CN112827285A - 抑尘设备高空喷雾臂架系统及其升降控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开抑尘设备高空喷雾臂架系统及其升降控制方法，高空喷雾臂架包括回转台、第一臂、第二臂、第三臂、第四臂和雾炮吊篮，第一臂的一端与回转台铰接，且第一臂与回转台之间还连接有第一驱动油缸，用于第一臂相对回转台的旋转运动；第一臂的另一端与第二臂的一端铰接，第一臂与第二臂之间连接有第二驱动油缸，用于第二臂相对第一臂的旋转运动；第二臂的另一端与第三臂的一端铰接，第二臂与第三臂之间连接有第三驱动油缸，用于第三臂相对第二臂的旋转运动；第三臂的另一端与第四臂的一端铰接，第三臂与第四臂之间连接有第四驱动油缸，用第四臂相对第三臂的旋转运动；第四臂的另一端与雾炮吊篮焊接且雾炮吊篮与第四臂垂直。本发明有效避免单节臂架操作过程引起的干涉问题。

Description

抑尘设备高空喷雾臂架系统及其升降控制方法

技术领域

本发明涉及环卫设备领域，尤其涉及抑尘设备高空喷雾臂架系统及其升降控制方法。

背景技术

目前市面上的抑尘设备基本都是低空喷雾，在针对有树木、建筑等障碍物遮挡的环境时抑尘效果差，有些甚至起不到抑尘效果；

随着市场需求的转变，市场上逐步出现高空抑尘设备，但其举升机构和喷雾装置都是布置在整车尾部，这样受整车结构要求的限制，其举升高度限制较大，越来越不能满足高空喷雾的需求了。

发明内容

本发明的目的在于提供抑尘设备高空喷雾臂架系统及其升降控制方法，以解决现有抑尘车无法高空喷雾或举升高度不足的问题。

本发明采用的技术方案是：

抑尘设备高空喷雾臂架系统，高空喷雾臂架采用4节折叠式臂架结构，高空喷雾臂架包括回转台、第一臂、第二臂、第三臂、第四臂、第一驱动油缸、第二驱动油缸、第三驱动油缸、第四驱动油缸和雾炮吊篮，其中第一臂的一端与回转台铰接，且第一臂与回转台之间还连接有第一驱动油缸，用于第一臂相对于回转台的旋转运动；第一臂的另一端与第二臂的一端铰接，且第一臂与第二臂之间还连接有第二驱动油缸，用于实现第二臂相对第一臂的旋转运动；第二臂的另一端与第三臂的一端铰接，且第二臂与第三臂之间还连接有第三驱动油缸，用于实现第三臂相对第二臂的旋转运动；第三臂的另一端与第四臂的一端铰接，且第三臂与第四臂之间还连接有第四驱动油缸，用于实现第四臂相对第三臂的旋转运动；第四臂的另一端与雾炮吊篮焊接在一起，且雾炮吊篮需与第四臂垂直。

进一步得，作为一种优选实施方式，高空喷雾臂架系统安装于整车中部，高空喷雾臂架系统安装与底盘驾驶室后侧，喷雾机位于整车最后端，这样可以充分发挥折叠臂架的优势，提高整体举升高度，还可以使整车重心分布更加合理。

进一步得，作为一种优选实施方式，4节臂架均装有检测角度的传感器。

进一步得，作为一种优选实施方式，喷雾装置位于整车尾部，喷雾装置包括喷雾机和俯仰油缸，喷雾机安装于雾炮吊篮上，俯仰油缸连接于雾炮吊篮与喷雾机之间，实现喷雾机的俯仰。

抑尘设备高空喷雾臂架系统的升降控制方法，包括臂架举升过程和臂架收回过程，

臂架举升过程步骤如下：

步骤A1：分别检测第一臂、第二臂、第三臂、第四臂当前位置与水平面的角度信息，

步骤A2：驱动第三臂举升至与水平面成c1角度；

步骤A3：待第三臂与水平面成c1角度后，第一臂、第二臂、第三臂、第四臂同时进行复合运动，直至达到目标高度时停止运动；

步骤A4:当臂架举升到目标高度后，通过回转台的回转和驱动俯仰油缸实现喷雾机的回转与俯仰运动，使喷雾机处于最佳喷雾角度；

臂架收回过程步骤如下：

步骤B1：控制第一臂、第二臂和第三臂回收，收回过程满足角度a的减小幅度≥角度b的减小幅度≥角度c的减小幅度，且a、b和c三个角度均不能小于0°；

步骤B2：当臂架下降时间T使得第四臂与水平面的夹角d为0°时，在保持第四臂与水平面的夹角d始终为0°同时满足a≤b≤c且c-b≤D,b-a≤D的情况下，进一步回收其他臂架直到角度c下降到c=c1；其中，时间T为根据臂架的收回的运动速度设置的系统值；

