【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及工程机械，特别是涉及一种工程机械臂架故障识别方法、装置、处理器及计算机可读存储介质。
技术介绍
1、混凝土泵车是基于压力实现沿臂架管道连续输送混凝土至施工现场的工程机械。混凝土泵车一般由臂架、底架支撑、泵送单元、底盘、电控五部分组成。其中，臂架作为混凝土泵车的重要部件之一，其为多自由机构，通过油缸长度的变化，实现臂架的展收，使臂架呈现不同的姿态和角度。
2、混凝土泵车在作业时，臂架容易磕碰或刮擦到其他结构，出现故障后，机手经常并不知道臂架发生碰撞，仍继续使用臂架，有较大的安全隐患。
技术实现思路
1、有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种工程机械臂架故障识别方法、装置、处理器及计算机可读存储介质，能够及时、准确地识别臂架是否故障，从而大大提高安全性。
2、为达到上述目的，本专利技术提供一种工程机械臂架故障识别方法，所述方法包括：
3、获取各节臂变幅油缸的实时油缸力；
4、获得各节臂变幅油缸的更新油缸力；
5、从末节臂开始向前，逐根比较各节臂变幅油缸的所述实时油缸力和所述更新油缸力，根据节臂变幅油缸的所述实时油缸力和所述更新油缸力的差值判断臂架系统是否承受异常外载荷。
6、可选地，所述获取各节臂的实时油缸力的步骤具体包括：
7、获取各节臂的变幅油缸的实时的有杆腔压力和无杆腔压力，并通过所述无杆腔压力和对应变幅油缸的无杆腔面积的乘积减去所述有杆腔压力和对应变幅油缸的有杆腔面积的乘积的差的绝
8、可选地，所述获取各节臂的所述更新油缸力的步骤中，根据臂架的姿态信息、泵送状态获取所述对第i节臂臂根的弯矩，并依据铰点力理论公式根据所述对第i节臂臂根的弯矩获得所述更新油缸力。
9、可选地，各节臂的长度分别为[l1,l2…ln]，各节臂的倾角分别为[θ1,θ2…θn]，各节臂的重量分别[m1,m2…mn]，末端软管的重量为mr，各节臂到臂根的重心系数分别为[β1,β2…βn]；对于第一节臂以外的节臂，臂架的第i-1节臂通过第一铰点铰接于第i节臂的变幅油缸，所述第i节臂的所述变幅油缸通过第二铰点铰接于第i-1节臂与第i节臂之间的弯连杆，所述第i-1节臂与第i节臂之间的弯连杆通过第三铰点铰接于第i-1节臂与第i节臂之间的直连杆，所述第i-1节臂与第i节臂之间的弯连杆通过第四铰点铰接于第i-1节臂，第i-1节臂通过第五铰点铰接于第i节臂，所述第i-1节臂与第i节臂之间的直连杆通过第六铰点铰接于第i节臂；对于第一节臂，所述第一节臂通过第七铰点铰接于转台，且通过第八铰点铰接于所述第一节臂的变幅油缸，所述第一节臂的变幅油缸通过第九铰点铰接于所述转台；
10、对于除第一节臂外的各节臂，所述计算各节臂的更新油缸力的步骤具体包括：
11、根据所述臂架的姿态信息、所述泵送状态，获取所述对第i节臂臂根的弯矩；
12、根据所述对第i节臂臂根的弯矩和第i-1节臂与第i节臂连接处的第五铰点对第i-1节臂与第i节臂之间的直连杆作用力的力臂获得第i-1节臂与第i节臂之间的直连杆对第i节臂的作用力；
13、根据所述第i-1节臂与第i节臂之间的直连杆对第i节臂的作用力、第i-1节臂与第i节臂连接处的第四铰点对第i-1节臂与第i节臂之间的直连杆作用力的力臂和第i-1节臂与第i节臂连接处的第四铰点对油缸力的力臂获得第i节臂的所述更新油缸力；
14、对于除第一节臂外的各节臂，所述计算各节臂的更新油缸力的步骤具体包括：
15、根据所述臂架的姿态信息、所述泵送状态，获取所述对第i节臂臂根的弯矩；
16、根据所述对第一节臂臂根的弯矩和所述第一节臂的变幅油缸的油缸力的力臂获得第一节臂的更新油缸力。
17、可选地，所述计算各节臂的更新油缸力的步骤中：
18、对于除第一节臂外的各节臂，根据公式fz，i＝mb,i/d1，i计算第i节臂和第i-1节臂之间的直连杆对第i节臂的作用力，根据公式fg，i×d3，i-fz，i×d2，i＝0计算第i节臂的所述更新油缸力，根据公式
19、根据公式
20、mb,i＝mi*g*[li*βi*cos(pi/180*θi)]+…+mn*g*[ln*βn*cos(pi/180*θn)]+mr*g*[ln*cos(pi/180*θn)]计算所述对第i节臂臂根的弯矩(mb,i)，其中，g为重力加速度，pi为圆周率；
21、对于第一节臂，根据公式
