專利名稱：折疊臂架的控制方法和控制系統(tǒng)以及工程機(jī)械的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及工程機(jī)械領(lǐng)域，具體地，涉及一種折疊臂架的控制方法和控制系統(tǒng)，還涉及一種具有該控制系統(tǒng)的工程機(jī)械。
背景技術(shù)：
在諸如混凝土泵車等工程機(jī)械中設(shè)置有折疊臂架，折疊臂架可以包括依次鉸接的多個臂節(jié)，每個臂節(jié)可以安裝有對應(yīng)的液壓缸，以驅(qū)動該臂節(jié)相對于其根端鉸點(diǎn)樞轉(zhuǎn)，以實(shí)現(xiàn)臂架的不同程度的折疊，折疊臂架可以通過液壓馬達(dá)驅(qū)動，以實(shí)現(xiàn)整個臂架的回轉(zhuǎn)。也就是說，折疊臂架的動作可以包括折疊和回轉(zhuǎn)。例如如圖1至圖3示出了一種具有折疊臂架的工程機(jī)械(例如混凝土泵車)，該折疊臂架具有依次鉸接的三個臂節(jié)，分別為第一臂節(jié)11、第二臂節(jié)12和第三臂節(jié)13。第一臂節(jié)11能夠圍繞其根端鉸點(diǎn)(即第一鉸點(diǎn)Jl)轉(zhuǎn)動，使得第一臂節(jié)11、第二臂節(jié)12和第三臂節(jié)13 —起轉(zhuǎn)動，第二臂節(jié)12能夠圍繞其根端鉸點(diǎn)(即第二鉸點(diǎn)J2)轉(zhuǎn)動，使得第二臂節(jié)12和第三臂節(jié)13 —起轉(zhuǎn)動，第三臂節(jié)13能夠圍繞其根端鉸點(diǎn)(即第三鉸點(diǎn)J3)轉(zhuǎn)動。各臂節(jié)可以分別由各自的液壓缸驅(qū)動，以展開不同角度。例如在如圖1所示的狀態(tài)中，三個臂節(jié)11、12和13都處于完全展開狀態(tài)；在如圖2所示的狀態(tài)中，第二臂節(jié)12處于不完全展開狀態(tài)，即處于完全合攏狀態(tài)和完全展開狀態(tài)之間，第三臂節(jié)13處于完全展開狀態(tài)；在如圖3所示的狀態(tài)中，第二臂節(jié)12和第三臂節(jié)13都處于完全合攏狀態(tài)。折疊臂架的動作的速度取決于液壓缸和液壓馬達(dá)的工作流量，而液壓缸和液壓馬達(dá)的工作流量可以通過流量控制閥控制。液壓缸和液壓馬達(dá)的工作流量越大，則折疊臂架的動作速度越快，工作效率越高，但是臂節(jié)發(fā)生折彎甚至折斷的危險(xiǎn)性也隨之增大。出于安全考慮，在例如混凝土泵車等工程機(jī)械的相關(guān)國內(nèi)外標(biāo)準(zhǔn)中，都要求對臂架末端的最大線速度進(jìn)行控制。目前為了控制臂架動作速度不超過預(yù)定值(標(biāo)準(zhǔn)值)，設(shè)定的臂架允許最大角速度通常按照臂架完全展開的狀態(tài)(即如圖1所示的狀態(tài))計(jì)算的，即不管臂架的折疊狀態(tài)如何，允許的最高動作角速度保持不變。而實(shí)際上，根據(jù)線速度與角速度的轉(zhuǎn)換公式=V=LXw (其中，V為線速度(米/秒)，L為轉(zhuǎn)動半徑(米)，w為角速度(弧度/秒))，可以得出，在線速度V一定的情況下，臂架末端離鉸接點(diǎn)的距離(也就是轉(zhuǎn)動半徑L)越大，其允許的角速度越小，反之亦然。也就是說，在線速度V—定的情況下，其允許的角速度隨著臂架的折疊狀態(tài)而變化，如果臂架處于完全收攏的狀態(tài)則其允許的角速度w最大，如果臂架處于完全展開的狀態(tài)則其允許的角速度w最小。而在現(xiàn)有的折疊臂架的控制中，不管臂架的折疊狀態(tài)如何，允許的最高動作角速度保持為臂架完全展開時所允許的角速度(即最小允許角速度)，這樣會導(dǎo)致臂架展開的時間較長，且臂架越長，所需時間也越長，導(dǎo)致工作效率較低。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種折疊臂架的控制方法，該控制方法能夠提高折疊臂架的展開速度，提高工作效率，而且能夠控制簡單、成本較低、穩(wěn)定性較好。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，一方面，本發(fā)明提供了一種折疊臂架的控制方法，該折疊臂架包括依次鉸接的多個臂節(jié)和分別驅(qū)動該多個臂節(jié)動作的多個致動件，其中，該控制方法包括:檢測步驟:檢測所述多個臂節(jié)中的預(yù)定臂節(jié)至所述折疊臂架的末端之間的各臂節(jié)是否處于完全收攏狀態(tài)；計(jì)算步驟:如果所述臂節(jié)處于非完全收攏狀態(tài)，則認(rèn)為該臂節(jié)處于完全展開狀態(tài)，從而得到所述各臂節(jié)的折疊狀態(tài)；根據(jù)所述各臂節(jié)的折疊狀態(tài)計(jì)算得到所述預(yù)定臂節(jié)至所述折疊臂架的末端之間的臂架部分的離所述預(yù)定臂節(jié)的根端鉸點(diǎn)的最大距離L ;根據(jù)預(yù)定線速度V和所述最大距離L計(jì)算得到所述預(yù)定臂節(jié)動作時所允許的最大角速度w ;控制步驟:控制驅(qū)動所述預(yù)定臂節(jié)的致動件，以使得所述預(yù)定臂節(jié)以小于或等于所述最大角速度w的角速度動作。