CN110284719A - 一种臂架末端控制方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种臂架末端控制方法及系统,通过设置于臂架末端软管上的控制装置引导臂架末端机构实现，控制装置内设置有用于感应软管位移或角度变化的应变感应装置，臂架末端机构包括第一弯管、第二弯管、布料软管、第一回转装置、第二回转装置及设置于第一回转装置与第二回转装置的液压油路的电磁阀，通过在水平面上建立二维坐标系XOY，拉动软管，应变感应装置产生方向信号，该方向信号传送到信号接收器，信号接收器通过转换分别输出X轴和Y轴方向相应的电流信号驱动电磁阀工作，通过电磁阀的液压油分别输入第一回转装置与第二回转装置，进而驱动第一弯管和第二弯管转动，完成臂架末端目标方向的移动。具有操作方便、智能化程度高的优点。

Description

一种臂架末端控制方法及系统

技术领域

本发明主要涉及工程机械技术领域，具体地说，涉及一种臂架末端控制方法及系统。

背景技术

混凝土臂架类工程机械在施工前需将臂架末端伸展至指定的施工位置，然后，现场施工人员不断的用力拖动臂架末端软管改变末端软管的位置，从而不断的更换混凝土出料的地方，完成相关浇筑。混凝土泵车臂架，一般由四节臂、五节臂、六节臂相互铰接而成，对于臂架的控制，通常的控制方式是由操作人员对各节臂分别进行控制，使臂架的整体从初始姿态运动到目标姿态，其臂架末端的移动方向完全由操作手的经验把握。如果操作手经验不足，不能准确把握臂架末端的移动方向，则需要对多节臂节进行多次调整，进而导致施工效率较低，影响工程的施工进度。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种臂架末端控制方法及系统，改变传统臂架施工的伸展方式，设置于臂架末端软管上的控制装置引导臂架末端机构实现，可以轻松快速地实现臂架末端移动至目标位置，具有操作简便、反应迅速、智能化程度高的优点。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：本发明提出了一种臂架末端控制方法，通过设置于臂架末端软管上的控制装置引导臂架末端机构实现，臂架末端机构与设置在臂架末端的出料管相连，包括第一弯管、第二弯管、软管、第一回转装置与第二回转装置，第一回转装置设置在出料管末端与第一弯管始端之间，第二回转装置设置在第一弯管末端与第二弯管始端之间，第一回转装置驱动第一弯管转动，第二回转装置驱动第二弯管转动，所述第一回转装置与第二回转装置的液压油路上设置有电磁阀；

控制装置包括设置有空腔的基座，软管穿过所述空腔设置，基座内部设置有用于感应软管位移或角度变化的应变感应装置；

所述臂架末端控制方法包括如下步骤：

S1，在水平面上建立二维坐标系XOY,其中，坐标原点O设定为基座的中心，X轴设定为水平横向，Y轴设定为水平纵向；

S2，拉动软管，软管靠近或接触基座内部设置的应变感应装置，应变感应装置产生方向信号；

S3，该方向信号通过无线传输的方式传送到信号接收器；

S4，信号接收器接收到步骤S3中的方向信号，通过转换分别输出X轴和Y轴方向相应的电流信号驱动电磁阀工作；

S5，通过电磁阀的液压油分别输入第一回转装置与第二回转装置，进而驱动第一弯管和第二弯管转动，完成臂架末端目标方向的移动。

进一步地，所述应变感应装置的数量至少为三个，且围绕软管等间距的分布于所述基座的空腔内。

进一步地，所述软管向二维坐标系XOY的第二或第四象限方向移动时，相邻的两个应变感应装置感应到信号，两个应变感应装置的合成信号即是臂架末端机构移动的方向角。

进一步地，所述软管向二维坐标系XOY的第三或第一象限方向移动时，相邻的三个应变感应装置感应到信号，三个应变感应装置的合成信号即是臂架末端机构移动的方向角。

进一步地，所述臂架末端机构移动的方向角转化为为X轴和Y轴的合成方向，X轴方向对应X轴方向的电流信号，Y轴方向对应Y轴方向的电流信号。

进一步地，建立三维坐标系O₁-X₁Y₁Z₁，其中，坐标原点O₁设定为臂架旋转中心，X₁设定为沿工程机械车身长度方向，Y₁设定为工程机械车身宽度方向，Z₁设定为工程机械车身高度方向，所述第一弯管和第二弯管在X₁O₁Y₁平面和Y₁O₁Z₁平面之间任意转换角度旋转。

