CN114687561A - 作业机械的控制方法、装置和作业机械 - Google Patents

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CN114687561A CN202011635461.8A CN202011635461A CN114687561A CN 114687561 A CN114687561 A CN 114687561A CN 202011635461 A CN202011635461 A CN 202011635461A CN 114687561 A CN114687561 A CN 114687561A
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Abstract

本发明提供一种作业机械的控制方法、装置和作业机械，所述作业机械包括转塔、臂架和多个支腿；所述作业机械的控制方法包括：将所述臂架的工作区域划分为多个作业区域，每个所述作业区域对应有压力最小的第一目标支腿和压力第二小的第二目标支腿；获取所述臂架当前所处作业区域对应的第一目标支腿的第一压力和第二目标支腿的第二压力；基于所述第一压力与所述第二压力，控制所述臂架。本发明的作业机械的控制方法，通过作业区域的划分，可以在仅监控转台角度及支腿压力的情况下，实现对臂架的安全控制，且臂架的布料范围广。

Description

作业机械的控制方法、装置和作业机械
技术领域
本发明涉及机械安全控制技术领域，尤其涉及一种作业机械的控制方法、装置和作业机械。
背景技术
作业机械在作业过程中，涉及到各种结构的伸展和运动，使得作业机械的重心在作业过程中会大幅变动。特别是对于带臂架的作业机械，比如混凝土泵车，其臂架长度大，质量重，在作业过程中，臂架的状态对整车的重心影响极大，若臂架操作超范围，极易引起作业机械倾翻。
相关技术中，大多是实时计算整车重心，通过监控重心位置来控制臂架，这种控制方法的计算量大，存在滞后性；或者通过简单的分区控制，预设臂架在各个区域的运动范围，这种控制方法会严重制约臂架的布料范围。
发明内容
本发明提供一种作业机械的控制方法、装置和作业机械，用以至少在部分程度上解决或改善现有技术中臂架的过度控制约束布料范围的缺陷，实现对臂架的安全控制，且臂架的布料范围广。
本发明提供一种作业机械的控制方法，所述作业机械包括转塔、臂架和多个支腿；所述方法包括：将所述臂架的工作区域划分为多个作业区域，每个所述作业区域对应有压力最小的第一目标支腿和压力第二小的第二目标支腿；获取所述臂架当前所处作业区域对应的第一目标支腿的第一压力和第二目标支腿的第二压力；基于所述第一压力与所述第二压力，控制所述臂架。
根据本发明提供的一种作业机械的控制方法，所述基于所述第一压力与所述第二压力，控制所述臂架，包括：
基于所述第一压力与第一目标范围，确定第一备选开度；
基于所述第二压力与第二目标范围，确定第二备选开度；
其中，第一备选开度、第二备选开度为臂架控制总阀的备选开度，当所述第一压力落入第一目标范围且第二压力落入第二目标范围时，基于所述第一备选开度和所述第二备选开度，确定所述臂架控制总阀的许用开度。
根据本发明提供的一种作业机械的控制方法，还包括：
所述基于所述第一压力与第一目标范围，确定第一备选开度，包括：应用公式
Figure BDA0002881013190000021
确定第一备选开度K1，其中所述第一目标范围为(F1,F2)，所述第一压力为N1；
所述基于所述第二压力与第二目标范围，确定第二备选开度，包括：应用公式
Figure BDA0002881013190000022
确定第二备选开度K2，其中所述第二目标范围为(F3,F4)，所述第二压力为N2；
所述基于所述第一备选开度和所述第二备选开度，确定所述臂架控制总阀的许用开度，包括：应用公式
K＝min(K1,K2)
确定所述控制总阀的许用开度K。
根据本发明提供的一种作业机械的控制方法，所述基于所述第一压力与所述第二压力，控制所述臂架，包括：
基于所述第一压力与第一目标范围，确定第一备选开度；
基于所述第二压力与第二目标范围，确定第二备选开度；
其中，第一备选开度、第二备选开度为臂架控制总阀的备选开度；
在所述第一压力不大于第一目标范围中的最小值，且所述第二压力落入第二目标范围时，按所述第二备选开度控制所述臂架控制总阀；
或者，在所述第二压力不大于第二目标范围中的最小值的情况下，控制所述臂架停止。
根据本发明提供的一种作业机械的控制方法，将所述臂架的工作区域划分为多个作业区域，包括：
确定四个所述支腿的实际支撑点到所述转塔的回转中心的连线；
