[發明專利]臂架末端位置控制方法及系統及包含該系統的工程機械

在審

• 申請號: 201811142418.0
• 申請日: 2018-09-28
• 公開（公告）號: CN109375585A
• 公開（公告）日: 2019-02-22
• 發明（設計）人: 王嚴;胡敏;張遷;毛文革;皮皓杰
• 申請（專利權）人: 湖南希法工程機械有限公司;中聯重科股份有限公司
• 主分類號: G05B19/416
• 分類號: G05B19/416
• 代理公司: 北京潤平知識產權代理有限公司 11283
• 代理人: 肖冰濱;王曉曉

本發明實施例提供一種臂架末端位置控制方法、系統及工程機械，該方法包括：接收用于操控臂架末端位置的操控機構所指示的方向及幅度；接收臂架末端的實際速度及位置；根據方向及幅度、臂架末端的實際速度、以及加速度上限約束和/或速度上限約束，確定臂架末端在加速度上限約束和/或速度上限約束下的期望運動速度；根據操控機構指示方向及幅度的持續時間，對期望運動速度進行積分，得出臂架末端的位移增量；根據位移增量及臂架末端的所述實際位置，確定臂架末端的目標位置；以及控制臂架的驅動機構，以使得臂架末端運動至目標位置。通過該方案，可使得操作人員直接控制臂架末端位置，而無需經由對臂架每一關節進行單獨操控而控制臂架末端位置。

技術領域

本發明涉及工程機械領域，具體地涉及臂架末端位置控制方法、臂架末端位置控制系統及包含該臂架末端位置控制系統的工程機械。

背景技術

工程機械行業內的很多工程機械涉及到對臂架的控制，該臂架一般包含一個或多個關節，而目前對多關節臂架操控的常規方法是通過遙控器分別控制每個關節動作，使得臂架末端逐漸接近目標位置。

隨著關節數量增多，操作過程繁瑣，對操作人員熟練程度和經驗水平要求也較高。研究出一種可使得操作人員可直接控制臂架末端位置的控制方法和系統具有重要意義。

發明內容

本發明實施例的目的是提供一種臂架末端位置控制方法、臂架末端位置控制系統及包含該臂架末端位置控制系統的工程機械，其可使得操作人員直接控制臂架末端位置，而無需經由對臂架每一關節進行單獨操控而控制臂架末端位置。

為了實現上述目的，本發明實施例提供一種臂架末端位置控制方法，該方法包括：接收用于操控所述臂架末端位置的操控機構所指示的方向及幅度；接收所述臂架末端的實際速度及實際位置；根據所述方向及幅度、所述臂架末端的實際速度、以及加速度上限約束和/或速度上限約束，確定所述臂架末端在所述加速度上限約束和/或速度上限約束下的期望運動速度；根據所述操控機構指示所述方向及幅度的持續時間，對所述期望運動速度進行積分，得出所述臂架末端的位移增量；根據所述位移增量及所述臂架末端的所述實際位置，確定所述臂架末端的目標位置；以及控制所述臂架的驅動機構，以使得所述臂架末端運動至所述目標位置。

可選的，所述加速度上限約束和/或速度上限約束根據以下一者或多者而被確定：臂架應用場景的工作需求、臂架參數、驅動所述臂架的液壓系統的流量情況、所述臂架接近工作空間邊緣的程度、以及臂架關節接近極限位置的程度。

可選的，所述臂架包含一個或多個關節，所述控制所述臂架的驅動機構以使得所述臂架末端運動至所述目標位置包括：根據所述臂架末端的目標位置，反解出一組目標關節位置，該組目標關節位置包含所述臂架末端運行至所述目標位置時，所述臂架的所述一個或多個關節各自的目標關節位置；針對所述臂架的所述一個或多個關節中的每一關節，執行以下操作以得出一組目標關節速度，其中該組目標關節速度包含所述臂架末端運行至所述目標位置時，所述臂架的所述一個或多個關節各自的目標關節速度：確定該關節的實際關節位置及實際關節速度，以作為該關節的關節空間軌跡的起點的關節位置及關節速度；根據該關節的實際關節位置及實際關節速度以及所述目標關節位置，確定所述臂架末端運行至所述目標關節位置時的目標關節速度，并將該目標關節速度及所述目標關節位置作為所述關節空間軌跡的終點的關節位置及關節速度；控制所述臂架的驅動機構，以使得所述臂架的所述一個或多個關節滿足各自的目標關節位置及目標關節速度。

可選的，所述確定所述臂架末端運行至所述目標位置時的目標關節速度包括：根據所述關節的實際關節位置以及目標關節位置，確定所述關節在當前軌跡規劃周期內的期望平均運動速度；以及根據該期望平均運動速度及所述關節在當前軌跡規劃周期開始時的實際關節速度，確定所述關節的所述目標關節速度。

可選的，所述目標關節速度被確定為：

w_end＝2w_avg-w_init，