CN114713421B - 一种遥控喷涂的控制方法及系统 - Google Patents

一种遥控喷涂的控制方法及系统 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种遥控喷涂的控制方法，涉及到对遥控臂、喷涂臂的控制，所述控制方法包括：在遥控臂侧，采集遥控手柄中心的坐标（X，Y，Z），以及遥控手柄的姿态ax、ay、az，采集得到(X，Y，Z，ax，ay，az)后，将其向喷涂臂实时发送；喷涂臂接收到所述(X，Y，Z，ax，ay，az)后，计算Z轴滑座电机转角；计算得到w1、w2、w3、w4、w5、w6后，控制相应电机执行旋转动作。

Description

一种遥控喷涂的控制方法及系统
技术领域
本发明涉及船体喷涂行业技术领域，更具体地，涉及一种遥控喷涂的控制方法及系统。
背景技术
随着遥控喷涂技术在船体喷涂领域的逐步应用，如何高精度地对遥控喷涂的动作进行精准控制，成为了现有技术亟待解决的难题。
发明内容
本发明的发明目的在于提供一种高精准度的遥控喷涂的控制方法。
为实现以上发明目的，采用的技术方案是：
一种遥控喷涂的控制方法，涉及到对遥控臂、喷涂臂的控制，其中所述遥控臂包括遥控手柄、前臂、连接件、后臂，其中遥控手柄与前臂的一端连接，前臂的另一端与连接件的一端连接；连接件的另一端与后臂的一端连接；后臂的另一端固定设置，作为原点；
所述喷涂臂包括喷枪组件及摆臂组件；
喷枪组件包括喷枪、喷枪Y轴摆臂电机、喷枪Z轴摆臂电机、喷枪X轴摆臂电机、喷枪固定座和电机固定座；喷枪Y轴摆臂电机设置于喷枪固定座上，其驱动端与喷枪连接；喷枪X轴摆臂电机设置于电机固定座上，其驱动端与喷枪固定座连接；喷枪Z轴摆臂电机设置于摆臂组件上，其驱动端与电机固定座连接；
摆臂组件包括前摆臂、后摆臂、前摆臂电机、后摆臂电机及滑座；其中前摆臂的一端与喷枪组件连接；前摆臂的另一端通过前摆臂电机与后摆臂的一端转动连接；后摆臂的另一端通过后摆臂电机与滑座转动连接；所述滑座通过滑轨滑动安装在一监控箱的外表面上；监控箱的外表面上还设置有Z轴滑座电机及丝杆，Z轴滑座电机与丝杆的一端连接；丝杆的另一端与滑座连接；
所述控制方法包括：
在遥控臂侧，采集遥控手柄中心的坐标(X，Y，Z)，以及遥控手柄的姿态ax、ay、az，其中
X＝L3*sin(b2+b4)；
Y＝L3*cos(b2+b4)；
Z＝L5*cos(b5)；
ax＝a1；
ay＝a2；
az＝180-(a3+b1+b2+b4)；
L3＝L12+L22-2*L1*L2*cos(b3)；
b2＝arccos((L12+L32-L22)/2*L1*L3)；
其中L3表示遥控手柄中心至原点距离；b2表示后臂与遥控手柄中心、原点所形成的直线之间的夹角；b4表示后臂的转角；L5表示后臂的长度；b5表示后臂上下倾角；a1表示遥控手柄X轴摆角；a2表示遥控手柄Y轴摆角；a3表示遥控手柄Z轴与前臂之间的夹角；b1表示前臂与遥控手柄中心、原点所形成的直线之间的夹角；L1表示连接件、后臂的总长度之和；L2表示前臂的长度；b3表示前臂与连接件、后臂所形成的直线之间的夹角；
采集得到(X，Y，Z，ax，ay，az)后，将其向喷涂臂实时发送；
喷涂臂接收到所述(X，Y，Z，ax，ay，az)后，计算Z轴滑座电机转角：
w1＝KZ/P1；
计算后摆臂电机转角：w2＝C6；
计算前摆臂电机转角：
Figure BDA0003626704330000021
计算喷枪Z轴摆臂电机转角：w4＝c4＝270-c5-c1；
计算喷枪Y轴摆臂电机转角：w5＝ay；
计算喷枪X轴摆臂电机转角：w6＝ax；
其中K表示放大系数；P1表示丝杆螺距；
C6＝C5-C2；
Figure BDA0003626704330000022
C5＝arctan(KY/KX)；
Figure BDA0003626704330000023
D1表示后摆臂的长度；D2表示前摆臂的长度；c3表示前摆臂与后摆臂之间所形成的夹角；c4表示喷枪在Z轴平面上与前摆臂所形成直线之间的夹角；c5表示前摆臂一端与后摆臂另一端所形成的直线与竖直线之间所形成的夹角；c1表示前摆臂与前摆臂一端、后摆臂另一端所形成的直线之间的夹角；计算得到w1、w2、w3、w4、w5、w6后，控制相应电机执行旋转动作。
优选地，所述b4、b5、a1、a2、a3、b1、b3由角度传感器采集得到。
同时，本发明还提供了一种遥控喷涂的控制系统，包括遥控臂控制器和喷涂臂控制器；遥控臂控制器用于采集得到(X，Y，Z，ax，ay，az)后，将其向喷涂臂实时发送；喷涂臂控制器用于接收所述(X，Y，Z，ax，ay，az)后，计算w1、w2、w3、w4、w5、w6，控制相应电机执行旋转动作。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例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简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅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性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1为遥控臂的正视图。
