專利名稱：臂架漂移控制設(shè)備、系統(tǒng)、方法及泵送設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及工程機(jī)械領(lǐng)域，具體地，涉及一種臂架漂移控制設(shè)備、系統(tǒng)及方法，以及一種泵送設(shè)備。
背景技術(shù)：
混凝土泵車是一種用于輸送和澆注混凝土的專用機(jī)械，配有管道用以將混凝土沿該管道連續(xù)輸送到澆注現(xiàn)場。在施工過程中，尤其是在高層建筑、地下建筑和大混凝土建筑物的施工過程中，混凝土泵車以其高質(zhì)量、高效率、低消耗、低成本、施工周期短、勞動(dòng)強(qiáng)度低等優(yōu)點(diǎn)逐步成為建筑施工中不可缺少的關(guān)鍵設(shè)備。混凝土泵車的臂架由于長度長、重量輕并且泵送排量大，因此在施工作業(yè)中會(huì)產(chǎn)生臂架振動(dòng)。如果振動(dòng)幅度過大會(huì)造成臂架末端的軟管無法精確定位，同時(shí)產(chǎn)生的動(dòng)應(yīng)力會(huì)導(dǎo)致臂架疲勞而減小使用壽命，影響泵車的整機(jī)性能和施工質(zhì)量。為了避免上述問題，混凝土泵車除了從結(jié)構(gòu)上優(yōu)化解決臂架振動(dòng)之外，通過外加減振控制系統(tǒng)從而減小臂架振動(dòng)也成為必要。但是，一方面由于臂架系統(tǒng)非常復(fù)雜，其振動(dòng)性能容易受到工況、泵送排量和臂架姿態(tài)等多方面影響，另一方面由于在減振控制過程中不斷地對臂架位置進(jìn)行調(diào)整，也會(huì)導(dǎo)致執(zhí)行機(jī)構(gòu)(通常為臂架油缸)動(dòng)作不平衡，導(dǎo)致油缸活塞偏離原始位置，因此，由于上述多方面因素的影響，臂架末端可能會(huì)一定程度地偏離初始位置，出現(xiàn)漂移現(xiàn)象，從而影響減振控制的效果、影響泵車工作。針對這種臂架末端的漂移現(xiàn)象，如果通過操作機(jī)手不斷地進(jìn)行手動(dòng)調(diào)整，則很容易影響臂架減振效果和泵車工作的平穩(wěn)性，并且同時(shí)也增加了操作機(jī)手的工作量。因此，需要對泵車臂架減振過程中臂架的漂移程度進(jìn)行控制，以保證減振控制的有效性和泵車工作的平穩(wěn)性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)中的上述需求，提供一種能夠?qū)Ρ奂軠p振過程中的臂架漂移進(jìn)行控制的臂架漂移控制設(shè)備、系統(tǒng)及方法。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供一種臂架漂移控制設(shè)備，該設(shè)備包括輸入裝置，用于接收表征臂架末端漂移程度的信號(hào)；計(jì)算裝置，用于根據(jù)所述表征臂架末端漂移程度的信號(hào)來計(jì)算臂架減振作動(dòng)機(jī)構(gòu)的漂移控制信號(hào)；以及輸出裝置，用于向臂架減振作動(dòng)機(jī)構(gòu)輸出所述漂移控制信號(hào)。根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，還提供一種臂架漂移控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括本發(fā)明提供的臂架漂移控制設(shè)備；漂移檢測設(shè)備，用于檢測臂架末端的漂移程度并輸出表征臂架末端漂移程度的信號(hào)到所述臂架漂移控制設(shè)備中的輸入裝置；以及臂架減振作動(dòng)機(jī)構(gòu)，用于接收來自所述臂架漂移控制設(shè)備的漂移控制信號(hào)，將來自減振控制設(shè)備的減振控制信號(hào)與該漂移控制信號(hào)進(jìn)行疊加得到疊加后的控制信號(hào)，并以該疊加后的控制信號(hào)對臂架進(jìn)行作動(dòng)。根據(jù)本發(fā)明的又一方面，本發(fā)明還提供一種臂架漂移控制方法，包括以下步驟接收表征臂架末端漂移程度的信號(hào)；根據(jù)所述表征臂架末端漂移程度的信號(hào)來計(jì)算臂架減振作動(dòng)機(jī)構(gòu)的漂移控制信號(hào)；以及向臂架減振作動(dòng)機(jī)構(gòu)輸出所述漂移控制信號(hào)。本發(fā)明還提供一種泵送設(shè)備，包括本發(fā)明所提供的臂架漂移控制系統(tǒng)。通過上述技術(shù)方案，本發(fā)明能夠基于表征臂架末端漂移程度的信號(hào)來對臂架減振作動(dòng)機(jī)構(gòu)進(jìn)行控制，從而使得臂架減振作動(dòng)機(jī)構(gòu)按照補(bǔ)償漂移的方向作動(dòng)，避免了臂架末 端的漂移，有效地保證了減振控制的有效性以及泵車工作的平穩(wěn)性。并且本發(fā)明屬于自動(dòng)控制，并不需要操作機(jī)手的手動(dòng)參與，減輕了工作量。本發(fā)明的其他特征和優(yōu)點(diǎn)將在隨后的具體實(shí)施方式
