臂架運轉速度的控制方法、裝置、系統及工程機械制造方法及圖紙

本發明專利技術公開了一種臂架運轉速度的控制方法、裝置、系統及工程機械，用以提高臂架使用的安全性，其中方法包括實時獲得臂架末端預期的絕對速度；將絕對速度與預設的臂架末端的最大安全速度比較：當絕對速度小于等于預設的臂架末端的最大安全速度時，按預先設定的與當前工況對應的、與每個節臂控制閥對應的控制電流控制節臂控制閥的開度；當絕對速度大于臂架末端的最大安全速度時，根據絕對速度得到每節節臂的實際控制電流，以控制節臂控制閥的開度。

【技術實現步驟摘要】
臂架運轉速度的控制方法、裝置、系統及工程機械
本專利技術涉及工程機械
，特別涉及一種臂架運轉速度控制方法、裝置、系統及工程機械。
技術介紹
隨著建筑業、高鐵等領域的迅速發展，具有臂架設備的各種施工車輛被廣泛使用，在這類車輛上通常設有臂架，臂架包括多節節臂，相鄰節臂通過連接軸鉸接、且相鄰兩個節臂之間連接有臂架油缸，該臂架油缸可以驅動與該臂架油缸連接的兩個相鄰節臂繞連接軸旋轉一定角度，實現節臂的折疊和打開。臂架閥組用于控制臂架運轉速度，臂架閥組包括與節臂一一對應的節臂控制閥，每個節臂控制閥分別用于控制對應的節臂的運轉角速度，節臂控制閥的開度越大臂架運轉的速度也相應越快，現有技術中控制臂架運轉(包括：臂架末端舉升或放低)速度的原理為：控制裝置通過調節輸出的對應每個節臂控制閥的控制電流的大小來控制每個節臂控制閥的開度，從而實現對臂架運轉速度的控制。從這一控制過程可以看出，控制臂架運轉速度是通過控制控制裝置輸出的控制電流的大小來實現的。在臂架的末端被舉升或放低的時候，為了避免臂架與施工場地的人和建筑物發生碰撞，設備在出廠前需按照規范限定臂架的運轉速度(即當某一節臂運轉時，該節臂的末端的最大速度不得大于0.75m/s，臂架運轉時，其末端的最大運轉速度不大于3m/s)，也就是說要標定每個節臂控制閥的最大控制電流。專利技術人發現：現有技術中，對每個節臂控制閥的最大控制電流的設定，只是考慮單獨的每一節臂運轉時，該節臂的末端的最大速度不得大于0.75m/s(即只求得每節節臂以其臂長為旋轉半徑，繞該臂的一端為旋轉點時的角速度對應的控制電流)，未考慮當臂架中一節或多節節臂與整個臂架運轉發生相對運動時，臂架末端相對地面最大運轉速度(即絕對速度)不大于3m/s，這樣就會導致臂架的操作安全性降低。
技術實現思路
本專利技術實施例提供一種臂架運轉速度的控制方法、裝置、系統及工程機械，用以解決現有技術中未考慮當臂架中一節或多節節臂與整個臂架運轉發生相對運動時，臂架末端的運轉安全性，存在的臂架的操作安全性較低的問題。為達到上述目的，本專利技術提供如下技術方案。本專利技術提供了一種臂架運轉速度的控制方法，包括：實時獲得臂架末端的預期的絕對速度；將所述絕對速度與預設的臂架末端的最大安全速度比較：當所述絕對速度小于等于預設的臂架末端的最大安全速度時，按預先設定的與當前工況對應的、與每個節臂控制閥對應的控制電流控制節臂控制閥的開度；當所述絕對速度大于臂架末端的最大安全速度時，根據所述絕對速度得到每節節臂的實際控制電流，以控制節臂控制閥的開度。本專利技術提供的臂架運轉速度的控制方法，通過獲得臂架末端預期的絕對速度，來實現對臂架末端的最大速度的控制，使得臂架末端預期的絕對速度不超過最大安全速度，提高了臂架使用的安全性。在一些可選的實施方式中，所述根據所述絕對速度得到每節節臂的實際控制電流，具體包括：根據公式得到每節節臂的實際控制電流，其中，為第i節節臂對應的節臂控制閥的實際控制電流(經本方案優化處理得到的)，Ii為對第i節節臂對應的節臂控制閥的實時操作所對應的預設的控制電流(該預設的控制電流未經本方案的優化處理)，IiO為第i節節臂對應的節臂控制閥的最小驅動電流，為臂架末端的最大安全速度，n為臂架中所包含的節臂的個數，i的取值為1…n，vn為臂架末端預期的絕對速度。在一些可選的實施方式中，所述實時獲得臂架末端預期的絕對速度具體包括：基于設定的平面直角坐標系，根據臂架中每節節臂的臂長，實時獲得當前工況下、臂架末端與臂架中各節臂的首端的鉸接點的連線與水平面之間的夾角信息，其中：每個夾角信息以臂架末端與對應的鉸接點的連線繞鉸接點相對水平面逆時針旋轉過的角度為正值，所述設定的平面直角坐標系所在的面為臂架所在的運動面，原點為首節節臂的首端的鉸接點；根據所有夾角的角度得到臂架末端預期的絕對速度。