優(yōu)選地，在所述檢測步驟中，通過角度傳感器、位移傳感器或接近開關(guān)來檢測所述各臂節(jié)是否處于完全收攏狀態(tài)。優(yōu)選地，所述致動件為液壓缸或液壓馬達(dá)；在所述計(jì)算步驟中，計(jì)算在所述預(yù)定臂節(jié)以所述最大角速度w動作時所述液壓缸或液壓馬達(dá)對應(yīng)的最大工作流量Q ;在所述控制步驟中，控制所述液壓缸或液壓馬達(dá)以小于或者等于所述最大工作流量Q工作。優(yōu)選地，所述液壓缸或液壓馬達(dá)的工作流量通過電控流量閥控制；在所述計(jì)算步驟中，計(jì)算所述液壓缸或液壓馬達(dá)以所述最大工作流量Q工作時所述電控流量閥對應(yīng)的最大控制電流I ;在所述控制步驟中，向所述電控流量閥提供小于或者等于所述最大控制電流I的控制電流。另一方面，本發(fā)明還提供了一種折疊臂架的控制系統(tǒng)，該折疊臂架包括依次鉸接的多個臂節(jié)和分別驅(qū)動該多個臂節(jié)動作的多個致動件，其中，該控制系統(tǒng)包括檢測單元、與該檢測單元信號連接的計(jì)算單元和與該計(jì)算單元信號連接的控制單元，其中，所述檢測單元檢測所述多個臂節(jié)中的預(yù)定臂節(jié)至所述折疊臂架的末端之間的各臂節(jié)是否處于完全收攏狀態(tài)，并將檢測信號發(fā)送給所述計(jì)算單元；所述計(jì)算單元接收所述檢測單元發(fā)送的所述檢測信號，如果所述臂節(jié)處于非完全收攏狀態(tài)，則認(rèn)為該臂節(jié)處于完全展開狀態(tài)，從而得到所述各臂節(jié)的折疊狀態(tài)；根據(jù)所述各臂節(jié)的折疊狀態(tài)計(jì)算得到所述預(yù)定臂節(jié)至所述折疊臂架的末端之間的臂架部分的離所述預(yù)定臂節(jié)的根端鉸點(diǎn)的最大距離L ;根據(jù)預(yù)定線速度V和所述最大距離L計(jì)算得到所述預(yù)定臂節(jié)動作時所允許的最大角速度w ;并將代表所述最大角速度w的信號發(fā)送給所述控制單元；所述控制單元接收所述計(jì)算單元發(fā)送的代表所述最大角速度w的信號，并發(fā)送控制驅(qū)動所述預(yù)定臂節(jié)的所述致動件的控制信號，以使得所述預(yù)定臂節(jié)以小于或等于所述最大角速度w的角速度動作。優(yōu)選地，所述檢測單元包括角度傳感器、位移傳感器或接近開關(guān)。優(yōu)選地，所述致動件為液壓缸或液壓馬達(dá)；所述計(jì)算單元計(jì)算在所述預(yù)定臂節(jié)以所述最大角速度w動作時所述液壓缸或液壓馬達(dá)對應(yīng)的最大工作流量Q,并將代表所述最大工作流量Q的信號發(fā)送給所述控制單元；所述控制單元接收所述計(jì)算單元發(fā)送的代表所述最大工作流量Q的信號，并發(fā)送控制所述液壓缸或液壓馬達(dá)的控制信號，以使得所述液壓缸或液壓馬達(dá)以小于或者等于所述最大工作流量Q工作。優(yōu)選地，所述液壓缸或液壓馬達(dá)的工作流量通過電控流量閥控制；所述計(jì)算單元計(jì)算所述液壓缸或液壓馬達(dá)以所述最大工作流量Q工作時所述電控流量閥對應(yīng)的最大控制電流I，并將代表所述最大控制電流I的信號發(fā)送給所述控制單元；所述控制單元接收所述計(jì)算單元發(fā)送的代表所述最大控制電流I的信號，并發(fā)送控制所述電控流量閥的控制信號，以使得向所述電控流量閥提供的控制電流小于或者等于所述最大控制電流I。優(yōu)選地，每個所述臂節(jié)設(shè)置有對應(yīng)的所述液壓缸，該液壓缸用于驅(qū)動對應(yīng)的所述臂節(jié)相對于該臂節(jié)的根端鉸點(diǎn)樞轉(zhuǎn)；所述液壓馬達(dá)用于驅(qū)動所述折疊臂架回轉(zhuǎn)。還另一方面，本發(fā)明還提供了一種工程機(jī)械，該工程機(jī)械包括折疊臂架和用于控制該折疊臂架的控制系統(tǒng)，其中，所述控制系統(tǒng)為如上文所述的折疊臂架的控制系統(tǒng)。