專利名稱：舉高消防車臂架控制系統(tǒng)及控制方法，舉高消防車的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種舉高消防車臂架控制技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種舉高消防車臂架控制系統(tǒng)及使用該控制系統(tǒng)的舉高消防車；本發(fā)明還涉及一種舉高消防車臂架控制方法。
背景技術(shù)：
目前，高層建筑的消防及救援問題已經(jīng)日益突顯，舉高消防車臂架的高度也在迅速提升，一般舉高消防車臂架的控制方式為轉(zhuǎn)臺或平臺操作臺電控手柄控制，每個手柄不同方向分別對應(yīng)每節(jié)臂架的單獨(dú)動作。大于50米的舉高消防車由于操作視野有限，對消防員的操作要求很高。隨著智能化水平的發(fā)展，在某些國外的消防車上，已開始應(yīng)用臂架的智能操作系統(tǒng)。當(dāng)消防車展開支腿準(zhǔn)備展開臂架時，只需按住操作臺上的展臂按鈕開關(guān)，臂架就能自動 從收車狀態(tài)展開至工作狀態(tài)，此時，主臂展開至最大角度，工作平臺處于接近地面的位置。采用這樣的舉高消防車臂架智能操作系統(tǒng)，能更快速和便捷地展開臂架，但將臂架末端延伸到著火點(diǎn)的位置仍需要操作人員利用電控手柄分別控制每節(jié)臂架單獨(dú)動作才能實現(xiàn)，對操作人員的技能要求較高，工作效率不高。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明提出一種舉高消防車臂架控制系統(tǒng)及裝設(shè)有該控制系統(tǒng)的舉高消防車；本發(fā)明還提供一種舉高消防車臂架控制方法。一方面，本發(fā)明提供一種舉高消防車臂架控制系統(tǒng)，其中，所述舉高消防車包括至少一節(jié)伸縮臂及鉸接在所述伸縮臂末端的至少一節(jié)鉸接臂；所述臂架控制系統(tǒng)包括人機(jī)交互裝置，用于設(shè)定臂架末端的目標(biāo)位置參數(shù)；檢測裝置，用于檢測臂架的伸縮臂實時長度參數(shù)及角度參數(shù)，鉸接臂及轉(zhuǎn)臺的實時角度參數(shù)，并將檢測到的實時狀態(tài)參數(shù)輸出到控制器；操作裝置，用于發(fā)送所述臂架運(yùn)動的啟動命令；控制器，用于根據(jù)所述人機(jī)交互裝置提供的所述臂架末端的目標(biāo)位置參數(shù)以及所述檢測裝置檢測到的所述臂架的實時狀態(tài)的長度參數(shù)及角度參數(shù)得到所述執(zhí)行機(jī)構(gòu)的操作參數(shù)，當(dāng)接收到操作裝置發(fā)出的啟動命令時，控制所述執(zhí)行機(jī)構(gòu)動作；執(zhí)行機(jī)構(gòu)，與所述控制器連接，用于根據(jù)所述控制器的指令控制所述臂架末端運(yùn)動到所述人機(jī)交互裝置設(shè)定的目標(biāo)位置。進(jìn)一步地，所述操作裝置為開關(guān)裝置，所述開關(guān)裝置打開時，控制所述臂架開始運(yùn)動，所述開關(guān)裝置在所述臂架末端運(yùn)動到設(shè)定目標(biāo)位置時關(guān)閉復(fù)位。進(jìn)一步地，所述控制器包括數(shù)據(jù)處理單元，用于根據(jù)所述檢測裝置檢測到的所述每節(jié)臂架的長度參數(shù)及角度參數(shù)計算所述臂架末端的實時位置參數(shù)并輸出到所述人機(jī)交
