[发明专利]一种臂架的控制系统、方法、装置及工程机械

权利要求书

1.一种臂架的控制系统，其特征在于，所述控制系统包括：

臂架检测装置，用于检测臂架的当前回转角和当前姿态；

定位检测装置，用于检测臂架根部回转中心的位置信息和目标位置信息；

启动装置，用于发送启动所述臂架动作的第一启动命令；

控制装置，与所述臂架检测装置、定位检测装置和启动装置信号连接，用于根据当前回转角、当前姿态、臂架根部回转中心位置与目标位置确定臂架的运行轨迹；当接收到第一启动命令后输出臂架第一运行控制信号，控制臂架根据所述运行轨迹运行至目标回转角和目标姿态，使臂架末端运行至目标位置。

2.如权利要求1所述的控制系统，其特征在于，所述定位检测装置包括：

位于包括所述臂架的工程机械的设定位置上的基准GPS终端，用于获得设定三维坐标系下臂架根部回转中心的位置坐标；

位于目标位置的移动GPS终端，用于获得所述设定三维坐标系下目标位置的位置坐标。

3.如权利要求1或2所述的控制系统，其特征在于，所述启动装置，还用于发送启动所述臂架动作的第二启动命令，所述控制系统还包括：

障碍物范围确定装置，用于检测障碍物的位置信息；

所述控制装置，还与所述障碍物范围确定装置信号连接，进一步用于根据障碍物的位置和臂架的运行轨迹确定使臂架避开障碍物运行的安全运行轨迹；及当接收到第二启动命令时输出臂架第二运行控制信号，控制臂架按照所述安全运行轨迹运行至目标回转角和目标姿态，使臂架末端运行至目标位置。

4.如权利要求1所述的控制系统，其特征在于，所述臂架包括多节臂节，所述臂架检测装置包括：

检测当前回转角的回转编码器；以及，

位于每节臂节上的倾角传感器；或，位于每节臂节的油缸内的位移传感器。

5.一种工程机械，其特征在于，包括如权利要求1～4任一项所述的臂架的控制系统。

6.一种臂架的控制方法，其特征在于，包括：

接收臂架的当前回转角和当前姿态，及接收臂架根部回转中心的位置信息与目标位置信息；

根据当前回转角、当前姿态、臂架根部回转中心的位置与目标位置确定臂架的运行轨迹；

当接收到第一启动命令后输出臂架第一运行控制信号，控制臂架根据所述运行轨迹运行至目标回转角和目标姿态，使臂架末端运行至目标位置。

7.如权利要求6所述的控制方法，其特征在于，所述臂架包括多节臂节，所述臂架的运行轨迹包括：

臂架根部回转中心回转至目标回转角，每节臂节展开至目标角度以及多节臂节的运行顺序。

8.如权利要求7所述的控制方法，其特征在于，多节臂节的运行顺序具体包括：

首节臂节启动展开，直至首节臂节与回转中心的夹角为第一目标角度θ₁；

当满足L₁sinθ₁₁≥L₂时，第二臂节启动展开，直至第二臂节与首节臂节的夹角为第二目标角度θ₂，其中，L₁为首节臂节的长度，L₂为第二臂节的长度，θ₁₁为实时检测的首节臂节与回转中心的夹角；

当满足L₂sin(θ₂₁-θ₁₁)≥L₃时，第三臂节启动展开，直至第三臂节与第二臂节的夹角为第三目标角度θ₃，其中，L₃为第三臂节的长度，θ₂₁为实时检测的第二臂节与首节臂节的夹角；

当满足L₃sin(θ₃₂-θ₂₁)≥L₄时，第四臂节启动展开，直至第四臂节与第三臂节的夹角为第四目标角度θ₄，其中，L₄为第四臂节的长度，θ₃₂为实时检测的第三臂节与第二臂节的夹角；

以此类推，直至各节臂节均展开至目标角度。