以四条所述连线以及从所述回转中心向前后左右四个方向引出的射线为分界线，绕所述回转中心将所述臂架的工作区域划分为八个作业区域。
根据本发明提供的一种作业机械的控制方法，所述作业区域为扇形，且作业区域的角弧度通过如下方法确定：
获取所述支腿在实际支撑点的长度以及支腿倾角；
获取所述支腿与所述作业机械的整机连接端到所述回转中心沿纵向及横向的长度；
基于所述支腿在实际支撑点的长度、支腿倾角以及所述连接端到所述回转中心沿纵向及横向的长度，确定所述作业区域的角弧度。
根据本发明提供的一种作业机械的控制方法，还包括：
基于所述臂架和所述支腿的位置，确定所述臂架对应的比例系数；
基于所述比例系数和所述臂架的全支撑倾角，确定所述臂架的限制倾角；
在所述臂架运动到所述限制倾角时，控制所述臂架停止。
根据本发明提供的一种作业机械的控制方法，还包括：
所述基于所述臂架和所述支腿的位置，确定所述臂架对应的比例系数，包括：
确定所述臂架当前所处作业区域的全支撑倾翻边和实时支撑倾翻边；
确定所述转塔的回转中心到所述全支撑倾翻边的第一垂直距离和到所述实时支撑倾翻边的第二垂直距离；
基于所述第一垂直距离和所述第二垂直距离，确定比例系数。
根据本发明提供的一种作业机械的控制方法，还包括：
所述臂架包括多个臂节，多个所述臂节中的至少部分为目标臂节；
所述基于所述比例系数和所述臂架的全支撑倾角，确定所述臂架的限制倾角，包括：
基于所述目标臂节的安全系数、所述目标臂节的全支撑倾角和所述比例系数，确定所述目标臂节的目标限制倾角；
所述在所述臂架运动到所述限制倾角时，控制所述臂架停止，包括：
在所述目标臂节运动到所述目标限制倾角时，控制所述目标臂节停止。
根据本发明提供的一种作业机械的控制方法，还包括：
在所述臂架运动到过渡区域时，判断臂架的当前倾角是否在相邻作业区域的限制倾角的范围内，所述过渡区域的中心线为相邻的两个作业区域的边界线；
如果判断结果为否，则调整臂架的当前倾角或者转塔停止。
本发明还提供一种作业机械的控制装置，所述作业机械包括转塔、臂架和多个支腿；所述控制装置包括：
第一处理模块，用于将所述臂架的工作区域划分为多个作业区域，每个所述作业区域对应有压力最小的第一目标支腿和压力第二小的第二目标支腿；
第一获取模块，用于获取所述臂架当前所处作业区域对应的第一目标支腿的第一压力和第二目标支腿的第二压力；
第一控制模块，用于基于所述第一压力与所述第二压力，控制所述臂架。
本发明还提供一种作业机械，包括：转塔、臂架、多个支腿和如上述的控制装置。
本发明还提供一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如上述任一种所述作业机械的控制方法的步骤。
本发明还提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上述任一种所述作业机械的控制方法的步骤。
本发明提供的作业机械的控制方法、装置和作业机械，通通过作业区域的划分，可以在仅监控转台角度及支腿压力的情况下，实现对臂架的安全控制，且臂架的布料范围广。
附图说明
为了更清楚地说明本发明或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明提供的作业机械的控制方法的流程示意图之一；
图2是本发明提供的作业机械的控制方法中划分作业区域的示意图之一；
图3是本发明提供的作业机械的控制方法中确定臂架控制总阀开度的示意图；
图4是本发明提供的作业机械的控制方法的流程示意图之二；
图5是本发明提供的作业机械的控制方法中划分作业区域的示意图之二；
图6是本发明提供的作业机械的控制方法的流程示意图之三；
图7是本发明提供的作业机械的控制装置的结构示意图；
图8是本发明提供的作业机械的结构示意图；
图9是本发明提供的电子设备的结构示意图；
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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，都属于本发明保护的范围。
下面结合图1-图6描述本发明的作业机械的控制方法。
作业机械包括转塔、臂架、车身和多个支腿。
作业机械的臂架安装于转塔，比如泵车、车载泵和消防车，臂架通过转台安装于转塔，转台可以绕枢转轴线转动，枢转轴线可以沿竖向(上下方向)延伸。
臂架安装于转台，通过转动转台，可以实现臂架的方位调整，臂架可以包括臂节，多个臂节之间顺次折叠相连，第一个臂节与转台相连，最后一个臂节的末端为臂架的作业端，通过转动转台及展开各臂节，可以使臂架的作业端移动到目标作业位置，目标作业位置可以为需要浇筑混凝土的位置。
