專利名稱：一種混凝土泵車智能臂架控制及其變形補(bǔ)償?shù)姆椒?br> 技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種混凝土泵車智能臂架控制及其變形補(bǔ)償?shù)姆椒ǎ瑢儆诠こ虣C(jī)械技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
混凝土泵車作為建筑施工中的一種常見(jiàn)設(shè)備，具有臂架長(zhǎng)度長(zhǎng)，變形嚴(yán)重的特點(diǎn)。目前，對(duì)泵車臂架的 控制都是單自由度手動(dòng)控制，其自動(dòng)化、智能化水平較低，澆筑效率、澆筑精度不能滿足施工要求。而且，布料軟管需要2 3名工人拖動(dòng)，移動(dòng)起來(lái)非常費(fèi)力。為了進(jìn)一步提高施工效率，改善施工安全性，近年來(lái)出現(xiàn)了智能臂架控制系統(tǒng)。然而在智能化控制中，臂架的變形嚴(yán)重影響了對(duì)臂架末端點(diǎn)的準(zhǔn)確定位。在現(xiàn)有技術(shù)中，泵車智能臂架控制系統(tǒng)方案在測(cè)量臂架間相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)往往在相鄰臂架旋轉(zhuǎn)軸上加裝編碼器或者利用油缸位移傳感器測(cè)量驅(qū)動(dòng)油缸位移間接計(jì)算的方案，因此存在著如下缺點(diǎn):(1)安裝、調(diào)試和更換麻煩，可維護(hù)性差；(2)無(wú)法考慮車體傾斜和臂架變形所帶來(lái)的影響，給末端精確控制帶來(lái)很大的誤差。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題，本發(fā)明提供一種混凝土泵車智能臂架控制及其變形補(bǔ)償?shù)姆椒?，能提高泵車的智能化程度和臂架末端的軌跡控制精度。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:一種混凝土泵車智能臂架控制及其變形補(bǔ)償?shù)姆椒ǎ摲椒ǖ木唧w步驟是:(I)操作者經(jīng)無(wú)線遙控器發(fā)射器給出操作量，遙控器接收后獲得臂架末端點(diǎn)坐標(biāo)變化量Δχ, Ay, Δ ζ ；(2)通過(guò)智能化操作算法進(jìn)行坐標(biāo)轉(zhuǎn)換，獲得各臂架及塔臺(tái)的目標(biāo)角度βτ ;(3)將對(duì)地絕對(duì)傾角傳感器a^a8分別安裝在混凝土泵車的各個(gè)智能臂的臂頭和臂尾處，測(cè)量塔臺(tái)傾角的為塔臺(tái)絕對(duì)傾角傳感器％；(4)設(shè)所述的對(duì)地絕對(duì)傾角傳感器的測(cè)量值為ai;根據(jù)對(duì)地絕對(duì)傾角傳感器的測(cè)量值ai;計(jì)算混凝土泵車臂架控制量臂架等效相對(duì)夾角，包含兩部分:相鄰臂架間的相對(duì)夾角β i和臂架變形補(bǔ)償角S i ;(5)在相鄰臂架間相對(duì)夾角β i基礎(chǔ)上減去變形角δ i，即對(duì)臂架變形進(jìn)行了補(bǔ)償，獲得實(shí)際等效相鄰臂架夾角βΑ;(6)各臂架目標(biāo)角度βτ和實(shí)際等效相鄰臂架夾角βΑ經(jīng)閉環(huán)控制算法計(jì)算電液比例閥的控制量，從而驅(qū)動(dòng)相關(guān)執(zhí)行機(jī)構(gòu)控制臂架姿態(tài)。本發(fā)明的有益效果是:采用單臂雙傾角傳感器的方法，可以將臂架的傾角與變形分開(kāi)，控制方法簡(jiǎn)單易行；采用雙傾角傳感器相對(duì)角度，因此不受車輛停駐面的影響；引入閉環(huán)控制和變形補(bǔ)償環(huán)節(jié)，可以提高臂架末端的軌跡控制精度，還克服了部分振動(dòng)的影響；本發(fā)明不受臂架節(jié)數(shù)限制，適用性強(qiáng)。


圖1為混凝土泵車智能臂架控制方法框圖；圖2為混凝土泵車角度傳感器示意圖；圖3為混凝土泵車臂架變形示意圖；圖4為混凝土泵車臂架俯視示意圖。
具體實(shí)施例方式下面將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。如圖1和圖2所示，一種混凝土泵車智能臂架控制及其變形補(bǔ)償?shù)姆椒ǎ摲椒ǖ木唧w步驟是:(I)操作者經(jīng)無(wú)線遙控器發(fā)射器給出操作量，遙控器接收后獲得臂架末端點(diǎn)坐標(biāo)變化量Δ X, Ay, Δ z ；(2)通過(guò)智能化操作算法進(jìn)行坐標(biāo)轉(zhuǎn)換，獲得各臂架及塔臺(tái)的目標(biāo)角度βτ ;(3)將對(duì)地絕對(duì)傾角傳感器a^a8分別安裝在混凝土泵車的各個(gè)智能臂的臂頭和臂尾處，測(cè)量塔臺(tái)傾角的為塔臺(tái)絕對(duì)傾角傳感器％；(4)設(shè)所述的對(duì)地絕對(duì)傾角傳感器的測(cè)量值為ai;根據(jù)對(duì)地絕對(duì)傾角傳感器的測(cè)量值ai;計(jì)算混凝土泵車臂架控制量臂架等效相對(duì)夾角，包含兩部分:相鄰臂架間的相對(duì)夾角β i和臂架變形補(bǔ)償角S i ;
