[发明专利]机械臂的控制方法与控制装置以及工程机械

说明书

技术领域

本发明涉及工程机械技术领域，特别地涉及一种机械臂的控制方法与控制装置以及工程机械。

背景技术

随着技术的发展，机械臂越来越多地应用于工程机械中。例如泵车，其机械臂通常具有五节，各节之间由铰链连接，水泥或其他流体能够经由机械臂从泵车本体传输至布料位置例如建筑物的浇注点。

对于机械臂的控制，通常的控制方式是由操作人员使用遥控器对机械臂的各节分别进行控制，即一一调整各臂节的姿态，使机械臂的整体从初始姿态运动到目标姿态，这种方式操作较为复杂，并且效率较低。

针对上述的控制方式中存在的不足，目前已展开了多种智能程度更高的控制方式，并且现在的运动学逆向求解的方法已能够根据目标点坐标和各臂节的相关参数，通过运动方程和各种矩阵变换求出各个自由度的值。逆向求解的结果会出现多组解，如图1所示。图1是根据现有技术的机械臂产生多种姿态到达目标姿态的示意图。从图1可以看出，通过运动学逆向求解的多重性，机械臂的末端等高地从A点运动到B点(按图中所示的从A至B的运动方向，机械臂有所伸展，因此叫做伸展运动，反之，机械臂的末端等高地从B至A，机械臂有所收缩，因此叫做收缩运动)，有五个自由度，通过其中不同的自由度的改变便可产生不同的姿态达到目标点，即有多组解。这样，需确定一组较优解作为实际采用的控制策略，即确定具体要调整哪些臂节的姿态。目前从上述的多组解中确定一组解的算法仍较为复杂，控制效果不佳，例如其中的一种情况是对于用来输送可流动的物质时，机械臂会产生一种不适于流体流动的姿态。如图1所示，运动到B点后，姿态2要优于姿态3，而现有的得到多组解的运动学求解方式可能产生对应于姿态3的解，或者说，现有的得到多组解的运动学求解方式难以得到较优的对应于姿态2的解，因此不利于流体输送的流畅性。

在现有技术中，对于机械臂的控制存在控制效率较低和流体输送的流畅性不佳的问题，对于该问题，目前尚未提出有效解决方案。

发明内容

本发明的主要目的是提供一种机械臂的控制方法与控制装置以及工程机械，以解决现有技术中对于机械臂的控制存在控制效率较低和流体输送的流畅性不佳的问题。

为解决上述问题，根据本发明的一个方面，提供了一种机械臂的控制方法。

本发明的机械臂的控制方法包括：计算机械臂中各组相邻两个臂节之间的转折程度；以运动后机械臂中的各组相邻臂节的转折程度较小为原则，从各组相邻两个臂节中选择一组相邻两个臂节；将选择的一组相邻两个臂节作为运动臂进行控制。

根据本发明的另一方面，提供了一种机械臂的控制装置。

本发明的机械臂的控制装置包括：计算设备，用于计算所述机械臂中各组相邻两个臂节之间的转折程度；选择设备，用于以运动后机械臂中的各组相邻臂节的转折程度较小为原则，从所述各组相邻两个臂节中选择一组相邻两个臂节；控制设备，用于将选择的一组相邻两个臂节作为运动臂进行控制。

根据本发明的另一方面，提供了一种工程机械。

本发明的工程机械具有机械臂，并且还具有本发明的机械臂的控制装置。

根据本发明的技术方案，以运动后机械臂中的各组相邻臂节的转折程度较小为原则从各组相邻两个臂节中选择一组相邻两个臂节并对这两个臂节进行控制，这样有助于使机械臂的整体中不至于出现转折程度特别大的相邻臂节，从而使机械臂尽可能地有利于流畅地输送流体。另外，本发明的方式中仅使两个臂节运动，有着较高的控制效率，并且消耗的能量较少。

附图说明

说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是根据现有技术的机械臂产生多种姿态到达目标姿态的示意图；

图2是根据本发明实施例的机械臂的控制方法的基本步骤的示意图；

图3是与本发明实施例有关的机械臂简化结构的示意图；

图4是根据本发明实施例的机械臂的控制装置基本结构的示意图。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

图2是根据本发明实施例的机械臂的控制方法的基本步骤的示意图，如图2所示，该方法可以由工程机械的控制器来完成，主要包括如下步骤：

步骤S20：计算机械臂中各组相邻两个臂节之间的转折程度。以五节臂的机械臂为例，在本步骤中计算得到4个转折程度。