互裝置；運(yùn)動規(guī)劃單元，用于根據(jù)所述人機(jī)交互裝置傳輸?shù)乃霰奂苣┒说哪繕?biāo)位置參數(shù)及所述數(shù)據(jù)處理單元傳輸?shù)乃霰奂苣┒说膶崟r位置參數(shù)，生成所述臂架末端的運(yùn)動軌跡參數(shù)；流量控制單元，用于根據(jù)所述運(yùn)動規(guī)劃單元輸出的運(yùn)動軌跡參數(shù)，計算所述臂架及所述轉(zhuǎn)臺運(yùn)動所需流量參數(shù)。信號輸出單元，用于接受所述流量控制單元輸出的流量參數(shù)并轉(zhuǎn)換成電信號輸出到所述執(zhí)行機(jī)構(gòu)。進(jìn)一步地，所述檢測裝置包括長度檢測裝置，用于檢測所述臂架中每節(jié)臂架的長度參數(shù)；角度檢測裝置，用于檢測所述臂架中每節(jié)臂架的角度參數(shù)以及轉(zhuǎn)臺的旋轉(zhuǎn)角度參數(shù)。進(jìn)一步地，所述執(zhí)行機(jī)構(gòu)包括電磁閥；驅(qū)動所述每節(jié)臂架運(yùn)動的液壓油缸以及 驅(qū)動所述轉(zhuǎn)臺旋轉(zhuǎn)的馬達(dá)；所述電磁閥根據(jù)所述信號輸出單元發(fā)出的電信號控制所述液壓油缸和馬達(dá)運(yùn)動。本發(fā)明所提供的舉高消防車臂架控制系統(tǒng)，首先在人機(jī)交互裝置中設(shè)定臂架末端的目標(biāo)位置參數(shù)，通過檢測裝置檢測臂架的實時狀態(tài)信息，控制器根據(jù)臂架末端位置參數(shù)和臂架的實時位置參數(shù)計算得到臂架末端的運(yùn)動參數(shù)，當(dāng)接收到操作裝置發(fā)出的啟動命令時，控制器控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)動作，將臂架末端運(yùn)動到預(yù)先設(shè)定的目標(biāo)位置。采用該臂架控制系統(tǒng)，只需向操作裝置發(fā)出啟動命令，執(zhí)行機(jī)構(gòu)便能夠?qū)⒈奂苣┒藴?zhǔn)確調(diào)整到目標(biāo)位置，而不需要分別控制每節(jié)臂架單獨(dú)動作才能實現(xiàn)，對操作人員的技能要求不高，且大大提高了工作效率。另一方面，本發(fā)明還提供一種裝設(shè)有該臂架控制系統(tǒng)的舉高消防車。該舉高消防車具有所述臂架控制系統(tǒng)具有的所有優(yōu)點(diǎn)和技術(shù)效果，此處不再贅述。再一方面，本發(fā)明還提供一種舉高消防車臂架控制方法，所述舉高消防車包括臂架及與臂架連接的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，所述臂架包括至少一節(jié)伸縮臂及鉸接在所述伸縮臂上的至少一節(jié)鉸接臂，其特征在于，所述方法包括SI :設(shè)定臂架末端的目標(biāo)位置參數(shù)；S2 :檢測臂架的伸縮臂實時長度參數(shù)及角度參數(shù)，鉸接臂及轉(zhuǎn)臺的實時角度參數(shù)；S3 :根據(jù)臂架末端的目標(biāo)位置參數(shù)以及檢測到的所述臂架的實時狀態(tài)參數(shù)得到所述執(zhí)行機(jī)構(gòu)的操作參數(shù)；S4 :發(fā)送所述臂架運(yùn)動的啟動命令；S5 :控制所述執(zhí)行機(jī)構(gòu)根據(jù)所述操作參數(shù)運(yùn)行，使所述臂架末端運(yùn)動到預(yù)設(shè)的目標(biāo)位置。進(jìn)一步地，S5具體包括S51 :調(diào)整所述臂架為起式狀態(tài)；S52 :建立所述臂架運(yùn)動優(yōu)化方程并求得目標(biāo)長度值及目標(biāo)角度值；S53 :控制臂架末端(21)運(yùn)動到目標(biāo)位置。進(jìn)一步地，S53具體包括控制所述轉(zhuǎn)臺運(yùn)動到目標(biāo)角度位置；控制各節(jié)臂架運(yùn)動到目標(biāo)長度位置。進(jìn)一步地,控制所述臂架(2)運(yùn)動的啟動命令為一鍵式觸發(fā)命令。本發(fā)明所提供的舉高消防車臂架控制方法，只需發(fā)送臂架運(yùn)動的一鍵式觸發(fā)命令，便可控制臂架末端延伸到預(yù)先設(shè)定的目標(biāo)位置，而無需通過分別控制每節(jié)臂架單獨(dú)運(yùn)動的方式，對操作人員的技能要求不高，且大大提高了工作效率。


