臂架運轉速度設置系統、方法及裝置的製作方法
2023-09-15 16:07:00 1
專利名稱：臂架運轉速度設置系統、方法及裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及混凝土泵車臂架控制領域，具體地，涉及一種臂架運轉速度設置系統、方法及裝置。
背景技術：
臂架系統是混凝土泵車一個重要的組成部分，臂架結構件主要由剛性結構體組成、且質量大，在臂架的展開和收縮過程中慣性大、質心位置變化快，因此臂架展收速度控制研究是實現臂架平穩展收和安全控制的一個關鍵技術點，這樣有利於防止臂架結構件過早疲勞損壞。如圖I所示，現有技術中控制臂架系統運轉速度的原理為臂架泵I被啟動後泵送壓力油，控制器4控制卸荷閥2得電，卸荷閥2控制壓力油進入多路閥3，控制器4通過控制提供給多路閥3的比例閥電流的大小來控制多路閥3閥門的開度，多路閥3閥門的開度越 大供給臂架油缸5的壓力油的油量就越大，這樣臂架油缸5帶動臂架運轉的速度也相應越快，從而實現對臂架運轉速度的控制。從這一控制過程可以看出，控制臂架運轉速度是通過控制控制器輸出的比例閥電流的大小來實現的，臂架的起始運轉速度(即啟動臂架運轉)所對應的比例閥電流為最小標定電流Iniin,臂架的最大運轉速度所對應的比例閥電流為最大標定電流Imax。目前，在現有技術中混凝土泵車在出廠前，都要由技術人員通過目測對臂架系統的每一節臂架運轉速度進行設置，也即設置臂架的最大標定電流值(或稱為最大標定值)。在混凝土泵車出廠後的使用過程中，操作人員直接將控制器輸出的比例閥電流調至出廠前設置的最大標定值，使臂架能在最短時間內完成展開動作。在上述設置調試過程中，由於技術人員的個人經驗差異，將導致不同的技術人員對相同臂架所設置的最大標定值不一致，當最大標定值設置過小時會限制臂架動作速度的範圍，設置過大時會降低臂架動作的安全性；並且由於技術人員的個人經驗差異，調試耗時也不一樣，這樣就降低了臂架運轉速度設置工作的工作效率。可見在現有技術中，人工設置混凝土泵車臂架運轉速度的最大標定電流值時，存在設置結果偏差大、設置操作效率低的問題。
發明內容
本發明實施例提供一種臂架運轉速度設置系統、方法及裝置，用以解決現有技術中人工設置混凝土泵車臂架運轉速度的最大標定電流值時，存在的設置結果偏差大、設置操作效率低的問題。本發明實施例技術方案如下一種臂架運轉速度設置系統，包括傾角傳感器、控制器、多路閥和臂架油缸；所述傾角傳感器，位於混凝土泵車臂架系統中的當前臂架上，用於按照預定測量周期測量所述當前臂架展開運轉的運轉角度；所述控制器，用於根據所述傾角傳感器測量到的運轉角度確定當前測量周期內的當前角速度，根據所述當前角速度和預設的目標角速度進行閉環控制確定比例閥電流信號的電流值，將所述比例閥電流信號輸出給所述多路閥，並將所述當前角速度達到所述目標角速度時的比例閥電流信號的電流值確定為所述當前臂架的最大標定電流值；所述多路閥，用於根據來自所述控制器的比例閥電流信號控制所述多路閥閥門的張開角度，為所述當前臂架的臂架油缸提供壓力油；所述臂架油缸，用於將所述多路閥提供的壓力油帶動所述當前臂架展開運轉。一種臂架運轉速度設置方法，包括根據傾角傳感器測量到的混凝土泵車臂架系統的當前臂架展開運轉的運轉角度，確定當前測量周期內所述當前臂架運轉的當前角速度；根據確定的當前角速度和預設的目標角速度進行閉環控制確定比例閥電流信號的電流值，將所述比例閥電流信號輸出給多路閥，並將所述當前角速度達到所述目標角速度時的比例閥電流信號的電流值確定為所述當前臂架的最大標定電流值。一種臂架運轉速度設置裝置，包括第一確定單元，用於根據傾角傳感器測量到的混凝土泵車臂架系統的當前臂架的運轉角度，確定當前測量周期內所述當前臂架運轉的當前角速度；第二確定單元，用於根據所述第一確定單元確定的所述當前角速度和預設的目標角速度進行閉環控制確定比例閥電流信號的電流值，將所述當前角速度達到所述目標角速度時的比例閥電流信號的電流值確定為所述當前臂架的最大標定電流值；提供單元，用 於將所述第二確定單元確定的所述比例閥電流信號輸出給多路閥。