[发明专利]尤其是混凝土泵的大型操纵器的臂架末端的笛卡尔控制

说明书

本发明涉及一种带有铰接式臂架(2)的大型操纵器(1)，例如混凝土泵，该臂架可被折叠并具有可绕着竖直轴线(3)转动的转台(4)和多个臂架段(5、5a、5b、5c)。每个臂架段(5、5a、5b、5c)能在铰接接合部(6、6a、6b、6c)处通过相应的驱动组件(8、8a、8b、8c)相对于相邻臂架段(5、5a、5b、5c)或转台(4)而绕着相应的折叠轴线枢转。大型操纵器还包括用于检测相邻臂架段(5、5a、5b、5c)之间的以及第一臂架段和相邻转台(4)之间铰接角的转角传感器。本发明的目的在于提供一种改进的大型操纵器，其能容易且可靠地操作并且确保能以简单的方式推断出关于各个臂架段的精确位置。根据本发明，通过布置在形成臂架末端(7)的最后一个臂架段(5c)处的倾度传感器(9)实现该目的，并且大型操纵器(1)具有控制单元，其设计成在使用铰接角以及由倾度传感器(9)检测的最后一个臂架段的倾度(ψ_EP,m)近似地确定折叠式臂架(2)的弹性变形。本发明还涉及一种车载式混凝土泵以及用于控制大型操纵器(1)的方法。

技术领域

本发明涉及一种大型操纵器、一种包括根据本发明的大型操纵器的车载式混凝土泵、以及一种用于控制大型操纵器的方法。

背景技术

DE 10 2014 007 071 A1公开了一种包括可伸展的折叠式臂架的大型操纵器，该折叠式臂架具有可绕竖直轴线转动的转台和多个臂架段，其中臂架段可在折叠接合部处通过相应的驱动组件分别相对于相邻的臂架段或转台而在一定程度上绕着折叠轴枢转，上述大型操纵器还包括至少一个用于检测两个相邻臂架段之间或第一臂架段与相邻转台之间的折叠角的转角传感器。

为了便于大型操纵器的至少部分的自动化操作，有必要根据所述问题获知臂架段的确切位置。然而，现有技术中已知的转角传感器仅可用于建立臂架段之间的角度。特别是在单个臂架段具有弹性挠度(elastic sag)的情形下，精确位置会偏离转角传感器所建立的位置。通过来自计量学的直接方法测量臂架段的位置，例如通过使用距离传感器，特别是激光、红外、超声或GPS，仅在有限的范围内是可能的或由于建筑工地的周围环境和其它原因会带来很大的花费，因此不适合实际使用。如果仅使用关节角度传感器进行测量，则也可以通过数学模型计算大型操纵器的弹性变形。然而，在大型操纵器情形下产生的载荷通常仅在有限的程度上是已知的，例如是因为在车载式混凝土泵的情形下位于混凝土输送管道中的新拌混凝土的缘故。这同样可以在数学模型中通过例如借助附接到液压驱动组件的压力传感器测量所产生的力来考虑。然而，该解决方案的常见缺点是数学模型必须非常准确以获得足够精确的结果，这意味着很大的开发费用。此外，有必要考虑这样的事实，即如果不使用其它传感器装置，基于模型的测量误差会随着外伸支架的尺寸而增大并导致不能用的结果。

发明内容

因而，本发明的目的是提供一种改进的大型操纵器，其能容易且可靠地操作并且确保能以简单的方式推断出关于各个臂架段的精确位置。

该目的通过具有权利要求1的特征的大型操纵器、通过具有权利要求7的特征的车载式混凝土泵、以及通过如权利要求8所述的方法来实现。

根据本发明，倾度传感器布置在形成臂架末端的最后一个臂架段处，并且所述大型操纵器具有控制单元，该控制单元配置成考虑到在所有臂架段和转台之间检测到的折叠角和通过倾度传感器检测到的最后一个臂架段的倾度而近似地确立折叠式臂架的弹性变形。所述折叠式臂架的弹性变形应理解为该折叠式臂架的所有臂架段的所有弹性挠度的总和。因此，能够保证大型操纵器的简单且可靠的操作。

本发明的有利配置和改进从从属权利要求中得出。

根据本发明的有利配置，所述倾度传感器设置为用于勘测的角度传感器。这是有利的，在于始终知道最后一个臂架段相对于重力加速度方向的精确倾斜。因此，所述倾度传感器在明确定义的参考系统中操作。