WO2013007039A1 - 机械臂的控制方法与控制装置以及工程机械 - Google Patents

机械臂的控制方法与控制装置以及工程机械 Download PDF

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WO2013007039A1
WO2013007039A1 PCT/CN2011/078030 CN2011078030W WO2013007039A1 WO 2013007039 A1 WO2013007039 A1 WO 2013007039A1 CN 2011078030 W CN2011078030 W CN 2011078030W WO 2013007039 A1 WO2013007039 A1 WO 2013007039A1
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WO
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arm
adjacent
sections
arm sections
angle
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PCT/CN2011/078030
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李学俊
王帅
易伟春
李仁玉
李昱
Original Assignee
长沙中联重工科技发展股份有限公司
湖南中联重科专用车有限责任公司
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    • E04—BUILDING
    • E04G—SCAFFOLDING; FORMS; SHUTTERING; BUILDING IMPLEMENTS OR AIDS, OR THEIR USE; HANDLING BUILDING MATERIALS ON THE SITE; REPAIRING, BREAKING-UP OR OTHER WORK ON EXISTING BUILDINGS
    • E04G21/00—Preparing, conveying, or working-up building materials or building elements in situ; Other devices or measures for constructional work
    • E04G21/02—Conveying or working-up concrete or similar masses able to be heaped or cast
    • E04G21/04—Devices for both conveying and distributing
    • E04G21/0418—Devices for both conveying and distributing with distribution hose
    • E04G21/0445—Devices for both conveying and distributing with distribution hose with booms
    • E04G21/0463—Devices for both conveying and distributing with distribution hose with booms with boom control mechanisms, e.g. to automate concrete distribution
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
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    • E04G21/0418—Devices for both conveying and distributing with distribution hose

Definitions

  • the present invention relates to the field of construction machinery, and in particular to a control method and control device for a mechanical arm and a construction machine.
  • a control method and control device for a mechanical arm and a construction machine BACKGROUND OF THE INVENTION
  • mechanical arms are increasingly used in construction machinery.
  • a pump truck typically has five arms with hinges connected between the segments, and cement or other fluid can be transferred from the pump body to the cloth location, such as the pouring point of the building, via the robotic arm.
  • the usual control method is that the operator controls the sections of the arm separately by using the remote controller, that is, adjusting the posture of each arm section one by one, and moving the whole arm from the initial posture to the target posture. This method is more complicated and less efficient.
  • FIG. 1 is a schematic diagram of a robotic arm generating a plurality of attitudes to a target attitude according to the prior art. It can be seen from Fig.
  • the robot arm when used to transport a flowable substance, the robot arm generates an unsuitable fluid flow. Gesture. As shown in Fig. 1, after moving to point B, attitude 2 is better than attitude 3, and the existing kinematic solution method that obtains multiple sets of solutions may produce a solution corresponding to attitude 3, or more existing ones.
  • the kinematic solution method of the group solution is difficult to obtain a better solution corresponding to the attitude 2, and thus is not conducive to the fluidity of the fluid transport.
  • the control of the robot arm is low in efficiency and the fluidity of the fluid transport is poor, and an effective solution has not been proposed for this problem.
  • a primary object of the present invention is to provide a control method and control device for a mechanical arm and a construction machine to solve the problems of low control efficiency and poor fluidity of fluid delivery in the prior art control of the mechanical arm.
  • a method of controlling a robot arm comprises: calculating the degree of turning between two adjacent arm sections of each group in the robot arm; and the principle of the degree of transition of each group of adjacent arm sections in the arm after the movement is small, One set of adjacent two arm sections is selected from each of the adjacent two arm sections; a selected set of adjacent two arm sections is controlled as a moving arm.
  • a control device for a robot arm comprises: a computing device for calculating a degree of turning between two adjacent arm sections of the group of the robot arms; and a selecting device for each group of the robot arms after the movement
  • the principle of the degree of transition of the adjacent arm segments is small, and a set of adjacent two arm segments are selected from the adjacent two arm segments of the groups; the control device is configured to use the selected set of adjacent two arm segments as The arm is controlled.
  • a construction machine is provided.
  • the construction machine of the present invention has a robot arm and also has a control device for the robot arm of the present invention.
  • a set of adjacent two arm sections is selected from each group of adjacent two arm sections on the principle that the degree of turning of each set of adjacent arm sections in the robot arm after the movement is small and
  • the arm sections are controlled so as to help the adjacent arm sections of the robot arm to have a particularly large degree of turning, so that the robot arm is as advantageous as possible for smooth fluid transport.
  • only two arm sections are moved, which has a high control efficiency and consumes less energy.
