CN114777726B - 臂架的形变量确定方法、装置、臂架系统及工程机械设备 - Google Patents
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Abstract
本申请提供臂架的形变量确定方法、装置、臂架系统及工程机械设备，涉及工程机械技术领域。应用于臂架系统中处理器，该方法包括：获取由压力传感器和位移传感器采集到的臂架中各节机械臂形变后的参数信息；根据臂架中各节机械臂形变后的参数信息，确定臂架中各节机械臂对应的臂架端面的弯矩和惯性矩；根据臂架中各节机械臂对应的挠曲线方程、以及臂架中各节机械臂对应的臂架端面的弯矩和惯性矩，确定臂架末端的形变量，相比于现有的测量方法，该测量方法原理简单、操作方便，且不会受到倾角传感器测量精度的限制，大大提高了测量精度同时也降低了成本，解决了现有测量方法容易受到倾角传感器测量精度的限制，存在无法对臂架末端精确定位的问题。
Description
技术领域
本发明涉及工程机械技术领域，具体而言，涉及一种臂架的形变量确定方法、装置、臂架系统及工程机械设备。
背景技术
作为一种刚柔耦合体，铰接机械臂在作业过程中因受力而容易弯曲，产生弹性形变，从而影响机械臂末端点的精确定位。例如，以混凝土泵车臂架为例，五节机械臂的最大形变量可达到1m左右，且机械形变难以直接精确测量和计算。因此，为保证作业安全性以及施工准确性，需要对机械臂的弯曲形变程度进行测量。
目前，工程技术人员主要采用多个倾角传感器来测量形变前后机械臂长度的变化量，并根据形变前后机械臂长度的变化量，对机械臂的形变量进行计算。
但是，现有的这种测量方法容易受到倾角传感器测量精度的限制，存在无法对臂架末端的精确定位和控制。
发明内容
本发明的目的在于，针对上述现有技术中的不足，提供一种臂架的形变量确定方法、装置、臂架系统及工程机械设备，以便解决现有的测量方法容易受到倾角传感器测量精度的限制，存在无法实现对臂架末端进行精确定位和控制的问题。
为实现上述目的，本申请实施例采用的技术方案如下：
第一方面，本申请实施例提供了一种臂架的形变量确定方法，应用于臂架系统中的处理器，所述臂架系统包括：臂架及所述处理器，所述臂架中各节机械臂之间的连杆上安装有压力传感器和位移传感器，所述压力传感器用于测量所述连杆上油缸的压力信息，所述位移传感器用于测量所述连杆上油缸的伸缩量信息，所述方法包括：
获取由所述压力传感器和所述位移传感器采集到的所述臂架中各节机械臂形变后的参数信息，所述参数信息包括：所述连杆上油缸的压力值、所述连杆上油缸的伸缩量；
根据所述臂架中各节机械臂形变后的参数信息，确定所述臂架中各节机械臂对应的臂架端面的弯矩和惯性矩；
根据所述臂架中各节机械臂对应的挠曲线方程、以及所述臂架中各节机械臂对应的臂架端面的弯矩和惯性矩，确定所述臂架末端的形变量。
可选地，所述根据所述臂架中各节机械臂形变后的参数信息，确定所述臂架中各节机械臂对应的臂架端面的弯矩和惯性矩，包括：
建立所述臂架的坐标系，其中，所述坐标系包括：惯性坐标系、臂架坐标系；
根据所述臂架中各节机械臂之间的连杆上油缸的长度、所述臂架中各节机械臂的臂长、以及所述臂架的坐标系，确定所述臂架中各节机械臂之间的连杆与所述臂架中各节机械臂的位置关系；
根据所述连杆上油缸的压力值、所述连杆上油缸的伸缩量、以及所述臂架中各节机械臂之间的连杆与所述臂架中各节机械臂的位置关系，得到所述连杆的受力信息，其中，所述连杆的受力信息包括：所述机械臂与所述连杆相连接的各铰接点之间的夹角、以及所述各铰接点的受力方向及受力值；
根据所述连杆的受力信息、预先构建的弯矩计算公式，确定所述臂架中各节机械臂的臂架上弯矩；
根据所述臂架中各节机械臂的臂架平直部分的上下板宽度函数、以及臂架弯曲的左右板宽度函数，确定所述臂架中各节机械臂的臂架惯性矩；其中，所述上下板宽度函数、以及所述左右板宽度函数分别是由所述各节机械臂的臂架平直部分尺寸信息、及臂架弯曲部分尺寸信息确定。
可选地，所述根据所述连杆上油缸的压力值、所述连杆上油缸的伸缩量、以及所述臂架中各节机械臂之间的连杆与所述臂架中各节机械臂的位置关系，得到所述连杆的受力信息，包括：
根据所述臂架中各节机械臂之间的连杆与所述臂架中各节机械臂的位置关系、以及所述连杆上油缸的伸缩量，确定所述各铰接点之间的夹角；
根据所述臂架中各节机械臂之间的连杆与所述臂架中各节机械臂的位置关系、以及所述连杆上油缸的压力值，确定所述各铰接点的受力方向及受力值。
可选地，其中，所述铰接点包括：第一铰接点、第二铰接点、第三铰接点、第四铰接点、第五铰接点及第六铰接点；
所述根据所述臂架中各节机械臂之间的连杆与所述臂架中各节机械臂的位置关系、以及所述连杆上油缸的伸缩量，确定所述各铰接点之间的夹角，包括：
根据所述各铰接点之间的距离参数、以及所述连杆上油缸的伸缩量，得到第一角度、第二角度、第三角度以及第四角度；其中，所述第一角度为所述第一铰接点、所述第六铰接点及所述第五铰接点之间的夹角，所述第二角度为所述第二铰接点、所述第五铰接点及所述第四铰接点之间的夹角；所述第三角度为所述第二铰接点、所述第三铰接点及所述第四铰接点之间的夹角；所述第四角度为所述第四铰接点、所述第五铰接点及所述第六铰接点之间的夹角。
可选地，所述根据所述臂架中各节机械臂之间的连杆与所述臂架中各节机械臂的位置关系、以及所述连杆上油缸的压力值，确定所述各铰接点的受力方向及受力值，包括：
根据所述第一角度、以及所述连杆上油缸的压力值，计算所述臂架坐标系下所述第六铰接点处所述连杆上油缸在水平方向的受力值以及垂直方向的受力值；
根据所述第四铰接点的力矩平衡方程、所述第六铰接点处所述连杆上油缸在水平方向的受力值以及垂直方向的受力值，计算所述臂架坐标系下所述第五铰接点处所述连杆在水平方向的受力值以及垂直方向的受力值；
根据所述第五铰接点的力矩平衡方程、所述臂架坐标系下水平轴的力矩平衡方程、所述第六铰接点在水平方向的受力值以及垂直方向的受力值、以及所述第五铰接点在水平方向的受力值以及垂直方向的受力值，计算所述臂架坐标系下所述第四铰接点处所述机械臂在水平方向的受力值以及垂直方向的受力值；
根据所述第三铰接点的力矩平衡方程、所述第四铰接点处所述机械臂在水平方向的受力值以及垂直方向的受力值，计算所述臂架下所述第五铰接点处与所述机械臂相邻的机械臂对所述机械臂在水平方向的受力值以及垂直方向的受力值。
可选地，所述根据所述臂架中各节机械臂对应的挠曲线方程、以及所述臂架中各节机械臂对应的臂架端面的弯矩和惯性矩，确定所述臂架末端的形变量，包括：
根据所述臂架中各节机械臂对应的臂架端面的转角方程、所述臂架中各节机械臂对应的挠曲线方程，确定所述臂架中各节机械臂对应的挠曲线方程中的常量值；
将所述臂架中各节机械臂对应的臂架端面的弯矩和惯性矩代入至所述臂架中各节机械臂对应的挠曲线方程中，得到所述臂架的形变后位置；
根据所述臂架的形变后位置以所述臂架的臂长，确定所述臂架的形变量。
