[發明專利]獲得臂架系統末端位置參數的方法、臂架系統及工程機械

有效

• 申請號: 201110192138.2
• 申請日: 2011-07-12
• 公開（公告）號: CN102346024A
• 公開（公告）日: 2012-02-08
• 發明（設計）人: 周翔;曹顯利;高明
• 申請（專利權）人: 三一重工股份有限公司
• 主分類號: G01B21/00
• 分類號: G01B21/00;G05D3/12
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 李兆嶺;逯長明

技術領域

本發明涉及一種臂架控制技術，特別涉及一種獲得臂架系統末端位置參數的方法，還涉及到一種臂架系統及包括該臂架系統的工程機械。

背景技術

當前，臂架系統廣泛地應用在泵車和布料桿中，以實現對混凝土或其他物料的輸送。臂架系統一般包括多節節臂；第一臂根端與預定的回轉機構通過水平軸鉸接相連；第一臂的末端與第二臂的根端通過水平軸鉸接，第二臂的末端與第三臂的根端通過水平軸鉸接，第三臂的末端與第四臂的根端通過水平軸鉸接；這樣，多節節臂順序鉸接相連。最末端的節臂向外伸出，其末端形成臂架系統末端。第一臂的根端與回轉機構之間及相鄰的節臂之間設置有液壓缸等驅動機構，以使相鄰的節臂之間夾角產生預定的變化，使臂架系統末端的位置改變，以將物料或物品運送到預定的位置。

為了實現對臂架系統末端位置的自動控制，需要確定臂架系統末端的位置；為了確定臂架系統末端的位置，通常在控制系統中建立適當的坐標系，并通過該坐標系的坐標參數確定臂架系統的位置；該末端的坐標參數稱為位置參數。當前，已經公開了多種確定臂架系統末端位置參數的技術方案。另外，在利用臂架系統進行工作的過程中，每節節臂均要承受相應負載，產生相應形變；多節節臂形變的累積會導致臂架系統末端位置參數與目標位置參數之間具有很大的偏差。為了減小由于節臂形變導致的臂架系統末端位置參數的偏差，中國專利文獻CN101870110A公開了一種臂架系統的控制方法，該控制方法中，利用兩個傾角傳感器獲得相應節臂的形變量，再根據該形變量對節臂的位置參數進行修正。該控制方法雖然能夠提高臂架系統末端位置參數的準確性，但由于受到傾角傳感器測量精度的限制，臂架系統末端位置參數與目標位置參數之間的偏差仍然較大，無法滿足對臂架系統末端的準確定位和控制的需要。

因此，如何提高臂架系統末端位置參數的準確度，仍然是本領域技術人員需要解決的技術問題。

發明內容

本發明要解決的第一個技術問題為提供一種獲得臂架系統末端位置參數的方法，利用該方法可以更準確地獲得臂架系統末端位置參數。

本發明要解決的第二個技術問題為提供一種臂架系統。在提供臂架系統的基礎上，本發明還提供一種包括該臂架系統的工程機械。

本發明提供獲得臂架系統末端位置參數的方法包括以下步驟：

獲得臂架系統中各驅動機構的位移量L_S1、L_S2、......L_Sm；獲得形變后各節臂末端延伸方向與預定參考平面之間的夾角α₁、α₂、......α_m；獲取各節臂形變前的參考長度L₁、L₂、......L_m；其中，m為臂架系統包括節臂的總數；

獲得夾角θ₁₂、θ₂₃、......θ_(m-1)m；其中，θ₁₂為第一臂末端與第二臂根端之間的夾角；θ₂₃為第二臂末端與第三臂根端之間的夾角；θ_(m-1)m為第(m-1)臂末端與第m臂根端之間的夾角；其中，θ₁₂＝f(L_S2)、θ₂₃＝f(L_S3)、……θ_(m-1)m＝f(L_Sm)；

分別獲得各節臂根端的延伸方向與參考平面之間的夾角θ₁、θ₂、......θ_m；其中，θ₁＝f(L_S1)；θ₂＝180-α₁-θ₁₂-(1-k₁)(θ₁-α₁)；......θ_m＝180-α_(m-1)-θ_(m-1)m-(1-k_(m-1))(θ_(m-1)-α_(m-1))；

獲得各節臂末端位置參數(X_1p，Y_1p)、(X_2p，Y_2p)、......(X_mp，Y_mp)：