[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

本發明涉及一種混合式臂架末端姿態直線控制系統及方法，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、平臺左右擺動機構、平臺前后翻轉機構、平臺傾角傳感器、俯仰油缸、控制柜、控制面板等。具體方法：1)相鄰點遞歸差補逼近算法對軌跡坐標進行結算；2)判斷是否在安全范圍；3)臂架直線運動控制。本發明的優點在于可以智能實現混合式臂架末端姿態沿直線運動，滿足特種環境下作業需求，簡化操作流程，提高作業效率，保證作業安全。

技術領域

本發明涉及飛機除冰車、高空作業救援車等領域，具體是一種混合式臂架末端姿態直線控制系統及方法。

背景技術

混合式臂架系統被用于飛機除冰車、高空作業車、云梯救援車等領域，操作人員通過比例手柄或開關按鈕獨立控制臂架回轉，大臂伸縮，折臂調節等動作，將作業平臺投放到欲指定位置，進行相關功能作業。此種控制方法，臂架末端軌跡為圓弧，在特殊場合，例如飛機機翼除冰、高空作業車需要直線規避空中障礙等工況下，要求操作人員需掌握一定的專業技巧，不斷通過肉眼觀察末端姿態，反復獨立控制臂架回轉、大臂伸縮、折臂擺動，可以近似達到直線控制或規避障礙的效果，但是其控制效果差、效率低、操作要求高，不能滿足快速作業需求，有必要提出一種混合式臂架末端姿態直線控制系統及方法。

發明內容

本發明專利的目的是提供一種混合式臂架末端姿態直線運動的高精度控制系統及方法，滿足特定操作環境下，臂架末端保持直線運動狀態，簡化操作流程，提高作業效率，保證作業安全。

為實現以上目的，本發明采用如下系統方案：一種混合式臂架末端姿態直線控制系統，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。

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β。

所述平臺上下翻轉機構安裝在轉臺上，驅動平臺圍繞X軸旋轉，調節平臺與面-XZ夾角δ。

所述平臺左右擺動機構安裝在轉臺上，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γ。

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旋轉角度α。

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。