第二方面，本申请实施例还提供了一种臂架的形变量确定装置，应用于臂架系统中的处理器，所述臂架系统包括：臂架及所述处理器，所述臂架中各节机械臂之间的连杆上安装有压力传感器和位移传感器，所述压力传感器用于测量所述连杆上油缸的压力信息，所述位移传感器用于测量所述连杆上油缸的伸缩量信息，所述装置包括：
获取模块，用于获取由所述压力传感器和所述位移传感器采集到的所述臂架中各节机械臂形变后的参数信息，所述参数信息包括：所述连杆上油缸的压力值、所述连杆上油缸的伸缩量；
确定模块，用于根据所述臂架中各节机械臂形变后的参数信息，确定所述臂架中各节机械臂对应的臂架端面的弯矩和惯性矩；
根据所述臂架中各节机械臂对应的挠曲线方程、以及所述臂架中各节机械臂对应的臂架端面的弯矩和惯性矩，确定所述臂架末端的形变量。
可选地，所述确定模块，还用于：
建立所述臂架的坐标系，其中，所述坐标系包括：惯性坐标系、臂架坐标系；
根据所述臂架中各节机械臂之间的连杆上油缸的长度、所述臂架中各节机械臂的臂长、以及所述臂架的坐标系，确定所述臂架中各节机械臂之间的连杆与所述臂架中各节机械臂的位置关系；
根据所述连杆上油缸的压力值、所述连杆上油缸的伸缩量、以及所述臂架中各节机械臂之间的连杆与所述臂架中各节机械臂的位置关系，得到所述连杆的受力信息，其中，所述连杆的受力信息包括：所述机械臂与所述连杆相连接的各铰接点之间的夹角、以及所述各铰接点的受力方向及受力值；
根据所述连杆的受力信息、预先构建的弯矩计算公式，确定所述臂架中各节机械臂的臂架上弯矩；
根据所述臂架中各节机械臂的臂架平直部分的上下板宽度函数、以及臂架弯曲的左右板宽度函数，确定所述臂架中各节机械臂的臂架惯性矩；其中，所述上下板宽度函数、以及所述左右板宽度函数分别是由所述各节机械臂的臂架平直部分尺寸信息、及臂架弯曲部分尺寸信息确定。
可选地，所述确定模块，还用于：
根据所述臂架中各节机械臂之间的连杆与所述臂架中各节机械臂的位置关系、以及所述连杆上油缸的伸缩量，确定所述各铰接点之间的夹角；
根据所述臂架中各节机械臂之间的连杆与所述臂架中各节机械臂的位置关系、以及所述连杆上油缸的压力值，确定所述各铰接点的受力方向及受力值。
可选地，其中，所述铰接点包括：第一铰接点、第二铰接点、第三铰接点、第四铰接点、第五铰接点及第六铰接点；
所述确定模块，还用于：
根据所述各铰接点之间的距离参数、以及所述连杆上油缸的伸缩量，得到第一角度、第二角度、第三角度以及第四角度；其中，所述第一角度为所述第一铰接点、所述第六铰接点及所述第五铰接点之间的夹角，所述第二角度为所述第二铰接点、所述第五铰接点及所述第四铰接点之间的夹角；所述第三角度为所述第二铰接点、所述第三铰接点及所述第四铰接点之间的夹角；所述第四角度为所述第四铰接点、所述第五铰接点及所述第六铰接点之间的夹角。
可选地，所述确定模块，还用于：
根据所述第一角度、以及所述连杆上油缸的压力值，计算所述臂架坐标系下所述第六铰接点处所述连杆上油缸在水平方向的受力值以及垂直方向的受力值；
根据所述第四铰接点的力矩平衡方程、所述第六铰接点处所述连杆上油缸在水平方向的受力值以及垂直方向的受力值，计算所述臂架坐标系下所述第五铰接点处所述连杆在水平方向的受力值以及垂直方向的受力值；
根据所述第五铰接点的力矩平衡方程、所述臂架坐标系下水平轴的力矩平衡方程、所述第六铰接点在水平方向的受力值以及垂直方向的受力值、以及所述第五铰接点在水平方向的受力值以及垂直方向的受力值，计算所述臂架坐标系下所述第四铰接点处所述机械臂在水平方向的受力值以及垂直方向的受力值；
根据所述第三铰接点的力矩平衡方程、所述第四铰接点处所述机械臂在水平方向的受力值以及垂直方向的受力值，计算所述臂架下所述第五铰接点处与所述机械臂相邻的机械臂对所述机械臂在水平方向的受力值以及垂直方向的受力值。
可选地，所述确定模块，还用于：
根据所述臂架中各节机械臂对应的臂架端面的转角方程、所述臂架中各节机械臂对应的挠曲线方程，确定所述臂架中各节机械臂对应的挠曲线方程中的常量值；
将所述臂架中各节机械臂对应的臂架端面的弯矩和惯性矩代入至所述臂架中各节机械臂对应的挠曲线方程中，得到所述臂架的形变后位置；
根据所述臂架的形变后位置以所述臂架的臂长，确定所述臂架的形变量。
第三方面，本申请实施例还提供了一种臂架系统，包括：臂架及处理器，所述臂架包括多节机械臂；
所述臂架中相邻两节机械臂之间的连杆上安装有压力传感器，所述压力传感器的一端与所述连杆上油缸的平衡阀主油路相连，所述压力传感器的另一端与所述处理器电连接，所述压力传感器用于测量所述连杆上油缸的受力信息；
所述臂架中相邻两节机械臂之间的连杆上油缸的底部位置安装固定支架，所述固定支架上固定安装有位移传感器、定滑轮，所述位移传感器的一端通过所述定滑轮固定在所述固定支架上，且所述位移传感器的钢丝与所述连杆上油缸的活塞杆中心线、所述定滑轮的中心在同一个垂直平面，且所述位移传感器的钢丝经所述定滑轮后与所述活塞杆中心线平行，所述位移传感器用于所述连杆上油缸的伸缩量；
所述臂架中各节机械臂上的压力传感器以及位移传感器用于检测所述各节机械臂形变的参数信息；
所述处理器用于执行第一方面实施例提供的所述的臂架的形变量确定方法。
第四方面，本申请实施例还提供了一种工程机械设备，包括：设备本体以及上述第三方面实施例提供的所述的臂架系统，所述臂架系统通过回转机构安装在所述设备本体上。
第五方面，本申请实施例还提供了一种计算机可读存储介质，所述存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器运行时执行如第一方面实施例提供的所述方法的步骤。
本申请的有益效果是：
本申请实施例提供一种臂架的形变量确定方法、装置、臂架系统及工程机械设备，应用于臂架系统中的处理器，臂架系统包括：臂架及处理器，臂架中各节机械臂之间的连杆上安装有压力传感器和位移传感器，压力传感器用于测量连杆上油缸的压力信息，位移传感器用于测量连杆上油缸的伸缩量信息，该方法包括：获取由压力传感器和位移传感器采集到的臂架中各节机械臂形变后的参数信息，参数信息包括：连杆上油缸的受力值、连杆上油缸的伸缩量；根据臂架中各节机械臂形变后的参数信息，确定各节机械臂对应的臂架端面的弯矩和惯性矩；根据臂架中各节机械臂对应的挠曲线方程、以及各节机械臂对应的臂架端面的弯矩和惯性矩，确定臂架末端的形变量。在本方案中，主要是在臂架中各节机械臂之间的连杆上安装有压力传感器和位移传感器，通过压力传感器和位移传感器来获取连杆上油缸的压力信息和伸缩量信息，同时并对连杆和臂架进行受力分析，根据连杆上油缸的压力信息和伸缩量信息、以及连杆与臂架受力情况，确定各节机械臂对应的臂架端面弯矩和惯性矩，进而由不同位置机械臂的挠曲线方程、以及各节机械臂对应的臂架端面弯矩和惯性矩，精确计算出臂架末端的形变量，相比于现有的测量方法，采用压力传感器和位移传感器直接计算臂架中各节机械臂的变形量的原理简单、操作方便，且不会受到倾角传感器测量精度的限制，大大提高了测量精度同时也降低了成本，解决了现有测量方法容易受到倾角传感器测量精度的限制，存在无法实现对臂架末端精确定位的问题。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。
