[發(fā)明專利]泵車臂架隨動(dòng)控制系統(tǒng)及控制方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010183877.4
• 申請日: 2020-03-16
• 公開（公告）號(hào): CN111352448A
• 公開（公告）日: 2020-06-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 閻軍;王帥;李海波
• 申請（專利權(quán)）人: 湖南響箭重工科技有限公司
• 主分類號(hào): G05D3/12
• 分類號(hào): G05D3/12;E04G21/02
• 代理公司: 北京勁創(chuàng)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11589
• 代理人: 張鐵蘭

1.一種泵車臂架隨動(dòng)控制系統(tǒng)，其特征在于，包括控制器、操作裝置、數(shù)字多路閥、傾角傳感器和回轉(zhuǎn)編碼器；所述操作裝置設(shè)置在布料管末端；

所述傾角傳感器與所述回轉(zhuǎn)編碼器用于實(shí)時(shí)獲取所述臂架的位姿，并將獲取到的位姿信號(hào)傳輸至所述控制器；所述控制器與所述傾角傳感器、所述回轉(zhuǎn)編碼器之間采用CAN總線實(shí)現(xiàn)信號(hào)傳輸；所述數(shù)字多路閥與所述控制器之間采用CAN總線實(shí)現(xiàn)信號(hào)傳輸與控制；所述操作裝置通過CAN總線與所述控制器連接；

所述操作裝置為帶有萬向搖桿的隨動(dòng)裝置，所述萬向搖桿可在水平面內(nèi)的任意方向做往復(fù)運(yùn)動(dòng)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的泵車臂架隨動(dòng)控制系統(tǒng)，其特征在于，所述控制器為支持復(fù)雜數(shù)學(xué)運(yùn)算的控制器。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的泵車臂架隨動(dòng)控制系統(tǒng)，其特征在于，所述數(shù)字多路閥的流量取決于閥口開度。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的泵車臂架隨動(dòng)控制系統(tǒng)，其特征在于，以所述臂架在水平面內(nèi)的豎直投影為x軸，所述臂架在所述水平面內(nèi)的垂直線為y軸，將所述隨動(dòng)裝置安裝在原點(diǎn)處，所述萬向搖桿的一端沿所述x軸的正方向設(shè)置。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的泵車臂架隨動(dòng)控制系統(tǒng)，其特征在于，所述隨動(dòng)裝置上設(shè)有手環(huán)，所述手環(huán)用于通過旋轉(zhuǎn)和拉動(dòng)操作來向所述控制器發(fā)出期望的臂架末端速度信號(hào)。

6.一種基于權(quán)利要求1-5中任一項(xiàng)所述的泵車臂架隨動(dòng)控制系統(tǒng)的控制方法，其特征在于，包括以下步驟：

獲取回轉(zhuǎn)角度、每一臂架關(guān)節(jié)的傾斜角度；

根據(jù)期望的臂架末端運(yùn)動(dòng)方向操作所述萬向搖桿以獲取所述臂架末端的速度信號(hào)；

依據(jù)所述回轉(zhuǎn)角度、所述每一臂架關(guān)節(jié)的傾斜角度和所述臂架末端的速度信號(hào)，確定回轉(zhuǎn)臺(tái)以及所述每一臂架關(guān)節(jié)的角度變化量并控制數(shù)字多路閥完成動(dòng)作。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的泵車臂架隨動(dòng)控制方法，其特征在于，所述根據(jù)期望的臂架末端運(yùn)動(dòng)方向操作所述萬向搖桿以獲取所述臂架末端的速度信號(hào)，具體為：

操作所述萬向搖桿以發(fā)出一個(gè)具體的水平面內(nèi)的速度信號(hào)；其中，所述萬向搖桿的傾斜方向?yàn)樗銎谕谋奂苣┒诉\(yùn)動(dòng)方向，所述萬向搖桿的推程大小為期望的臂架末端運(yùn)動(dòng)速度大小。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的泵車臂架隨動(dòng)控制方法，其特征在于，以所述臂架在水平面內(nèi)的豎直投影為x軸，所述臂架在所述水平面內(nèi)的垂直線為y軸，所述萬向搖桿的一端在所述x軸的正方向。

9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的泵車臂架隨動(dòng)控制方法，其特征在于，所述臂架的軌跡由下列方程組確定：

W_i,i＝1+|H_i(θ_i)|，

式中，Δθ為各節(jié)臂架的角度變化量，為所述臂架的角速度；Δt為步長；i為所述臂架的關(guān)節(jié)節(jié)數(shù)；為臂架末端的速度向量；為所述臂架的加權(quán)矩陣，用于限制各個(gè)臂架關(guān)節(jié)的角度不超限；I_n為單位矩陣；n為所述臂架的關(guān)節(jié)數(shù)量；J^T為所述臂架的雅克比矩陣的轉(zhuǎn)置；J為所述臂架的雅克比矩陣；為的空間任一常矢量；W_i,i為所述臂架的加權(quán)因子，它是一對(duì)稱正定矩陣；H_i(θ_i)為所述臂架的加權(quán)式；θ_iM、θ_im分別為所述臂架的第i關(guān)節(jié)角度的上限值、下限值。

10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的泵車臂架隨動(dòng)控制方法，其特征在于，所述獲取回轉(zhuǎn)角度、每一臂架關(guān)節(jié)的傾斜角度之前，還包括：

切換遙控器上的模式為智能控制模式。