  • FIG. 1 is a schematic diagram of a mechanical arm generating a plurality of postures to reach a target posture according to the prior art
  • FIG. 2 is a schematic diagram showing basic steps of a control method of a mechanical arm according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 4 is a schematic view showing the basic structure of a control device for a mechanical arm according to an embodiment of the present invention.
  • DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS It should be noted that the embodiments in the present application and the features in the embodiments may be combined with each other without conflict. The invention will be described in detail below with reference to the drawings in conjunction with the embodiments.
  • Step S20 Calculating a robot arm The degree of turning between adjacent two arm sections of each group. Taking a five-arm arm as an example, four degrees of turning are calculated in this step.
  • Step S22 Select one set of adjacent two arm sections from the adjacent two arm sections of each group based on the principle that the degree of transition of each group of adjacent arm sections in the robot arm is small.
  • Step S24 Controlling a selected set of two adjacent arm sections as a moving arm.
  • the robot arm has relatively good fluidity when transporting the fluid.
  • the preferred manner is as follows: When the mechanical arm performs the stretching motion, the two adjacent arm segments having the largest degree of turning are selected; when the mechanical arm performs the contracting motion, the adjacent two arm segments having the smallest degree of turning are selected.
  • the stretching and contracting movements of the robot arm can be either horizontal motion (or contour motion), vertical motion, or horizontal and vertical motion. At this time, the robot arm is vertical. Oblique motion on a straight plane.
  • the arm For the vertical movement, if the end of the arm is higher than the beginning, the arm is extended when the end is upward, and the arm is contracted when the end is downward; if the end of the arm is higher than the end, the arm is extended when the end is downward, and the end is upward When the arm is contracted.
  • the mechanical arm when the end of the mechanical arm is away from the beginning, the mechanical arm performs an extension motion; when the end of the mechanical arm approaches the beginning, the mechanical arm performs a contraction motion. The smaller the angle between adjacent arm segments, the greater the degree of turning of the two arm segments.
  • Fig. 3 is a schematic view showing a simplified structure of a mechanical arm relating to an embodiment of the present invention.
  • Figure 3 shows the situation of a five-section robotic arm.
  • the first way to determine the maximum degree of turning or the minimum degree of turning is to calculate the difference between the two end points of the two arm sections and the two adjacent arm sections of the arm.
  • the ratio of the length of the arm section; and then according to different control requirements, the two adjacent arm sections corresponding to the smallest ratio of the calculated ratios are used as the two adjacent arm sections with the greatest degree of turning, or the calculated
  • the adjacent two arm segments corresponding to the largest ratio of the plurality of ratios serve as the adjacent two arm segments with the smallest degree of turning.
  • adjacent arm sections are: 1 arm and 2 arms, 2 arms and 3 arms, 3 arms and 4 arms, 4 arms and 5 arms. Taking 2 arms and 3 arms as examples, they have the same end point B, and the different endpoints are point A and point C.
  • the ratio of the difference between the two end points of the two arms and the three arms and the length of the two arms and three arms is calculated by the following formula.
  • K 23 AC/ ( AB+BC).
  • K 23 represents the ratio to be calculated
  • AC represents the spacing of the distinct endpoints
  • point A and point C and AB and BC represent the lengths of the 2 and 3 arms, respectively.
  • the length of each arm section is given, that is, the lengths of the 2 and 3 arms are known.
  • the following describes how to determine the distinct endpoint spacing of adjacent arm sections.
  • the angle between the arm section and the projection of the arm section on the horizontal plane is detected; and the respective nodes of the arm are calculated according to the angle and the length of each arm section. Position; The different end point spacing of adjacent arm sections is obtained according to the position of each node.
  • the angle between the above-mentioned arm section and the projection of the arm section on the horizontal plane can be detected using an angle sensor.
  • the position of a node can be represented by coordinates by establishing a coordinate system.
  • OX indicates the projection of each arm section on the horizontal plane, as shown in FIG. 3, the angle between the 1 arm and the OX is the angle between OA and OX, that is, ⁇ 1; the angle between the 2 arm and the OX is AB and OX.
  • the angle is ⁇ 2 (AX is parallel to OX in the figure), and the rest is analogous. Taking 0 as the origin, OX and OY perpendicular to OX establish the coordinate system OXY as the X-axis and the Y-axis, respectively.
  • the endpoints ⁇ and X can be easily calculated.
  • the distance between the axis and the ⁇ axis that is, the coordinates of the endpoint ⁇ in the coordinate system ⁇ .
  • the coordinates of other endpoints in the coordinate system ⁇ can be obtained.
  • the distance between each endpoint can be obtained according to the calculation of the distance between the point and the point in the coordinate system.
