CN116006150A - 用于防挤压监控的方法、控制器及工程机械 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种用于防挤压监控的方法、控制器及工程机械。该方法包括：获取当前时刻重力传感器检测到的桅杆在第一方向的第一角度和桅杆在第二方向的第二角度；在第一角度小于预设值的情况下，将第二角度确定为桅杆在第二方向的实际偏移角度，以及将桅杆在第二方向的安全限制角度确定为设定值；根据实际偏移角度和安全限制角度确定第一模拟值和第二模拟值；根据第一模拟值和第二模拟值确定第一油缸和第二油缸的控制电流，以控制第一油缸和第二油缸。本申请考虑到车身偏移等干扰条件，通过重力传感器实时监控桅杆的运动和偏移角度，以实现对桅杆实际偏移角度的实时运算，并与安全限制角度进行比较输出对应的纠偏策略，硬件成本较低且精度较高。

Description

用于防挤压监控的方法、控制器及工程机械

技术领域

本申请涉及工程机械控制技术领域，具体地涉及一种用于防挤压监控的方法、控制器及工程机械。

背景技术

防挤压监控是运用于包括旋挖钻机等工程机械的一种保护功能。目前，现有的防挤压监控技术中仅有通过限位开关解决目标控制结构运动自由度两端极限的方式，通过限位开关保证机械机构的安全性。然而，现有技术仅通过限位开关实现角度极值的限制，安全值受机械结构限制无法自行设置，控制技术简陋，往往需要精确把控限位开关安装精度，增加了硬件成本。且整体结构发偏移时没有纠偏策略，会产生限位误差，从而导致精度不高且降低安全性。因此，现有技术所采用的防挤压监控技术存在成本较高且精度较低的问题。

发明内容

本申请实施例的目的是提供一种用于防挤压监控的方法、控制器及工程机械，用以解决现有技术所采用的防挤压监控技术存在成本较高且精度较低的问题。

为了实现上述目的，本申请第一方面提供一种用于防挤压监控的方法，应用于工程机械，工程机械包括桅杆，第一油缸和第二油缸，第一油缸和第二油缸用于控制桅杆，桅杆上设置有重力传感器，方法包括：

获取当前时刻重力传感器检测到的桅杆在第一方向的第一角度和桅杆在第二方向的第二角度；

在第一角度小于预设值的情况下，将第二角度确定为桅杆在第二方向的实际偏移角度，以及将桅杆在第二方向的安全限制角度确定为设定值；

根据实际偏移角度和安全限制角度确定第一模拟值和第二模拟值；

根据第一模拟值和第二模拟值确定第一油缸和第二油缸的控制电流，以控制第一油缸和第二油缸。

在本申请实施例中，工程机械还包括角度传感器，角度传感器设置于桅杆与桅杆的相邻机构的铰接处，方法还包括：

获取角度传感器检测到的桅杆与相邻机构在第二方向的第三角度；

在第一角度大于或等于预设值的情况下，将第三角度确定为桅杆在第二方向的实际偏移角度，并根据第一角度确定安全限制角度。

在本申请实施例中，第一方向平行于桅杆的运动平面和水平面，第二方向垂直于桅杆的运动平面。

在本申请实施例中，第一模拟值满足公式(1)：

第二模拟值满足公式(2)：

其中，B₁为第一模拟值，B₂为第二模拟值，A为安全限制角度，α为实际偏移角度，Q为设定系数。

在本申请实施例中，第一油缸的控制电流包括第一伸展电流和第一收缩电流，第二油缸的控制电流包括第二伸展电流和第二收缩电流，根据第一模拟值和第二模拟值确定第一油缸和第二油缸的控制电流包括：

获取桅杆当前的初始第一伸展电流、初始第一收缩电流、初始第二伸展电流和初始第二收缩电流；

根据初始第一收缩电流、初始第二伸展电流和第一模拟值确定目标第一收缩电流和目标第二伸展电流；

根据初始第一伸展电流、初始第二收缩电流和第二模拟值确定目标第一伸展电流和目标第二收缩电流。

在本申请实施例中，根据初始第一收缩电流、初始第二伸展电流和第一模拟值确定目标第一收缩电流和目标第二伸展电流包括：

判断第一模拟值是否处于预设范围内；

在第一模拟值大于预设范围的最大值的情况下，将初始第一收缩电流确定为目标第一收缩电流，并将初始第二伸展电流确定为目标第二伸展电流；

在第一模拟值小于预设范围的最小值的情况下，目标第一收缩电流和目标第二伸展电流均为零；

在第一模拟值处于预设范围内的情况下，目标第一收缩电流满足公式(3)，且目标第二伸展电流满足公式(4)：

其中，M₁为目标第一收缩电流，N₂为目标第二伸展电流，m₁为初始第一收缩电流，n₂为初始第二伸展电流，MIN为控制第一油缸和第二油缸的电磁阀的阀最小电流，MAX为控制第一油缸和第二油缸的电磁阀的阀最大电流，B₁为第一模拟值。