如图2所示，为沿转台转动轴线的俯视图，转塔的回转中心为O，转台的回转中心通常与转塔的回转中心重合，该作业机械包括四个支腿——右前支腿、左前支腿、右后支腿和左后支腿。右前支腿的长度为L1，左前支腿的长度为L2，右后支腿的长度为L3，左后支腿的长度为L4。
四个支腿与转塔的连接端分别为f、g、h和e，四个支腿的实际支撑点分别为j、k、m和i。
如图1所示，本发明实施例提供的作业机械的控制方法，包括步骤110-步骤130。
步骤110、将臂架的工作区域划分为多个作业区域，每个作业区域对应有压力最小的第一目标支腿和压力第二小的第二目标支腿；
每个作业区域均为扇形，扇形的圆心为转塔的回转中心O。
可以理解的是，对于作业机械来说，臂架的转动对整车的重心影响较大，通过绕上述垂线划分作业区域，可以在各扇形作业区域对臂架独立控制，从而在保证安全的前提下，尽量提高布料的范围。
臂架在不同的作业区域时，各个支腿的压力(或者是支腿受到的反向支撑力)会变化。
可以理解的是，离臂架越远的支腿，其压力越小，离臂架越近的支腿，其压力越大，而压力较小的支腿易抬起发生倾翻。
在步骤110中，还确定了与每个作业区域对应的压力最小的两个支腿。
步骤120、获取臂架当前所处作业区域对应的第一目标支腿的第一压力和第二目标支腿的第二压力；
在该步骤中，需要先确定臂架当前所处的作业区域，在实际的执行中，通过监控转台的转角即可确定臂架当前所处的作业区域，比如可以通过转台位置检测单元检测转台的位置，从而得到臂架当前所处的作业区域。
在确定臂架当前所处的作业区域后，采集与该作业区域对应的第一目标支腿的第一压力和与该作业区域对应的第二目标支腿的第二压力。
步骤130、基于第一压力与第二压力，控制臂架。
通过对第一压力和第二压力的监控，即可实现对臂架的控制。
换言之，上述控制方法，无需实时计算整车重心，比如步骤110只需确定转塔的回转中心，而转塔回转中心是恒定的。
对比相关技术中的实时变化的整车重心计算，本发明转换为转台角度的监控以及两个支腿的压力监控，可以大大简化计算量，且分区式的控制方法，可以尽量在每个作业区域实现最大的布料范围。
根据本发明实施例的作业机械的控制方法，通过作业区域的划分，可以在仅监控转台角度及支腿压力的情况下，实现对臂架的安全控制，且臂架的布料范围广。
在一些实施例中，步骤110、将臂架的工作区域划分为多个作业区域，包括：步骤111和步骤112。
步骤111、确定四个支腿的实际支撑点到转塔的回转中心的连线；
如图2所示，转塔的回转中心为O，四个支腿的实际支撑点分别为j、k、m和i，则上述四条连线分别为：Oj、Ok、Om和Oi。
步骤112、以四条连线以及从回转中心向前后左右四个方向引出的射线为分界线，绕转塔的回转中心将臂架的工作区域划分为八个作业区域。
如图2所示，从回转中心向前后左右四个方向引出的射线分别为0°线、90°线、180°线和270°线，在步骤112中，使用8条线，将臂架的工作范围(360°)划分为了第一作业区域①、第二作业区域②、第三作业区域③、第四作业区域④、第五作业区域⑤、第六作业区域⑥、第七作业区域⑦和第八作业区域⑧。
上述划分方式，可以更准确地体现臂架的作业区域与支腿承受的压力的关系，且综合考虑了支腿的承受力和转塔的结构方位。
另外，前后左右四个方向引出的射线的角度已知，在实际划分作业区域时，只需确定支腿的实际支撑点到转塔的回转中心的连线的倾角，即可确定作业区域的范围。
在本实施例中，作业区域为扇形，且作业区域的角弧度通过如下方法确定：
获取支腿在实际支撑点的长度以及支腿倾角；
获取支腿与作业机械的整机连接端到回转中心沿纵向及横向的长度；
基于支腿在实际支撑点的长度、支腿倾角以及连接端到回转中心沿纵向及横向的长度，确定作业区域的角弧度，作业区域的角弧度可以表示该作业区域的范围大小。
如图2所示，第一作业区域①的角弧度为
arctan(H1+L1*sinB)/(X1+L1*cosB)
其中，H1为f点到O点沿左右方向的垂直距离，X1为f点到O点沿前后方向的垂直距离，对于某作业机械，该H1和X1为定值，L1为该支腿的最大长度，B为该支腿的支腿倾角，即该支腿在水平面上的投影与前后方向的夹角。
第二作业区域②的角弧度为
90°-arctan(H1+L1*sinB)/(X1+L1*cosB)
第四作业区域④的角弧度为
arctan(L3*sinC+H3)/(L3*cosC+X3)
其中，H3为g点到O点沿左右方向的垂直距离，X3为g点到O点沿前后方向的垂直距离，对于某作业机械，该H3和X3为定值，L3为该支腿的最大长度，C为该支腿伸的支腿倾角，即该支腿在水平面上的投影与前后方向的夹角。
第三作业区域③的角弧度为
