[发明专利]控制用于泵送混凝土的关节臂的振动的方法及相关装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种控制用于泵送混凝土的关节臂的振动的方法 以及相关的装置。

更具体地，本发明涉及一种用于减少关节臂的各个段(segment) 所经受的振动的主动控制方法，该臂用于在操作机械中泵送混凝 土，该操作机械为诸如卡车上运送的泵、混凝土搅拌器等，无论它 们安装或未安装在卡车或拖车上。

背景技术

众所周知，建筑业中使用的重型作业车辆通常包括其上关节连 接地安装有可延展臂和/或可伸缩延展臂的卡车以分配并浇铸混凝 土。这些卡车可以装备或不装备混凝土搅拌器。

已知类型的可延展臂包括可相互枢转且可折叠在彼此上面的 多个段，从而能够呈现出接近卡车的折叠结构和工作结构，在工作 结构中，这些段一段相对另一段地延展从而允许到达离卡车非常远 的区域。

这些可延展臂的最重要的特征之一在于它们能够达到的最大 可能高度和/或长度，从而能够保证与相同的卡车一起使用的最大灵 活性和通用性。

关节连接的段的数量的增加或每段的度量范围的扩大，一方面 带来了在最大延展状态下获得更大的总长度的可能性，但另一方面 也带来了重量和体积的增加，这不符合当前的法规或与车辆的操作 性与功能性相矛盾。

还已知的是，关于这些臂的正确有效性的一个非常严重的缺点 在于分配混凝土时臂经受的振动现象，这种缺点随着臂的总长度及 其段的数量的增大而增大。这些振动不仅给负责为排出混凝土的管 道进行手动定位和引导的操作者带来了相当大的操作困难，而且也 给通过远程控制装置来移动臂的操作者带来了相当大的操作困难。

振动的一个重要成分还源自这些机械的类型和它们的形状特 征、它们的惯性和弹性特性、以及构造类型。这些特征使得关节臂 中产生了动态应力，这些动态应力不但与机械在基本静止状况下或 不进行泵送的任何情况下的动作相关，而且还与动态负载相关，该 动态负载与泵送混凝土的步骤相关。

事实上，对于使用而言，机械总是必须在一个位置与下一个位 置之间的过渡状态中或在其移动过程中进行工作，这意味着机械持 续运动，并且产生了接头的应力状态处的动态振动和材料中的动态 振动，该动态振动限制了机械的工作寿命并且降低了操作者的安全 性。

此外，这些效应增加了与用于泵送混凝土的活塞泵相关的受迫 脉动运作(forced pulsating functioning)，这经常发生在接近机械自 身频率的频率处。

US-B2-7,143,682中描述了一种已知的装置，该装置具有抑制 关节臂的振动的功能。在这种已知的装置中，在该装置系统的侧部 上设置有补偿机构以补偿确定臂相对于设定位置的位移的干扰，该 干扰可以包括例如传送混凝土时的压力波动。

具体地，US’682的教导针对在混凝土的传送阶段中产生的臂 或其多个段中的一段或多段的不受控位移，具体地，该位移是由混 凝土分配臂在传送阶段中经受的并且具有使得整个臂进行振动动 作的周期性负载造成的。此外，该文献没有提供建立并使用理论数 学模型的教导，该理论数学模型能够表示当臂和/或其段经受在开始 传送混凝土步骤之前操作者将臂移动到混凝土传送位置中的运动 时臂和/或其段的状态。

JP 7133094和JP 2000-282687中描述了用于控制和补偿关节臂 的振动的其它装置。

然而，在实际中，由于这些已知装置的干预逻辑仅限于校正检 测出振动的点处的振动，并试图用本地化校正干预(localized correction intervention)对其进行补偿，而非在考虑导致振动的各个 构件的条件下对臂的整体结构进行主动干预，所以这些已知装置并 不完全令人满意。

因此，本发明的目的在于获得一种主动控制关节臂的振动的改 进方法，该方法允许校正并补偿振动。

本申请人已经设计、试验并实施了本发明以实现该目的、以及 随后描述的其它优点。

发明内容

本发明在独立权利要求中阐述并描述了本发明的特征，而从属 权利要求描述了其它创新特征。

根据本发明的用于抑制泵送混凝土的关节臂的振动的主动控 制方法的机能逻辑基于这样的事实：实施主动控制的主要困难基本 包括以下两点：

-机械源自于其工作时的构造来改变其惯性和弹性特征，这使 得应用并调整例如诸如上述现有技术文献中描述的那些控制器的 标准控制器变得困难；