CN202510620U - 泵车及其臂架的振动抑制控制器和装置 - Google Patents

泵车及其臂架的振动抑制控制器和装置 Download PDF

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CN202510620U CN 201120400946 CN201120400946U CN202510620U CN 202510620 U CN202510620 U CN 202510620U CN 201120400946 CN201120400946 CN 201120400946 CN 201120400946 U CN201120400946 U CN 201120400946U CN 202510620 U CN202510620 U CN 202510620U
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黄毅
王佳茜
黄露
邝昊
杨文�
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Abstract

本实用新型公开了一种泵车臂架的回转振动抑制控制器，所述控制器包括依次连接的输入模块、处理模块和控制模块，输入模块用于采集臂架(1)的振动烈度信号和臂架(1)的姿态信号；处理模块用于通过采集到的振动烈度信号和姿态信号从预先设置的动态特性参数数据库中提取对应的动态特性参数、根据所述振动烈度信号和姿态信号以及所述动态特性参数计算产生控制信号，并将该控制信号传送给控制模块；控制模块用于根据控制信号控制液压马达(3)往复运动。另外还提供了一种泵车臂架的回转振动抑制装置以及包括该装置的泵车。通过上述技术方案，抑制泵车臂架在回转方向上的振动，不仅降低了臂架发生故障的危险，还能提高相关工程操作的安全性。

Description

泵车及其臂架的振动抑制控制器和装置
技术领域
本实用新型涉及一种泵车臂架的振动抑制控制器、装置以及泵车，具体地，涉及一种抑制泵车臂架在回转方向上振动的控制器、装置以及一种泵车。
背景技术
目前，对于具有上装结构的特种车辆来说，臂架是较为常见的一种上装结构。在工作过程中，臂架通常需要进行伸缩、旋转或平移等运动，在此过程中如果臂架发生回转方向上的振动不但有可能会影响上装结构的工作，还可能影响臂架或者上装结构的使用寿命，甚至引起事故。
以混凝土泵车为例，臂架为多关节铰接的细长柔性悬臂梁结构，在臂架进行回转操作时或泵送混凝土施工过程中，如果在回转方向上的振动严重，不仅影响泵车结构件的使用寿命，而且容易引起重大的人身伤亡事故。因此，如何有效地抑制臂架的振动，尤其是臂架在回转方向上的振动，对于提高臂架操纵安全性有着重大意义。
以混凝土泵车为例，在现有技术中，通常利用调低泵送档位以降低泵送排量和泵送效率的手段，或者是改变臂架姿态，从而调整臂架固有频率，但是上述方法耗时耗力，影响施工工期。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种泵车臂架的振动抑制控制器，该振动抑制控制器能够实现本实用新型上述所提供的振动抑制方法，抑制臂架在回转方向上的振动。
为了实现上述目的，本实用新型提供一种泵车臂架的回转振动抑制控制器，所述臂架安装在回转平台上，所述回转平台由液压马达驱动从而带动所述臂架进行回转，所述控制器包括依次连接的输入模块、处理模块和控制模块，其中，
所述输入模块用于采集所述臂架的振动烈度信号和所述臂架的姿态信号；
所述处理模块用于通过采集到的所述振动烈度信号和姿态信号从预先设置的动态特性参数数据库中提取对应的动态特性参数、根据所述振动烈度信号和姿态信号以及所述动态特性参数计算产生控制信号，并将该控制信号传送给所述控制模块；
所述控制模块用于根据所述控制信号控制所述液压马达往复运动。
优选地，所述臂架包括N个臂节，所述振动烈度信号为所述臂架的末臂节在回转方向上的振动烈度信号。
优选地，所检测的臂架的姿态为N个所述臂节相对于水平面的倾角。
优选地，对所述液压马达进行控制的控制量通过以下方式计算：
i(t)＝f(S(t)，Z1(t)，…，ZN(t)，C(t))；
其中，i(t)为对所述控制量，S(t)为所述末臂节振动烈度，Z1(t)，…，ZN(t)为N个所述臂节的姿态，C(t)为所述动态特性参数，t为时间。
优选地，所述泵车还包括控制泵启动的泵送电磁阀，所述输入模块还用于采集所述泵送电磁阀的换向频率信号并传送到所述处理模块，所述处理模块还利用该换向频率信号计算所述控制信号。