90°-arctan(L3*sinC+H3)/(L3*cosC+X3)
第五作业区域⑤、第六作业区域⑥、第七作业区域⑦和第八作业区域⑧采用同样的方法计算即可。
在确定了各区域的角弧度的情况下，通过转台编码器读取角度值，即可判断臂架属于哪个作业区域。
各作业区域与第一目标支腿和第二目标支腿的对应关系如下表
表1
作业区域 第一目标支腿 第二目标支腿
第一作业区域① 左后支腿 右后支腿
第二作业区域② 左后支腿 右后支腿
第三作业区域③ 左后支腿 左前支腿
第四作业区域④ 左前支腿 右前支腿
第五作业区域⑤ 右前支腿 左前支腿
第六作业区域⑥ 右后支腿 右前支腿
第七作业区域⑦ 右后支腿 左后支腿
第八作业区域⑧ 右后支腿 左后支腿
当然，在实际的执行中，还可以通过其他方式划分臂架的作业区域，比如采集支腿的压力，根据各支腿的压力大小，将臂架的工作区域划分为多个作业区域；或者还可以参考作业车辆所处地面的倾斜角度等因素。
在一些实施例中，步骤130、基于第一压力与第二压力，控制臂架，包括：
基于第一压力与第一目标范围，确定第一备选开度；
基于第二压力与第二目标范围，确定第二备选开度；
其中，第一备选开度、第二备选开度为臂架控制总阀的备选开度，当第一压力落入第一目标范围且第二压力落入第二目标范围时，基于第一备选开度和第二备选开度，确定臂架控制总阀的许用开度。
第一目标范围为第一压力的压力阈值，第二目标范围为第二压力的压力阈值。可以理解的是，提前预设第一目标范围和第二目标范围，第一目标范围用于约束最小的第一压力，第二目标范围用于约束第二小的第二压力。
通过两个最小的压力，可以分别得到臂架控制总阀的两个备选开度，再通过两个压力与两个目标范围的比较以及两个备选开度，可以确定臂架控制总阀的许用开度。
在实际的执行中，基于第一压力与第一目标范围，确定第一备选开度，包括：应用公式
Figure BDA0002881013190000111
确定第一备选开度K1，其中第一目标范围为(F1,F2)，第一压力为N1；
基于第二压力与第二目标范围，确定第二备选开度，包括：应用公式
Figure BDA0002881013190000112
确定第二备选开度K2，其中第二目标范围为(F3,F4)，第二压力为N2；
当第一压力落入第一目标范围且第二压力落入第二目标范围时，基于第一备选开度和第二备选开度，确定臂架控制总阀开度，包括：应用公式
K＝min(K1,K2)
确定控制总阀的许用开度K。
通过取第一备选开度和第二备选开度中较小的作为控制总阀的许用开度，可以确保安全。
如图3所示，上述方式也可以用作图法实现。
当然，在实际作业过程中，还可能存在如下三种情况：
其一，在第二压力不小于第二目标范围中的最大值，即N2≥F4的情况下，不控制臂架控制总阀的开度。
其二，在第二压力位于第二目标范围内，且第一压力不大于第一目标范围中的最小值，即N2∈(F3,F4)，且N1≤F1的情况下，按照第二备选开度K2控制臂架控制总阀的开度。
其三，在第二压力不大于第二目标范围中的最小值，即N2≤F3的情况下，控制臂架停止。
换言之，在任一压力不足时，均停止臂架。
或者，在第一压力不大于第一目标范围中的最小值，或第二压力不大于第二目标范围中的最小值的情况下，还可以发出报警信号。
报警信号有多种表现形式：
其一，报警信号可以表现为作业机械的警报灯发光，或者作业机械的蜂鸣器蜂鸣。
其二，报警信号可以表现为作业机械的显示面板显示的提示信息。
其三，报警信号可以表现为发送给远程监控端的提示信息。
需要说明的是，上述步骤110-步骤130可以对应作业机械的第一控制模式。
如图4所示，在第一控制模式，该控制方法可以包括步骤410-步骤450。
步骤410、判断臂架的作业区域；
在实际执行过程中，可以定义转台位置检测单元(编码器)的起始角度与方向，实时采集转台位置检测单元的检测数值。
步骤420、采集第一压力和第二压力；
在确定臂架的作业区域后，读取对应的第一目标支腿的第一压力和第二目标支腿的第二压力。
步骤430、将第一压力与第一目标范围比较，将第二压力与第二目标范围比较；
换言之，将读取的压力与预设的目标范围比较，得到比较结果。
步骤440、调节臂架控制总阀开度，控制臂架速度；
根据比较结果，调整臂架控制总阀开度。
步骤450、在臂架的作业端到达目标作业位置的过程中，若第一压力和第二压力中的一个小于目标范围的最小值，臂架停止，且报警。
本发明实施例的作业机械还可以具有第二控制模式。
对应地，该作业机械的控制方法，还可以包括：
基于臂架和支腿的位置，确定臂架对应的比例系数；
在实际的执行中，可以通过如下方法确定比例系数。
确定臂架当前所处作业区域的全支撑倾翻边和实时支撑倾翻边。
在该模式下，可以通过如下方法划分作业区域。
