本发明专利技术公开了一种获得臂架系统末端位置参数的方法、臂架系统及包括该臂架系统的工程机械。公开的获得臂架系统末端位置参数的方法首先获取形变前各节臂倾斜角度、形变前后各节臂的参考长度；再根据各节臂形变前后长度确定相应节臂倾斜角度的变化，再根据各节臂倾斜角度的变化获得各节臂在预定方向上长度的变化，再对各节臂预定方向的长度求和，获得臂架系统末端位置参数。本发明专利技术提供的获得臂架系统末端位置参数的方法不仅可以避免由于倾角传感器精度产生的累积误差，且通过适当的长度传感器检测各节臂形变前后的参考长度，容易保证各节臂参考长度的检测精度，更准确地获得各节臂实际倾斜角度，进而能够使臂架系统末端的位置参数更准确。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种臂架控制技术，特别涉及一种获得臂架系统末端位置参数的方法，还涉及到一种臂架系统及包括该臂架系统的工程机械。
技术介绍
当前，臂架系统广泛地应用在泵车和布料杆中，以实现对混凝土或其他物料的输送。臂架系统一般包括多节节臂，最下端节臂的大头端与预定的底盘通过一个竖向轴铰接相连，该节臂称为一臂；其他节臂的大头端与相邻的节臂的小头端通过水平铰接轴铰接； 这样，多节节臂通过水平铰接轴顺序铰接相连，最末端的节臂向外伸出，该节臂称为末节臂，末节臂的外端形成臂架系统末端；相邻的节臂之间设置有液压缸等驱动机构，以使相邻的节臂之间角度产生预定的变化，使臂架系统末端的位置改变，以将物料或物品运送到预定的位置。为了实现对臂架系统末端位置的自动控制，需要确定臂架系统末端的位置；为了确定臂架系统末端的位置，通常在控制系统中建立适当的坐标系，并通过该坐标系的坐标参数确定臂架系统的位置；该末端的坐标参数称为位置参数。当前，已经公开了多种确定臂架系统末端位置参数的技术方案。另外，在利用臂架系统进行工作的过程中，每节节臂均要承受相应负载，产生相应形变；多节节臂形变的累积会导致臂架系统末端的位置参数与目标位置参数之间具有很大的偏差。为了减小由于节臂形变导致的臂架系统末端的位置参数的偏差，中国专利文献CN101870110A公开了一种臂架系统的控制方法，该控制方法中，利用两个倾角传感器获得相应节臂的形变量，再根据该形变量对节臂的位置参数进行修正。 该控制方法虽然能够提高臂架系统末端位置参数的准确性，但由于受到倾角传感器测量精度的限制，臂架系统末端的位置参数与目标位置参数之间的偏差仍然较大，无法满足对臂架系统末端的准确定位和控制的需要。因此，如何提高臂架系统末端位置参数的准确度，仍然是本领域技术人员需要解决的技术问题。
技术实现思路
本专利技术要解决的第一个技术问题为提供一种获得臂架系统末端位置参数的方法， 利用该方法可以更准确地获得臂架系统末端的位置参数。本专利技术要解决的第二个技术问题为提供一种臂架系统。在提供臂架系统的基础上，本专利技术还提供一种包括该臂架系统的工程机械。本专利技术提供获得臂架系统末端位置参数的方法包括以下步骤获取形变前各节臂延伸方向与预定参考平面之间的夹角α ρ α ........α m ；获取形变前各节臂的参考长度LpL2.......Lffl ；获取各节臂形变后的参考长度L1x、L2x、……Lmx ；下标数字表示相应节臂的参数；其中下标为m的参数为末节臂参数；获得臂架系统末端位置参数Xtip = Llx X c ο s { α「ar c c ο s (L1ZLlx) }+L2x X c ο s { α 2-ar c c ο s (L2/ L2x)}+......LmxXcos { α m-arccos (Lm/Lmx)}；Ytip = Llx X sin { α「arccos GVLlx)}+L2xX sin { α 2_arccos (L2/L2x)} +......LmxX sin { α m-arccos (Lm/Lmx)}。可选的，所述Lp L2.......Lffl分别为形变前相应节臂的两端的铰接轴线之间的距离；Llx、L2.......Lfflx分别为形变后相应节臂的两端的铰接轴线之间的距离。可选的，在获得臂架系统末端位置参数之后，还包括获得臂架系统的形变参数Δ X = Xtip- (L1X cos ( α j) +L2 X cos ( α 2) +......LmX cos (α m)}；ΔΥ = Y^-O^Xsir^a D+I^Xsir^a》+......LmX sin ( a m)}；再获得修正的臂架系统末端位置参数Xtip 修=Llr X cos ( a 丄)+L2r X cos ( a 2) +......Lmr X cos ( a m) + Δ X ；Ytip 修=Llr X sin ( α 工)+L2r X sin ( a 2) +......LmrX sin ( a m) + Δ Y ；其中，Llr, L2r......Lmr为相应节臂的设计长度。