优选地，对所述液压马达进行控制的控制量通过以下方式计算：
i(t)＝f(S(t)，Z1(t)，…，ZN(t)，C(t)，F1(t))；
其中，i(t)为对所述控制量，S(t)为所述末臂节振动烈度，Z1(t)，…，ZN(t)为N个所述臂节的姿态，C(t)为所述动态特性参数，F1(t)为所述换向频率，t为时间。
优选地，所述泵车还包括提供泵送动力的泵送油缸，所述输入模块还用于采集所述泵送油缸的工作频率信号并传送到所述处理模块，所述处理模块还利用该工作频率信号计算所述控制信号。
优选地，对所述液压马达进行控制的控制量通过以下方式计算：
i(t)＝f(S(t)，Z1(t)，…，ZN(t)，C(t)，F2(t))；
其中，i(t)为对所述控制量，S(t)为所述末臂节振动烈度，Z1(t)，…，ZN(t)为N个所述臂节的姿态，C(t)为所述动态特性参数，F2(t)为所述工作频率，t为时间。
本实用新型的另一个目的是提供一种泵车的振动抑制装置，该振动抑制装置包括本实用新型上述所提供的振动抑制控制器，从而抑制臂架在回转方向上的振动。
为了实现上述目的，本实用新型提供一种泵车臂架的回转振动抑制装置，所述臂架安装在所述泵车的回转平台上，所述回转平台由液压马达驱动从而带动所述臂架进行回转，其中，所述抑制装置包括用于检测所述臂架的振动烈度的第一传感器、用于检测所述臂架的姿态的第二传感器和控制器，该控制器包括依次连接的输入模块、处理模块和控制模块，其中，
所述第一传感器和第二传感器与所述控制器的输入模块连接，所述输入模块用于将来自于所述臂架的振动烈度信号和所述臂架的姿态信号传送到处理模块；
所述处理模块用于通过采集到的所述振动烈度信号和姿态信号从预先设置的动态特性参数数据库中提取对应的动态特性参数、根据所述振动烈度信号和姿态信号以及所述动态特性参数计算产生控制信号，并将该控制信号传送给所述控制模块；
所述控制模块用于根据所述控制信号控制所述液压马达往复运动。
优选地，所述臂架包括依次连接的N个臂节，末臂节连接软管，所述第一传感器用于检测所述臂架的末臂节在回转方向上的振动烈度。
优选地，所述第一传感器安装在所述末臂节的靠近所述软管的一端的侧面，并与所述末臂节的侧面垂直。
优选地，所述第一传感器为位移传感器、速度传感器或者加速度传感器。
优选地，所述第二传感器为多个，多个所述第二传感器用于检测N个所述臂节相对于水平面的倾角。
优选地，所述第二传感器为姿态传感器。
优选地，对所述液压马达进行控制的控制量通过以下方式计算：
i(t)＝f(S(t)，Z1(t)，…，ZN(t)，C(t))；
其中，i(t)为对所述控制量，S(t)为所述末臂节振动烈度，Z1(t)，…，ZN(t)为N个所述臂节的姿态，C(t)为所述动态特性参数，t为时间。
优选地，所述泵车还包括控制泵启动的泵送电磁阀，所述振动抑制装置还包括用于检测所述泵送电磁阀的换向频率的第三传感器，该第三传感器与所述输入模块连接，所述输入模块还用于将所述换向频率信号传送到所述处理模块，所述处理模块还利用所述换向频率信号计算产生所述控制信号。
优选地，对所述液压马达进行控制的控制量通过以下方式计算：
i(t)＝f(S(t)，Z1(t)，…，ZN(t)，C(t)，F1(t))；
其中，i(t)为对所述控制量，S(t)为所述末臂节振动烈度，Z1(t)，…，ZN(t)为N个所述臂节的姿态，C(t)为所述动态特性参数，F1(t)为所述换向频率，t为时间。
优选地，所述泵车还包括提供泵送动力的泵送油缸，所述振动抑制装置还包括用于检测所述泵送油缸的工作频率的第四传感器，该第四传感器与所述输入模块连接，所述输入模块还用于将所述工作频率信号传送到所述处理模块，所述处理模块还利用所述工作频率信号计算产生所述控制信号。
优选地，对所述液压马达进行控制的控制量通过以下方式计算：
i(t)＝f(S(t)，Z1(t)，…，ZN(t)，C(t)，F2(t))；
其中，i(t)为对所述控制量，S(t)为所述末臂节振动烈度，Z1(t)，…，ZN(t)为N个所述臂节的姿态，C(t)为所述动态特性参数，F2(t)为所述工作频率，t为时间。
优选地，所述抑制装置还包括连接在所述控制模块和所述液压马达之间的抑振电磁阀，该抑振电磁阀根据所述控制信号控制所述液压马达往复运动。
另外，本实用新型的另一个目的是提供一种泵车，该泵车包括本实用新型上述所提供的振动抑制装置。