構(gòu)成本發(fā)明的一部分的附圖用來提供對本發(fā)明的進(jìn)一步理解，本發(fā)明的示意性實施例及其說明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對本發(fā)明的不當(dāng)限定。在附圖中圖I為本發(fā)明所提供的舉高消防車臂架控制系統(tǒng)的原理框圖；圖2為本發(fā)明所提供的舉高消防車臂架控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本發(fā)明所提供的舉高消防車臂架控制方法的流程圖；圖4為本發(fā)明具體實施例中舉高消防車結(jié)構(gòu)示意圖；
圖5為圖4中臂架各節(jié)臂的長度及角度關(guān)系示意圖。附圖標(biāo)記說明2—臂架3—轉(zhuǎn)臺11一人機(jī)交互裝置 12—檢測裝置 13—操作裝置14 一控制器15—執(zhí)行機(jī)構(gòu) 21—臂架末端141 一數(shù)據(jù)處理單元 142—運(yùn)動規(guī)劃單元143—流量控制單元 144 一信號輸出單元
具體實施例方式需要說明的是，在不沖突的情況下，本發(fā)明中的實施例及實施例中的特征可以相互組合。下面將參考附圖并結(jié)合實施例來詳細(xì)說明本發(fā)明。本發(fā)明的基本思想在于為解決舉高消防車臂架末端延伸到工作點(diǎn)需要操作人員利用電控手柄分別控制每節(jié)臂架單獨(dú)動作才能實現(xiàn)，工作效率比較低的問題，本發(fā)明提出一種舉高消防車臂架控制系統(tǒng)及控制方法，該臂架控制系統(tǒng)中，控制器14根據(jù)預(yù)先設(shè)定的臂架目標(biāo)位置參數(shù)及檢測裝置12所檢測到的臂架實時狀態(tài)的長度參數(shù)和角度參數(shù)計算臂架的運(yùn)動軌跡，操作裝置13發(fā)出臂架運(yùn)動的啟動命令后，控制器14控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)15進(jìn)行相應(yīng)動作，將臂架末端21迅速延伸到工作點(diǎn)位置。采用該種臂架控制系統(tǒng)，操作人員只需發(fā)出臂架2運(yùn)動的啟動命令，控制器14便控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)15完成臂架2的全部動作，而無需分別控制每節(jié)臂架單獨(dú)動作，大大提高了工作效率。下面結(jié)合附圖，對本發(fā)明的優(yōu)選實施例作進(jìn)一步詳細(xì)說明如圖I所示，本發(fā)明所提供的臂架控制系統(tǒng)包括人機(jī)交互裝置11，用于設(shè)定臂架末端21的目標(biāo)位置參數(shù)；檢測裝置12，用于檢測臂架的伸縮臂實時長度參數(shù)及角度參數(shù)，鉸接臂及轉(zhuǎn)臺的實時角度參數(shù)，并將檢測到的實時狀態(tài)參數(shù)輸出到控制器；操作裝置13，其輸出端與控制器14連接，用于發(fā)送所述臂架2運(yùn)動的啟動命令；控制器14，用于根據(jù)所述人機(jī)交互裝置11提供的所述臂架末端21的目標(biāo)位置參數(shù)以及所述檢測裝置12檢測到的所述臂架2的實時狀態(tài)的長度參數(shù)和角度參數(shù)得到所述臂架末端21的運(yùn)動參數(shù)，當(dāng)接收到操作裝置13發(fā)出的啟動命令時，控制所述執(zhí)行機(jī)構(gòu)15動作；執(zhí)行機(jī)構(gòu)15，與所述控制器14連接，用于根據(jù)所述控制器14的指令控制所述臂架末端21運(yùn)動到所述人機(jī)交互裝置11設(shè)定的目標(biāo)位置。