[发明专利]一种臂结构动作限位控制方法及限位控制系统

权利要求书

1.一种实现臂结构动作限位的智能控制方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤100、基准面选择：选择臂结构的底座顶部为基准面，作为高度测量的一个基准，以底座中心为起点向外朝任意方向设为底座角度0基准，并在系统中建立坐标系原点；

步骤200、基本数据录入：基本数据包括主臂长度、伸缩臂长度、辅助臂长度L3、限位高度H9；

步骤300、动态参数获取：启动臂结构，并实时采集设置在主臂上的主臂倾角传感器测得的主臂倾角a数据、设置在主臂末端的伸缩臂测距传感器测得的辅助臂伸出长度、设置在辅助臂上的辅助臂倾角传感器测得的辅助臂倾角b；

步骤400、高度计算：根据主臂长度与伸缩臂伸出长度计算第一臂总长L1，并根据主臂倾角a，根据数学三角函数计算第一臂末端与基准面之间的垂直高度L2，L2＝L1*COS(a)；根据辅助臂长度L3、辅助臂倾角b，根据数学三角函数计算辅助臂在竖直方向的垂直高度L4，L4＝L3*COS(180-b)；

步骤500、臂结构总高计算：当辅助臂倾角b小于90度时，辅助臂在竖直方向的垂直高度L4为负高度；当辅助臂倾角b大于90度时，辅助臂在竖直方向的垂直高度L4为正高度；当辅助臂在竖直方向的垂直高度L4为负高度时，臂结构总高L5以第一臂末端与基准面之间的垂直高度L2为准，并进行判断是否超过限位位置H9；当辅助臂在竖直方向的垂直高度L4为正高度时，臂结构总高L5＝L2+L4；当臂结构总高L5小于限高位置H9时，臂结构可自由运动；当臂结构总高L5大于或者等于限高高度H9时，臂结构只能向降低高度的方向运动；

步骤600、臂结构运动到指定位置：根据基本数据以及臂结构指定位置坐标测算主臂倾角a、辅助臂倾角b、第一臂总长L1，并根据测算数据通过PLC模块控制臂结构运动，当主臂倾角传感器、伸缩臂测距传感器、辅助臂倾角传感器测得的数值达到测算数值时，PLC模块控制对应的主臂、伸缩臂或辅助臂停止动作，并最终实现臂结构上的旋转头抵达指定位置，实现精准动作；

步骤700、左右旋转区域限位：臂结构根据使用的不同工作用具，系统设定不同的底座左右限位角度，根据底座旋转角度传感器计算当前位置相对于底座0基准的准确位置，当前角度位置和系统设定的左右限位角度进行比较，并最终实现臂结构对不同工作用具的左右限位控制，得以控制臂结构在限定范围内施工。

2.一种限位控制系统，其特征在于，包括底座、主臂、伸缩臂、辅助臂、旋转头、主臂倾角传感器、伸缩臂测距传感器、辅助臂倾角传感器和底座旋转角度传感器；其中：

所述底座转动设置在待安装位置，可沿水平方向进行左右无限制旋转；

所述主臂一端与所述底座转动连接，能相对于所述底座进行竖直方向的转动；另一端套设在所述伸缩臂外侧，并通过伸缩装置实现二者之间的连接，使得所述伸缩臂能相对于所述主臂伸出或缩回；

所述辅助臂一端与所述伸缩臂转动连接，能相对于所述伸缩臂进行竖直方向的转动，另一端通过转动装置与所述旋转头转动连接，使所述旋转头能相对于所述辅助臂的周向转动；

所述主臂倾角传感器安装在所述主臂上，用于测量主臂的倾斜角度；

所述伸缩臂测距传感器设置在所述主臂末端上，用于测量伸缩臂的伸出长度；

所述辅助臂倾角传感器安装在所述辅助臂上，用于测量辅助臂的倾斜角度；

所述底座旋转角度传感器安装在所述底座上，用于测量底座的旋转角度。

3.根据权利要求2所述的限位控制系统，其特征在于，所述底座旋转角度范围为360度。

4.根据权利要求2所述的限位控制系统，其特征在于，所述旋转头相对于所述辅助臂进行的顺时针或逆时针旋转角度范围为180度。

5.根据权利要求2所述的限位控制系统，其特征在于，所述主臂与所述底座之间通过铰轴和液压缸转动连接，所述伸缩臂与所述辅助臂之间通过铰轴和液压缸转动连接。

6.根据权利要求5所述的限位控制系统，其特征在于，所述主臂倾角传感器的测量范围为正负180度，用于测量所述主臂到所述铰轴位置的垂直高度。