[發(fā)明專利]工程機(jī)械的操控方法、操控終端、控制裝置及操控系統(tǒng)

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410037063.4
• 申請(qǐng)日: 2014-01-26
• 公開（公告）號(hào): CN103809595A
• 公開（公告）日: 2014-05-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 代晴華;譚凌群;武利沖;蒲東亮
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 三一汽車制造有限公司
• 主分類號(hào): G05D1/08
• 分類號(hào): G05D1/08
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及工程機(jī)械領(lǐng)域，特別涉及一種工程機(jī)械的操控方法、操控終端、控制裝置及操控系統(tǒng)。

背景技術(shù)

目前，在工程機(jī)械的操作中，尤其是多自由度機(jī)械裝置，操作起來一般通過帶有手柄的遙控裝置進(jìn)行操作，操作手需要充分考慮臂架姿態(tài)以及工程機(jī)械車體位置，實(shí)現(xiàn)不同工況下的正常施工，而且這種操作與操作手所處位置無關(guān)。因此，這就需要操作手具備充分的空間立體感以及嫻熟的操作技術(shù)，無形中增加了人力成本，否則一旦操作手不具備這樣專業(yè)素質(zhì)，在施工過程中就會(huì)造成諸多不便，影響施工效果。

例如，有這樣一種操作工程機(jī)械臂的遙控裝置，通過坐標(biāo)同步開關(guān)與控制手柄確定控制手柄方向?yàn)槌跏挤较颍⒂诖送ㄟ^控制手柄旋轉(zhuǎn)角度控制機(jī)械臂。在操作過程中，操作手需要不斷將自己與工程機(jī)械進(jìn)行空間位置轉(zhuǎn)換，從而判斷工程機(jī)械的實(shí)際位置，用于準(zhǔn)確操縱遙控裝置。

但是，這種操作方式存在手動(dòng)標(biāo)定初始方向?qū)е碌牟僮髡`差，而且對(duì)于一般操作手來說，易產(chǎn)生誤操作。尤其對(duì)于操控性不好的工程機(jī)械，若在高層施工，容易造成混凝土或其它施工料的浪費(fèi)，并且容易碰到建筑物或圍欄等，這就造成了一定程度上的浪費(fèi)。

一方面，對(duì)于現(xiàn)有的帶手柄的遙控裝置來講，需要操作者同時(shí)操作幾個(gè)手柄實(shí)現(xiàn)末端位置移動(dòng)，操作復(fù)雜且不精準(zhǔn)。另一方面，對(duì)于操作者來講，需要不斷考慮工程機(jī)械的位置、臂架姿態(tài)等信息才可實(shí)現(xiàn)臂架末端澆筑點(diǎn)的精確控制，易造成誤操作及施工浪費(fèi)。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明提出一種工程機(jī)械的操控方法、操控終端、控制裝置及操控系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)工程機(jī)械的精確控制，操作準(zhǔn)確靈活，防止因手柄或標(biāo)定引起的操作誤差。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的：

一方面，本發(fā)明提供了一種工程機(jī)械的操控方法，該工程機(jī)械的操控方法包括：以大地基準(zhǔn)為參照，操作終端與工程機(jī)械建立相同的坐標(biāo)系；獲取操作終端自身的操控動(dòng)作信號(hào)，對(duì)所述操控動(dòng)作信號(hào)進(jìn)行分析，以確定對(duì)所述工程機(jī)械的操控信息，并輸出所述操控信息給所述工程機(jī)械的控制裝置。

進(jìn)一步地，上述方法中，獲取操作終端自身的動(dòng)作控制信號(hào)，對(duì)所述動(dòng)作控制信號(hào)進(jìn)行分析，以確定對(duì)所述工程機(jī)械的操控信息的步驟包括：所述操控終端感應(yīng)自身的動(dòng)作控制信號(hào)，所述動(dòng)作控制信號(hào)包括所述操控終端感的自身重力方向和傾斜度；將所述重力方向和傾斜度與所述大地基準(zhǔn)進(jìn)行比較，通過數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換，獲取包含有操控方向和操控速度的操控信息。

