一種混凝土泵車及其臂架系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及工程機(jī)械技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種混凝土泵車及其臂架系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 在工程機(jī)械技術(shù)領(lǐng)域，混凝土泵車是建筑工業(yè)中不可缺少的機(jī)械。
[0003] 現(xiàn)有技術(shù)中的混凝提泵車中，其臂架系統(tǒng)中的臂架具有多節(jié)依次相連的節(jié)臂，并 且，對(duì)于臂架中各節(jié)臂的控制一般采用兩種方式：對(duì)臂架中進(jìn)行一鍵全自動(dòng)控制，或者，對(duì) 每一節(jié)節(jié)臂單獨(dú)進(jìn)行控制。
[0004] 當(dāng)臂架中的節(jié)臂數(shù)量較多時(shí)，上述兩種控制方式中：
[0005] 采用對(duì)臂架中的節(jié)臂一鍵全自動(dòng)控制的方式時(shí)，需要控制臂架中的所有節(jié)臂之間 協(xié)同動(dòng)作，控制裝置在節(jié)臂姿態(tài)計(jì)算中的冗余計(jì)算量大，控制裝置的運(yùn)算周期長(zhǎng)，并且需要 考慮流量飽和（需求流量大于供給流量）因素對(duì)臂架的末端節(jié)臂末端位置的影響，進(jìn)而使 得對(duì)臂架末端節(jié)臂末端位置的控制精度較低。
[0006] 采用對(duì)臂架中的每一節(jié)節(jié)臂單獨(dú)控制的方式時(shí)，一個(gè)操作搖桿控制一節(jié)臂動(dòng)作， 手動(dòng)對(duì)臂架中的每一個(gè)節(jié)臂單獨(dú)控制、以實(shí)現(xiàn)臂架中各節(jié)臂形成復(fù)合動(dòng)作時(shí)，施工效率低， 勞動(dòng)強(qiáng)度大，且不能保證臂架中末端節(jié)臂末端的運(yùn)動(dòng)軌跡。
[0007] 因此，如何提供一種操控簡(jiǎn)單、且能夠提高臂架中末端節(jié)臂末端位置的控制精度 的混凝土泵車的臂架系統(tǒng)及混凝土泵車時(shí)本領(lǐng)域技術(shù)人員亟需解決的技術(shù)問(wèn)題之一。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 本發(fā)明提供了一種混凝土泵車及其臂架系統(tǒng)，該混凝土泵車的臂架系統(tǒng)操作簡(jiǎn) 單，且能夠提高臂架中末端節(jié)臂末端位置的控制精度。
[0009] 為達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供以下技術(shù)方案：
[0010] 一種混凝土泵車的臂架系統(tǒng)，包括：
[0011] 臂架，所述臂架包括多節(jié)依次相連的節(jié)臂，其中一部分節(jié)臂形成手動(dòng)節(jié)臂組，另一 部分節(jié)臂形成自動(dòng)節(jié)臂組，所述手動(dòng)節(jié)臂組中的節(jié)臂為單控節(jié)臂、且包括臂架的首節(jié)節(jié)臂， 所述自動(dòng)節(jié)臂組包括一節(jié)橫折節(jié)臂和至少一節(jié)堅(jiān)折節(jié)臂，所述橫向節(jié)臂的樞轉(zhuǎn)軸與所述單 控節(jié)臂的樞轉(zhuǎn)軸垂直，所述堅(jiān)折節(jié)臂的樞轉(zhuǎn)軸與所述單控節(jié)臂的樞轉(zhuǎn)軸平行；
[0012] 與所述臂架中各節(jié)臂--對(duì)應(yīng)的動(dòng)力機(jī)構(gòu)；
[0013] 采集所述臂架中各節(jié)臂的實(shí)時(shí)姿態(tài)信息的節(jié)臂姿態(tài)采集裝置；
[0014] 控制裝置，所述控制裝置與所述節(jié)臂姿態(tài)采集裝置信號(hào)連接、并根據(jù)各節(jié)臂的實(shí) 時(shí)姿態(tài)信息確定臂架中末端節(jié)臂末端的實(shí)時(shí)位置信息；所述控制裝置包括自動(dòng)節(jié)臂組控制 單元和與所述手動(dòng)節(jié)臂組內(nèi)的單控節(jié)臂一一對(duì)應(yīng)的單節(jié)臂控制單元；所述自動(dòng)節(jié)臂組控制 單元與所述自動(dòng)節(jié)臂組中各節(jié)臂對(duì)應(yīng)的動(dòng)力機(jī)構(gòu)信號(hào)連接、以根據(jù)設(shè)定的臂架末端節(jié)臂末 端的目標(biāo)位置信息確定的目標(biāo)姿態(tài)控制所述自動(dòng)節(jié)臂組中各節(jié)臂自動(dòng)動(dòng)作；每一個(gè)單節(jié)臂 控制單元和與其對(duì)應(yīng)的單控節(jié)臂的動(dòng)力機(jī)構(gòu)連接、以控制所述單控節(jié)臂動(dòng)作。