通過上述技術(shù)方案，控制預(yù)定臂節(jié)動作時，根據(jù)折疊臂架的各臂節(jié)的折疊狀態(tài)得到預(yù)定臂節(jié)至所述折疊臂架的末端之間的臂架部分的離所述預(yù)定臂節(jié)的根端鉸點(diǎn)的最大距離L (即預(yù)定臂節(jié)的轉(zhuǎn)動半徑)，并根據(jù)該轉(zhuǎn)動半徑和預(yù)定線速度V計(jì)算得到該預(yù)定臂節(jié)動作時所允許的最大角速度《，并控制預(yù)定臂節(jié)以小于或等于所述最大角速度w的角速度動作。從而能夠確保臂架能夠在預(yù)定線速度范圍內(nèi)動作，確保了臂架動作的安全性，同時并不會像現(xiàn)有技術(shù)中那樣將臂架的動作角速度w限制為最小允許角速度，而是隨著各臂節(jié)的折疊狀態(tài)而變化，從而提高了折疊臂架的展開速度，提高了工作效率。此外，上述技術(shù)方案中，在計(jì)算預(yù)定臂節(jié)的轉(zhuǎn)動半徑時，將臂節(jié)的折疊狀態(tài)簡化為完全收攏和完全展開兩種狀態(tài)(將所有非完全收攏狀態(tài)都視為完全展開狀態(tài))，從而可以采用相對簡單、成本較低的檢測裝置來實(shí)現(xiàn)檢測步驟和檢測單元，也簡化了計(jì)算步驟、計(jì)算單元，而且致動件的控制頻率較低，延長了整個系統(tǒng)的部件的使用壽命，提高了系統(tǒng)穩(wěn)定性，大大提高了上述控制方法和控制系統(tǒng)的實(shí)用性。本發(fā)明的其他特征和優(yōu)點(diǎn)將在隨后的具體實(shí)施方式
部分予以詳細(xì)說明。


附圖是用來提供對本發(fā)明的進(jìn)一步理解，并且構(gòu)成說明書的一部分，與下面的具體實(shí)施方式
一起用于解釋本發(fā)明，但并不構(gòu)成對本發(fā)明的限制。在附圖中:圖1至圖3是表示工程機(jī)械的折疊臂架在不同折疊狀態(tài)的示意圖；圖4是根據(jù)本發(fā)明的一種實(shí)施方式的折疊臂架的控制方法的控制流程示意圖；圖5是根據(jù)本發(fā)明的一種實(shí)施方式的折疊臂架的控制系統(tǒng)的示意圖。附圖標(biāo)記說明11第一臂節(jié)；12第二臂節(jié)；13第三臂節(jié)；Jl第一鉸點(diǎn)；J2第二鉸點(diǎn)；J3第三鉸點(diǎn)。
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實(shí)施方式
進(jìn)行詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解的是，此處所描述的具體實(shí)施方式
僅用于說明和解釋本發(fā)明，并不用于限制本發(fā)明。如圖1至圖4所示，根據(jù)本發(fā)明的一種實(shí)施方式提供了一種折疊臂架的控制方法，該折疊臂架包括依次鉸接的多個臂節(jié)(例如在如圖1至圖3所示的實(shí)施方式中，包括三個臂節(jié)，即第一臂節(jié)11、第二臂 節(jié)12和第三臂節(jié)13)和分別驅(qū)動該多個臂節(jié)動作的多個致動件(圖中未示出)，其中，該控制方法包括:
檢測步驟:檢測所述多個臂節(jié)中的預(yù)定臂節(jié)至所述折疊臂架的末端之間的各臂節(jié)是否處于完全收攏狀態(tài)。例如在如圖1至如圖3所示的實(shí)施方式中，如果第一臂節(jié)11作為預(yù)定臂節(jié)，則檢測第一臂節(jié)11、第二臂節(jié)12和第三臂節(jié)13是否處于完全收攏狀態(tài)。如果第二臂節(jié)12作為預(yù)定臂節(jié)，則檢測第二臂節(jié)12和第三臂節(jié)13是否處于完全收攏狀態(tài)。以此類推。在圖1和圖2所示的狀態(tài)中，第一臂節(jié)11、第二臂節(jié)12和第三臂節(jié)13都處于非完全收攏狀態(tài)。在圖3所示的狀態(tài)中，第一臂節(jié)11處于非完全收攏狀態(tài)，第二臂節(jié)12和第三臂節(jié)13都處于完全收攏狀態(tài)。計(jì)算步驟:如果所述臂節(jié)處于非完全收攏狀態(tài)，則認(rèn)為該臂節(jié)處于完全展開狀態(tài)，從而得到所述各臂節(jié)的折疊狀態(tài)；根據(jù)所述各臂節(jié)的折疊狀態(tài)計(jì)算得到所述預(yù)定臂節(jié)至所述折疊臂架的末端之間的臂架部分的離所述預(yù)定臂節(jié)的根端鉸點(diǎn)的最大距離L ;根據(jù)預(yù)定線速度V和所述最大距離L計(jì)算得到所述預(yù)定臂節(jié)動作時所允許的最大角速度W。在如圖1和圖2所示的兩種狀態(tài)中，雖然第二臂節(jié)12實(shí)際上的折疊角度不同，但是在計(jì)算時都認(rèn)為處于完全展開狀態(tài)。