栓相连；

后气缸12，与所述中机架11固定连接；

角度传感器3，设置于所述中机架11；

行走驱动机构1，设置于所述中机架11；

速度传感器4，设置于所述中机架11；

控制系统5，设置于所述前机笼10，与所述角度传感器3、所述行走驱动机构1、所述速度传感器4相连。

步骤S102中，基准速度值通常为对口器下坡时在对应坡度的速度极限值，例如：对口器在平缓地区的速度极限值为60米/分钟，为保证行走安全，设定按照每提高5°速度极限值下降5米，在30°坡下，速度极限值为30米/分钟，当然，可以基于实际需求设置不同的基准速度值，本发明实施例不作限制。

步骤S103中，通常情况下，速度设置值等于基准速度值的预定比例，例如：80％、70％等等，本发明实施例不作限制。此时的实际速度值可以记为基准速度值1。

其中，在设置好速度设置值之后，操作人员按下行走按钮，对口器的刹车系统2从管道的管壁缩回，进而通过行走驱动机构1控制对口器在管壁内运动，由于重力的存在，对口器运动过程是一种加速运动状态。

步骤S104中，可以在对口器上设置速度传感器4，用于采集获得所述对口器的实际速度值。

其中，速度传感器4能够实时采集对口器的实际速度值，并将实际速度值的速度信号转换为脉冲信号，然后将采集到的脉冲信号发送给对口器的控制系统5。

步骤S105和步骤S106的相关步骤由对口器的控制系统5执行。

步骤S105中，第一预设比例通常为一个比例范围，例如:70％～80％、75％～80％等等，本发明实施例不作限制。

步骤S105中，判断实际速度值与基准速度值的第一预设比例是否相同分为两种情况，进而对速度设置值的调整方式也不同，下面列举其中的两种进行介绍，当然，在具体实施过程中，不限于以下两种情况。

所述在所述实际速度值与所述基准速度值的第一预设比例不同时，对所述速度设置值进行调整，具体包括：

判断所述实际速度值是否小于所述基准速度值的70％，在所述实际运行速率值小于所述基准速度值的70％时，提高所述速度设置值。

其中，在判断实际速度值是否小于基准速度值的70％时，可以仅仅采集获得当前时间的实际速度值，然后将其与基准速度值的70％进行比较，只要当前采集的实际速度值小于基准速度值的70％，则需要对速度设置值进行调整。

而作为一种较佳的实施例，所述判断所述实际速度值是否小于所述基准速度值的70％，具体包括：连续三次检测获得所述对口器的实际运动速率值；在至少两次所述实际速度值小于所述基准速度值的70％时，则确定所述实际运行速率小于所述基准速度值的70％。

举例来说，控制系统5的采样周期设定为100ms，3次为一个对比标准，按照100ms、200ms、300ms与基准值进行对比，当400ms到来时，舍弃100ms时的数值，将200ms、300ms、400ms作为这一次的实际速度值与基准速度值进行对比，如表1所示，其中，由于管子的长度(12米/根，距离短)以及反馈系统的响应时间(从采集到计算到发出命令都需要时间)，因此在下坡过程中可以不等到实际速度值大于基准速度值的第一预设比例再做调整，而是采用分段法进行控制，基于此能够实现更加及时的控制。

其中，在采集出三次实际速度值之后，就将其与表2进行对照，如果满足调整要求，就对速度设置值进行调整，如果不满足调整要求，就保持速度设置值不变。

表1比较方案表

表2速度设置值调整表

举例来说，若3次实际采集的脉冲个数连续2次或以上小于基准速度值的70％，则说明对口器的阻力增加过大。此时控制系统5开始调整速度设定值所对应的基准值脉冲发送个数的百分比，由原来的相对于基准速度值减小20％，调整为相对于基准速度值减小10％，然后继续实时将采集的实际速度值所对应脉冲个数与基准速度值进行对比，判断是否连续2次或以上脉冲个数能够保持在基准速度值的70％～80％之间。如果仍小于70％，继续提高速度设定值，进而增加发送脉冲个数的百分比，直到连续2次或以上实际采集脉冲个数能够保持在基准值的70％～80％之间，此时的发送脉冲个数记为基准速度值2，并且控制按照基准速度值2的脉冲个数发送脉冲控制行走驱动机构1。

第二种，所述在所述实际速度值与所述基准速度值的第一预设比例不同时，对所述速度设置值进行调整，具体包括：

判断所述实际速度值是否大于所述基准速度值的80％，在所述实际运行速率值大于所述基准速度值的80％时，降低所述速度设置值。

其中，在判断实际速度值是否大于基准速度值的80％时，也可以仅仅采集获得当前时间的实际速度值，然后将其与基准速度值的80％进行比较，只要当前采集的实际速度值大于基准速度值的80％，则需要对速度设置值进行调整。

而作为一种较佳的实施例，所述判断所述实际速度值是否大于所述基准速度值的80％，具体包括；连续三次检测获得所述对口器的实际运行速率值；在至少两次所述实际速度值大于所述基准速度值的80％时，则确定所述实际运行速率大于所述基准速度值的80％。

