[发明专利]工程机械臂架在线监测方法、设备以及系统

说明书

技术领域

本发明涉及工程机械，具体地，涉及一种工程机械臂架在线监测方法、设备以及系统。

背景技术

在例如混凝土泵车、喷射机、高空作业车之类的工程机械中，大量使用折叠臂架。随着折叠臂架技术的发展，折叠臂架的节臂数量越来越多，折叠臂架系统的质量越来越轻，并且折叠臂架也越来越细长。随着折叠臂架在节臂数量、质量以及长度上的变化，臂架柔性成为折叠臂架系统不可避免的问题，例如在自重、启停时惯性力作用和负载变化的情况下折叠臂架会发生变形和振动，在折叠臂架姿态、运动方式、以及负载变化频率不同时，折叠臂架受力情况发生变化，导致各节臂变形量和振动频率随之变化，折叠系统形状位置难以准确监控，给施工作业带来了难度和安全隐患。

为了解决上述的问题，现有技术采用视频记录和图像处理来获得臂架形状和位置的动态数据，或者采用倾角传感器来检测各节臂的倾角数据，从而计算出臂架的形状和位置。在采用视频记录和图像处理方案时，需要在作业现场安装视频设备，并要对视频记录的数据进行后期处理，实时性差。在采用倾角传感器检测节臂倾角数据的方案时，需要预先建立臂架不同姿态不同工况的动力学参数数据库，前期测试工作量非常大，且难以保证准确性。

发明内容

本发明的目的是提供一种工程机械臂架在线监测方法、设备以及系统，以便快速和实时地监测臂架的形状。

本发明提供了一种工程机械臂架在线监测方法，该方法包括：接收臂架的各节臂上多个离散点的曲率半径以及一个离散点所在圆弧的切线相对于水平面的夹角；根据所述多个离散点的曲率半径以及所述一个离散点所在圆弧的切线相对于水平面的夹角监测臂架的形状。

相应地，本发明提供了一种工程机械臂架在线监测设备，该设备包括：接收器，用于接收臂架的各节臂上多个离散点的曲率半径以及一个离散点所在圆弧的切线相对于水平面的夹角；监测装置，用于根据所述多个离散点的曲率半径以及所述一个离散点所在圆弧的切线相对于水平面的夹角监测臂架的形状。

相应地，本发明提供了一种工程机械臂架在线监测系统，该系统包括所述的设备；该系统还包括：应变传感器，设置在所述多个离散点上，用于检测所述多个离散点的曲率半径；角度传感器，设置在所述多个离散点中的一个离散点上，用于检测所述一个离散点所在圆弧的切线相对于水平面的夹角。应变传感器，设置在对应于选择的模态振型的多个离散点上；角度传感器，设置在多个离散点中的一个离散点上。

本发明可以实时地监测臂架的形状，并可以利用递推和插值的方法快速地重现臂架的形状。本发明使用的应变传感器和角度传感器安装方便，不占用空间，并且抗干扰性能优良，寿命较长，可以适应复杂施工环境。

本发明的其它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是本发明提供的工程机械臂架在线监测设备示意图；

图2是本发明提供的方法示意图；

图3a-图3c是本发明提供的单节臂典型模态振型示意图；

图4是应变传感器粘贴示意图；

图5是曲线上离散点几何关系图；

图6是本发明提供的确定模态振型的流程图；

图7是本发明提供的工程机械臂架在线监测系统示意图。

附图标记说明

100   接收器               200   监测装置

300   应变传感器           400   角度传感器

500   仿真装置             600   比较装置

1-7   离散点

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。

为了实时和快速地监测臂架的形状，本发明提供了一种工程机械臂架在线监测设备，如图1所示，该设备包括：接收器100，用于接收臂架的各节臂上多个离散点的曲率半径以及一个离散点所在圆弧的切线相对于水平面的夹角；监测装置200，用于根据所述多个离散点的曲率半径以及所述一个离散点所在圆弧的切线相对于水平面的夹角监测臂架的形状。