确定四个支腿的实际支撑点到转塔的回转中心的连线；
如图5所示，转塔的回转中心为O，四个支腿的实际支撑点分别为j、k、m和i，则上述四条连线分别为：Oj、Ok、Om和Oi。
以四条连线为分界线，将臂架的工作区域划分为四个作业区域。
如图5所示，使用4条分界线，将臂架的工作范围(360°)划分为了第一作业区域Ⅰ、第二作业区域Ⅱ、第三作业区域Ⅲ、第四作业区域IV。
上述划分方式，相较于第一控制模式下，更精简，主要考虑了支腿在不同方位的承受力。
确定转塔的回转中心到全支撑倾翻边的第一垂直距离和到实时支撑倾翻边的第二垂直距离；
实时支撑倾翻边通过支腿当前的支撑点确定，全支撑倾翻边通过支腿的实际支撑点确定。
以图5为例，臂架运动到第二作业区域Ⅱ时，倾翻边位于右侧，Q1为实时支撑倾翻边，Q2为全支撑倾翻边。
第一垂直距离为c1，第二垂直距离为C1。
基于第一垂直距离和第二垂直距离，确定比例系数。
在实际的执行中，可以通过如下公式：a＝c1/C1，确定比例系数a。
基于比例系数a和臂架的全支撑倾角，确定臂架的限制倾角；
臂架的全支撑倾角为作业机械的支腿在全支撑(实际支撑点)时，臂架的最大允许倾角。
在臂架运动到限制倾角时，控制臂架停止。
当然，该控制方法还可以包括：在臂架运动到限制倾角时，发出报警信号。
报警信号有多种表现形式：
其一，报警信号可以表现为作业机械的警报灯发光，或者作业机械的蜂鸣器蜂鸣。
其二，报警信号可以表现为作业机械的显示面板显示的提示信息。
其三，报警信号可以表现为发送给远程监控端的提示信息。
在一些实施例中，臂架包括多个臂节，多个臂节中的至少部分为目标臂节，臂架包括的臂节越多，目标臂节的数目越多。
比如在臂架包括7个或8个臂节时，目标臂节可以为靠近转塔的3个臂节；在臂架包括5个或6个臂节时，目标臂节可以为靠近转塔的2个臂节；在臂架包括3个臂节时，目标臂节可以为靠近转塔的1个臂节。
基于比例系数和臂架的全支撑倾角，确定臂架的限制倾角，包括：基于目标臂节的安全系数、目标臂节的全支撑倾角和比例系数，确定目标臂节的目标限制倾角。
以臂架包括7个或8个臂节为例，目标臂节可以为靠近转塔的3个臂节，这三个目标臂节的安全系数分别为k1、k2和k3，这三个目标臂节的全支撑倾角分别为α1、α2和α3。
第一个目标臂节的目标限制倾角β1为β1＝a*k1*α1；
第二个目标臂节的目标限制倾角β2为β2＝a*k2*α2；
第三个目标臂节的目标限制倾角β3为β3＝a*k3*α3。
在臂架运动到限制倾角时，控制臂架停止，包括：
在目标臂节运动到目标限制倾角时，控制目标臂节停止。
比如在第一个目标臂节到目标限制倾角β1时，控制第一个目标臂节停止；在第二个目标臂节到目标限制倾角β2时，控制第二个目标臂节停止；在第三个目标臂节到目标限制倾角β3时，控制第三个目标臂节停止。
这样，对于臂架中对整车回转中心影响较大的臂节，可以实现独立控制，从而在确保安全的情况下，实现较大的布料范围。
在一些实施例中，作业机械的控制方法还可以包括：
在臂架运动到过渡区域时，判断臂架的当前倾角是否在相邻作业区域的限制倾角的范围内，过渡区域的中心线为相邻的两个作业区域的边界线；
如果判断结果为否，则调整臂架的当前倾角或者转塔停止。
过渡区域可以沿相邻的两个作业区域的分界线对称设置，过渡区域的角度范围可以为1°-20°，比如10°。
比如，当前臂架在第一作业区域Ⅰ作业，准备转动到第二作业区域Ⅱ，当臂架转动到第一作业区域Ⅰ与第二作业区域Ⅱ之间的过渡区域时，需要确定臂架的当前倾角是否在第二作业区域Ⅱ的限制倾角的范围内。
当然，在过渡区域，该控制方法还可以包括：发出报警信号。
报警信号有多种表现形式：
其一，报警信号可以表现为作业机械的警报灯发光，或者作业机械的蜂鸣器蜂鸣。
其二，报警信号可以表现为作业机械的显示面板显示的提示信息。
其三，报警信号可以表现为发送给远程监控端的提示信息。
如图6所示，在第一控制模式，该控制方法可以包括步骤610-步骤650。
步骤610、判断臂架的作业区域；
在实际执行过程中，可以定义转台位置检测单元(编码器)的起始角度与方向，实时采集转台位置检测单元的检测数值。
步骤620、确定转塔的回转中心到倾翻边的垂直距离；
在该步骤中，需要确定转塔的回转中心到全支撑倾翻边的第一垂直距离和到实时支撑倾翻边的第二垂直距离；
步骤630、确定比例系数；
第一垂直距离为c1，第二垂直距离为C1。
在实际的执行中，可以通过如下公式：a＝c1/C1，确定比例系数a。
步骤660、确定各臂节的限定倾角；
以臂架包括7个或8个臂节为例，目标臂节可以为靠近转塔的3个臂节，这三个目标臂节的安全系数分别为k1、k2和k3，这三个目标臂节的全支撑倾角分别为α1、α2和α3。