其具体控制过程，与判断实际速度值是否小于基准速度值的70％类似，故而在此不再赘述。

举例来说，若将实际速度值相对于基准速度值的脉冲发送个数减小20％后，3次实际采集的脉冲个数连续2次或以上仍大于基准脉冲值的80％，此时控制系统5调整速度设定值相对于基准速度值的脉冲发送个数的百分比，由原来的减小20％，变成减小30％，再通过采集的实际速度值的脉冲个数与基准速度值的80％进行对比，3次实际采集脉冲个数连续2次或以上仍大于基准速度值的80％，则继续减小百分比由30％调整到40％，按照每次10％递减，假设在控制系统5将速度设置值的脉冲个数减小到基准速度值的脉冲发送个数的50％的时候，3次实际采集脉冲个数连续2次或以上小于基准速度值的80％，说明控制系统5脉冲发送个数范围在：40％～50％，再进行实际速度值的脉冲采集，若3次实际采集脉冲个数连续2次或以上小于基准值70％，此时调整控制脉冲发送百分比从50％降低为45％，再通过实时采集实际速度值的脉冲个数与基准速度值进行对比，判断是否连续2次或以上脉冲个数能够保持在基准值的70％～80％之间。如果仍小于基准速度值的70％，继续调整速度设置值的脉冲个数相对于基准速度值发送脉冲个数的百分比，直到连续2次或以上实际采集脉冲个数能够保持在基准值的70％～80％之间，此时的发送脉冲个数记为基准速度值3，并且控制系统5按照基准速度值3的脉冲个数发送脉冲控制行走驱动机构1。

作为进一步的优选实施例，所述方法还包括：

在所述速度设置值降低至小于所述速度设置值的第二预设比例时，判断所述实际速度值是否大于所述速度设置值的第一预设比例；

在所述实际速度值大于所述速度设置值的第一预设比例时，控制所述对口器的刹车系统2每隔预设时间间隔涨开与管壁进行接触，以增加所述对口器的下坡阻力。

其中，控制系统5控制速度设定值具体为：对基准速度值的脉冲发送个数的百分比按照10％递减进而获得速度设定值，当控制系统5控制速度设定值的发送脉冲个数减小到基准速度值的20％之后，3次实际采集脉冲个数连续2次或以上仍然大于基准速度值的80％，说明行走驱动机构1的阻力不能够平衡对口器自身重量分量产生的力，此时的发送脉冲个数记为基准速度值4，然后，控制系统5按照基准速度值3的脉冲个数发送脉冲控制行走驱动机构1。同时刹车气筒开始每隔1s涨开与管壁接触，辅助增加阻力，减小对口器加速趋势。再进行实际脉冲个数采集，判断3次实际采集脉冲个数连续2次或以上是否小于基准速度值的80％。若3次实际采集脉冲个数连续2次或以上小于基准速度值的80％而大于70％，那么就按照每隔1s涨开的频率进行控制。若3次实际采集脉冲个数连续2次或以上小于基准速度值的70％，说明刹车系统2频率过高，控制系统5开始每隔2s涨开一次，再进行实际脉冲个数采集，判断实际脉冲与基准速度值的百分比关系，直到涨开频率能够保证实际脉冲个数在基准速度值的70％～80％之间，此刻记为涨开频率1，刹车气缸就按照涨开频率1进行控制。

若刹车系统2每隔1s涨开与管壁接触，测量的3次实际采集脉冲个数连续2次或以上仍大于基准速度值的80％，说明涨开频率不够，将刹车系统2的频率提高至每隔500ms涨开一次，再进行实际脉冲个数采集，判断实际脉冲与基准速度值的百分比关系，直到涨开频率能够保证实际脉冲个数在基准值的70％～80％之间，此刻记为涨开频率2，刹车系统2就按照涨开频率2进行控制。

其中，对口器平稳运行到下道需对口的管口，刹车气缸涨开，刹车片与管壁接触，行走轮回收，控制器停止向驱动马达发送脉冲数，对口器停止运动。

通过以上的控制设计，使对口器能够在管壁内按照控制的速度安全平稳运行。

第二方面，基于同一发明构思，本发明实施例提供一种对口器，请继续参考图2，包括:

前机笼10；

中机架11，与所述前机笼10固定连接；

后气缸12，与所述中机架11固定连接；

角度传感器3，设置于所述中机架11；

行走驱动机构1，设置于所述中机架11；

速度传感器4，设置于所述中机架11；

控制系统5，设置于所述前机笼10，与所述角度传感器3、所述行走驱动机构1、所述速度传感器4相连；

其中，在所述对口器下坡时，通过所述角度传感器3采集获得坡度大小对应的角度值，并将所述角度值发送至所述控制系统5；所述控制系统5确定在所述角度值下，所述对口器运动的基准速度值；并且设置所述对口器的运动速度为速度设置值，进而使所述行走控制系统5基于所述速度设置值控制所述对口器运动；所述角度传感器3采集获得所述对口器的实际速度值，并将所述实际速度值发送至所述控制系统5；所述控制系统5判断所述实际速度值是否与所述基准速度值的第一预设比例相同，并在所述实际速度值与所述基准速度值的第一预设比例不同时，对所述速度设置值进行调整。