本专利技术提供的种臂架系统，包括m节通过水平铰接轴顺序铰接相连的节臂，还包括处理器、多个倾角传感器和多个长度传感器，多个所述倾角传感器分别安装在相应的节臂上，用于在形变前检测相对应节臂与预定参考平面之间的夹角a” a2.......am;多个所述长度传感器分别安装在相应的节臂上，用于在形变前检测各节臂的参考长度L”L2........Lffl及在形变后检测各节臂的参考长度Llx、L2x.......Lfflx ；下标数字表示相应节臂的参数；所述处理器(100)用于根据倾角传感器和长度传感器的检测结果获得臂架系统末端位置参数Xtip = LlxXcos{ a「arccosd OS { α m-arccos (Lm/Lmx)}；Ytip = LlxXsin{ α「arccosd in { α m-arccos (Lm/Lmx)}。可选的，所述倾角传感器分别安装在相应节臂的端部，且使该倾角传感器的基准轴线与该端的铰接轴线之间相交并垂直。可选的，所述倾角传感器分别安装在相应节臂的大头端。可选的，所述长度传感器为拉线编码器，所述拉线编码器的本体和拉线外端分别与相应节臂的两端部相连。可选的，所述拉线编码器的本体的基准轴线与相应节臂一端的铰接轴线重合，所述拉线外端的固定点与相应节臂的另一端的铰接轴线重合。可选的，所述处理器还预置有臂架系统中各节臂的设计长度Ly .......Lmr ；所述处理器还能够在获得臂架系统末端位置参数之后，获得修正的臂架系统末端位置参数 Xtip 修=Llr X cos ( α 丄)+L2r X cos ( α 2) +......Lmr X cos (α m) +Xtip- IL1X cos ( α 丄)+L2Χ cos (α2)+......LmX cos ( α m)}； Ytip 修=Llr X sin ( α +L2r X sin ( α 2) +......Lmr X sin ( α m) +Ytip- (L1X sin (α》+L/Llx)} +L2x X cos {α 2-arccos (L2/L2x)}+......LmxXi7Llx)}+L2x X sin { α 2_arccos (L2/L2x)} +......LmxX 2κ sin (α2)+......LmXsin(am)；}。本专利技术提供的工程机械包括机械本体和臂架系统，所述臂架系统通过回转机构安装在机械本体上，所述臂架系统为上述任一种臂架系统。与现有技术相比，本专利技术提供的获得臂架系统末端位置参数的方法中，通过长度传感器检测节臂形变前后的参考长度，再通过形变前后的参考长度获得形变前后相应节臂实际倾斜角度的改变；这样不仅可以避免由于倾角传感器精度产生的累积误差，且通过适当的长度传感器检测节臂形变前后的参考长度，容易保证节臂参考长度的检测精度，更准确地获得节臂实际倾斜角度，进而能够使臂架系统末端的位置参数更准确。在进一步的技术方案中，参考长度为形变前后的相应节臂的两端铰接轴线之间的距离。以该距离为基础获得臂架系统末端的位置参数，可以避免参考长度与相应节本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种获得臂架系统末端位置参数的方法，其特征在于，包括以下步骤：获取形变前各节臂延伸方向与预定参考平面之间的夹角α１、α２、．．．．．．αｍ；获取形变前各节臂的参考长度Ｌ１、Ｌ２、．．．．．．Ｌｍ；获取各节臂形变后的参考长度Ｌ１ｘ、Ｌ２ｘ、……Ｌｍｘ；下标数字表示相应各节臂的参数；其中下标为ｍ的参数为末节臂参数；获得臂架系统末端位置参数：Ｘｔｉｐ＝Ｌ１ｘ×ｃｏｓ｛α１－ａｒｃｃｏｓ（Ｌ１／Ｌ１ｘ）｝＋Ｌ２ｘ×ｃｏｓ｛α２－ａｒｃｃｏｓ（Ｌ２／Ｌ２ｘ）｝＋．．．．．．Ｌｍｘ×ｃｏｓ ｛αｍ－ａｒｃｃｏｓ（Ｌｍ／Ｌｍｘ）｝；Ｙｔｉｐ＝Ｌ１ｘ×ｓｉｎ｛α１－ａｒｃｃｏｓ（Ｌ１／Ｌ１ｘ）｝＋Ｌ２ｘ×ｓｉｎ｛α２－ａｒｃｃｏｓ（Ｌ２／Ｌ２ｘ）｝＋．．．．．．Ｌｍｘ×ｓｉｎ｛αｍ－ａｒｃｃｏｓ（Ｌｍ／Ｌｍｘ）｝。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：高明，黄罡，方剑，
申请(专利权)人：三一重工股份有限公司，
类型：发明
国别省市：43
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