[发明专利]智能臂空间运动控制方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及智能臂控制技术领域，特别涉及智能臂空间运动控制方法及装置。

背景技术

目前，对于混凝土泵车臂架的控制，基本上采取单个遥控手柄控制单个臂架或者转台。一般来说，操作者将混凝土从泵车料斗中输送到楼盘的随意位置，然后由工人将混凝土均匀摊铺开，虽然相比人工运输混凝土节省了大量人力物力，但还是存在着繁重的劳动，一方面泵车操作者需注意泵车臂架姿态，考虑操作的正确性，误操作易导致臂架撞上障碍物；若动作臂架幅度过大，对臂架末端软管下的搀扶者也会带来伤害。另一方面工人摊铺混凝土也很麻烦。在此背景下，泵车操作者希望有一种简单的操作方式来实现混凝土的典型工况均匀布料，泵车制造者也希望制造出更高性能的混凝土泵车，为其扩大市场占有率，由此，智能臂架技术应运而生。

混凝土泵车臂架（如智能臂）在三维空间的坐标（X Y Z）可以如图1所示，该三维空间的确定方式可以如下：在泵车臂架可达的空间内，以泵车转台与第1节臂架始端铰接处作为坐标原点，以车身的料斗方向为x正半轴，以垂直于车身的方向为y轴正半轴，根据笛卡尔坐标系右手定则，可确定z轴；h表示垂足。当然，根据实际需要可以以其他的点为坐标原点，确定其他的方向为x正半轴，并相应确定y轴及z轴。

对于混凝土泵车臂架末端空间位置在水平面的投影h的获取，采用三维坐标计算方式，即：

X=cos(α0)·Σi=1nLi·cosαiY=Σi=1nLi·sinαiZ=sin(α0)·Σi=1nLi·sinαi---(1)]]>

其中，X、Y、Z为臂架末端点的三维坐标值，n为臂架的节数，L_i为第i节臂架的长度，α₀为转台旋转角度，α_i（i>0）表示第i节臂架与水平面的夹角。

智能臂架控制技术通过采集臂架及转台的实时角度，通过一系列计算及控制输出，实现臂架末端的水平方向、垂直方向（或者复合）平稳的运动，其控制示意图如图2所示，利用一个万向手柄以及转台手柄，将遥控器切换至自动模式下，实现臂架末端的水平方向、垂直方向（或者复合）平稳的运动。