第一个目标臂节的目标限制倾角β1为β1＝a*k1*α1；
第二个目标臂节的目标限制倾角β2为β2＝a*k2*α2；
第三个目标臂节的目标限制倾角β3为β3＝a*k3*α3。
步骤650、在臂架的作业端到达目标作业位置的过程中，若任一臂节的倾角到达限定倾角，则停止，且报警。
需要说明的是，第二控制模式下的安全系数高于第一控制模式，该控制方法可以包括：在常态下控制臂架以第二控制模式工作，当在第二控制模式下，臂架的作业端无法到达目标作业位置时，切换到第一控制模式，切换方式可以为自动切换或接收驾驶员的输入实现手动切换。
或者该控制方法可以包括：第一控制模式和第二控制模式同时执行，任一控制模式下，若满足臂架停止的条件，则控制臂架停止，从而提高最大的安全防护等级。
需要说明的时，臂架在第二控制模式下的运动速度低于臂架在第一控制模式下的运动速度，以提高安全性。
下面对本发明提供的作业机械的控制装置进行描述，下文描述的作业机械的控制装置与上文描述的作业机械的控制方法可相互对应参照。
作业机械包括臂架、安装于转塔的臂架和多个支腿。
如图7所示，控制装置包括：第一处理模块710、第一获取模块720和第一控制模块730。
第一处理模块710，用于将臂架的工作区域划分为多个作业区域，每个作业区域对应有压力最小的第一目标支腿和压力第二小的第二目标支腿；
第一获取模块720，用于获取臂架当前所处作业区域对应的第一目标支腿的第一压力和第二目标支腿的第二压力；
第一控制模块730，用于基于第一压力与第二压力，控制臂架。
根据本发明实施例的作业机械的控制装置，通过作业区域的划分，可以在仅监控转台角度及支腿压力的情况下，实现对臂架的安全控制，且臂架的布料范围广。
在一些实施例中，第一控制模块730，还用于基于第一压力与第一目标范围，确定第一备选开度；基于第二压力与第二目标范围，确定第二备选开度；其中，第一备选开度、第二备选开度为臂架控制总阀的备选开度，当所述第一压力落入第一目标范围且第二压力落入第二目标范围时，基于第一备选开度和第二备选开度，确定臂架控制总阀的许用开度。
在一些实施例中，第一控制模块730，还用于应用公式
Figure BDA0002881013190000171
确定第一备选开度K1，其中第一目标范围为(F1,F2)，第一压力为N1；
应用公式
Figure BDA0002881013190000181
确定第二备选开度K2，其中第二目标范围为(F3,F4)，第二压力为N2；
当所述第一压力落入第一目标范围且第二压力落入第二目标范围时，基于所述第一备选开度和所述第二备选开度，确定所述臂架控制总阀的许用开度，包括应用公式
K＝min(K1,K2)
确定控制总阀的许用开度K。
在一些实施例中，第一控制模块730，还用于基于所述第一压力与第一目标范围，确定第一备选开度；
基于所述第二压力与第二目标范围，确定第二备选开度；
其中，第一备选开度、第二备选开度为臂架控制总阀的备选开度；
在所述第一压力不大于第一目标范围中的最小值，且所述第二压力落入第二目标范围时，按所述第二备选开度控制所述臂架控制总阀；
或者，在第二压力不大于第二目标范围中的最小值的情况下，控制臂架停止。
在一些实施例中，第一处理模块710，还用于确定四个支腿的实际支撑点到转塔的回转中心的连线；
以四条连线以及从回转中心向前后左右四个方向引出的射线为分界线，绕回转中心将臂架的工作区域划分为八个作业区域。
在一些实施例中，所述作业区域为扇形，且作业区域的角弧度通过如下方法确定：
获取支腿在实际支撑点的长度以及支腿倾角；
获取支腿与作业机械的整机连接端到回转中心沿纵向及横向的长度；
基于支腿在实际支撑点的长度、支腿倾角以及连接端到回转中心沿纵向及横向的长度，确定作业区域的角弧度。
在一些实施例中，作业机械的控制装置还包括：
第一确定模块，用于基于臂架和支腿的位置，确定臂架对应的比例系数；
第二确定模块，用于基于比例系数和臂架的全支撑倾角，确定臂架的限制倾角；
第二控制模块，用于在臂架运动到限制倾角时，控制臂架停止。
在一些实施例中，第一确定模块，还用于确定臂架当前所处作业区域的全支撑倾翻边和实时支撑倾翻边；确定转塔的回转中心到全支撑倾翻边的第一垂直距离和到实时支撑倾翻边的第二垂直距离；基于第一垂直距离和第二垂直距离，确定比例系数。
在一些实施例中，臂架包括多个臂节，多个臂节中的至少部分为目标臂节；
第二确定模块，还用于基于目标臂节的安全系数、目标臂节的全支撑倾角和比例系数，确定目标臂节的目标限制倾角；
第二控制模块，还用于在目标臂节运动到目标限制倾角时，控制目标臂节停止。
在一些实施例中，作业机械的控制装置还包括：