因此，如果第一臂節(jié)11作為預(yù)定臂節(jié)，則最大距離L為第一臂節(jié)11的根端鉸點(diǎn)至第三臂節(jié)13的末端的距離，在如圖1和圖2所示的兩種狀態(tài)中，計(jì)算得到的最大距離L相同，都為第一臂節(jié)11、第二臂節(jié)12和第三臂節(jié)13的長度之和。在如圖3所示的狀態(tài)中，則該最大距離L為第一臂節(jié)11、第二臂節(jié)12和第三臂節(jié)13中長度最長的臂節(jié)的長度?？刂撇襟E:控制驅(qū)動所述預(yù)定臂節(jié)的致動件，以使得所述預(yù)定臂節(jié)以小于或等于所述最大角速度w的角速度動作。通過上述技術(shù)方案，控制預(yù)定臂節(jié)動作時，根據(jù)折疊臂架的各臂節(jié)的折疊狀態(tài)得到預(yù)定臂節(jié)至所述折疊臂架的末端之間的臂架部分的離所述預(yù)定臂節(jié)的根端鉸點(diǎn)的最大距離L (即預(yù)定臂節(jié)的轉(zhuǎn)動半徑)，并根據(jù)該轉(zhuǎn)動半徑和預(yù)定線速度V計(jì)算得到該預(yù)定臂節(jié)動作時所允許的最大角速度《，并控制預(yù)定臂節(jié)以小于或等于所述最大角速度w的角速度動作。從而能夠確保臂架能夠在預(yù)定線速度范圍內(nèi)動作，確保了臂架動作的安全性，同時并不會像現(xiàn)有技術(shù)中那樣將臂架的動作角速度w限制為最小允許角速度，而是隨著各臂節(jié)的折疊狀態(tài)而變化，從而提高了折疊臂架的展開速度，提高了工作效率。此外，上述技術(shù)方案中，在計(jì)算預(yù)定臂節(jié)的轉(zhuǎn)動半徑時，將臂節(jié)的折疊狀態(tài)簡化為完全收攏和完全展開兩種狀態(tài)(將所有非完全收攏狀態(tài)都視為完全展開狀態(tài))，從而可以采用相對簡單、成本較低的檢測裝置來實(shí)現(xiàn)檢測步驟，也簡化了計(jì)算步驟，而且致動件的控制頻率較低，延長了整個系統(tǒng)的部件的使用壽命，提高了系統(tǒng)穩(wěn)定性，大大提高了上述控制方法和控制系統(tǒng)的實(shí)用性。在上述檢測步驟中，只需檢測相應(yīng)臂節(jié)是處于完全收攏狀態(tài)還是處于非完全收攏狀態(tài)即可，而無需精確地得到相應(yīng)臂節(jié)的具體折疊角度，從而對檢測裝置的要求較低，降低了檢測成本?？梢酝ㄟ^各種適當(dāng)?shù)姆绞絹頇z測臂節(jié)是否處于完全收攏狀態(tài)，例如可以通過簡單的角度傳感器、位移傳感器或接近開關(guān)來檢測。有關(guān)該角度傳感器、位移傳感器或接近開關(guān)等檢測裝置的具體結(jié)構(gòu)和具體安裝方式為本領(lǐng)域所公知，在此不再贅述。在上述控制步驟中，控制驅(qū)動所述預(yù)定臂節(jié)的致動件，以使得所述預(yù)定臂節(jié)以小于或等于所述最大角速度w的角速度動作。可以根據(jù)驅(qū)動臂節(jié)動作的致動件的類型來采用具體的控制方式。例如，如果臂節(jié)通過電機(jī)驅(qū)動，則可以通過控制電機(jī)的轉(zhuǎn)速來控制臂節(jié)的角速度，此時，在計(jì)算步驟中，可以計(jì)算預(yù)定臂節(jié)以最大角速度w動作時電機(jī)對應(yīng)的最大轉(zhuǎn)速N ;在控制步驟中，控制該電機(jī)以小于或者等于所述最大轉(zhuǎn)速N工作。當(dāng)然，如果電機(jī)通過相應(yīng)的傳動機(jī)構(gòu)來驅(qū)動臂節(jié)動作，則還可以通過控制傳動機(jī)構(gòu)的不同傳動比來控制臂節(jié)的角速度。工程機(jī)械優(yōu)選地采用液壓系統(tǒng)來控制，從而所述致動件為液壓缸或液壓馬達(dá)；在所述計(jì)算步驟中，計(jì)算在所述預(yù)定臂節(jié)以所述最大角速度w動作時所述液壓缸或液壓馬達(dá)對應(yīng)的最大工作流量Q ;在所述控制步驟中，控制所述液壓缸或液壓馬達(dá)以小于或者等于所述最大工作流量Q工作。所述液壓缸和液壓馬達(dá)的工作流量可以通過流量閥來控制，例如液控流量閥、電控流量閥等。作為一種具體的實(shí)施方式，所述液壓缸或液壓馬達(dá)的工作流量通過電控流量閥控制；在所述計(jì)算步驟中，計(jì)算所述液壓缸或液壓馬達(dá)以所述最大工作流量Q工作時所述電控流量閥對應(yīng)的最大控制電流I ;在所述控制步驟中，向所述電控流量閥提供小于或者等于所述最大控制電流I的控制電流。上述折疊臂架的控制方法可以應(yīng)用于各種場合，例如可以應(yīng)用于具有折疊臂架的各種工程機(jī)械，例如混凝土泵車，此時所述折疊臂架為混凝土泵車的臂架?？刂苹炷帘密嚨谋奂艿闹聞蛹梢詾橐簤焊缀?液壓泵，例如，通過液壓缸驅(qū)動各臂節(jié)相對于其根端鉸點(diǎn)樞轉(zhuǎn)，以實(shí)現(xiàn)臂架的不同程度的折疊，并且通過液壓馬達(dá)驅(qū)動整個臂架相對于轉(zhuǎn)臺回轉(zhuǎn)。下面參考圖1至圖4對本發(fā)明的上述優(yōu)選的具體實(shí)施方式