如圖2所示，相鄰臂架間相對(duì)夾角β i的計(jì)算公式:β i=a21-1_a2(1-1)> i = I, 2, 3, 4當(dāng)i = I時(shí)，β其中a。為塔臺(tái)傾角傳感器測(cè)量值,其含有車輛停駐面與水平面的夾角Z Angle信息；本發(fā)明采用了臂架相對(duì)角度,不受泵車停駐地面角度的影響。如圖3所示的實(shí)施例中，AB表示臂架剛性狀態(tài)，弧AC表示臂架變形狀態(tài)；臂架變形補(bǔ)償角S i的計(jì)算方法為:臂架產(chǎn)生變形后，臂架首末端傾角傳感器測(cè)量值會(huì)出現(xiàn)差值，為θρΘ J=B21-B2i^1, i = I, 2, 3, 4利用實(shí)驗(yàn)法測(cè)定首末端因臂架變形引起的角度差值Θ i與相對(duì)沉降量ε i之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系Qi=Mei),由此關(guān)系式可以計(jì)算出相對(duì)沉降量ε”依據(jù)相對(duì)沉降量ε i和臂架長(zhǎng)度|ab|計(jì)算出變形補(bǔ)償角為:(5)結(jié)合圖2和圖3，所述臂架變形實(shí)時(shí)補(bǔ)償方法為:在相鄰臂架間相對(duì)夾角1基礎(chǔ)上減去變形角δ 就可以認(rèn)為對(duì)臂架變形進(jìn)行了補(bǔ)償，也就是實(shí)際跟蹤的等效相鄰臂架夾角計(jì)算公式為βi = I, 2, 3, 4 ；(6)各臂架目標(biāo)角度β τ和實(shí)際等效相鄰臂架夾角βΑ經(jīng)閉環(huán)控制算法計(jì)算電液比例閥的控制量，從而驅(qū)動(dòng)相關(guān)執(zhí)行機(jī)構(gòu)控制臂架姿態(tài)。
權(quán)利要求
1.一種混凝土泵車智能臂架控制及其變形補(bǔ)償?shù)姆椒ǎ涮卣髟谟?，該方法的具體步驟是: (1)操作者經(jīng)無(wú)線遙控器發(fā)射器給出操作量，遙控器接收后獲得臂架末端點(diǎn)坐標(biāo)變化量 Δχ, Ay, Δ Z ； (2)通過(guò)智能化操作算法進(jìn)行坐標(biāo)轉(zhuǎn)換，獲得各臂架及塔臺(tái)的目標(biāo)角度βτ; (3)將對(duì)地絕對(duì)傾角傳感器a^a8分別安裝在混凝土泵車的各個(gè)智能臂的臂頭和臂尾處，測(cè)量塔臺(tái)傾角的為對(duì)地絕對(duì)傾角傳感器％； (4)設(shè)所述的對(duì)地絕對(duì)傾角傳感器的測(cè)量值為ai;根據(jù)對(duì)地絕對(duì)傾角傳感器的測(cè)量值ai;計(jì)算混凝土泵車臂架控制量臂架等效相對(duì)夾角，包含兩部分:相鄰臂架間的相對(duì)夾角β i和臂架變形補(bǔ)償角δi ； (5)在相鄰臂架間相對(duì)夾角Pi基礎(chǔ)上減去變形角Si，即對(duì)臂架變形進(jìn)行了補(bǔ)償，獲得實(shí)際等效相鄰臂架夾角βΑ; (6)各臂架目標(biāo)角度βτ和實(shí)際等效相鄰臂架夾角βΑ經(jīng)閉環(huán)控制算法計(jì)算電液比例閥的控制量，從而驅(qū)動(dòng)相 關(guān)執(zhí)行機(jī)構(gòu)控制臂架姿態(tài)。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種混凝土泵車智能臂架控制及其變形補(bǔ)償?shù)姆椒?，該方法的具體步驟是(1)操作者經(jīng)無(wú)線遙控器發(fā)射器給出操作量，遙控器接收后獲得臂架末端點(diǎn)坐標(biāo)變化量Δx,Δy,Δz；(2)通過(guò)智能化操作算法進(jìn)行坐標(biāo)轉(zhuǎn)換，獲得各臂架及塔臺(tái)的目標(biāo)角度βT；(3)將對(duì)地絕對(duì)傾角傳感器a1~a8分別安裝在混凝土泵車的各個(gè)智能臂的臂頭和臂尾處，測(cè)量塔臺(tái)傾角的為對(duì)地絕對(duì)傾角傳感器a0；(4)設(shè)所述的對(duì)地絕對(duì)傾角傳感器的測(cè)量值為ai，根據(jù)對(duì)地絕對(duì)傾角傳感器的測(cè)量值ai，計(jì)算混凝土泵車臂架控制量臂架等效相對(duì)夾角，包含兩部分相鄰臂架間的相對(duì)夾角βi和臂架變形補(bǔ)償角δi。有益效果是能提高泵車的智能化程度和臂架末端的軌跡控制精度。
文檔編號(hào)E04G21/04GK103206090SQ201210579758
公開(kāi)日2013年7月17日 申請(qǐng)日期2012年12月27日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月27日
發(fā)明者唐建林, 孔麗麗, 魏彬 申請(qǐng)人:徐工集團(tuán)工程機(jī)械股份有限公司江蘇徐州工程機(jī)械研究院