第二处理模块，用于在所述臂架运动到过渡区域时，判断臂架的当前倾角是否在相邻作业区域的限制倾角的范围内，所述过渡区域的中心线为相邻的两个作业区域的边界线；
如果判断结果为否，则调整臂架的当前倾角或者转塔停止。
本发明还提供了一种作业机械。
本发明的作业机械可以为泵车、车载泵或消防车等。
本发明提供的作业机械包括：臂架、安装于臂架的臂架、多个支腿和上述控制装置。
如图8所示，该作业机械包括：检测装置810、安全控制器820、执行装置830和显示装置840。
检测装置810包括臂架倾角检测单元811、转台位置检测单元812、支腿位置检测单元813和压力检测单元814。
其中，臂架倾角检测单元811用于检测臂架的倾角；转台位置检测单元812用于检测转台的角度，从而可以确定臂架当前的作业区域；支腿位置检测单元813用于检测支腿的位置；压力检测单元814用于检测支腿压力或者支腿受到的反作用力。
安全控制器820包括：臂架倾角比较单元821、压力比较单元822和安全判断单元823。
其中，臂架倾角比较单元821与臂架倾角检测单元811、转台位置检测单元812及支腿位置检测单元813电连接；压力比较单元822与支腿位置检测单元813及压力检测单元814电连接；臂架倾角比较单元821和压力比较单元822与安全判断单元823电连接。
执行装置830包括：臂架输出执行器831和报警单元832。
其中，臂架输出执行器831和报警单元832均与安全判断单元823电连接。
显示装置840用于实现预警显示、臂架倾角显示和支架压力显示。
图9示例了一种电子设备的实体结构示意图，如图9所示，该电子设备可以包括：处理器(processor)910、通信接口(Communications Interface)920、存储器(memory)930和通信总线940，其中，处理器910，通信接口920，存储器930通过通信总线940完成相互间的通信。处理器910可以调用存储器930中的逻辑指令，以执行作业机械的控制方法，作业机械包括转塔、臂架和多个支腿；该方法包括：绕通过转塔回转中心的垂线，将臂架的工作区域划分为多个作业区域，每个作业区域对应有压力最小的第一目标支腿和压力第二小的第二目标支腿；获取臂架当前所处作业区域对应的第一目标支腿的第一压力和第二目标支腿的第二压力；基于第一压力与第二压力，控制臂架。
此外，上述的存储器930中的逻辑指令可以通过软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
另一方面，本发明还提供一种计算机程序产品，所述计算机程序产品包括存储在非暂态计算机可读存储介质上的计算机程序，所述计算机程序包括程序指令，当所述程序指令被计算机执行时，计算机能够执行上述各方法所提供的作业机械的控制方法，作业机械包括转塔、臂架和多个支腿；该方法包括：绕通过转塔回转中心的垂线，将臂架的工作区域划分为多个作业区域，每个作业区域对应有压力最小的第一目标支腿和压力第二小的第二目标支腿；获取臂架当前所处作业区域对应的第一目标支腿的第一压力和第二目标支腿的第二压力；基于第一压力与第二压力，控制臂架。
又一方面，本发明还提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现以执行上述各提供的作业机械的控制方法，作业机械包括转塔、臂架和多个支腿；该方法包括：绕通过转塔回转中心的垂线，将臂架的工作区域划分为多个作业区域，每个作业区域对应有压力最小的第一目标支腿和压力第二小的第二目标支腿；获取臂架当前所处作业区域对应的第一目标支腿的第一压力和第二目标支腿的第二压力；基于第一压力与第二压力，控制臂架。
以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (14)

1.一种作业机械的控制方法，其特征在于，所述作业机械包括转塔、臂架和多个支腿；所述方法包括：
将所述臂架的工作区域划分为多个作业区域，每个所述作业区域对应有压力最小的第一目标支腿和压力第二小的第二目标支腿；
获取所述臂架当前所处作业区域对应的第一目标支腿的第一压力和第二目标支腿的第二压力；
基于所述第一压力与所述第二压力，控制所述臂架。
2.根据权利要求1所述的作业机械的控制方法，其特征在于，所述基于所述第一压力与所述第二压力，控制所述臂架，包括：
基于所述第一压力与第一目标范围，确定第一备选开度；
基于所述第二压力与第二目标范围，确定第二备选开度；
其中，第一备选开度、第二备选开度为臂架控制总阀的备选开度，当所述第一压力落入第一目标范围且第二压力落入第二目标范围时，基于所述第一备选开度和所述第二备选开度，确定所述臂架控制总阀的许用开度。
