[发明专利]臂架的振动控制装置、方法和系统及具有臂架的工程机械

说明书

技术领域

本发明涉及工程机械领域，具体地，涉及一种臂架的振动控制方法、一种臂架的振动控制装置、一种臂架的振动控制系统、以及具有臂架的工程机械。

背景技术

具有臂架结构的工程机械是一种常用的机械设备，其臂架的使用寿命和维护成本不仅受限于生产、制造质量，更严重的受限于工作强度和所受振动。尤其是工作时的振动，会给臂架带来持续性的影响，降低臂架的机械性能，降低臂架的疲劳寿命，且这种损害不易发现。严重时影响使用质量，甚至危及施工安全。因此，在此类具有臂架结构的工程机械的使用中，对臂架的振动控制至关重要。

现有技术中有涉及臂架的振动控制方法和装置，但或因控制时间长，或因控制精度差，难以满足工程要求。

发明内容

本发明旨在提供一种工作稳定，控制更加精确的臂架的振动控制方法、臂架的振动控制装置、臂架的振动控制系统、以及具有臂架的工程机械，以解决上述现有技术中存在的问题。

为了实现本发明的上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种臂架的振动控制方法，臂架包括顺次连接的多段臂节，每段臂节设置有臂节油缸，臂节油缸通过伸长或收缩来控制臂节的动作，振动控制方法包括：实时接收表示至少一段臂节的状态的臂节状态信号；根据接收到的臂节状态信号从存储有臂节的动态特性参数的动态特性参数数据库中提取对应的动态特性参数；通过臂节状态信号和所提取的动态特性参数来计算臂节控制参数；以及根据臂节控制参数生成至少一段臂节的臂节控制信号。

进一步地，臂节状态信号至少包括臂节振动信号和臂节姿态信号，动态特性参数是根据臂节状态信号中的臂节姿态信号来提取的。

进一步地，臂节控制参数通过以下表达式来计算：i(t)＝f(S1(t)，...，Sn(t)，C(t))；其中，i(t)为臂节控制参数，S1(t)，...Sn(t)为至少一段臂节的臂节振动信号，C(t)为与至少一段臂节的臂节姿态信号对应的动态特性参数。

进一步地，在通过接收到的臂节状态信号和所提取的动态特性参数来计算臂节控制参数时：如果接收到的臂节状态信号表明该臂节振动收敛，则按照与当前的臂节控制参数的调整方向相同的方向对所述臂节控制参数进行计算；如果接收到的臂节状态信号表明该臂节振动发散，则按照与当前的臂节控制参数的调整方向相反的方向对所述臂节控制参数进行计算。

进一步地，该方法还包括预先设置表征臂节振动强度的振动烈度阈值，以及在接收到臂节状态信号之后：根据接收到的臂节状态信号生成振动烈度值；以及对振动烈度值与振动烈度阈值进行比较，当振动烈度值大于振动烈度阈值时，从动态特性参数数据库中提取对应的动态特性参数。

根据本发明的一个方面，还提供了一种臂架的振动控制装置，臂架包括顺次连接的多段臂节，每段臂节设置有臂节油缸，臂节油缸通过伸长或收缩来控制臂节的动作，振动控制装置与至少一段臂节的臂节油缸连接，用于输出至少一段臂节的臂节控制信号到臂节油缸，振动控制装置包括依次连接的信号接收单元、信号处理单元以及信号发送单元：信号接收单元用于实时接收表示至少一段臂节的状态的臂节状态信号、并将臂节状态信号发送到信号处理单元；信号处理单元中包括存储有臂节的动态特性参数的动态特性参数数据库，信号处理单元用于根据接收到的臂节状态信号从动态特性参数数据库中提取对应的动态特性参数、通过臂节状态信号和所提取的动态特性参数来计算臂节控制参数、并将臂节控制参数发送到信号发送单元；信号发送单元用于根据接收到的臂节控制参数输出至少一段臂节的臂节控制信号。

进一步地，臂节状态信号至少包括臂节振动信号和臂节姿态信号，动态特性参数是根据臂节状态信号中的臂节姿态信号来提取的。

进一步地，臂节控制参数通过以下表达式来计算：i(t)＝f(S1(t)，...，Sn(t)，C(t))；其中，i(t)为臂节控制参数，S1(t)，...Sn(t)为至少一段臂节的臂节振动信号，C(t)为与至少一段臂节的臂节姿态信号对应的动态特性参数。

进一步地，信号处理单元用于在通过接收到的臂节状态信号和所提取的动态特性参数来计算臂节控制参数时：如果接收到的臂节状态信号表明该臂节振动收敛，则按照与当前的臂节控制参数的调整方向相同的方向对所述臂节控制参数进行计算；如果接收到的臂节状态信号表明该臂节振动发散，则按照与当前的臂节控制参数的调整方向相反的方向对所述臂节控制参数进行计算。