[發明專利]一種混合式臂架末端姿態直線控制系統及方法

在審

• 申請號: 201910709730.1
• 申請日: 2019-08-02
• 公開（公告）號: CN112296998A
• 公開（公告）日: 2021-02-02
• 發明（設計）人: 易鑫;李善德;黃其柏;馬艷娥;梁晗
• 申請（專利權）人: 湖北省專用汽車研究院
• 主分類號: B25J9/16
• 分類號: B25J9/16;B64F5/20;B66F11/04
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種混合式臂架末端姿態直線控制系統，其特征在于：包括控制器、轉臺編碼器、轉臺、比例多路閥組、托架、伸縮臂編碼器、伸縮臂、伸縮臂油缸、伸縮位移傳感器、折臂油缸、折臂編碼器、折臂、平臺編碼器、平臺內外翻轉機構、平臺上下翻轉翻轉機構、平臺左右擺動機構、平臺傾角傳感器、俯仰油缸、控制柜、控制面板，所述控制器安裝在控制柜內，采集傳感器與開關信號，通過算法控制轉臺回轉、伸縮臂伸縮、折臂擺動、平臺內外翻轉、平臺上下翻轉、平臺左右擺動，控制器設置有CAN通訊接口、開關量輸入端口、模擬量輸入端口、開關量輸出端口、PWM輸出端口、模擬量輸出端口，其中輸入端口與轉臺編碼器、伸縮臂編碼器、伸縮位移傳感器、折臂編碼器、平臺編碼器、平臺傾角傳感器、控制面板上的開關及比例手柄相連，輸出端通過比例多路閥組或直接與轉臺、伸縮臂油缸、折臂油缸、平臺內外翻轉機構、平臺上下翻轉翻轉機構、平臺左右擺動機構、俯仰油缸相連，CAN接口與面板上顯示終端相連。

2.根據權利要求1所述一種混合式臂架末端姿態直線控制系統，其特征在于：所述平臺內外翻轉機構安裝在轉臺上，驅動平臺圍繞Y軸旋轉，保持直線運動過程中調節平臺與面-XY夾角；驅動平臺圍繞X軸旋轉，調節平臺與面-XZ夾角；驅動平臺圍繞Z軸擺動，保持直線運動過程中調節平臺側面與面-YZ夾角；所述伸縮臂編碼器安裝端面與托架固定，旋轉軸與伸縮臂旋轉軸相連，測量伸縮臂與托架的相對夾角ɑ；所述轉臺編碼器安裝端面與托架固定，旋轉軸與轉臺旋轉軸心相連，測量回轉轉臺旋轉角度φ；所述伸縮位移傳感器安裝在伸縮油缸上，測量油缸伸縮位移，得到伸縮臂的長度l₁；所述控平臺傾角傳感器安裝在平臺側面上，測量平臺與面-YZ的夾角δ及與面-XY的夾角β；所述折臂編碼器安裝端面與伸縮臂固定，旋轉軸與折臂旋轉軸心相連，測量折臂與伸縮臂之間的夾角θ；所述平臺編碼器安裝在平臺左右擺動機構上，測量平臺與面-YZ的夾角γ。

3.根據權利要求1所述一種混合式臂架末端姿態直線控制系統，其特征在于：所述控制柜安裝于轉臺上，用于安裝控制器與指令開關，并起到防塵、防震、防水作用。

4.根據權利要求1或3所述一種混合式臂架末端姿態直線控制系統，其特征在于：所述控制面板包括2個比例手柄、3個三位旋轉復位開關、4個三位旋轉自鎖開關、1個自鎖按鈕、1個急停開關、1個電源開關、1個電源指示燈、1個車載終端；所述比例手柄屬于雙軸比例手柄，分別控制伸縮臂上行、下行、伸展、回收及轉臺左轉、轉臺右轉、折臂上擺、折臂下擺；所述三位旋轉復位開關為平臺內外翻轉、平臺左右擺動、平臺上下翻轉功能按鈕，控制平臺圍繞X、Y、Z軸旋轉；所述三位旋轉自鎖開關包括左右直線、前后直線、上下直線、作業功能4個按鈕，左右直線按鈕控制臂架末端走沿著平臺左右走直線，前后直線控制臂架末端走沿著前后走直線，上下直線控制臂架末端走沿著上下走直線，作業功能按鈕根據對象不同控制作業模式不同，例如飛機除冰車的蒸汽發生系統控制、消防云梯車水泡控制等；所述自鎖按鈕為直線運動基準按鈕，記錄當前末端狀態，建立臂架末端沿著特定方向直線運動的坐標系基準，例如：飛機除冰車清除飛機機翼冰層時，需要建立適應沿機翼方向做左右、前后直線運動的空間基準坐標系；所述車載終端為觸摸顯示屏，顯示臂架狀態及安全報警信息，在線修改系統內部參數，設置直線運動速度。