在本申请实施例中，根据初始第一伸展电流、初始第二收缩电流和第二模拟值确定目标第一伸展电流和目标第二收缩电流包括：

判断第二模拟值是否处于预设范围内；

在第二模拟值大于预设范围的最大值的情况下，将初始第一伸展电流确定为目标第一伸展电流，并将初始第二收缩电流确定为目标第二收缩电流；

在第二模拟值小于预设范围的最小值的情况下，目标第一伸展电流和目标第二收缩电流均为零；

在第二模拟值处于预设范围内的情况下，目标第一伸展电流满足公式(5)，且目标第二收缩电流满足公式(6)：

其中，N₁为目标第一伸展电流，M₂为目标第二收缩电流，n₁为初始第一伸展电流，m₂为初始第二收缩电流，B₂为第二模拟值。

本申请实施例第二方面提供一种控制器，包括：

存储器，被配置成存储指令；以及

处理器，被配置成从存储器调用指令以及在执行指令时能够实现上述的用于防挤压监控的方法。

本申请实施例第三方面提供一种工程机械，包括：

上述控制器；

桅杆；

重力传感器，与控制器通信，设置于桅杆上，用于检测桅杆在第一方向的第一角度和桅杆在第二方向的第二角度并发送至控制器；

角度传感器，与控制器通信，设置于桅杆与桅杆的相邻结构的铰接处，用于检测桅杆与桅杆的相邻机构在第二方向的第三角度并发送至控制器；

第一油缸和第二油缸，用于控制桅杆。

本申请第四方面提一种机器可读存储介质，该机器可读存储介质上存储有指令，该指令用于使得机器执行上述的用于防挤压监控的方法。

通过上述技术方案，获取当前时刻重力传感器检测到的桅杆在第一方向的第一角度和桅杆在第二方向的第二角度；在第一角度小于预设值的情况下，将第二角度确定为桅杆在第二方向的实际偏移角度，以及将桅杆在第二方向的安全限制角度确定为设定值；根据实际偏移角度和安全限制角度确定第一模拟值和第二模拟值；根据第一模拟值和第二模拟值确定第一油缸和第二油缸的控制电流，以控制第一油缸和第二油缸。本申请考虑到车身偏移等干扰条件，通过重力传感器实时监控桅杆的运动和偏移角度，以实现对桅杆实际偏移角度的实时运算，并与安全限制角度进行比较输出对应的纠偏策略，硬件成本较低且精度较高。

本申请实施例的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本申请实施例的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本申请实施例，但并不构成对本申请实施例的限制。在附图中：

图1为本申请实施例提供的一种用于控制桅杆的油缸的结构示意图；

图2为本申请实施例提供的一种用于防挤压监控的方法的流程示意图；

图3为本申请实施例提供的一种控制器的结构框图。

附图标记说明

100第一油缸200第二油缸

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，应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本申请实施例，并不用于限制本申请实施例。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，若本申请实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，若本申请实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本申请要求的保护范围之内。

图1为本申请实施例提供的一种用于控制桅杆的油缸的结构示意图。如图1所示，桅杆由第一油缸100和第二油缸200这两个油缸控制，并拥有两个自由度，可以在重力坐标系内进行X和Y方向的运动，其结构方面可通过两根油缸进行直接控制，通过两根油缸的伸缩配合对桅杆进行X、Y方向的运动控制。为承载桅杆此类大型结构必定会配备有其它起固定作用的底座结构及相邻结构，底座结构和相邻结构通常会对桅杆的运动产生一定的限制。由于当油缸控制桅杆进行运动时，其半径和运动惯性都比较大，如过不对其加以限制，会导致桅杆挤压或碰撞到相邻的概率增大，降低了生产的安全性。为此，本申请实施例提供了一种用于防挤压监控的方法。

图2为本申请实施例提供的一种用于防挤压监控的方法的流程示意图。如图2所示，本申请实施例提供一种用于防挤压监控的方法，应用于工程机械，工程机械包括桅杆，第一油缸和第二油缸，第一油缸和第二油缸用于控制桅杆，桅杆上设置有重力传感器，该方法可以包括下列步骤：

步骤201、获取当前时刻重力传感器检测到的桅杆在第一方向的第一角度和桅杆在第二方向的第二角度；

步骤202、在第一角度小于预设值的情况下，将第二角度确定为桅杆在第二方向的实际偏移角度，以及将桅杆在第二方向的安全限制角度确定为设定值；

步骤203、根据实际偏移角度和安全限制角度确定第一模拟值和第二模拟值；

步骤204、根据第一模拟值和第二模拟值确定第一油缸和第二油缸的控制电流，以控制第一油缸和第二油缸。

在本申请实施例中，防挤压监控是指对作业中的桅杆进行实时监控，在其发生偏移且有挤压到相邻或其它机构的风险的情况下，提前实施相应的处理措施，以防止桅杆挤压到相邻机构造成机械损坏。一般情况下桅杆运动于如图1所示的Y方向上，受相邻结构和油缸等结构的影响，其在Y方向的运动被限制在一定范围，一旦超过该范围则会导致机体结构的损坏。而桅杆在X方向的限制更甚，通常情况下桅杆不会往X方向运动，但由于工程机械的长期使用，桅杆运动难免发生偏移，使得桅杆向X方向偏移。为了防止桅杆挤压到相邻结构，本申请实施例通过实时检测桅杆的变化角度，通过角度数据控制桅杆的运动极限。

