检测工程机械的臂架振动的方法、装置、系统及工程机械制造方法及图纸

本发明专利技术披露了一种检测工程机械的臂架振动的方法、装置、系统及工程机械，该方法包括：在多个时刻读取臂架的水平面内的旋转角度和竖直面内的旋转角度；根据臂架的长度、各个时刻所读取的水平面内的旋转角度和竖直面内的旋转角度计算出臂架的端部在各个时刻的三维坐标；根据计算得到的各个时刻的三维坐标，得到三维坐标随时间变化的情况。该方法实现了方便地检测臂架在不同姿态下分别在三维方向上的振动情况。另外，此方法更加智能化、自动化，避免了人工记录臂架端部坐标的工作，并且检测结果更精确。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种振动参数测量
，尤其涉及一种检测工程机械的臂架振动的方法、装置、系统及工程机械。
技术介绍
在具有臂架的工程机械的相关的研究工作中，往往需要研究臂架的振动情况，即臂架的稳定性。以混凝土泵车的臂架的振动为例，对于臂架的振动参数(主要包括振动位移和振动频率)的检测，现有技术中的检测方法主要有人工测量、采用拉线传感器或加速度传感器或红外测距传感器等方法。其中，人工测量的方法一般是在所测臂架的端部悬挂一条作为标志的绳子，通过人工测量记录绳子与地面距离的变化，检测出臂架端点的振动情况；使用拉线传感器和红外测距传感器测量臂架振动的方法类似，都是通过安装在臂架端部的传感器感测臂架端部与地面的距离，进而得到臂架末端的实际位移，从而得到臂架的振动位移和频率；加速度传感器用于感测臂架末端的振动加速力，根据该加速力最终得到臂架端部的振动位移和频率。上述的检测方法中的人工测量的方法费时费力，耗费的人力成本大，工作量大，采集数据困难，且精确度低，无法做到对臂架振动参数的实时监测，不利于分析。而其他的使用拉线传感器、红外传感器和加速度传感器等的方法也仅能检测到臂架端部振动位移的情况，无法记录和分析臂架姿态对臂架振动的影响。具体地，例如使用加速度传感器时，如使用单轴加速度传感器，则只能检测到一个方向上的振动情况，且不易确定所测点的位置，从而不利于记录和分析臂架姿态对臂架振动的影响。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种检测臂架振动参数的方法、装置、系统及工程机械，该方法、装置及系统能够提供对工程机械的臂架在不同姿态下的振动情况的检测。为解决上述技术问题，根据本专利技术的一个方面，提供了一种检测工程机械的臂架振动的方法，该方法包括在多个时刻读取臂架的水平面内的旋转角度和竖直面内的旋转角度，其中，水平面内的旋转角度为臂架在三维坐标系的XOY面上的投影与三维坐标系的X 轴之间的夹角；竖直面内的旋转角度为臂架与三维坐标系的XOY面之间的夹角；三维坐标系的坐标原点为臂架的一个端部，三维坐标系的XOY面位于水平面内，XOZ面位于竖直面内；根据臂架的长度、各个时刻所读取的水平面内的旋转角度和竖直面内的旋转角度计算出臂架的端部在各个时刻的三维坐标；根据计算得到的各个时刻的三维坐标，得到三维坐标随时间变化的情况。进一步地，臂架的水平面内的旋转角度由设置在工程机械上的编码器感测；竖直面内的旋转角度由设置在臂架上的倾角传感器感测。进一步地，在读取水平面内的旋转角度和竖直面内的旋转角度之前，该方法还包括设定水平面内的旋转角度的基准点；设定竖直面内的旋转角度的基准点。进一步地，根据计算得到的各个时刻的三维坐标，得到三维坐标随时间变化的情况的步骤包括分别制作出臂架的端部的三维坐标中的每一个随时间变化的时间-坐标曲线。进一步地，在分别制作出臂架的端部的三维坐标中的每一个随时间变化的时间-坐标曲线后，该方法还包括根据每条时间-坐标曲线计算出相应的时间-振动位移曲线和时间-振动频率曲线。进一步地，臂架为多节，各节臂架之间的水平面内的旋转角度相同，编码器设置在工程机械的转台上，感测与转台连接的第一节臂架的水平面内的旋转角度。根据本专利技术的另一个方面，还提供了一种检测工程机械的臂架振动的装置，该装置包括接收设备，用于在多个时刻读取臂架的水平面内的旋转角度和竖直面内的旋转角度，其中，水平面内的旋转角度为臂架在三维坐标系的XOY面上的投影与三维坐标系的X轴之间的夹角；竖直面内的旋转角度为臂架与三维坐标系的XOY面之间的夹角；三维坐标系的坐标原点为臂架的一个端部，三维坐标系的XOY面位于水平面内，XOZ面位于竖直面内； 计算设备，用于根据臂架的长度、各个时刻所读取的水平面内的旋转角度和竖直面内的旋转角度计算出臂架的端部在各个时刻的三维坐标；获取设备，用于根据计算得到的各个时刻的三维坐标，得到三维坐标随时间变化的情况。