  • What is involved in this embodiment is the spacing of the distinct endpoints of adjacent arm segments.
  • the above is a method of processing coordinates by using 0 points as the origin. Other points can also be selected, for example, each node of the robot arm is used as the coordinate origin.
  • the second way to determine the maximum degree of turning or the minimum degree of turning is to determine the angle between the adjacent two arm sections of each group for the adjacent two arm sections of the arm. Then, according to different control requirements, the two adjacent arm sections corresponding to the smallest angle among the angles between the adjacent two arm sections of each group are determined as the adjacent two arm sections with the greatest degree of turning, Or the adjacent two arm segments corresponding to the largest of the plurality of included angles are used as the adjacent two arm segments with the smallest degree of turning.
  • the detection result of the angle sensor can be directly adopted, that is, receiving the adjacent two arms
  • the angle between the 1 arm and the 2 arm that is, ZOAB
  • ZOAB, ZABC ZBCD, and ZCDE can be obtained in sequence.
  • FIG. 4 is a schematic diagram showing the basic structure of a control device for a robot arm according to an embodiment of the present invention.
  • the selection device 42 can also be used to determine the two adjacent arm sections having the greatest degree of turning when the robot arm is in the extended motion, and the two arm sections are selected as the moving arms for control.
  • the selection device 42 can also be used to: calculate the ratio of the different end point spacing of the adjacent two arm sections to the length sum of the two arm sections for each set of adjacent two arm sections of the robot arm; The adjacent two arm segments corresponding to the smallest ratio are used as the adjacent two arm segments with the greatest degree of turning. The selection device 42 can also be used to determine the adjacent two arm segments with the least degree of turning when the robot arm is in the contraction motion, and the two arm segments are selected as the motion arms for control.
  • the selection device 42 can also be used to: calculate the ratio of the different end point spacing of the adjacent two arm sections to the length sum of the two arm sections for each set of adjacent two arm sections of the robot arm; The two largest arm segments corresponding to the largest ratio in the middle are the two adjacent arm segments with the smallest degree of turning.
  • the selecting device 42 can also be used to: detect an angle between the arm section and the projection of the arm section on the horizontal plane for each arm section of the robot arm; calculate the respective nodes of the arm according to the angle and the length of each arm section Location; The position of each node of the robot arm calculates the ratio of the pitch of the adjacent end points of the adjacent two arm sections to the sum of the lengths of the two arm sections.
  • the selecting device 42 can also be used to: determine an angle between two adjacent arm sections of each group for each adjacent two arm sections of the robot arm; between the determined two adjacent arm sections of each group The adjacent two arm segments corresponding to the smallest angle among the included angles serve as the adjacent two arm segments with the greatest degree of turning.
  • the selecting device 42 can also be used to: determine an angle between two adjacent arm sections of each group for each adjacent two arm sections of the robot arm; between the determined two adjacent arm sections of each group The adjacent two arm segments corresponding to the largest angle in the included angle are the two adjacent arm segments with the smallest degree of turning.
  • the selection device 42 can also be used to receive detected values obtained by detecting an angle between two adjacent arm segments.
  • the selection device 42 can also be used to: detect an angle between the arm section and the projection of the arm section on a horizontal plane for each arm section of the robot arm; according to the projection of each arm section of the arm and the arm section on a horizontal plane The angle between the two calculates the angle between the adjacent two arm sections.
  • the construction machine in this embodiment includes a robot arm, and includes a control device of the robot arm in the embodiment.
  • the movement of the two adjacent arm sections with the greatest degree of turning is selected, so that the two arm sections are extended and the degree of turning is reduced, which helps optimize the mechanical arm.
  • the overall attitude makes it easy to smoothly transport the fluid; when the mechanical arm is in the contraction motion, the movement of the adjacent two arm segments with the least degree of turning is selected to prevent the other adjacent arms in the robot arm from further aggravating the degree of turning. This helps the adjacent arms of the robot arm to have a particularly large degree of turning, so that the robot arm is as advantageous as possible for smooth fluid transport.
  • only two arm segments are moved, and the control efficiency is high.
  • modules or steps of the present invention can be implemented by a general-purpose computing device, which can be concentrated on a single computing device or distributed over a network composed of multiple computing devices. Alternatively, they may be implemented by program code executable by the computing device, such that they may be stored in the storage device by the computing device, or they may be separately fabricated into individual integrated circuit modules, or they may be Multiple modules or steps are made into a single integrated circuit module.
  • the invention is not limited to any specific combination of hardware and software.