在本申请实施例中，工程机械可以指包括旋挖钻机等拥有由两个油缸控制的结构的设备。重力传感器设置于桅杆上，主要用于测量桅杆的运动角度，通过重力传感器测量由于重力引起的加速度，可以计算出设备相对于水平面的倾斜角度。第一角度即重力传感器测得的桅杆在第一方向上的偏移角度，第一方向是指桅杆作业时的通常运动的方向，即如图1所示的Y方向。在一个示例中，将桅杆处于竖直状态设定为桅杆的初始状态，则其竖直状态时在第一方向和第二方向上的偏移角度均为0°，当其处于倒平状态时在第一方向上的偏移角度为90°。第二角度即重力传感器测得的桅杆在第二方向上的偏移角度，第二方向是指桅杆发生偏移的方向，即如图1所示的X方向。在一个示例中，第一方向和第二方向相互垂直且均垂直于水平面。

在本申请实施例中，为了防止因桅杆在X方向上发生过大的偏移导致桅杆与相邻结构发生严重挤压以至损坏机械结构的情况，可以设置一个安全限制较角度，用于限定桅杆在X方向上发生偏移的允许范围，安全限制角度即桅杆在X方向上的偏移阈值，当桅杆在X方向上的偏移角度已经大于或等于安全限制角度的情况下，停止向第一油缸和第二油缸输入电流，第一油缸和第二油缸电流降为0，使得桅杆即可停驶运动，防止对机械结构造成更大的损坏。

在本申请实施例中，由于桅杆在Y方向上运动的偏移角度不同，其对相邻结构产生挤压的概率也不同，则安全限制值的大小也不相同，Y方向偏移角度越小，X方向桅杆挤压到相邻结构的概率就越低。在一个示例中，桅杆在Y方向的偏移角度比较小的情况下，其对相邻机构产生挤压的概率也比较小，安全限制角度相应地较小，反之则与相邻结构发生挤压的概率较大，安全限制角度也随之变化。因此，在本申请实施例中，可以设定一个预设值，在桅杆在Y方向的偏移角度小于该预设值时，桅杆在X上发生偏移挤压到相邻结构的概率较低，且该范围内的概率基本相等，此时可以将桅杆在X方向上发生偏移的安全限制角度设置为固定值。并且在桅杆在Y方向的偏移角度小于预设值的情况下，桅杆接近竖直状态，此时重力传感器可以同时保证桅杆与大地的偏移角度处于安全范围内，以防止桅杆运动时产生的晃动导致设备倾翻，因而可以将重力传感器检测到的桅杆在X方向发生偏移的而角度确定为桅杆在X方向的实际偏移角度。

在本申请实施例中，第一模拟值和第二模拟值为根据桅杆的实际偏移角度确定的第一油缸和第二油缸输出电流的相对模拟比例值，其中，第一模拟值针对第一油缸，第二模拟值对应第二油缸。在确定了桅杆在X方向上的实际偏移角度和安全限制角度的情况下，可以根据实际偏移角度和安全限制角度确定第一模拟值和第二模拟值。进一步地，控制器可以根据第一模拟值和第二模拟值确定控制第一油缸和第二油缸的控制电流，以对第一油缸和第二油缸进行控制，将桅杆控制在安全范围内，从而防止桅杆挤压到相邻结构，避免机械结构的损坏。

需要说明的是，本申请实施例所提供的用于防挤压监控的方法还可以应用于包含类似桅杆这种由两个油缸控制的工程机械。

通过上述技术方案，获取当前时刻重力传感器检测到的桅杆在第一方向的第一角度和桅杆在第二方向的第二角度；在第一角度小于预设值的情况下，将第二角度确定为桅杆在第二方向的实际偏移角度，以及将桅杆在第二方向的安全限制角度确定为设定值；根据实际偏移角度和安全限制角度确定第一模拟值和第二模拟值；根据第一模拟值和第二模拟值确定第一油缸和第二油缸的控制电流，以控制第一油缸和第二油缸。本申请考虑到车身偏移等干扰条件，通过重力传感器实时监控桅杆的运动和偏移角度，以实现对桅杆实际偏移角度的实时运算，并与安全限制角度进行比较输出对应的纠偏策略，硬件成本较低且精度较高。

在本申请实施例中，工程机械还包括角度传感器，角度传感器设置于桅杆与桅杆的相邻机构的铰接处，方法还可以包括：

获取角度传感器检测到的桅杆与相邻机构在第二方向的第三角度；

在第一角度大于或等于预设值的情况下，将第三角度确定为桅杆在第二方向的实际偏移角度，并根据第一角度确定安全限制角度。

在本申请实施例中，当桅杆处于正常运动状态下而未发生偏移时，桅杆与其相邻结构在X方向上的夹角不变，因此，为了提高对桅杆的测量精度，在通过重力传感器测试桅杆在两个方向上的角度的同时，还可以获取桅杆与其相邻结构的相对变化角度。