部分予以詳細(xì)說明。


附圖是用來提供對本發(fā)明的進(jìn)一步理解，并且構(gòu)成說明書的一部分，與下面的具體實(shí)施方式
一起用于解釋本發(fā)明，但并不構(gòu)成對本發(fā)明的限制。在附圖中圖1是根據(jù)本發(fā)明提供的臂架漂移控制設(shè)備的結(jié)構(gòu)框圖；圖2是根據(jù)本發(fā)明提供的臂架漂移控制設(shè)備中的輸入裝置的結(jié)構(gòu)框圖；圖3是根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式提供的臂架漂移控制設(shè)備的結(jié)構(gòu)框圖；圖4是根據(jù)本發(fā)明提供的臂架漂移控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖；圖5是根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式的漂移控制原理圖；圖6是根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式提供的臂架漂移控制方法的流程圖；圖7A是未開啟漂移控制時(shí)的第1、2、3節(jié)臂架之間的傾角差隨時(shí)間變化圖；圖7B為開啟漂移控制時(shí)的第1、2、3節(jié)臂架之間的傾角差隨時(shí)間變化圖；圖8A為未開啟漂移控制時(shí)的臂架末端的位移隨時(shí)間變化圖；圖SB為開啟漂移控制時(shí)的臂架末端的位移隨時(shí)間變化圖。附圖標(biāo)記說明
100臂架漂移控制設(shè)備
101輸入裝置102計(jì)算裝置
103輸出裝置104漂移控制使能判斷裝置
10信號(hào)采集單元11信號(hào)調(diào)理單元
200臂架減振作動(dòng)機(jī)構(gòu)300泵車主控制器
400減振控制設(shè)備500漂移檢測設(shè)備
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實(shí)施方式
進(jìn)行詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解的是，此處所描述的具體實(shí)施方式
僅用于說明和解釋本發(fā)明，并不用于限制本發(fā)明。參見圖1，本發(fā)明提供的臂架漂移控制設(shè)備100包括輸入裝置101，用于接收表征臂架末端漂移程度的信號(hào)；計(jì)算裝置102，用于根據(jù)所述表征臂架末端漂移程度的信號(hào)來計(jì)算臂架減振作動(dòng)機(jī)構(gòu)200 (見圖4)的漂移控制信號(hào)；以及輸出裝置103，用于向臂架減振作動(dòng)機(jī)構(gòu)200輸出所述漂移控制信號(hào)。其中，所述表征臂架末端漂移程度的信號(hào)為任何能夠反映臂架末端漂移程度的信號(hào)，包括但不限于反映臂架末端位移的信號(hào)、反映臂架位置信號(hào)、反映臂架傾角信號(hào)、反映臂架減振油缸的活塞位移的信號(hào)等。如上所述，一種實(shí)施方式是采用反映臂架末端位移的信號(hào)，通過該信號(hào)就可以直接反映出臂架末端的漂移程度。該信號(hào)例如可以為設(shè)置在臂架末端的位移傳感器、速度傳感器或加速度傳感器所采集的信號(hào)。其中位移傳感器采集到的直接就是臂架末端位移信號(hào)，而速度傳感器和加速度傳感器采集到的分別是速度信號(hào)和加速度信號(hào)，在這種情況下，可以在后續(xù)信號(hào)處理時(shí)對速度信號(hào)進(jìn)行一次積分得到位移信號(hào)，或者對加速度信號(hào)進(jìn)行二次積分得到位移信號(hào)。另一種實(shí)施方式是采用反映臂架位置的信號(hào)，通過臂架位置的變化也可以間接反映出臂架末端的漂移程度。該信號(hào)例如可以為設(shè)置在每節(jié)臂架上的傾角傳感器所采集的信號(hào)，在這種情況下，可以在后續(xù)信號(hào)處理時(shí)基于所采集的信號(hào)得到各節(jié)臂架相對于水平面的傾角，然后利用該傾角以及各節(jié)臂架的長度換算得到各節(jié)臂架在垂直方向上的位移，并累加各節(jié)臂架在垂直方向上的位移從而得到臂架末端的漂移程度。又一種實(shí)施方式是采用反映臂架傾角的信號(hào)，通過臂架傾角的變化也可以間接反映出臂架末端的漂移程度。該信號(hào)例如可以為設(shè)置在至少一節(jié)臂架上的傾角傳感器所采集的信號(hào)，在這種情況下，可以在后續(xù)信號(hào)處理時(shí)基于所采集的信號(hào)得到至少一節(jié)臂架相對于水平面的傾角或者至少兩節(jié)相接臂架之間的傾角差，并根據(jù)該傾角或傾角差進(jìn)行后續(xù)控制。