當(dāng)然，在本發(fā)明所提供的控制系統(tǒng)中，操作裝置13可以和人機(jī)交互裝置11的功能可以集成為一體，如在人機(jī)交互裝置11上設(shè)置操作按鈕，此時，人機(jī)交互裝置11就兼具了操作裝置13的功能。此外，操作裝置13、人機(jī)交互裝置11也可以為控制器14的一部分，即將三者的功能集成為一體。當(dāng)然，人機(jī)交互裝置11、操作裝置13也可以為舉高消防車原有顯示設(shè)備、操作設(shè)備上一部分。優(yōu)選的，操作裝置13為開關(guān)裝置，打開開關(guān)裝置，臂架2開始運(yùn)動，臂架末端21運(yùn)動到設(shè)定目標(biāo)位置時，開關(guān)裝置關(guān)閉復(fù)位。開關(guān)裝置可以為按鈕開關(guān)、撥動開關(guān)、遙控開關(guān)或其他具有開合、關(guān)閉功能的裝置。本發(fā)明采用開關(guān)裝置發(fā)送臂架2運(yùn)動的啟動命令，只需一鍵式操作，即可控制臂架末端21運(yùn)動到目標(biāo)位置，操作簡單，效率高。優(yōu)選的，控制器14包括數(shù)據(jù)處理單元141，用于根據(jù)檢測裝置12檢測到的長度參數(shù)及角度參數(shù)計算臂架末端21的實時位置參數(shù)并輸出到人機(jī)交互裝置11 ;運(yùn)動規(guī)劃單元142，用于根據(jù)人機(jī)交互裝置11傳輸?shù)谋奂苣┒?1的目標(biāo)位置參數(shù)及數(shù)據(jù)處理單元142傳輸?shù)谋奂苣┒?1的實時位置參數(shù)，生成臂架末端21的運(yùn)動軌跡參數(shù)；流量控制單元143，用于根據(jù)運(yùn)動規(guī)劃單元142輸出的運(yùn)動軌跡參數(shù)，計算臂架2及轉(zhuǎn)臺3運(yùn)動所需流量參數(shù)；信號輸出單元144，用于接受流量控制單元143輸出的流量參數(shù)并轉(zhuǎn)換成電信號輸出·到執(zhí)行機(jī)構(gòu)5。優(yōu)選的，檢測裝置12包括長度檢測裝置，用于檢測臂架2中每節(jié)臂架的長度參數(shù)；角度檢測裝置，用于檢測臂架2中每節(jié)臂架的角度參數(shù)以及轉(zhuǎn)臺3的旋轉(zhuǎn)角度參數(shù)。優(yōu)選的，執(zhí)行機(jī)構(gòu)15包括電磁閥；驅(qū)動每節(jié)臂架運(yùn)動的液壓油缸以及驅(qū)動轉(zhuǎn)臺3旋轉(zhuǎn)的馬達(dá)；電磁閥根據(jù)信號輸出單元144發(fā)出的電信號控制液壓油缸和馬達(dá)運(yùn)動。如圖2所示，根據(jù)著火點(diǎn)的位置，確定舉高消防車展臂后工作平臺的目標(biāo)點(diǎn)位置，即臂架末端21的目標(biāo)位置，并在人機(jī)交互裝置11中設(shè)置目標(biāo)參數(shù)，具體包括轉(zhuǎn)臺3的角度、臂架末端21的離地高度及傾斜度。人機(jī)交互裝置11設(shè)定的臂架末端21的目標(biāo)位置參數(shù)通過CAN總線與控制器14中的數(shù)據(jù)處理單元141進(jìn)行信息交互。檢測裝置12中的長度傳感器檢測每節(jié)臂架的長度，角度傳感器檢測每節(jié)臂架的角度及轉(zhuǎn)臺3偏離臂架收攏放倒時中位的旋轉(zhuǎn)角度，并將測量值發(fā)送給數(shù)據(jù)處理單元141。