具体地，可以在桅杆与其相邻结构的铰接处设置一个角度传感器，用于测量桅杆与相邻结构之间在X方向上的相对夹角。在本申请实施例中，第三角度即角度传感器测得的桅杆与其相邻结构在第二方向上的相对夹角，第二方向即如图1所示的X方向，也是桅杆发生偏移的方向。第一角度为重力传感器测得的桅杆在第一方向上的偏移角度，第一方向即如图1所示的Y方向，也是桅杆主要运动的方向。在桅杆的第一偏移角度大于或等于预设值的情况下，随着第一偏移角度的减小，X方向的安全限制角度也减小，因此，可以通过第一偏移角度确定安全限制角度。此时，为了保证测量结构的准确性，可以将角度传感器检测到的第三角度确定为桅杆在X方向的实际偏移角度。这样，可以提高桅杆的运动效率，保证测量结果的准确性，为后期调整桅杆提供数据基础，从而提高了设备的运行的安全性。

在本申请一具体实施例中，角度传感器类型多样，此处以电压输出类为例，控制器可以对角度传感器发送的电压信号进行处理，将电压信号转化为具体的角度值。控制器对角度传感器进行实时检测，可以得到角度传感器的3个状态，分别为短路、断路和超出量程，将角度传感器去的输入电压和角度量程进行线性化模拟，即可以根据角度传感器的电压信号输出角度测量值。例如，设角度传感器的角度正常测量时电压为500～4500-5000，角度量程为-90°～90°；则在角度传感器检测到的电压小于500的情况下，可以判定角度传感器短路；在角度传感器检测到的电压大于5000的情况下，判断角度传感器断路；在角度传感器检测到的电压在4500～5000之间的情况下，判定角度传感器的检测值超出其量程；在角度传感器检测到的电压为500～4500的情况下，对应的角度为-90°～90°按照线性化模拟关系将电压信号转化为对应的角度值。需要说明的是，将传感器的检测信号转化为角度数据也可以运用其它比例转换方法进行数据转换。

在本申请实施例中，第一方向平行于桅杆的运动平面和水平面，第二方向垂直于桅杆的运动平面。

具体地，桅杆具有两个自由度，可以在第一方向和第二方向动作，但由于桅杆的相邻结构以及控制桅杆的两个油缸的限制，正常作业过程，桅杆通常运动与第一方向，第一方向指桅杆主要运动的方向，即如图1所示的Y方向。当桅杆在第二方向动作时会对相邻结构产生挤压，从而损坏机械结构，因此，第二方向是指桅杆发生偏移的方向，即如图1所示的X方向。通过将桅杆的运动分解至两个方向，有利于结合桅杆在两个方向的偏移角度进行数据处理，进而控制桅杆动作，有利于防止桅杆对相邻结构产生挤压，提高设备的安全性。

为便于描述，下文均以X方向替代第二方向，Y方向替代第一方向展开阐述。

在本申请实施例中，第一模拟值可以满足公式(1)：

第二模拟值可以满足公式(2)：

其中，B₁为第一模拟值，B₂为第二模拟值，A为安全限制角度，α为实际偏移角度，Q为设定系数。

在本申请实施例中，以第一油缸指向第二油缸的方向为X方向的正方向，则在桅杆向第一油缸的方向发生偏移的情况下，桅杆在X方向上的偏移角度为负值；在桅杆向第二油缸的方向发生偏移的情况下，桅杆在X方向上的偏移角度为正值。第一模拟值和第二模拟值为根据桅杆的实际偏移角度确定的第一油缸和第二油缸输出电流的相对模拟比例值，其中，第一模拟值针对第一油缸，第二模拟值对应第二油缸。第一模拟值的确定和第二模拟值的确定要结合桅杆在X方向上的实际偏移角度以桅杆当前的安全限制角度，经过多次实验拟合，确定第一模拟值可以满足公式(1)，第二模拟值可以满足公式(2)，公式(1)和(2)基于PID控制原理设计得出，且经过多次实验进行检验，其中，Q为设定系数，该设定系数根据实际实验拟合情况确定，例如可以为100/3。这样，通过桅杆的实际偏移角度和安全限制角度确定与第一油缸和第二油缸的输出电流相关的模拟值，有利于根据桅杆的实际运动情况输出控制电流，从而保证控制的精准性。

在本申请实施例中，第一油缸的控制电流包括第一伸展电流和第一收缩电流，第二油缸的控制电流包括第二伸展电流和第二收缩电流，根据第一模拟值和第二模拟值确定第一油缸和第二油缸的控制电流可以包括：

