用于控制工程设备臂架的方法、处理器、装置及工程设备制造方法及图纸

本发明专利技术涉及工程设备技术领域，公开了一种用于控制工程设备臂架的方法、处理器、装置及工程设备，通过获取臂架的当前位姿信息并获取输入的运动指令，将运动指令和当前位姿信息输入至臂架挠度误差补偿模型中，以确定臂架的末端的目标末端速度，据当前位姿信息以及目标末端速度确定关节对应的运动速度，基于运动速度和运动指令生成用于调节臂架的位姿的控制指令。通过臂架挠度误差补偿模型对臂架的末端位置误差进行挠度补偿，有效的提升了臂架的末端位置的控制精度，且通过用于调节臂架位姿的控制指令，可以实现臂式高空作业平台末端位置的自动控制，使臂式高空作业平台的操作更加简单直观、可控性更好，降低劳动强度。降低劳动强度。降低劳动强度。

【技术实现步骤摘要】
用于控制工程设备臂架的方法、处理器、装置及工程设备


[0001]本专利技术涉及工程设备
，具体地涉及一种用于控制工程设备臂架的方法、处理器、装置及工程设备。

技术介绍

[0002]现有的包括臂架的工程设备的臂架通常是冗余自由度串联机构，其通过末端工作平台的空间运动辅助工作人员在高空中完成不同作业任务，广泛应用于市政、风电、机场、设备安装维护等场合。工程设备的应用场合日益广泛，同时也将面临作业环境复杂、作业难度高等问题，这就对工程设备作业的高效性、智能性提出更高要求。
[0003]工程设备的臂架由多个节臂和连接节臂的关节组成，节臂在工作的过程中，由于自身重力和端部工作平台载荷的影响，臂架极易出现大挠度变形，这使得工程设备的末端工作平台沿特定轨迹运行精准度低且稳定性差，为操作安全性带来隐患，为提高工程设备的作业效率，对其末端位置进行精确的运动控制有着重要意义。

