[发明专利]一种基于负载口独立系统的混凝土布料机臂架抑振方法

说明书

本发明公开了一种基于负载口独立系统的混凝土布料机臂架抑振方法，该方法包括以下步骤：(1)构建负载口独立系统，该系统包括液压驱动模块、信号发送及处理模块、传感反馈模块。所述液压驱动模块包括有液压油缸和电液比例阀；所述传感反馈模块包括多个压力传感器。(2)测量泵送作业之前液压油缸承载腔的压力值。(3)调整电液比例阀使液压油缸的承载腔封闭，保持一定的高压。(4)测量泵送作业后液压油缸承载腔内的压力，进行布料机泵送作业前后液压油缸承载腔内压力差值的计算。(5)根据差值利用PID算法调节承载腔内的压力恢复至泵送作业之前，实现对混凝土布料机的臂架抑振。

技术领域

本发明涉及工程机械领域，特别是涉及一种基于负载口独立系统的混凝土布料机臂架抑振方法，尤其适用于混凝土布料机的快速抑振。

背景技术

混凝土布料机是利用车载混凝土泵将混凝土通过管道运送到所需位置的特种工程设备。混凝土泵车多采用液压驱动的双缸往复式活塞混凝土泵，依靠液压油缸的快速连续换向带动输送活塞交替往复运动，从而在臂架末端得到近似连续的混凝土流量，输送管内的混凝土压力和流量不能维持恒定值，造成压力脉动，产生周期性的冲击力。再加上混凝土布料机施工现场环境恶劣，容易受到外界激励的扰动，容易造成臂架的振动。由于布料机械臂通常具有3个或3个以上关节，臂展在十米甚至数十米以上，臂架的微小振动都会引起臂架末端的较大振动，产生末端软管的甩动，从而影响施工效率，增加施工难度，且由于臂架的长时间振动容易造成臂架的疲劳损坏甚至发生断裂，影响设备寿命甚至威胁人安全。针对上述背景，迫切需要一种可以快速有效抑制混凝土布料机臂架振动的方法

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了一种基于负载口独立系统的混凝土布料机臂架抑振方法。负载口独立系统是指利用多个阀芯分别控制执行元件的进出口，解除了进出口的联动，增加了系统的控制自由度，使得机械臂的操控性能进一步提高。由于双缸泵送以及外界激励的原因，布料机械臂臂架会产生振动，导致控制油缸内压力的波动，故通过控制油缸内压力波动可抑制臂架的振动。通过对布料机臂架上的液压油缸承载腔和非承载腔的分别控制，可以使封闭在腔内的油液形成液压弹簧，抑制活塞杆的位移，通过在臂架上加装压力传感器，实时感知压力，使用PID控制策略对电液比例阀的开度进行调整，进而调整液压弹簧刚度及活塞杆位移，实现臂架振动的主动控制。该抑振方法具有结构简单、控制方便、成本较低的优点，且可有效抑振臂架在布料过程中的振动。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：一种基于负载口独立系统的混凝土布料机臂架抑振方法，该方法包括以下步骤：

(1)构建负载口独立系统，该系统包括液压驱动模块、信号发送及处理模块、传感反馈模块。所述液压驱动模块包括有液压油缸和电液比例阀，所述液压油缸的承载腔和非承载腔分别连接一个单独的电液比例阀；所述信号发送及处理模块包括中央处理器，用于接收压力传感器的压力信息并处理；所述传感反馈模块包括多个压力传感器，安装在混凝土布料机臂架的液压油缸的承载腔处。

(2)根据预定义的布料机臂架位置要求，通过液压驱动模块将臂架调整至所需位置，使用传感反馈模块测量未进行混凝土泵送作业时液压油缸承载腔的压力值，并传递到信号发送及处理模块进行记录。

(3)调整电液比例阀使臂架液压驱动模块中的液压油缸的承载腔封闭，保持一定的高压。

(4)当混凝土布料机进行泵送作业时，布料机臂架的振动会产生液压油缸两个腔内压力的波动，通过传感反馈模块测量液压油缸承载腔内的压力并传递给信号发送及处理模块，进行布料机泵送作业前后液压油缸承载腔内压力差值的计算。

(5)信号发送及处理模块将步骤(4)计算得到的差值信号传递给液压驱动模块，利用PID算法调节承载腔内的压力恢复至泵送作业之前，实现对混凝土布料机的臂架抑振。

进一步地，液压驱动模块还包括平衡阀，用于限制液压油缸承载腔的压力上限。

进一步地，所述步骤(3)中，承载腔的压力为使得臂架处于受力平衡状态时的压力。