获取桅杆当前的初始第一伸展电流、初始第一收缩电流、初始第二伸展电流和初始第二收缩电流；

根据初始第一收缩电流、初始第二伸展电流和第一模拟值确定目标第一收缩电流和目标第二伸展电流；

根据初始第一伸展电流、初始第二收缩电流和第二模拟值确定目标第一伸展电流和目标第二收缩电流。

在本申请实施例中，每个油缸均有一个伸展电磁阀和一个收缩电磁阀控制，第一伸展电流即第一油缸的伸展电磁阀的控制电流，第一收缩电流即第一油缸的收缩电磁阀的控制电流，第二伸展电流即第二油缸的伸展电磁阀的控制电流，第二收缩电流即第二油缸的收缩电磁阀的控制电流。在一个示例中，第一油缸和第二油缸的伸展电磁阀和收缩电磁阀互斥，不会同时得电，且为了保证对桅杆的控制的一致性，第一油缸和第二油缸会同时处于伸展或收缩状态。例如处于伸展状态时，第一油缸和第二油缸的伸展电磁阀均获得位移电流，而第一油缸和第二油缸的收缩电磁阀均未得电；处于收缩状态时，第一油缸和第二油缸的收缩电磁阀均获得位移电流，而第一油缸和第二油缸的伸展电磁阀均未得电。

在本申请实施例中，桅杆发生偏移是由于控制桅杆的第一油缸和第二油缸控制不一致造成的，例如，在油缸伸展状态下桅杆发生向第一油缸方向即X方向的负方向偏移，其原因为第一油缸伸展速度较第二油缸慢，此时，为使桅杆回正，需要提高第一油缸的伸展阀的控制电流和/或减小第二油缸的伸展阀的控制电流。

在本申请实施例中，可以根据获取到的当前第一油缸的收缩电流和第二油缸的伸展电流结合第一模拟值确定输出的第一油缸的收缩电磁阀的控制电流目标第一收缩电流，以及确定输出的第二油缸的伸展电磁阀的控制电流目标第二伸展电流。根据获取到的当前第一油缸的伸展电流和第二油缸的收缩电流结合第二模拟值确定输出的第一油缸的伸展电磁阀的控制电流目标第一伸展电流，以及确定输出的第二油缸的收缩电磁阀的控制电流目标第二收缩电流。这样，结合第一油缸和第二油缸的当前初始控制电流和模拟值确定目标控制电流，有利于保证输出结果的准确性，提高系统的控制效率。

在本申请实施例中，根据初始第一收缩电流、初始第二伸展电流和第一模拟值确定目标第一收缩电流和目标第二伸展电流可以包括：

判断第一模拟值是否处于预设范围内；

在第一模拟值大于预设范围的最大值的情况下，将初始第一收缩电流确定为目标第一收缩电流，并将初始第二伸展电流确定为目标第二伸展电流；

在第一模拟值小于预设范围的最小值的情况下，目标第一收缩电流和目标第二伸展电流均为零；

在第一模拟值处于预设范围内的情况下，目标第一收缩电流满足公式(3)，且目标第二伸展电流满足公式(4)：

其中，M₁为目标第一收缩电流，N₂为目标第二伸展电流，m₁为初始第一收缩电流，n₂为初始第二伸展电流，MIN为控制第一油缸和第二油缸的电磁阀的阀最小电流，MAX为控制第一油缸和第二油缸的电磁阀的阀最大电流，B₁为第一模拟值。

在本申请实施例中，第一油缸和第二油缸的伸展电磁阀和收缩电磁阀的阀最大电流和阀最小电流相同，其中阀最大电流为伸展电磁阀和收缩电磁阀的阀口开度处于最大的情况下的控制电流，阀最小电流为伸展电磁阀和收缩电磁阀的阀口开度处于最小的情况下的控制电流，阀最小电流和阀最大电流构成的区间即为控制电流的区间。其中，电磁阀的阀口开度的大小与控制电流的大小呈正比。

在本申请实施例中，模拟值主要用于参与控制电流的输出，与控制电流呈对应关系，由于油缸的控制电流处于一定的范围内，因此，模拟值也有一定的范围，预设范围即模拟值所在的范围区间。经多次实统计分析得出，在第一模拟值大于预设范围区间的最大值的情况下，可以直接将初始第一收缩电流输出为第一油缸的收缩电磁阀的目标第一收缩电流，将初始第二伸展电流输出为第二油缸的伸展发的目标第二伸展电流。在第一模拟值小于预设范围的最小值的情况下，第一油缸的收缩阀的目标第一收缩电流和第二油缸的伸展阀的目标第二伸展电流均输出为0。在第一模拟值处于预设范围内的情况下，可以通过公式(3)和公式(4)确定目标第一收缩电流和目标第二伸展电流，其中，公式(3)和公式(4)为多次实验拟合得出，在实际运用中符合逻辑，可以通过相应的控制程序将桅杆控制在安全限制范围内运动，保证桅杆的偏移角度不会超出安全限制角度，从而实现了防止桅杆挤压到相邻结构的情况，有利于维护机械结构的稳定性，提高施工的安全性。