图2为遥控臂的俯视图。
图3为喷涂臂的正视图。
图4为喷枪组件的放大图。
图5为喷涂臂的俯视图。
具体实施方式
为使得本发明的发明目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，下面所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而非全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
本实施例提供一种遥控喷涂的控制方法，涉及到对遥控臂、喷涂臂的控制，如图1、2所示，其中所述遥控臂包括遥控手柄1、前臂2、连接件3、后臂4，其中遥控手柄1与前臂2的一端连接，前臂2的另一端与连接件3的一端连接；连接件3的另一端与后臂4的一端连接；后臂4的另一端固定设置，作为原点；
如图3、4、5所示，所述喷涂臂包括喷枪组件5及摆臂组件6；
喷枪组件5包括喷枪51、喷枪Y轴摆臂电机52、喷枪Z轴摆臂电机53、喷枪X轴摆臂电机54、喷枪固定座55和电机固定座56；喷枪Y轴摆臂电机52设置于喷枪固定座55上，其驱动端与喷枪51连接；喷枪X轴摆臂电机54设置于电机固定座56上，其驱动端与喷枪固定座55连接；喷枪Z轴摆臂电机53设置于摆臂组件6上，其驱动端与电机固定座56连接；
摆臂组件6包括前摆臂61、后摆臂62、前摆臂电机63、后摆臂电机64及滑座65；其中前摆臂61的一端与喷枪组件5连接；前摆臂61的另一端通过前摆臂电机63与后摆臂62的一端转动连接；后摆臂62的另一端通过后摆臂电机64与滑座65转动连接；所述滑座65通过滑轨滑动安装在一监控箱101的外表面上；监控箱101的外表面上还设置有Z轴滑座电机66及丝杆67，Z轴滑座电机66与丝杆67的一端连接；丝杆67的另一端与滑座65连接；
所述控制方法包括：
在遥控臂侧，采集遥控手柄1中心的坐标(X，Y，Z)，以及遥控手柄1的姿态ax、ay、az，其中
X＝L3*sin(b2+b4)；
Y＝L3*cos(b2+b4)；
Z＝L5*cos(b5)；
ax＝a1；
ay＝a2；
az＝180-(a3+b1+b2+b4)；
L3＝L12+L22-2*L1*L2*cos(b3)；
b2＝arccos((L12+L32-L22)/2*L1*L3)；
其中L3表示遥控手柄1中心至原点距离；b2表示后臂4与遥控手柄1中心、原点所形成的直线之间的夹角；b4表示后臂4的转角；L5表示后臂4的长度；b5表示后臂4上下倾角；a1表示遥控手柄1的X轴摆角；a2表示遥控手柄1的Y轴摆角；a3表示遥控手柄1的Z轴与前臂2之间的夹角；b1表示前臂2与遥控手柄1中心、原点所形成的直线之间的夹角；L1表示连接件3、后臂4的总长度之和；L2表示前臂2的长度；b3表示前臂2与连接件3、后臂4所形成的直线之间的夹角；
采集得到(X，Y，Z，ax，ay，az)后，将其向喷涂臂实时发送；
喷涂臂接收到所述(X，Y，Z，ax，ay，az)后，计算Z轴滑座电机66转角：
w1＝KZ/P1；
计算后摆臂电机64转角：w2＝C6；
计算前摆臂电机63转角：
Figure BDA0003626704330000051
计算喷枪Z轴摆臂电机53转角：w4＝c4＝270-c5-c1；
计算喷枪Y轴摆臂电机52转角：w5＝ay；
计算喷枪X轴摆臂电机54转角：w6＝ax；
其中K表示放大系数；P1表示丝杆67螺距；
C6＝C5-C2；
Figure BDA0003626704330000052
C5＝arctan(KY/KX)；
Figure BDA0003626704330000053
D1表示后摆臂62的长度；D2表示前摆臂61的长度；c3表示前摆臂61与后摆臂62之间所形成的夹角；c4表示喷枪51在Z轴平面上与前摆臂61所形成直线之间的夹角；c5表示前摆臂61一端与后摆臂62另一端所形成的直线与竖直线之间所形成的夹角；c1表示前摆臂61与前摆臂61一端、后摆臂62另一端所形成的直线之间的夹角；计算得到w1、w2、w3、w4、w5、w6后，控制相应电机执行旋转动作。
在具体的实施过程中，所述b4、b5、a1、a2、a3、b1、b3由角度传感器采集得到。
实施例2
本实施例提供了一种遥控喷涂的控制系统，应用实施例1的方法，包括遥控臂控制器和喷涂臂控制器；遥控臂控制器用于采集得到(X，Y，Z，ax，ay，az)后，将其向喷涂臂实时发送；喷涂臂控制器用于接收所述(X，Y，Z，ax，ay，az)后，计算w1、w2、w3、w4、w5、w6，控制相应电机执行旋转动作。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统，装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