[0015] 上述臂架系統(tǒng)中，臂架中的多個(gè)節(jié)臂分為手動(dòng)節(jié)臂組和自動(dòng)節(jié)臂組，在實(shí)際控制 過(guò)程中，首先通過(guò)節(jié)臂姿態(tài)采集裝置采集臂架中各節(jié)臂的實(shí)時(shí)姿態(tài)，然后控制裝置根據(jù)節(jié) 臂姿態(tài)采集裝置采集的各節(jié)臂的實(shí)時(shí)姿態(tài)信息確定節(jié)臂裝置中末端節(jié)臂末端的實(shí)時(shí)位置 信息；然后向控制裝置內(nèi)輸入臂架中末端節(jié)臂末端的目標(biāo)位置信息，控制裝置根據(jù)臂架中 末端節(jié)臂末端的目標(biāo)位置信息確定自動(dòng)節(jié)臂組內(nèi)各節(jié)臂的目標(biāo)姿態(tài)，進(jìn)而能夠?qū)ψ詣?dòng)節(jié)臂 組進(jìn)行一鍵全自動(dòng)控制，使自動(dòng)節(jié)臂組中的各節(jié)臂移動(dòng)到其目標(biāo)姿態(tài)。
[0016] 上述臂架系統(tǒng)中，臂架中的各節(jié)臂形成自動(dòng)節(jié)臂組和手動(dòng)節(jié)臂組，手動(dòng)節(jié)臂組內(nèi) 節(jié)臂數(shù)量?jī)H為臂架中節(jié)臂的一部分，數(shù)量較少，減少了臂架中需要手動(dòng)單獨(dú)控制的節(jié)臂的 數(shù)量，操作量?。煌瑫r(shí)，自動(dòng)節(jié)臂組內(nèi)的節(jié)臂也僅僅為臂架中節(jié)臂的一部分，數(shù)量較少，控 制裝置在計(jì)算自動(dòng)節(jié)臂組內(nèi)各節(jié)臂的目標(biāo)姿態(tài)時(shí)的冗余計(jì)算量較少，并且在實(shí)際操作過(guò)程 中，臂架系統(tǒng)中的節(jié)臂分為手動(dòng)節(jié)臂組和自動(dòng)節(jié)臂組兩部分，手動(dòng)控制的節(jié)臂數(shù)量較少，且 自動(dòng)控制的揭不數(shù)量也較小，手動(dòng)節(jié)臂組中的節(jié)臂一般不會(huì)與自動(dòng)節(jié)臂組中的節(jié)臂同時(shí)動(dòng) 作，工程車輛的油泵每一次供油的節(jié)臂數(shù)量較少，進(jìn)而能夠降低流量飽和因素對(duì)臂架的末 端節(jié)臂末端位置的影響，進(jìn)而提高對(duì)臂架末端節(jié)臂末端位置的控制精度。
[0017] 所以，上述臂架系統(tǒng)中，臂架中且需單獨(dú)控制的節(jié)臂數(shù)量較少，操作簡(jiǎn)單，并且，控 制裝置在計(jì)算自動(dòng)節(jié)臂組內(nèi)各節(jié)臂的目標(biāo)姿態(tài)時(shí)的冗余計(jì)算量較少，并能夠降低流量飽和 因素對(duì)臂架的末端節(jié)臂末端位置的影響，進(jìn)而提高對(duì)臂架末端節(jié)臂末端位置的控制精度。
[0018] 優(yōu)選地，所述節(jié)臂姿態(tài)采集裝置包括與所述節(jié)臂一一對(duì)應(yīng)的節(jié)臂姿態(tài)傳感器，各 所述節(jié)臂姿態(tài)傳感器與所述控制裝置信號(hào)連接。
[0019] 優(yōu)選地，每一節(jié)所述節(jié)臂的動(dòng)力機(jī)構(gòu)包括伸縮油缸和控制所述伸縮油缸油路的控 制閥，所述控制閥與所述控制裝置信號(hào)連接。
[0020] 優(yōu)選地，所述自動(dòng)節(jié)臂組包括一節(jié)橫折節(jié)臂和兩節(jié)堅(jiān)折節(jié)臂。
[0021] 優(yōu)選地，所述自動(dòng)節(jié)臂組中，所述橫折節(jié)臂為所述臂架的末端節(jié)臂。
[0022] 優(yōu)選地，所述臂架包括依次相連的六節(jié)節(jié)臂。