數(shù)據(jù)處理單元141計算出臂架末端21的實時位置參數(shù)發(fā)送給人機(jī)交互裝置11進(jìn)行顯示，同時傳輸給運(yùn)動規(guī)劃單元142，運(yùn)動規(guī)劃單元建立臂架2運(yùn)動的優(yōu)化方程L1Cos Θ j+L2Cos Θ 2+L3cos θ 3=XL1Sin Θ JL2Sin Θ 2+L3sin θ 3=γ其中，LI為第一節(jié)臂的長度(即第一節(jié)臂與轉(zhuǎn)臺鉸接點(diǎn)到第一節(jié)臂與第二節(jié)臂鉸接點(diǎn)的距離);L2為第二節(jié)臂的長度，在舉高消防車中，第一節(jié)臂為伸縮臂，因此LI為變量，第二節(jié)臂為伸縮臂或非伸縮臂，L2為變量或常量；L3第三節(jié)臂的長度(即第二節(jié)臂與第三節(jié)臂鉸接點(diǎn)到第三節(jié)臂與工作平臺鉸接點(diǎn)的距離)，為定值；Θ i為第一節(jié)臂的水平角度，控制臂架末端21運(yùn)動到目標(biāo)位置之前先將臂架2調(diào)整為起式姿態(tài)，第一節(jié)臂與水平面的夾角為80度到90度之間的一個角度，為定值，；Θ 2為第二節(jié)臂的水平角度，為變量；Θ 3為第三節(jié)臂的水平角度，為變量；X為橫坐標(biāo)，Y為縱坐標(biāo)，如圖5所示。該方程是一個最優(yōu)問題，其約束條件為LI的值最小，L2的值最小(當(dāng)?shù)诙?jié)臂為伸縮臂時)，02和θ3的值最小。運(yùn)動規(guī)劃單元142根據(jù)方程最小解得到第一節(jié)臂的目標(biāo)長度，第二節(jié)臂的目標(biāo)長度及角度，第三節(jié)臂的目標(biāo)角度。并將上述目標(biāo)參數(shù)值輸出到流量控制單元143。上述優(yōu)化方程以具有三節(jié)臂架的舉高消防車為例，當(dāng)然，如果具有四節(jié)臂、五節(jié)臂或更多節(jié)臂，運(yùn)動規(guī)劃單元可以采用同樣的方式建立優(yōu)化方程，并能求得各節(jié)臂架的運(yùn)動的目標(biāo)長度和角度。因此，本發(fā)明提供的臂架控制系統(tǒng)和方法同樣適用于具有三節(jié)以上臂架的舉高消防車。流量控制單元143計算求得每節(jié)臂架運(yùn)動需求的流量，根據(jù)系統(tǒng)能提供的最大流量合理的分配每節(jié)臂架的運(yùn)動，當(dāng)系統(tǒng)總流量不能滿足每節(jié)臂架的動作需求，則重新進(jìn)行流量分配，同比例的減小每節(jié)臂架的流量供給，使實際的總需求流量與系統(tǒng)能提供的最大流量相匹配。如需轉(zhuǎn)臺3進(jìn)行旋轉(zhuǎn)動作，則優(yōu)先滿足轉(zhuǎn)臺3所需求的流量。信號輸出單元144根據(jù)各節(jié)臂架的流量及方向轉(zhuǎn)化為輸出給執(zhí)行機(jī)構(gòu)15中電比例閥的PWM信號，控制電比例閥開口大小來實現(xiàn)對流量的調(diào)節(jié)，從而實現(xiàn)對液壓油缸的控制。通過運(yùn)動規(guī)劃單元142對臂架2及轉(zhuǎn)臺3的運(yùn)動軌跡進(jìn)行優(yōu)化，能得到臂架末端21運(yùn) 動到預(yù)先設(shè)定的目標(biāo)位置的最優(yōu)路徑，提高了臂架控制的精度和效率，同時控制器14和人機(jī)交互裝置11進(jìn)行信息交互，能隨時觀察臂架的實時位置信息，臂架控制的可視化程度也得到很大的提高。另一方面，本發(fā)明提供了一種舉高消防車，裝設(shè)有上述任一技術(shù)方案所述的臂架控制系統(tǒng)，該舉高消防車具有所述臂架控制系統(tǒng)所有的優(yōu)點(diǎn)和技術(shù)效果，此處不再贅述。再一方面，本發(fā)明提供一種舉高消防車臂架控制方法，其中舉高消防車包括臂架2及與臂架2連接的執(zhí)行機(jī)構(gòu)15，臂架2包括至少一節(jié)伸縮臂及鉸接在伸縮臂上的至少一節(jié)鉸接臂；方法包括S1 :設(shè)定臂架末端21的目標(biāo)位置參數(shù)；S2 :檢測臂架2的伸縮臂實時長度參數(shù)，鉸接臂及轉(zhuǎn)臺的實時角度參數(shù)；S3 :根據(jù)臂架末端21的目標(biāo)位置參數(shù)以及檢測到的臂架2的實時狀態(tài)參數(shù)得到執(zhí)行機(jī)構(gòu)15的操作參數(shù)；S4 :發(fā)送臂架2運(yùn)動的啟動命令；S5 :控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)15根據(jù)操作參數(shù)運(yùn)行，使臂架末端21運(yùn)動到預(yù)設(shè)的目標(biāo)位置。