图1为本申请实施例提供的一种臂架系统的结构示意图；
图2为本申请实施例提供的一种臂架系统中压力传感器和位移传感器的安装示意图；
图3为本申请实施例提供的另一种臂架系统的结构示意图；
图4为本申请实施例提供的一种臂架的形变量确定方法的流程示意图；
图5为本申请实施例提供的另一种臂架的形变量确定方法的流程示意图；
图6为本申请实施例提供的一种臂架坐标系示意图；
图7为本申请实施例提供的一种臂架中后两节臂及连杆的铰接关系示意图；
图8为本申请实施例提供的一种臂架中第四节机械臂的臂架平直部分尺寸示意图；
图9为本申请实施例提供的一种臂架中第四节机械臂的臂架弯曲部分尺寸示意图；
图10为本申请实施例提供的又一种臂架的形变量确定方法的流程示意图；
图11为本申请实施例提供的另一种臂架的形变量确定方法的流程示意图；
图12为本申请实施例提供的各铰接点的受力示意图；
图13为本申请实施例提供的又一种臂架的形变量确定方法的流程示意图；
图14为本申请实施例提供的一种臂架的形变量确定装置的结构示意图；
图15为本申请实施例提供的一种处理设备的结构示意图。
图标：100-臂架系统；101-压力传感器；102-位移传感器；103-处理器；301-信号采集卡。
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，应当理解，本申请中附图仅起到说明和描述的目的，并不用于限定本申请的保护范围。另外，应当理解，示意性的附图并未按实物比例绘制。本申请中使用的流程图示出了根据本申请的一些实施例实现的操作。应该理解，流程图的操作可以不按顺序实现，没有逻辑的上下文关系的步骤可以反转顺序或者同时实施。此外，本领域技术人员在本申请内容的指引下，可以向流程图添加一个或多个其他操作，也可以从流程图中移除一个或多个操作。
另外，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。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，以下对在附图中提供的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。基于本申请的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的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。
需要说明的是，本申请实施例中将会用到术语“包括”，用于指出其后所声明的特征的存在，但并不排除增加其它的特征。
首先，在对本申请所提供的技术方案展开具体说明之前，先对本申请所涉及的相关背景进行简单说明。
臂架系统，在工程施工中发挥着重要的作用，臂架系统通常由多节机械臂构成，多节机械臂通过水平铰接轴顺序铰接相连，相邻的节臂之间通过液压油缸进行驱动，以使相邻节臂之间的角度产生预定的变化，使臂架末端的位置发生改变，从而将物料或作业人员输送到预定位置。但是，作为一种刚柔耦合体，铰接机械臂在作业过程中因受力而容易弯曲，产生弹性形变，从而影响机械臂末端点的精确定位。因此，为保证作业安全性以及施工准确性，需要对机械臂的弯曲形变程度进行测量。
目前，工程技术人员主要采用多个倾角传感器来测量形变前后机械臂长度的变化量，并根据形变前后机械臂长度的变化量，对机械臂的形变量进行计算。
但是，现有的这种测量方法容易受到倾角传感器测量精度的限制，无法对臂架末端进行精确定位。
为了解决上述现有技术中存在的技术问题，本申请提出一种臂架的形变量确定方法，主要是在臂架中各节机械臂之间的连杆上安装压力传感器和位移传感器，通过压力传感器和位移传感器来获取连杆上油缸的压力信息和伸缩量信息，同时并对连杆和臂架进行受力分析，确定各节机械臂对应的臂架端面弯矩和惯性矩，进而由不同位置机械臂的挠曲线方程、以及各节机械臂对应的臂架端面弯矩和惯性矩，精确计算出臂架末端的形变量。在本方案中，可以采用压力传感器和位移传感器直接计算臂架中各节机械臂的变形量，原理简单、操作方便，比现有的测量方法更直接，且不会受到倾角传感器测量精度的限制，大大提高了测量精度同时也降低了成本，解决了现有测量方法容易受到倾角传感器测量精度的限制，存在无法对臂架末端精确定位的问题。
如下通过多个实施例对本申请提供的臂架系统的结构示意图进行简单说明。
图1为本申请实施例提供的一种臂架系统的结构示意图；如图1所示，该臂架系统100包括：臂架及处理器103，其中，臂架中各节机械臂之间的连杆上安装有压力传感器101和位移传感器102，例如，位移传感器102可以为磁致伸缩位移传感器。
示例性地，臂架包括多节机械臂，例如，臂架为具有四节机械臂的泵车，泵车中的四节机械臂是通过水平铰接轴顺序铰接相连，臂架中相邻两节机械臂是采用连杆相铰接。
为了便于理解，参考图2所示，以四节机械臂的泵车的最后一节机械臂（即第四节机械臂）为例，在第三节机械臂与第四节机械臂之间的连杆上设有油缸，通过控制油缸执行伸缩动作，可将臂架末端直接送达所指定位置。
因此，在本实施例中，为了能够提高臂架末端形变量计算的精度，提出可以在第三节机械臂与第四节机械臂之间的连杆上安装压力传感器101和位移传感器102，实现对油缸的压力信号和位移信号的实时采集。其中，在连杆上的臂架平衡阀上安装压力传感器101，压力传感器101的一端与连杆上油缸的平衡阀主油路（图2中未示出）相连，压力传感器101的另一端与处理器电连接，压力传感器101用于测量连杆上油缸的压力信息。
以及，臂架中相邻两节机械臂之间的连杆上油缸的底部位置安装固定支架（图2中未示出），固定支架上固定安装有位移传感器102、定滑轮（图2中未示出），位移传感器102的一端通过定滑轮固定在固定支架上，且位移传感器102的钢丝与连杆上油缸的活塞杆中心线、定滑轮的中心在同一个垂直平面，且位移传感器102的钢丝经所述定滑轮后与活塞杆中心线平行，位移传感器102用于连杆上油缸的伸缩量。
继续参考图2所示，由压力传感器101和位移传感器102来测量臂架在展开后，第三节机械臂与第四节机械臂之间的连杆上油缸的压力信息和伸缩量信息，处理器103根据油缸的压力信息和伸缩量信息、以及连杆和臂架受力情况，计算第四节机械臂对应的臂架端面弯矩和惯性矩，由第四节机械臂的挠曲线方程，精确计算出第四节机械臂的臂架变形量，从而实现对第四节机械臂的臂架末端位置的精确定位。同理，也可以采用同样的方式，计算得到其他单节机械臂或多关节机械臂的臂架变形量。
在另一种可实现的方式中，参考图3所示，臂架系统100中还包括：信号采集卡301，其中，信号采集卡301的一端分别与压力传感器101和位移传感器102电连接，信号采集卡301的另一端与处理器103相连接，将压力传感器和位移传感器采集到的模拟信号（其中，模拟信号包括：油缸的压力信息和伸缩量信息）通过信号采集卡301输入到处理器103中，由处理器103精确地计算出臂架的变形量，并对臂架的变形量进行补偿，从而实现对臂架末端位置的精确定位和控制。
如下将通过多个具体的实施例对本申请所提供的臂架的形变量确定方法应用于上述图1中处理器步骤的实现原理和对应产生的有益效果进行说明。
