CN109250632A - 一种直线运动机构及其控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种直线运动机构，包括依次连接的大回转平台总成、下臂总成、伸缩臂总成、小回转平台总成、门架机构，所述大回转平台总成和下臂总成之间通过下臂连杆机构和下臂变幅机构连接，所述下臂总成和伸缩臂总成之间通过伸缩臂连杆机构和伸缩臂变幅机构连接。本发明还公开了一种直线运动机构的控制方法。通过控制“回转‑伸缩‑回转‑变幅”四个复合动作，完成门架机构的直线运动，实现洗消展车、空行程检测、洗消作业、恢复、悬臂展车、悬臂作业、自动收车等作业功能；采用自动调平控制技术和直线运动控制技术实现洗消作业所需的直线运动轨迹与精度。
Description
技术领域
本发明涉及一种直线运动机构及其控制方法。
背景技术
目前，复合运动控制技术最多控制两个动作，控制程序简单。不能够实现三个以上的多自由度复合运动控制。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷，提供一种直线运动机构及其控制方法，通过控制“回转-伸缩-回转-变幅”四个复合动作，完成门架机构的直线运动，实现洗消展车、空行程检测、洗消作业、恢复、悬臂展车、悬臂作业、自动收车等作业功能；实现洗消作业所需的直线运动轨迹与精度。
为解决上述技术问题，本发明提供一种直线运动机构，其特征是，包括依次连接的大回转平台总成、下臂总成、伸缩臂总成、小回转平台总成、门架机构，所述大回转平台总成和下臂总成之间通过下臂连杆机构和下臂变幅机构连接，所述下臂总成和伸缩臂总成之间通过伸缩臂连杆机构和伸缩臂变幅机构连接。
进一步地，所述大回转平台总成和小回转平台总成的回转方向相反。
进一步地，所述门架机构包括安装框架、设置在安装框架两端的左右立柱以及设置在两立柱之间的横梁。
进一步地，所述下臂连杆机构为双连杆机构，所述伸缩臂连杆机构为三连杆机构。
进一步地，所述下臂变幅机构为双变幅机构，所述伸缩臂变幅机构为双变幅机构。
进一步地，所述小回转平台总成与门架机构之间通过回转支撑相连接。
进一步地，所述门架机构在工作时通过“回转—伸缩—回转—变幅”四个复合动作的叠加走直线运动。
本发明还提供一种直线运动机构的控制方法，其特征是，包括以下步骤：
根据大小回转的中心距及洗消长度，计算出大回转角度、小回转角度、伸缩臂长度的运动范围；
估计大回转角度，计算出以1º为单位的大回转、小回转、伸缩臂伸缩这三者在直线运动中的速度比；
根据直线运动速度，限定三个机构的最大/最小动作速度；
打开比例电磁阀，给定一个大回转、伸缩臂伸缩、小回转的速度；
根据大小回转的中心距及实时大回转角度、小回转角度，计算出伸缩臂的当前理想位置；
在直线运动轨迹上，实际测量位置与理论计算位置，比较修正；
以理论计算的正确位置为基准，计算出实际位置与理论正确位置的偏差，采用PID调节，使实际位置与理论正确位置的偏差逐渐减小。
进一步地，还包括：
偏差过程补偿调节，即在空行程直线运动过程中，如果偏差为负值，那么就修正以大回转角度为控制基准，每一度给定一个伸缩臂伸缩、小回转的速度，即比例电磁阀的开口度或者电流值的百分比。
进一步地，还包括：伸缩臂自动调平，具体方法为：
当直线运动缩臂洗消时，伸缩臂向下调平；当直线运动伸臂洗消时，伸缩臂向上调平；
当调平角度>0.1º或<-0.1º时，启动调平功能；
比较计算偏差；
给定提前调节系统，持续100个控制器周期；
采用PID调节，打开比例电磁阀，伸缩臂变幅机构运动；
对伸缩臂调平角度进行滤波去抖动处理。
本发明所达到的有益效果：通过控制“回转-伸缩-回转-变幅”四个复合动作，完成门架机构的直线运动，实现洗消展车、空行程检测、洗消作业、恢复、悬臂展车、悬臂作业、自动收车等作业功能；采用自动调平控制技术和直线运动控制技术实现洗消作业所需的直线运动轨迹与精度。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
如图1所示，一种直线运动机构，包括依次连接的大回转平台总成1、下臂总成3、伸缩臂总成7、小回转平台总成8、门架机构9，所述大回转平台总成1和下臂总成3之间通过下臂连杆机构2和下臂变幅机构4连接，所述下臂连杆机构2为双连杆机构，所述下臂变幅机构4为双变幅机构。所述下臂总成3和伸缩臂总成7之间通过伸缩臂连杆机构6和伸缩臂变幅机构5连接，所述伸缩臂连杆机构6为三连杆机构，所述伸缩臂变幅机构6为双变幅机构。所述小回转平台总成8与门架机构9之间通过回转支撑相连接。该直线运动机构由液压系统驱动，并由控制系统控制。所述液压系统由比例多路阀、液压油缸、液压马达、液压平衡阀、液压管路等组成，所述控制系统由控制器、传感器、电气线缆、程序软件等组成。所述大回转平台总成1和小回转平台总成8的回转方向相反。所述门架机构9包括安装框架91、设置在安装框架91两端的左右立柱93以及设置在左右立柱93之间的横梁92。所述门架机构在工作时通过“回转—伸缩—回转—变幅”四个复合动作的叠加走直线运动。