優(yōu)選選用至少兩節(jié)相接臂架之間傾角差方式，因?yàn)橐话惚奂苌隙荚O(shè)置有傾角傳感器，不需要額外增加傳感器，并且操作、計(jì)算、數(shù)據(jù)處理都相對簡單、方便。此外，還可以采用反映臂架減振油缸的活塞位移的信號(hào)，通過該信號(hào)也可以間接反映臂架的漂移程度。該信號(hào)例如可以為用于檢測活塞位移的位移傳感器所采集的信號(hào)。如圖2所示，所述輸入裝置101包括信號(hào)采集單元10，用于接收所述表征臂架末端漂移程度的信號(hào)，該信號(hào)采集單元10可以為各種適用的輸入電路。優(yōu)選情況下，該輸入裝置101還可以包括信號(hào)調(diào)理單元11，用于對信號(hào)采集單元10所接收的信號(hào)進(jìn)行放大、濾波等信號(hào)處理。由于臂架在振動(dòng)過程中會(huì)產(chǎn)生信號(hào)突變，為了防止信號(hào)突變所造成的影響，故進(jìn)行濾波處理。放大、濾波等可以采用本領(lǐng)域熟知的各種放大、濾波方式實(shí)現(xiàn)，本發(fā)明對此不進(jìn)行限制。所述輸入裝置101將經(jīng)信號(hào)調(diào)理單元11處理后的信號(hào)輸出到所述計(jì)算裝置102。所述計(jì)算裝置102可以使用各種自動(dòng)控制算法來得到臂架減振作動(dòng)機(jī)構(gòu)200的漂移控制信號(hào)，但實(shí)質(zhì)上原理均是先計(jì)算臂架末端的漂移程度，然后根據(jù)計(jì)算出的臂架末端的漂移程度來計(jì)算臂架減振作動(dòng)機(jī)構(gòu)200的漂移控制信號(hào)使得漂移程度盡可能小。臂架末端的漂移程度可以通過臂架末端的位移表示，也可以采用臂架傾角或相接臂架之間的傾角差等其他參數(shù)表示。計(jì)算臂架末端的漂移程度需要根據(jù)所述表征臂架末端漂移程度的信號(hào)不同而選擇不同的計(jì)算方式。一種情況是所述計(jì)算裝置可以根據(jù)所述表征臂架末端漂移程度的信號(hào)直接計(jì)算得到臂架末端的位移。
例如，如前所述，所述表征臂架末端漂移程度的信號(hào)為反映臂架末端位移的信號(hào)，如臂架末端位移信號(hào)、速度信號(hào)或加速度信號(hào)，則所述計(jì)算裝置102獲取臂架末端位移信號(hào)(對速度信號(hào)進(jìn)行一次積分得到位移信號(hào)，對加速度信號(hào)進(jìn)行二次積分得到位移信號(hào))。又如，所述表征臂架末端漂移程度的信號(hào)為反映臂架位置的信號(hào)，如各節(jié)臂架的傾角信號(hào)，則所述計(jì)算裝置102根據(jù)該傾角信號(hào)得到各節(jié)臂架相對于水平面的傾角，然后利用該傾角以及各節(jié)臂架的長度換算得到各節(jié)臂架在垂直方向上的位移，并累加各節(jié)臂架在垂直方向上的位移從而得到臂架末端的位移。然后基于臂架末端的位移利用例如閉環(huán)自動(dòng)控制算法得到臂架減振作動(dòng)機(jī)構(gòu)200的漂移控制信號(hào)。
另外一種情況是所述計(jì)算裝置102需要根據(jù)所述表征臂架末端漂移程度的信號(hào)計(jì)算出臂架末端的漂移程度。例如，以所述表征臂架末端漂移程度的信號(hào)或其變形(主要是指兩節(jié)相接臂架之間的傾角差信號(hào))在初始時(shí)段內(nèi)的信號(hào)為參考信號(hào)，并基于該初始時(shí)段之后的信號(hào)與該初始時(shí)段內(nèi)的信號(hào)之間的差值來計(jì)算得到臂架的漂移程度。其中參考信號(hào)也就是目標(biāo)信號(hào)，是基于初始時(shí)段確定的。初始時(shí)段一般為開始運(yùn)行時(shí)(例如混凝土泵車開始布料時(shí))的一段時(shí)間(一般為2-3秒)，用該初始時(shí)段內(nèi)的各種傳感器采集到的表征臂架末端漂移程度的信號(hào)作為臂架的初始位置，漂移控制的目的就是控制臂架減振作動(dòng)機(jī)構(gòu)200使得臂架盡可能地還原到該初始位置。根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，所述表征臂架末端漂移程度的信號(hào)可以為至少一節(jié)臂架的傾角信號(hào)，則所述計(jì)算裝置102可以以該傾角信號(hào)在初始時(shí)段內(nèi)的信號(hào)為參考信號(hào)，并將該初始時(shí)段之后的信號(hào)與該參考信號(hào)之間的差值作為臂架的漂移程度。然后，計(jì)算裝置102可以使用例如PID算法來計(jì)算出臂架減振作動(dòng)機(jī)構(gòu)200的漂移控制信號(hào)。當(dāng)對所有臂架均檢測傾角時(shí)，算法可以簡化表示為Y (t) =f (S1 (t)，S2 (t)，S3 (t)，…，Sn (t))其中S1 (t)、S2(t)、S3⑴、…、Sn(t)分別為第I節(jié)臂、第2節(jié)臂、第3節(jié)臂……第N節(jié)臂的傾角信號(hào)，f O表示算法映射，Y(t)為臂架減振作動(dòng)機(jī)構(gòu)200的漂移控制信號(hào)，其實(shí)質(zhì)上應(yīng)為針對各個(gè)臂節(jié)的減振作動(dòng)機(jī)構(gòu)200的漂移控制信號(hào)的陣列?