[发明专利]一种混凝土泵车和用于混凝土泵车的泵送控制系统和方法

说明书

技术领域

本发明涉及建筑工程机械领域，尤其涉及一种混凝土泵车和用于混凝土泵车的泵送控制系统和泵送控制方法。

背景技术

目前，在建筑工程中，普遍使用混凝土泵车来将混凝土从泵车所在位置输送到建筑工程所指定的目标位置。混凝土泵车主要由底盘、泵送系统、输送管道及臂架系统构成，臂架系统包括多个臂架以及在各个臂架之间设置的油缸和电磁阀，所述泵送系统包括油缸和砼缸以及驱动油缸和砼缸的油泵。混凝土通过安装在底盘上的双油缸泵送系统的交替往复运动而被推入输送管道，输送管道固定在臂架上并随同臂架一起运动。臂架系统一般由3～6节臂架构成，图1示出的臂架系统包括5节臂架，臂架之间相互铰接，并通过油缸2的收缩运动来收拢或展开；各个臂架之间通过转轴10的旋转实现打开和折叠功能；通过油缸2内活塞杆的伸缩，依靠连杆9来驱动相邻的臂架进行旋转；臂架系统的转台1安装在底盘上，工作时，转台1及其上的部件可以在水平范围内旋转，这样就能够实现臂架末端的空间运动，从而将混凝土输送到期望的浇筑位置。

然而，臂架系统的惯性大、刚性差，固有频率较低，混凝土在输送管道中的不连续流动对臂架的冲击很大，导致臂架在运动和泵送作业工作中，易出现振动大的情况，特别是在泵送频率接近臂架固有频率时，由于共振效应，臂架振幅可能会超过1000mm，给施工带来极大的难度及危险性，且易造成臂架结构件被破坏。图2示出现有的一种泵车在泵送作业工作中，臂架末端的振幅与泵送频率的对应关系。由图2可知，当泵送频率接近或等于臂架系统的固有频率f₂时，臂架末端的振幅出现急剧增大(接近10倍)现象。

然而，在现有技术中，混凝土泵车的泵送控制系统还不能在保持泵送系统泵送速度不变的情况下对泵送频率进行调节。

发明内容

本发明针对现有技术中的混凝土泵车的泵送控制系统不能在泵送速度不变的情况下对泵送系统的泵送频率进行调节的缺陷，提供一种能够在保持泵送速度不变的情况下实时调节泵送系统的泵送频率的控制系统和控制方法。

本发明提供一种用于混凝土泵车的控制系统，该混凝土泵车包括臂架系统和泵送系统，其中，所述泵送控制系统包括：

信号处理单元，用于实时采集所述臂架系统的振动与姿态信号，对该振动与姿态信号进行优化处理，将优化处理后的振动与姿态信号输出给频率辨识单元；

频率辨识单元，用于计算当前实际的泵送频率，根据经所述信号处理单元优化处理后的振动与姿态信号来获取所述臂架系统的固有频率，并将所述当前实际的泵送频率和所述固有频率发送给泵送频率计算单元；

泵送频率计算单元，用于对接收自所述频率辨识单元的所述当前实际的泵送频率和所述固有频率进行比较，并根据比较结果来设置期望的泵送频率。

本发明还提供一种用于混凝土泵车的泵送控制方法，该混凝土泵车包括臂架系统和泵送系统，其中，所述泵送控制方法包括：

实时采集所述臂架系统的振动与姿态信号，对该振动与姿态信号进行优化处理；

计算当前的实际泵送频率，根据优化处理后的振动与姿态信号来计算所述臂架系统的固有频率；

将所述当前实际的泵送频率和所述固有频率进行比较，根据比较结果来设置期望的泵送频率。

本发明还提供一种混凝土泵车，该混凝土泵车包括臂架系统和泵送系统，所述臂架系统包括多个臂架以及在各个臂架之间设置的油缸和电磁阀，所述泵送系统包括油缸和砼缸以及驱动油缸和砼缸的油泵，其中，该混凝土泵车还包括上述本发明提供的泵送控制系统。

由于根据本发明的泵送控制系统和泵送控制方法以及混凝土泵车能够实时采集臂架系统的臂架姿态与振动信号，进而获得臂架系统的固有频率和当前的泵送频率，并将泵送频率和臂架系统的固有频率进行比较，据此来判断两者是否共振，并根据比较结果来设置泵送频率，所以根据本发明的泵送控制系统和泵送控制方法以及混凝土泵车能够在满足泵送速度要求的情况下避免混凝土泵车中的共振。

附图说明

图1是混凝土泵车的臂架系统的结构示意图；

图2是臂架振幅与臂架系统激振频率之间的关系图示；

图3是根据本发明的用于混凝土泵车的泵送控制系统的框图；

图4是根据本发明的用于混凝土泵车的泵送控制系统的框图；

图5是根据本发明的用于混凝土泵车的泵送控制方法的流程图。

具体实施方式

下面结合附图来详细描述根据本发明的用于混凝土泵车的泵送控制系统和泵送控制方法以及混凝土泵车。