22、mb,1＝m1*g*[l1*β1*cos(pi/180*θ1)]+…+mn*g*[ln*βn*cos(pi/180*θn)]+mr*g*[ln*cos(pi/180*θn)]计算得到对第一节臂臂根的弯矩，并根据公式fg,1＝mb,1/d1,1计算得到第一节臂的所述更新油缸力；
23、其中，fz,i为第i节臂和第i-1节臂之间的直连杆对第i节臂的作用力，mb,i为对第i节臂臂根的弯矩,mb,1为对第一节臂臂根的弯矩,d1,i为第i节臂的第五铰点对第i-1节臂与第i节臂之间的直连杆作用力的力臂，d2,i为第四铰点第i-1节臂和第i节臂之间的直连杆作用力的力臂，d3,i为第i-1节臂的第四铰点对油缸力的力臂，fg,i为第i节臂的更新油缸力，fs,i为第i节臂的更新油缸力，d1,1为第一节臂的变幅油缸的油缸力的力臂。
24、可选地，所述获取臂架的姿态信息和的步骤具体包括：
25、根据臂架的各节臂的倾角获取所述臂架的姿态信息；或者，根据各节臂的变幅油缸的行程获得所述臂架的姿态信息。
26、可选地，从末节臂开始向前，逐根比较各节臂变幅油缸的所述实时油缸力和所述更新油缸力，根据所述实时油缸力和所述更新油缸力的差值判断臂架是否承受异常外载荷的步骤具体包括；
27、从末节臂开始向前，逐根比较各节臂变幅油缸的所述实时油缸力和所述更新油缸力，当所有所述实时油缸力和所述更新油缸力之差的绝对值与所述实时油缸力的比值小于等于预设值时，判断为第i臂及其变幅油缸、连杆机构均正常作业，当任一所述实时油缸力和所述更新油缸力之差的绝对值与所述实时油缸力的比值大于所述预设值时判断为臂架承受异常外载荷。
28、可选地，当判断出臂架是否异常工作时，所述工程机械臂架故障识别方法还包括：
29、对于第一节臂以外的节臂，根据第i-1节臂的所述实时油缸力、第i节臂的所述实时油缸力、臂架姿态和泵送状态，判断臂架异常外载荷作用的位置和外载荷大小；当第一节臂以外的节臂正常工作的情况下，当第一节臂的所述实时油缸力和所述更新油缸力的差值的绝对值超出预设值时，判断为异常外载荷作用在第一节臂或第一节臂砼管处。
30、可选地，各节臂的长度分别为[l1,l2…ln]，各节臂的倾角分别为[θ1,θ2…θn]，各节臂的重量分别[m1,m2…mn]，末端软管的重量为mr，各节臂到臂根的重心系数分别为[β1,本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种工程机械臂架故障识别方法，其特征在于，所述方法包括：
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取各节臂的实时油缸力(Fs,i)的步骤具体包括：
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取各节臂的所述更新油缸力(Fg,i)的步骤中，根据臂架的姿态信息、泵送状态获取所述对第i节臂臂根的弯矩(Mb,i)，并依据铰点力理论公式根据所述对第i节臂臂根的弯矩(Mb,i)获得所述更新油缸力(Fg,i)。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，各节臂的长度分别为[L1,L2…Ln]，各节臂的倾角分别为[θ1,θ2…θn]，各节臂的重量分别[m1,m2…mn]，末端软管的重量为Mr，各节臂到臂根的重心系数分别为[β1,β2…βn]；对于第一节臂以外的节臂，臂架的第i-1节臂通过第一铰点(J1)铰接于第i节臂的变幅油缸(91)，所述第i节臂的所述变幅油缸(91)通过第二铰点(J2)铰接于第i-1节臂与第i节臂之间的弯连杆(93)，所述第i-1节臂与第i节臂之间的弯连杆(93)通过第三铰点(J3)铰接于第i-1节臂与第i节臂之间的直连杆(95)
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述计算各节臂的更新油缸力(Fg,i)的步骤中：
6.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述获取臂架的姿态信息和的步骤具体包括：
7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，从末节臂开始向前，逐根比较各节臂变幅油缸的所述实时油缸力(Fs,i)和所述更新油缸力(Fg,i)，根据所述实时油缸力(Fs,i)和所述更新油缸力(Fg,i)的差值判断臂架是否承受异常外载荷的步骤具体包括；
8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，当判断出臂架是否异常工作时，所述工程机械臂架故障识别方法还包括：