图4为本申请实施例提供的一种臂架的形变量确定方法的流程示意图；可选地，该方法的执行主体可以是所示图1中臂架系统中处理器，其中，臂架系统包括：臂架及处理器，臂架中各节机械臂之间的连杆上安装有压力传感器和位移传感器，压力传感器用于测量所述连杆上油缸的压力信息，位移传感器用于测量连杆上油缸的伸缩量信息。
应当理解，在其它实施例中臂架的形变量确定方法其中部分步骤的顺序可以根据实际需要相互交换，或者其中的部分步骤也可以省略或删除。如图4所示，该方法包括：
S401、获取由压力传感器和位移传感器采集到的臂架中各节机械臂形变后的参数信息。
其中，参数信息包括：连杆上油缸的压力值、连杆上油缸的伸缩量。
在本实施例中，继续以四节机械臂的泵车的最后一节机械臂（即第四节机械臂）为例，在臂架展开后，主要是由第三节机械臂与第四节机械臂之间的连杆上安装的压力传感器和位移传感器来采集第四节机械臂形变后连杆上油缸的压力值、连杆上油缸的伸缩量。
S402、根据臂架中各节机械臂形变后的参数信息，确定臂架中各节机械臂对应的臂架端面的弯矩和惯性矩。
其中，臂架端面的弯矩和惯性矩均用于表征各节机械臂的形变情况。
在本实施例中，例如，处理器可以根据第四节机械臂形变后连杆上油缸的压力值、连杆上油缸的伸缩量，计算得到第四节机械臂的臂架端面的弯矩和惯性矩。
S403、根据臂架中各节机械臂对应的挠曲线方程、以及臂架中各节机械臂对应的臂架端面的弯矩和惯性矩，确定臂架末端的形变量。
在上述实施例的基础上，例如，可以根据臂架中第四节机械臂对应的挠曲线方程、以及第四节机械臂对应的臂架端面的弯矩和惯性矩，确定出第四节机械臂的臂架末端的形变量。
同理，采用上述计算方式，也可以得到臂架中其他节机械臂的臂架末端的形变量，然后，再基于臂架中各节机械臂的臂架末端的形变量，确定臂架末端的形变量，进而实现了对臂架末端位置的精确定位。
综上所述，本申请实施例提供一种臂架的形变量确定方法，应用于臂架系统中的处理器，臂架系统包括：臂架及处理器，臂架中各节机械臂之间的连杆上安装有压力传感器和位移传感器，压力传感器用于测量连杆上油缸的压力信息，位移传感器用于测量连杆上油缸的伸缩量信息，该方法包括：获取由压力传感器和位移传感器采集到的臂架中各节机械臂形变后的参数信息，参数信息包括：连杆上油缸的受力值、连杆上油缸的伸缩量；根据臂架中各节机械臂形变后的参数信息，确定各节机械臂对应的臂架端面的弯矩和惯性矩；根据臂架中各节机械臂对应的挠曲线方程、以及各节机械臂对应的臂架端面的弯矩和惯性矩，确定臂架末端的形变量。在本方案中，主要是在臂架中各节机械臂之间的连杆上安装有压力传感器和位移传感器，通过压力传感器和位移传感器来获取连杆上油缸的压力信息和伸缩量信息，同时并对连杆和臂架进行受力分析，根据连杆上油缸的压力信息和伸缩量信息、以及连杆与臂架受力情况，确定各节机械臂对应的臂架端面弯矩和惯性矩，进而由不同位置机械臂的挠曲线方程、以及各节机械臂对应的臂架端面弯矩和惯性矩，精确计算出臂架末端的形变量，相比于现有的测量方法，采用压力传感器和位移传感器直接计算臂架中各节机械臂的变形量的原理简单、操作方便，且不会受到倾角传感器测量精度的限制，大大提高了测量精度同时也降低了成本，解决了现有测量方法容易受到倾角传感器测量精度的限制，存在无法对臂架末端精确定位的问题。
将通过如下实施例，具体讲解上述步骤S402中如何根据臂架中各节机械臂形变后的参数信息，确定臂架中各节机械臂对应的臂架端面的弯矩和惯性矩。
为了便于说明，在如下实施例中，继续以四节机械臂的泵车的最后一节机械臂（即第四节机械臂）为例。
可选地，参考图5所示，上述步骤S402包括：
S501、建立臂架的坐标系。
其中，坐标系包括：惯性坐标系、臂架坐标系。其中，臂架的坐标系包括臂架中各节机械臂的惯性坐标系、以及各节机械臂的臂架坐标系。
在本实施例中，建立臂架的坐标系，主要是为了对连杆与各节机械臂的臂架之间的受力情况进行分析。
参考图6所示，继续以四节机械臂的泵车的最后一节机械臂（即第四节机械臂）为例，建立了臂架的坐标系。其中，为惯性坐标系，/>为臂架坐标系，/>轴附着于第四节机械臂的臂架的上边缘，/>、/>、/>分别为三个管道支撑杆的作用力，因为管道和第四节机械臂的臂架之间为刚性连接，在对第四节机械臂进行受力分析时，可将第四节机械臂与管道视为一体，管道重量（即重力）沿臂架长度方向均匀分布，/>表示第三节机械臂对第四节机械臂在铰接处的作用力，/>表示第三节机械臂和第四节机械臂之间的连杆对第四节机械臂的作用力，/>表示第四节机械臂重力沿/>轴的分布函数。
S502、根据臂架中各节机械臂之间的连杆上油缸的长度、臂架中各节机械臂的臂长、以及臂架的坐标系，确定臂架中各节机械臂之间的连杆与臂架中各节机械臂的位置关系。
其中，臂架中各节机械臂之间的连杆与臂架中各节机械臂的位置关系可以包括：相邻两节机械臂之间的夹角、在各节机械臂的臂架坐标系下各节机械臂沿水平轴与水平面之间的夹角。
在本实施例中，例如，可以根据第三节机械臂和第四节机械臂之间的连杆上油缸的长度、第四节机械臂的臂长、以及上述建立的各节机械臂的坐标系，确定第三节机械臂和第四节机械臂之间的夹角、以及在第四节机械臂的臂架坐标系下第四节机械臂沿轴与水平面之间的夹角/>。
S503、根据连杆上油缸的压力值、连杆上油缸的伸缩量、以及臂架中各节机械臂之间的连杆与臂架中各节机械臂的位置关系，得到连杆的受力信息。
其中，连杆的受力信息包括：相邻两节机械臂与连杆相铰接的各铰接点之间的夹角、以及各铰接点的受力方向及受力值。
参考图7所示，为本实施例提供的臂架中最后两节机械臂（即，第三节机械臂和第四节机械臂）与连杆的铰接示意图；其中，1点为油缸的无杆腔，6点为油缸的有杆腔，2点、3点、4点和5点均为铰接点。
在本实施例中，例如，可以根据连杆与第四节机械臂的位置关系，对连杆相邻两节机械臂与连杆相铰接的各铰接点进行受力情况分析，并结合测量到的连杆上油缸的压力值和伸缩量，可以计算得到各铰接点之间的夹角、以及各铰接点的受力方向及受力大小。
S504、根据连杆的压力信息、预先构建的弯矩计算公式，确定臂架中各节机械臂的臂架上弯矩。
其中，以第四节机械臂为例，第四节机械臂的臂架上任一点的弯矩计算公式如下公式（1）所示：
（1）
其中，为第四节机械臂的臂架上任一点/>的弯矩，/>为第四节机械臂的臂架所受到的外力值，/>为第四节机械臂的臂长，/>为第四节机械臂的臂架沿/>轴与水平面之间的夹角/>的余弦值。
在本实施例中，例如，可以结合上述各铰接点之间的夹角、各铰接点的受力方向及受力值，计算得到第四节机械臂的外力值，然后，根据第四节机械臂的外力值、以及上述公式（1），确定第四节机械臂的臂架上任意一点的弯矩。
同理，采用上述同样的计算方式，可以得到臂架中各节机械臂的臂架上的弯矩。
S505、根据臂架中各节机械臂的臂架弯曲部分的上下板宽度函数、以及臂架弯曲部分的左右板宽度函数，确定臂架中各节机械臂的臂架惯性矩。
其中，上下板宽度函数、以及左右板宽度函数分别是由各节机械臂的臂架平直部分尺寸信息、及臂架弯曲部分尺寸信息确定。