的折疊臂架的控制方法進(jìn)行簡略說明。例如以圖2所示的折疊臂架的折疊狀態(tài)為例，并且第一臂節(jié)11作為預(yù)定臂節(jié)，則檢測第一臂節(jié)11、第二臂節(jié)12和第三臂節(jié)13是否處于完全收攏狀態(tài)，通過檢測結(jié)果得知第一臂節(jié)11、第二臂節(jié)12和第三臂節(jié)13都處于非完全收攏狀態(tài)。在計(jì)算步驟中，認(rèn)為第一臂節(jié)11、第二臂節(jié)12和第三臂節(jié)13都處于完全展開狀態(tài)，從而計(jì)算得到第一臂節(jié)11至折疊臂架的末端(即第三臂節(jié)13的末端)之間的臂架部分的離第一臂節(jié)臂節(jié)11的根端鉸點(diǎn)Jl的最大距離L，該最大距離L為第一臂節(jié)11、第二臂節(jié)12和第三臂節(jié)13的長度之和。并根據(jù)該最大距離L和預(yù)定線速度V計(jì)算得到該第一臂節(jié)11動作時所允許的最大角速度w，根據(jù)該最大角速度w在第一臂節(jié)11以所述最大角速度w動作時所述液壓缸或液壓馬達(dá)對應(yīng)的最大工作流量Q，并根據(jù)該最大工作流量Q計(jì)算所述液壓缸或液壓馬達(dá)以所述最大工作流量Q工作時所述電控流量閥對應(yīng)的最大控制電流I。在所述控制步驟中，限制電控流量閥的最大控制電流，即向所述電控流量閥提供小于或者等于所述最大控制電流I的控制電流。另一方面，如圖1至圖5所示，本發(fā)明還相應(yīng)地提供了一種折疊臂架的控制系統(tǒng)，該折疊臂架包括依次鉸接的多個臂節(jié)(例如在如圖1至圖3所示的實(shí)施方式中，包括三個臂節(jié)，即第一臂節(jié)11、第二臂節(jié)12和第三臂節(jié)13)和分別驅(qū)動該多個臂節(jié)動作的多個致動件(圖中未示出)，其中，該控制系統(tǒng)包括檢測單元、與該檢測單元信號連接的計(jì)算單元和與該計(jì)算單元信號連接的控制單元，其中，所述檢測單元檢測所述多個臂節(jié)中的預(yù)定臂節(jié)至所述折疊臂架的末端之間的各臂節(jié)是否處于完全收攏狀態(tài)，并將檢測信號發(fā)送給所述計(jì)算單元。例如在如圖1至如圖3所示的實(shí)施方式中，如果第一臂節(jié)11作為預(yù)定臂節(jié)，則檢測第一臂節(jié)11、第二臂節(jié)12和第三臂節(jié)13是否處于完全收攏狀態(tài)。如果第二臂節(jié)12作為預(yù)定臂節(jié)，則檢測第二臂節(jié)12和第三臂節(jié)13是否處于完全收攏狀態(tài)。以此類推。在圖1和圖2所示的狀態(tài)中，第一臂節(jié)11、第二臂節(jié)12和第三臂節(jié)13都處于非完全收攏狀態(tài)。在圖3所示的狀態(tài)中，第一臂節(jié)11處于非完全收攏狀態(tài)，第二臂節(jié)12和第三臂節(jié)13都處于完全收攏狀態(tài)。所述計(jì)算單元接收所述檢測單元發(fā)送的所述檢測信號，如果所述臂節(jié)處于非完全收攏狀態(tài)，則認(rèn)為該臂節(jié)處于完全展開狀態(tài)，從而得到所述各臂節(jié)的折疊狀態(tài)；根據(jù)所述各臂節(jié)的折疊狀態(tài)計(jì)算得到所述預(yù)定臂節(jié)至所述折疊臂架的末端之間的臂架部分的離所述預(yù)定臂節(jié)的根端鉸點(diǎn)的最大距離L ;根據(jù)預(yù)定線速度V和所述最大距離L計(jì)算得到所述預(yù)定臂節(jié)動作時所允許的最大角速度w ;并將代表所述最大角速度w的信號發(fā)送給所述控制單元。在如圖1和圖2所示的兩種狀態(tài)中，雖然第二臂節(jié)12實(shí)際上的折疊角度不同，但是在計(jì)算時都認(rèn)為處于完全展開狀態(tài)。因此，如果第一臂節(jié)11作為預(yù)定臂節(jié)，則最大距離L為第一臂節(jié)11的根端鉸點(diǎn)至第三臂節(jié)13的末端的距離，在如圖1和圖2所示的兩種狀態(tài)中，計(jì)算得到的最大距離L相同，都為第一臂節(jié)11、第二臂節(jié)12和第三臂節(jié)13的長度之和。在如圖3所示的狀態(tài)中，則該最大距離L為第一臂節(jié)11、第二臂節(jié)12和第三臂節(jié)13中長度最長的臂節(jié)的長度。