《获得臂架系统末端位置参数的方法、臂架系统及工程机械的制作方法》由会员分享，可在线阅读，更多相关《获得臂架系统末端位置参数的方法、臂架系统及工程机械的制作方法（6页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、获得臂架系统末端位置参数的方法、臂架系统及工程机械的制作方法专利名称：获得臂架系统末端位置参数的方法、臂架系统及工程机械的制作方法技术领域：本发明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。背景技术：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；第一臂根端与预定的回转机构通过水平轴铰接相连；第一臂的末端与第二臂的根端通过水平轴铰接，第二臂的末端与第三臂的根端通过水平轴铰接，第三臂的末端与第四臂的根端通过水平轴铰接；这样，多节节臂顺序铰接相连。最末端的节臂向外伸出，其末端形
2、成臂架系统末端。第一臂的根端与回转机构之间及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夹角产生预定的变化，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位置参数与目标位置参数之间具有很大的偏差。为了减小
3、由于节臂形变导致的臂架系统末端位置参数的偏差，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。发明内容本发明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位置
4、参数。本发明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，本发明还提供一种包括该臂架系统的工程机械。本发明提供获得臂架系统末端位置参数的方法包括以下步骤获得臂架系统中各驱动机构的位移量LS1、Ls2.Lsm ；获得形变后各节臂末端延伸方向与预定参考平面之间的夹角” Ci2. m;获取各节臂形变前的参考长度Lp L2.Lffl ；其中，m为臂架系统包括节臂的总数；获得夹角 12、 . (m_1)m ；其中， 12为第一臂末端与第二臂根端之间的4夹角；为第二臂末端与第三臂根端之间的夹角；0 (m-1)m为第(m-1)臂末端与第m臂根端 之间的夹角；其中，9 12 = f (L5
5、2) Q23 = f (L53)、9 (ffl-1)ffl = f (Lsffl)； 分别获得各节臂根端的延伸方向与参考平面之间的夹角ep e2.em;其中，S1 = f (Lsi) ；0 2 = 180-a ei2-(I-Ic1Mefa1) ；.0ffl = 180-Qm-0(m(1_k(m-l) ( 9 (m-l)a (m-1)；获得各节臂末端位置参数(Xlp，Ylp)、(X2p，Y2p).(Xmp，Yfflp)Xlp = L1X cos Ik1 ( 0a Xcos 0 k1 ( 0 r a ；Ylp = L1X cos Ik1 ( 0a 工) Xsin 0 k1 ( 0a 工)；X2p
6、= L2 X cos Ik2 ( 0 2-a 2) Xcos 0 2-k2 ( 0 2- a 2)；Y2p = L2 X cos k2 ( 0 2- a 2) X sin 0 2_k2 ( 0 2- a 2)；.；_ 7 Xfflp = LfflXcoskffl(0ffl-affl)Xcos0 ffl-kffl ( 0 ffl-a ffl)；Yfflp = LfflXcoskffl(0ffl-affl)Xsin0 ffl-kffl ( 9 a J ;进而获得臂架系统末端位置参数Xtip = L1X cos Ik1 ( 9a X cos 0 k1 ( 0a +L2 X cos k2 ( 0 2-
7、 a 2) X cos 0 9-k9 ( 0 9- a 9) +.L Xcosk ( 0 -a ) Xcos 0 -k ( 0 -a )2 1Y2、 2J .Mn,、 m m/ j vwo L m lvm m m, J ，Ytip = L1X cos Ik1 ( 0a Xsin 9 k1 ( 9 r a +L2X cos k2 ( 0 2_ a 2) Xsin e2-k2(02-a2)+.LfflXcos kffl(0ffl-affl)Xsin0ffl-kffl(0ffl-affl)；其中，kpl、km均为小于1的常数。可选的，所述L1I2.Lm分别为形变前相应节臂两端的铰接轴线之间的距离。可
8、选的，所述Lp L2.Lffl分别为形变前相应节臂两端的铰接轴线之间的设计距离。可选的，使Vlc2、km_顺序增大。可选的，所述预定参考平面为水平面。本发明提供的臂架系统包括m节通过水平铰接轴顺序铰接相连的节臂，各节臂均 由相应的驱动机构驱动进行角度变化，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的末端，用于在形变后检测相对应节臂末端延伸方向与预定参考平面之间的夹角Opd2.a 多个所述长度传感器分别安装在相应的驱动机构上，用于检测各驱动机构的位移量LS1、Ls2.LSffl；所述处理器用于根据相应长度传感器的检测结果获得e 12、0 23. e (
9、ffl_1)ffl ；其中，e 12为第一臂末端与第二臂根端之间的夹角；e 23为第二臂末端与第三臂根端之间的夹 角；0 Orfm为第(m-1)臂末端与第m臂根端之间的夹角；0 12 = f (Ls2) 0 23 = f (L53)、9 (ffl-i)ffl = f (Lsm)；再分别获得各节臂根端的延伸方向与参考平面之间的夹角ep e2.effl；其中，0I = f (Lsi) ； 02 = 180-aei2-(I-Ic1) (ea 丄)；.0 m = 180-a 厂 0 )m(1_k(m-l) ( 9 (m-l)a (m-1)；再获得各臂末端位置参数(Xlp，Ylp)、(X2p，Y2p).