如圖3所示，臂架末端21運(yùn)動到工作點(diǎn)的具體步驟如下S201 :控制器接收目標(biāo)位置參數(shù)及實時狀態(tài)參數(shù)，其中目標(biāo)位置參數(shù)包括第一節(jié)臂的長度，第二節(jié)臂的長度和角度，第三節(jié)臂的角度，轉(zhuǎn)臺的角度，實時狀態(tài)參數(shù)包括第一節(jié)臂的長度和角度，第二節(jié)臂的長度和角度，第三節(jié)臂的角度，轉(zhuǎn)臺的角度；S202 :根據(jù)實時狀態(tài)參數(shù)判斷臂架2當(dāng)前是否處于起式狀態(tài)，如圖4所示，即第一節(jié)臂接近豎直狀態(tài)，其與水平面的夾角處于80度至90度之間，此時救援人員可以登上工作平臺；否，則進(jìn)入S203 :調(diào)整臂架2處于起式狀態(tài)；是，則進(jìn)入S204 :根據(jù)目標(biāo)狀態(tài)參數(shù)及實時狀態(tài)參數(shù)建立臂架2運(yùn)動的優(yōu)化方程，優(yōu)化的約束條件是LI的值最小，L2的值最小(當(dāng)?shù)诙?jié)臂為伸縮臂時)，02和03的值最小，以保證臂架末端21運(yùn)動幅度最小即能到達(dá)目標(biāo)位置；S205 :根據(jù)優(yōu)化方程求得各節(jié)臂架的目標(biāo)長度值及轉(zhuǎn)臺角度值；S206 :根據(jù)上一步求得的目標(biāo)角度值以及實時角度值判斷轉(zhuǎn)臺是否處于目標(biāo)位置；否，則進(jìn)入S207 :調(diào)整執(zhí)行結(jié)構(gòu)15中的電磁閥，驅(qū)動回轉(zhuǎn)馬達(dá)動作，將轉(zhuǎn)臺3調(diào)整到目標(biāo)位置；當(dāng)轉(zhuǎn)臺3處于目標(biāo)位置時，則進(jìn)入下一步S208 :確定各節(jié)臂架需求流量，求得總需求流量；S209 :判斷總需求流量是否超過系統(tǒng)提供流量；當(dāng)總需求流量超過系統(tǒng)提供流量，則進(jìn)入S210 :重新對流量進(jìn)行分配，按比例減小每節(jié)臂架的流量；當(dāng)總需求流量未超過系統(tǒng)所提供的流量時，則進(jìn)入S210 :控制電比例閥，驅(qū)動油缸動作，將臂架末端21延伸到目標(biāo)位置。優(yōu)選的，控制臂架2運(yùn)動的啟動命令為一鍵式觸發(fā)命令，如開關(guān)式的啟動命令，開關(guān)合上，臂架末端21在控制裝置的控制下按照規(guī)劃好的路徑運(yùn)動到預(yù)先設(shè)定的目標(biāo)位置，而無需分別控制每節(jié)臂架分別運(yùn)動。同時，還可以將該開關(guān)裝置預(yù)先編制好程序，即當(dāng)臂架末端21運(yùn)動到目標(biāo)位置后，其可以自動斷開復(fù)位，當(dāng)然也可以通過人工斷開的方式，均在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。本發(fā)明所提供的舉高消防車臂架控制方法，采用一鍵式觸發(fā)命令啟動，即只需發(fā)出啟動命令，即可控制臂架末端21運(yùn)動到目標(biāo)位置，而無需分別對每節(jié)臂架進(jìn)行單獨(dú)控制，操作簡單，工作效率大大提高。以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)?！?br> 權(quán)利要求
