[发明专利]一种工程机械及其臂架的振动控制方法、控制装置和控制系统

说明书

技术领域

本发明涉及工程机械领域，特别是一种工程机械及其臂架的振动控制方法、控制装置和控制系统。

背景技术

臂架在工程机械行业应用很多，例如，消防云梯车，起重机等工程机械都需要依靠臂架将工作装置伸展至目标位置后进行工作。该类臂架一般都是驱动机构安装在一端，另一端悬空，形成悬臂梁结构。

以消防云梯车为例，消防云梯车的臂架则属于刚柔耦合臂架，将工作台送至需要消防灭火的位置。它的臂架在工程机械行业中很具有代表性。消防云梯车臂架的变幅驱动油缸安放在臂架底端，推动臂架进行变幅运动，如图1所示，输入装置发出信号给控制器，控制器接受到信号后，经信号转换，把电信号给电液比例阀，然后使液压油缸发出运动，作用于臂架系统，使臂架进行变幅运动。由于臂架的柔性和运动惯性，在臂架变幅运动过程中臂架就会产生振动，这种振动不仅会增加操作危险及臂架疲劳度问题，同时会影响正常工作效率，严重时会造成液压元件、密封装置的损坏及结构连接位置的断裂。为了保证施工的稳定性和安全性，有必要对臂架振动进行控制。

发明内容

本发明所解决的技术问题在于提供一种工程机械及其臂架的振动控制方法、控制装置和控制系统，以减小变幅运动过程中臂架的振动，实现臂架的平稳运动。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种臂架的振动控制方法，其特征在于，包括，接收变幅运动过程中臂架末端的实时角速度信号；根据所述臂架末端的实时角速度信号调整所述臂架始端电液比例阀电信号，从而控制臂架油缸使所述臂架始端跟随所述臂架末端运动。

另外，本发明还提供了一种臂架的振动控制装置，包括，接收器，用于接收变幅运动过程中臂架末端的实时角速度信号；控制器，用于根据所述臂架末端的实时角速度信号调整所述臂架始端电液比例阀电信号，从而控制臂架油缸使所述臂架始端跟随所述臂架末端运动。

另外，本发明还提供了一种臂架的振动控制系统，包括，控制臂架油缸液压油流量的电液比例阀和用于驱动臂架运动的臂架油缸，所述臂架油缸位于臂架始端，该系统还包括，角速度检测装置，设于臂架末端处，用于检测变幅运动过程中臂架末端的实时角速度信号；以及如上述的控制装置。

另外，本发明还提供了一种工程机械，包括臂架以及上述的控制系统。

本发明所带来的技术效果在于通过检测臂架末端的角速度，并根据末端角速度调节电液比例阀电流从而控制臂架油缸，使得臂架始端角跟随末端保持一致运动，从而使臂架按照纯刚体的方式运动，降低臂架运行过程中的振动，实现其平稳运动，以提高工作效率。

附图说明

下面根据附图对本发明的的具体实时方式做进一步说明，其中，

图1为背景技术中臂架变幅运动控制示意图；

图2为臂架的柔性导致运行过程中的变形的示意图；

图3为臂架在变幅运动过程中末端和始端角速度变化示意图；

图4为本发明实施例提供的臂架的振动控制方法流程图；

图5为臂架与油缸之间铰接的三角关系；

图6为振动控制前后臂架末端角速度比较示意图；

图7为本发明实施例提供的臂架的振动控制装置的结构图；

图8为本发明实施例提供的臂架的振动控制系统的示意图。

具体实施方式

为实现臂架变幅过程中的平稳运动，本发明提供的一种工程机械及其臂架振动控制方法、控制装置和控制系统，通过控制臂架始端的角速度跟随臂架末端的角速度，使臂架按照纯刚体的方式运动，降低臂架运行过程中的振动。

一般来说，臂架在变幅运动时，臂架油缸驱动臂架始端并带动臂架末端动作，整个臂架以臂架支点转换方向，臂架两端角度是一致的，其角速度理论上应该是相等的。图2是臂架的柔性导致运行过程中的变形的示意图，刚柔耦合臂架的特性使得变幅运动过程中臂架末端的角度变化明显大于臂架始端，导致了臂架末端发生摇晃变形，使得臂架运行不平稳，产生振动。

图3是臂架在变幅运动过程中末端和始端角速度变化示意图，可见在不采取任何措施的情况下，由于臂架的柔性，臂架末端的角速度相对于臂架始端的角速度呈正弦振荡。虽然随时间的推移，振荡逐渐减缓，但一般情况需要等到振动停止才能进行作业，影响工作效率，而且经过长期的振动，加重臂架疲劳负担，严重时会造成液压元件、密封装置的损坏及结构连接位置的断裂。

基于上述问题，本发明提供了一种臂架的振动控制方法，如图4所示，包括，

S401.接收变幅运动过程中臂架末端的实时角速度信号；