所述控制單元接收所述計(jì)算單元發(fā)送的代表所述最大角速度w的信號，并發(fā)送控制驅(qū)動所述預(yù)定臂節(jié)的所述致動件的控制信號，以使得所述預(yù)定臂節(jié)以小于或等于所述最大角速度w的角速度動作。通過上述技術(shù)方案，控制預(yù)定臂節(jié)動作時，根據(jù)折疊臂架的各臂節(jié)的折疊狀態(tài)得到預(yù)定臂節(jié)至所述折疊臂架的末端之間的臂架部分的離所述預(yù)定臂節(jié)的根端鉸點(diǎn)的最大距離L (即預(yù)定臂節(jié)的轉(zhuǎn)動半徑)，并根據(jù)該轉(zhuǎn)動半徑和預(yù)定線速度V計(jì)算得到該預(yù)定臂節(jié)動作時所允許的最大角速度《，并控制預(yù)定臂節(jié)以小于或等于所述最大角速度w的角速度動作。從而能夠確保臂架能夠在預(yù)定線速度范圍內(nèi)動作，確保了臂架動作的安全性，同時并不會像現(xiàn)有技術(shù)中那樣將臂架的動作角速度w限制為最小允許角速度，而是隨著各臂節(jié)的折疊狀態(tài)而變化，從而提高了折疊臂架的展開速度，提高了工作效率。此外，上述技術(shù)方案中，在計(jì)算預(yù)定臂節(jié)的轉(zhuǎn)動半徑時，將臂節(jié)的折疊狀態(tài)簡化為完全收攏和完全展開兩種狀態(tài)(將所有非完全收攏狀態(tài)都視為完全展開狀態(tài))，從而可以采用相對簡單、成本較低的檢測裝置來實(shí)現(xiàn)檢測單元，也簡化了計(jì)算單元，而且致動件的控制頻率較低，延長了整個系統(tǒng)的部件的使用壽命，提高了系統(tǒng)穩(wěn)定性，大大提高了上述控制系統(tǒng)的實(shí)用性。上述檢測單元只需檢測相應(yīng)臂節(jié)是處于完全收攏狀態(tài)還是處于非完全收攏狀態(tài)即可，而無需精確地得到相應(yīng)臂節(jié)的具體折疊角度，從而對檢測裝置的要求較低，降低了檢測成本。可以通過各種適當(dāng)?shù)臋z測裝置來檢測臂節(jié)是否處于完全收攏狀態(tài)，例如可以通過簡單的角度傳感器、位移傳感器或接近開關(guān)來檢測。有關(guān)該角度傳感器、位移傳感器或接近開關(guān)等檢測裝置的具體結(jié)構(gòu)和具體安裝方式為本領(lǐng)域所公知，在此不再贅述。在上述控制單元中，控制驅(qū)動所述預(yù)定臂節(jié)的致動件，以使得所述預(yù)定臂節(jié)以小于或等于所述最大角速度w的角速度動作。可以根據(jù)驅(qū)動臂節(jié)動作的致動件的類型來采用具體的控制方式。例如，如果臂節(jié)通過電機(jī)驅(qū)動，則可以通過控制電機(jī)的轉(zhuǎn)速來控制臂節(jié)的角速度，此時，計(jì)算單元可以計(jì)算預(yù)定臂節(jié)以最大角速度W動作時電機(jī)對應(yīng)的最大轉(zhuǎn)速N;控制單元控制該電機(jī)以小于或者等于所述最大轉(zhuǎn)速N工作。當(dāng)然，如果電機(jī)通過相應(yīng)的傳動機(jī)構(gòu)來驅(qū)動臂節(jié)動作，則控制單元還可以通過控制傳動機(jī)構(gòu)的不同傳動比來控制臂節(jié)的角速度。工程機(jī)械優(yōu)選地采用液壓系統(tǒng)來控制，從而所述致動件為液壓缸或液壓馬達(dá)；所述計(jì)算單元計(jì)算在所述預(yù)定臂節(jié)以所述最大角速度w動作時所述液壓缸或液壓馬達(dá)對應(yīng)的最大工作流量Q，并將代表所述最大工作流量Q的信號發(fā)送給所述控制單元；所述控制單元接收所述計(jì)算單元發(fā)送的代表所述最大工作流量Q的信號，并發(fā)送控制所述液壓缸或液壓馬達(dá)的控制信號，以使得所述液壓缸或液壓馬達(dá)以小于或者等于所述最大工作流量Q工作。所述液壓缸和液壓馬達(dá)的工作流量可以通過流量閥來控制，例如液控流量閥、電控流量閥等。作為一種具體的實(shí)施方式，所述液壓缸或液壓馬達(dá)的工作流量通過電控流量閥控制；所述計(jì)算單元計(jì)算所述液壓缸或液壓馬達(dá)以所述最大工作流量Q工作時所述電控流量閥對應(yīng)的最大控制電流I，并將代表所述最大控制電流I的信號發(fā)送給所述控制單元；所述控制單元接收所述計(jì)算單元發(fā)送的代表所述最大控制電流I的信號，并發(fā)送控制所述電控流量閥的控制信號，以使得向所述電控流量閥提供的控制電流小于或者等于所述最大控制電流I。上述折疊臂架的控制方法可以應(yīng)用于各種場合，例如可以應(yīng)用于具有折疊臂架的各種工程機(jī)械，例如混凝土泵車，此時所述折疊臂架為混凝土泵車的臂架。