；蛘?，所述表征臂架末端漂移程度的信號(hào)為至少兩節(jié)相接臂架的傾角信號(hào)，計(jì)算裝置102還可以使用至少兩節(jié)相接臂架之間的傾角差作為算法的輸入，也就是說，所述計(jì)算裝置102基于至少兩節(jié)相接臂架的傾角信號(hào)計(jì)算相接兩節(jié)臂架之間的傾角差信號(hào)，以傾角差信號(hào)在初始時(shí)段內(nèi)的信號(hào)為參考信號(hào)，并將該初始時(shí)段之后的傾角差信號(hào)與該參考信號(hào)之間的差值作為臂架的漂移程度。然后，計(jì)算裝置102可以使用例如PID算法來計(jì)算出臂架減振作動(dòng)機(jī)構(gòu)200的漂移控制信號(hào)。當(dāng)對所有臂架均檢測傾角時(shí)，算法可以簡化表示為Y1 (t) =f ( Δ S1 (t), Δ S2 (t), Δ S3 (t), **·, Δ Sn^1 (t))其中Δ S1 (t), Δ S2 (t), AS3(t)、…、Δ Sn^1 (t)分別為第 1、2 節(jié)臂之間、第 2、3 節(jié)臂之間、第3、4節(jié)臂之間……第N-1、N節(jié)臂之間的傾角差信號(hào)，f ()表示算法映射，Y' (t)為臂架減振作動(dòng)機(jī)構(gòu)200的漂移控制信號(hào)，其實(shí)質(zhì)上應(yīng)為針對第2至N節(jié)臂的減振作動(dòng)機(jī)構(gòu)200的漂移控制信號(hào)的陣列。例如，使用第1、2臂節(jié)之間的傾角差信號(hào)作為輸入所對應(yīng)的V (t)為第2臂節(jié)的減振作動(dòng)機(jī)構(gòu)200的漂移控制信號(hào)。
參考圖5，為通過檢測傾角差來進(jìn)行漂移控制的原理。圖中實(shí)線部分為在初始時(shí)段記錄的各節(jié)臂架的初始布料位置，每一段折線代表一節(jié)臂架，圖中示出的是5節(jié)臂架的泵車。虛線部分為臂架發(fā)生漂移之后的位置。通過采集到的傾角信號(hào)得到第1、2節(jié)臂之間的傾角度差為a，臂架末端的漂移程度為h，本發(fā)明的目的在于通過控制臂架減振作動(dòng)機(jī)構(gòu)200的作動(dòng)而將位于虛線的臂架調(diào)整到實(shí)線部分，保持穩(wěn)定工作。上面提到的PID算法是控制領(lǐng)域公知的算法，本領(lǐng)域技術(shù)人員在能夠獲取目標(biāo)信號(hào)(即參考信號(hào))、輸入信號(hào)(即傾角信號(hào)或傾角差信號(hào))的情況下可以通過調(diào)節(jié)PID算法的參數(shù)得到輸出信號(hào)(即臂架減振作動(dòng)機(jī)構(gòu)200的漂移控制信號(hào))。所述臂架減振作動(dòng)機(jī)構(gòu)200的漂移控制信號(hào)可以為電流信號(hào)或電壓信號(hào)。在實(shí)際操作中，一般而言，并不是所有臂架末端漂移都需要進(jìn)行漂移控制，一些幅度較小的漂移一般可以忽略不計(jì)，并不對其進(jìn)行漂移控制。也就是說，計(jì)算裝置102并不需要一直計(jì)算漂移控制信號(hào)。因此，優(yōu)選情況下，所述計(jì)算裝置102在計(jì)算漂移控制信號(hào)之前，將計(jì)算出的臂架的漂移程度與一預(yù)定閾值進(jìn)行比較，當(dāng)漂移程度大于該預(yù)定閾值時(shí)才計(jì)算所述漂移控制信號(hào)。該預(yù)定閾值基于臂架的漂移程度的選擇而預(yù)先設(shè)定。所述輸出裝置103用于向臂架減振作動(dòng)機(jī)構(gòu)200輸出所述漂移控制信號(hào)，然后臂架減振作動(dòng)機(jī)構(gòu)200將減振控制設(shè)備400 (見圖4)輸出的減振控制信號(hào)與該漂移控制信號(hào)進(jìn)行疊加作為控制信號(hào)，并按照該控制信號(hào)控制臂架減振作動(dòng)機(jī)構(gòu)200作動(dòng)。例如，所述臂架減振作動(dòng)機(jī)構(gòu)200為臂架減振油缸，則上述漂移控制信號(hào)被輸出到臂架減振油缸的電磁閥的控制端，該電磁閥的控制端同樣還接收來自減振控制設(shè)備400的減振控制信號(hào)，將該減振控制信號(hào)與該漂移控制信號(hào)進(jìn)行疊加作為電磁閥控制信號(hào)，并且電磁閥按照該電磁閥控制信號(hào)控制臂架減振油缸作動(dòng)。除了臂架減振油缸之外，其他適用的減振作動(dòng)機(jī)構(gòu)也可以使用。一般而言，本發(fā)明提供的漂移自動(dòng)控制僅需要在泵送過程中操作機(jī)手未使用遙控器進(jìn)行遙控操作且開啟了減振控制的情況下使用。