1.一種舉高消防車臂架控制系統(tǒng)，所述舉高消防車包括至少一節(jié)伸縮臂及鉸接在所述伸縮臂末端的至少一節(jié)鉸接臂；其特征在于，所述臂架控制系統(tǒng)包括 人機(jī)交互裝置(11)，用于設(shè)定臂架末端(21)的目標(biāo)位置參數(shù)； 檢測裝置(12)，用于檢測臂架(2)的伸縮臂實時長度參數(shù)及角度參數(shù)，鉸接臂及轉(zhuǎn)臺的實時角度參數(shù)，并將檢測到的實時狀態(tài)參數(shù)輸出到控制器(14 ); 操作裝置(13)，用于發(fā)送啟動所述臂架(2)運(yùn)動的啟動命令； 控制器(14)，用于根據(jù)所述人機(jī)交互裝置(11)提供的所述臂架末端(21)的目標(biāo)位置參數(shù)以及所述檢測裝置(12)檢測到的所述臂架(2)的實時狀態(tài)的長度參數(shù)和角度參數(shù)得到所述執(zhí)行機(jī)構(gòu)(15)的操作參數(shù)，當(dāng)接收到操作裝置(13)發(fā)出的啟動命令時，控制所述執(zhí)行機(jī)構(gòu)(15)動作； 執(zhí)行機(jī)構(gòu)(15)，與所述控制器(14)連接，用于根據(jù)所述控制器(14)的指令控制所述臂架末端(21)運(yùn)動到所述人機(jī)交互裝置(11)設(shè)定的目標(biāo)位置。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的舉高消防車臂架控制系統(tǒng)，其特征在于，所述操作裝置(13)為開關(guān)裝置，所述開關(guān)裝置打開時，控制所述臂架(2)開始運(yùn)動，所述開關(guān)裝置在所述臂架末端(21)運(yùn)動到設(shè)定目標(biāo)位置時關(guān)閉復(fù)位。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的舉高消防車臂架控制系統(tǒng)，其特征在于，所述控制器(14)包括 數(shù)據(jù)處理單元(141 )，用于根據(jù)所述檢測裝置(12)檢測到的長度參數(shù)及角度參數(shù)計算所述臂架末端(21)的實時位置參數(shù)并輸出到所述人機(jī)交互裝置(11)； 運(yùn)動規(guī)劃單元(142)，用于根據(jù)所述人機(jī)交互裝置(11)傳輸?shù)乃霰奂苣┒?21)的目標(biāo)位置參數(shù)及所述數(shù)據(jù)處理單元(141)傳輸?shù)乃霰奂苣┒?21)的實時位置參數(shù)，生成所述臂架末端(21)的運(yùn)動軌跡參數(shù)； 流量控制單元(143)，用于根據(jù)所述運(yùn)動規(guī)劃單元(142)輸出的運(yùn)動軌跡參數(shù)，計算所述臂架(2)及所述轉(zhuǎn)臺(3)運(yùn)動所需流量參數(shù)； 信號輸出單元(144)，用于接受所述流量控制單元(143)輸出的流量參數(shù)并轉(zhuǎn)換成電信號輸出到所述執(zhí)行機(jī)構(gòu)(15)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的舉高消防車臂架控制系統(tǒng)，其特征在于，所述檢測裝置(12)包括長度檢測裝置，用于檢測所述臂架(2)中每節(jié)臂架的長度參數(shù)；角度檢測裝置，用于檢測所述臂架(2)中每節(jié)臂架的角度參數(shù)以及轉(zhuǎn)臺(3)的旋轉(zhuǎn)角度參數(shù)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的舉高消防車臂架控制系統(tǒng)，其特征在于，所述執(zhí)行機(jī)構(gòu)(15)包括電磁閥；驅(qū)動所述每節(jié)臂架運(yùn)動的液壓油缸以及驅(qū)動所述轉(zhuǎn)臺(3)旋轉(zhuǎn)的馬達(dá)；所述電磁閥根據(jù)所述信號輸出單元(144)發(fā)出的電信號控制所述液壓油缸和馬達(dá)運(yùn)動。
