[发明专利]提高臂架运动稳定性的方法、系统及工程机械

权利要求书

1.一种用于提高臂架运动稳定性的方法，其特征在于，该方法包括：

接收表示所述臂架的弹性形变的信号；以及

在控制所述臂架沿一轨迹运动期间，在所述弹性形变超出预定范围内时，降低所述臂架的运动速度。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，该方法还包括：

在控制所述臂架沿所述轨迹运动期间，在所述弹性形变位于所述预定范围内时，提高所述臂架的运动速度。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述轨迹按照以下步骤来规划：

接收臂架的当前姿态以及目标位置，该当前姿态包括臂架的长度向量及角度向量；

根据该当前姿态，确定所述臂架末端的当前位置；

根据该当前位置及所述目标位置，规划所述臂架的轨迹；以及

将该轨迹所涉及的姿态与预先存储的危险姿态进行比较，并在轨迹所涉及的姿态存在危险姿态时，重新规划轨迹，以使得重新规划后的轨迹不存在危险姿态。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述预先存储的危险姿态通过以下步骤确定：

确定所述臂架在每一姿态下的刚度矩阵；以及

在所述刚度矩阵的竖直方向刚度或扭转刚度小于相应的预设值时，确定该刚度矩阵所对应的姿态为危险姿态，存储该危险姿态。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，确定所述臂架在每一姿态下的刚度矩阵包括：

通过有限元计算方法建立不同姿态下臂架的刚度矩阵数据库；

拟合臂架的刚度矩阵与臂架姿态之间的函数关系；以及

根据该函数关系，确定所述臂架在所述每一姿态下的质量矩阵。

6.根据权利要求3-5中任一项权利要求所述的方法，其特征在于，所规划的臂架轨迹满足：

θ₁'<θ₁(t)<θ₁″，θ₂'<θ₂(t)<θ₂″，……，θ_n'<θ_n(t)<θ_n″；及

l₁'<l₁(t)<l₁″，l₂'<l₂(t)<l₂″，……，l_m'<l_m(t)<l_m″，

其中，θ₁(t)，θ₂(t)，……，θ_n(t)分别表示所述臂架的n节折叠臂的角度与时间t的函数；l₁(t)，l₂(t)，……，l_m(t)分别表示所述臂架的m节伸缩臂的长度与时间t的函数；θ₁'，θ₂'，……，θ_n'分别表示所述臂架的n节折叠臂的最小允许角度；θ₁″，θ₂″_，……，θ_n″分别表示所述臂架的n节折叠臂的最大允许角度；l₁'，l₂'，……，l_m'分别表示所述臂架的m节伸缩臂的最小允许长度；l₁″，l₂″，……，l_m″分别表示所述臂架的m节伸缩臂的最大允许长度。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所规划的臂架轨迹满足：t<t₁，

其中，t₁表示所述臂架末端到达所述目标位置所消耗的时间最大允许值。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述臂架为伸缩折叠臂。

9.一种用于提高臂架运动稳定性的系统，其特征在于，该系统包括：

应变传感器，用于检测所述臂架的弹性形变；以及

轨迹控制器，用于执行根据权利要求1-8中任一项权利要求所述的方法。

10.一种工程机械，其特征在于，该工程机械包括根据权利要求9所述的系统。