通过上述技术方案，检测臂架的姿态和振动烈度，根据姿态和振动烈度的数据即可在预先建立的数据库中得出所需的控制量，并根据该控制量对泵车的液压马达进行相应的控制，从而抑制泵车臂架在回转方向上的振动，不仅降低了臂架发生故障的危险，还能提高相关工程操作的安全性。
本实用新型的其他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实用新型的进一步理解，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实用新型，但并不构成对本实用新型的限制。在附图中：
图1是泵车的示意图；
图2是本实用新型优选实施方式的液压马达和回转平台的连接示意图；
图3是图2所示的圈出部分的局部放大示意图；
图4是应用本实用新型技术方案的泵车臂架的末臂节的减振效果图。
附图标记说明
1臂架             2回转平台
21第二齿轮        3液压马达
31第一齿轮
11末臂节
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的具体实施方式进行详细说明。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实用新型，并不用于限制本实用新型。
本实用新型提供一种泵车臂架的回转振动抑制方法，所述臂架1安装在所述泵车的回转平台2上，所述回转平台由液压马达3驱动从而带动所述臂架1进行回转，其中，所述抑制方法包括：
检测所述臂架1的振动烈度和所述臂架1的姿态；
通过所述振动烈度和姿态从预先设置的动态特性参数数据库中提取对应的动态特性参数；
根据所述振动烈度和姿态，以及所述动态特性参数计算对所述液压马达3进行控制的控制量；
根据该控制量驱动所述液压马达3往复运动以抑制所述臂架1的回转振动。
由于泵车泵送时产生的冲击作用或臂架回转操作时产生的惯性作用会导致臂架在回转方向上发生振动，该回转方向上的振动会带来很大的危害，因此本实用新型提供了一种抑制振动的方法。该方法通过臂架1的振动烈度和姿态来从预先设置的动态特性参数数据库中提取对应的动态特性参数，再根据振动烈度和姿态以及所提取的动态特性参数计算对液压马达的控制信号，并通过液压马达的往复运动来抑制臂架1振动。其中，振动烈度是指臂架振动的最大振幅值，臂架姿态指臂架1相对于水平或竖直方向的夹角，也就是臂架1的各个臂节相对于水平或竖直方向的夹角。
需要说明的是，本实用新型所述的动态特性参数数据库是指预先根据臂节的动态特性建立起来的，该数据库的建立可以基于实验数据及经验值的训练，或者是根据实际使用工况设定的参数值。因此，上述动态特性参数的选取能够与实际情况更加接近。并且，在臂节的振动烈度和姿态的基础上结合臂架自身的动态特性，从而计算对液压马达3的控制量，使得到的控制量更加准确，从而使臂架的回转方向的振动迅速地衰减。
其中，如图3所示，液压马达3的输出轴带动套在该输出轴外的第一齿轮31转动，该第一齿轮31与设置在回转平台2上的第二齿轮21啮合，该第二齿轮21通过自身的转动而带动回转平台2转动，通过这样的传动结构，液压马达3的往复运动就传递给回转平台2，回转平台2带动与之相连的臂架1的臂节运动，也就是带动第一臂节运动，第一臂节的运动会以一定比例传递到末臂节11，该传递的比例也与臂架1的姿态有关，也就是每个臂节与水平或竖直方向的夹角。该往复运动的频率和幅度使得末臂节11原有的回转方向的振动减弱。
优选地，所述臂架1包括N个臂节，所检测的振动烈度为所述臂架1的末臂节11在回转方向上的振动烈度。
由于本实用新型的回转振动抑制方法主要用来减弱末臂节11的回转方向的振动，因此优选地只需要测量末臂节11的振动烈度。
优选地，所检测的臂架的姿态为为N个所述臂节相对于水平面的倾角。
一个物体在空间中的姿态可以有多种衡量方法，但是对于泵车的臂架1来说，各臂节都处于同一个竖直面上，因此对于本实用新型的方法来说，只需要测量N个臂节与水平或竖直方向的夹角即可，优选地测量各臂节相对于水平面的夹角。
优选地，对所述液压马达(3)进行控制的控制量通过以下方式计算：
i(t)＝f(S(t)，Z1(t)，…，ZN(t)，C(t))；
其中，i(t)为对所述控制量，S(t)为所述末臂节振动烈度，Z1(t)，…，ZN(t)分别为N个所述臂节的姿态，C(t)为所述动态特性参数，t为时间。
根据上文描述的控制量的计算方法，所述控制量可以表示为臂节振动烈度和姿态，以及对应的动态特性参数的映射，其中臂节振动烈度为末臂节11的振动烈度S(t)，臂节姿态为N个臂节的姿态Z1(t)，…，ZN(t)，动态特性参数为根据臂节的振动烈度和姿态对应从所述动态特性参数数据库中提取的。