[0023] 優(yōu)選地,所述控制裝置還包括軌跡修整單元,所述軌跡修正單元與所述節(jié)臂姿態(tài) 采集裝置信號(hào)連接、以根據(jù)所述節(jié)臂姿態(tài)采集裝置采集的各節(jié)臂的實(shí)時(shí)姿態(tài)信息修正所述 自動(dòng)節(jié)臂組控制單元對(duì)所述自動(dòng)節(jié)臂組中各節(jié)臂的控制參數(shù)。
[0024] 優(yōu)選地，還包括操作裝置，所述操作裝置包括與所述單控節(jié)臂一一對(duì)應(yīng)并控制所 述單控節(jié)臂運(yùn)動(dòng)的多個(gè)單鍵，以及與所述自動(dòng)節(jié)臂組對(duì)應(yīng)并控制所述自動(dòng)節(jié)臂組運(yùn)動(dòng)的自 動(dòng)鍵。
[0025] 本發(fā)明還提供了一種混凝土泵車，包括轉(zhuǎn)臺(tái)，還包括上述技術(shù)方案中提供的任一 種臂架系統(tǒng)。
【附圖說(shuō)明】
[0026] 圖1為本發(fā)明提供的臂架系統(tǒng)的原理示意圖；
[0027] 圖2為本發(fā)明一種實(shí)施例中提供的臂架系統(tǒng)中臂架的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0028] 圖3為本發(fā)明一種實(shí)施例中提供的臂架系統(tǒng)中臂架的節(jié)臂組在兩節(jié)堅(jiān)折節(jié)臂旋 轉(zhuǎn)平面內(nèi)的坐標(biāo)計(jì)算原理圖；
[0029] 圖4為本發(fā)明一種實(shí)施例中提供的臂架系統(tǒng)中臂架的節(jié)臂組在橫折節(jié)臂旋轉(zhuǎn)平 面內(nèi)的坐標(biāo)計(jì)算原理圖；
[0030] 圖5為本發(fā)明提供的臂架系統(tǒng)的控制方法的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0031] 下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完 整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；?本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他 實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0032] 請(qǐng)參考圖1，圖1為本發(fā)明提供的臂架系統(tǒng)的原理示意圖；本發(fā)明實(shí)施例提供的一 種混凝土泵車的臂架系統(tǒng)，包括：
[0033] 臂架，臂架包括依次相連的多節(jié)節(jié)臂，多節(jié)節(jié)臂中的一部分形成手動(dòng)節(jié)臂組，另一 部分形成自動(dòng)節(jié)臂組17,手動(dòng)節(jié)臂組中的節(jié)臂為單控節(jié)臂、且包括臂架的首節(jié)節(jié)臂，自動(dòng)節(jié) 臂組17包括橫折節(jié)臂和至少一節(jié)堅(jiān)折節(jié)臂，如圖1中所示的橫折節(jié)臂16、堅(jiān)折節(jié)臂14和堅(jiān) 折節(jié)臂15 ;其中，沿物料輸送方向，首節(jié)節(jié)臂的前端通過(guò)樞轉(zhuǎn)軸安裝于混凝土泵車的轉(zhuǎn)臺(tái)， 自動(dòng)節(jié)臂組17中，橫折節(jié)臂16的前端與前一節(jié)節(jié)臂之間的樞轉(zhuǎn)軸與首節(jié)節(jié)臂與轉(zhuǎn)臺(tái)之間 的樞轉(zhuǎn)軸相互垂直，堅(jiān)折節(jié)臂14和前一節(jié)節(jié)臂之間的樞轉(zhuǎn)軸與首節(jié)節(jié)臂和轉(zhuǎn)臺(tái)之間的樞 轉(zhuǎn)軸平行，且和堅(jiān)折節(jié)臂15和前一節(jié)節(jié)臂之間的樞轉(zhuǎn)軸與首節(jié)節(jié)臂和轉(zhuǎn)臺(tái)之間的樞轉(zhuǎn)軸 平行，即各個(gè)所述堅(jiān)折節(jié)臂處于第一堅(jiān)直平面內(nèi)運(yùn)動(dòng)，所述橫折節(jié)臂16處于第二堅(jiān)直平面 內(nèi)運(yùn)動(dòng)，且所述第一堅(jiān)直平面與所述第二堅(jiān)直平面相互垂直；