在本申请实施例中，根据初始第一伸展电流、初始第二收缩电流和第二模拟值确定目标第一伸展电流和目标第二收缩电流可以包括：

判断第二模拟值是否处于预设范围内；

在第二模拟值大于预设范围的最大值的情况下，将初始第一伸展电流确定为目标第一伸展电流，并将初始第二收缩电流确定为目标第二收缩电流；

在第二模拟值小于预设范围的最小值的情况下，目标第一伸展电流和目标第二收缩电流均为零；

在第二模拟值处于预设范围内的情况下，目标第一伸展电流满足公式(5)，且目标第二收缩电流满足公式(6)：

其中，N₁为目标第一伸展电流，M₂为目标第二收缩电流，n₁为初始第一伸展电流，m₂为初始第二收缩电流，B₂为第二模拟值。

在本申请实施例中，第一油缸和第二油缸的伸展电磁阀和收缩电磁阀的阀最大电流和阀最小电流相同，其中阀最大电流为伸展电磁阀和收缩电磁阀的阀口开度处于最大的情况下的控制电流，阀最小电流为伸展电磁阀和收缩电磁阀的阀口开度处于最小的情况下的控制电流，阀最小电流和阀最大电流构成的区间即为控制电流的区间。其中，电磁阀的阀口开度的大小与控制电流的大小呈正比。

在本申请实施例中，模拟值主要用于参与控制电流的输出，与控制电流呈对应关系，由于油缸的控制电流处于一定的范围内，因此，模拟值也有一定的范围，预设范围即模拟值所在的范围区间。经多次实统计分析得出，在第二模拟值大于预设范围区间的最大值的情况下，可以直接将初始第一伸展电流输出为第一油缸的伸展电磁阀的目标第一伸展电流，将初始第二收缩电流输出为第二油缸的收缩阀的目标第二收缩电流。在第二模拟值小于预设范围的最小值的情况下，第一油缸的伸展阀的目标第一伸展电流和第二油缸的收缩阀的目标第二收缩电流均输出为0。在第二模拟值处于预设范围内的情况下，可以通过公式(5)和公式(6)确定目标第一伸展电流和目标第二收缩电流，其中，公式(5)和公式(6)为多次实验拟合得出，在实际运用中符合逻辑，可以通过相应的控制程序将桅杆控制在安全限制范围内运动，保证桅杆的偏移角度不会超出安全限制角度，从而实现了防止桅杆挤压到相邻结构的情况，有利于维护机械结构的稳定性，提高施工的安全性。

图3为本申请实施例提供的一种控制器的结构框图。如图3所示，本申请实施例提供一种控制器，可以包括：

存储器310，被配置成存储指令；以及

处理器320，被配置成从存储器310调用指令以及在执行指令时能够实现上述的用于防挤压监控的方法。

具体地，在本申请实施例中，处理器320可以被配置成：

应用于工程机械，工程机械包括桅杆，第一油缸和第二油缸，第一油缸和第二油缸用于控制桅杆，桅杆上设置有重力传感器，方法包括：

获取当前时刻重力传感器检测到的桅杆在第一方向的第一角度和桅杆在第二方向的第二角度；

在第一角度小于预设值的情况下，将第二角度确定为桅杆在第二方向的实际偏移角度，以及将桅杆在第二方向的安全限制角度确定为设定值；

根据实际偏移角度和安全限制角度确定第一模拟值和第二模拟值；

根据第一模拟值和第二模拟值确定第一油缸和第二油缸的控制电流，以控制第一油缸和第二油缸。

进一步地，处理器320还可以被配置成：

工程机械还包括角度传感器，角度传感器设置于桅杆与桅杆的相邻机构的铰接处，方法还包括：

获取角度传感器检测到的桅杆与相邻机构在第二方向的第三角度；

在第一角度大于或等于预设值的情况下，将第三角度确定为桅杆在第二方向的实际偏移角度，并根据第一角度确定安全限制角度。

在本申请实施例中，第一方向平行于桅杆的运动平面和水平面，第二方向垂直于桅杆的运动平面。

在本申请实施例中，第一模拟值满足公式(1)：

第二模拟值满足公式(2)：

其中，B₁为第一模拟值，B₂为第二模拟值，A为安全限制角度，α为实际偏移角度，Q为设定系数。

进一步地，处理器320还可以被配置成：

第一油缸的控制电流包括第一伸展电流和第一收缩电流，第二油缸的控制电流包括第二伸展电流和第二收缩电流，根据第一模拟值和第二模拟值确定第一油缸和第二油缸的控制电流包括：

获取桅杆当前的初始第一伸展电流、初始第一收缩电流、初始第二伸展电流和初始第二收缩电流；

根据初始第一收缩电流、初始第二伸展电流和第一模拟值确定目标第一收缩电流和目标第二伸展电流；

根据初始第一伸展电流、初始第二收缩电流和第二模拟值确定目标第一伸展电流和目标第二收缩电流。

进一步地，处理器320还可以被配置成：

根据初始第一收缩电流、初始第二伸展电流和第一模拟值确定目标第一收缩电流和目标第二伸展电流包括：

判断第一模拟值是否处于预设范围内；

在第一模拟值大于预设范围的最大值的情况下，将初始第一收缩电流确定为目标第一收缩电流，并将初始第二伸展电流确定为目标第二伸展电流；

在第一模拟值小于预设范围的最小值的情况下，目标第一收缩电流和目标第二伸展电流均为零；

在第一模拟值处于预设范围内的情况下，目标第一收缩电流满足公式(3)，且目标第二伸展电流满足公式(4)：

其中，M₁为目标第一收缩电流，N₂为目标第二伸展电流，m₁为初始第一收缩电流，n₂为初始第二伸展电流，MIN为控制第一油缸和第二油缸的电磁阀的阀最小电流，MAX为控制第一油缸和第二油缸的电磁阀的阀最大电流，B₁为第一模拟值。