除此之外的其他情況，如未泵送時(shí)、操作機(jī)手進(jìn)行手動(dòng)遙控操作或者未開啟減振控制時(shí)(減振作動(dòng)機(jī)構(gòu)200不起作用)，均不需要進(jìn)行漂移自動(dòng)控制。因此，在這種情況下，本發(fā)明還設(shè)置了漂移控制使能判斷邏輯，也就是說在某一特定情況下才進(jìn)行漂移控制。如圖3所示，本發(fā)明提供的臂架漂移控制設(shè)備還包括漂移控制使能判斷裝置104，用于接收泵送信號(hào)、遙控操作信號(hào)以及臂架減振信號(hào)，并根據(jù)接收到的泵送信號(hào)、遙控操作信號(hào)以及臂架減振信號(hào)判斷是否需要開啟臂架漂移控制，并將判斷結(jié)果輸出到所述輸出裝置103 ;所述輸出裝置103當(dāng)接收到不需要開啟臂架漂移控制的判斷結(jié)果時(shí)，阻止所述漂移控制信號(hào)的輸出。該漂移控制使能判斷裝置104的判斷邏輯為僅在泵送信號(hào)指示正在泵送、遙控操作信號(hào)指示未進(jìn)行遙控操作且臂架減振信號(hào)指示開啟臂架減振控制的情況下，才判斷需要開啟臂架漂移控制；其他情況下均判斷不需要開啟臂架漂移控制。這樣，輸出裝置103可以僅在需要開啟臂架漂移控制的情況下才輸出所述漂移控制信號(hào)以進(jìn)行漂移自動(dòng)控制，否則并不需要漂移自動(dòng)控制，避免了臂架減振作動(dòng)機(jī)構(gòu)200長期處于調(diào)整狀態(tài)而損耗過大。
如圖4所示，所述泵送信號(hào)和遙控操作信號(hào)均來自于泵車主控制器300，均為開關(guān)量，泵送信號(hào)指示泵車是否進(jìn)行泵送，遙控操作信號(hào)指示是否機(jī)手進(jìn)行遙控操作。而所述臂架減振信號(hào)來自減振控制設(shè)備400，指示是否開啟了臂架減振控制。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，如圖4所示，本發(fā)明所提供的臂架漂移控制系統(tǒng)包括本發(fā)明提供的臂架漂移控制設(shè)備100 ;漂移檢測設(shè)備500，用于檢測臂架末端的漂移程度并輸出表征臂架末端漂移程度的信號(hào)到所述臂架漂移控制設(shè)備100中的輸入裝置101 ;以及臂架減振作動(dòng)機(jī)構(gòu)200，用于接收來自所述臂架漂移控制設(shè)備100的漂移控制信號(hào)，將來自減振控制設(shè)備400的減振控制信號(hào)與該漂移控制信號(hào)進(jìn)行疊加得到疊加后的控制信號(hào)，并以該疊加后的控制信號(hào)對臂架進(jìn)行作動(dòng)。其中所述漂移檢測設(shè)備500根據(jù)所選擇的表征臂架末端漂移程度的信號(hào)的類型的不同而選擇不同類型的傳感器，包括但不限于位移傳感器、速度傳感器、加速度傳感器、傾角傳感器等等。所述臂架減振作動(dòng)機(jī)構(gòu)200可以為臂架減振油缸或者其他適用的減振作動(dòng)機(jī)構(gòu)。圖4中的泵車主控制器300以及減振控制設(shè)備400用于提供該臂架漂移控制系統(tǒng)所需要的外部信號(hào)，均是現(xiàn)有的泵車系統(tǒng)中存在的設(shè)備，在此不再贅述。本發(fā)明還提供一種泵送設(shè)備，包括上面介紹的臂架漂移控制系統(tǒng)。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，本發(fā)明還提供一種臂架漂移控制方法，包括以下步驟接收表征臂架末端漂移程度的信號(hào)；根據(jù)所述表征臂架末端漂移程度的信號(hào)來計(jì)算臂架減振作動(dòng)機(jī)構(gòu)的漂移控制信號(hào)；以及向臂架減振作動(dòng)機(jī)構(gòu)輸出所述漂移控制信號(hào)。圖6所示為根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式的臂架漂移控制方法。其中步驟SlOl為接收表征臂架末端漂移程度的信號(hào)。所述表征臂架末端漂移程度的信號(hào)如前所述，不再贅述。優(yōu)選情況下，步驟SlOl還對接收到的信號(hào)進(jìn)行放大、濾波等信號(hào)處理。根據(jù)所述表征臂架末端漂移程度的信號(hào)來計(jì)算臂架減振作動(dòng)機(jī)構(gòu)的漂移控制信號(hào)的步驟包括步驟S102，計(jì)算臂架末端的漂移程度；步驟S104，根據(jù)計(jì)算出的臂架末端的漂移程度計(jì)算出臂架減振作動(dòng)機(jī)構(gòu)的漂移控制信號(hào)。前面在描述計(jì)算裝置102時(shí)已經(jīng)對這兩個(gè)步驟進(jìn)行了詳細(xì)的說明，故不再重復(fù)。