[发明专利]一种机械臂操控系统、方法及工程机械

权利要求书

1.一种机械臂控制系统，包括具有至少两节臂节的机械臂，所述机械臂的初始端铰接于转台，还包括驱动各所述臂节相对转台或其他臂节回转的驱动装置以及控制所述机械臂的末端运动的遥控器，其特征在于，还包括：

获取装置，用于获取所述遥控器的操纵部件所处第一坐标系与所述机械臂的末端所处第二坐标系的位置关系信号，以及所述操纵部件的动作方向信号、施工参考面的倾角参数信号；

控制器，包括方向调整单元，用于接收所述位置关系信号、所述倾角参数信号以及所述动作方向信号，并发出控制所述机械臂的末端动作的方向控制指令；

驱动装置，用于接收所述方向控制指令并控制各所述臂节运动，以便使所述机械臂的末端平行施工参考面运动。

2.根据权利要求1所述的机械臂控制系统，其特征在于，所述获取装置包括第一获取装置、第二获取装置和第三获取装置；

第一获取装置，用于获取所述第一坐标系的指定坐标轴相对参考方向在水平面内的夹角信号；

第二获取装置，用于获取所述第二坐标系的对应坐标轴相对所述参考方向在水平面内的夹角信号；

第三获取装置，用于获取所述倾角参数信号；

第四获取装置，用于获取所述操纵部件的动作方向信号；

控制器的方向调整单元接收上述各信号，并控制机械臂的末端的运动方向与所述操纵部件的动作方向在水平面内的投影平行。

3.根据权利要求2所述的机械臂控制系统，其特征在于，所述参考方向为地球磁场方向，所述第一获取装置和第二获取装置均为磁方位传感器。

4.根据权利要求3所述的机械臂控制系统，其特征在于，两所述磁方位传感器分别安装于所述遥控器和所述转台上。

5.根据权利要求2所述的机械臂控制系统，其特征在于，所述第二获取装置包括设置于所述机械臂上用于检测其在水平面内转动角度的角度传感器，以及设置于支撑所述转台的底盘上的磁方位传感器；

所述第二坐标系的对应坐标轴相对所述参考方向在水平面内的夹角信号包括所述角度传感器的检测信号和所述磁方位传感器的检测信号。

6.根据权利要求1至5任一项所述的机械臂控制系统，其特征在于，所述遥控器上的控制部件为万向手柄(12)。

7.根据权利要求1至5任一项所述的机械臂操控系统，其特征在于，所述第三获取装置为设置于所述遥控器上的三轴倾角传感器。

8.根据权利要求5所述的机械臂操控系统，其特征在于，所述第四获取装置还获取所述万向手柄的动作幅度信号，所述控制器还包括接收所述动作幅度信号的速度调节模块，所述速度调节模块根据所述动作幅度信号控制所述机械臂的末端动作的运动速度。

9.一种工程机械，包括底盘(23)、设于所述底盘上的转台(22)、连接于所述转台上臂架装置以及用于控制所述臂架装置动作的控制系统，其特征在于，所述臂架装置的控制系统为权利要求1至8任一项所述的机械臂的控制系统。

10.一种机械臂的控制方法，包括机械臂，以及控制所述机械臂的末端运动的遥控器，其特征在于，具体步骤如下：

S101、获取所述遥控器的操纵部件所处第一坐标系与所述机械臂的末端所处第二坐标系的位置关系信号，以及所述操纵部件的动作方向信号、施工参考面的倾角参数信号；

S102、接收所述位置关系信号、所述倾角参数信号以及所述动作方向信号，并发出控制所述机械臂的末端动作的方向控制指令；

S103、接收所述方向控制指令并控制各所述臂节运动，以便使所述机械臂的末端平行施工参考面运动。

11.根据权利要求10所述的机械臂的控制方法，其特征在于，所述操纵部件为万向手柄(12)，

所述步骤S101中还可以获取万向手柄的动作幅度信号；

所述步骤S102中还接收所述动作幅度信号，并根据所述动作幅度信号发出速度控制指令；

所述步骤S103中还根据所述速度控制指令控制所述机械臂的末端的运动速度。