  • the above is only the preferred embodiment of the present invention, and is not intended to limit the present invention, and various modifications and changes can be made to the present invention. Any modifications, equivalent substitutions, improvements, etc. made within the spirit and scope of the present invention are intended to be included within the scope of the present invention.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
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  • Mechanical Engineering (AREA)
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  • Structural Engineering (AREA)
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Abstract

一种机械臂的控制方法与控制装置以及工程机械，用以解决现有技术中对于机械臂的控制存在控制效率较低和流体输送的流畅性不佳的问题。该方法包括：计算机械臂中各组相邻两个臂节（1-4）之间的转折程度；以运动后机械臂中的各组相邻臂节（1-4）的转折程度较小为原则，从各组相邻两个臂节（1-4）中选择一组相邻两个臂节（1-4）；将选择的一组相邻两个臂节（1-4）作为运动臂进行控制。有助于使机械臂尽可能地有利于流畅地输送流体，并且有着较高的控制效率。

Description

机械臂的控制方法与控制装置以及工程机械 技术领域 本发明涉及工程机械技术领域， 特别地涉及一种机械臂的控制方法与控制装置以 及工程机械。 背景技术 随着技术的发展， 机械臂越来越多地应用于工程机械中。 例如泵车， 其机械臂通 常具有五节， 各节之间由铰链连接， 水泥或其他流体能够经由机械臂从泵车本体传输 至布料位置例如建筑物的浇注点。 对于机械臂的控制， 通常的控制方式是由操作人员使用遥控器对机械臂的各节分 别进行控制， 即一一调整各臂节的姿态， 使机械臂的整体从初始姿态运动到目标姿态， 这种方式操作较为复杂， 并且效率较低。 针对上述的控制方式中存在的不足，目前已展开了多种智能程度更高的控制方式， 并且现在的运动学逆向求解的方法已能够根据目标点坐标和各臂节的相关参数， 通过 运动方程和各种矩阵变换求出各个自由度的值。 逆向求解的结果会出现多组解， 如图 1所示。 图 1 是根据现有技术的机械臂产生多种姿态到达目标姿态的示意图。 从图 1 可以看出，通过运动学逆向求解的多重性，机械臂的末端等高地从 A点运动到 B点（按 图中所示的从 A至 B的运动方向， 机械臂有所伸展， 因此叫做伸展运动， 反之， 机械 臂的末端等高地从 B至 A， 机械臂有所收缩， 因此叫做收缩运动）， 有五个自由度， 通过其中不同的自由度的改变便可产生不同的姿态达到目标点， 即有多组解。 这样， 需确定一组较优解作为实际采用的控制策略， 即确定具体要调整哪些臂节的姿态。 目 前从上述的多组解中确定一组解的算法仍较为复杂， 控制效果不佳， 例如其中的一种 情况是对于用来输送可流动的物质时， 机械臂会产生一种不适于流体流动的姿态。 如 图 1所示， 运动到 B点后， 姿态 2要优于姿态 3， 而现有的得到多组解的运动学求解 方式可能产生对应于姿态 3的解， 或者说， 现有的得到多组解的运动学求解方式难以 得到较优的对应于姿态 2的解， 因此不利于流体输送的流畅性。 在现有技术中， 对于机械臂的控制存在控制效率较低和流体输送的流畅性不佳的 问题， 对于该问题， 目前尚未提出有效解决方案。 发明内容 本发明的主要目的是提供一种机械臂的控制方法与控制装置以及工程机械， 以解 决现有技术中对于机械臂的控制存在控制效率较低和流体输送的流畅性不佳的问题。 