本發明實施例的技術方案中，控制器通過傾角傳感器測量到的臂架的運轉角度來確定臂架運轉的當前角速度，根據當前角速度和預設的目標角速度進行閉環控制，將當前角速度達到目標角速度時的比例閥電流信號的電流值確定為當前臂架的最大標定電流值，能夠自動有效地進行臂架運轉速度的設置，排除了技術人員經驗不一致的因素，能夠使對相同臂架的設置結果大致相同，設置時長也大致相同，能夠提高設置操作的效率，從而能夠解決現有技術中，人工設置混凝土泵車臂架運轉速度的最大標定電流值時，存在的設置結果偏差大、設置操作效率低的問題。
圖I為現有技術中控制臂架系統運轉速度的原理示意圖；圖2為本發明實施例提供的臂架運轉速度設置系統的結構框圖；圖3為本發明實施例提供的臂架運轉速度設置方法的工作流程圖；圖4為本發明實施例提供的臂架運轉速度設置裝置的結構框圖。
具體實施例方式下面結合各個附圖對本發明實施例技術方案的主要實現原理具體實施方式
及其對應能夠達到的有益效果進行詳細地闡述。本發明實施例針對現有技術中，人工設置混凝土泵車臂架運轉速度的最大標定電流值時，存在的設置結果偏差大、設置操作效率低的問題，提出了一種臂架運轉速度設置方案，以解決該問題。在本發明實施例的技術方案中，控制器通過傾角傳感器測量到的臂架的運轉角度來確定臂架運轉的當前角速度，根據當前角速度和預設的目標角速度進行閉環控制，將當前角速度達到目標角速度時的比例閥電流信號的電流值確定為當前臂架的最大標定電流值，能夠自動有效地進行臂架運轉速度的設置，排除了技術人員經驗不一致的因素，能夠使對相同臂架的設置結果大致相同，設置時長也大致相同，能夠提高設置操作的效率。此外，本發明實施例還能夠對臂架系統的迴轉運轉的速度進行設置。圖2示出了本發明實施例提供的臂架運轉速度設置系統的結構框圖，如圖2所示，該系統包括傾角傳感器21、控制器22、多路閥23和臂架油缸24 ；傾角傳感器21，位於混凝土泵車臂架系統中的當前臂架上，用於按照預定測量周期測量當前臂架展開運轉的運轉角度；具體地，傾角傳感器21可以與控制器22通過通信線連接，通過總線傳輸的方式將測量到的運轉角度提供給控制器22，也可以通過無線傳輸的方式將測量到的運轉角度提供給控制器22 ；控制器22，用於根據傾角傳感器21測量到的運轉角度確定當前測量周期內的當前角速度，根據當前角速度和預設的目標角速度進行閉環控制確定比例閥電流信號的電流值，將比例閥電流信號輸出給多路閥23，並將當前角速度達到目標角速度時的比例閥電流信號的電流值確定為當前臂架的最大標定電流值； 多路閥23，用於根據來自控制器22的比例閥電流信號控制多路閥閥門的張開角度，為當前臂架的臂架油缸24提供壓力油；臂架油缸24，用於將多路閥23提供的壓力油帶動當前臂架展開運轉。根據如圖2所述的系統，控制器通過傾角傳感器測量到的臂架的運轉角度來確定臂架運轉的當前角速度，根據當前角速度和預設的目標角速度進行閉環控制，將當前角速度達到目標角速度時的比例閥電流信號的電流值確定為當前臂架的最大標定電流值，能夠自動有效地進行臂架運轉速度的設置，排除了技術人員經驗不一致的因素，能夠使對相同臂架的設置結果大致相同，設置時長也大致相同，能夠提高設置操作的效率。一種優選地方式，圖2所示系統還包括迴轉編碼器(圖2中未示出)，迴轉編碼器，位於臂架系統的迴轉座上，用於按照測量周期測量臂架系統迴轉運轉的運轉角度；迴轉編碼通過有線或無線的通信方式，將測量到的運轉角度提供給控制器22 ;控制器22還用於根據迴轉編碼器測量到的運轉角度確定當前測量周期內的臂架系統的當前迴轉角速度，根據當前迴轉角速度和預設的目標迴轉角速度進行閉環控制確定比例閥電流信號的電流值，將比例閥電流信號輸出給所述多路閥23，並將當前迴轉角速度達到目標迴轉角速度時的比例閥電流信號的電流值確定為臂架系統迴轉運轉的最大標定電流值。