[发明专利]一种臂架防碰撞控制设备、方法、系统及工程机械

说明书

技术领域

本发明涉及工程机械领域，具体地，涉及一种臂架防碰撞控制设备、方法、系统及工程机械。

背景技术

在需要高空作业的工程机械中配置有臂架，例如云台。如图1示出了一种配置有臂架的工程机械，其具有臂架13，臂架13的臂架末端12上设置有距离传感器11，在臂架13的下部设置有用于支撑臂架13的油缸14。为了安全起见，臂架不能与障碍物碰撞，但为了便于操作，希望尽可能地靠近障碍物。为了保证作业安全，在现有技术中，通过设定安全阈值，在传感器检测到臂架末端距离障碍物达到安全距离时，切断驱动臂架运动的液压系统动作，锁定臂架的进一步运动，防止发生碰撞。但是由于，驱动臂架的液压系统存在滞后性，反应相对慢，并且臂架还存在一定的惯性，从而导致臂架可能越过安全距离。如果为了避免此情况发生而增加安全距离的阈值，则会造成作业效率和有效作业半径下降。

发明内容

本发明的目的是提供一种臂架防碰撞控制设备、方法、系统及工程机械，防止在作业过程中臂架与障碍物发生碰撞。

为了实现上述目的，本发明提供一种臂架防碰撞控制设备，该控制设备包括：接收装置，用于接收臂架末端距离障碍物距离S、臂架角度θ、臂架长度L、以及比例阀电流i；计算装置，用于根据臂架角度θ、臂架长度L、以及比例阀电流i计算臂架末端靠近障碍物的运动速度V₀、油缸伸缩速度的变化率a₁、以及臂架末端靠近障碍物的运动速度的变化率a₀，并根据臂架末端靠近障碍物的运动速度V₀以及臂架末端靠近障碍物的运动速度的变化率a₀计算出臂架末端靠近障碍物的安全距离S₀；以及控制装置，用于在臂架末端距离障碍物距离S与臂架末端靠近障碍物的安全距离S₀相等时控制油缸以油缸伸缩速度的变化率a₁减速，直至臂架末端距离障碍物距离S符合预设的条件。

相应地，本发明提供了一种臂架防碰撞控制方法，该控制方法包括：接收臂架末端距离障碍物距离S、臂架角度θ、臂架长度L、以及比例阀电流i；根据臂架角度θ、臂架长度L、以及比例阀电流i计算臂架末端靠近障碍物的运动速度V₀、油缸伸缩速度的变化率a₁、以及臂架末端靠近障碍物的运动速度的变化率a₀，并根据臂架末端靠近障碍物的运动速度V₀以及臂架末端靠近障碍物的运动速度的变化率a₀计算出臂架末端靠近障碍物的安全距离S₀；以及在臂架末端距离障碍物距离S与臂架末端靠近障碍物的安全距离S₀相等时控制油缸以油缸伸缩速度的变化率a₁减速，直至臂架末端距离障碍物距离S符合预设的条件。

相应地，本发明提供了一种臂架防碰撞控制系统，该控制系统包括：距离检测装置，用于检测臂架末端距离障碍物距离S；角度检测装置，用于检测臂架角度θ；长度检测装置，用于检测臂架长度L；电流检测装置，用于检测比例阀电流i；以及所述的控制设备。

相应地，本发明提供了一种工程机械，该工程机械包括所述的控制系统。

本发明能够实时检测臂架末端运动速度和距离障碍物的距离，控制臂架末端靠近障碍物的加速度，实现控制臂架末端快速平稳地靠近障碍物。

本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1是配置有臂架的工程机械示意图；

图2是本发明提供的臂架防碰撞控制设备示意图；

图3是本发明提供的臂架防碰撞控制方法流程图；

图4是本发明提供的臂架防碰撞控制系统示意图；

图5是本发明提供的工程机械示意图。

附图标记说明

11  距离传感器            12  臂架末端

13  臂架                  14  油缸

15  长度感器              16  角度传感器

100 接收装置              200 计算装置

300 控制装置              400 距离检测装置

500 角度检测装置          600 长度检测装置