另外，為了忽略一些幅度較小的漂移，優(yōu)選情況下，該方法在步驟S104計(jì)算漂移控制信號(hào)之前還包括步驟S103，將計(jì)算出的臂架的漂移程度與一預(yù)定閾值進(jìn)行比較，當(dāng)漂移程度大于該預(yù)定閾值時(shí)才進(jìn)行步驟S104，否則返回到步驟SlOl。該預(yù)定閾值基于臂架的漂移程度的選擇而預(yù)先設(shè)定。然后，優(yōu)選情況下，本發(fā)明還設(shè)置了漂移控制使能判斷邏輯，即該方法在步驟S104計(jì)算漂移控制信號(hào)之后還包括步驟S105，接收泵送信號(hào)、遙控操作信號(hào)以及臂架減振信號(hào)，并根據(jù)接收到的泵送信號(hào)、遙控操作信號(hào)以及臂架減振信號(hào)判斷是否需要開啟臂架漂移控制；當(dāng)判斷不需要開啟臂架漂移控制時(shí)，進(jìn)行步驟S107阻止輸出漂移控制信號(hào)；而當(dāng)判斷需要開啟臂架漂移控制時(shí)，進(jìn)行步驟S106向臂架減振作動(dòng)機(jī)構(gòu)輸出漂移控制信號(hào)。下面參考圖7A、7B、8A、8B來說明本發(fā)明的漂移自動(dòng)控制的效果。
圖7A為未開啟漂移控制時(shí)的第1、2、3節(jié)臂架之間的傾角差隨時(shí)間變化圖。曲線A為第1、2節(jié)臂架之間的傾角差，曲線B為第2、3節(jié)臂架之間的傾角差。圖7B為開啟漂移控制時(shí)的第1、2、3節(jié)臂架之間的傾角差隨時(shí)間變化圖。同樣，曲線A'為第1、2節(jié)臂架之間的傾角差，曲線B'為第2、3節(jié)臂架之間的傾角差。每個(gè)圖中的兩條曲線在時(shí)間上都經(jīng)歷四個(gè)階段，其中I和III為未開啟減振控制的階段，II和IV為開啟減振控制的階段。圖8A為未開啟漂移控制時(shí)的臂架末端的位移隨時(shí)間變化圖。圖SB為開啟漂移控制時(shí)的臂架末端的位移隨時(shí)間變化圖。同樣，每個(gè)圖中的曲線在時(shí)間上都經(jīng)歷四個(gè)階段，其中I和III為未開啟減振控制的階段，II和IV為開啟減振控制的階段。從四張圖的對比可以看出，在未開啟減振控制的情況下，由于漂移控制不起作用，所以從臂架傾角差和末端位移兩方面看都產(chǎn)生了漂移現(xiàn)象。而在開啟減振控制的情況下，由于漂移控制起了作用，可以發(fā)現(xiàn)圖7B和圖8B相比于圖7A和圖7B在II和IV階段漂移現(xiàn)象有所緩解，泵車工作穩(wěn)定。本發(fā)明雖然以混凝土泵車為例說明了臂架漂移控制的方案，但是本發(fā)明并不限于混凝土泵車的臂架，同樣適用于其他具有臂架的裝置，如起重設(shè)備在吊裝重物時(shí)因外載所導(dǎo)致的吊臂漂移也同樣可以應(yīng)用本發(fā)明。以上結(jié)合附圖詳細(xì)描述了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，但是，本發(fā)明并不限于上述實(shí)施方式中的具體細(xì)節(jié)，在本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思范圍內(nèi)，可以對本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行多種簡單變型，這些簡單變型均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。例另外需要說明的是，在上述具體實(shí)施方式
中所描述的各個(gè)具體技術(shù)特征，在不矛盾的情況下，可以通過任何合適的方式進(jìn)行組合，為了避免不必要的重復(fù)，本發(fā)明對各種可能的組合方式不再另行說明。此外，本發(fā)明的各種不同的實(shí)施方式之間也可以進(jìn)行任意組合，只要其不違背本發(fā)明的思想，其同樣應(yīng)當(dāng)視為本發(fā)明所公開的內(nèi)容。
權(quán)利要求
1.一種臂架漂移控制設(shè)備，包括輸入裝置(101)，用于接收表征臂架末端漂移程度的信號(hào)；計(jì)算裝置(102)，用于根據(jù)所述表征臂架末端漂移程度的信號(hào)來計(jì)算臂架減振作動(dòng)機(jī)構(gòu)(200)的漂移控制信號(hào)；以及輸出裝置(103)，用于向臂架減振作動(dòng)機(jī)構(gòu)(200)輸出所述漂移控制信號(hào)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的臂架漂移控制設(shè)備，其中，所述表征臂架末端漂移程度的信號(hào)為反映臂架末端位移的信號(hào)、反映臂架位置信號(hào)、反映臂架傾角信號(hào)或反映臂架減振油缸的活塞位移的信號(hào)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的臂架漂移控制設(shè)備，其中，所述計(jì)算裝置(102)用于計(jì)算臂架末端的漂移程度，然后根據(jù)計(jì)算出的臂架末端的漂移程度來計(jì)算臂架減振作動(dòng)機(jī)構(gòu)(200)的漂移控制信號(hào)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的臂架漂移控制設(shè)備，其中，所述臂架末端的漂移程度通過臂架末端的位移、臂架傾角或相接臂架之間的傾角差表示。