控制混凝土泵車的臂架的致動件可以為液壓缸和/液壓泵，例如，通過液壓缸驅(qū)動各臂節(jié)相對于其根端鉸點(diǎn)樞轉(zhuǎn)，以實(shí)現(xiàn)臂架的不同程度的折疊，并且通過液壓馬達(dá)驅(qū)動整個臂架相對于轉(zhuǎn)臺回轉(zhuǎn)。也就是說，每個所述臂節(jié)設(shè)置有對應(yīng)的所述液壓缸，該液壓缸用于驅(qū)動對應(yīng)的所述臂節(jié)相對于該臂節(jié)的根端鉸點(diǎn)樞轉(zhuǎn)；所述液壓馬達(dá)用于驅(qū)動所述折疊臂架回轉(zhuǎn)。還另一方面，本發(fā)明還提供了一種工程機(jī)械，該工程機(jī)械包括折疊臂架和用于控制該折疊臂架的控制系統(tǒng)，其中，所述控制系統(tǒng)為如上文所述的折疊臂架的控制系統(tǒng)。所述工程機(jī)械例如可以為混凝土泵車。以上結(jié)合附圖詳細(xì)描述了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，但是，本發(fā)明并不限于上述實(shí)施方式中的具體細(xì)節(jié)，在本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思范圍內(nèi)，可以對本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行多種簡單變型，這些簡單變型均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。另外需要說明的是，在上述具體實(shí)施方式
中所描述的各個具體技術(shù)特征，在不矛盾的情況下，可以通過任何合適的方式進(jìn)行組合。為了避免不必要的重復(fù)，本發(fā)明對各種可能的組合方式不再另行說明。此外，本發(fā)明的各種不同的實(shí)施方式之間也可以進(jìn)行任意組合，只要其不違背本發(fā)明的思想，其同樣應(yīng)當(dāng)視為本發(fā)明所公開的內(nèi)容。
權(quán)利要求
1.一種折疊臂架的控制方法，該折疊臂架包括依次鉸接的多個臂節(jié)和分別驅(qū)動該多個臂節(jié)動作的多個致動件，其特征在于，該控制方法包括: 檢測步驟:檢測所述多個臂節(jié)中的預(yù)定臂節(jié)至所述折疊臂架的末端之間的各臂節(jié)是否處于完全收攏狀態(tài)； 計(jì)算步驟:如果所述臂節(jié)處于非完全收攏狀態(tài)，則認(rèn)為該臂節(jié)處于完全展開狀態(tài)，從而得到所述各臂節(jié)的折疊狀態(tài)；根據(jù)所述各臂節(jié)的折疊狀態(tài)計(jì)算得到所述預(yù)定臂節(jié)至所述折疊臂架的末端之間的臂架部分的離所述預(yù)定臂節(jié)的根端鉸點(diǎn)的最大距離L ;根據(jù)預(yù)定線速度V和所述最大距離L計(jì)算得到所述預(yù)定臂節(jié)動作時所允許的最大角速度w ； 控制步驟:控制驅(qū)動所述預(yù)定臂節(jié)的致動件，以使得所述預(yù)定臂節(jié)以小于或等于所述最大角速度w的角速度動作。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的折疊臂架的控制方法，其特征在于，在所述檢測步驟中，通過角度傳感器、位移傳感器或接近開關(guān)來檢測所述各臂節(jié)是否處于完全收攏狀態(tài)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的折疊臂架的控制方法，其特征在于，所述致動件為液壓缸或液壓馬達(dá)；在所述計(jì)算步驟中，計(jì)算在所述預(yù)定臂節(jié)以所述最大角速度w動作時所述液壓缸或液壓馬達(dá)對應(yīng)的最大工作流量Q ;在所述控制步驟中，控制所述液壓缸或液壓馬達(dá)以小于或者等于所述最大工作流量Q工作。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的折疊臂架的控制方法，其特征在于，所述液壓缸或液壓馬達(dá)的工作流量通過電控流量閥控制；在所述計(jì)算步驟中，計(jì)算所述液壓缸或液壓馬達(dá)以所述最大工作流量Q工作時所述電控流量閥對應(yīng)的最大控制電流I ;在所述控制步驟中，向所述電控流量閥提供小 于或者等于所述最大控制電流I的控制電流。