步骤B3：当角度c下降到c=c1时：第一臂、第二臂、第三臂停止运动，第四驱动油缸驱动第四臂运动使第四臂与水平面夹角d=c1,即第四臂与第三臂的夹角为π；

步骤B4：第四臂与水平面夹角d=c1后，第四臂停止运动；并在满足a≤b≤c的情况下，驱动第一臂、第二臂、第三臂继续复合运动直至a=0,b=0,c=0。

进一步地，步骤A1中第一臂与水平面的角度a初始值为0，第二臂与水平面的角度b初始值为0，第三臂与水平面的角度c初始值为0，第四臂与水平面的角度d初始值为0；其中角度a,b,c,均不大于90°；

进一步地，步骤A2中的c1角度为：c1= arcsin(H/L)，L表示第三臂的直线段延长至第二臂后的长度，H表示吊篮垂直状态下的总高度。

进一步地，步骤A3中臂架在整个复合运动阶段需满足a，b，c三个角度均需大于0°，即角度A不允许小于a、b中的任何一个角度、B不允许小于b、c中的任何一个角度，且a-b＜D；其中，角度A为第一臂与第二臂之间的夹角且A=a+b；角度B为第二臂与第三臂之间的夹角且B=b+c；角度D为根据臂架长度和臂架的举升速度设定的指定值，且D=c1；

进一步地，步骤A3具体包括以下步骤：

步骤A31：第四驱动油缸时刻驱动第四臂运动，使第四臂与水平面夹角d始终为0°；

步骤A32：第一臂、第二臂、第三臂刚开始复合运动阶即角度a与b＜c时：臂架运动需满足a≥b,角度c需逐步减小，直至b=c；

步骤A33：当臂架运行到角度b=c时，臂架运动需满足a≥b≥c，其中a，b，c三个角度均不能小于0°，即角度A不允许小于a、b中的任何一个角度、B不允许小于b、c中的任何一个角度,且a-b＜D,b-c＜D。

进一步地，步骤A32中角度D不超过20°。

进一步地，步骤B2中时间T取值为：T≈5~10s°。

本发明采用以上技术方案，将喷雾机举升至高空，避开树木、建筑物等高空障碍物,实现高空喷雾抑尘，极大的提升了抑尘车的抑尘效果和作业范围。另外，本发明的高空喷雾臂架系统的升降控制逻辑，不仅可实现多节臂架的复合运动，节约操作时间和降低操作难度，还可以有效避免单节臂架操作过程引起的干涉问题。

附图说明

以下结合附图和具体实施方式对本发明做进一步详细说明；

图1为依据本发明提出的高空喷雾臂架系统结构示意图；

图2为依据本发明提出的高空喷雾臂架系统角度示意图；

图3为依据本发明提出的高空喷雾臂架系统第四臂c1角度示意图；

图4为依据本发明提出的高空喷雾臂架系统整车安装示意图；

附图中各标识符号：1、回转座；2、第一臂；3、第二臂；4、第三臂；5、第四臂；6、第一驱动油缸；7、第二驱动油缸；8、第三驱动油缸；9、第四驱动油缸；10、雾炮吊篮；11、喷雾机；12、俯仰油缸。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

如图1至4之一所示，本发明公开了高空喷雾臂架系统20安装于整车中部，采用4节折叠式臂架结构。包括回转座1，第一臂2，第二臂3，第三臂4，第四臂5，第一驱动油缸6，第二驱动油缸7第三驱动油缸8，第四驱动油9，雾炮吊篮10，喷雾机11，俯仰油缸12。其中第一臂2的一端与回转座1铰接，且第一臂2与回转座1之间还连接有第一驱动油缸6，用于第一臂2相对于回转座1的旋转运动。第一臂2的另一端与第二臂3的一端铰接，且第一臂2与第二臂3之间还连接有第二驱动油缸7，用于实现第二臂3相对第一臂2的旋转运动。第二臂3的另一端与第三臂4的一端铰接，且第二臂3与第三臂4之间还连接有第三驱动油缸8，用于实现第三臂4相对第二臂3的旋转运动。第三臂4的另一端与第四臂5的一端铰接，且第三臂4与第四臂5之间还连接有第四驱动油缸9，用于实现第四臂5相对第三臂4的旋转运动。第四臂5的另一端与雾炮吊篮10焊接在一起，且雾炮吊篮10需与第四臂5垂直；

