泵车及其臂架的振动抑制方法、控制器和装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种泵车臂架的回转振动抑制方法，抑制方法包括：检测所述臂架在回转方向上的振动烈度；提取臂架的动态特性参数；根据所述振动烈度以及所提取的动态特性参数计算能够补偿该振动烈度的用以对所述回转执行机构进行控制的控制信号；以及根据该控制信号驱动所述回转执行机构运动以抑制所述臂架的回转振动。另外本发明专利技术还提供了一种泵车臂架的回转振动抑制控制器、装置以及包括该装置的泵车。通过上述技术方案，抑制泵车臂架在回转方向上的振动，不仅降低了臂架发生故障的危险，还能提高相关工程操作的安全性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种泵车臂架的振动抑制方法、控制器、装置以及泵车，具体地，涉及一种抑制泵车臂架在回转方向上振动的方法、控制器、装置以及一种泵车。
技术介绍
目前，对于具有上装结构的特种车辆来说，臂架是较为常见的一种上装结构。在工作过程中，臂架通常需要进行伸缩、旋转或平移等运动，在此过程中如果臂架发生回转方向上的振动不但有可能会影响上装结构的工作，还可能影响臂架或者上装结构的使用寿命，甚至引起事故。以混凝土泵车为例，臂架为多关节铰接的细长柔性悬臂梁结构，在臂架进行回转操作时或泵送混凝土施工过程中，如果在回转方向上的振动严重，由于臂架末端软管柔性较大，会对臂架末端的回转振动起到较明显的放大作用。在振动较大的情况下，臂架末端软管的摆动幅度甚至会超过I米。臂架的回转振动会导致臂架末端定位不准、臂架开裂等问题，不仅影响泵车结构件的使用寿命，而且容易引起重大的人身伤亡事故。因此，如何有效地抑制臂架的振动，尤其是臂架在回转方向上的振动，对于提高臂架操纵安全性有着重大意义。以混凝土泵车为例，在现有技术中，通常泵车施工操作者利用调低泵送档位以降低泵送排量和泵送效率的手段；或者是改变臂架姿态，从而调整臂架固有频率；或者是将回转操作的档位设置为慢档，通过降低回转机构的回转速度来减小由于惯性产生的回转振动。但是上述方法耗时耗力，影响施工工期。除此之外，还有一种方式是通过改变回转操作启动和制动时回转机构的操作电流的形式，如将方波改为带斜坡的方波形式或增加斜坡斜率以缓冲振动，但是这种方式不仅延长了臂架回转操作的时间，更致命的是，在制动时由于斜坡式的回转操作电流的存在，使得即使是在泵车施工操作者发出了制动信号的情况下，臂架仍会继续向前回转一定距离，所以仍然存在安全隐患。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种能够有效抑制臂架在回转方向上的振动的臂架的回转振动抑制方法、臂架的回转振动抑制控制器以及臂架的振动抑制系统。为了实现上述目的，本专利技术提供一种泵车臂架的回转振动抑制方法，所述臂架安装在所述泵车的回转平台上，所述回转平台由回转执行机构驱动从而带动所述臂架进行回转，其中，所述抑制方法包括检测所述臂架在回转方向上的振动烈度；提取臂架的动态特性参数；根据所述振动烈度以及所提取的动态特性参数计算能够补偿该振动烈度的用以对所述回转执行机构进行控制的控制信号；以及根据该控制信号驱动所述回转执行机构运动以抑制所述臂架的回转振动。为了实现上述目的，本专利技术还提供一种泵车臂架的回转振动抑制控制器，所述臂架安装在回转平台上，所述回转平台由回转执行机构驱动从而带动所述臂架进行回转，所述控制器包括依次连接的输入模块、处理模块和控制模块，其中，所述输入模块用于接收表征臂架在回转方向上的振动烈度的振动烈度信号；所述处理模块用于提取臂架的动态特性参数、根据所述振动烈度信号以及所提取的动态特性参数计算并产生能够补偿所述振动烈度的控制信号，并将该控制信号传送给所述控制模块；所述控制模块用于根据所述控制信号控制所述回转执行机构运动。为了实现上述目的，本专利技术还提供一种泵车臂架的回转振动抑制装置，所述臂架安装在所述泵车的回转平台上，所述回转平台由回转执行机构驱动从而带动所述臂架进行回转，其中，所述抑制装置包括第一传感器，用于检测所述臂架在回转方向上的振动烈度并生成表征臂架在回转方向上的振动烈度的振动烈度信号；和本专利技术所提供的上述回转振动抑制控制器，其中，所述第一传感器与所述回转振动抑制控制器的输入模块连接。另外，本专利技术的另一个目的是提供一种泵车，该泵车包括本专利技术所提供的上述泵车臂架的回转振动抑制装置。