臂架末端运动规划方法、装置、控制系统及工程机械制造方法及图纸

本发明专利技术涉及机械控制领域，公开了一种臂架末端运动规划方法、装置、控制系统及工程机械。所述臂架末端运动规划方法包括：接收通过操作输入装置产生的针对臂架末端运动的单手随动指令，其中所述操作包括方向操作和行程操作，且所述单手随动指令包括与所述方向操作相一致的臂架末端的目标运动方向以及与所述行程操作相关联的臂架末端的目标运动速度；以及根据当前臂架状态信息及所述单手随动指令，规划各臂节的运动控制策略，以控制所述臂架末端在任意空间内运动。本发明专利技术使得机手不需要了解臂架与遥控器目标方向的相对关系，依靠万向手柄就可以单手操控臂架末端在任意空间内的运动。就可以单手操控臂架末端在任意空间内的运动。就可以单手操控臂架末端在任意空间内的运动。

【技术实现步骤摘要】
臂架末端运动规划方法、装置、控制系统及工程机械


[0001]本专利技术涉及机械控制领域，具体地，涉及一种臂架末端运动规划方法、装置、控制系统及工程机械。

技术介绍

[0002]很多工程机械的臂架一般由多臂节组成，作业时需要操控多个臂节来完成臂架的移动，并最终使得臂架末端按规划进行布料。但是，多臂节操控对于机手的要求极高，需要精力高度集中，且劳动强度大，新手难以熟练掌握，熟练机手也无法实现单手操控。
[0003]对此，现有技术中提出了设计遥控器的操纵坐标系以将遥控器操作方式与臂架末端运动进行坐标关联的方案。但是，该方案要求机手能够准确了解臂架与遥控器目标方向的相对关系，而机手在施工现场的观察角度为平视，从而在实践上是极难了解臂架与遥控器目标方向的相对关系，进而造成操作困难。
[0004]因此，需要新的臂架末端控制方案。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是提供一种臂架末端运动规划方法、装置、控制系统及工程机械，用于至少部分地解决上述技术问题。
[0006]为了实现上述目的，本专利技术提供一种臂架末端运动规划方法，应用于工程机械，且包括：接收通过操作输入装置产生的针对臂架末端运动的单手随动指令，其中所述操作包括方向操作和行程操作，且所述单手随动指令包括与所述方向操作相一致的臂架末端的目标运动方向以及与所述行程操作相关联的臂架末端的目标运动速度；以及根据当前臂架状态信息及所述单手随动指令，规划各臂节的运动控制策略，以控制所述臂架末端在任意空间内运动。
[0007]优选地，在所述规划各臂节的运动控制策略之前，所述臂架末端运动规划方法还包括：基于车身坐标系进行所述输入装置的所述方向操作与所述臂架末端的所述目标运动方向之间的转换，以及进行所述输入装置的所述行程操作与所述臂架末端的所述目标运动速度之间的转换。
[0008]优选地，在所述规划各臂节的运动控制策略之前，所述臂架末端运动规划方法还包括：在现场作业环境中确定处于机手可视范围内的任意两个标定点，并基于该两个标定点的连线建立参考坐标系；以及基于所述参考坐标系相对于车身坐标系的偏移角度以及所述两个标定点在所述参考坐标系中的坐标，进行所述输入装置的所述方向操作与所述臂架末端的所述目标运动方向之间的转换，以及进行所述输入装置的所述行程操作与所述臂架末端的所述目标运动速度之间的转换。
[0009]优选地，所述任意两个标定点是任意固定参照物上的标定点。
[0010]优选地，所述运动规划方法还包括：接收通过所述输入装置输入的锁臂指令；以及响应于所述锁臂指令，规划关于一个或多个臂节的锁定策略。
[0011]另一方面，本专利技术还提供一种臂架末端运动规划装置，应用于工程机械，且所述臂架末端运动规划装置包括：接收模块，用于接收通过操作输入装置产生的针对臂架末端运动的单手随动指令，其中所述操作包括方向操作和行程操作，且所述单手随动指令包括与所述方向操作相一致的臂架末端的目标运动方向以及与所述行程操作相关联的臂架末端的目标运动速度；以及规划模块，用于根据当前臂架状态信息及所述单手随动指令，规划各臂节的运动控制策略，以控制所述臂架末端在任意空间内运动。
[0012]优选地，所述臂架末端运动规划装置还包括：标定模块，用于在现场作业环境中确定处于机手可视范围内的任意两个标定点，并基于该两个标定点建立参考坐标系；以及转换模块，用于基于所述参考坐标系相对于车身坐标系的偏移角度以及所述两个标定点在所述参考坐标系中的坐标，进行所述输入装置的所述方向操作与所述臂架末端的所述目标运动方向之间的转换，以及进行所述输入装置的所述行程操作与所述臂架末端的所述目标运动速度之间的转换。
[0013]优选地，所述接收模块还用于接收通过所述输入装置输入的锁臂指令，而所述规划模块还用于响应于所述锁臂指令，规划关于一个或多个臂节的锁定策略。
[0014]另一方面，本专利技术还提供一种臂架末端运动规划装置，包括：存储器，其存储有能够在处理器上运行的程序；以及所述处理器，其被配置为执行所述程序时实现上述任意的臂架末端运动规划方法。
[0015]另一方面，本专利技术还提供一种臂架末端运动控制系统，包括：检测装置，用于检测臂架状态信息；输入装置，用于响应于机手操作而产生针对臂架末端运动的单手随动指令，其中所述操作包括方向操作和行程操作，且所述单手随动指令包括与所述方向操作相一致的臂架末端的目标运动方向以及与所述行程操作相关联的臂架末端的目标运动速度；上述任意的臂架末端运动规划装置，用于根据所述臂架状态信息及所述单手随动指令，规划各臂节的运动控制策略；控制装置，用于执行所述运动控制策略以生成针对各臂节的控制指令；以及执行装置，用于响应于所述控制指令而驱动各臂节动作，以使得所述臂架末端能够在任意空间内运动。