应理解，可以将各节机械臂的臂架分为两部分，第一部分为较厚的弯曲部分，第二部分为较长的平直部分，长度约占整个臂架的。例如，第一部分左端铰接处钢板厚度增加到/>，惯性矩比其他部分大很多，而且该部分长度不到整个臂架长度的/>，因此，整体计算时不考虑端部增厚部分的变形，而直接计算平直部分的变形。
以第四节机械臂为例，参考图6所示，第四节机械臂的臂架整个平直部分长度为mm，将其分为左右两端，即左端为第四节机械臂的臂架平直部分尺寸（即如图8所示）、右端为第四节机械臂的臂架弯曲部分尺寸信息（即如图9所示）。
在本实施例中，参考图8-图9所示，第四节机械臂的臂架平直部分尺寸信息为长212mm、宽164mm，第四节机械臂的臂架弯曲部分尺寸信息为长100mm、宽90mm。因此，可以根据第四节机械臂的臂架平直部分尺寸信息、及臂架弯曲部分尺寸信息，确定第四节机械臂的臂架的上下板宽度函数、以及左右板宽度函数。
其中，左右两端均是由四块板构成的空心体，上下板的宽度函数如下公式（2）所示：
（2）/>
其中，。
左右板宽度函数如下公式（3）所示：
（3）
其中，。
则，第四节机械臂的臂架上任意一点的惯性矩如下公式（4）所示：
（4）
其中，为第四节机械臂的臂架上任意一点的惯性矩。
将通过如下实施例，具体讲解上述步骤S503中如何根据连杆上油缸的压力值、连杆上油缸的伸缩量、以及臂架中各节机械臂之间的连杆与臂架中各节机械臂的位置关系，得到连杆的受力信息。
可选地，参考图10所示，上述步骤S503包括：
S1001、根据臂架中各节机械臂之间的连杆与臂架中各节机械臂的位置关系、以及连杆上油缸的伸缩量，确定各铰接点之间的夹角。
S1002、根据臂架中各节机械臂之间的连杆与臂架中各节机械臂的位置关系、以及连杆上油缸的压力值，确定各铰接点的受力方向及受力值。
在本实施例中，以第四节机械臂为例，为了对第三节机械臂与第四节机械臂之间的连杆与第四节机械臂的臂架进行受力分析，可以根据第三节机械臂与第四节机械臂之间的连杆与第四节机械臂的位置关系、连杆上油缸的伸缩量，计算得到各铰接点之间的夹角；以及，根据第三节机械臂与第四节机械臂之间的连杆与第四节机械臂的位置关系、以及连杆上油缸的压力值，计算得到各铰接点的受力方向及受力大小。
将通过如下实施例，具体讲解上述步骤S1001中如何根据臂架中各节机械臂之间的连杆与臂架中各节机械臂的位置关系、以及连杆上油缸的伸缩量，确定各铰接点之间的夹角。
可选地，铰接点包括：第一铰接点1、第二铰接点2、第三铰接点3、第四铰接点4、第五铰接点5及第六铰接点6。
根据臂架中各节机械臂之间的连杆与臂架中各节机械臂的位置关系、以及连杆上油缸的伸缩量，确定各铰接点之间的夹角，包括：
根据各铰接点之间的距离参数、以及连杆上油缸的伸缩量，得到第一角度、第二角度、第三角度以及第四角度。
其中，第一角度为第一铰接点、第六铰接点及第五铰接点之间的夹角，第二角度为第二铰接点、第五铰接点及第四铰接点之间的夹角；第三角度为第二铰接点、第三铰接点及第四铰接点之间的夹角；第四角度为第四铰接点、第五铰接点及第六铰接点之间的夹角。
在本实施例中，继续参考图7所示，第三节机械臂、第四节机械臂和连杆上各铰接点的铰接关系，其中，已知量为：
长度：、/>、/>、/>、/>、/>；
角度：，为第四节机械臂的臂架上安装的倾角传感器测量到的已知量。
其中，、/>、/>、/>、/>为各铰接点之间的距离参数，各铰接点之间的距离参数均由第四节机械臂的臂长确定，即各铰接点之间的距离参数固定不变。/>=连杆上油缸刚度+活塞位移长度-连杆上油缸的伸缩量，其中，连杆上油缸刚度、活塞位移长度均为固定参数，连杆上油缸的伸缩量是由位移传感器测量到。
待求量为：
角度：第一角度、第二角度/>、第三角度/>、第四角度/>。
值得注意的是，在未做特殊说明的情况下，所有三角形的角度单位均为弧度。
（1）第一角度的求解
继续参考图7所示，第三节机械臂、第四节机械臂和连杆上第五铰接点5、第六铰接点6组成平面连杆系，包含两个Ⅲ级杆组，在位置分析时得不到显式的函数关系，可以通过数值方法进行计算。
在图7中所示的三角形中，可以根据余弦定理，得到如下公式（5）：
（5）
同理，在其它三角形中，可以根据余弦定理及角度之间的关系，得到如下公式（6）-（13）：
（6）
（7）
（8）
（9）
（10）
（11）
（12）
（13）
由公式（13）式可得如下公式（14）：
（14）
即，一个方程两个未知数：/>、/>，可以利用数值方法求解，即可求解得到/>。/>
在求得后，在/>中，由已知的/>和/>值，根据三角形正弦函数，可求得的大小，进而可求得/>。
（2）第二角度的求解
因，所以，/>可由上述公式（11）-（12）直接求出。
（3）第三角度的求解
在三角形中∠235可以表示为如下公式（15）：∠435
(15)
在三角形中∠435可以表示为如下公式（16）：
(16)
所以，可得到第三角度如下公式（17）：
(17)
（4）第四角度∠456的求解
可以根据上述公式（13）得到∠456的值，即。
将通过如下实施例，具体讲解上述步骤S1002中如何根据臂架中各节机械臂之间的连杆与臂架中各节机械臂的位置关系、以及连杆上油缸的压力值，确定各铰接点的受力方向及受力值。
可选地，参考图11所示，上述步骤S1002包括：
S1101、根据第一角度、以及连杆上油缸的压力值，计算臂架坐标系下第六铰接点处连杆上油缸在水平方向的受力值以及垂直方向的受力值。
S1102、根据第四铰接点的力矩平衡方程、第六铰接点处连杆上油缸在水平方向的受力值以及垂直方向的受力值，计算臂架坐标系下第五铰接点处连杆在水平方向的受力值以及垂直方向的受力值。
S1103、根据第五铰接点的力矩平衡方程、臂架坐标系下水平轴的力矩平衡方程、第六铰接点在水平方向的受力值以及垂直方向的受力值、以及第五铰接点在水平方向的受力值以及垂直方向的受力值，计算臂架坐标系下第四铰接点处机械臂在水平方向的受力值以及垂直方向的受力值。
S1104、根据第三铰接点的力矩平衡方程、第四铰接点处机械臂在水平方向的受力值以及垂直方向的受力值，计算臂架下第五铰接点处与机械臂相邻的机械臂对机械臂在水平方向的受力值以及垂直方向的受力值。
在本实施例中，参考图12所示，为连杆上第四铰接点4、第五铰接点5以及第六铰接点6的受力情况，为了便于计算，选择第四节机械臂的臂架坐标系。由12图可知：
：油缸作用力/>与/>轴的夹角，且/>；
：连杆在第五铰接点5作用力/>与/>轴的夹角，且/>；
：第四节机械臂的臂架作用力/>与/>轴的夹角，为待求量；/>
：已知量，通过压力传感器的测量得到，即第六铰接点处连杆上油缸在水平方向的受力值/>，第六铰接点处连杆上油缸在垂直方向的受力值/>；
：未知量，且/>，/>；
：未知量，且/>，/>。
由第四铰接点4处的力矩平衡方程，可得如下公式（18）：
（18）
则第五铰接点处连杆在水平方向的受力值、以及垂直方向的受力值分别为如下公式（19）-（20）：
(19)
(20)
同理，由第五铰接点5处的力矩平衡方程，可得到如下公式（21）、公式（22）：
