[发明专利]一种绿化综合养护车工作臂的碰撞缓冲控制机构及方法

说明书

本发明公开了一种绿化综合养护车工作臂的碰撞缓冲控制机构及方法，旋转架上通过回转轴装配有工作臂，在工作臂的端部设有机具，回转轴底部与拉杆总成连接，驱动油缸的活塞杆与拉杆总成联动；该碰撞缓冲机构由液压控制装置进行控制，其回路上包括限速阻尼管接头一、限速阻尼管接头二、蓄能器一、蓄能器二、平衡阀一、平衡阀二、单向阀一、单向阀二、驱动油缸和比例阀。该碰撞缓冲机构的结构简单，可在意外碰到障碍物后做出溃退避让，给操作人员留出反应时间，以便操作人员及时做出合理的应对机制，保证设备不损伤或损伤降到最低，避免酿成严重的作业事故。

技术领域

本发明属于公路绿化养护及园林绿化领域，具体涉及一种绿化综合养护车工作臂的碰撞缓冲控制机构及方法。

背景技术

目前公路两侧绿化带修剪主要是依靠人工手持式绿化修剪机或者其他半液压绿篱修剪设备来完成，该类型设备震动强，噪音大，效率低，且存在不安全因素。同时，随着全国公路网高标准的快速建设，通车里程的增加，繁重的公路绿化养护的任务迫切需要高标准，更加机械智能化的设备来完成。

绿化综合养护车也叫做绿化修剪车，是针对高速公路中间绿篱，边坡，一、二级公路绿化修剪等而专业设计和生产的一款专用养护车，主要用于市政绿化，高速路段上的绿化修剪。公路绿化养护不仅涉及到环境的美观，空气净化，还影响驾驶员视觉，可减轻驾驶员疲劳，可吸附车辆排放的废气及烟尘，对夜间行车防炫目也至关重要，在保证行车安全等方面都发挥了重要的作用。

绿化综合养护车的工作臂端部的机具在作业过程中，可能会因为操作人员的操作视觉盲区与地面砖块、石头及大的树枝等发生刚性碰撞，经受力传导使得工作臂受到较大的冲击，在没有缓冲设计的情况下，轻则仅损伤工作臂，重则会酿成事故。

为了对突发受力进行缓冲以解决刚性碰撞带来的负面问题，现有技术中通常有两种解决途径；一种是利用传感器来感知障碍物，之后通过自动化控制程序迅速采取避让动作；另一种是在碰到障碍物后，进行被动缓冲式柔性退让。

第一种解决途径要求设置灵敏的传感器机构，并配合成熟的作业大数据的支持，通过编制的最佳算法以得到最优的避让路径，该方法的自动化水平较高，对传感器的精度以及耐恶劣工况的性能要求也较高，并且对电气化元器件的可靠性要求也很高，在操作过程中不容许有失误。

第二种控制途径采用的是被动柔性模糊控制，工作臂在碰到障碍物后，可以以适当的速度溃退避让，但是柔性控制的刚度不能太软，否则在正常行驶过程中就会发生工作臂的摇摆晃动，柔性控制的刚度也不能太硬，否则在碰到障碍物后，仍然不能实现避让，导致机械被撞坏。纯机械弹簧式避让结构是一种较为常见的缓冲避让设计，此类设计的结构简单，但是在稳定性上还有待进一步提高。

综合比较来说，采用一种更为合理有效且平稳性更高的被动缓冲式柔性退让控制机制对解决绿化综合养护车在工作过程中的意外碰撞问题极有必要。

发明内容

本发明的目的在于解决现有技术中的不足，提供一种绿化综合养护车工作臂的碰撞缓冲控制机构及方法，机构设置简单，可及时给作业人员提供缓冲反应时间，最终实现可控的避让操作。

本发明的主要技术方案为：一种绿化综合养护车工作臂的碰撞缓冲控制机构，旋转架上通过回转轴装配有工作臂，在工作臂的端部设有机具，回转轴底部与拉杆总成连接，在旋转架上设有驱动油缸，驱动油缸的活塞杆与拉杆总成联动；该碰撞缓冲机构由液压控制装置进行控制，所述液压控制装置包括限速阻尼管接头一、限速阻尼管接头二、蓄能器一、蓄能器二、平衡阀一、平衡阀二、单向阀一、单向阀二、驱动油缸和比例阀，限速阻尼管接头一和限速阻尼管接头二分别设在驱动油缸的进、回油管路上，蓄能器一和蓄能器二分别设在驱动油缸的大、小油腔对应的两支油路上。

进一步地，比例阀的阀块运动由车载控制器进行控制。

上述绿化综合养护车工作臂的碰撞缓冲控制机构的控制方法为：