[发明专利]混凝土泵送设备及其末端软管的运动控制系统与方法

说明书

技术领域

本发明涉及混凝土泵送设备，尤其是一种混凝土泵送设备及其末端软管的运动控制系统与方法。

背景技术

混凝土泵送设备是一种利用压力将混凝土沿管道连续输送的机械，广泛应用于道路工程、桥梁工程、地下工程、工业与民用建筑施工等各个领域。混凝土泵车是一种典型的混凝土泵送设备。

混凝土泵车的臂架一般由至少三段臂节组成，每段臂节之间由铰接轴铰接，各臂节能够绕铰接轴旋转相当的角度，同时，该臂架整体通过转台固定在底架上，臂架整体借助液压马达的驱动作用可在转台的带动下，绕垂直于水平面的竖直轴进行360°的旋转。混凝土泵车的输送管附着在臂架上，并在靠近混凝土出口处设置有末端软管，用来对混凝土的浇筑起导向作用。在进行混凝土浇筑时，经常要按照操控要求，将固定于末臂节的末端软管从一个地点移动到另一个地点，因此对臂架的控制提出了较高的要求，尤其是对其末端的运动轨迹需要进行准确的控制。

目前在混凝土泵车末端软管的运动控制方面，只能依靠泵车操作机手通过无线遥控器或泵车电控柜内的控制器对各臂架油缸的伸缩控制以实现臂架末端（末端软管）按期望轨迹的运动控制，然而，泵车操作机手与末端软管操作员不是同一个人，而且遥控器操作员离浇筑位置一般较远，很多情况下，泵车操作机手并不知道末端软管处操作员的具体施工轨迹意图，相互之间的沟通不畅，导致降低施工效率，甚至给末端软管处操作员带来安全隐患。

发明内容

有鉴于此，有必要提供一种混凝土泵送设备末端软管的运动控制系统，以改善其末端软管的运动控制，提高末端软管的运动精度、施工效率和操作员的施工安全性。

有鉴于此，亦有必要提供一种混凝土泵送设备末端软管的运动控制方法，以提高末端软管的运动精度、施工效率和操作员的施工安全性。

有鉴于此，亦有必要提供一种具有上述运动控制系统的混凝土泵送设备。

本发明提供一种末端软管的运动控制系统，包括设置在末臂节上的末端软管，所述运动控制系统还包括操控手柄、臂架姿态监测单元、运动控制单元、及运动执行单元，所述操控手柄安装在末端软管上，所述操控手柄上设有方向控制开关，所述方向控制开关供末端软管处操作员进行操作来发出期望末端软管运动方向的运动控制指令信号，所述臂架姿态监测单元实时采集臂架的姿态信息并生成臂架末端的当前位置信号，所述运动控制单元同时接收所述运动控制指令信号及所述臂架末端的当前位置信号并生成相应的控制信号发送给运动执行单元，所述运动执行单元依据所述控制信号控制末端软管按照操作员期望的路线进行运动。

作为本发明的进一步改进，所述臂架姿态监测单元包括设置在各段臂节上实时采集各段臂节与水平面的夹角的倾角传感器以及设置在转台上实时采集臂架相对转台的转动量的角度传感器。

作为本发明的进一步改进，所述运动控制单元根据所述运动控制指令信号及所述臂架末端的当前位置信号，确定臂架末端所需的运动量，并分解为各段臂节所需的运动量以及转台所需的转动量。

作为本发明的进一步改进，所述运动执行单元包括多路阀和驱动组件，所述多路阀包括多个电磁阀，所述驱动组件包括回转液压马达及多个臂节油缸，所述回转液压马达用于驱动所述转台的回转，所述多个臂节油缸分别用于驱动所述多段臂节的伸缩，所述多个电磁阀分别与所述回转液压马达及所述多个臂节油缸对应相连。

作为本发明的进一步改进，所述操控手柄上设有模式切换开关，所述模式切换开关对应两种状态，其中一种状态为末端手柄操控模式，另一种状态为遥控器操控模式，通过按压所述模式切换开关，可以选定对臂架进行运动控制的模式并在末端手柄操控模式与遥控器操控模式之间进行切换。

作为本发明的进一步改进，所述方向控制开关的数量为四个，分别用于发出控制末端软管向下、向上、向外径方向、向内径方向运动的电信号。

作为本发明的进一步改进，所述操控手柄上设有集成式的开关组件，所述四个方向控制开关集成设置在所述开关组件上。

作为本发明的进一步改进，所述操控手柄套设安装于末端软管的外周面上。

作为本发明的进一步改进，所述操控手柄包括第一夹圈、第二夹圈、第一扶手、及第二扶手，所述第一夹圈和第二夹圈合围成圆形，用于套设固定在末端软管的外周面上，所述第一扶手和第二扶手分别环设在第一夹圈和第二夹圈的外围，所述第一扶手和第二扶手为弧形的管件结构，中间是空心的。