进一步地，X轴方向的电流信号通过驱动电磁阀工作，电磁阀的液压油输入第一回转装置驱动第一弯管在X₁O₁Y₁与Y₁O₁Z₁平面之间旋转；Y轴方向的电流信号通过驱动电磁阀工作，电磁阀的液压油输入第二回转装置驱动第二弯管在Y₁O₁Z₁与X₁O₁Y₁平面之间旋转；

或，Y轴方向的电流信号通过驱动电磁阀工作，电磁阀的液压油输入第一回转装置驱动第一弯管在X₁O₁Y₁与Y₁O₁Z₁平面之间旋转；X轴方向的电流信号通过驱动电磁阀工作，电磁阀的液压油输入第二回转装置驱动第二弯管在Y₁O₁Z₁与X₁O₁Y₁平面之间旋转。

进一步地，所述电磁阀与第一回转装置和第二回转装置之间均设置有进油管和回油管，所述进油管和回油管分别与电磁阀的油口相连。

进一步地，所述臂架末端控制方法还包括步骤S6：在经过第一弯管和第二弯管旋转后，当臂架末端的位置与目标位置信息不一致的情况下，通过人工或无线操控布料软管移动的方式进行位置修正，用于实现移动臂架末端到指定地点。

另一方面，本发明还提出了一种臂架末端控制系统，包括控制装置、信号接收器及臂架末端机构：

所述控制装置用于引导臂架末端机构移动，包括设置有空腔的基座，软管穿过所述空腔设置，基座内部设置有用于感应软管位移或角度变化的应变感应装置，在水平面上建立二维坐标系XOY,其中，坐标原点O设定为基座的中心，X轴设定为水平横向，Y轴设定为水平纵向；

所述信号接收器分别与控制装置和臂架末端机构相连，软管靠近或接触基座内部设置的应变感应装置时，应变感应装置产生方向信号，该方向信号通过无线传输的方式传送到信号接收器后，通过转换分别输出X轴和Y轴方向相应的电流信号；

所述臂架末端机构与设置在臂架末端的出料管相连，包括第一弯管、第二弯管、布料软管、第一回转装置与第二回转装置，所述第一回转装置设置在出料管末端与第一弯管始端之间，所述第二回转装置设置在第一弯管末端与第二弯管始端之间，所述第一回转装置驱动所述第一弯管转动，所述第二回转装置驱动所述第二弯管转动，所述第一回转装置与第二回转装置的液压油路上设置有电磁阀，沿X轴和Y轴方向相应的电流信号驱动电磁阀工作，通过电磁阀的液压油分别输入第一回转装置与第二回转装置，进而驱动第一弯管和第二弯管转动，完成臂架末端目标方向的移动。

上述臂架末端控制方法及系统，将设置于臂架末端软管上的控制装置与臂架末端机构关联起来，控制装置内设置有用于感应软管位移或角度变化的应变感应装置，臂架末端机构包括第一弯管、第二弯管、软管、驱动第一弯管转动的第一回转装置与驱动第二弯管转动的第二回转装置，第一回转装置与第二回转装置的液压油路上设置有电磁阀，通过在水平面上建立二维坐标系XOY，再拉动软管，软管靠近或接触基座内部设置的应变感应装置，应变感应装置产生方向信号，该方向信号通过无线传输的方式传送到信号接收器，信号接收器接收到该方向信号，通过转换分别输出X轴和Y轴方向相应的电流信号驱动电磁阀工作，通过电磁阀的液压油分别输入第一回转装置与第二回转装置，进而驱动第一弯管和第二弯管转动，完成臂架末端目标方向的移动。相比传统通过逐节调节臂架来实现臂架末端位移的移动，一方面，本发明借助第一回转装置与第二回转装置分别驱动第一弯管和第二弯管转动，实现臂架末端位移的移动，将每个单节臂架的控制转化为对臂架末端移动第一弯管和第二弯管的控制，简化了操控作业流程；另一方面，通过控制装置结合信号接收器，操纵臂架末端的第一弯管和第二弯管在设定平面转动，使臂架末端的移动方向与控制装置内部设置的应变感应装置产生的方向信号一致，进而来实现臂架末端位移的移动，操作方便、智能化程度高、且提高了臂架末端移动精度和灵活性。