优选地，所述泵车还包括控制泵启动的泵送电磁阀，所述抑制方法还包括检测该泵送电磁阀的换向频率，该换向频率也用于所述控制量的计算。
由于泵车臂架的回转振动主要由泵车进行泵送时的冲击作用或臂架回转操作时产生的惯性作用而产生，所以该泵送的机械振动的频率对臂架的回转振动有着重要的影响。因此，在本实用新型的回转振动抑制方法中，还需要检测控制泵车的泵启动的泵送电磁阀的换向频率，也就是检测泵车的泵送频率，因此在计算对液压马达的控制量的时候也要将该泵送电磁阀的换向频率作为一个因素考虑进来，也就是说该控制量的计算是根据臂架1的振动烈度和姿态，以及泵送电磁阀的换向频率。
优选地，对所述液压马达(3)进行控制的控制量通过以下方式计算：
i(t)＝f(S(t)，Z1(t)，…，ZN(t)，C(t)，F1(t))；
其中，i(t)为对所述控制量，S(t)为所述末臂节振动烈度，Z1(t)，…，ZN(t)为N个所述臂节的姿态，C(t)为所述动态特性参数，F1(t)为所述换向频率，t为时间。
由于控制量还与泵车的泵送频率有关，在上述的优选实施方式中通过检测泵送电磁阀的换向频率来反映泵车的泵送频率。因此，控制量可以表示为末臂节振动烈度、N个臂节的姿态、对应的动态特性参数以及泵送电磁阀的换向频率的映射。
优选地，所述泵车还包括提供泵送动力的泵送油缸，所述抑制方法还包括检测所述泵送油缸的工作频率，该工作频率也用于所述控制量的计算。
与上述优选实施方式相类似地，本实施方式利用泵送油缸的工作频率来反映泵车的泵送频率，泵送油缸的一次工作就带动泵车进行一次泵送，利用泵车泵送频率来计算控制量的原理相同此处不再赘述。因此，这里提供了一种替代的实施方式，可以利用检测泵送油缸的工作频率代替检测上述的泵送电磁阀的换向频率，也就是说该控制量的计算是根据臂架1的振动烈度和姿态，以及泵送油缸的工作频率。
优选地，对所述液压马达(3)进行控制的控制量通过以下方式计算：
i(t)＝f(S(t)，Z1(t)，…，ZN(t)，C(t)，F2(t))；
其中，i(t)为对所述控制量，S(t)为所述末臂节振动烈度，Z1(t)，…，ZN(t)为N个所述臂节的姿态，C(t)为所述动态特性参数，F2(t)为所述工作频率，t为时间。
在上述的本实用新型的另一个优选实施方式中，通过检测泵送油缸的工作频率来反映泵车的泵送频率。因此，控制量可以表示为末臂节振动烈度、N个臂节的姿态、对应的动态特性参数以及泵送油缸的工作频率的映射。
另外，本实用新型还提供一种泵车臂架的回转振动抑制控制器，所述臂架1安装在回转平台2上，所述回转平台由液压马达3驱动从而带动所述臂架1进行回转，所述控制器包括依次连接的输入模块、处理模块和控制模块，其中，
所述输入模块用于采集所述臂架1的振动烈度信号和所述臂架1的姿态信号；
所述处理模块用于通过采集到的所述振动烈度信号和姿态信号从预先设置的动态特性参数数据库中提取对应的动态特性参数、根据所述振动烈度信号和姿态信号以及所述动态特性参数计算产生控制信号，并将该控制信号传送给所述控制模块；
所述控制模块用于根据所述控制信号控制所述液压马达3往复运动。
由于泵车泵送时产生的冲击作用或臂架回转操作时产生的惯性作用会导致臂架在回转方向上发生振动，该回转方向上的振动会带来很大的危害，因此本实用新型提供了一种抑制振动的控制器。该控制器包括输入模块、处理模块和控制模块，该输入模块用于检测臂架1的振动烈度和姿态并传送到处理模块，该处理模块用来通过上述振动烈度和姿态值从预先设置的动态特性参数数据库中提取对应的动态特性参数，在结合臂架的振动烈度和姿态以及该动态特性参数来计算对液压马达的控制信号，该控制模块通过该控制信号控制液压马达的往复运动从而抑制臂架1振动。其中，振动烈度是指臂架振动的最大振幅值，臂架姿态指臂架1相对于水平或竖直方向的夹角，也就是臂架1的各个臂节相对于水平或竖直方向的夹角。
有关于动态特性参数数据库的建立及作用已经在上文进行了详细的介绍，此处不再赘述。
其中，如图2所示，液压马达3的输出轴带动套在该输出轴外的第一齿轮31转动，该第一齿轮31与设置在回转平台2上的第二齿轮21啮合，该第二齿轮21通过自身的转动而带动回转平台2转动，通过这样的传动结构，液压马达3的往复运动就传递给回转平台2，回转平台2带动与之相连的臂架1的臂节运动，也就是带动第一臂节运动，第一臂节的运动会以一定比例传递到末臂节11，该传递的比例也与臂架1的姿态有关，也就是每个臂节于水平或竖直方向的夹角。该往复运动的频率和幅度使得末臂节11原有的回转方向的振动减弱。
