[发明专利]臂架回转振动抑制设备、系统、方法及工程机械

说明书

技术领域

本发明涉及工程机械领域，具体地，涉及一种臂架回转振动抑制设备、系统、方法及工程机械。

背景技术

混凝土泵车在施工过程中，经常需要对臂架进行回转操作以满足施工定位需要。由于混凝土泵车臂架为多关节铰接的细长柔性悬臂梁结构，在通过遥控器控制臂架停止回转操作时，臂架由于运动惯性会继续往复摆动，影响臂架精确定位、定位时间的同时，也带来了安全隐患。

发明内容

本发明的目的是提供一种臂架回转振动抑制设备、系统、方法及工程机械，其可有效抑制臂架回转振动。

为了实现上述目的，本发明提供一种臂架回转振动抑制设备，该设备包括：接收装置，用于接收停止操作臂架回转时的各节臂架与参考面之间的夹角以及臂架的回转速度；以及控制装置，用于执行以下操作：根据所述夹角及回转速度，预测所述臂架的末端位移；及根据所预测的臂架末端位移，施加一控制电流给所述臂架的回转执行机构，以抑制所述臂架回转振动。

相应地，本发明还提供一种臂架回转振动抑制系统，该系统包括：角度传感器，用于检测各节臂架与一参考面之间的夹角；速度传感器，用于检测臂架的回转速度；以及上述臂架回转振动抑制设备。

相应地，本发明还提供一种工程机械，该工程机械包括上述臂架回转振动抑制系统。

相应地，本发明还提供一种臂架回转振动抑制方法，该方法包括：接收停止操作臂架回转时的各节臂架与参考面之间的夹角以及臂架的回转速度；根据所述夹角及回转速度，预测所述臂架的末端位移；以及根据所预测的臂架末端位移，施加一控制电流给所述臂架的回转执行机构，以抑制所述臂架回转振动。

通过上述技术方案，可根据臂架振幅、相对阻尼系数及固有圆频率实现臂架末端位移的准确预测，并可根据该提前预测的臂架末端位移(即，振动)的趋势，并施加一控制电流，从而增加臂架的相对阻尼系数，以达到抑制振动的目的。这对于提高泵车操纵效率和安全性有重大的意义。

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为本发明提供的臂架回转振动抑制系统的结构示意图；

图2示出了臂架在被施加一回转方向的激励之后的自由振动位移曲线；

图3示出了确定控制电流的方法流程图；

图4示出了不同大小的控制电流所导致的臂架末端位移及相对阻尼系数；

图5示出了本发明提供的臂架回转振动抑制方法的流程图；以及

图6示出了未采用本发明的臂架回转振动抑制方法的臂架末端位移曲线与采用本发明的臂架回转振动抑制方法之后的臂架末端位移曲线。

附图标记说明

10 角度传感器 20 速度传感器

30 控制设备 310接收装置

320控制装置

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

图1为本发明提供的臂架回转振动抑制系统的结构示意图。如图1所示，本发明提供了一种臂架回转振动抑制系统，该系统包括：角度传感器10，用于检测各节臂架与一参考面(例如，水平面)之间的夹角(例如，倾角)；速度传感器20，用于检测所述臂架的回转速度(例如，回转角速度)；以及臂架回转振动抑制设备30，该设备30包括：接收装置310，用于接收停止操作臂架回转时的各节臂架与参考面之间的夹角以及臂架的回转速度；以及控制装置320，用于执行以下操作：根据所述夹角及回转速度，预测所述臂架的末端位移；及根据所预测的臂架末端位移，施加一控制电流给所述臂架的回转执行机构(包含例如电磁阀、回转马达等)，以抑制所述臂架回转振动。藉此，通过考虑臂架振幅、相对阻尼系数及固有圆频率，可实现臂架末端位移的准确预测，并可根据该提前预测的臂架末端位移(即，振动)的趋势，并施加一控制电流，从而增加臂架的相对阻尼系数，以达到抑制振动的目的。

具体而言，可通过以下步骤来预测所述臂架的末端位移：根据所述夹角，确定与所述臂架的当前姿态相对应的相对阻尼系数ξ及固有圆频率ω_n；根据所述回转速度，确定所述臂架的振幅A；及根据所述相对阻尼系数ξ、固有圆频率ω_n以及振幅A，预测所述臂架的末端位移。