进一步的，上述的4节臂架均装有检测角度的传感器；

喷雾装置位于整车尾部，由喷雾机11、俯仰油缸12组成，喷雾机11安装于雾炮吊篮上10，俯仰油缸12连接于雾炮吊篮10与喷雾机11之间，可实现喷雾机11的俯仰。

本发明还提供一种高空喷雾臂架系统20的升降控制逻辑，采用如上所述的抑尘车用高空喷雾臂架系统20。

臂架举升过程包括以下控制逻辑：

A1：分别检测第一臂2、第二臂3、第三臂4、第四臂5当前位置与水平面的角度信息，第一臂2与水平面的角度a初始值为0，第二臂3与水平面的角度b初始值为0，第三臂4与水平面的角度c初始值为0，第四臂5与水平面的角度d初始值为0。其中角度a,b,c,均不大于90°；

A2：第三臂4举升至与水平面成c1角度；

A3：待第三臂4与水平面成c1角度后，第一臂2、第二臂3、第三臂4、第四臂5同时进行复合运动，直至达到所需高度时停止运动；

当臂架举升到合适高度后，可通过回转座1的回转和驱动俯仰油缸12实现喷雾机11的回转与俯仰运动，使喷雾机11处于最佳喷雾角度。

其中步骤A2中的c1角度为：c1= arcsin(H/L)；

L表示第三臂4的直线段延长至第二臂3后的长度，H表示雾炮吊篮10垂直状态下的总高度；

步骤A3包含以下阶段：

A31：第四驱动油缸9时刻驱动第四臂5运动，使第四臂5与水平面夹角d始终为0°；

A32：第一臂2、第二臂3、第三臂4刚开始复合运动阶即角度a与b＜c时：臂架运动需满足a≥b,角度c需逐步减小，直至b=c。臂架在整个复合运动阶段需满足a，b，c三个角度均需大于0°，即角度A不允许小于a、b中的任何一个角度、B不允许小于b、c中的任何一个角度，且a-b＜D；

A33：当臂架运行到角度b=c时，此后的臂架运动需满足a≥b≥c，其中a，b，c三个角度均不能小于0°，即角度A不允许小于a、b中的任何一个角度、B不允许小于b、c中的任何一个角度,且a-b＜D,b-c＜D.

其中，角度A为第一臂2与第二臂3之间的夹角且A=a+b；角度B为第二臂3与第三臂4之间的夹角且B=b+c；角度D为设计指定值，根据臂架长度和臂架的举升速度进行设定，一般D=c1但不宜超过20°；

臂架收回过程包括以下控制逻辑：

B1：整个臂架收回过程a、b、c三个角度均减小，需满足角度a的减小幅度≥角度b的减小幅度≥角度c的减小幅度，且a，b，c三个角度均不能小于0°；

B2：当臂架下降时间T后，需满足a≤b≤c，且c-b≤D,b-a≤D；此过程第四臂5与水平面的夹角d始终为0°；

B3：当角度c下降到c=c1时：第一臂2、第二臂3、第三臂4停止运动，第四驱动油缸9驱动第四臂5运动，使第四臂5与水平面夹角d=c1,即第四臂5与第三臂4的夹角为π；

B4：第四臂5与水平面夹角d=c1后，驱动第四臂5的第四驱动油缸5停止运动，第一臂2、第二臂3、第三臂4继续复合运动，直至a=0,b=0,c=0。运动过程需满足a≤b≤c。

其中，时间T为系统设定值，与臂架的收回的运动速度相关，一般取T≈5~10s；角度D为设计指定值，根据臂架长度和臂架的举升速度进行设定，一般D=c1但不宜超过20°。

根据图4可知，该发明提出的高空喷雾臂架系统20安装与底盘30驾驶室后侧，喷雾机40位于整车最后端，水箱50设置在高空喷雾臂架系统20与喷雾机40之间，且水箱整体位于高空喷雾臂架系统20的下方。本发明可以充分发挥折叠臂架的优势，提高整体举升高度，还可以使整车重心分布更加合理。

本发明采用以上技术方案，将喷雾机举升至高空，避开树木、建筑物等高空障碍物,实现高空喷雾抑尘，极大的提升了抑尘车的抑尘效果和作业范围。另外，本发明的高空喷雾臂架系统的升降控制逻辑，不仅可实现多节臂架的复合运动，节约操作时间和降低操作难度，还可以有效避免单节臂架操作过程引起的干涉问题。

显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。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。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

Claims (10)

1.抑尘设备高空喷雾臂架系统，其特征在于：高空喷雾臂架采用4节折叠式臂架结构，高空喷雾臂架包括回转台、第一臂、第二臂、第三臂、第四臂、第一驱动油缸、第二驱动油缸、第三驱动油缸、第四驱动油缸和雾炮吊篮，其中第一臂的一端与回转台铰接，且第一臂与回转台之间还连接有第一驱动油缸，用于第一臂相对于回转台的旋转运动；第一臂的另一端与第二臂的一端铰接，且第一臂与第二臂之间还连接有第二驱动油缸，用于实现第二臂相对第一臂的旋转运动；第二臂的另一端与第三臂的一端铰接，且第二臂与第三臂之间还连接有第三驱动油缸，用于实现第三臂相对第二臂的旋转运动；第三臂的另一端与第四臂的一端铰接，且第三臂与第四臂之间还连接有第四驱动油缸，用于实现第四臂相对第三臂的旋转运动；第四臂的另一端与雾炮吊篮焊接在一起，且雾炮吊篮需与第四臂垂直。

