[发明专利]一种凿岩台车及其钻臂定位控制方法和装置

说明书

技术领域

本发明涉及工程机械技术领域，特别涉及一种凿岩台车及其钻臂定位控制方法和装置。

背景技术

凿岩台车被广泛应用于矿山采掘，隧道掘进和工程机械领域，凿岩台车钻臂如图1所示，主臂02通过第一万向节01和台车底座连接，主臂02通过第二万向节06与摆动臂07连接，摆动臂07上的钻杆08安装在滑架05上。一对主臂升降油缸(左升降油缸031和右升降油缸)与一对主臂随动油缸(左随动油缸041和右随动油缸)构成钻臂平动驱动机构，在钻臂钻进定位过程中，始终保持钻臂的钻杆08与岩壁垂直。

现有的控制方法是通过控制钻臂平动驱动机构来定位控制，此控制过程中由于钻臂的两个主臂升降油缸和两个主臂随动油缸设计时，要想保持钻臂的水平移动或竖直移动，必须两个主臂升降油缸和两个主臂随动油缸同时控制动作，同时控制四个油缸工作，造成计算量大，控制复杂，具体实施困难等状况。

所以对于现有钻臂定位过程中计算量大，控制复杂和实施困难的问题，是本领域技术人员亟待解决的技术问题。

发明内容

为了解决目前钻臂定位过程中计算量大，控制复杂和实施困难的问题，本发明提供一种凿岩台车钻臂定位控制方法和装置及凿岩台车。

一方面，本发明提供了一种凿岩台车钻臂定位控制方法，包括：

测量钻臂末端在岩壁上投影的初始位置信息及目标位置信息；

根据所述目标位置信息及所述初始位置信息计算所述钻臂末端移动到目标位置的第一位移路径和第二位移路径；其中，所述第一位移路径为所述钻臂的平动控制机构内单一控制阀控制所述钻臂向所述目标位置移动的路径；所述第二位移路径为所述钻臂的平动控制机构内多个控制阀控制所述钻臂向所述目标位置移动的路径；

控制所述钻臂按照所述第一位移路径和所述第二位移路径移动到所述目标位置。

进一步地，所述控制所述钻臂按照所述第一位移路径和所述第二位移路径移动到所述目标位置这一步骤中，包括：

控制所述钻臂先按照所述第一位移路径移动，然后再按照所述第二位移路径移动到所述目标位置；或，

控制所述钻臂先按照所述第二位移路径移动，然后再按照所述第一位移路径移动到所述目标位置。

进一步地，所述测量钻臂末端在岩壁上投影的初始位置信息及目标位置信息这一步骤中，包括：

采集钻臂的主臂摆动角度，并计算所述主臂位置信息；

采集钻臂的摆动臂的摆动角度，并计算所述摆动臂位置信息；

根据所述钻臂的结构尺寸及所述主臂位置信息和所述摆动臂位置信息计算所述钻臂末端在岩壁上投影的初始位置信息。

进一步地，所述测量钻臂末端在岩壁上投影的初始位置信息及目标位置信息这一步骤中，还包括：

以钻臂末端在岩壁上投影点的初始位置为原点建立二维坐标系，其中，所述二维坐标系以所述钻臂的平动控制机构的水平移动方向为X轴，以所述钻臂的平动控制机构的竖直移动方向为Y轴；

根据所述目标位置信息确定所述目标位置在所述二维坐标系内的目标坐标。

进一步地，所述第一位移路径为所述钻臂末端在所述二维坐标系内沿坐标轴45°方向移动的路径。

进一步地，所述控制所述钻臂先按照所述第一位移路径移动，然后再按照所述第二位移路径移动到所述目标位置这一步骤中还包括：

在控制所述钻臂先按照所述第一位移路径移动过程中，按照预定的周期采集所述钻臂按照所述第一位移路径移动的第一移动坐标；

在所述第一移动坐标的X轴坐标值等于所述目标坐标的X轴坐标值，或所述第一移动坐标的Y轴坐标值等于所述目标坐标的Y轴坐标值时，再控制所述钻臂按照所述第二位移路径移动到所述目标位置；

在控制所述钻臂按照所述第二位移路径移动过程中，按照预定的周期采集所述钻臂按照所述第二位移路径移动的第二移动坐标；

在所述第二移动坐标的X轴坐标值等于所述目标坐标的X轴坐标值，并且所述第一移动坐标的Y轴坐标值等于所述目标坐标的Y轴坐标值时，控制所述钻臂停止移动。

进一步地，所述控制所述钻臂先按照所述第二位移路径移动，然后再按照所述第一位移路径移动到所述目标位置这一步骤中还包括：

在控制所述钻臂先按照所述第二位移路径移动过程中，按照预定的周期采集所述钻臂按照所述第二位移路径移动的第三移动坐标；

在所述第三移动坐标的X轴坐标值与所述目标坐标的X轴坐标值的差值等于所述第三移动坐标的Y轴坐标值与所述目标坐标的Y轴的差值时，再控制所述钻臂按照所述第一位移路径移动到所述目标位置；