CN201071488Y - 一种架桥作业车自动调平装置 - Google Patents

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邹煜
梁川
苟明康
吴韶
陶莉
张颖
朱鹏程
沈冬祥
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Abstract

一种架桥作业车自动调平装置，属于工程机械领域，用于军用桥梁整车调平，也可用于起重机械等领域的调平控制装置。本装置由底盘车(1)、前支腿(2)、移动架(3)、中支腿(4)、后支腿(5)、前架设架(6)、机械臂(7)、后架设架(8)以及两个倾角传感器(9)、(10)组成；前支腿(2)和中支腿(4)安装在与底盘车中心对称的位置；移动架(3)与底盘车固定连接；后支腿(5)固定在移动架(3)尾端；前架设架(6)固定在底盘车(1)的前端，机械臂(7)和后架设架(8)分别固定在移动架(3)前后两端；倾角传感器(9)、(10)固定在底盘车(1)平台和移动架(3)上。本装置能确保桥跨的放置位置水平，便于桥跨间的连接，节约整个装备的架设时间，提高军用桥梁作业可靠性、安全性和快速性。

Description

一种架桥作业车自动调平装置
技术领域
本发明属于工程机械领域，涉及一种军用桥梁整车调平的控制装置，也可用于起重机械等领域的调平控制装置。
背景技术
移动式桥梁在作业过程中需要通过折臂吊或者机械臂将运输车上的桥跨吊到架桥车上进行拼装连接，由于移动式桥梁以底盘车为平台，而桥跨的长度又希望越长越好，因此为增加单节桥跨的长度尺寸，要求底盘应具有比较长的平台，所以在设计过程中往往在底盘原有的四点支撑平台上增加一个移动架从底盘车架上伸出，到指定位置后，再伸出两个支腿，形成六点平台。由于桥跨间的连接间隙较小，桥跨构件连接时，销、孔间隙一般只1～2mm，相应地要求底盘平台要控制在一定水平精度范围内，才能确保桥跨的放置位置水平，便于桥跨间的连接，节约整个装备的架设时间，提高军用桥梁作业可靠性、安全性和快速性。
目前，在工程机械领域涉及到调平的成功技术比较普遍，但是，对于大尺寸、长空间的整机装置六腿(或者说六个点)的调平还没有发现。
发明内容
本发明的目的在提供一种架桥作业车自动调平装置，能确保桥跨的放置位置水平，便于桥跨间的连接，节约整个装备的架设时间，提高军用桥梁作业可靠性、安全性和快速性。
一种架桥作业车自动调平装置，由底盘车1、前支腿2、移动架3、中支腿4、后支腿5、前架设架6、机械臂7、后架设架8以及两个倾角传感器9、10等组成。
其中前支腿2和中支腿4分别固定在底盘车1的前后两个位置，各有两个，安装在与底盘车中心对称的位置；移动架3嵌套在车架上，可以前后移动，并分别在前后两个位置与底盘车固定连接；后支腿5固定在移动架3尾端，有两个，安装在与底盘车中心对称的位置。前架设架6固定在底盘车1的前端，机械臂7和后架设架8分别固定在移动架3前后两端。两个倾角传感器9、10分别固定在底盘车1平台和移动架3上。
本装置能确保桥跨的放置位置水平，便于桥跨间的连接，节约整个装备的架设时间，提高军用桥梁作业可靠性、安全性和快速性。
附图说明
图1系统组成主视图
图2系统组成俯视图
图3作业状态示意图
图4支腿与传感器配置
图5自动调平角度象限图
图6自动调平组成框图
具体实施方式
自动调平实施方案
a)传感器配置
配备倾角传感器检测范围±10°，输出4-20mA电流信号，控制器检测精度10位，分辨率为20/1024＝0.02度，现在要求调平精度是0.4度，精度满足要求。
b)控制方案