（21）
则第四铰接点处第四节机械臂在垂直方向的受力值为如下公式（22）：
（22）
以及，由轴向受力平衡方程/>，可得如下公式（23）：
（23）
则第四铰接点处第四节机械臂在水平方向的受力值为如下公式（24）：
（24）
另外，参考图6，继续对第四节机械臂的臂架进行受力分析。
：连杆在第六铰接点6对第四节机械臂的作用力，与上述所求的/>形成一对作用力和反作用力，可视为已知量；
：第三节机械臂对第四节机械臂的作用力，为待求量；
：第四节机械臂的等效重力分布函数；
：第四节机械臂/>轴与水平面之间的夹角，为已知量；
：第四节机械臂与水平方向之间的夹角，由安装在第四节机械臂的臂架上的倾角传感器测量得到，为已知量，且/>，/>。
由于，第四节机械臂沿长度方向上的截面积呈线性变化，设定等效的重力沿一次函数分布，记作；其中，/>，与第四节机械臂的臂架截面积保持相同的变化率，/>为第四节机械臂的臂架所受到的外力值，是待求量。/>
由第三铰接点3处的点力矩平衡方程，可得如下公式（25）-（26）：
（25）
则第四节机械臂的臂架所受到的外力值为如下公式（26）：
（26）
由方向受力平衡方程/>，可得如下公式（27）-（28）：
（27）
则第五铰接点处第三机械臂对第四机械臂在水平方向的受力值为如下公式（28）：
（28）
同样，由方向受力平衡方程/>，可得如下公式（29）-（30）：
（29）
则第五铰接点处第三机械臂对第四机械臂在垂直方向的受力值为如下公式（30）：
（30）
将通过如下实施例，具体讲解上述步骤S403中如何根据臂架中各节机械臂对应的挠曲线方程、以及臂架中各节机械臂对应的臂架端面的弯矩和惯性矩，确定臂架末端的形变量。
可选地，参考图13所示，上述步骤S1002包括：
S1301、根据臂架中各节机械臂对应的臂架端面的转角方程、臂架中各节机械臂对应的挠曲线方程，确定臂架中各节机械臂对应的挠曲线方程中的常量值。
S1302、将臂架中各节机械臂对应的臂架端面的弯矩和惯性矩代入至臂架中各节机械臂对应的挠曲线方程中，得到臂架的形变后位置。
S1303、根据臂架的形变后位置以臂架的臂长，确定臂架的形变量。
在本实施例中，继续以第四节机械臂为例，第四节机械臂的臂架端面转角方程为如下公式（31）：
（31）
第四节机械臂的挠曲线方程为如下公式（32）：
（32）
转角方程和挠曲线方程中的积分常数和/>可根据边界条件进行确定，上述公式（32）中/>为钢材的弹性模量，为常数；/>为上述公式（3）计算得到的第四节机械臂的臂架上任意一点的惯性矩。
为第四节机械臂的臂架上任一点/>的弯矩，将/>代入上述公式（1）中，可得如下公式（32）：
（33）
上述公式（33）中的T为公式（26）求取到的。
在上述实施例的基础上，第四节机械臂的臂长为，将/>代入上述公式（32），即可求出第四节机械臂的臂架末端的变形量/>。
同理，采用上述同样的计算方式，可以计算得到臂架中各节机械臂的臂架末端的变形量，再基于臂架中各节机械臂的臂架末端的变形量，得到整个臂架末端的变形量，实现了臂架末端精确定位。
基于同一发明构思，本申请实施例中还提供了臂架的形变量确定方法对应的臂架的形变量确定装置，由于本申请实施例中的装置解决问题的原理与本申请实施例上述臂架的形变量确定方法相似，因此装置的实施可以参见方法的实施，重复之处不再赘述。
参考图14所示，该装置应用于臂架系统中的处理器，臂架系统包括：臂架及处理器，臂架中各节机械臂之间的连杆上安装有压力传感器和位移传感器，压力传感器用于测量连杆上油缸的压力信息，位移传感器用于测量连杆上油缸的伸缩量信息，该装置包括：
获取模块1401，用于获取由压力传感器和位移传感器采集到的臂架中各节机械臂形变后的参数信息，参数信息包括：连杆上油缸的压力值、连杆上油缸的伸缩量；
确定模块1402，用于根据臂架中各节机械臂形变后的参数信息，确定臂架中各节机械臂对应的臂架端面的弯矩和惯性矩；根据臂架中各节机械臂对应的挠曲线方程、以及臂架中各节机械臂对应的臂架端面的弯矩和惯性矩，确定臂架末端的形变量。
可选地，确定模块1402，还用于：
建立臂架的坐标系，其中，坐标系包括：惯性坐标系、臂架坐标系；
根据臂架中各节机械臂之间的连杆上油缸的长度、臂架中各节机械臂的臂长、以及臂架的坐标系，确定臂架的各节机械臂之间的连杆与臂架中各节机械臂的位置关系；
根据连杆上油缸的压力值、连杆上油缸的伸缩量、以及臂架中各节机械臂之间的连杆与臂架中各节机械臂的位置关系，得到连杆的受力信息，其中，连杆的受力信息包括：机械臂与连杆相连接的各铰接点之间的夹角、以及各铰接点的受力方向及受力值；
根据连杆的受力信息、预先构建的弯矩计算公式，确定臂架中各节机械臂的臂架上弯矩；
根据臂架中各节机械臂的臂架平直部分的上下板宽度函数、以及臂架弯曲的左右板宽度函数，确定臂架中各节机械臂的臂架惯性矩；其中，上下板宽度函数、以及左右板宽度函数分别是由各节机械臂的臂架平直部分尺寸信息、及臂架弯曲部分尺寸信息确定。
可选地，确定模块1402，还用于：
根据臂架中各节机械臂之间的连杆与臂架中各节机械臂的位置关系、以及连杆上油缸的伸缩量，确定各铰接点之间的夹角；
根据臂架中各节机械臂之间的连杆与臂架中各节机械臂的位置关系、以及连杆上油缸的压力值，确定各铰接点的受力方向及受力值。
可选地，其中，铰接点包括：第一铰接点、第二铰接点、第三铰接点、第四铰接点、第五铰接点及第六铰接点；
确定模块1402，还用于：
根据各铰接点之间的距离参数、以及连杆上油缸的伸缩量，得到第一角度、第二角度、第三角度以及第四角度；其中，第一角度为第一铰接点、第六铰接点及第五铰接点之间的夹角，第二角度为第二铰接点、第五铰接点及第四铰接点之间的夹角；第三角度为第二铰接点、第三铰接点及第四铰接点之间的夹角；第四角度为第四铰接点、第五铰接点及第六铰接点之间的夹角。
可选地，确定模块1402，还用于：
根据第一角度、以及连杆上油缸的压力值，计算臂架坐标系下第六铰接点处连杆上油缸在水平方向的受力值以及垂直方向的受力值；
根据第四铰接点的力矩平衡方程、第六铰接点处连杆上油缸在水平方向的受力值以及垂直方向的受力值，计算臂架坐标系下第五铰接点处连杆在水平方向的受力值以及垂直方向的受力值；
根据第五铰接点的力矩平衡方程、臂架坐标系下水平轴的力矩平衡方程、第六铰接点在水平方向的受力值以及垂直方向的受力值、以及第五铰接点在水平方向的受力值以及垂直方向的受力值，计算臂架坐标系下第四铰接点处机械臂在水平方向的受力值以及垂直方向的受力值；
根据第三铰接点的力矩平衡方程、第四铰接点处机械臂在水平方向的受力值以及垂直方向的受力值，计算臂架下第五铰接点处与机械臂相邻的机械臂对机械臂在水平方向的受力值以及垂直方向的受力值。
可选地，确定模块1402，还用于：
根据臂架中各节机械臂对应的臂架端面的转角方程、臂架中各节机械臂对应的挠曲线方程，确定臂架中各节机械臂对应的挠曲线方程中的常量值；
将臂架中各节机械臂对应的臂架端面的弯矩和惯性矩代入至臂架中各节机械臂对应的挠曲线方程中，得到臂架的形变后位置；
根据臂架的形变后位置以臂架的臂长，确定臂架的形变量。