为解决上述问题， 根据本发明的一个方面， 提供了一种机械臂的控制方法。 本发明的机械臂的控制方法包括： 计算机械臂中各组相邻两个臂节之间的转折程 度； 以运动后机械臂中的各组相邻臂节的转折程度较小为原则， 从各组相邻两个臂节 中选择一组相邻两个臂节； 将选择的一组相邻两个臂节作为运动臂进行控制。 根据本发明的另一方面， 提供了一种机械臂的控制装置。 本发明的机械臂的控制装置包括： 计算设备， 用于计算所述机械臂中各组相邻两 个臂节之间的转折程度； 选择设备， 用于以运动后机械臂中的各组相邻臂节的转折程 度较小为原则， 从所述各组相邻两个臂节中选择一组相邻两个臂节； 控制设备， 用于 将选择的一组相邻两个臂节作为运动臂进行控制。 根据本发明的另一方面， 提供了一种工程机械。 本发明的工程机械具有机械臂， 并且还具有本发明的机械臂的控制装置。 根据本发明的技术方案， 以运动后机械臂中的各组相邻臂节的转折程度较小为原 则从各组相邻两个臂节中选择一组相邻两个臂节并对这两个臂节进行控制， 这样有助 于使机械臂的整体中不至于出现转折程度特别大的相邻臂节， 从而使机械臂尽可能地 有利于流畅地输送流体。 另外， 本发明的方式中仅使两个臂节运动， 有着较高的控制 效率， 并且消耗的能量较少。 附图说明 说明书附图用来提供对本发明的进一步理解， 构成本申请的一部分， 本发明的示 意性实施例及其说明用于解释本发明， 并不构成对本发明的不当限定。 在附图中： 图 1是根据现有技术的机械臂产生多种姿态到达目标姿态的示意图； 图 2是根据本发明实施例的机械臂的控制方法的基本步骤的示意图； 图 3是与本发明实施例有关的机械臂简化结构的示意图； 图 4是根据本发明实施例的机械臂的控制装置基本结构的示意图。 具体实施方式 需要说明的是， 在不冲突的情况下， 本申请中的实施例及实施例中的特征可以相 互组合。 下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。 图 2是根据本发明实施例的机械臂的控制方法的基本步骤的示意图，如图 2所示， 该方法可以由工程机械的控制器来完成， 主要包括如下步骤： 步骤 S20: 计算机械臂中各组相邻两个臂节之间的转折程度。 以五节臂的机械臂 为例， 在本步骤中计算得到 4个转折程度。 步骤 S22: 以运动后机械臂中的各组相邻臂节的转折程度较小为原则， 从各组相 邻两个臂节中选择一组相邻两个臂节。 步骤 S24: 将选择的一组相邻两个臂节作为运动臂进行控制。 根据上述的步骤， 在运动后机械臂中的各组相邻臂节的转折程度较小的情况下， 机械臂在输送流体时有着相对较好的流畅性。 对于步骤 S22， 优选的方式如下： 当机 械臂作伸展运动时， 选择转折程度最大的相邻两个臂节； 当机械臂作收缩运动时， 选 择转折程度最小的相邻两个臂节。 这里的机械臂的伸展运动和收缩运动既可以是水平 方向的运动（或称等高运动）， 也可以是垂直方向的运动， 或者水平与垂直方向的合成 运动， 此时机械臂表现为在竖直平面上的斜向运动。 对于垂直方向的运动， 如果机械 臂末端高于其始端， 则末端向上时机械臂伸展， 末端向下时机械臂收缩； 如果机械臂 始端高于末端， 则末端向下时机械臂伸展， 末端向上时机械臂收缩。 一般地， 当机械 臂的末端远离始端时， 机械臂作伸展运动； 当机械臂的末端接近始端时， 机械臂作收 缩运动。 相邻臂节的夹角越小， 这两个臂节的转折程度越大。 从以上的优选方式可以 看出， 一方面， 当机械臂作伸展运动时， 选择转折程度最大的相邻两个臂节运动， 从 而使这两个臂节伸展从而转折程度减小， 有助于优化机械臂的整体姿态使其有利于流 畅地输送流体； 另一方面， 当机械臂作收缩运动时， 选择转折程度最小的相邻两个臂 节运动， 避免机械臂中的其他相邻的臂进一步加剧转折程度， 这样有助于使机械臂的 整体中不至于出现转折程度特别大的相邻臂节， 从而使机械臂尽可能地有利于流畅地 输送流体。 另外， 本实施例的方式中仅使两个臂节运动， 有着较高的控制效率。 对于上述步骤中涉及的相邻两个臂节转折程度的确定，以下给出几种可选的方式。 以下结合图 3进行说明， 图 3是与本发明实施例有关的机械臂简化结构的示意图。 图 3示出了五节机械臂的情形。 本实施例中， 第一种确定转折程度最大或转折程度最小的臂节的方式是， 针对机 械臂的各组相邻两个臂节，计算该两个臂节的相异端点间距与两个臂节长度和的比值; 然后视不同的控制需求， 将计算得到的多个比值中最小的比值对应的相邻两个臂节作 为转折程度最大的相邻两个臂节， 或者将计算得到的多个比值中最大的比值对应的相 邻两个臂节作为转折程度最小的相邻两个臂节。 