首先将倾角传感器进行标定，传感器零点标定结束后才能进行有效的桥车作业平台调平。根据实际架设步骤及作业需要，将桥车平台的调平分成两个步骤完成，先进行前支腿和中间支腿的调平，当前支腿和中间支腿调平结束后再进行中间支腿和后支腿的调平，后支腿调平时保持中间支腿不动，当后两个支腿调平结束后，即完成整个6支腿的调平。
关于坐标的定义：以驾驶室驾驶员位判断，其向前正坐，当其身体向左倾斜时为X+，身体向右倾斜时为X-，身体前倾时为Y+，身体后仰时为Y-。
3.2.2控制算法
根据上面设计的调平控制方案，将桥车调平分解为前四个支腿的调平和后面移动架的支腿调平。调平前先将桥车自动调平(即调定前支腿1、2，中支腿1、2为水平状态)。然后保持前面四支腿不动，调后支腿1、2，使移动架与底盘呈水平状态。
控制采用高位追逐式算法，算法解析如下：
控制过程中首先判断当前桥车架设平台倾角状态，即X角和Y角的角度值在第几象限，判断出一个最高支腿，然后调用相应的算法，控制其它三个支腿动作(因最高位支腿不动，所以这里起名为高位追逐式算法)，使平台逐渐水平。下面以第一象限为例进行介绍，角度在第一象限，说明中支腿1最高，前支腿1、2和中支腿2都低于中支腿1。在自动调平过程中保持中支腿1不动，其它三支腿动作向其靠拢。
具体控制过程如下：
第一步保持中支腿1和2支撑油缸不动，前支腿1和2支撑油缸同时上升，使Y轴方向角度小于控制误差0.4度，在此过程中万一X轴角度变大，则中支腿1停止上升变为下降，保证X轴角度回到原来角度，万一X轴角度变小，则前支腿2停止上升变为下降，保证X轴角度回到原来角度。
第二步保持中支腿1和前支腿1不动，调整前支腿2和中支腿2油缸上升，使X轴方向角度小于控制误差0.4度，在此过程中万一Y轴角度变大，则中支腿2变为下降，保证Y轴角度保持原来角度不变，万一Y轴角度变小，则前支腿2变为下降，保证Y轴角度保持原来角度不变。
第一步和第二步可以分开动作，先调试第一步，然后调试第二步，也可以第一第二步同时动作进行运算控制。XY双向同时判断控制时，如果两个步骤判断出的某一支撑油缸动作相反，则保持该支撑油缸不动作。
根据以上控制算法，结合模糊控制方法来进行控制，模糊控制实现方法为离目标位置偏差大时控制输出为最大，小时输出为最小，中等时为中间输出值。如果产生振荡，则通过算法减小输出，使最终收敛，同时如果振荡超过一定次数，则强制停止动作。另外考虑到模拟量信号的漂移特性，除了在软件中采取了必要的数字滤波外，在自动控制时，可以将控制偏差适当地减小，这样，控制到位后，即使有一定的传感器信号漂移，也还能可靠地显示动作到位信号。

Claims (2)

1.一种架桥作业车自动调平装置，其特征是由底盘车(1)、前支腿(2)、移动架(3)、中支腿(4)、后支腿(5)、前架设架(6)、机械臂(7)、后架设架(8)以及两个倾角传感器(9)、(10)组成；其中前支腿(2)和中支腿(4)分别固定在底盘车(1)的前后两个位置，各有两个，安装在与底盘车中心对称的位置；移动架(3)嵌套在车架上，能前后移动，并分别在前后两个位置与底盘车固定连接；后支腿(5)固定在移动架(3)尾端，有两个，安装在与底盘车中心对称的位置；前架设架(6)固定在底盘车(1)的前端，机械臂(7)和后架设架(8)分别固定在移动架(3)前后两端；两个倾角传感器(9)、(10)分别固定在底盘车(1)平台和移动架(3)上。
2.如权利要求1所述一种架桥作业车自动调平装置，其特征在于配备倾角传感器检测范围±10°，输出4-20mA电流信号，控制器检测精度10位，分辨率为20/1024＝0.02度。
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