可选地，本申请还提供一种工程机械设备，该工程机械设备可包括设备本体以及上述臂架系统，臂架系统通过回转机构安装在所述设备本体上。
可选地，工程机械设备可以包括：泵车、布料杆、高空作业车、起重机或其它工程机械设备。在一些实施例中，包括该臂架系统的工程机械设备在使用中具有与臂架系统相同的技术效果。
图15为本申请实施例提供的一种处理设备的结构示意图，该处理设备可以集成于终端设备或者终端设备的芯片，该终端可以是具备数据处理功能的计算设备。
该处理设备可以包括：处理器1501、存储器1502。
存储器1502用于存储程序，处理器1501调用存储器1502存储的程序，以执行上述方法实施例。具体实现方式和技术效果类似，这里不再赘述。
其中，存储器1502存储有程序代码，当程序代码被处理器1501执行时，使得处理器1501执行本说明书上述“示例性方法”部分中描述的根据本申请各种示例性实施方式的臂架的形变量确定方法中的各种步骤。
处理器1501可以是通用处理器，例如中央处理器（CPU）、数字信号处理器（DigitalSignal Processor，DSP）、专用集成电路（Application Specific Integrated Circuit，ASIC）、现场可编程门阵列（Field Programmable Gate Array，FPGA）或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件，可以实现或者执行本申请实施例中公开的各方法、步骤及逻辑框图。通用处理器可以是微处理器或者任何常规的处理器等。结合本申请实施例所公开的方法的步骤可以直接体现为硬件处理器执行完成，或者用处理器中的硬件及软件模块组合执行完成。
存储器1502作为一种非易失性计算机可读存储介质，可用于存储非易失性软件程序、非易失性计算机可执行程序以及模块。存储器可以包括至少一种类型的存储介质，例如可以包括闪存、硬盘、多媒体卡、卡型存储器、随机访问存储器（Random Access Memory,RAM）、静态随机访问存储器（Static Random Access Memory, SRAM）、可编程只读存储器（Programmable Read Only Memory, PROM）、只读存储器（Read Only Memory, ROM）、带电可擦除可编程只读存储器（Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory,EEPROM）、磁性存储器、磁盘、光盘等等。存储器是能够用于携带或存储具有指令或数据结构形式的期望的程序代码并能够由计算机存取的任何其他介质，但不限于此。本申请实施例中的存储器1502还可以是电路或者其它任意能够实现存储功能的装置，用于存储程序指令和/或数据。
可选地，本申请还提供一种程序产品，例如计算机可读存储介质，包括程序，该程序在被处理器执行时用于执行上述方法实施例。
上述装置用于执行前述实施例提供的方法，其实现原理和技术效果类似，在此不再赘述。
以上这些模块可以是被配置成实施以上方法的一个或多个集成电路，例如：一个或多个特定集成电路（Application Specific Integrated Circuit，简称ASIC），或，一个或多个微处理器（digital singnal processor，简称DSP），或，一个或者多个现场可编程门阵列（Field Programmable Gate Array，简称FPGA）等。再如，当以上某个模块通过处理元件调度程序代码的形式实现时，该处理元件可以是通用处理器，例如中央处理器（CentralProcessing Unit，简称CPU）或其它可以调用程序代码的处理器。再如，这些模块可以集成在一起，以片上系统（system-on-a-chip，简称SOC）的形式实现。
可选地，本发明还提供一种程序产品，例如计算机可读存储介质，包括程序，该程序在被处理器执行时用于执行上述方法实施例。
在本发明所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，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，也可以采用硬件加软件功能单元的形式实现。
上述以软件功能单元的形式实现的集成的单元，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。上述软件功能单元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）或处理器（英文：processor）执行本发明各个实施例所述方法的部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器（英文：Read-Only Memory，简称：ROM）、随机存取存储器（英文：Random Access Memory，简称：RAM）、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
Claims (7)
1.一种臂架的形变量确定方法，其特征在于，应用于臂架系统中的处理器，所述臂架系统包括：臂架及所述处理器，所述臂架中各节机械臂之间的连杆上安装有压力传感器和位移传感器，所述压力传感器用于测量所述连杆上油缸的压力信息，所述位移传感器用于测量所述连杆上油缸的伸缩量信息，所述方法包括：
获取由所述压力传感器和所述位移传感器采集到的所述臂架中各节机械臂形变后的参数信息，所述参数信息包括：所述连杆上油缸的压力值、所述连杆上油缸的伸缩量；
根据所述臂架中各节机械臂形变后的参数信息，确定所述臂架中各节机械臂对应的臂架端面的弯矩和惯性矩；
根据所述臂架中各节机械臂对应的挠曲线方程、以及所述臂架中各节机械臂对应的臂架端面的弯矩和惯性矩，确定所述臂架末端的形变量；
其中，所述根据所述臂架中各节机械臂形变后的参数信息，确定所述臂架中各节机械臂对应的臂架端面的弯矩和惯性矩，包括：
建立所述臂架的坐标系，其中，所述坐标系包括：惯性坐标系、臂架坐标系；
根据所述臂架中各节机械臂之间的连杆上油缸的长度、所述臂架中各节机械臂的臂长、以及所述臂架的坐标系，确定所述臂架中各节机械臂之间的连杆与所述臂架中各节机械臂的位置关系；
根据所述连杆上油缸的压力值、所述连杆上油缸的伸缩量、以及所述臂架中各节机械臂之间的连杆与所述臂架中各节机械臂的位置关系，得到所述连杆的受力信息，其中，所述连杆的受力信息包括：所述机械臂与所述连杆相连接的各铰接点之间的夹角、以及所述各铰接点的受力方向及受力值；
根据所述连杆的受力信息、预先构建的弯矩计算公式，确定所述臂架中各节机械臂的臂架上弯矩；
根据所述臂架中各节机械臂的臂架平直部分的上下板宽度函数、以及臂架弯曲的左右板宽度函数，确定所述臂架中各节机械臂的臂架惯性矩；其中，所述上下板宽度函数、以及所述左右板宽度函数分别是由所述各节机械臂的臂架平直部分尺寸信息、及臂架弯曲部分尺寸信息确定；
