[发明专利]臂架末端的运动控制方法、装置、系统和多节臂架车辆

说明书

技术领域

本发明涉及工程机械领域，更具体地，涉及一种臂架末端的运动控制方法、装置、系统和多节臂架车辆。

背景技术

随着建筑业、高铁等领域的蓬勃发展，具有臂架设备的各种施工车辆被广泛使用。在这类车辆通常具有多节臂架。该臂架设备通常包括相互连接的多节臂架，相邻臂架之间连接有臂架油缸，该臂架油缸可驱动与该臂架油缸相连的两个相邻臂架绕该两个相邻臂架的连接轴旋转相当角度。同时，该臂架设备整体通过转台固定在机座上，臂架设备整体在转台的带动下，可以绕垂直于水平面的竖轴进行360度的旋转。这种臂架设备常见的有泵车、消防车等，以泵车为例，泵车作为施工设备，用于将物体从一个地点移动到另一个地点，以及将物体吊起。

目前，上述臂架设备广泛使用于各种施工现场进行混凝土浇筑以及其他类似的工作。一种典型的具有臂架设备的施工车辆是混凝土泵车，这种车辆在需要混凝土浇筑的施工现场，按照操控要求进行混凝土浇筑施工。当臂架设备用于混凝土浇筑以及其他类似场合时，对其控制具有较高的要求，尤其是对其臂架未端的位置需要进行准确的控制。

为了便于控制臂架未端的位置，现有技术中设计了一种遥控器，如图1所示的遥控器的结构示意图，其中，遥控器101上的操纵杆102有多个，分别对应每节臂架和臂架转台，操作员使用操纵杆102分别对每节臂架发出转动方向和转动速率控制指令、对臂架转台发出旋转方向和旋转速率控制指令，上述各节臂架和臂架转台根据指令执行相应的运动，这些运动组合后得到臂架末端的运动轨迹和运动速率。也可以利用液压阀操作手柄代替遥控器发出上述控制指令，且控制结果与遥控器相同。

为实现臂架末端按照期望的轨迹和速率运动，上述操作员需要同时操作每节臂架的转动方向及转动速率，并同时操作臂架转台旋转的方向和速率。这需要操作员从已知的臂架末端运动轨迹和速率解算出每节臂架的转动方向及速率、臂架转台的旋转方向及速率。这是一个复杂的运算过程，对操作员技能、工作经验和机敏反映程度要求较高。因此在实际操作过程中，操作员通常需要通过试错的方法操作臂架，在试错过程中经常导致臂架末端运动轨迹和速率的控制出现差错，从而引起危险工况和混凝土浪费问题，进而导致了工作效率的低下。

针对上述操作员利用试错法分别操控每一节臂架和转台旋转存在臂架末端运动的控制错误和不稳定的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

发明内容

本发明目的在于提供一种臂架末端的运动控制方法、装置、系统和多节臂架车辆，以提高多节臂架车辆的臂架末端运行的准确性。

根据本发明的一方面，提供了一种臂架末端的运动控制方法，应用于多节臂架车辆上，该方法包括：接收操作者通过遥控器发送的臂架末端的运动速率指示信息；其中，该遥控器位于预先设定的轨迹上或轨迹的延长线上；获取臂架末端的位置信息和遥控器的位置信息；根据臂架末端的位置信息和遥控器的位置信息确定臂架末端的运动方位角；根据运动速率指示信息中的运动速率和运动方位角控制各节臂架的旋转速度和大臂的回转速度，使臂架末端沿着轨迹运动。

优选地，上述根据臂架末端的位置信息和遥控器的位置信息确定臂架末端的运动方位角包括：设置臂架末端的运动方位角其中，（X_B，Y_B）为臂架末端的位置坐标，（X_S，Y_S）为遥控器的位置坐标。

根据本发明的另一方面，提供了一种臂架末端的运动控制装置，应用于多节臂架车辆上，包括：速率指示接收模块，用于接收操作者通过遥控器发送的臂架末端的运动速率指示信息；遥控器位于预先设定的轨迹上或轨迹的延长线上；位置信息获取模块，用于获取臂架末端的位置信息和遥控器的位置信息；运动方位角确定模块，用于根据位置信息获取模块获取的臂架末端的位置信息和遥控器的位置信息确定臂架末端的运动方位角；运动控制模块，用于根据速率指示接收模块接收的运动速率指示信息中的运动速率和运动方位角确定模块确定的运动方位角，控制各节臂架的旋转速度和大臂的回转速度，使臂架末端沿着轨迹运动。

优选地，上述位置信息获取模块包括：第一位置获取单元，用于通过设置在臂架末端上的第一位置检测装置获取臂架末端的位置坐标；第二位置获取单元，用于通过设置在遥控器上的第二位置检测装置获取遥控器的位置坐标。

优选地，上述运动方位角确定模块包括：方位角设置单元，用于设置臂架末端的运动方位角其中，（X_B，Y_B）为臂架末端的位置坐标，（X_S，Y_S）为遥控器的位置坐标。