下面對控制器22的工作原理進行說明。圖3示出了本發明實施例提供的臂架運轉速度設置方法的工作流程圖，如圖3所示，該方法包括如下處理過程步驟31、根據傾角傳感器測量到的混凝土泵車臂架系統的當前臂架展開運轉的運轉角度，確定當前測量周期內當前臂架運轉的當前角速度；具體地，將傾角傳感器在當前測量周期和上一個測量周期內測量到的運轉角度的差值與測量周期的時長的商確定為當前角速度；步驟32、根據確定的當前角速度和預設的目標角速度進行閉環控制確定比例閥電流信號的電流值，將比例閥電流信號輸出給多路閥，並將當前角速度達到目標角速度時的比例閥電流信號的電流值確定為當前臂架的最大標定電流值。具體地，進行閉環控制的處理包括在一個測量周期內，將當前角速度和目標角速度進行對比得到角速度差，當角速度差不為零時，控制器增加當前比例閥電流信號的電流值，並將當前比例閥電流信號的電流值提供給多路閥；在下一個測量周期內，重新進行上述操作，直至當前角速度與目標角速度相等，將當前角速度與目標角速度相等時的比例閥電流信號的電流值確定為最大標定電流值。一種優選地方式，在相鄰兩次確定的當前角速度的差值大於預定閾值時，控制器發出報警信號；一種優選地方式，目標角速度包括當前臂架在最短時間內運轉到預定角度時的最大角速度；或，當前臂架在預定時間內運轉到預定角度的平均角速度。在實際操作的過程中，將目標角速度分為最大角速度和平均角速度，可以相應地將控制混凝土泵車臂架的展開運轉的操作分為快速操作和慢速操作，快速操作時，控制臂架以最大角速度進行展開運轉(即控制器向多路閥提供與最大角速度對應的最大標定電流)，慢速操作時，臂架以平均角速度進行展開運轉(即控制器向多路閥提供與平均角速度對應的最大標定電流)。一種優選地方式，控制器根據迴轉編碼器測量到的臂架系統迴轉運轉的運轉角 度，確定當前測量周期內臂架系統的當前迴轉角速度(確定當前迴轉角速度的處理與上述確定當前角速度的處理類似)，根據當前迴轉角速度和預設的目標迴轉角速度進行閉環控制確定比例閥電流信號的電流值(確定比例閥電流信號的電流值的處理與上述步驟32中的閉環控制的處理類似)，將比例閥電流信號輸出給多路閥，並將當前迴轉角速度達到目標迴轉角速度時的比例閥電流信號的電流值確定為臂架系統迴轉運轉的最大標定電流值。根據如圖3所示的方法，控制器通過傾角傳感器測量到的臂架的運轉角度來確定臂架運轉的當前角速度，根據當前角速度和預設的目標角速度進行閉環控制，將當前角速度達到目標角速度時的比例閥電流信號的電流值確定為當前臂架的最大標定電流值，能夠自動有效地進行臂架運轉速度的設置，排除了技術人員經驗不一致的因素，能夠使對相同臂架的設置結果大致相同，設置時長也大致相同，能夠提高設置操作的效率。圖3所示的裝置可以通過硬體實現，也可以通過軟體程序實現，即通過如圖4所示的臂架運轉速度設置裝置來實現。圖4示出了本發明實施例提供的臂架運轉速度設置裝置的結構框圖，如圖4所示，該裝置包括第一確定單元41，用於根據傾角傳感器測量到的混凝土泵車臂架系統的當前臂架的運轉角度，確定當前測量周期內當前臂架運轉的當前角速度；具體地，第一確定單元41將傾角傳感器在當前測量周期和上一個測量周期內測量到的運轉角度的差值與測量周期的時長的商確定為所述當前角速度；第二確定單元42，連接至第一確定單元41，用於根據第一確定單元41確定的當前角速度和預設的目標角速度進行閉環控制確定比例閥電流信號的電流值，將當前角速度達到目標角速度時的比例閥電流信號的電流值確定為當前臂架的最大標定電流值；具體地，第二確定單元42進行閉環控制的處理參加上述步驟32的處理；提供單元43，連接至第二確定單元42，用於將第二確定單元42確定的比例閥電流信號輸出給多路閥。