[0016]优选地，所述输入装置是配置有万向手柄和上下拨杆的遥控器，其中所述万向手柄用于控制臂架末端向水平面内的任意方向运动，而所述上下拨杆用于控制臂架末端的垂直方向运动，且所述万向手柄与所述上下拨杆相配合以控制臂架末端在任意空间内的运动，所述方向操作为拨动所述万向手柄或所述上下拨杆至所需方向，且所述行程操作为控制所述万向手柄或所述上下拨杆在相应拨动方向上的开度。
[0017]优选地，所述遥控器还配置有以下任意一者或多者：锁臂开关，用于控制一个或多个臂节的锁定；切换开关，用于切换针对臂架末端运动的单手随动模式和手动操作模式，其中所述单手随动模式是利用所述万向手柄与所述上下拨杆相配合以控制臂架末端在任意空间内的运动的模式，所述手动操作模式是利用另行设置的多个控制拨杆逐一调整各臂节状态以控制臂架末端运动的模式；以及显示屏，用于实时显示施工过程中关联于臂架的任意信息。
[0018]另一方面，本专利技术还提供一种工程机械，所述工程机械是混凝土布料设备。
[0019]另一方面，本专利技术还提供一种机器可读存储介质，所述机器可读存储介质上存储有指令，该指令用于使得机器执行上述任意的臂架末端运动规划方法。
[0020]通过上述技术方案，本专利技术配置针对输入装置的方向操作与臂架末端的目标运动方向相一致，且配置针对输入装置的行程操作与臂架末端的目标运动速度相一致，从而机手不需要了解臂架与遥控器目标方向的相对关系，依靠万向手柄就可以单手操控臂架末端在任意空间内的运动。
[0021]本专利技术的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
[0022]附图是用来提供对本专利技术的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本专利技术，但并不构成对本专利技术的限制。在附图中：
[0023]图1是本专利技术实施例一的臂架末端运动规划方法的流程示意图。
[0024]图2是本专利技术实施例的示例一的作业场景示意图。
[0025]图3是本专利技术实施例的示例二的作业场景示意图。
[0026]图4是本专利技术实施例的示例二中的作业场景标定坐标换算示意图；
[0027]图5是本专利技术实施例二的臂架末端运动规划装本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种臂架末端运动规划方法，其特征在于，应用于工程机械，且所述臂架末端运动规划方法包括：接收通过操作输入装置产生的针对臂架末端运动的单手随动指令，其中所述操作包括方向操作和行程操作，且所述单手随动指令包括与所述方向操作相一致的臂架末端的目标运动方向以及与所述行程操作相关联的臂架末端的目标运动速度；以及根据当前臂架状态信息及所述单手随动指令，规划各臂节的运动控制策略，以控制所述臂架末端在任意空间内运动。2.根据权利要求1所述的臂架末端运动规划方法，其特征在于，在所述规划各臂节的运动控制策略之前，所述臂架末端运动规划方法还包括：基于车身坐标系进行所述输入装置的所述方向操作与所述臂架末端的所述目标运动方向之间的转换，以及进行所述输入装置的所述行程操作与所述臂架末端的所述目标运动速度之间的转换。3.根据权利要求1所述的臂架末端运动规划方法，其特征在于，在所述规划各臂节的运动控制策略之前，所述臂架末端运动规划方法还包括：在现场作业环境中确定处于机手可视范围内的任意两个标定点，并基于该两个标定点的连线建立参考坐标系；以及基于所述参考坐标系相对于车身坐标系的偏移角度以及所述两个标定点在所述参考坐标系中的坐标，进行所述输入装置的所述方向操作与所述臂架末端的所述目标运动方向之间的转换，以及进行所述输入装置的所述行程操作与所述臂架末端的所述目标运动速度之间的转换。4.根据权利要求3所述的臂架末端运动规划方法，其特征在于，所述任意两个标定点是任意固定参照物上的标定点。5.根据权利要求1所述的臂架末端运动规划方法，其特征在于，所述运动规划方法还包括：接收通过所述输入装置输入的锁臂指令；以及响应于所述锁臂指令，规划关于一个或多个臂节的锁定策略。6.一种臂架末端运动规划装置，其特征在于，应用于工程机械，且所述臂架末端运动规划装置包括：接收模块，用于接收通过操作输入装置产生的针对臂架末端运动的单手随动指令，其中所述操作包括方向操作和行程操作，且所述单手随动指令包括与所述方向操作相一致的臂架末端的目标运动方向以及与所述行程操作相关联的臂架末端的目标运动速度；以及规划模块，用于根据当前臂架状态信息及所述单手随动指令，规划各臂节的运动控制策略，以控制所述臂架末端在任意空间内运动。7.根据权利要求6所述的臂架末端运动规划装置，其特征在于，所述臂架末端运动规划装置还包括：标定模块，用于在现场作业环境中确定处于机手可视范围内的任意两个标定点，并基于该两个标定点建立参考坐标系；以及转换模块，用于基于所述参考坐标系相对于车身坐标系的偏移角度以及所述两个标定点在所述参考坐标系中的坐标，进行所述输入装置的所述方向操作与所述臂架末端的所述
目标运动方向之间的转换，以及进行所述输入装置的所述行程操作...

【专利技术属性】
技术研发人员：符伟杰，万梁，黄鑫，皮皓杰，唐律，吴亮，梁鹏升，
申请(专利权)人：中联重科股份有限公司，
类型：发明
国别省市：