具体如图 3， 相邻的臂节即： 1臂与 2臂、 2臂与 3臂、 3臂与 4臂、 4臂与 5臂。 以 2臂与 3臂为例， 它们有相同的端点 B， 相异端点为 A点和 C点， 则 2臂与 3臂的 相异端点间距与 2臂 3臂长度和的比值按下式计算： K23=AC/ ( AB+BC)。 式中 K23表 示要计算的比值， AC表示相异端点即 A点和 C点的间距， AB和 BC分别表示 2臂和 3臂的长度。 对于工程机械来说， 各臂节的长度是给定的， 即 2臂和 3臂的长度已知。 以下说 明如何确定相邻臂节的相异端点间距。 在本实施例中， 针对机械臂的各个臂节， 检测臂节与该臂节在水平面上的投影之 间的夹角； 根据该夹角和各个臂节的长度计算出机械臂的各个节点的位置； 根据各个 节点的位置得到相邻臂节的相异端点间距。 上述臂节与该臂节在水平面上的投影之间 的夹角可以采用角度传感器进行检测。 节点的位置可以通过建立一个坐标系， 以坐标 来表示。 参考图 3， OX表示各臂节在水平面上的投影所在射线， 则如图 3所示， 1臂 与 OX夹角为 OA与 OX夹角， 即 Θ1 ; 2臂与 OX夹角为 AB与 OX夹角， 即 Θ2 (图 中 AX与 OX平行）， 其余类推。 以 0为原点， OX和垂直于 OX的 OY分别作为 X轴 和 Y轴建立坐标系 OXY， 则根据 1臂和 2臂的长度以及角度 Θ1和 Θ2， 可以容易地计 算得出端点 Β分别与 X轴和 Υ轴之间的距离，即得到端点 Β在坐标系 ΟΧΥ中的坐标。 类似地可以得到其他端点在坐标系 ΟΧΥ 中的坐标。 这样可以根据坐标系中点与点的 距离的计算方式得到各端点的间距。 本实施例中涉及的是其中的相邻臂节的相异端点 的间距。 以上是以 0点为原点建立坐标进行处理的方式。 也可以选择其他点， 例如将机械 臂的各个节点作为坐标原点。 同样可按照解析几何的方法进行计算。 本实施例中， 第二种确定转折程度最大或转折程度最小的臂节的方式是， 针对机 械臂的各组相邻两个臂节， 确定各组相邻两个臂节之间的夹角； 然后视不同的控制需 求， 将确定出的各组相邻两个臂节之间的夹角中最小的夹角对应的相邻两个臂节作为 转折程度最大的相邻两个臂节， 或将确定出的多个夹角中最大的夹角对应的相邻两个 臂节作为转折程度最小的相邻两个臂节。 在确定相邻臂节的夹角时， 如果机械臂安装有用于检测相邻臂节间的夹角的角度 传感器， 则可以直接采用该角度传感器的检测结果， 即接收对相邻的两个臂节之间的 夹角进行检测得到的检测值； 如果机械臂安装有用于检测臂节与水平面夹角的角度传 感器， 则可以采用该角度传感器的检测结果。 参考图 3， 如要确定 1臂与 2臂的夹角， 即 ZOAB, 则可以根据检测到的 Θ1和 Θ2确定， 即 ΖΟΑΒ=180°-Θ1+Θ2。类似地可以依 次得出 ZOAB、 ZABC ZBCD以及 ZCDE。 以上的计算中， 忽略了臂节的挠度， 因为在本实施例中， 选择的是转折程度最大 或最小的相邻臂节， 而臂节的挠度对有关各臂节的计算的影响是基本相同的， 所以并 不影响对于转折程度最大或最小的相邻臂节的选择。 以下对于本实施例中的机械臂的控制装置做出说明。 如图 4所示， 图 4是根据本 发明实施例的机械臂的控制装置基本结构的示意图。 图 4 中的机械臂的控制装置 40 包括如下设备： 计算设备 41， 用于计算机械臂中各组相邻两个臂节之间的转折程度； 选择设备 42， 用于以运动后机械臂中的各组相邻臂节的转折程度较小为原则， 从 各组相邻两个臂节中选择一组相邻两个臂节； 控制设备 43， 用于将选择的一组相邻两个臂节作为运动臂进行控制。 选择设备 42 还可用于当机械臂作伸展运动时， 确定转折程度最大的相邻两个臂 节， 选择该两个臂节作为运动臂进行控制。 选择设备 42还可用于： 针对机械臂的各组相邻两个臂节， 计算该相邻两个臂节的 相异端点间距与两个臂节长度和的比值； 将计算得到的多个比值中最小的比值对应的 相邻两个臂节作为转折程度最大的相邻两个臂节。 选择设备 42 还可用于当机械臂作收缩运动时， 确定转折程度最小的相邻两个臂 节， 选择该两个臂节作为运动臂进行控制。 