在一些可選的實施方式中，所述基于設定的平面直角坐標系，根據臂架中每節節臂的臂長，實時獲得當前工況下、臂架末端與臂架中各節臂的首端的鉸接點的連線與水平面之間的夾角信息具體包括：實時獲得臂架中各節臂相對水平面的傾斜角度，其中：所述傾斜角度為節臂繞其首端鉸接點相對水平面逆時針旋轉過的角度時取正值；基于設定的平面直角坐標系，根據臂架中每節節臂的臂長以及傾斜角度確定每節節臂的鉸接點的坐標值以及臂架末端的鉸接點的坐標值；根據每節節臂的首端的鉸接點的坐標值得到臂架末端與臂架中各節臂的首端的鉸接點的連線與水平面之間的夾角。在一些可選的實施方式中，所述根據每節節臂的首端的鉸接點的坐標值得到臂架末端與臂架中各節臂的首端的鉸接點的連線與水平面之間的夾角具體包括：根據公式得到臂架末端與臂架中各節臂的首端的鉸接點的連線與水平面之間的夾角，其中：βn,i為臂架末端與臂架中第i節節臂的首端的鉸接點的連線與水平面之間的夾角，(xi,yi)為每節節臂的首端的鉸接點的坐標值，(x,y)為臂架末端的鉸接點的坐標值，i的取值為1…n。在一些可選的實施方式中，所述根據所有夾角的角度得到臂架末端預期的絕對速度具體包括：基于設定的平面直角坐標系，根據兩點間的直線距離公式，確定臂架末端與臂架中各節臂的首端的鉸接點之間的距離；根據公式和分別確定臂架末端沿x方向上的絕對速度分量和臂架末端沿y方向上的絕對速度分量，其中：vnx為臂架末端沿x方向上的絕對速度分量，vny為臂架末端沿y方向上的絕對速度分量，Ki±為已知系數組組(包含Ki+和Ki-兩個不同的數值，分別對應臂架油缸的伸縮兩個狀態)，dn_i為臂架末端與第i節節臂的首端的鉸接點之間的距離，βn,i為臂架末端與臂架中第i節節臂的首端的鉸接點的連線與水平面之間的夾角，Ii為第i節節臂預先設定的控制電流，IiO為第i節節臂對應的節臂控制閥的最小驅動電流；根據公式：得到臂架末端預期的絕對速度，其中：vn為臂架末端預期的絕對速度。本專利技術還提供了一種臂架運轉速度的控制裝置，包括：獲得模塊，用于實時獲得臂架末端預期的絕對速度；處理模塊，用于將所述絕對速度與預設的臂架末端的最大安全速度比較：當所述絕對速度小于等于預設的臂架末端的最大安全速度時，按預先設定的與當前工況對應的、與每個節臂控制閥對應的控制電流控制節臂控制閥的開度；當所述絕對速度大于臂架末端的最大安全速度時，根據所述絕對速度以及得到每節節臂的實際控制電流，以控制節臂控制閥的開度。在一些可選的實施方式中，所述處理模塊包括：第一計算模塊，具體用于根據公式得到每節節臂的實際控制電流，其中，為第i節節臂對應的節臂控制閥的實際控制電流，，Ii為對第i節節臂對應的節臂控制閥的實時操作所對應的預設的控制電流，IiO為第i節節臂對應的節臂控制閥的最小驅動電流，為臂架末端的最大安全速度，n為臂架中所包含的節臂的個數，i的取值為1…n，vn為臂架末端預期的絕對速度。在一些可選的實施方式中，所述獲得模塊包括：接收模塊和第二計算模塊，其中：所述接收模塊，用于基于設定的平面直角坐標系，根據臂架中每節節臂的臂長，實時獲得當前工況下、臂架末端與臂架中各節臂的首端的鉸接點的連線與水平面之間的夾角信息，其中：每個夾角信息以臂架末端與對應的鉸接點的連線繞鉸接點相對水平面逆時針旋轉過的角度為正值，所述設定的平面直角坐標系所在的面為臂架所在的運動面，原點為首節節臂的首端本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種臂架運轉速度的控制方法，其特征在于，包括：實時獲得臂架末端預期的絕對速度；將所述絕對速度與預設的臂架末端的最大安全速度比較：當所述絕對速度小于等于預設的臂架末端的最大安全速度時，按預設的與當前工況對應的、與每個節臂控制閥對應的控制電流控制節臂控制閥的開度；當所述絕對速度大于臂架末端的最大安全速度時，根據所述絕對速度得到每節節臂的實際控制電流，以控制節臂控制閥的開度。

【技術特征摘要】