优选地，所述臂架1包括N个臂节，所述振动烈度信号为所述臂架1的末臂节11在回转方向上的振动烈度信号。
由于本实用新型的回转振动抑制控制器主要用来控制减弱末臂节11的回转方向的振动，因此优选地，输入模块只需要采集末臂节11的振动烈度信号即可。
优选地，所检测的臂架的姿态为N个所述臂节相对于水平面的倾角。
一个物体在空间中的姿态可以有多种衡量方法，但是对于泵车的臂架1来说，各臂节都处于同一个竖直面上，因此对于本实用新型的控制器来说，输入模块只需要采集各臂节与水平或竖直方向的夹角信号即可，优选地采集各臂节相对于水平面的夹角。
优选地，对所述液压马达3进行控制的控制量通过以下方式计算：
i(t)＝f(S(t)，Z1(t)，…，ZN(t)，C(t))；
其中，i(t)为对所述控制量，S(t)为所述末臂节振动烈度，Z1(t)，…，ZN(t)为N个所述臂节的姿态，C(t)为所述动态特性参数，t为时间。
根据上文描述的控制量的计算方法，所述控制量可以表示为臂节振动烈度和姿态，以及对应的动态特性参数的映射，其中臂节振动烈度为末臂节11的振动烈度S(t)，臂节姿态为N个臂节的姿态Z1(t)，…，ZN(t)，动态特性参数为根据臂节的振动烈度和姿态对应从所述动态特性参数数据库中提取的。
优选地，所述泵车还包括控制泵启动的泵送电磁阀，所述输入模块还用于采集所述泵送电磁阀的换向频率信号并传送到所述处理模块，所述处理模块还利用该换向频率信号计算所述控制信号。
由于泵车臂架的回转振动主要由泵车进行泵送时的冲击作用或臂架回转操作时产生的惯性作用而产生，所以该泵送的机械振动的频率对臂架的回转振动有着重要的影响。因此，在本实用新型的回转振动抑制控制器中，输入模块还需要采集控制泵车的泵启动的泵送电磁阀的换向频率信号，也就是采集泵车的泵送频率信号，因此在处理模块计算对液压马达的控制量的时候也要将该泵送电磁阀的换向频率作为一个因素考虑进来，也就是说该控制量的计算是根据臂架1的振动烈度和姿态，以及泵送电磁阀的换向频率。
优选地，对所述液压马达(3)进行控制的控制量通过以下方式计算：
i(t)＝f(S(t)，Z1(t)，…，ZN(t)，C(t)，F1(t))；
其中，i(t)为对所述控制量，S(t)为所述末臂节振动烈度，Z1(t)，…，ZN(t)为N个所述臂节的姿态，C(t)为所述动态特性参数，F1(t)为所述换向频率，t为时间。
由于控制量还与泵车的泵送频率有关，在上述的优选实施方式中通过检测泵送电磁阀的换向频率来反映泵车的泵送频率。因此，控制量可以表示为末臂节振动烈度、N个臂节的姿态、对应的动态特性参数以及泵送电磁阀的换向频率的映射。
优选地，所述泵车还包括提供泵送动力的泵送油缸，所述输入模块还用于采集所述泵送油缸的工作频率信号并传送到所述处理模块，所述处理模块还利用该工作频率信号计算所述控制信号。
与上述优选实施方式相类似地，本实施方式利用泵送油缸的工作频率来反映泵车的泵送频率，泵送油缸的一次工作就带动泵车进行一次泵送，利用泵车泵送频率来计算控制量的原理相同此处不再赘述。因此，这里提供了一种替代的实施方式，可以利用输入模块采集泵送油缸的工作频率信号代替采集上述的泵送电磁阀的换向频率信号，也就是说该控制量的计算是根据臂架1的振动烈度和姿态，以及泵送油缸的工作频率。
优选地，对所述液压马达3进行控制的控制量通过以下方式计算：
i(t)＝f(S(t)，Z1(t)，…，ZN(t)，C(t)，F2(t))；
其中，i(t)为对所述控制量，S(t)为所述末臂节振动烈度，Z1(t)，…，ZN(t)为N个所述臂节的姿态，C(t)为所述动态特性参数，F2(t)为所述工作频率，t为时间。
在上述的本实用新型的另一个优选实施方式中，通过检测泵送油缸的工作频率来反映泵车的泵送频率。因此，控制量可以表示为末臂节振动烈度、N个臂节的姿态、对应的动态特性参数以及泵送油缸的工作频率的映射。
本实用新型还提供一种泵车臂架的回转振动抑制装置，所述臂架1安装在所述泵车的回转平台2上，所述回转平台由液压马达3驱动从而带动所述臂架1进行回转，其中，所述抑制装置包括用于检测所述臂架1的振动烈度的第一传感器、用于检测所述臂架1的姿态的第二传感器和控制器，该控制器包括依次连接的输入模块、处理模块和控制模块，其中，
所述第一传感器和第二传感器与所述控制器的输入模块连接，所述输入模块用于将来自于所述臂架1的振动烈度信号和所述臂架1的姿态信号传送到处理模块；
所述处理模块用于通过采集到的所述振动烈度信号和姿态信号从预先设置的动态特性参数数据库中提取对应的动态特性参数、根据所述振动烈度信号和姿态信号以及所述动态特性参数计算产生控制信号，并将该控制信号传送给所述控制模块；