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的臂架漂移控制設(shè)備，其中，所述計(jì)算裝置(102)以所述表征臂架末端漂移程度的信號(hào)或其變形在初始時(shí)段內(nèi)的信號(hào)為參考信號(hào)，并基于該初始時(shí)段之后的信號(hào)與該初始時(shí)段內(nèi)的信號(hào)之間的差值來計(jì)算得到臂架的漂移程度。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的臂架漂移控制設(shè)備，其中，所述表征臂架末端漂移程度的信號(hào)為至少一節(jié)臂架的傾角信號(hào)或至少兩節(jié)相接臂架的傾角信號(hào)；所述表征臂架末端漂移程度的信號(hào)為至少一節(jié)臂架的傾角信號(hào)時(shí)，所述計(jì)算裝置(102)以該傾角信號(hào)在初始時(shí)段內(nèi)的信號(hào)為參考信號(hào)，并將該初始時(shí)段之后的信號(hào)與該參考信號(hào)之間的差值作為臂架的漂移程度；所述表征臂架末端漂移程度的信號(hào)為至少兩節(jié)相接臂架的傾角信號(hào)時(shí)，變形為至少兩節(jié)相接臂架的傾角信號(hào)計(jì)算相接兩節(jié)臂架之間的傾角差信號(hào)，所述計(jì)算裝置(102)以傾角差信號(hào)在初始時(shí)段內(nèi)的信號(hào)為參考信號(hào)，并將該初始時(shí)段之后的傾角差信號(hào)與該參考信號(hào)之間的差值作為臂架的漂移程度。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的臂架漂移控制設(shè)備，其中，所述計(jì)算裝置(102)在計(jì)算漂移控制信號(hào)之前，將計(jì)算出的臂架的漂移程度與一預(yù)定閾值進(jìn)行比較，當(dāng)漂移程度大于該預(yù)定閾值時(shí)才計(jì)算所述漂移控制信號(hào)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的臂架漂移控制設(shè)備，其中，該臂架漂移控制設(shè)備還包括漂移控制使能判斷裝置(104)，用于接收泵送信號(hào)、遙控操作信號(hào)以及臂架減振信號(hào)，并根據(jù)接收到的泵送信號(hào)、遙控操作信號(hào)以及臂架減振信號(hào)判斷是否需要開啟臂架漂移控制，并將判斷結(jié)果輸出到所述輸出裝置(103)；所述輸出裝置(103)當(dāng)接收到不需要開啟臂架漂移控制的判斷結(jié)果時(shí)，阻止所述漂移控制信號(hào)的輸出。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的臂架漂移控制設(shè)備，其中，所述漂移控制使能判斷裝置(104)僅在泵送信號(hào)指示正在泵送、遙控操作信號(hào)指示未進(jìn)行遙控操作且臂架減振信號(hào)指示開啟臂架減振控制的情況下，才判斷需要開啟臂架漂移控制；其他情況下均判斷不需要開啟臂架漂移控制。
10.一種臂架漂移控制系統(tǒng)，包括根據(jù)權(quán)利要求1-9中任一項(xiàng)所述的臂架漂移控制設(shè)備； 漂移檢測設(shè)備(500)，用于檢測臂架末端的漂移程度并輸出表征臂架末端漂移程度的信號(hào)到所述臂架漂移控制設(shè)備中的輸入裝置(101);以及 臂架減振作動(dòng)機(jī)構(gòu)(200)，用于接收來自所述臂架漂移控制設(shè)備的漂移控制信號(hào)，將來自減振控制設(shè)備(400)的減振控制信號(hào)與該漂移控制信號(hào)進(jìn)行疊加得到疊加后的控制信號(hào)，并以該疊加后的控制信號(hào)對臂架進(jìn)行作動(dòng)。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的系統(tǒng)，其中，所述漂移檢測設(shè)備(500)為位移傳感器、速度傳感器、加速度傳感器或傾角傳感器。
12.一種臂架漂移控制方法，包括以下步驟 接收表征臂架末端漂移程度的信號(hào)； 根據(jù)所述表征臂架末端漂移程度的信號(hào)來計(jì)算臂架減振作動(dòng)機(jī)構(gòu)的漂移控制信號(hào)；以及 向臂架減振作動(dòng)機(jī)構(gòu)輸出所述漂移控制信號(hào)。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中，所述表征臂架末端漂移程度的信號(hào)為反映臂架末端位移的信號(hào)、反映臂架位置信號(hào)、反映臂架傾角信號(hào)或反映臂架減振油缸的活塞位移的信號(hào)。
