[发明专利]隧道多臂架、多关节作业设备的末端臂架姿态多模式自动控制装置及方法

摘要

一种隧道多臂架、多关节作业设备的末端臂架姿态多模式自动控制装置及方法，该方法是作业设备的操作者通过人机交互单元，依据各类设备及其作业的实际情况，经控制单元将操作者的操控指令与传感器采集的信号相结合进行运算处理以输出控制指令，对三种自动控制功能（末端臂架朝向自动控制、末端臂架水平位置自动控制以及末端臂架尾端点与臂组支撑结构（或车身）垂直距离自动控制）进行自由组合，实现末端臂架结构的姿态多模式自动控制，极大程度上满足了隧道作业设备对臂架结构的智能操控要求，大大降低设备的操控难度，实现智能化自动控制。

主权项

一种隧道多臂架、多关节作业设备的末端臂架姿态多模式自动控制装置，其特征在于，该控制装置包括传感单元、控制单元、人机交互单元及执行单元，其中：该传感单元，包括倾角传感器、回转角度传感器及位移传感器，该倾角传感器设于作业设备臂架组的各臂架上以测量各臂架与水平面的夹角值，该回转角度传感器设于该臂架组中各臂架的回转机构上以测量各回转机构的回转角度值，该位移传感器设于该臂架组中各臂架的伸缩机构上以测量各伸缩机构的运动位移值；该传感单元与该控制单元连接，以通过各传感器实时采集传感信号并传送至控制单元；该人机交互单元，与该控制单元连接，用于接收操作者的操控指令并发送至控制单元；同时接受并显示控制单元发出的控制指令信息，将该臂架组的当前运行状态实时展示给操作者；其中，该操作者的操控指令包括末端臂架水平方向调节指令、末端臂架朝向调节指令以及末端臂架尾端点与支撑装置铰接点之间的垂直距离调节指令；该控制单元，其包括工业控制器，该工业控制器用于接收各传感信号，同时接收人机交互单元传送的操控指令，并结合传感信号进行运算处理后输出控制指令，并将控制指令发送到执行机构单元，同时将控制指令的相关信息反馈至人机交互系统进行显示；该执行机构单元，与该控制单元连接；该执行机构单元包括控制阀组，用于接收控制单元发出的控制指令，以使控制阀组执行该控制指令使该臂架组的基本臂架和末端臂架动作，实现对该臂架组末端臂架的姿态控制。