所述控制模块用于根据所述控制信号对所述液压马达进行控制。
由于泵车泵送时产生的冲击作用或臂架回转操作时产生的惯性作用会导致臂架在回转方向上发生振动，该回转方向上的振动会带来很大的危害，因此本实用新型提供了一种振动抑制装置。该振动抑制装置包括用于检测所述臂架1的振动烈度的第一传感器、用于检测所述臂架1的姿态的第二传感器和控制器，该控制器包括输入模块、处理模块和控制模块，该输入模块用于检测臂架1的振动烈度和姿态信号并传送到处理模块，该处理模块用来通过上述振动烈度和姿态信号从预先设置的动态特性参数数据库中提取对应的动态特性参数，再结合振动烈度和姿态信号以及该动态特性参数来计算对液压马达的控制信号，该控制模块通过该控制信号控制液压马达的往复运动从而抑制臂架1振动。其中，振动烈度是指臂架振动的最大振幅值，臂架姿态指臂架1相对于水平或竖直方向的夹角，也就是臂架1的各个臂节相对于水平或竖直方向的夹角。
有关于动态特性参数数据库的建立及作用已经在上文进行了详细的介绍，此处不再赘述。
其中，如图2所示，液压马达3的输出轴带动套在该输出轴外的第一齿轮31转动，该第一齿轮31与设置在回转平台2上的第二齿轮21啮合，该第二齿轮21通过自身的转动而带动回转平台2转动，通过这样的传动结构，液压马达3的往复运动就传递给回转平台2，回转平台2带动与之相连的臂架1的臂节运动，也就是带动第一臂节运动，第一臂节的运动会以一定比例传递到末臂节11，该传递的比例也与臂架1的姿态有关，也就是每个臂节于水平或竖直方向的夹角。该往复运动的频率和幅度使得末臂节11原有的回转方向的振动减弱。
优选地，所述臂架1包括依次连接的N个臂节，末臂节11连接软管，所述第一传感器用于检测所述臂架1的末臂节11在回转方向上的振动烈度。
由于本实用新型的回转振动抑制装置主要用来控制减弱末臂节11的回转方向的振动，因此优选地，第一传感器只需要测量末臂节11的振动烈度信号即可。
优选地，所述第一传感器安装在所述末臂节11的靠近所述软管的一端的侧面，并与所述末臂节11的侧面垂直。
由于本实用新型的回转振动抑制装置主要抑制回转方向上的振动，因此用于测量末臂节11在回转方向上的振动烈度的第一传感器也应当沿着臂架的回转方向设置，即沿着垂直于末臂节11的方向设置。
优选地，所述第一传感器为位移传感器、速度传感器或者加速度传感器。对于回转方向的振动的测量来说，可以通过末臂节11的回转速度、加速度以及位移等参数获得，因此该第一传感器可以任意选择为位移传感器、速度传感器或者加速度传感器。
优选地，所述第二传感器为多个，多个所述第二传感器用于检测N个所述臂相对于水平面的倾角。
一个物体在空间中的姿态可以有多种衡量方法，但是对于泵车的臂架1来说，各臂节都处于同一个竖直面上，因此对于本实用新型的方法来说，只需要测量各臂节与水平或竖直方向的夹角即可，优选地，该回转振动抑制装置包括多个第二传感器，各个第二传感器分别测量各臂节相对于水平面的夹角。
优选地，所述第二传感器为姿态传感器。在现有的传感器中，已经有很多用来检测物体姿态的姿态传感器，该姿态传感器测量将物体相对于水平或竖直方向的多种参数，从而判断该物体的姿态。在本实用新型的装置中，第二传感器优选为使用这种姿态传感器来更加精确可靠地测量。
优选地，对所述液压马达3进行控制的控制量通过以下方式计算：
i(t)＝f(S(t)，Z1(t)，…，ZN(t)，C(t))；
其中，i(t)为对所述控制量，S(t)为所述末臂节振动烈度，Z1(t)，…，ZN(t)为N个所述臂节的姿态，C(t)为所述动态特性参数，t为时间。
根据上文描述的控制量的计算方法，所述控制量可以表示为臂节振动烈度和姿态，以及对应的动态特性参数的映射，其中臂节振动烈度为末臂节11的振动烈度S(t)，臂节姿态为N个臂节的姿态Z1(t)，…，ZN(t)，动态特性参数为根据臂节的振动烈度和姿态对应从所述动态特性参数数据库中提取的。
优选地，所述泵车还包括控制泵启动的泵送电磁阀，所述振动抑制装置还包括用于检测所述泵送电磁阀的换向频率的第三传感器，该第三传感器与所述输入模块连接，所述输入模块还用于将所述换向频率信号传送到所述处理模块，所述处理模块还利用所述换向频率信号计算产生所述控制信号。
由于泵车臂架的回转振动主要由泵车进行泵送时的冲击作用或臂架回转操作时产生的惯性作用而产生，所以该泵送的机械振动的频率对臂架的回转振动有着重要的影响。因此，在本实用新型的回转振动抑制装置中，还需要第三传感器来检测控制泵车的泵启动的泵送电磁阀的换向频率，也就是检测泵车的泵送频率，并传送到输入模块，因此在处理模块计算对液压马达的控制量的时候也要将该泵送电磁阀的换向频率作为一个因素考虑进来，也就是说该控制量的计算是根据臂架1的振动烈度和姿态，以及泵送电磁阀的换向频率。
