[发明专利]一种臂架控制设备、系统、方法和工程机械

说明书

技术领域

本发明涉及工程机械领域，具体地，涉及一种臂架控制设备、系统、方法和工程机械。

背景技术

目前，混凝土泵车的操作是通过遥控器来控制单节臂或者多节臂复合动作，手柄开度对应控制阀输出的控制电流值大小，从而控制臂架油缸的运动速度。但因臂架展开后高度的影响，操作者不能全局把握臂架运动姿态，且不同的臂架运动全凭操作者经验，臂架运动的多少不能把握，臂架运动过的轨迹也是不规则运动，无法精确控制臂架。此外，对于多臂架系统（例如，五节臂），在进行臂架复合动作规划时，如果凭操作者的经验选择需要调整的臂节，主观性较强，且往往不能实现最优控制。

发明内容

本发明的目的是提供一种能够对臂架运动进行智能控制且无需依靠操作者经验选择控制的臂节的臂架控制设备、系统、方法和工程机械。

为了实现上述目的，本发明提供一种臂架控制设备，所述臂架包括相互连接的多节臂节，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。

本发明还提供一种臂架控制系统，所述臂架包括相互连接的多节臂节，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；以及上述控制设备。

本发明还提供一种包括上述系统的工程机械。

本发明还提供一种臂架控制方法，所述臂架包括相互连接的多节臂节，该方法包括：接收臂架姿态信号和臂架末端的目标位置信号；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。

通过上述技术方案，可以实现臂架运动的智能控制，并且通过确定各臂节的选臂系数来选择需要调整的臂节，避免了依靠操作者经验选取的主观性，保证在臂架末端从当前位置移动至目标位置的过程中使用的是最优选的一个或多个臂节，从而实现最优控制。

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是根据本发明的实施方式的臂架控制设备的结构图；

图2是某一姿态下的臂架示意图；

图3是根据本发明的实施方式的臂架移动分阶段控制的示意图；

图4是根据本发明的实施方式的臂架控制系统的结构图；以及

图5是根据本发明的实施方式的臂架控制方法的流程图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

图1示出了根据本发明的实施方式的臂架控制设备的结构图，其中，所述臂架包括相互连接的多节臂节。如图1所示，该控制设备10可以包括：接收装置101，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102，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。

下面以具有五节臂节的臂架为例来进行详细描述。应该理解的是，具有五节臂节的臂架系统仅仅是示例性的，具有其他数量的臂节的臂架系统也可以被使用。