一种面向混合臂式高空作业车的智能缓冲控制系统及方法技术方案

本发明专利技术涉及高空作业装备控制技术领域，公开了一种面向混合臂式高空作业车的智能缓冲控制系统及方法，系统包括臂架结构总成、液压多路阀回路，控制器、控制面板、臂架姿态采集传感器系统。具体控制方法包括：a)转台回转角、大臂长角传感器、折臂倾角传感器等臂架姿态信息采集，得到臂架的作业跨度；b)自动识别判断正在动作关节及其运动趋势，预判是否有超出安全作业范围或极限工位趋势；c)作业安全的智能缓冲保护或极限工位的智能缓冲保护控制判断；d)臂架智能缓冲控制算法计算得到适宜的运动速度；e)控制器输出控制信号，控制运动速度。本发明专利技术的优点在于可以在臂架接近极限工况时，根据当前臂架运动和控制信号，自适应控制臂架运动速度，减缓到达极限位置时的臂架振动。

【技术实现步骤摘要】
一种面向混合臂式高空作业车的智能缓冲控制系统及方法
本专利技术涉及高空作业装备控制
，具体是一种面向混合臂式高空作业车的智能缓冲控制系统及方法。
技术介绍
混合臂式高空作业车被用于电力、路灯、广告等领域，操作人员通过比例手柄或开关按钮独立控制臂架回转与俯仰等动作，将作业平台投放到欲指定位置，进行相关功能作业。现有技术中，臂架的运动速度只由手柄的开度控制，当臂架运动到其极限位置时，为了减小臂架的振动，应减小手柄开度降速，若操作人员操作不当，臂架在较大速度到达极限位置，臂架会突然停止运动，造成较大振动。通过本专利技术专利的实施，系统主动识别手柄开度和臂架姿态，当接近极限位置时，自适应调节臂架运动速度，使臂架缓慢接近极限位置，减小臂架的振动。
技术实现思路
本专利技术专利提供一种面向混合臂式高空作业车的智能缓冲控制系统及方法，目的是使臂架缓慢接近极限位置，减小臂架的振动。为实现以上目的，本专利技术采用如下系统方案：一种面向混合臂式高空作业车的智能缓冲控制系统，系统包括臂架结构总成、液压多路阀回路，控制器、控制面板、臂本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种面向混合臂式高空作业车的智能缓冲控制系统及方法，其特征在于，系统包括臂架结构总成、液压多路阀回路，控制器、控制面板、臂架姿态采集传感器系统；所述臂架结构总成包括液压马达驱动的转台、具有伸缩和变幅的大臂、可变幅的折臂；所述液压多路阀回路，由比例多路阀与其附件组成，用于控制执行结构动作，其中比例多路阀组接收控制器控制信号，根据控制信号通过改变其阀芯开口大小控制执行机构的运动速度；所述控制面板包括控制开关和比例手柄，向控制器发送控制指令，控制臂架关节动作和速度，其中比例手柄用于控制执行机构速度的元器件；所述臂架姿态采集系统包括转台回转编码器、大臂长角传感器，折臂倾角传感器，用于将采集的臂架姿...

【技术特征摘要】
1.一种面向混合臂式高空作业车的智能缓冲控制系统及方法，其特征在于，系统包括臂架结构总成、液压多路阀回路，控制器、控制面板、臂架姿态采集传感器系统；所述臂架结构总成包括液压马达驱动的转台、具有伸缩和变幅的大臂、可变幅的折臂；所述液压多路阀回路，由比例多路阀与其附件组成，用于控制执行结构动作，其中比例多路阀组接收控制器控制信号，根据控制信号通过改变其阀芯开口大小控制执行机构的运动速度；所述控制面板包括控制开关和比例手柄，向控制器发送控制指令，控制臂架关节动作和速度，其中比例手柄用于控制执行机构速度的元器件；所述臂架姿态采集系统包括转台回转编码器、大臂长角传感器，折臂倾角传感器，用于将采集的臂架姿态信息传输给控制器，计算作业跨度；所述控制器采集臂架各关节姿态传感器、比例手柄信号，并判定臂架姿态状态和运动趋势，再通过嵌入的臂架缓冲算法，智能给出控制策略，输出控制信号，从而减少臂架的振动，其安装在转台上，并通过电线与传感器、比例手柄、比例多路阀等元件连接。


2.根据权利要求1所述面向混合臂式高空作业车的缓冲控制系统，其特征在于，所述臂架姿态采集系统，转台回转编码器测量转台回转角，大臂长角传感器测量大臂的长度及俯仰角，折臂倾角传感器测量折臂的倾角，具体用于计算臂架的作业跨度S：



其中l1为大臂实测长度、l2为折臂实测长度、θ1为大臂倾角、θ2为折臂倾角。


3.根据权利要求1所述面向混合臂式高空作业车的缓冲控制系统，其特征在于，所述液压多路阀回路分为单比例回路和多比例回路；单比例回路是由四路并联的电磁换向阀与一路比例阀串联组成，四路电磁换向阀分别控制转台回转、大臂伸缩及俯仰、折臂变幅等动作切换与换向，一路比例阀控制运动速度，只能实现单一关节动作；多比例回路是由四路并联的多路阀组成，每一联都可以单独控制换向和速度，可以实现多关节复合动作。


4.一种面向混合臂式高空作业车的智能缓冲控制方法，即通过在接近极限位置前设置缓冲区，当臂架进入缓冲区，系统自动识别臂架运动状态，结合缓冲算法合理控制臂架速度，起到缓冲保护作用，具体包括以下步骤：
a.臂架信息采集：臂架姿态采集系统将转台回转角、大臂长角传感器、折臂倾角传感器等传感器信息反馈给控制器，控制器在通过臂架的作业跨度计算公式得到当前作业跨度；
b.关节运动状态判断：控制器采集面板开关、手柄指令信号，系统自动识别判断正在动作关节及其运动趋势，预判是否有超出安全作业范围或极限工位趋势，若有超出趋势，则进入缓冲保护控制；
c.臂架智能缓冲保护判断：系统预判进入缓冲保护控制模式，先判断是否满足作业安全的智能缓冲保护条件，再判断各关节是否满足极限工位的智能缓冲保护条件，若同时满足作业安全的智能缓冲保护和极限工位的智能缓冲保护条件，系统要进一步预判两者谁优先满足极限条件，则按照优先级进行速度结算；
d.臂架缓冲保护速度控制算法：控制器通过分析臂架的运动趋势和缓冲保护对象，给出相应的控制策略，根据手柄的开度和姿态传感器反馈信号，利用臂架智能缓冲控制算法计算得到合理的运动速度；
e.臂架缓冲控制：控制器根据计算结果，转换成电流信号，控制液压多路阀根据电流大小，调节阀芯开度，控制液压流量，进一步控制臂架运动速度，起到缓冲作用。


5.根据权利要求4所述一种面向混合臂式高空作业车的智能缓冲控制方法，其特征在于，所述步骤b、c中的智能缓冲保护判断方法，系统限制只实现单一关节动作，具体判断方法如下：
a....

【专利技术属性】
技术研发人员：易鑫，黄其柏，陆学保，李善德，梁晗，
申请(专利权)人：湖北省专用汽车研究院，
类型：发明
国别省市：湖北;42