进一步地，处理器320还可以被配置成：

根据初始第一伸展电流、初始第二收缩电流和第二模拟值确定目标第一伸展电流和目标第二收缩电流包括：

判断第二模拟值是否处于预设范围内；

在第二模拟值大于预设范围的最大值的情况下，将初始第一伸展电流确定为目标第一伸展电流，并将初始第二收缩电流确定为目标第二收缩电流；

在第二模拟值小于预设范围的最小值的情况下，目标第一伸展电流和目标第二收缩电流均为零；

在第二模拟值处于预设范围内的情况下，目标第一伸展电流满足公式(5)，且目标第二收缩电流满足公式(6)：

其中，N₁为目标第一伸展电流，M₂为目标第二收缩电流，n₁为初始第一伸展电流，m₂为初始第二收缩电流，B₂为第二模拟值。

本申请实施例还提供一种工程机械，包括：

上述控制器；

桅杆；

重力传感器，与控制器通信，设置于桅杆上，用于检测桅杆在第一方向的第一角度和桅杆在第二方向的第二角度并发送至控制器；

角度传感器，与控制器通信，设置于桅杆与桅杆的相邻结构的铰接处，用于检测桅杆与桅杆的相邻机构在第二方向的第三角度并发送至控制器；

第一油缸和第二油缸，用于控制桅杆。

在本申请实施例中，上述用于防挤压监控的方法可以应用于工程机械，该工程机械可以包括控制器、桅杆、重力传感器、角度传感器、第一油缸和第二油缸。其中，重力传感器设置于桅杆上，与控制器通信，用检测桅杆在第一方向的第一角度和桅杆在第二方向的第二角度，并将检测到的数据发送至控制器，为控制器提供数据支撑。角度传感器设置于桅杆与桅杆的相邻结构的铰接处，与控制器通信，用于检测桅杆与相邻结构在第二方向的第三角度，并将检测数据发送至控制器，为控制器提供数据支撑。桅杆的运动通常由比其小数倍的两个油缸控制，第一油缸和第二油缸即控制桅杆运动的油缸。需要说明的是，桅杆也可以被其他与其结构相似且由两个油缸控制的其它结构替代。

通过上述技术方案，获取当前时刻重力传感器检测到的桅杆在第一方向的第一角度和桅杆在第二方向的第二角度；在第一角度小于预设值的情况下，将第二角度确定为桅杆在第二方向的实际偏移角度，以及将桅杆在第二方向的安全限制角度确定为设定值；根据实际偏移角度和安全限制角度确定第一模拟值和第二模拟值；根据第一模拟值和第二模拟值确定第一油缸和第二油缸的控制电流，以控制第一油缸和第二油缸。本申请考虑到车身偏移等干扰条件，通过重力传感器实时监控桅杆的运动和偏移角度，以实现对桅杆实际偏移角度的实时运算，并与安全限制角度进行比较输出对应的纠偏策略，硬件成本较低且精度较高。

本申请实施例还提供一种机器可读存储介质，该机器可读存储介质上存储有指令，该指令用于使得机器执行上述的用于防挤压监控的方法。

本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

在一个典型的配置中，计算设备包括一个或多个处理器(CPU)、输入/输出接口、网络接口和内存。

存储器可能包括计算机可读介质中的非永久性存储器，随机存取存储器(RAM)和/或非易失性内存等形式，如只读存储器(ROM)或闪存(flash RAM)。存储器是计算机可读介质的示例。

计算机可读介质包括永久性和非永久性、可移动和非可移动媒体可以由任何方法或技术来实现信息存储。信息可以是计算机可读指令、数据结构、程序的模块或其他数据。计算机的存储介质的例子包括，但不限于相变内存(PRAM)、静态随机存取存储器(SRAM)、动态随机存取存储器(DRAM)、其他类型的随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、快闪记忆体或其他内存技术、只读光盘只读存储器(CD-ROM)、数字多功能光盘(DVD)或其他光学存储、磁盒式磁带，磁带磁盘存储或其他磁性存储设备或任何其他非传输介质，可用于存储可以被计算设备访问的信息。按照本文中的界定，计算机可读介质不包括暂存电脑可读媒体(transitory media)，如调制的数据信号和载波。

还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、商品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、商品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的权利要求范围之内。

Claims (10)

1.一种用于防挤压监控的方法，其特征在于，应用于工程机械，所述工程机械包括桅杆，第一油缸和第二油缸，所述第一油缸和所述第二油缸用于控制所述桅杆，所述桅杆上设置有重力传感器，所述方法包括：