9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，各节臂的长度分别为[L1,L2…Ln]，各节臂的倾角分别为[θ1,θ2…θn]，各节臂的重量分别[m1,m2…mn]，末端软管的重量为Mr，各节臂到臂根的重心系数分别为[β1,β2…βn]；对于第一节臂以外的节臂，臂架的第i-1节臂通过第一铰点(J1)铰接于第i节臂的变幅油缸(91)，所述第i节臂的所述变幅油缸(91)通过第二铰点(J2)铰接于第i-1节臂与第i节臂之间的弯连杆(93)，所述第i-1节臂与第i节臂之间的弯连杆(93)通过第三铰点(J3)铰接于第i-1节臂与第i节臂之间的直连杆(95)，所述第i-1节臂与第i节臂之间的弯连杆(93)通过第四铰点(J4)铰接于第i-1节臂，第i-1节臂通过第五铰点(J5)铰接于第i节臂，所述第i-1节臂与第i节臂之间的直连杆(95)通过第六铰点(J6)铰接于第i节臂；
10.如权利要求1所述的方法，其特征在于，当判断出臂架是否异常工作时，所述方法还包括：
11.如权利要求10所述的方法，其特征在于，所述判断臂架的故障类型的步骤具体包括：
12.一种处理器，其特征在于，被配置成执行如权利要求1-11任意一项所述的工程机械臂架故障识别方法。
13.一种工程机械的臂架故障识别装置，其特征在于，所述工程机械的臂架故障识别装置包括：
14.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质上存储计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至11中任一项所述的方法的步骤。
...【技术特征摘要】
1.一种工程机械臂架故障识别方法，其特征在于，所述方法包括：
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取各节臂的实时油缸力(fs,i)的步骤具体包括：
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取各节臂的所述更新油缸力(fg,i)的步骤中，根据臂架的姿态信息、泵送状态获取所述对第i节臂臂根的弯矩(mb,i)，并依据铰点力理论公式根据所述对第i节臂臂根的弯矩(mb,i)获得所述更新油缸力(fg,i)。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，各节臂的长度分别为[l1,l2…ln]，各节臂的倾角分别为[θ1,θ2…θn]，各节臂的重量分别[m1,m2…mn]，末端软管的重量为mr，各节臂到臂根的重心系数分别为[β1,β2…βn]；对于第一节臂以外的节臂，臂架的第i-1节臂通过第一铰点(j1)铰接于第i节臂的变幅油缸(91)，所述第i节臂的所述变幅油缸(91)通过第二铰点(j2)铰接于第i-1节臂与第i节臂之间的弯连杆(93)，所述第i-1节臂与第i节臂之间的弯连杆(93)通过第三铰点(j3)铰接于第i-1节臂与第i节臂之间的直连杆(95)，所述第i-1节臂与第i节臂之间的弯连杆(93)通过第四铰点(j4)铰接于第i-1节臂，第i-1节臂通过第五铰点(j5)铰接于第i节臂，所述第i-1节臂与第i节臂之间的直连杆(95)通过第六铰点(j6)铰接于第i节臂；对于第一节臂，所述第一节臂通过第七铰点铰接于转台，且通过第八铰点铰接于所述第一节臂的变幅油缸，所述第一节臂的变幅油缸通过第九铰点铰接于所述转台；
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述计算各节臂的更新油缸力(fg,i)的步骤中：
6.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述获取臂架的姿态信息和的步骤具体包括：
7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，从末节臂开始向前，逐根比较各节臂变幅油...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘小华，田相玉，曾志刚，万梁，张艳玲，
申请(专利权)人：中联重科股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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