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单元来实现本实施例方案的目的。
另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
所述集成的单元如果以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全部或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-OnlyMemory)、随机存取存储器(RAM，RandomAccessMemory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上所述，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 (3)

1.一种遥控喷涂的控制方法，涉及到对遥控臂、喷涂臂的控制，其特征在于：
其中所述遥控臂包括遥控手柄、前臂、连接件、后臂，其中遥控手柄与前臂的一端连接，前臂的另一端与连接件的一端连接；连接件的另一端与后臂的一端连接；后臂的另一端固定设置，作为原点；
所述喷涂臂包括喷枪组件及摆臂组件；
喷枪组件包括喷枪、喷枪Y轴摆臂电机、喷枪Z轴摆臂电机、喷枪X轴摆臂电机、喷枪固定座和电机固定座；喷枪Y轴摆臂电机设置于喷枪固定座上，其驱动端与喷枪连接；喷枪X轴摆臂电机设置于电机固定座上，其驱动端与喷枪固定座连接；喷枪Z轴摆臂电机设置于摆臂组件上，其驱动端与电机固定座连接；
摆臂组件包括前摆臂、后摆臂、前摆臂电机、后摆臂电机及滑座；其中前摆臂的一端与喷枪组件连接；前摆臂的另一端通过前摆臂电机与后摆臂的一端转动连接；后摆臂的另一端通过后摆臂电机与滑座转动连接；所述滑座通过滑轨滑动安装在一监控箱的外表面上；监控箱的外表面上还设置有Z轴滑座电机及丝杆，Z轴滑座电机与丝杆的一端连接；丝杆的另一端与滑座连接；
所述控制方法包括：
在遥控臂侧，采集遥控手柄中心的坐标(X，Y，Z)，以及遥控手柄的姿态ax、ay、az，其中
X＝L3*sin(b2+b4)；
Y＝L3*cos(b2+b4)；
Z＝L5*cos(b5)；
ax＝a1；
ay＝a2；
az＝180-(a3+b1+b2+b4)；
L3＝L12+L22-2*L1*L2*cos(b3)；
b2＝arccos((L12+L32-L22)/2*L1*L3)；
其中L3表示遥控手柄中心至原点距离；b2表示后臂与遥控手柄中心、原点所形成的直线之间的夹角；b4表示后臂的转角；L5表示后臂的长度；b5表示后臂上下倾角；a1表示遥控手柄X轴摆角；a2表示遥控手柄Y轴摆角；a3表示遥控手柄Z轴与前臂之间的夹角；b1表示前臂与遥控手柄中心、原点所形成的直线之间的夹角；L1表示连接件、后臂的总长度之和；L2表示前臂的长度；b3表示前臂与连接件、后臂所形成的直线之间的夹角；
采集得到(X，Y，Z，ax，ay，az)后，将其向喷涂臂实时发送；
喷涂臂接收到所述(X，Y，Z，ax，ay，az)后，计算Z轴滑座电机转角：
w1＝KZ/P1；
计算后摆臂电机转角：w2＝C6；
计算前摆臂电机转角：
Figure FDA0003626704320000021
计算喷枪Z轴摆臂电机转角：w4＝c4＝270-c5-c1；
计算喷枪Y轴摆臂电机转角：w5＝ay；
计算喷枪X轴摆臂电机转角：w6＝ax；
其中K表示放大系数；P1表示丝杆螺距；
C6＝C5-C2；
Figure FDA0003626704320000022
C5＝arctan(KY/KX)；
Figure FDA0003626704320000023
D1表示后摆臂的长度；D2表示前摆臂的长度；c3表示前摆臂与后摆臂之间所形成的夹角；c4表示喷枪在Z轴平面上与前摆臂所形成直线之间的夹角；c5表示前摆臂一端与后摆臂另一端所形成的直线与竖直线之间所形成的夹角；c1表示前摆臂与前摆臂一端、后摆臂另一端所形成的直线之间的夹角；计算得到w1、w2、w3、w4、w5、w6后，控制相应电机执行旋转动作。
2.根据权利要求1所述的遥控喷涂的控制方法，其特征在于：所述b4、b5、a1、a2、a3、b1、b3由角度传感器采集得到。
3.一种遥控喷涂的控制系统，应用权利要求1-2任一项所述的控制方法，其特征在于：包括遥控臂控制器和喷涂臂控制器；遥控臂控制器用于采集得到(X，Y，Z，ax，ay，az)后，将其向喷涂臂实时发送；喷涂臂控制器用于接收所述(X，Y，Z，ax，ay，az)后，计算w1、w2、w3、w4、w5、w6，控制相应电机执行旋转动作。
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