14.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中根據(jù)所述表征臂架末端漂移程度的信號(hào)來計(jì)算臂架減振作動(dòng)機(jī)構(gòu)的漂移控制信號(hào)的步驟包括 計(jì)算臂架末端的漂移程度； 根據(jù)計(jì)算出的臂架末端的漂移程度計(jì)算出臂架減振作動(dòng)機(jī)構(gòu)的漂移控制信號(hào)。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其中，所述臂架末端的漂移程度通過臂架末端的位移、臂架傾角或相接臂架之間的傾角差表示。
16.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其中，所述計(jì)算臂架末端的漂移程度的步驟包括 以所述表征臂架末端漂移程度的信號(hào)或其變形在初始時(shí)段內(nèi)的信號(hào)為參考信號(hào)； 基于該初始時(shí)段之后的信號(hào)與該初始時(shí)段內(nèi)的信號(hào)之間的差值來計(jì)算得到臂架的漂移程度。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其中，所述表征臂架末端漂移程度的信號(hào)為至少一節(jié)臂架的傾角信號(hào)或至少兩節(jié)相接臂架的傾角信號(hào)； 所述表征臂架末端漂移程度的信號(hào)為至少一節(jié)臂架的傾角信號(hào)時(shí)，則以該傾角信號(hào)在初始時(shí)段內(nèi)的信號(hào)為參考信號(hào)，并將該初始時(shí)段之后的信號(hào)與該參考信號(hào)之間的差值作為臂架的漂移程度； 所述表征臂架末端漂移程度的信號(hào)為至少兩節(jié)相接臂架的傾角信號(hào)時(shí)，變形為基于至少兩節(jié)相接臂架的傾角信號(hào)計(jì)算出的相接兩節(jié)臂架之間的傾角差信號(hào)，則以傾角差信號(hào)在初始時(shí)段內(nèi)的信號(hào)為參考信號(hào)，并將該初始時(shí)段之后的傾角差信號(hào)與該參考信號(hào)之間的差值作為臂架的漂移程度。
18.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，該方法在計(jì)算漂移控制信號(hào)的步驟之前還包括 將計(jì)算出的臂架的漂移程度與一預(yù)定閾值進(jìn)行比較； 當(dāng)漂移程度大于該預(yù)定閾值時(shí)才進(jìn)行計(jì)算漂移控制信號(hào)的步驟，否則返回到接收表征臂架末端漂移程度的信號(hào)的步驟。
19.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，該方法在計(jì)算漂移控制信號(hào)的步驟之后還包括接收泵送信號(hào)、遙控操作信號(hào)以及臂架減振信號(hào)，并根據(jù)接收到的泵送信號(hào)、遙控操作信號(hào)以及臂架減振信號(hào)判斷是否需要開啟臂架漂移控制；當(dāng)判斷不需要開啟臂架漂移控制時(shí)，阻止輸出漂移控制信號(hào)；當(dāng)判斷需要開啟臂架漂移控制時(shí)，向臂架減振作動(dòng)機(jī)構(gòu)輸出漂移控制信號(hào)。
20.一種泵送設(shè)備，包括根據(jù)權(quán)利要求10或11所述的臂架漂移控制系統(tǒng)。
全文摘要
本發(fā)明提供一種臂架漂移控制設(shè)備、系統(tǒng)及方法。所述設(shè)備包括輸入裝置，用于接收表征臂架末端漂移程度的信號(hào)；計(jì)算裝置，用于根據(jù)所述表征臂架末端漂移程度的信號(hào)來計(jì)算臂架減振作動(dòng)機(jī)構(gòu)的漂移控制信號(hào)；以及輸出裝置，用于向臂架減振作動(dòng)機(jī)構(gòu)輸出所述漂移控制信號(hào)。本發(fā)明能夠基于表征臂架末端漂移程度的信號(hào)來對臂架減振作動(dòng)機(jī)構(gòu)進(jìn)行控制，從而使得臂架減振作動(dòng)機(jī)構(gòu)按照補(bǔ)償漂移的方向作動(dòng)，避免了臂架末端的漂移，有效地保證了減振控制的有效性以及泵車工作的平穩(wěn)性。并且本發(fā)明屬于自動(dòng)控制，并不需要操作機(jī)手的手動(dòng)參與，減輕了工作量。
文檔編號(hào)E04G21/04GK103015730SQ20121055496
公開日2013年4月3日 申請日期2012年12月19日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月19日
發(fā)明者黃露, 黃毅, 王佳茜, 尹君 申請人:中聯(lián)重科股份有限公司