可选的，所述第一预设比例具体为：70％～80％。

可选的，所述控制系统5具体用于：

判断所述实际速度值是否小于所述基准速度值的70％，在所述实际运行速率值小于所述基准速度值的70％时，提高所述速度设置值；或

判断所述实际速度值是否大于所述基准速度值的80％，在所述实际运行速率值大于所述基准速度值的80％时，降低所述速度设置值。

可选的，所述对口器还包括：

刹车系统2，设置于所述中机架11并与所述控制系统5相连；

所述控制系统5还用于：在所述速度设置值降低至小于所述速度设置值的第二预设比例时，判断所述实际速度值是否大于所述速度设置值的第一预设比例；以及在所述实际速度值大于所述速度设置值的第一预设比例时，控制所述刹车系统2每隔预设时间间隔涨开与管壁进行接触，以增加所述对口器的下坡阻力。

尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本发明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 (9)

1.一种对口器下坡速度智能控制方法，其特征在于，包括：

在所述对口器下坡时，通过设置于所述对口器的角度传感器采集获得坡度大小所对应的角度值；

确定在所述角度值下，所述对口器运动的基准速度值；

设置所述对口器的运动速度为速度设置值，进而控制所述对口器运动；

采集获得所述对口器的实际速度值；

判断所述实际速度值是否与所述基准速度值的第一预设比例相同；

在所述实际速度值与所述基准速度值的第一预设比例不同时，对所述速度设置值进行调整。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一预设比例具体为：70％～80％。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述在所述实际速度值与所述基准速度值的第一预设比例不同时，对所述速度设置值进行调整，具体包括：

判断所述实际速度值是否小于所述基准速度值的70％，在所述实际运行速率值小于所述基准速度值的70％时，提高所述速度设置值；或

判断所述实际速度值是否大于所述基准速度值的80％，在所述实际运行速率值大于所述基准速度值的80％时，降低所述速度设置值。

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述判断所述实际速度值是否小于所述基准速度值的70％，具体包括：

连续三次检测获得所述对口器的实际运动速率值；

在至少两次所述实际速度值小于所述基准速度值的70％时，则确定所述实际运行速率小于所述基准速度值的70％；或

所述判断所述实际速度值是否大于所述基准速度值的80％，具体包括；

连续三次检测获得所述对口器的实际运行速率值；

在至少两次所述实际速度值大于所述基准速度值的80％时，则确定所述实际运行速率大于所述基准速度值的80％。

5.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述方法还包括:

在所述速度设置值降低至小于所述速度设置值的第二预设比例时，判断所述实际速度值是否大于所述速度设置值的第一预设比例；

在所述实际速度值大于所述速度设置值的第一预设比例时，控制所述对口器的刹车系统每隔预设时间间隔涨开与管壁进行接触，以增加所述对口器的下坡阻力。

6.一种对口器，其特征在于，包括:

前机笼；

中机架，与所述前机笼固定连接；

后气缸，与所述中机架固定连接；

角度传感器，设置于所述中机架；

行走驱动机构，设置于所述中机架；

速度传感器，设置于所述中机架；

控制系统，设置于所述前机笼，与所述角度传感器、所述行走驱动机构、所述速度传感器相连；

其中，在所述对口器下坡时，通过所述角度传感器采集获得坡度大小对应的角度值，并将所述角度值发送至所述控制系统；所述控制系统确定在所述角度值下，所述对口器运动的基准速度值；并且设置所述对口器的运动速度为速度设置值，进而使所述行走控制系统基于所述速度设置值控制所述对口器运动；所述角度传感器采集获得所述对口器的实际速度值，并将所述实际速度值发送至所述控制系统；所述控制系统判断所述实际速度值是否与所述基准速度值的第一预设比例相同，并在所述实际速度值与所述基准速度值的第一预设比例不同时，对所述速度设置值进行调整。

7.如权利要求6所述的对口器，其特征在于，所述第一预设比例具体为：70％～80％。

8.如权利要求7所述的对口器，其特征在于，所述控制系统具体用于：

判断所述实际速度值是否小于所述基准速度值的70％，在所述实际运行速率值小于所述基准速度值的70％时，提高所述速度设置值；或

判断所述实际速度值是否大于所述基准速度值的80％，在所述实际运行速率值大于所述基准速度值的80％时，降低所述速度设置值。

9.如权利要求8所述的对口器，其特征在于，所述对口器还包括：

刹车系统，设置于所述中机架并与所述控制系统相连；

所述控制系统还用于：在所述速度设置值降低至小于所述速度设置值的第二预设比例时，判断所述实际速度值是否大于所述速度设置值的第一预设比例；以及在所述实际速度值大于所述速度设置值的第一预设比例时，控制所述刹车系统每隔预设时间间隔涨开与管壁进行接触，以增加所述对口器的下坡阻力。