本发明还提供一种直线运动机构的控制方法，包括以下步骤：
根据大小回转的中心距及洗消长度，计算出大回转角度、小回转角度、伸缩臂长度的运动范围；
估计大回转角度，计算出以1º为单位的大回转、小回转、伸缩臂伸缩这三者在直线运动中的速度比；
根据直线运动速度，限定三个机构的最大/最小动作速度；
打开比例电磁阀，给定一个大回转、伸缩臂伸缩、小回转的速度；
根据大小回转的中心距及实时大回转角度、小回转角度，计算出伸缩臂的当前理想位置；
在直线运动轨迹上，实际测量位置与理论计算位置，比较修正；
以理论计算的正确位置为基准，计算出实际位置与理论正确位置的偏差，采用PID调节，使实际位置与理论正确位置的偏差逐渐减小。
在程序中，还加入了偏差过程补偿调节，即在空行程直线运动过程中，如果偏差为负值，那么就修正以大回转角度为控制基准，每一度给定一个伸缩臂伸缩、小回转的速度，即比例电磁阀的开口度或者电流值的百分比。
由于门架机构在直线运行中，伸缩臂的挠度不断发生变化，影响立柱的垂直度和龙门的洗消高度，需要加入伸缩臂自动调平功能。同时，由于伸缩臂在直线运动过程中的挠度变化具有固有规律特性，所以简化了调平逻辑，当缩臂洗消时，伸缩臂只做变幅向下运动；当伸臂洗消时，伸缩臂只做变幅向上运动。由于回转过程中，伸缩臂挠度变化缓慢，采用慢速PID调节+前馈预调节就可以实现自动调平。
伸缩臂自动调平的具体方法为：
当直线运动缩臂洗消时，伸缩臂向下调平；当直线运动伸臂洗消时，伸缩臂向上调平；
当调平角度>0.1º或<-0.1º时，启动调平功能；
比较计算偏差；
给定提前调节系统，持续100个控制器周期；
采用PID调节，打开比例电磁阀，伸缩臂变幅机构运动；
对伸缩臂调平角度进行滤波去抖动处理。
本发明通过控制“回转-伸缩-回转-变幅”四个复合动作，完成门架机构的直线运动，实现洗消展车、空行程检测、洗消作业、恢复、悬臂展车、悬臂作业、自动收车等作业功能；采用自动调平控制技术和直线运动控制技术实现洗消作业所需的直线运动轨迹与精度。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种直线运动机构，其特征是，包括依次连接的大回转平台总成、下臂总成、伸缩臂总成、小回转平台总成、门架机构，所述大回转平台总成和下臂总成之间通过下臂连杆机构和下臂变幅机构连接，所述下臂总成和伸缩臂总成之间通过伸缩臂连杆机构和伸缩臂变幅机构连接。
2.根据权利要求1所述的一种直线运动机构，其特征是，所述大回转平台总成和小回转平台总成的回转方向相反。
3.根据权利要求1所述的一种移动式车辆清洗装置，其特征是，所述门架机构包括安装框架、设置在安装框架两端的立柱以及设置在两立柱之间的横梁。
4.根据权利要求1所述的一种直线运动机构，其特征是，所述下臂连杆机构为双连杆机构，所述伸缩臂连杆机构为三连杆机构。
5.根据权利要求1所述的一种移动式车辆清洗装置，其特征是，所述下臂变幅机构为双变幅机构，所述伸缩臂变幅机构为双变幅机构。
6.根据权利要求1所述的一种移动式车辆清洗装置，其特征是，所述小回转平台总成与门架机构之间通过回转支撑相连接。
7.根据权利要求1所述的一种移动式车辆清洗装置，其特征是，所述门架机构在工作时通过“回转—伸缩—回转—变幅”四个复合动作的叠加走直线运动。
8.根据权利要求1-7中任意一项所述的一种直线运动机构的控制方法，其特征是，包括以下步骤：
根据大小回转的中心距及洗消长度，计算出大回转角度、小回转角度、伸缩臂长度的运动范围；
估计大回转角度，计算出以1º为单位的大回转、小回转、伸缩臂伸缩这三者在直线运动中的速度比；
根据直线运动速度，限定三个机构的最大/最小动作速度；
打开比例电磁阀，给定一个大回转、伸缩臂伸缩、小回转的速度；
根据大小回转的中心距及实时大回转角度、小回转角度，计算出伸缩臂的当前理想位置；
在直线运动轨迹上，实际测量位置与理论计算位置，比较修正；
以理论计算的正确位置为基准，计算出实际位置与理论正确位置的偏差，采用PID调节，使实际位置与理论正确位置的偏差逐渐减小。
9.根据权利要求8所述的一种直线运动机构的控制方法，其特征是，还包括：
偏差过程补偿调节，即在空行程直线运动过程中，如果偏差为负值，那么就修正以大回转角度为控制基准，每一度给定一个伸缩臂伸缩、小回转的速度，即比例电磁阀的开口度或者电流值的百分比。
10.根据权利要求8所述的一种直线运动机构的控制方法，其特征是，还包括：伸缩臂自动调平，具体方法为：
当直线运动缩臂洗消时，伸缩臂向下调平；当直线运动伸臂洗消时，伸缩臂向上调平；
当调平角度>0.1º或<-0.1º时，启动调平功能；
比较计算偏差；
给定提前调节系统，持续100个控制器周期；
采用PID调节，打开比例电磁阀，伸缩臂变幅机构运动；
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