进一步地，该装置还包括第一设定设备，用于在读取水平面内的旋转角度和竖直面内的旋转角度之前，根据编码器的安装位置设定水平面内的旋转角度的基准点；第二设定设备，用于根据倾角传感器的安装位置设定竖直面内的旋转角度的基准点。根据本专利技术的又一个方面，还提供了一种检测工程机械的臂架振动的系统，该系统包括上述的任何一种检测工程机械的臂架振动的装置。根据本专利技术的又一个方面，还提供了一种工程机械，该工程机械包括上述的检测工程机械的臂架振动的系统。本专利技术具有以下有益效果本专利技术的检测工程机械的臂架振动的方法获得臂架的水平面内的旋转角度以及竖直面内的旋转角度，本领域技术人员可以理解，对于一节臂架来说，根据其长度、水平面内的旋转角度和竖直面内的旋转角度，可以计算出该节臂架端部的三维坐标，并可以根据臂架端部各个时刻的三维坐标得到三维坐标变化的情况。由于使用此方法和相应的检测装置以及检测系统能够获得各节(包括一节的情况)臂架端部在多个时刻的三维坐标，从而可以记录所检测端点在各个时刻的空间位置，以得到臂架在各个时刻的姿态；再通过三维坐标随时间的变化，可以直接检测到端点在各个时刻在不同方向上的振动位移，所以实现了方便地检测臂架在不同姿态下分别在三维方向上的振动情况。另外，此方法更加智能化、 自动化，避免了人工记录臂架端部坐标的工作，并且检测结果更精确。除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本专利技术还有其它的目的、特征和优点。 下面将参照图，对本专利技术作进一步详细的说明。附图说明附图用来提供对本专利技术的进一步理解，构成本申请的一部分，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中图1是根据本专利技术的第一实施例的检测工程机械的臂架振动的方法的示意图；图2是根据本专利技术的第二实施例的检测工程机械的臂架振动的方法中所建立的三维坐标系与被检测的臂架之间位置关系的示意图；图3是根据本专利技术的第二实施例的检测工程机械的臂架振动的方法的示意图；图4是根据本专利技术的第三实施例的检测工程机械的臂架振动的装置的组成示意图；图5是根据本专利技术的第四实施例的检测工程机械的臂架振动的装置的组成示意图。具体实施例方式以下结合附图对本专利技术的实施例进行详细说明，但是本专利技术可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。如图1所示，在根据本专利技术的第一实施例中，被检测的工程机械为混凝土泵车的臂架，检测混凝土泵车的臂架振动的方法包括步骤S102 在多个时刻读取臂架的水平面内的旋转角度，和该节臂架的竖直面内的旋转角度；之后执行的步骤S104 根据臂架的长度、各个时刻所读取的水平面的旋转角度、 竖直面内的旋转角度计算出臂架的端部在各个时刻的三维坐标；之后执行的步骤S106 根据计算得到的各个时刻三维坐标，得到三维坐标随时间变化的情况。其中，水平面内的旋转角度θ Q为臂架在三维坐标系的XOY面上的投影与三维坐标系的X轴之间的夹角；竖直面内的旋转角度θ工为臂架与三维坐标系的XOY面之间的夹角；三维坐标系的坐标原点为臂架的一个端部0，三维坐标系的XOY面位于水平面内，XOZ面位于竖直面内；由于使用此方法能够获得臂架端部在多个时刻的三维坐标，从而可以记录所检测端点在各个时刻的空间位置，进而可以得到臂架在各个时刻的姿态；再通过臂架端部的三维坐标随时间的变化，可以直接检测到端点在各个时刻在不同方向上本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种检测工程机械的臂架振动的方法，其特征在于，包括：在多个时刻读取所述臂架的水平面内的旋转角度（θ０）和竖直面内的旋转角度（θ１），其中，所述水平面内的旋转角度（θ０）为所述臂架在三维坐标系的ＸＯＹ面上的投影与所述三维坐标系的Ｘ轴之间的夹角；所述竖直面内的旋转角度（θ１）为所述臂架与所述三维坐标系的ＸＯＹ面之间的夹角；所述三维坐标系的坐标原点为所述臂架的一个端部（Ｏ），所述三维坐标系的ＸＯＹ面位于水平面内，ＸＯＺ面位于竖直面内；根据所述臂架的长度（ｄ１）、各个所述时刻所读取的所述水平面内的旋转角度（θ０）和所述竖直面内的旋转角度（θ１）计算出所述臂架的端部（Ａ）在各个所述时刻的三维坐标；根据计算得到的各个所述时刻的所述三维坐标，得到所述三维坐标随时间变化的情况。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李学俊，王帅，李葵芳，易伟春，尹君，
申请(专利权)人：长沙中联重工科技发展股份有限公司，
类型：发明
国别省市：43