[发明专利]一种臂架控制设备、系统、方法和工程机械

权利要求书

1.一种臂架控制设备，所述臂架包括相互连接的多节臂节，其特征在于，该设备包括：

接收装置，用于接收臂架姿态信号和臂架末端的目标位置信号；

控制装置，用于：

根据所述臂架姿态和各臂节的臂长确定所述臂架末端的当前位置；

根据所述臂架姿态确定各臂节的选臂系数；

基于所述选臂系数确定需要调整的臂节；

根据所述臂架末端的当前位置、目标位置以及所述臂架姿态确定对所确定出的需要调整的臂节的调整量；以及

按照所确定出的所述需要调整的臂节的调整量对相应臂节进行调整，以使所述臂架末端到达所述目标位置。

2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述控制装置还用于在所述当前位置与所述目标位置之间划分多个位置区间，按照该多个位置区间对所述臂架进行逐步调整。

3.根据权利要求2所述的设备，其特征在于，所述控制装置在每个位置区间中，将当前位置区间的起点作为当前位置、终点作为目标位置，来确定在所述当前位置区间中需要调整的臂节。

4.根据权利要求3所述的设备，其特征在于，

所述接收装置还用于接收在所述当前位置区间中进行臂节调整后的臂架姿态信号；以及

所述控制装置还用于根据所述调整后的臂架姿态和各臂节的臂长确定所述臂节末端的位置，并在该位置与所述当前位置区间的终点不一致的情况下，以该位置作为下一位置区间的起点。

5.根据权利要求2所述的设备，其特征在于，所述多个位置区间等距。

6.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述控制装置基于所述选臂系数确定出的需要调整的臂节为所有臂节中具有最大的三个选臂系数的三个臂节。

7.根据权利要求1-6中任一权利要求所述的设备，其中所述臂架姿态信号包括各臂节的臂节角度信号，其特征在于，所述选臂系数通过以下方式确定：

ω_i=ζ_i×η_i

其中，ω_i为各臂节的选臂系数，ζ_i为预定的各臂节的动作系数，与各臂节的动作频率有关，以及η_i为各臂节的角度系数，与各臂节的臂节角度和各臂节允许的臂节角度范围有关。

8.根据权利要求7所述的设备，其特征在于，

臂节的动作频率越大，该臂节的动作系数ζ_i越大，且各臂节的动作系数ζ_i之和为1；以及

在臂节向目标方向移动时，从当前的臂节角度起，臂节在其允许的臂节角度范围之内具有的角度变化量越大，该臂节的角度系数η_i越大。

9.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，每个臂节经由各自的臂架油缸驱动，以及所述控制装置对所述相应臂节进行调整包括：

向与所述相应臂节对应的臂架油缸发出控制信号；以及

所述臂架油缸响应于所述控制信号驱动各自的臂节。

10.根据权利要求9所述的设备，其特征在于，每个臂架油缸具有各自的预定响应延迟时间，以及所述控制装置基于各个臂架油缸的响应延迟时间确定各个臂架油缸的控制信号提前时间，并以与所述相应臂节对应的臂架油缸的控制信号提前时间为基础提前向所述与所述相应臂节对应的臂架油缸发出控制信号。

11.一种臂架控制系统，所述臂架包括相互连接的多节臂节，其特征在于，该系统包括：

臂架姿态检测装置，用于检测所述臂架姿态；

目标位置设定装置，用于设定臂架末端的目标位置；以及

根据权利要求1-10中任一权利要求所述的控制设备。

12.根据权利要求11所述的系统，其特征在于，该系统还包括：

显示装置，用于显示所述臂架姿态。

13.一种包括权利要求11或12所述的系统的工程机械。