[0034] 與臂架中的節(jié)臂--對(duì)應(yīng)的動(dòng)力機(jī)構(gòu)；每一對(duì)相互對(duì)應(yīng)的動(dòng)力機(jī)構(gòu)與節(jié)臂之間， 動(dòng)力機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)節(jié)臂相對(duì)于前一節(jié)節(jié)臂動(dòng)作；為了在描述時(shí)便于對(duì)各動(dòng)力機(jī)構(gòu)進(jìn)行區(qū)分，指 定：與手動(dòng)節(jié)臂組中單控節(jié)臂對(duì)應(yīng)的動(dòng)力機(jī)構(gòu)稱為單控節(jié)臂動(dòng)力機(jī)構(gòu)19,與自動(dòng)節(jié)臂組17 的堅(jiān)折節(jié)臂對(duì)應(yīng)的動(dòng)力機(jī)構(gòu)稱為堅(jiān)折節(jié)臂動(dòng)力機(jī)構(gòu)，與橫折節(jié)臂16對(duì)應(yīng)的動(dòng)力機(jī)構(gòu)稱為 橫折節(jié)臂動(dòng)力機(jī)構(gòu)；
[0035] 上述臂架系統(tǒng)還包括：采集臂架中各節(jié)臂的實(shí)時(shí)姿態(tài)信息的節(jié)臂姿態(tài)采集裝置 18 ;所述實(shí)時(shí)姿態(tài)信息可以包括各節(jié)臂的傾角，由于各節(jié)臂的長(zhǎng)度是預(yù)知的，根據(jù)各節(jié)臂的 傾角可以得出各節(jié)臂所處的空間位置信息（即空間坐標(biāo)）。
[0036] 控制裝置2,控制裝置2與節(jié)臂姿態(tài)采集裝置18信號(hào)連接、并根據(jù)節(jié)臂姿態(tài)采集 裝置18采集的各節(jié)臂的實(shí)時(shí)姿態(tài)確定臂架中末端節(jié)臂末端的實(shí)時(shí)位置信息，控制裝置2包 括自動(dòng)節(jié)臂組控制單元22和與手動(dòng)節(jié)臂組內(nèi)的各節(jié)單控節(jié)臂一對(duì)一應(yīng)的單節(jié)臂控制單元 21 ;自動(dòng)節(jié)臂組控制單元22與自動(dòng)節(jié)臂組17中的堅(jiān)折節(jié)臂對(duì)應(yīng)的堅(jiān)折節(jié)臂動(dòng)力機(jī)構(gòu)以及 橫折節(jié)臂16對(duì)應(yīng)的橫折節(jié)臂動(dòng)力機(jī)構(gòu)信號(hào)連接，并且根據(jù)設(shè)定的臂架末端節(jié)臂末端的目 標(biāo)位置信息確定的目標(biāo)姿態(tài)控制自動(dòng)節(jié)臂組17中的堅(jiān)折節(jié)臂以及橫折節(jié)臂16自動(dòng)動(dòng)作； 每一對(duì)相互對(duì)應(yīng)的單節(jié)臂控制單元21與單控節(jié)臂中，單節(jié)臂控制單元21和與其對(duì)應(yīng)的單 控節(jié)臂的單控節(jié)臂動(dòng)力機(jī)構(gòu)連接、以控制單控節(jié)臂動(dòng)作。
[0037] 上述臂架系統(tǒng)中，臂架中的多個(gè)節(jié)臂分為手動(dòng)節(jié)臂組和自動(dòng)節(jié)臂組，在實(shí)際控制 過(guò)程中，首先通過(guò)節(jié)臂姿態(tài)采集裝置18采集臂架中各節(jié)臂的實(shí)時(shí)姿態(tài)，然后控制裝置2根 據(jù)節(jié)臂姿態(tài)采集裝置18采集的各節(jié)臂的實(shí)時(shí)姿態(tài)信息確定節(jié)臂裝置中末端節(jié)臂末端的實(shí) 時(shí)位置信息；然后向控制裝置2內(nèi)輸入臂架中末端節(jié)臂末端的目標(biāo)位置信息，控制裝置2根 據(jù)臂架中末端節(jié)臂末端的目標(biāo)位置信息確定自動(dòng)節(jié)臂組17內(nèi)各節(jié)臂的目標(biāo)姿態(tài)，進(jìn)而能 夠?qū)ψ詣?dòng)節(jié)臂組17進(jìn)行一鍵全自動(dòng)控制，使自動(dòng)節(jié)臂組17中的各節(jié)臂移動(dòng)到其目標(biāo)姿態(tài)。 由于自動(dòng)節(jié)臂組17既包括堅(jiān)折臂又包括橫折臂，即自動(dòng)節(jié)臂組17可以在地面上布料一個(gè) 具有一定面積的區(qū)域，因此，當(dāng)需要小范圍布料時(shí)，可以在不單獨(dú)控制手動(dòng)節(jié)臂組運(yùn)動(dòng)的情 況下，控制自動(dòng)節(jié)臂組一步運(yùn)動(dòng)到位，控制方式簡(jiǎn)單有效。
[0038] 上述臂架系統(tǒng)中，臂架中的各節(jié)臂形成自動(dòng)節(jié)臂組17和手動(dòng)