10、(Xmp，Yfflp)Xlp = L1X cos Ik1 ( 0a 丄) X cos 0 k1 ( 0a 丄)；Ylp = L1X cos Ik1 ( 0 r a X sin 0 k1 ( 0 r a ；X2p = L2X cos k2 ( 2- 2) X cos 2_k2 ( 2- 2)；Y2p = L2X cos k2 ( 2- 2) X sin 2-k2 ( 2- 2)；.；_ Xmp = LfflXcoskffl(0ffl-affl)Xcos0ffl-kffl(0m-affl)；Ymp = LfflXcoskffl(0ffl-affl)Xsin0ffl-kffl(0m-affl)；进而
11、获得臂架系统末端位置参数Xtip = L1X cos Ik1 ( a Xcos k1 ( 丄)+L2 X cos k2 ( 2- a 2) Xcos 02-k2(92-a2)+.LfflXcoskffl(0ffl-affl)Xcos0ffl-kffl(0m-affl)；Ytip = L1X cos Ik1 ( a Xsin k1 ( r a +L2X cos k2 ( 2_ a 2) Xsin 02-k2(92-a2)+.LfflXcoskffl(0ffl-affl)Xsin0ffl-kffl(0m-affl)；其中，kA、1均为小于1的常数。可选的，所述倾角传感器的基准轴线与相应节臂末端的铰
12、接轴线相交。可选的，所述倾角传感器的基准轴线与相应节臂末端的铰接轴线垂直。可选的，所述长度传感器为拉线编码器。本发明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，本发明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各驱动机构的位移量，通过驱动机构的位移量确定各臂架根端延伸方向与预定参考平面之间的角度；同时，再根据该角度与形变后相应节臂末端延伸方向与预定参考平面之间的角度及相应节臂的参考长度获得臂架系统末端位置参数。利用该技术方案，不仅可以避免由于倾角传感器精度较低产生的累积误差较大的问题，而且通过适
13、当的长度传感器检测驱动机构的位移量，容易保证驱动机构的位移量的检测精度，进而能够保证各臂架根端延伸方向与预定参考平面之间角度的准确性，进而能够使臂架系统末端位置参数更准确。在进一步的技术方案中，参考长度为形变前相应节臂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位置参数，可以避免由于参考长度与相应节臂有效长度之间的偏差导致数据的偏差，进而提高臂架系统末端位置参数的准确性。在提供上述获得臂架系统末端位置参数的方法的基础上，本发明提供的臂架系统能够实施上述方法，同样能够产生相对应的技术效果。在进一步的技术方案中，所述倾角传感器的基准轴线与该端的铰接轴线保持相交并垂直；这样可以使获得的角
14、度测量值更准确，提高臂架系统末端位置参数的准确性。在进一步的技术方案中，所述长度传感器为拉线编码器；拉线编码器具有更高的精度，可以准确测量驱动机构的位移量，保证驱动机构的位移量的检测精度，进而提高臂架系统末端位置参数的准确性。提供的包括上述臂架系统的工程机械也具有相对应的技术效果。图1为本发明提供的臂架系统的工作原理图；图2为本发明提供的臂架系统中，控制部分的结构框图3是获得臂架系统末端位置参数的原理示意图。具体实施例方式下面结合附图对本发明进行详细描述，本部分的描述仅是示范性和解释性，不应视为对本发明公开技术内容的限制。为了更清楚地描述本发明提供的技术方案，本部分先对提供的臂架系统进行描述，
15、在对臂架系统描述的基础上对获得臂架系统末端位置参数的方法进行描述；获得臂架系统末端位置参数的方法可以应用本发明的提供臂架系统实施，但实施该方法不限于本发明提供的臂架系统。如图1所示，该图为本发明提供的臂架系统的工作原理图。本发明实施例提供的臂架系统包括4节通过水平铰接轴顺序铰接相连的节臂；4节节臂分别称为第一臂10、第二臂20、第三臂30和第四臂40 ；第一臂10通过水平轴铰接安装在相应机械本体的回转机构上，第四臂40为末节臂；各节臂中，靠近机械本体一端为根端，相反的另一端为末端；根端和末端分别形成相应的铰接轴线。臂架系统还包括4个驱动机构，四个驱动机构分别为四个油缸11、21、31、41 ；其中，第一臂10通过油缸11驱动，以相对于回转机械进行旋转，改变其延伸方向与水平面之间的夹角；第二臂20的根端和第一臂10末端设置有油缸21，第三臂30根端与第二臂20的末端设置有油缸31，第四臂40根端与第三臂30的末端设置有油缸41 ；通过相应油缸能够驱动相邻