5.一種折疊臂架的控制系統(tǒng)，該折疊臂架包括依次鉸接的多個臂節(jié)和分別驅(qū)動該多個臂節(jié)動作的多個致動件，其特征在于，該控制系統(tǒng)包括檢測單元、與該檢測單元信號連接的計(jì)算單元和與該計(jì)算單元信號連接的控制單元，其中， 所述檢測單元檢測所述多個臂節(jié)中的預(yù)定臂節(jié)至所述折疊臂架的末端之間的各臂節(jié)是否處于完全收攏狀態(tài)，并將檢測信號發(fā)送給所述計(jì)算單元； 所述計(jì)算單元接收所述檢測單元發(fā)送的所述檢測信號，如果所述臂節(jié)處于非完全收攏狀態(tài)，則認(rèn)為該臂節(jié)處于完全展開狀態(tài)，從而得到所述各臂節(jié)的折疊狀態(tài)；根據(jù)所述各臂節(jié)的折疊狀態(tài)計(jì)算得到所述預(yù)定臂節(jié)至所述折疊臂架的末端之間的臂架部分的離所述預(yù)定臂節(jié)的根端鉸點(diǎn)的最大距離L ;根據(jù)預(yù)定線速度V和所述最大距離L計(jì)算得到所述預(yù)定臂節(jié)動作時所允許的最大角速度w ;并將代表所述最大角速度w的信號發(fā)送給所述控制單元; 所述控制單元接收所述計(jì)算單元發(fā)送的代表所述最大角速度w的信號，并發(fā)送控制驅(qū)動所述預(yù)定臂節(jié)的所述致動件的控制信號，以使得所述預(yù)定臂節(jié)以小于或等于所述最大角速度W的角速度動作。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的折疊臂架的控制系統(tǒng)，其特征在于，所述檢測單元包括角度傳感器、位移傳感器或接近開關(guān)。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的折疊臂架的控制系統(tǒng)，其特征在于，所述致動件為液壓缸或液壓馬達(dá)；所述計(jì)算單元計(jì)算在所述預(yù)定臂節(jié)以所述最大角速度w動作時所述液壓缸或液壓馬達(dá)對應(yīng)的最大工作流量Q，并將代表所述最大工作流量Q的信號發(fā)送給所述控制單元；所述控制單元接收所述計(jì)算單元發(fā)送的代表所述最大工作流量Q的信號，并發(fā)送控制所述液壓缸或液壓馬達(dá)的控制信號，以使得所述液壓缸或液壓馬達(dá)以小于或者等于所述最大工作流量Q工作。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的折疊臂架的控制系統(tǒng)，其特征在于，所述液壓缸或液壓馬達(dá)的工作流量通過電控流量閥控制；所述計(jì)算單元計(jì)算所述液壓缸或液壓馬達(dá)以所述最大工作流量Q工作時所述電控流量閥對應(yīng)的最大控制電流I，并將代表所述最大控制電流I的信號發(fā)送給所述控制單元；所述控制單元接收所述計(jì)算單元發(fā)送的代表所述最大控制電流I的信號，并發(fā)送控制所述電控流量閥的控制信號，以使得向所述電控流量閥提供的控制電流小于或者等于所述最大控制電流I。
9.根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的折疊臂架的控制系統(tǒng)，其特征在于，每個所述臂節(jié)設(shè)置有對應(yīng)的所述液壓缸，該液壓缸用于驅(qū)動對應(yīng)的所述臂節(jié)相對于該臂節(jié)的根端鉸點(diǎn)樞轉(zhuǎn)；所述液壓馬達(dá)用于驅(qū)動所述折疊臂架回轉(zhuǎn)。
10.一種工程機(jī)械，該工程機(jī)械包括折疊臂架和用于控制該折疊臂架的控制系統(tǒng)，其特征在于，所述控制系統(tǒng)為 根據(jù)權(quán)利要求5至9中任意一項(xiàng)所述的折疊臂架的控制系統(tǒng)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種折疊臂架的控制方法，該控制方法包括檢測步驟檢測各臂節(jié)是否處于完全收攏狀態(tài)；計(jì)算步驟如果臂節(jié)處于非完全收攏狀態(tài)，則認(rèn)為該臂節(jié)處于完全展開狀態(tài)，得到各臂節(jié)的折疊狀態(tài)；根據(jù)各臂節(jié)的折疊狀態(tài)計(jì)算得到預(yù)定臂節(jié)至折疊臂架的末端之間的臂架部分的離預(yù)定臂節(jié)的根端鉸點(diǎn)的最大距離L；根據(jù)預(yù)定線速度V和最大距離L計(jì)算得到預(yù)定臂節(jié)動作時所允許的最大角速度w；控制步驟控制驅(qū)動預(yù)定臂節(jié)的致動件，以使得預(yù)定臂節(jié)以小于或等于最大角速度w的角速度動作。還相應(yīng)地公開了一種折疊臂架的控制系統(tǒng)和一種工程機(jī)械。該控制方法和控制系統(tǒng)能夠提高折疊臂架的展開速度，提高工作效率，而且能夠控制簡單、成本較低、穩(wěn)定性較好。
文檔編號G05B19/04GK103092103SQ20131004910
公開日2013年5月8日 申請日期2013年2月7日 優(yōu)先權(quán)日2013年2月7日
發(fā)明者李沛林 申請人:中聯(lián)重科股份有限公司