3.根据权利要求2所述的作业机械的控制方法，其特征在于，
所述基于所述第一压力与第一目标范围，确定第一备选开度，包括：应用公式
Figure FDA0002881013180000011
确定第一备选开度K1，其中所述第一目标范围为(F1,F2)，所述第一压力为N1；
所述基于所述第二压力与第二目标范围，确定第二备选开度，包括：应用公式
Figure FDA0002881013180000012
确定第二备选开度K2，其中所述第二目标范围为(F3,F4)，所述第二压力为N2；
所述当所述第一压力落入第一目标范围且第二压力落入第二目标范围时，基于所述第一备选开度和所述第二备选开度，确定所述臂架控制总阀的许用开度，包括：应用公式
K＝min(K1,K2)
确定所述控制总阀的许用开度K。
4.根据权利要求1所述的作业机械的控制方法，其特征在于，所述基于所述第一压力与所述第二压力，控制所述臂架，包括：
基于所述第一压力与第一目标范围，确定第一备选开度；
基于所述第二压力与第二目标范围，确定第二备选开度；
其中，第一备选开度、第二备选开度为臂架控制总阀的备选开度；
在所述第一压力不大于第一目标范围中的最小值，且所述第二压力落入第二目标范围时，按所述第二备选开度控制所述臂架控制总阀；
或者，在所述第二压力不大于第二目标范围中的最小值的情况下，控制所述臂架停止。
5.根据权利要求1所述的作业机械的控制方法，其特征在于，所述将所述臂架的工作区域划分为多个作业区域，包括：
确定四个所述支腿的实际支撑点到所述转塔的回转中心的连线；
以四条所述连线以及从所述回转中心向前后左右四个方向引出的射线为分界线，绕所述回转中心将所述臂架的工作区域划分为八个作业区域。
6.根据权利要求1所述的作业机械的控制方法，其特征在于，所述作业区域为扇形，且作业区域的角弧度通过如下方法确定：
获取所述支腿在实际支撑点的长度以及支腿倾角；
获取所述支腿与所述作业机械的整机连接端到所述回转中心沿纵向及横向的长度；
基于所述支腿在实际支撑点的长度、支腿倾角以及所述连接端到所述回转中心沿纵向及横向的长度，确定所述作业区域的角弧度。
7.根据权利要求1-6中任一项所述的作业机械的控制方法，其特征在于，还包括：
基于所述臂架和所述支腿的位置，确定所述臂架对应的比例系数；
基于所述比例系数和所述臂架的全支撑倾角，确定所述臂架的限制倾角；
在所述臂架运动到所述限制倾角时，控制所述臂架停止。
8.根据权利要求7所述的作业机械的控制方法，其特征在于，所述基于所述臂架和所述支腿的位置，确定所述臂架对应的比例系数，包括：
确定所述臂架当前所处作业区域的全支撑倾翻边和实时支撑倾翻边；
确定所述转塔的回转中心到所述全支撑倾翻边的第一垂直距离和到所述实时支撑倾翻边的第二垂直距离；
基于所述第一垂直距离和所述第二垂直距离，确定比例系数。
9.根据权利要求7所述的作业机械的控制方法，其特征在于，所述臂架包括多个臂节，多个所述臂节中的至少部分为目标臂节；
所述基于所述比例系数和所述臂架的全支撑倾角，确定所述臂架的限制倾角，包括：
基于所述目标臂节的安全系数、所述目标臂节的全支撑倾角和所述比例系数，确定所述目标臂节的目标限制倾角；
所述在所述臂架运动到所述限制倾角时，控制所述臂架停止，包括：
在所述目标臂节运动到所述目标限制倾角时，控制所述目标臂节停止。
10.根据权利要求7所述的作业机械的控制方法，其特征在于，还包括：
在所述臂架运动到过渡区域时，判断臂架的当前倾角是否在相邻作业区域的限制倾角的范围内，所述过渡区域的中心线为相邻的两个作业区域的边界线；
如果判断结果为否，则调整臂架的当前倾角或者转塔停止。
11.一种作业机械的控制装置，其特征在于，所述作业机械包括转塔、臂架和多个支腿；所述控制装置包括：
第一处理模块，用于将所述臂架的工作区域划分为多个作业区域，每个所述作业区域对应有压力最小的第一目标支腿和压力第二小的第二目标支腿；
第一获取模块，用于获取所述臂架当前所处作业区域对应的第一目标支腿的第一压力和第二目标支腿的第二压力；
第一控制模块，用于基于所述第一压力与所述第二压力，控制所述臂架。
12.一种作业机械，其特征在于，包括：转塔、臂架、多个支腿和如权利要求11所述的控制装置。
13.一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1至10任一项所述作业机械的控制方法的步骤。
14.一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至10任一项所述作业机械的控制方法的步骤。
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