一種優選的方式，第一確定單元41，還用於根據迴轉編碼器測量到的臂架系統迴轉運轉的運轉角度確定當前測量周期內的臂架系統的當前迴轉角速度；第二確定單元42，還用於根據當前迴轉角速度和預設的目標迴轉角速度進行閉環控制確定比例閥電流信號的電流值，並將當前迴轉角速度達到目標迴轉角速度時的比例閥電流信號的電流值確定為臂架系統迴轉運轉的最大標定電流值。一種優選的方式，該裝置還包括安全單元、顯示單元和聲光報警單元(圖中均未示出)，安全單元用於在第二確定單元42相鄰兩次確定的當前角速度的差值大於預定閾值時，發出報警信號；顯示單元，用於顯示傾角傳感器或迴轉編碼器測量到的當前運轉角度、第一確定單元41確定的當前角速度、第二確定單元42確定的比例閥電流信號的電流值、最大標定電流值以及安全單元確定的當前角速度的差值；聲光報警單元用於以發聲或發光的形式展示安全單元發出的報警信號。通過如圖4所示的裝置，也能夠自動有效地進行臂架運轉速度的設置。綜上所述，根據本發明實施例的技術方案，控制器通過傾角傳感器測量到的臂架的運轉角度來確定臂架運轉的當前角速度，根據當前角速度和預設的目標角速度進行閉環控制，將當前角速度達到目標角速度時的比例閥電流信號的電流值確定為當前臂架的最大標定電流值，能夠自動有效地進行臂架運轉速度的設置，排除了技術人員經驗不一致的因 素，能夠使對相同臂架的設置結果大致相同，設置時長也大致相同；在具體的實施過程中，設置一個臂架到最大標定電流值所需的時間為5至6個小時，使用本發明實施例提供的方案，只需要I個小時就能完成設置工作，可見本發明實施例提供的技術方案能夠高設置操作的效率。此外，本發明實施例還能夠對臂架系統的迴轉運轉的速度進行設置。顯然，本領域的技術人員可以對本發明實施例進行各種改動和變型而不脫離本發明的精神和範圍。這樣，倘若本發明的這些修改和變型屬於本發明權利要求及其等同技術的範圍之內，則本發明也意圖包含這些改動和變型在內。
權利要求
1.ー種臂架運轉速度設置系統，其特徵在於，包括傾角傳感器、控制器、多路閥和臂架油缸； 所述傾角傳感器，位於混凝土泵車臂架系統中的當前臂架上，用於按照預定測量周期測量所述當前臂架展開運轉的運轉角度； 所述控制器，用於根據所述傾角傳感器測量到的運轉角度確定當前測量周期內的當前角速度，根據所述當前角速度和預設的目標角速度進行閉環控制確定比例閥電流信號的電流值，將所述比例閥電流信號輸出給所述多路閥，並將所述當前角速度達到所述目標角速度時的比例閥電流信號的電流值確定為所述當前臂架的最大標定電流值； 所述多路閥，用於根據來自所述控制器的比例閥電流信號控制所述多路閥閥門的張開角度，為所述當前臂架的臂架油缸提供壓カ油； 所述臂架油缸，用於將所述多路閥提供的壓カ油帶動所述當前臂架展開運轉。
2.根據權利要求I所述的系統，其特徵在於，所述控制器，具體用於將所述傾角傳感器在當前測量周期和上一個測量周期內測量到的運轉角度的差值與所述測量周期的時長的商確定為所述當前角速度。
3.根據權利要求2所述的系統，其特徵在於，所述控制器，還用於 在相鄰兩次確定的所述當前角速度的差值大於預定閾值時，發出報警信號。
4.根據權利要求I所述的系統，其特徵在於，所述系統還包括 所述迴轉編碼器，位於所述臂架系統的迴轉座上，用於按照所述測量周期測量所述臂架系統迴轉運轉的運轉角度； 所述控制器，還用於根據所述迴轉編碼器測量到的運轉角度確定當前測量周期內的所述臂架系統的當前迴轉角速度，根據所述當前迴轉角速度和預設的目標迴轉角速度進行閉環控制確定比例閥電流信號的電流值，將所述比例閥電流信號輸出給所述多路閥，並將所述當前迴轉角速度達到所述目標迴轉角速度時的比例閥電流信號的電流值確定為所述臂架系統迴轉運轉的最大標定電流值。