其中，所述根据所述连杆上油缸的压力值、所述连杆上油缸的伸缩量、以及所述臂架中各节机械臂之间的连杆与所述臂架中各节机械臂的位置关系，得到所述连杆的受力信息，包括：
根据所述臂架中各节机械臂之间的连杆与所述臂架中各节机械臂的位置关系、以及所述连杆上油缸的伸缩量，确定所述各铰接点之间的夹角；
根据所述臂架中各节机械臂之间的连杆与所述臂架中各节机械臂的位置关系、以及所述连杆上油缸的压力值，确定所述各铰接点的受力方向及受力值；
其中，所述根据所述臂架中各节机械臂对应的挠曲线方程、以及所述臂架中各节机械臂对应的臂架端面的弯矩和惯性矩，确定所述臂架末端的形变量，包括：
根据所述臂架中各节机械臂对应的臂架端面的转角方程、所述臂架中各节机械臂对应的挠曲线方程，确定所述臂架中各节机械臂对应的挠曲线方程中的常量值；
将所述臂架中各节机械臂对应的臂架端面的弯矩和惯性矩代入至所述臂架中各节机械臂对应的挠曲线方程中，得到所述臂架的形变后位置；
根据所述臂架的形变后位置以所述臂架的臂长，确定所述臂架的形变量。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，其中，所述铰接点包括：第一铰接点、第二铰接点、第三铰接点、第四铰接点、第五铰接点及第六铰接点；
所述根据所述臂架中各节机械臂之间的连杆与所述臂架中各节机械臂的位置关系、以及所述连杆上油缸的伸缩量，确定所述各铰接点之间的夹角，包括：
根据所述各铰接点之间的距离参数、以及所述连杆上油缸的伸缩量，得到第一角度、第二角度、第三角度以及第四角度；其中，所述第一角度为所述第一铰接点、所述第六铰接点及所述第五铰接点之间的夹角，所述第二角度为所述第二铰接点、所述第五铰接点及所述第四铰接点之间的夹角；所述第三角度为所述第二铰接点、所述第三铰接点及所述第四铰接点之间的夹角；所述第四角度为所述第四铰接点、所述第五铰接点及所述第六铰接点之间的夹角。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据所述臂架中各节机械臂之间的连杆与所述臂架中各节机械臂的位置关系、以及所述连杆上油缸的压力值，确定所述各铰接点的受力方向及受力值，包括：
根据所述第一角度、以及所述连杆上油缸的压力值，计算所述臂架坐标系下所述第六铰接点处所述连杆上油缸在水平方向的受力值以及垂直方向的受力值；
根据所述第四铰接点的力矩平衡方程、所述第六铰接点处所述连杆上油缸在水平方向的受力值以及垂直方向的受力值，计算所述臂架坐标系下所述第五铰接点处所述连杆在水平方向的受力值以及垂直方向的受力值；
根据所述第五铰接点的力矩平衡方程、所述臂架坐标系下水平轴的力矩平衡方程、所述第六铰接点在水平方向的受力值以及垂直方向的受力值、以及所述第五铰接点在水平方向的受力值以及垂直方向的受力值，计算所述臂架坐标系下所述第四铰接点处所述机械臂在水平方向的受力值以及垂直方向的受力值；
根据所述第三铰接点的力矩平衡方程、所述第四铰接点处所述机械臂在水平方向的受力值以及垂直方向的受力值，计算所述臂架下所述第五铰接点处与所述机械臂相邻的机械臂对所述机械臂在水平方向的受力值以及垂直方向的受力值。
4.一种臂架的形变量确定装置，其特征在于，应用于臂架系统中的处理器，所述臂架系统包括：臂架及所述处理器，所述臂架中各节机械臂之间的连杆上安装有压力传感器和位移传感器，所述压力传感器用于测量所述连杆上油缸的压力信息，所述位移传感器用于测量所述连杆上油缸的伸缩量信息，所述处理器用于执行权利要求1-3任一所述的臂架的形变量确定方法；
所述装置包括：
获取模块，用于获取由所述压力传感器和所述位移传感器采集到的所述臂架中各节机械臂形变后的参数信息，所述参数信息包括：所述连杆上油缸的压力值、所述连杆上油缸的伸缩量；
确定模块，用于根据所述臂架中各节机械臂形变后的参数信息，确定所述臂架中各节机械臂对应的臂架端面的弯矩和惯性矩；
根据所述臂架中各节机械臂对应的挠曲线方程、以及所述臂架中各节机械臂对应的臂架端面的弯矩和惯性矩，确定所述臂架末端的形变量；
所述确定模块，还用于：
建立所述臂架的坐标系，其中，所述坐标系包括：惯性坐标系、臂架坐标系；
根据所述臂架中各节机械臂之间的连杆上油缸的长度、所述臂架中各节机械臂的臂长、以及所述臂架的坐标系，确定所述臂架中各节机械臂之间的连杆与所述臂架中各节机械臂的位置关系；
根据所述连杆上油缸的压力值、所述连杆上油缸的伸缩量、以及所述臂架中各节机械臂之间的连杆与所述臂架中各节机械臂的位置关系，得到所述连杆的受力信息，其中，所述连杆的受力信息包括：所述机械臂与所述连杆相连接的各铰接点之间的夹角、以及所述各铰接点的受力方向及受力值；
根据所述连杆的受力信息、预先构建的弯矩计算公式，确定所述臂架中各节机械臂的臂架上弯矩；
根据所述臂架中各节机械臂的臂架平直部分的上下板宽度函数、以及臂架弯曲的左右板宽度函数，确定所述臂架中各节机械臂的臂架惯性矩；其中，所述上下板宽度函数、以及所述左右板宽度函数分别是由所述各节机械臂的臂架平直部分尺寸信息、及臂架弯曲部分尺寸信息确定；
根据所述臂架中各节机械臂之间的连杆与所述臂架中各节机械臂的位置关系、以及所述连杆上油缸的伸缩量，确定所述各铰接点之间的夹角；
根据所述臂架中各节机械臂之间的连杆与所述臂架中各节机械臂的位置关系、以及所述连杆上油缸的压力值，确定所述各铰接点的受力方向及受力值；
根据所述臂架中各节机械臂对应的臂架端面的转角方程、所述臂架中各节机械臂对应的挠曲线方程，确定所述臂架中各节机械臂对应的挠曲线方程中的常量值；
将所述臂架中各节机械臂对应的臂架端面的弯矩和惯性矩代入至所述臂架中各节机械臂对应的挠曲线方程中，得到所述臂架的形变后位置；
根据所述臂架的形变后位置以所述臂架的臂长，确定所述臂架的形变量。
5.一种臂架系统，其特征在于，包括：臂架及处理器，所述臂架包括多节机械臂；
所述臂架中相邻两节机械臂之间的连杆上安装有压力传感器，所述压力传感器的一端与所述连杆上油缸的平衡阀主油路相连，所述压力传感器的另一端与所述处理器电连接，所述压力传感器用于测量所述连杆上油缸的受力信息；
所述臂架中相邻两节机械臂之间的连杆上油缸的底部位置安装固定支架，所述固定支架上固定安装有位移传感器、定滑轮，所述位移传感器的一端通过所述定滑轮固定在所述固定支架上，且所述位移传感器的钢丝与所述连杆上油缸的活塞杆中心线、所述定滑轮的中心在同一个垂直平面，且所述位移传感器的钢丝经所述定滑轮后与所述活塞杆中心线平行，所述位移传感器用于所述连杆上油缸的伸缩量；
所述臂架中各节机械臂上的压力传感器以及位移传感器用于检测所述各节机械臂形变的参数信息；
所述处理器用于执行权利要求1-3任一所述的臂架的形变量确定方法。
6.一种工程机械设备，其特征在于，包括：设备本体以及权利要求5所述的臂架系统，所述臂架系统通过回转机构安装在所述设备本体上。
7.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器运行时执行如权利要求1-3任一所述方法的步骤。
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