优选地，对所述液压马达3进行控制的控制量通过以下方式计算：
i(t)＝f(S(t)，Z1(t)，…，ZN(t)，C(t)，F1(t))；
其中，i(t)为对所述控制量，S(t)为所述末臂节振动烈度，Z1(t)，…，ZN(t)为N个所述臂节的姿态，C(t)为所述动态特性参数，F1(t)为所述换向频率，t为时间。
由于控制量还与泵车的泵送频率有关，在上述的优选实施方式中通过检测泵送电磁阀的换向频率来反映泵车的泵送频率。因此，控制量可以表示为末臂节振动烈度、N个臂节的姿态、对应的动态特性参数以及泵送电磁阀的换向频率的映射。
优选地，所述泵车还包括提供泵送动力的泵送油缸，所述振动抑制装置还包括用于检测所述泵送油缸的工作频率的第四传感器，该第四传感器与所述输入模块连接，所述输入模块还用于将所述工作频率信号传送到所述处理模块，所述处理模块还利用所述工作频率信号计算产生所述控制信号。
与上述优选实施方式相类似地，本实施方式利用泵送油缸的工作频率来反映泵车的泵送频率，泵送油缸的一次工作就带动泵车进行一次泵送，利用泵车泵送频率来计算控制量的原理相同此处不再赘述。因此，这里提供了一种替代的实施方式，可以利用第四传感器来检测泵送油缸的工作频率代替检测上述的泵送电磁阀的换向频率，并将该工作频率信号传送到输入模块，也就是说处理模块对该控制量的计算是根据臂架1的振动烈度和姿态，以及泵送油缸的工作频率。
优选地，对所述液压马达3进行控制的控制量通过以下方式计算：
i(t)＝f(S(t)，Z1(t)，…，ZN(t)，C(t)，F2(t))；
其中，i(t)为对所述控制量，S(t)为所述末臂节振动烈度，Z1(t)，…，ZN(t)为N个所述臂节的姿态，C(t)为所述动态特性参数，F2(t)为所述工作频率，t为时间。
在上述的本实用新型的另一个优选实施方式中，通过检测泵送油缸的工作频率来反映泵车的泵送频率。因此，控制量可以表示为末臂节振动烈度、N个臂节的姿态、对应的动态特性参数以及泵送油缸的工作频率的映射。
优选地，所述抑制装置还包括连接在所述控制模块和所述液压马达3之间的抑振电磁阀，该抑振电磁阀根据所述控制信号控制所述液压马达3往复运动。
本实用新型的回转振动抑制装置的控制器优选地利用抑振电磁阀对所述液压马达3进行控制，该抑振电磁阀设置在控制模块和液压马达3之间，该抑振电磁阀根据所述控制模块的控制信号导通或截止，并且该抑振电磁阀根据其自身的导通或截止来控制液压马达3正转或反转，即控制液压马达3的往复运动。
本实用新型还提供一种泵车，其中，该泵车包括本实用新型所提供的回转振动抑制装置。通过上述技术方案的回转振动抑制装置可以有效地减小泵车臂架1的回转方向的振动，从而提高泵车自身的安全性和操作的安全性。
此外，在利用本实用新型的技术方案对实际工况下的混凝土泵车臂架进行实验测量，从实验结果可见，在理想工况下本实用新型的技术方案可以使得混凝土泵车臂架回转方向振动消减80％。本实验使用5臂节的混凝土泵车，该泵车在水平姿态下一阶谐振频率为0.28Hz。由振动理论可知，该谐振频率下振动控制最能够说明该主动减震系统的性能。图4为该泵车臂架末臂节回转方向上的位移时间历程图，其中，0-25s和100s-125s两个时间段未进行减振控制，而25s-100s之间的时间段则开启了减振控制。由此可见，未进行减振控制的末臂节11的回转方向上的振动位移幅度达到350mm左右，而在进行减振控制的阶段，末臂节11的振动位移幅度可在2s内迅速稳定在80mm左右，进行本实用新型的技术方案所述的减振控制后，泵车臂架的回转方向上的振动收敛在80％左右。
以上结合附图详细描述了本实用新型的优选实施方式，但是，本实用新型并不限于上述实施方式中的具体细节，在本实用新型的技术构思范围内，可以对本实用新型的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本实用新型的保护范围。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本实用新型对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外，本实用新型的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本实用新型的思想，其同样应当视为本实用新型所公开的内容。