选择设备 42还可用于： 针对机械臂的各组相邻两个臂节， 计算该相邻两个臂节的 相异端点间距与两个臂节长度和的比值； 将计算得到的多个比值中最大的比值对应的 相邻两个臂节作为转折程度最小的相邻两个臂节。 选择设备 42还可用于： 针对机械臂的各个臂节，检测臂节与该臂节在水平面上的 投影之间的夹角； 根据夹角和各个臂节的长度计算出机械臂的各个节点的位置； 根据 机械臂的各个节点的位置计算相邻两个臂节相异端点的间距与两个臂节长度和的比 值。 选择设备 42还可用于： 针对机械臂的各组相邻两个臂节，确定各组相邻两个臂节 之间的夹角； 将确定出的各组相邻两个臂节之间的夹角中最小的夹角对应的相邻两个 臂节作为转折程度最大的相邻两个臂节。 选择设备 42还可用于： 针对机械臂的各组相邻两个臂节，确定各组相邻两个臂节 之间的夹角； 将确定出的各组相邻两个臂节之间的夹角中最大的夹角对应的相邻两个 臂节作为转折程度最小的相邻两个臂节。 选择设备 42还可用于接收对相邻的两个臂节之间的夹角进行检测得到的检测值。 选择设备 42还可用于： 针对机械臂的各个臂节，检测臂节与该臂节在水平面上的 投影之间的夹角； 根据机械臂的各臂节与该臂节在水平面上的投影之间的夹角计算相 邻的两个臂节之间的夹角。 本实施例中的工程机械包括机械臂， 并且包括本实施例中的机械臂的控制装置
40。 根据本发明实施例的技术方案， 当机械臂作伸展运动时， 选择转折程度最大的相 邻两个臂节运动， 从而使这两个臂节伸展从而转折程度减小， 有助于优化机械臂的整 体姿态使其有利于流畅地输送流体； 当机械臂作收缩运动时， 选择转折程度最小的相 邻两个臂节运动， 避免机械臂中的其他相邻的臂进一步加剧转折程度， 这样有助于使 机械臂的整体中不至于出现转折程度特别大的相邻臂节， 从而使机械臂尽可能地有利 于流畅地输送流体。 另外， 本实施例的方式中仅使两个臂节运动， 有着较高的控制效 率。 显然， 本领域的技术人员应该明白， 上述的本发明的各模块或各步骤可以用通用 的计算装置来实现， 它们可以集中在单个的计算装置上， 或者分布在多个计算装置所 组成的网络上， 可选地， 它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现， 从而， 可以 将它们存储在存储装置中由计算装置来执行， 或者将它们分别制作成各个集成电路模 块， 或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。 这样， 本发明 不限制于任何特定的硬件和软件结合。 以上所述仅为本发明的优选实施例而已， 并不用于限制本发明， 对于本领域的技 术人员来说， 本发明可以有各种更改和变化。 凡在本发明的精神和原则之内， 所作的 任何修改、 等同替换、 改进等， 均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

权 利 要 求 书
1. 一种机械臂的控制方法， 其特征在于， 包括：
计算所述机械臂中各组相邻两个臂节之间的转折程度；
以运动后所述机械臂中的各组相邻臂节的转折程度较小为原则， 从所述各 组相邻两个臂节中选择一组相邻两个臂节；
将选择的一组相邻两个臂节作为运动臂进行控制。
2. 根据权利要求 1所述的控制方法， 其特征在于， 所述以运动后所述机械臂中的 各组相邻臂节的转折程度较小为原则， 从所述各组相邻两个臂节中选择一组相 邻两个臂节， 包括： 当所述机械臂作伸展运动时， 选择转折程度最大的相邻两个臂节。
3. 根据权利要求 2所述的控制方法， 其特征在于， 确定转折程度最大的相邻两个 臂节包括：
针对所述机械臂的各组相邻两个臂节， 计算该相邻两个臂节的相异端点间 距与两个臂节长度和的比值； 将计算得到的多个所述比值中最小的比值对应的相邻两个臂节作为转折程 度最大的相邻两个臂节。
4. 根据权利要求 1所述的控制方法， 其特征在于， 包括：
当所述机械臂作收缩运动时， 选择转折程度最小的相邻两个臂节。
5. 根据权利要求 4所述的控制方法， 其特征在于， 确定转折程度最小的相邻两个 臂节包括：
针对所述机械臂的各组相邻两个臂节， 计算该相邻两个臂节的相异端点间 距与两个臂节长度和的比值； 将计算得到的多个所述比值中最大的比值对应的相邻两个臂节作为转折程 度最小的相邻两个臂节。
6. 根据权利要求 3或 5所述的控制方法， 其特征在于， 计算该相邻两个臂节的相 异端点间距与两个臂节长度和的比值包括： 针对所述机械臂的各个臂节， 检测臂节与该臂节在水平面上的投影之间的 夹角；