5.ー種臂架運轉速度設置方法，其特徵在於，包括 根據傾角傳感器測量到的混凝土泵車臂架系統的當前臂架展開運轉的運轉角度，確定當前測量周期內所述當前臂架運轉的當前角速度； 根據確定的當前角速度和預設的目標角速度進行閉環控制確定比例閥電流信號的電流值，將所述比例閥電流信號輸出給多路閥，並將所述當前角速度達到所述目標角速度時的比例閥電流信號的電流值確定為所述當前臂架的最大標定電流值。
6.根據權利要求5所述方法，其特徵在於，根據當前臂架運轉運轉角度，確定所述當前臂架運轉的角速度，具體包括 將所述傾角傳感器在當前測量周期和上一個測量周期內測量到的運轉角度的差值與所述測量周期的時長的商確定為所述當前角速度。
7.根據權利要求6所述的方法，其特徵在於，所述方法還包括在相鄰兩次確定的所述當前角速度的差值大於預定閾值時，控制器發出報警信號。
8.根據權利要求5至7中任一項所述的方法，其特徵在於，所述目標角速度包括所述當前臂架在最短時間內運轉到預定角度時的最大角速度；或 所述當前臂架在預定時間內運轉到預定角度的平均角速度。
9.根據權利要求5所述的方法，其特徵在於，所述方法還包括 根據迴轉編碼器測量到的所述臂架系統迴轉運轉的運轉角度確定當前測量周期內的所述臂架系統的當前迴轉角速度，根據所述當前迴轉角速度和預設的目標迴轉角速度進行閉環控制確定比例閥電流信號的電流值，將所述比例閥電流信號輸出給所述多路閥，並將所述當前迴轉角速度達到所述目標迴轉角速度時的比例閥電流信號的電流值確定為所述臂架系統迴轉運轉的最大標定電流值。
10.一種臂架運轉速度設置裝置，其特徵在於，包括 第一確定單元，用於根據傾角傳感器測量到的混凝土泵車臂架系統的當前臂架的運轉角度，確定當前測量周期內所述當前臂架運轉的當前角速度； 第二確定單元，用於根據所述第一確定單元確定的所述當前角速度和預設的目標角速度進行閉環控制確定比例閥電流信號的電流值，將所述當前角速度達到所述目標角速度時的比例閥電流信號的電流值確定為所述當前臂架的最大標定電流值； 提供單元，用於將所述第二確定單元確定的所述比例閥電流信號輸出給多路閥。
11.根據權利要求10所述的裝置，其特徵在於，所述第一確定單元，具體用於 將所述傾角傳感器在當前測量周期和上一個測量周期內測量到的運轉角度的差值與所述測量周期的時長的商確定為所述當前角速度。
12.根據權利要求11所述的裝置，其特徵在於，所述裝置還包括 安全單元，用於在所述第二確定單元相鄰兩次確定的所述當前角速度的差值大於預定閾值時，發出報警信號。
13.根據權利要求10所述的裝置，其特徵在於，所述第一確定單元，還用於根據迴轉編碼器測量到的所述臂架系統迴轉運轉的運轉角度確定當前測量周期內的所述臂架系統的當前迴轉角速度； 所述第二確定單元，還用於根據所述當前迴轉角速度和預設的目標迴轉角速度進行閉環控制確定比例閥電流信號的電流值，並將所述當前迴轉角速度達到所述目標迴轉角速度時的比例閥電流信號的電流值確定為所述臂架系統迴轉運轉的最大標定電流值。
全文摘要
本發明公開了一種臂架運轉速度設置系統、方法及裝置，在本發明提供的系統中，控制器通過傾角傳感器測量到的臂架的運轉角度來確定臂架運轉的當前角速度，根據當前角速度和預設的目標角速度進行閉環控制，將當前角速度達到目標角速度時的比例閥電流信號的電流值確定為當前臂架的最大標定電流值，能夠自動有效地進行臂架運轉速度的設置，排除了技術人員經驗不一致的因素，能夠使對相同臂架的設置結果大致相同，設置時長也大致相同，能夠提高設置操作的效率，從而能夠解決現有技術中，人工設置混凝土泵車臂架運轉速度的最大標定電流值時，存在的設置結果偏差大、設置操作效率低的問題。
文檔編號E04G21/04GK102768547SQ20121025968
公開日2012年11月7日 申請日期2012年7月25日 優先權日2012年7月25日
發明者付新宇, 易偉春, 李葵芳, 王帥 申請人:中聯重科股份有限公司