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是本发明一实施例臂架末端控制方法的流程图；

图2为本发明中三维坐标系O₁-X₁Y₁Z₁的示意图。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明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。

图1是本发明一实施例臂架末端控制方法的流程图。

本发明提供了一种臂架末端控制方法，通过设置于臂架末端软管上的控制装置引导臂架末端机构实现，臂架末端机构与设置在臂架末端的出料管相连，包括第一弯管、第二弯管、软管、第一回转装置与第二回转装置，第一回转装置设置在出料管末端与第一弯管始端之间，第二回转装置设置在第一弯管末端与第二弯管始端之间，第一回转装置驱动第一弯管转动，第二回转装置驱动第二弯管转动，所述第一回转装置与第二回转装置的液压油路上设置有电磁阀；控制装置包括设置有空腔的基座，软管穿过所述空腔设置，基座内部设置有用于感应软管位移或角度变化的应变感应装置，如图1所示，前述臂架末端控制方法包括如下步骤：

S1，在水平面上建立二维坐标系XOY，其中，坐标原点O设定为基座的中心，X轴设定为水平横向，Y轴设定为水平纵向；

S2，拉动软管，软管靠近或接触基座内部设置的应变感应装置，应变感应装置产生方向信号；

S3，该方向信号通过无线传输的方式传送到信号接收器；

S4，信号接收器接收到步骤S3中的方向信号，通过转换分别输出X轴和Y轴方向相应的电流信号驱动电磁阀工作；

S5，通过电磁阀的液压油分别输入第一回转装置与第二回转装置，进而驱动第一弯管和第二弯管转动，完成臂架末端目标方向的移动。

需要说明的是，为进一步地提高臂架末端的移动精度，本发明还包括步骤S6：在经过第一弯管和第二弯管旋转后，当臂架末端的位置与目标位置信息不一致的情况下，通过人工或无线操控布料软管移动的方式进行位置修正，用于实现移动臂架末端到指定地点。

在进一步的技术方案中，应变感应装置的数量至少为三个，且围绕软管等间距的分布于所述基座的空腔内。当软管向二维坐标系XOY的第二或第四象限方向移动时，相邻的两个应变感应装置感应到信号，两个应变感应装置的合成信号即是臂架末端机构移动的方向角；当软管向二维坐标系XOY的第三或第一象限方向移动时，相邻的三个应变感应装置感应到信号，三个应变感应装置的合成信号即是臂架末端机构移动的方向角。需要说明的是，应变感应装置的数量优选为八个，八个应变感应装置围绕软管等间距的分布于所述基座的空腔内。

图2为本发明中三维坐标系O₁-X₁Y₁Z₁的示意图。如图2所示，上述臂架末端控制方法建立三维坐标系O₁-X₁Y₁Z₁，其中，坐标原点O₁设定为臂架旋转中心，X₁设定为沿工程机械车身长度方向，Y₁设定为工程机械车身宽度方向，Z₁设定为工程机械车身高度方向，第一弯管和第二弯管在X₁O₁Y₁平面和Y₁O₁Z₁平面之间任意转换角度旋转。

具体地，X轴方向的电流信号通过驱动电磁阀工作，电磁阀的液压油输入第一回转装置驱动第一弯管在X₁O₁Y₁与Y₁O₁Z₁平面之间旋转；Y轴方向的电流信号通过驱动电磁阀工作，电磁阀的液压油输入第二回转装置驱动第二弯管在Y₁O₁Z₁与X₁O₁Y₁平面之间旋转；

或，Y轴方向的电流信号通过驱动电磁阀工作，电磁阀的液压油输入第一回转装置驱动第一弯管在X₁O₁Y₁与Y₁O₁Z₁平面之间旋转；X轴方向的电流信号通过驱动电磁阀工作，电磁阀的液压油输入第二回转装置驱动第二弯管在Y₁O₁Z₁与X₁O₁Y₁平面之间旋转。