2.根据权利要求1所述的抑尘设备高空喷雾臂架系统，其特征在于：高空喷雾臂架系统安装于整车中部。

3.根据权利要求1所述的抑尘设备高空喷雾臂架系统，其特征在于：4节臂架均装有检测角度的传感器。

4.根据权利要求1所述的抑尘设备高空喷雾臂架系统，其特征在于：喷雾装置位于整车尾部，喷雾装置包括喷雾机和俯仰油缸，喷雾机安装于雾炮吊篮上，俯仰油缸连接于雾炮吊篮与喷雾机之间，实现喷雾机的俯仰。

5.抑尘设备高空喷雾臂架系统的升降控制方法，采用了权利要求1至4任一所述的抑尘设备高空喷雾臂架系统，其特征在于：方法包括臂架举升过程和臂架收回过程，

臂架举升过程步骤如下：

步骤A1：分别检测第一臂、第二臂、第三臂、第四臂当前位置与水平面的角度信息，

步骤A2：驱动第三臂举升至与水平面成c1角度；

步骤A3：待第三臂与水平面成c1角度后，第一臂、第二臂、第三臂、第四臂同时进行复合运动，直至达到目标高度时停止运动；

步骤A4:当臂架举升到目标高度后，通过回转台的回转和驱动俯仰油缸实现喷雾机的回转与俯仰运动，使喷雾机处于最佳喷雾角度；

臂架收回过程步骤如下：

步骤B1：控制第一臂、第二臂和第三臂回收，收回过程满足角度a的减小幅度≥角度b的减小幅度≥角度c的减小幅度，且a、b和c三个角度均不能小于0°；

步骤B2：当臂架下降时间T使得第四臂与水平面的夹角d为0°时，在保持第四臂与水平面的夹角d始终为0°同时满足a≤b≤c且c-b≤D,b-a≤D的情况下，进一步回收其他臂架直到角度c下降到c=c1；其中，时间T为根据臂架的收回的运动速度设置的系统值；角度D为根据臂架长度和臂架的举升速度设定的指定值，且D=c1；

步骤B3：当角度c下降到c=c1时：第一臂、第二臂、第三臂停止运动，第四驱动油缸驱动第四臂运动使第四臂与水平面夹角d=c1,即第四臂与第三臂的夹角为π；

步骤B4：第四臂与水平面夹角d=c1后，第四臂停止运动；并在满足a≤b≤c的情况下，驱动第一臂、第二臂、第三臂继续复合运动直至a=0,b=0,c=0。

6.根据权利要求5所述的抑尘设备高空喷雾臂架系统的升降控制方法，其特征在于：步骤A1中第一臂与水平面的角度a初始值为0，第二臂与水平面的角度b初始值为0，第三臂与水平面的角度c初始值为0，第四臂与水平面的角度d初始值为0；其中角度a,b,c,均不大于90°。

7. 根据权利要求5所述的抑尘设备高空喷雾臂架系统的升降控制方法，其特征在于：步骤A2中的c1角度为：c1= arcsin(H/L)，L表示第三臂的直线段延长至第二臂后的长度，H表示吊篮垂直状态下的总高度。

8.根据权利要求5所述的抑尘设备高空喷雾臂架系统的升降控制方法，其特征在于：步骤A3中臂架在整个复合运动阶段需满足a，b，c三个角度均需大于0°，即角度A不允许小于a、b中的任何一个角度、B不允许小于b、c中的任何一个角度，且a-b＜D；其中，角度A为第一臂与第二臂之间的夹角且A=a+b；角度B为第二臂与第三臂之间的夹角且B=b+c。

9.根据权利要求5所述的抑尘设备高空喷雾臂架系统的升降控制方法，其特征在于：步骤A3具体包括以下步骤：

步骤A31：第四驱动油缸时刻驱动第四臂运动，使第四臂与水平面夹角d始终为0°；

步骤A32：第一臂、第二臂、第三臂刚开始复合运动阶即角度a与b＜c时：臂架运动需满足a≥b,角度c需逐步减小，直至b=c；

步骤A33：当臂架运行到角度b=c时，臂架运动需满足a≥b≥c，其中a，b，c三个角度均不能小于0°，即角度A不允许小于a、b中的任何一个角度、B不允许小于b、c中的任何一个角度,且a-b＜D,b-c＜D。

10.根据权利要求5所述的抑尘设备高空喷雾臂架系统的升降控制方法，其特征在于：角度D不超过20°，时间T取值为：5~10s。

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