[发明专利]混凝土泵车位置检测装置和方法及混凝土泵车

说明书

技术领域

本发明涉及一种混凝土泵车检测控制技术，特别涉及一种混凝土泵车位 置检测装置和方法，还涉及到具有该混凝土泵车位置检测装置的混凝土泵车。

背景技术

混凝土泵车是一种常用的工程机械，用于将混凝土泥浆通过输送管道输 送到预定的地点，以在远离搅拌站的位置进行混凝土浇注作业。

如图1所示，该图是一种混凝土泵车的总体结构图。混凝土泵车臂架系 统8包括底座10、转台11、臂架9。为了施工转场的方便，底座10一般安 装在一个移动式底盘上。转台11通过回转机构安装在底座10上，并依赖于 一个液压马达绕一个竖轴18旋转。臂架9包括多节顺序铰接的臂段和软管 17。图中，臂架9包括五个顺序通过水平延伸的铰接轴铰接的臂段12至16， 五个臂段分别命名为基臂12、二臂13、三臂14、四臂15和末段臂16；其中 基臂12下端与转台11铰接，并依赖于一个液压缸改变与转台11之间的夹角， 各臂段之间在一个液压缸驱动下绕其之间的铰接轴旋转；软管17连接在臂架 9的末臂段16的臂架末端20。

在进行混凝土施工作业时，操作人员采用合适的方式对臂架系统8进行 控制。通过调整各液压缸的伸缩量控制臂架9各臂段的相对位置，通过液压 马达控制转台11的旋转角度，使带有软管17的臂架末端20到达预定的浇注 位置上方。软管17通过固定在各臂段上的输送管道连接到混凝土输送泵，混 凝土泥浆在混凝土输送泵的作用下，通过臂架9上的输送管道到达臂架末端 20，从终端软管17喷出，到达预定的浇注位置。

目前，对混泥土泵车臂架系统8进行控制的方式有两种：

一是手动控制方式：即操作员通过手动控制液压马达旋转角度和各液压 缸伸缩量，实现对转台11及每一节臂段动作的控制，从而最终控制臂架末端 20的位置。由于臂架系统8为一多冗余度机构，操作人员需要通过分别控制 转台和每一节臂架的动作，臂架末端20无法一次到达预定的浇注位置；从而， 该办法存在有效率低，操作难度大的缺陷。

二是智能控制方式：即根据预定浇注位置与臂架末端20当前位置之间关 系，通过智能方式获得液压马达的需要旋转的角度及各液压缸需要伸缩的量， 通过计算机控制的方式使液压马达和液压缸按照预定策略进行协调动作，使 臂架末端20到达预定浇注位置。

当前，德国的普茨迈斯特与中国的三一重工均开发出了臂架的智能控制 系统，在用智能控制系统对臂架系统8进行控制时，用遥控器发送控制指令， 用角度测量单元测量各个臂段之间角度以及转台的旋转角度；根据上述角度 测量值计算获得臂架末端20的位置信息，控制单元根据获得臂架末端20的 位置信息及遥控器发送控制指令，调整液压马达和液压缸的动作使臂架末端 20在预设的基础坐标系内按照控制指令运动(更详细内容可参考专利文献 CN1975070和DE-A-4306127)。

上述臂架的智能控制系统解决了手动控制的工作强度大的难题，但在进 行浇注作业时，施工现场非常复杂，不仅要满足浇注作业的需要，还要绕开 施工的障碍物。很多实际作业过程证明，智能控制系统很难实现臂架系统8 的各部分精确协调动作，从而难以保持软管17的混凝土出口与预定浇注位置 的一致。

针对该问题。申请号为US5823218专利文献公开了一种改善方案，由操 作员控制软管17，从而控制其下端的混凝土出口位置；同时，使臂架系统8 根据混凝土出口位置的变化进行动作，最终使臂架系统8在操作人员的引导 下动作，以使软管17的混凝土出口与预定的浇注位置保持相对应。

为了使臂架系统8根据混凝土出口位置的变化进行动作，就需要实时确 定臂架运动的引导信息，对此，公开的US5823218和WO2008110397专利文 献分别了公开了通过相应倾角传感器或双轴向传感器确定臂架运动引导信息 的技术方案

发明内容

本发明的目的在于，提供一种混凝土泵车位置检测装置及方法，以实时 检测混凝土出口的位置，为控制臂架系统提供基础。该装置及方法与现有技 术中公开的技术方案不同。

在提供上述混凝土泵车位置检测装置的基础上，还提供了一种包括上述 混凝土泵车位置检测装置的混凝土泵车。