获取当前时刻所述重力传感器检测到的所述桅杆在第一方向的第一角度和所述桅杆在第二方向的第二角度；

在所述第一角度小于预设值的情况下，将所述第二角度确定为所述桅杆在第二方向的实际偏移角度，以及将所述桅杆在第二方向的安全限制角度确定为设定值；

根据所述实际偏移角度和所述安全限制角度确定第一模拟值和第二模拟值；

根据所述第一模拟值和所述第二模拟值确定所述第一油缸和所述第二油缸的控制电流，以控制所述第一油缸和所述第二油缸。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述工程机械还包括角度传感器，所述角度传感器设置于所述桅杆与所述桅杆的相邻机构的铰接处，所述方法还包括：

获取所述角度传感器检测到的所述桅杆与所述相邻机构在所述第二方向的第三角度；

在所述第一角度大于或等于所述预设值的情况下，将所述第三角度确定为所述桅杆在第二方向的实际偏移角度，并根据所述第一角度确定所述安全限制角度。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一方向平行于所述桅杆的运动平面和水平面，所述第二方向垂直于所述桅杆的运动平面。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一模拟值满足公式(1)：

所述第二模拟值满足公式(2)：

其中，B₁为所述第一模拟值，B₂为所述第二模拟值，A为所述安全限制角度，α为所述实际偏移角度，Q为设定系数。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述第一油缸的控制电流包括第一伸展电流和第一收缩电流，所述第二油缸的控制电流包括第二伸展电流和第二收缩电流，所述根据所述第一模拟值和所述第二模拟值确定所述第一油缸和所述第二油缸的控制电流包括：

获取所述桅杆当前的初始第一伸展电流、初始第一收缩电流、初始第二伸展电流和初始第二收缩电流；

根据所述初始第一收缩电流、所述初始第二伸展电流和所述第一模拟值确定目标第一收缩电流和目标第二伸展电流；

根据所述初始第一伸展电流、所述初始第二收缩电流和所述第二模拟值确定目标第一伸展电流和目标第二收缩电流。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述根据所述初始第一收缩电流、所述初始第二伸展电流和所述第一模拟值确定目标第一收缩电流和目标第二伸展电流包括：

判断所述第一模拟值是否处于预设范围内；

在所述第一模拟值大于所述预设范围的最大值的情况下，将所述初始第一收缩电流确定为目标第一收缩电流，并将所述初始第二伸展电流确定为目标第二伸展电流；

在所述第一模拟值小于所述预设范围的最小值的情况下，所述目标第一收缩电流和所述目标第二伸展电流均为零；

在所述第一模拟值处于所述预设范围内的情况下，所述目标第一收缩电流满足公式(3)，且所述目标第二伸展电流满足公式(4)：

其中，M₁为所述目标第一收缩电流，N₂为所述目标第二伸展电流，m₁为所述初始第一收缩电流，n₂为所述初始第二伸展电流，MIN为控制所述第一油缸和所述第二油缸的电磁阀的阀最小电流，MAX为控制所述第一油缸和所述第二油缸的电磁阀的阀最大电流，B₁为所述第一模拟值。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述根据所述初始第一伸展电流、所述初始第二收缩电流和所述第二模拟值确定目标第一伸展电流和目标第二收缩电流包括：

判断所述第二模拟值是否处于所述预设范围内；

在所述第二模拟值大于所述预设范围的最大值的情况下，将所述初始第一伸展电流确定为目标第一伸展电流，并将所述初始第二收缩电流确定为目标第二收缩电流；

在所述第二模拟值小于所述预设范围的最小值的情况下，所述目标第一伸展电流和所述目标第二收缩电流均为零；

在所述第二模拟值处于所述预设范围内的情况下，所述目标第一伸展电流满足公式(5)，且所述目标第二收缩电流满足公式(6)：

其中，N₁为所述目标第一伸展电流，M₂为所述目标第二收缩电流，n₁为所述初始第一伸展电流，m₂为所述初始第二收缩电流，B₂为所述第二模拟值。

8.一种控制器，其特征在于，包括：

存储器，被配置成存储指令；以及

处理器，被配置成从所述存储器调用所述指令以及在执行所述指令时能够实现根据权利要求1至7中任一项所述的用于防挤压监控的方法。

9.一种工程机械，其特征在于，包括：

根据权利要求8的控制器；

桅杆；

重力传感器，与所述控制器通信，设置于所述桅杆上，用于检测所述桅杆在第一方向的第一角度和所述桅杆在第二方向的第二角度并发送至所述控制器；

角度传感器，与所述控制器通信，设置于所述桅杆与所述桅杆的相邻结构的铰接处，用于检测所述桅杆与所述桅杆的相邻机构在所述第二方向的第三角度并发送至所述控制器；

第一油缸和第二油缸，用于控制所述桅杆。

10.一种机器可读存储介质，其特征在于，该机器可读存储介质上存储有指令，该指令用于使得机器执行根据权利要求1至7中任一项所述的用于防挤压监控的方法。

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