Claims (15)

1.一种泵车臂架的回转振动抑制控制器，所述臂架（1）安装在回转平台（2）上，所述回转平台由液压马达（3）驱动从而带动所述臂架（1）进行回转，所述控制器包括依次连接的输入模块、处理模块和控制模块，其特征在于，
所述输入模块用于采集所述臂架（1）的振动烈度信号和所述臂架（1）的姿态信号；
所述处理模块用于通过采集到的所述振动烈度信号和姿态信号从预先设置的动态特性参数数据库中提取对应的动态特性参数、根据所述振动烈度信号和姿态信号以及所述动态特性参数计算产生控制信号，并将该控制信号传送给所述控制模块；
所述控制模块用于根据所述控制信号控制所述液压马达（3）往复运动。
2.根据权利要求1所述的回转振动抑制控制器，其特征在于，所述臂架（1）包括N个臂节，所述振动烈度信号为所述臂架（1）的末臂节（11）在回转方向上的振动烈度信号。
3.根据权利要求2所述的回转振动抑制控制器。其特征在于，所检测的臂架的姿态为N个所述臂节的每一个分别相对于水平面的倾角 。
4.根据权利要求3所述的回转振动抑制控制器，其特征在于，所述泵车还包括控制泵启动的泵送电磁阀，所述输入模块还用于采集所述泵送电磁阀的换向频率信号并传送到所述处理模块，所述处理模块还利用该换向频率信号计算所述控制信号。
5.根据权利要求3所述的回转振动抑制控制器，其特征在于，所述泵 车还包括提供泵送动力的泵送油缸，所述输入模块还用于采集所述泵送油缸的工作频率信号并传送到所述处理模块，所述处理模块还利用该工作频率信号计算所述控制信号。
6.一种泵车臂架的回转振动抑制装置，所述臂架（1）安装在所述泵车的回转平台（2）上，所述回转平台由液压马达（3）驱动从而带动所述臂架（1）进行回转，其特征在于，所述抑制装置包括用于检测所述臂架（1）的振动烈度的第一传感器、用于检测所述臂架（1）的姿态的第二传感器和控制器，该控制器包括依次连接的输入模块、处理模块和控制模块，其中，
所述第一传感器和第二传感器与所述控制器的输入模块连接，所述输入模块用于将来自于所述臂架（1）的振动烈度信号和所述臂架（1）的姿态信号传送到处理模块；
所述处理模块用于通过采集到的所述振动烈度信号和姿态信号从预先设置的动态特性参数数据库中提取对应的动态特性参数、根据所述振动烈度信号和姿态信号以及所述动态特性参数计算产生控制信号，并将该控制信号传送给所述控制模块；
所述控制模块用于根据所述控制信号控制所述液压马达往复运动。
7.根据权利要求6所述的回转振动抑制装置，其特征在于，所述臂架（1）包括依次连接的N个臂节，末臂节（11）连接软管，所述第一传感器用于检测所述臂架（1）的末臂节（11）在回转方向上的振动烈度。
8.根据权利要求7所述的回转振动抑制装置，其特征在于，所述第一传感器安装在所述末臂节（11）的靠近所述软管的一端的侧面，并与所述末臂节（11）的侧面垂直。 
9.根据权利要求8所述的回转振动抑制装置，其特征在于，所述第一传感器为位移传感器、速度传感器或者加速度传感器。
10.根据权利要求7所述的回转振动抑制装置，其特征在于，所述第二传感器为多个，多个所述第二传感器用于检测N个所述臂节相对于水平面的倾角。
11.根据权利要求10所述的回转振动抑制装置，其特征在于，所述第二传感器为姿态传感器。
12.根据权利要求10所述的回转振动抑制装置，其特征在于，所述泵车还包括控制泵启动的泵送电磁阀，所述振动抑制装置还包括用于检测所述泵送电磁阀的换向频率的第三传感器，该第三传感器与所述输入模块连接，所述输入模块还用于将所述换向频率信号传送到所述处理模块，所述处理模块还利用所述换向频率信号计算产生所述控制信号。
13.根据权利要求10所述的回转振动抑制装置，其特征在于，所述泵车还包括提供泵送动力的泵送油缸，所述振动抑制装置还包括用于检测所述泵送油缸的工作频率的第四传感器，该第四传感器与所述输入模块连接，所述输入模块还用于将所述工作频率信号传送到所述处理模块，所述处理模块还利用所述工作频率信号计算产生所述控制信号。
14.根据权利要求6-13中任意一项所述的回转振动抑制装置，其特征在于，所述抑制装置还包括连接在所述控制模块和所述液压马达（3）之间的抑振电磁阀，该抑振电磁阀根据所述控制信号控制所述液压马达（3）往复运动。 
15.一种泵车，其特征在于，该泵车包括上述权利要求6-14中任意一项所述的回转振动抑制装置。 
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