根据所述夹角和各个臂节的长度计算出所述机械臂的各个节点的位置； 根据所述机械臂的各个节点的位置计算相邻两个臂节相异端点的间距与两 个臂节长度和的比值。
7. 根据权利要求 2所述的控制方法， 其特征在于， 选择转折程度最大的相邻两个 臂节包括：
针对所述机械臂的各组相邻两个臂节，确定各组相邻两个臂节之间的夹角； 将确定出的各组相邻两个臂节之间的夹角中最小的夹角对应的相邻两个臂 节作为转折程度最大的相邻两个臂节。
8. 根据权利要求 4所述的控制方法， 其特征在于， 选择转折程度最小的相邻两个 臂节包括：
针对所述机械臂的各组相邻两个臂节，确定各组相邻两个臂节之间的夹角； 将确定出的各组相邻两个臂节之间的夹角中最大的夹角对应的相邻两个臂 节作为转折程度最小的相邻两个臂节。
9. 根据权利要求 7或 8所述的控制方法， 其特征在于， 确定各组相邻两个臂节之 间的夹角包括： 接收对各组相邻两个臂节之间的夹角进行检测得到的检测值。
10. 根据权利要求 7或 8所述的控制方法， 其特征在于， 确定各组相邻两个臂节之 间的夹角包括：
针对所述机械臂的各个臂节， 检测臂节与该臂节在水平面上的投影之间的 夹角；
根据所述机械臂的各臂节与该臂节在水平面上的投影之间的夹角计算相邻 的两个臂节之间的夹角。
11. 一种机械臂的控制装置， 其特征在于， 包括：
计算设备， 用于计算所述机械臂中各组相邻两个臂节之间的转折程度； 选择设备，用于以运动后机械臂中的各组相邻臂节的转折程度较小为原则， 从所述各组相邻两个臂节中选择一组相邻两个臂节；
控制设备， 用于将选择的一组相邻两个臂节作为运动臂进行控制。
12. 根据权利要求 11所述的控制装置，其特征在于，所述选择设备还用于当所述机 械臂作伸展运动时， 确定转折程度最大的相邻两个臂节， 选择该两个臂节作为 运动臂进行控制。
13. 根据权利要求 12所述的控制装置， 其特征在于， 所述选择设备还用于：
针对所述机械臂的各组相邻两个臂节， 计算该相邻两个臂节的相异端点间 距与两个臂节长度和的比值； 将计算得到的多个所述比值中最小的比值对应的相邻两个臂节作为转折程 度最大的相邻两个臂节。
14. 根据权利要求 11所述的控制装置，其特征在于，所述选择设备还用于当所述机 械臂作收缩运动时， 确定转折程度最小的相邻两个臂节， 选择该两个臂节作为 运动臂进行控制。
15. 根据权利要求 14所述的控制装置， 其特征在于， 所述选择设备还用于：
针对所述机械臂的各组相邻两个臂节， 计算该相邻两个臂节的相异端点间 距与两个臂节长度和的比值； 将计算得到的多个所述比值中最大的比值对应的相邻两个臂节作为转折程 度最小的相邻两个臂节。
16. 根据权利要求 13或 15所述的控制装置， 其特征在于， 所述选择设备还用于： 针对所述机械臂的各个臂节， 检测臂节与该臂节在水平面上的投影之间的 夹角；
根据所述夹角和各个臂节的长度计算出所述机械臂的各个节点的位置； 根据所述机械臂的各个节点的位置计算相邻两个臂节相异端点的间距与两 个臂节长度和的比值。
17. 根据权利要求 12所述的控制装置， 其特征在于， 所述选择设备还用于：
针对所述机械臂的各组相邻两个臂节，确定各组相邻两个臂节之间的夹角； 将确定出的各组相邻两个臂节之间的夹角中最小的夹角对应的相邻两个臂 节作为转折程度最大的相邻两个臂节。
18. 根据权利要求 14所述的控制装置， 其特征在于， 所述选择设备还用于：
针对所述机械臂的各组相邻两个臂节，确定各组相邻两个臂节之间的夹角； 将确定出的各组相邻两个臂节之间的夹角中最大的夹角对应的相邻两个臂 节作为转折程度最小的相邻两个臂节。
19. 根据权利要求 17或 18所述的控制装置， 其特征在于， 所述选择设备还用于： 接收对相邻的两个臂节之间的夹角进行检测得到的检测值。
20. 根据权利要求 17或 18所述的控制装置， 其特征在于， 所述选择设备还用于： 针对所述机械臂的各个臂节， 检测臂节与该臂节在水平面上的投影之间的 夹角；
根据所述机械臂的各臂节与该臂节在水平面上的投影之间的夹角计算相邻 的两个臂节之间的夹角。
21. 一种工程机械， 具有机械臂， 其特征在于， 所述工程机械还具有权利要求 11、 12、 13、 14、 15、 17、 18中任一项所述的控制装置。
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