通过上述技术方案，检测臂架在回转方向上的振动烈度，根据振动烈度计算出补偿该振动烈度的回转执行机构的控制信号，并根据该控制信号对泵车的回转执行机构进行相应的控制，从而抑制泵车臂架在回转方向上的振动，不仅降低了臂架发生故障的危险，还能提高相关工程操作的安全性。本专利技术的其他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。在附图中图1是泵车的示意图；图2是本专利技术优选实施方式的液压马达和回转平台的连接示意图；图3是图2所示的圈出部分的局部放大示意图；图4是本专利技术优选实施方式的液压马达和回转平台的连接示意图；图5是本专利技术优选实施方式的回转油缸与回转平台的连接示意图；图6是根据本专利技术优选实施方式提供的泵车臂架的回转振动抑制方法的流程图；图7是实施本专利技术提供的减振模式一的信号波形图；图8是实施本专利技术提供的减振模式二的信号波形 图9是实施本专利技术提供的减振模式三的信号波形图；图10是本专利技术提供的泵车臂架的回转振动抑制控制器的框图；图11是本专利技术提供的泵车臂架的回转振动抑制装置的框图；图12是应用本专利技术技术方案的泵车臂架的末臂节的减振效果图。附图标记说明I臂架2回转平台21第二齿轮3液压马达31第一齿轮32回转减速机11末臂节4回转油缸41齿条50输入模块60处理模块70控制模块80第一传感器90第二传感器具体实施例方式以下结合附图对本专利技术的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本专利技术，并不用于限制本专利技术。首先参考图1至图5说明泵车回转所涉及的主要结构。泵车主要包括臂架1、底盘、上装总成和泵送单元。其中回转机构是上装总成的一部分，包括回转平台2和回转执行机构，其中臂架I安装在回转平台2上，回转平台2由回转执行机构驱动从而带动所述臂架I进行回转。如图1所示，臂架I包括N个臂节，依次相接，其中连接到回转平台2上的称为第一臂节，以此类推，最末一节臂节称为末臂节11，末臂节11连接软管，臂架的振动主要是指连接软管的臂架末端的振动，也就是末臂节11的振动。本专利技术所关注的臂架在回转方向上的振动主要也是指末臂节11在回转方向上的振动，因此本专利技术所提供的回转振动抑制方法、装置等效果也主要体现在减弱末臂节11在回转方向上的振动。回转平台2包括回转支承外圈和内圈，内外圈用钢球连接，内圈与底架固定连接，外圈与上转台连接。 所述回转执行机构可以有多种实施方式，例如带液压马达的回转执行机构，或者带回转油缸的回转执行机构。如图2至图4所示，为带液压马达的回转执行机构。如图2、图3所示，液压马达3的输出轴带动套在该输出轴外的第一齿轮31转动，该第一齿轮31与设置在回转平台2上的第二齿轮21 (即回转支承外圈)啮合，该第二齿轮21通过自身的转动而带动回转平台2转动。通过这样的传动结构，液压马达3的运动就传递给回转平台2，回转平台2带动与之相连的臂架I的臂节运动，也就是带动第一臂节运动，第一臂节的运动会以一定比例传递到末臂节11，该传递的比例也与臂架I的姿态有关。优选地，在液压马达3的输出轴与第一齿轮31之间还可以设置有回转减速机32，见图4，通过该回转减速机32可以将液压马达3的输出速度降低到回转平台2可承受的速度。其中，液压马达3的动作是由回转电磁阀(未图示)通过液压油路控制的，该回转电磁阀接收控制信号并根据控制信号来控制液压马达3的动作。当控制信号为O时，回转电磁阀的阀芯处于中位，此时液压马达3不动作，回转平台2无回转动作。当控制信号为正值或负值本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种泵车臂架的回转振动抑制方法，所述臂架（1）安装在所述泵车的回转平台（2）上，所述回转平台由回转执行机构驱动从而带动所述臂架（1）进行回转，其中，所述抑制方法包括：检测所述臂架（1）在回转方向上的振动烈度；提取臂架（1）的动态特性参数；根据所述振动烈度以及所提取的动态特性参数计算能够补偿该振动烈度的用以对所述回转执行机构进行控制的控制信号；以及根据该控制信号驱动所述回转执行机构运动以抑制所述臂架（1）的回转振动。

【技术特征摘要】
