[发明专利]臂架末端振动评测装置、系统及方法

说明书

技术领域

本发明涉及工程机械领域，具体地，涉及一种臂架末端振动评测装置、系统及方法。

背景技术

混凝土泵车是一种用于输送和浇注混凝土的专用机械，可以将混凝土沿管道连续输送到浇注现场，目前混凝土泵车已经逐步成为建筑施工中不可缺少的关键设备。

混凝土泵车在泵送混凝土的过程中，液压冲击和混凝土的流动冲击会导致臂架产生振动，目前已经研发出了多种臂架减振控制的方式。在臂架减振控制过程中，对臂架末端振动幅值大小的评测常常是导致减振效果好坏的关键，也就是说如何评测臂架末端振动是关键技术之一。在振动系统分析评价和振动控制系统设计过程中，臂架结构在使用时的振动位移幅度等振动信息常常是设计者非常关心的重要参数，因此，必须使用有效的方式进行测量或表征。因此，如何准确地测量或表征臂架的振动位移，成为混凝土泵车振动测试或者减振控制中亟待解决的问题。

在混凝土泵车的臂架振动测试中，由于很难测得臂架末端的位移量，一般都是测量臂架末端的加速度量。如CN101221066A，是通过对加速度信号进行积分运算得到位移信号，以用于评测臂架末端的振动。然而，加速度积分转化成位移的这种技术对于处理混凝土泵车臂架等结构的低频振动容易发生畸变，精度不高。

发明内容

本发明针对现有技术中通过对加速度信号积分得到位移信号来评测臂架末端振动所产生的精度不高的问题，提供一种高精度的臂架末端振动评测装置、系统及方法。

本发明的发明人经过大量测试研究发现，臂架油缸的压力与臂架末端的位移呈同步变化，因此如果检测臂架油缸的压力变化也就间接反映了臂架末端的位移变化。本发明就是基于这一发现而提出。

根据本发明的一个方面，提供一种臂架末端振动评测装置，该装置包括：信号采集单元，用于采集臂架的其中一节臂节的臂架油缸的有杆腔压力信号和无杆腔压力信号并根据所述有杆腔压力信号和无杆腔压力信号得到油缸压力信号；信号转换单元，用于将来自信号采集单元的油缸压力信号乘以一压力位移换算系数从而得到臂架末端位移信号。

根据本发明的另一方面，提供一种臂架末端振动评测系统，该系统包括：有杆腔压力传感器和无杆腔压力传感器，分别用于检测臂架的其中一节臂节的臂架油缸的有杆腔压力和无杆腔压力并生成有杆腔压力信号和无杆腔压力信号；以及本发明提供的上述臂架末端振动评测装置，该装置的信号采集单元与所述有杆腔压力传感器、无杆腔压力传感器相连接。

根据本发明的又一方面，还提供一种臂架末端振动评测方法，该方法包括：采集臂架的其中一节臂节的臂架油缸的有杆腔压力信号和无杆腔压力信号；根据所述有杆腔压力信号和无杆腔压力信号得到油缸压力信号；以及将该油缸压力信号乘以一压力位移换算系数从而得到臂架末端位移信号。

本发明通过检测臂架油缸的压力变化从而可以根据压力信号得到相应的臂架末端位移信号，以该位移信号作为表征臂架末端的振动的信号，从而作为对臂架末端振动的评测。本发明所提供的方式相对于现有技术中利用加速度做时域或频域积分换算得到位移信号而言，更为简单实用，并且对于低频振动不易发生畸变，换算精度更高。

本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1为根据本发明提供的臂架末端振动评测装置的框图；

图2为根据本发明的优选实施方式提供的臂架末端振动评测装置的框图；

图3为根据本发明提供的臂架末端振动评测系统的框图；

图4为根据本发明的优选实施方式所涉及的传感器的安装位置图；

图5为未实施减振控制时油缸压力信号和臂架末端位移信号的波形图；

图6为实施减振控制时油缸压力信号和臂架末端位移信号的波形图；

图7为根据本发明的优选实施方式提供的臂架末端振动评测方法的流程图；

图8A、8B和8C分别为未实施减振控制时通过转换得到的位移信号、实测的位移信号、二者对比的波形图；

图9A、9B和9C分别为实施减振控制时通过转换得到的位移信号、实测的位移信号、二者对比的波形图。

附图标记说明

10     信号采集单元               20    信号转换单元

30     系数获取单元               40    有杆腔压力传感器