1.一種臂架運轉速度的控制方法，其特征在于，包括：實時獲得臂架末端預期的絕對速度；將所述絕對速度與預設的臂架末端的最大安全速度比較：當所述絕對速度小于等于預設的臂架末端的最大安全速度時，按預設的與當前工況對應的、與每個節臂控制閥對應的控制電流控制節臂控制閥的開度；當所述絕對速度大于臂架末端的最大安全速度時，根據所述絕對速度得到每節節臂的實際控制電流，以控制節臂控制閥的開度；所述根據所述絕對速度得到每節節臂的實際控制電流，具體包括：根據公式得到每節節臂的實際控制電流，其中，為第i節節臂對應的節臂控制閥的實際控制電流，Ii為對第i節節臂對應的節臂控制閥的實時操作所對應的預設的控制電流，IiO為第i節節臂對應的節臂控制閥的最小驅動電流，為臂架末端的最大安全速度，n為臂架中所包含的節臂的個數，i的取值為1…n，vn為臂架末端預期的絕對速度。2.如權利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述實時獲得臂架末端預期的絕對速度具體包括：基于設定的平面直角坐標系，根據臂架中每節節臂的臂長，實時獲得當前工況下、臂架末端與臂架中各節臂的首端的鉸接點的連線與水平面之間的夾角信息，其中：每個夾角信息以臂架末端與對應的鉸接點的連線繞鉸接點相對水平面逆時針旋轉過的角度為正值，所述設定的平面直角坐標系所在的面為臂架所在的運動面，原點為首節節臂的首端的鉸接點；根據所有夾角的角度得到臂架末端預期的絕對速度。3.如權利要求2所述的控制方法，其特征在于，所述基于設定的平面直角坐標系，實時獲得當前工況下、臂架末端與臂架中各節臂的首端的鉸接點的連線與水平面之間的夾角信息具體包括：實時獲得臂架中各節臂相對水平面的傾斜角度，其中：所述傾斜角度為節臂繞其首端鉸接點相對水平面逆時針旋轉過的角度時取正值；基于設定的平面直角坐標系，根據臂架中每節節臂的臂長以及傾斜角度得到每節節臂的首端的鉸接點的坐標值以及臂架末端的鉸接點的坐標值；根據每節節臂的首端的鉸接點的坐標值得到臂架末端與臂架中各節臂的首端的鉸接點的連線與水平面之間的夾角。4.如權利要求3所述的控制方法，其特征在于，所述根據每節節臂的首端的鉸接點的坐標值得到臂架末端與臂架中各節臂的首端的鉸接點的連線與水平面之間的夾角具體包括：根據公式得到臂架末端與臂架中各節臂的首端的鉸接點的連線與水平面之間的夾角，其中：βn,i為臂架末端與臂架中第i節節臂的首端的鉸接點的連線與水平面之間的夾角，(xi,yi)為每節節臂的首端的鉸接點的坐標值，(x,y)為臂架末端的鉸接點的坐標值，i的取值為1…n。5.如權利要求2～4任一項所述的控制方法，其特征在于，所述根據所有夾角的角度得到臂架末端預期的絕對速度具體包括：基于設定的平面直角坐標系，根據兩點間的直線距離公式，確定臂架末端與臂架中各節臂的首端的鉸接點之間的距離；根據公式和分別確定臂架末端沿x方向上的絕對速度分量和臂架末端沿y方向上的絕對速度分量，其中：vnx為臂架末端沿x方向上的絕對速度分量，vny為臂架末端沿y方向上的絕對速度分量，Ki±為已知系數組，dn_i為臂架末端與第i節節臂的首端的鉸接點之間的距離，βn,i為臂架末端與臂架中第i節節臂的首端的鉸接點的連線與水平面之間的夾角，Ii為第i節節臂預先設定的控制電流，IiO為第i節節臂對應的節臂控制閥的最小驅動電流；根據公式：得到臂架末端預期的絕對速度，其中：vn為臂架末端預期的絕對速度。6.一種臂架運轉速度的控制裝置，其特征在于，包括：獲得模塊，用于實時獲得臂架末端預期的絕對速度；處理模塊，用于將所述絕對速度與預設的臂架末端的最大安全速度比較：當所述絕對速度小于等于預設的臂架末端的最大安全速度時，按預先設定的與當前工況對應的、與每個節臂控制閥對應的控制電流控制節臂控制閥的開度；當所述絕對速度大于臂架末端的最大安全速度時，根據所述絕對速度以及得到每節節臂的實際控制電流，以控制節臂控制閥的開度；所述處理模塊包括：第一計算模塊，具體用于根據公式得到每節節臂的實際控制電流，其中，為第i節節臂對應的節臂控制閥的實際控制電流，Ii為對第i節節臂對應的節臂控制閥的實時操作所對應的預設的控制電流，IiO為第i節節臂對應的節臂控制閥的最小驅動電流，為臂架末端的最大安全速度，n為臂架中所包含的節臂的個數，i的取值為1…n，vn為臂架末端預期的絕對速...

【專利技術屬性】
技術研發人員：曾中煒，
申請(專利權)人：中聯重科股份有限公司，
類型：發明
國別省市：湖南;43