[发明专利]臂架末端的运动控制方法、装置、系统和多节臂架车辆

说明书

技术领域

本发明涉及工程机械领域，更具体地，涉及一种臂架末端的运动控制方法、装置、系统和多节臂架车辆。

背景技术

在建筑业、高铁等的蓬勃发展背景下，混凝土机械行业这几年呈现了强劲的发展，混凝土机械设备向着个性化、智能化方向发展，出现了泵车智能臂架的概念，以使得臂架操作更为实用及方便。

具有臂架设备的各种施工车辆被广泛使用。其中，常见的臂架设备具有相互连接的多节臂架，相邻臂架之间连接设置有臂架油缸，该臂架油缸可驱动与该臂架油缸相连的两个相邻臂架绕该两个相邻臂架的连接轴旋转一定的角度。同时，该臂架设备整体通过转台固定在机座上，臂架设备整体在转台的带动下，可以绕垂直于水平面的竖轴进行360度的旋转。这种臂架设备的典型应用是作为施工设备，用于将物体从一个地点移动到另一个地点，以及将物体吊起。例如，应用这种臂架设备进行混凝土浇筑以及其他类似的工作。

一种典型的具有臂架设备的施工车辆是混凝土泵车，这种车辆在需要混凝土浇筑的施工现场，按照操控要求进行混凝土浇筑施工。当臂架设备用于混凝土浇筑以及其他类似场合时，对其控制具有较高的要求，尤其是对其臂架末端的位置需要进行准确的控制。基于此，相关人员提供了一种利用遥控的方法对臂架末端的运动轨迹和运动速率进行控制的方式，如图1所示的遥控器的结构示意图，操作员使用遥控器101上的操纵杆102分别对每节臂发出转动方向和转动速率控制指令、对臂架转台发出旋转方向和旋转速率控制指令，上述各运动组合得到臂架末端的运动轨迹和运动速率。

相关技术中还提供了一种与上述遥控方法类似的臂架末端控制方式，该方式利用液压阀的操作手柄代替遥控器发出上述控制指令，且控制结果与遥控器相同。

为实现臂架末端按照期望的轨迹和速率运动，操作员需要同时操作每节臂架的转动方向及转动速率，并同时操作臂架转台旋转的方向和速率。这需要操作员从已知的臂架末端运动轨迹和速率解算出每节臂架的转动方向及速率、臂架转台的旋转方向及速率。这是一个复杂的运算过程，对操作员技能、工作经验和机敏反映程度要求较高。因此在实际操作过程中，操作员通常需要通过试错的方法操作臂架，在试错过程中经常导致臂架末端运动轨迹和速率的控制差错，从而引起危险工况和混凝土浪费问题，进而导致了工作效率的低下。

针对上述操作员利用试错法分别操控每一节臂架和转台旋转存在臂架末端运动的控制错误和不稳定的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

发明内容

本发明目的在于提供一种臂架末端的运动控制方法、装置、系统和多节臂架车辆，以提高臂架末端控制的有效性。

根据本发明的一方面，提供了一种臂架末端的运动控制方法，应用于多节臂架上，该方法包括:接收测量摄像装置发送的光斑的位置坐标和臂架末端在预先设定的轨迹所在平面上的投影坐标;其中，测量摄像装置设置在臂架末端的指定位置处;光斑为操作人员控制发光装置在预先设定的轨迹或轨迹的延长线上形成的;根据光斑的位置坐标和臂架末端的投影坐标，确定光斑与臂架末端的距离和光斑相对于臂架末端的方位角;将上述距离除以预先设置的臂架末端跟踪光斑的时长得到的结果作为臂架末端的运动速率;根据上述运动速率和方位角控制各节臂架的旋转速度和大臂的回转速度，使臂架末端沿着轨迹运动。