進(jìn)一步地，上述方法還包括：獲取所述工程機(jī)械的當(dāng)前位姿及工況信息；對(duì)所述當(dāng)前位姿、工況信息及操控信息圖像化處理，并分區(qū)動(dòng)態(tài)顯示處理后的當(dāng)前位姿、工況信息及操控信息。

進(jìn)一步地，上述方法還包括：采用聲音、振動(dòng)、文字、動(dòng)畫中的一種或多種形式，發(fā)出動(dòng)態(tài)提示信號(hào)，進(jìn)行預(yù)警。

進(jìn)一步地，上述方法還包括：基于所述操控信息，設(shè)置所述工程機(jī)械的運(yùn)動(dòng)軌跡，確定所述工程機(jī)械的旋轉(zhuǎn)規(guī)劃量和臂架平移規(guī)劃量；判斷所確定的旋轉(zhuǎn)規(guī)劃量和臂架平移規(guī)劃量是否在對(duì)應(yīng)的限位量范圍內(nèi)，如果所述旋轉(zhuǎn)規(guī)劃量和臂架平移規(guī)劃量在對(duì)應(yīng)的限位量范圍內(nèi)，根據(jù)預(yù)設(shè)的規(guī)劃位移量與驅(qū)動(dòng)電流的對(duì)應(yīng)關(guān)系，確定與所述旋轉(zhuǎn)量和臂架平移量對(duì)應(yīng)的驅(qū)動(dòng)電流，對(duì)所述驅(qū)動(dòng)電流進(jìn)行反饋校正后，將其輸出至所述工程機(jī)械的動(dòng)作執(zhí)行機(jī)構(gòu)；如果所述旋轉(zhuǎn)規(guī)劃量和臂架平移規(guī)劃量中的任一規(guī)劃量不在對(duì)應(yīng)的限位量范圍內(nèi)，則針對(duì)不在對(duì)應(yīng)的限位量范圍內(nèi)的規(guī)劃量，調(diào)整所設(shè)置的運(yùn)動(dòng)軌跡，直到使所述旋轉(zhuǎn)規(guī)劃量和臂架平移規(guī)劃量均在對(duì)應(yīng)的限位量范圍內(nèi)。

相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明具有以下優(yōu)勢(shì)：

本發(fā)明的操作終端以大地基準(zhǔn)為參照，建立與工程機(jī)械相同的坐標(biāo)系，不僅便于進(jìn)行工程機(jī)械位姿的確定，有助于進(jìn)行工程機(jī)械的臂架、轉(zhuǎn)臺(tái)位姿的定位，還方便對(duì)操控信息進(jìn)行轉(zhuǎn)換和處理，實(shí)現(xiàn)與工程機(jī)械操作的無縫連接，避免因手柄或標(biāo)定引起的操作誤差。

在操控過程中，操作終端根據(jù)獲取所述工程機(jī)械的位姿、工況信息及操控信息，確定并輸出所述工程機(jī)械的操控信息給所述工程機(jī)械的控制裝置，實(shí)現(xiàn)對(duì)工程機(jī)械的控制。因此，本發(fā)明的操作終端不僅便于實(shí)現(xiàn)工程機(jī)械的精確控制，而且操作準(zhǔn)確靈活。

相應(yīng)地，本發(fā)明還提供一種工程機(jī)械的操控終端，該工程機(jī)械的操控終端包括：初始化模塊，配置為以大地基準(zhǔn)為參照，建立操作終端與工程機(jī)械的三維坐標(biāo)系；信息獲取模塊，配置為獲取自身的動(dòng)作控制信號(hào)，并據(jù)此確定所述工程機(jī)械的操控信息；信息輸出模塊，配置為向所述工程機(jī)械的控制裝置輸出所述操控信息。