技术实现思路

[0004]针对现有技术中的上述不足，本专利技术实施例的目的是提供用于控制工程设备臂架的方法、处理器、装置及工程设备。
[0005]为了实现上述目的，本专利技术第一方面提供一种用于控制工程设备臂架的方法，臂架包括多个节臂以及连接多个节臂的关节，包括：
[0006]获取臂架的当前位姿信息，当前位姿信息包括关节的当前转动角度和/或关节的当前伸缩量；
[0007]获取输入的运动指令；
[0008]将运动指令和当前位姿信息输入至臂架挠度误差补偿模型中，以确定臂架的末端的目标末端速度；
[0009]根据当前位姿信息以及目标末端速度确定关节对应的运动速度；以及
[0010]基于运动速度和运动指令生成用于调节臂架的位姿的控制指令。
[0011]在本专利技术实施例中，将运动指令和当前位姿信息输入至臂架挠度误差补偿模型中，以确定臂架的末端的目标末端速度，包括：
[0012]确定运动指令中的指令末端位移；
[0013]将指令末端位移和当前位姿信息输入至臂架挠度误差补偿模型中，以确定目标末端位移；
[0014]基于目标末端位移和运动指令中的运动时间确定末端的目标末端速度。
[0015]在本专利技术实施例中，臂架挠度误差补偿模型是通过以下步骤建立的：
[0016]基于预设位姿信息确定臂架的末端的预测期望位置和实际测量位置；
[0017]确定预测期望位置和实际测量位置之间的挠度误差；
[0018]根据不同的预设位姿信息确定预设测量数量的挠度误差；
[0019]基于预设测量数量的挠度差值确定臂架的位姿信息与挠度误差之间的关系式以及臂架挠度误差补偿模型的修正系数；
[0020]根据指令末端位移、关系式以及修正系数生成用于确定臂架的末端的目标末端位移的臂架挠度误差补偿模型。
[0021]在本专利技术实施例中，臂架挠度误差补偿模型包括：
[0022]p
j
＝p+f(l)*k
[0023]其中，p
j
表示目标末端位移，p表示指令末端位移，f(l)表示臂架的位姿信息与挠度误差之间的关系式，k表示臂架挠度误差补偿模型的修正系数。
[0024]在本专利技术实施例中，根据当前位姿信息以及目标末端速度确定关节对应的运动速度，包括：
[0025]根据当前位姿信息确定臂架的末端的目标雅可比矩阵；
[0026]根据目标雅可比矩阵和目标末端速度确定关节对应的运动速度。
[0027]在本专利技术实施例中，根据当前位姿信息以及目标末端速度确定关节对应的运动速度，以基于运动速度和运动指令生成用于调节臂架位姿的控制指令，包括：
[0028]确定目标雅可比矩阵的伪逆矩阵；
[0029]将伪逆矩阵与目标末端速度相乘，得到关节对应的运动速度；
[0030]基于关节对应的运动速度和运动指令中的运动时间确定用于调节臂架位姿的控制指令。
[0031]在本专利技术实施例中，获取臂架的当前位姿信息，包括：
[0032]响应于监测到用于控制臂架的末端移动的控制信号，获取当前时刻的臂架的当前位姿信息。
[0033]在本专利技术实施例中，多个节臂包括塔臂、主臂、飞臂，关节包括转台转动关节、塔臂转动关节、主臂转动关节、主臂伸缩关节、飞臂转动关节以及平台调平转动关节，
[0034]转台转动关节通过塔臂转动关节与塔臂的一端连接，塔臂的另一端通过主臂转动关节与主臂的一端连接，主臂的另一端与主臂伸缩关节的一端连接，主臂伸缩关节的另一端通过飞臂转动关节与飞臂的一端连接，飞臂的另一端与平台调平转动关节连接；
[0035]当前位姿信息包括转台转动关节的第一当前转动角度、塔臂转动关节的第二当前转动角度、主臂转动关节的第三当前转动角度、飞臂转动关节的第四当前转动角度、平台调平转动关节的第五当前转动角度以及主臂伸缩关节的第一伸缩量。
[0036]本专利技术第二方面提供一种处理器，被配置成执行时实现如上的用于控制工程设备臂架的方法的步骤。
[0037]本专利技术第三方面提供一种用于控制工程设备臂架的装置，包括：
[0038]液压驱动系统，用于驱动臂架运动；
[0039]传感器，用于检测臂架的位姿；
[0040]如上所述的处理器；以及
[0041]液压伺服控制器，被配置成：
[0042]响应于接收到的控制信号，根据传感器检测的位姿生成位姿信息，并将生成的位姿信息输送至处理器；
[0043]根据从处理器接收的用于调节臂架位姿的控制指令控制液压驱动系统驱动臂架
运动。
[0044]在本专利技术实施例中，还包括：
[0045]遥控器，用于响应于用户操作发送控制信号。
[0046]本专利技术第四方面提供一种工程设备，包括：
[0047]臂架，臂架包括多个节臂以及连接多个节臂的关节；
[0048]如上所述的用于控制工程设备臂架的装置。
[0049]在本专利技术实施例中，多个节臂包括塔臂、主臂、飞臂，关节包括转台转动关节、塔臂转动关节、主臂转动关节、主臂伸缩关节、飞臂转动关节以及平台调平转动关节，转台转动关节通过塔臂转动关节与塔臂的一端连接，塔臂的另一端通过主臂转动关节与主臂的一端连接，主臂的另一端与主臂伸缩关节的一端连接，主臂伸缩关节的另一端通过飞臂转动关节与飞臂的一端连接，飞臂的另一端与平台调平转动关节连接。
[0050]本专利技术第五方面提供一种存储介质，存储介质上存储有指令，指令在被处理器执行时使得处理器执行如上所述的用于控制工程设备臂架的方法。
[0051]通过上述技术方案，利用臂架挠度误差补偿模型对臂架进行挠度补偿，很好地解决了控制精度低的技术问题，满足精准性的控制要求；并且，通过自动控制，无需操作人员预先熟悉臂车的结构形式，降低了高空作业平台的使用门槛，使臂式高空作业平台的操作更加简单直观、可控性更好，降低劳动强度。
[0052]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。
本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于控制工程设备臂架的方法，其特征在于，所述臂架包括多个节臂以及连接所述多个节臂的关节，所述方法包括：获取所述臂架的当前位姿信息，所述当前位姿信息包括关节的当前转动角度和/或关节的当前伸缩量；获取输入的运动指令；将所述运动指令和所述当前位姿信息输入至臂架挠度误差补偿模型中，以确定所述臂架的末端的目标末端速度；根据所述当前位姿信息以及所述目标末端速度确定所述关节对应的运动速度；以及基于所述运动速度和所述运动指令生成用于调节所述臂架的位姿的控制指令。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将所述运动指令和所述当前位姿信息输入至臂架挠度误差补偿模型中，以确定所述臂架的末端的目标末端速度，包括：确定所述运动指令中的指令末端位移；将所述指令末端位移和所述当前位姿信息输入至臂架挠度误差补偿模型中，以确定所述目标末端位移；基于所述目标末端位移和所述运动指令中的运动时间确定所述末端的目标末端速度。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述臂架挠度误差补偿模型是通过以下步骤建立的：基于预设位姿信息确定所述臂架的末端的预测期望位置和实际测量位置；确定所述预测期望位置和所述实际测量位置之间的挠度误差；根据不同的预设位姿信息确定预设测量数量的挠度误差；基于所述预设测量数量的挠度差值确定臂架的位姿信息与挠度误差之间的关系式以及臂架挠度误差补偿模型的修正系数；根据所述指令末端位移、所述关系式以及所述修正系数生成用于确定所述臂架的末端的目标末端位移的臂架挠度误差补偿模型。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述臂架挠度误差补偿模型包括：p
j
＝p+f(l)*k其中，p
j
表示目标末端位移，p表示指令末端位移，f(l)表示臂架的位姿信息与挠度误差之间的关系式，k表示臂架挠度误差补偿模型的修正系数。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述当前位姿信息以及所述目标末端速度确定所述关节对应的运动速度，包括：根据所述当前位姿信息确定臂架的末端的目标雅可比矩阵；根据所述目标雅可比矩阵和所述目标末端速度确定所述关节对应的运动速度。6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述根据所述当前位姿信息以及所述目标末端速度确定所述关节对应的运动速度，以基于所述运动速度和所述运动指令生成用于调节所述臂架位姿的控制指令，包括：确定所述目标雅可比矩阵的伪逆矩阵；将所述伪逆矩阵与所述目标末端速度相乘，得到所述关节对应的运动速度；基于所述关节对应的运动速度和所述运动指令中的运动时间确定用于调节所述臂架位姿的控制指令。
7.根...

【专利技术属性】
技术研发人员：钟懿，马昌训，邝明，侯力玮，龙又源，
申请(专利权)人：湖南中联重科智能高空作业机械有限公司，
类型：发明
国别省市：