2011.10.20 CN 201110319995.41.一种泵车臂架的回转振动抑制方法，所述臂架(I)安装在所述泵车的回转平台(2)上，所述回转平台由回转执行机构驱动从而带动所述臂架(I)进行回转，其中，所述抑制方法包括 检测所述臂架(I)在回转方向上的振动烈度； 提取臂架(I)的动态特性参数； 根据所述振动烈度以及所提取的动态特性参数计算能够补偿该振动烈度的用以对所述回转执行机构进行控制的控制信号；以及 根据该控制信号驱动所述回转执行机构运动以抑制所述臂架(I)的回转振动。2.根据权利要求1所述的回转振动抑制方法，其中，所述臂架(I)包括N个臂节，所检测的振动烈度为所述臂架(I)的末臂节(11)在回转方向上的振动烈度。3.根据权利要求2所述的回转振动抑制方法，其中，所述振动烈度通过以下任一种形式来表征 (I)臂架末端在回转方向上的位移、速度或加速度； (II)回转平台的回转角度、角速度或角加速度； (III)回转执行机构进/出油口的压力或压力差。4.根据权利要求1-3中任一项所述的回转振动抑制方法，其中，该方法还包括以下步骤 检测当前臂架姿态； 并且所述提取臂架的动态特性参数的步骤为根据所检测到的当前臂架姿态从预先设置的动态特性参数数据库中提取对应于当前臂架姿态的动态特性参数。5.根据权利要求4所述的回转振动抑制方法，其中，所检测的当前臂架姿态为各臂节相对于水平面或竖直面的倾角、或者为相接两臂节间的夹角。6.根据权利要求1所述的回转振动抑制方法，其中，所述控制信号通过以下方式计算 对振动烈度信号进行建模； 对检测到的实际的振动烈度信号进行分析得到实际振动烈度信号的函数式； 根据实际振动烈度信号的函数式来计算控制信号，使得控制信号所激励得到的补偿振动信号能够减小实际振动烈度信号的幅值。7.根据权利要求6所述的回转振动抑制方法，其中，所述补偿振动信号与实际振动烈度信号二者的和相加为零。8.根据权利要求7所述的回转振动抑制方法，其中，根据实际振动烈度信号的函数式来计算控制信号的步骤包括 计算与该实际振动烈度信号的函数式相加为零的补偿振动信号的函数式； 将补偿振动信号的函数式作为响应，将用以对所述回转执行机构进行控制的控制信号作为激励，根据臂架振动的激励响应传递函数关系计算出控制信号。9.根据权利要求6-8中任一项权利要求所述的回转振动抑制方法，其中，该方法还包括 根据泵车的工况采用如下的计算控制信号的减振模式 工况为非泵送过程中回转急停时，振动烈度信号按照如下公式建模10.根据权利要求6-8中任一项权利要求所述的回转振动抑制方法，其中，该方法还包括 根据泵车的工况采用如下的计算控制信号的减振模式 工况为仅泵送不回转时，振动烈度信号按照如下公式建模11.根据权利要求6-8中任一项权利要求所述的回转振动抑制方法，其中，该方法还包括 根据泵车的工况采用如下的计算控制信号的减振模式 工况为泵送过程中回转急停，振动烈度信号按照如下公式建模12.根据权利要求6-8中任一项权利要求所述的回转振动抑制方法，其中，该方法还包括根据泵车的工况采用如下的计算控制信号的减振模式 工况为仅回转并不泵送，不进行减振，控制信号为O。13.根据权利要求9-12中任一项权利要求所述的回转振动抑制方法，其中，该方法还包括以下步骤 检测回转操作信号和泵送状态信号； 结合回转操作信号和泵送状态信号按照如下方式判断泵车的工况 回转操作信号为从开到关，泵送状态信号为关，判断为非泵送过程中回转急停的工况； 回转操作信号为关，泵送状态信号为开，判断为仅泵送不回转的工况； 回转操作信号为从开到关，泵送状态信号为开，判断为泵送过程中回转急停的工况； 回转操作信号为开，泵送状态信号为关，判断为仅回转不泵送的工况。14.根据权利要求13所述的回转振动抑制方法，其中，回转操作信号为遥控器回转手柄或泵车电控柜回转多路阀手柄的电信号，泵送状态信号为遥控器泵送手柄或泵送机构接近开关或泵送机构电磁阀的换向频率的电信号。15.一种泵车臂架的回转振动抑制控制器，所述臂架(I)安装在回转平台(2)上，所述回转平台(2)由回转执行机构驱动从而带动所述臂架(I)进行回转，所述控制器包括依次连接的输入模块(50 )、处理模块(60 )和控制模块(70 )，其中， 所述输入模块(50)用于接收表征臂架(I)在回转方向上的振动烈度的振动烈度信号； 所述处理模块(60)用于提取臂架的动态特性参数、根据所述振动烈度信号以及所提取的动态特性参数计算并产生能够补偿所述振动烈度的控制信号，并将该控制信号传送给所述控制模块(70)...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄毅，王佳茜，黄露，邝昊，杨文，
申请(专利权)人：中联重科股份有限公司，
类型：发明
国别省市：