优选地，本发明中信号接收器通过线束与电磁阀电连接，通过无线方式与控制装置相连。

另一方面，本发明还提供了一种臂架末端控制系统，包括控制装置、信号接收器及臂架末端机构：控制装置用于引导臂架末端机构移动，包括设置有空腔的基座，软管穿过空腔设置，基座内部设置有用于感应软管位移或角度变化的应变感应装置，在水平面上建立二维坐标系XOY，其中，坐标原点O设定为基座的中心，X轴设定为水平横向，Y轴设定为水平纵向；信号接收器分别与控制装置和臂架末端机构相连，软管靠近或接触基座内部设置的应变感应装置时，应变感应装置产生方向信号，该方向信号通过无线传输的方式传送到信号接收器后，通过转换分别输出X轴和Y轴方向相应的电流信号；臂架末端机构与设置在臂架末端的出料管相连，包括第一弯管、第二弯管、布料软管、第一回转装置与第二回转装置，第一回转装置设置在出料管末端与第一弯管始端之间，第二回转装置设置在第一弯管末端与第二弯管始端之间，第一回转装置驱动第一弯管转动，第二回转装置驱动第二弯管转动，第一回转装置与第二回转装置的液压油路上设置有电磁阀，电磁阀与第一回转装置和第二回转装置之间均设置有进油管和回油管，进油管和回油管分别与电磁阀的油口相连。

具体地，电磁阀设置有进油口P、回油口T、两个工作油口A和B，第一回转装置通过第一进油管与其中之一油口A相通，通过第一回油管与其中之一油口相通，第二回转装置通过第二进油管与其中之二油口A相通，通过第二回油管与其中之二油口B相通。通过上述设置，沿X轴和Y轴方向相应的电流信号驱动电磁阀工作，通过电磁阀的液压油通过其中之一的工作油口A和第一进油管输入至第一回转装置进而驱动第一弯管转动，通过电磁阀的液压油通过其中之二的工作油口A和第二进油管输入至第二回转装置进而驱动第二弯管转动，最终完成臂架末端目标方向的移动。

综上所述，本发明具有如下优点：

1)相比传统通过逐节调节臂架来实现臂架末端位移的移动，本发明借助第一回转装置与第二回转装置分别驱动第一弯管和第二弯管转动，实现臂架末端位移的移动，将每个单节臂架的控制转化为对臂架末端移动第一弯管和第二弯管的控制，简化了操控作业流程；

2)本发明将设置于臂架末端软管上的控制装置与臂架末端机构关联起来，轻微拉动软管，软管靠近或接触基座内部设置的应变感应装置，应变感应装置产生方向信号，操纵臂架末端的第一弯管和第二弯管在设定平面转动，省时省力；

3)通过控制装置结合信号接收器，使臂架末端的移动方向与控制装置内部设置的应变感应装置产生的方向信号一致，进而来实现臂架末端位移的移动，智能化程度高、且提高了臂架末端移动精度和灵活性。

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)

1.一种臂架末端控制方法，通过设置于臂架末端软管上的控制装置引导臂架末端机构实现，其特征在于：

臂架末端机构与设置在臂架末端的出料管相连，包括第一弯管、第二弯管、软管、第一回转装置与第二回转装置，第一回转装置设置在出料管末端与第一弯管始端之间，第二回转装置设置在第一弯管末端与第二弯管始端之间，第一回转装置驱动第一弯管转动，第二回转装置驱动第二弯管转动，所述第一回转装置与第二回转装置的液压油路上设置有电磁阀；

控制装置包括设置有空腔的基座，软管穿过所述空腔设置，基座内部设置有用于感应软管位移或角度变化的应变感应装置；

所述臂架末端控制方法包括如下步骤：

S1，在水平面上建立二维坐标系XOY，其中，坐标原点O设定为基座的中心，X轴设定为水平横向，Y轴设定为水平纵向；

S2，拉动软管，软管靠近或接触基座内部设置的应变感应装置，应变感应装置产生方向信号；

S3，该方向信号通过无线传输的方式传送到信号接收器；

S4，信号接收器接收到步骤S3中的方向信号，通过转换分别输出X轴和Y轴方向相应的电流信号驱动电磁阀工作；

S5，通过电磁阀的液压油分别输入第一回转装置与第二回转装置，进而驱动第一弯管和第二弯管转动，完成臂架末端目标方向的移动。

2.根据权利要求1所述的臂架末端控制方法，其特征在于，所述应变感应装置的数量至少为三个，且围绕软管等间距的分布于所述基座的空腔内。

3.根据权利要求2所述的臂架末端控制方法，其特征在于，所述软管向二维坐标系XOY的第二或第四象限方向移动时，相邻的两个应变感应装置感应到信号，两个应变感应装置的合成信号即是臂架末端机构移动的方向角。