6.一種舉高消防車，其特征在于，采用權(quán)利要求I一5任一項所述的臂架控制系統(tǒng)。
7.一種舉高消防車的臂架控制方法，所述舉高消防車包括臂架(2)及與所述臂架(2)連接的執(zhí)行機(jī)構(gòu)(15)，所述臂架(2)包括至少一節(jié)伸縮臂及鉸接在所述伸縮臂上的至少一節(jié)鉸接臂，其特征在于，所述方法包括 51:設(shè)定臂架末端(21)的目標(biāo)位置參數(shù)； 52:檢測臂架(2)的伸縮臂實時長度參數(shù)及角度參數(shù)，鉸接臂及轉(zhuǎn)臺的實時角度參數(shù)； S3:根據(jù)臂架末端(21)的目標(biāo)位置參數(shù)以及檢測到的所述臂架(2)的實時狀態(tài)參數(shù)得到所述執(zhí)行機(jī)構(gòu)(15)的操作參數(shù)； 54:發(fā)送所述臂架(2)運(yùn)動的啟動命令； 55:控制所述執(zhí)行機(jī)構(gòu)(15)根據(jù)所述操作參數(shù)運(yùn)行，使所述臂架末端(21)運(yùn)動到預(yù)設(shè)的目標(biāo)位置。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的控制方法，其特征在于，S5具體包括 551:調(diào)整所述臂架(2)為起式狀態(tài)； 552:建立所述臂架(2)運(yùn)動優(yōu)化方程并求得目標(biāo)長度值及目標(biāo)角度值； 553:控制臂架末端(21)運(yùn)動到目標(biāo)位置。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的控制方法，其特征在于，S53具體包括 控制所述轉(zhuǎn)臺(3)運(yùn)動到目標(biāo)角度位置； 控制各節(jié)臂架運(yùn)動到目標(biāo)長度位置。
10.根據(jù)權(quán)利要求7—9任一項所述的控制方法，其特征在于，所述臂架(2)運(yùn)動的啟動命令為一鍵式觸發(fā)命令。
全文摘要
本發(fā)明涉及工程機(jī)械領(lǐng)域，公開了一種舉高消防車臂架控制系統(tǒng)及控制方法，還公開了裝設(shè)有該臂架控制系統(tǒng)的舉高消防車。本發(fā)明所提供的臂架控制系統(tǒng)包括人機(jī)交互裝置、控制器、檢測裝置、操作裝置及執(zhí)行機(jī)構(gòu)?？刂破鞲鶕?jù)預(yù)先設(shè)定的臂架目標(biāo)位置參數(shù)，以及檢測裝置所檢測到的臂架實時狀態(tài)的長度參數(shù)和角度參數(shù)規(guī)劃臂架末端的運(yùn)動軌跡，接收到操作裝置發(fā)出的一鍵式啟動命令后，控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行相應(yīng)動作，將臂架末端迅速調(diào)整到工作點(diǎn)位置。采用該種臂架控制系統(tǒng)，操作人員只需發(fā)出臂架運(yùn)動的啟動命令，控制器便控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)完成臂架的全部動作，而無需分別控制每節(jié)臂架單獨(dú)動作，大大提高了工作效率。
文檔編號A62C27/00GK102897696SQ201210398019
公開日2013年1月30日 申請日期2012年10月18日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月18日
發(fā)明者陳銘, 石培科, 李明輝 申請人:三一重工股份有限公司