4.根据权利要求3所述的臂架末端控制方法，其特征在于，所述软管向二维坐标系XOY的第三或第一象限方向移动时，相邻的三个应变感应装置感应到信号，三个应变感应装置的合成信号即是臂架末端机构移动的方向角。

5.根据权利要求4所述的臂架末端控制方法，其特征在于，所述臂架末端机构移动的方向角转化为为X轴和Y轴的合成方向，X轴方向对应X轴方向的电流信号，Y轴方向对应Y轴方向的电流信号。

6.根据权利要求5所述的臂架末端控制方法，其特征在于，建立三维坐标系O₁-X₁Y₁Z₁，其中，坐标原点O₁设定为臂架旋转中心，X₁设定为沿工程机械车身长度方向，Y₁设定为工程机械车身宽度方向，Z₁设定为工程机械车身高度方向，所述第一弯管和第二弯管在X₁O₁Y₁平面和Y₁O₁Z₁平面之间任意转换角度旋转。

7.根据权利要求6所述的臂架末端控制方法，其特征在于，X轴方向的电流信号通过驱动电磁阀工作，电磁阀的液压油输入第一回转装置驱动第一弯管在X₁O₁Y₁与Y₁O₁Z₁平面之间旋转；Y轴方向的电流信号通过驱动电磁阀工作，电磁阀的液压油输入第二回转装置驱动第二弯管在Y₁O₁Z₁与X₁O₁Y₁平面之间旋转；

或，Y轴方向的电流信号通过驱动电磁阀工作，电磁阀的液压油输入第一回转装置驱动第一弯管在X₁O₁Y₁与Y₁O₁Z₁平面之间旋转；X轴方向的电流信号通过驱动电磁阀工作，电磁阀的液压油输入第二回转装置驱动第二弯管在Y₁O₁Z₁与X₁O₁Y₁平面之间旋转。

8.根据权利要求1所述的臂架末端控制方法，其特征在于，所述电磁阀与第一回转装置和第二回转装置之间均设置有进油管和回油管，所述进油管和回油管分别与电磁阀的油口相连。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的臂架末端控制方法，其特征在于，还包括步骤S6：在经过第一弯管和第二弯管旋转后，当臂架末端的位置与目标位置信息不一致的情况下，通过人工或无线操控布料软管移动的方式进行位置修正，用于实现移动臂架末端到指定地点。

10.一种臂架末端控制系统，其特征在于，包括控制装置、信号接收器及臂架末端机构：

所述控制装置用于引导臂架末端机构移动，包括设置有空腔的基座，软管穿过所述空腔设置，基座内部设置有用于感应软管位移或角度变化的应变感应装置，在水平面上建立二维坐标系XOY，其中，坐标原点O设定为基座的中心，X轴设定为水平横向，Y轴设定为水平纵向；

所述信号接收器分别与控制装置和臂架末端机构相连，软管靠近或接触基座内部设置的应变感应装置时，应变感应装置产生方向信号，该方向信号通过无线传输的方式传送到信号接收器后，通过转换分别输出X轴和Y轴方向相应的电流信号；

所述臂架末端机构与设置在臂架末端的出料管相连，包括第一弯管、第二弯管、布料软管、第一回转装置与第二回转装置，所述第一回转装置设置在出料管末端与第一弯管始端之间，所述第二回转装置设置在第一弯管末端与第二弯管始端之间，所述第一回转装置驱动所述第一弯管转动，所述第二回转装置驱动所述第二弯管转动，所述第一回转装置与第二回转装置的液压油路上设置有电磁阀，沿X轴和Y轴方向相应的电流信号驱动电磁阀工作，通过电磁阀的液压油分别输入第一回转装置与第二回转装置，进而驱动第一弯管和第二弯管转动，完成臂架末端目标方向的移动。