[发明专利]一种混合式臂架末端姿态直线控制系统及方法

说明书

本发明涉及一种混合式臂架末端姿态直线控制系统及方法，包括控制器、转台编码器、转台、比例多路阀组、托架、伸缩臂编码器、伸缩臂、伸缩臂油缸、伸缩位移传感器、折臂油缸、折臂编码器、折臂、平台编码器、平台内外翻转机构、平台左右摆动机构、平台前后翻转机构、平台倾角传感器、俯仰油缸、控制柜、控制面板等。具体方法：1)相邻点递归差补逼近算法对轨迹坐标进行结算；2)判断是否在安全范围；3)臂架直线运动控制。本发明的优点在于可以智能实现混合式臂架末端姿态沿直线运动，满足特种环境下作业需求，简化操作流程，提高作业效率，保证作业安全。

技术领域

本发明涉及飞机除冰车、高空作业救援车等领域，具体是一种混合式臂架末端姿态直线控制系统及方法。

背景技术

混合式臂架系统被用于飞机除冰车、高空作业车、云梯救援车等领域，操作人员通过比例手柄或开关按钮独立控制臂架回转，大臂伸缩，折臂调节等动作，将作业平台投放到欲指定位置，进行相关功能作业。此种控制方法，臂架末端轨迹为圆弧，在特殊场合，例如飞机机翼除冰、高空作业车需要直线规避空中障碍等工况下，要求操作人员需掌握一定的专业技巧，不断通过肉眼观察末端姿态，反复独立控制臂架回转、大臂伸缩、折臂摆动，可以近似达到直线控制或规避障碍的效果，但是其控制效果差、效率低、操作要求高，不能满足快速作业需求，有必要提出一种混合式臂架末端姿态直线控制系统及方法。

发明内容

本发明专利的目的是提供一种混合式臂架末端姿态直线运动的高精度控制系统及方法，满足特定操作环境下，臂架末端保持直线运动状态，简化操作流程，提高作业效率，保证作业安全。

为实现以上目的，本发明采用如下系统方案：一种混合式臂架末端姿态直线控制系统，包括控制器、转台编码器、转台、比例多路阀组、托架、伸缩臂编码器、伸缩臂、伸缩臂油缸、伸缩位移传感器、折臂油缸、折臂编码器、折臂、平台编码器、平台内外翻转机构、平台上下翻转机构、平台左右摆动机构、平台倾角传感器、俯仰油缸、控制柜、控制面板，所述控制器安装在控制柜内，采集传感器与开关信号，通过算法控制转台回转、伸缩臂伸缩、折臂摆动、平台内外翻转、平台上下翻转、平台左右摆动，控制器设置有CAN通讯接口、开关量输入端口、模拟量输入端口、开关量输出端口、PWM输出端口、模拟量输出端口，其中输入端口与转台编码器、伸缩臂编码器、伸缩位移传感器、折臂编码器、平台编码器、平台倾角传感器、控制面板上的开关及比例手柄相连，输出端通过比例多路阀组或直接与转台、伸缩臂油缸、折臂油缸、平台内外翻转机构、平台上下翻转翻转机构、平台左右摆动机构、俯仰油缸相连，CAN接口与面板上显示终端相连。

所述平台内外翻转机构安装在转台上，驱动平台围绕Y轴旋转，保持直线运动过程中调节平台与面-XY夹角β。

所述平台上下翻转机构安装在转台上，驱动平台围绕X轴旋转，调节平台与面-XZ夹角δ。

所述平台左右摆动机构安装在转台上，驱动平台围绕Z轴摆动，保持直线运动过程中调节平台侧面与面-YZ夹角γ。

所述伸缩臂编码器安装端面与托架固定，旋转轴与伸缩臂旋转轴相连，测量伸缩臂与托架的相对旋转角度α。

转台编码器安装端面与托架固定，旋转轴与转台旋转轴心相连，测量回转转台旋转角度φ。

所述伸缩位移传感器安装在伸缩油缸上，测量油缸伸缩位移，得到伸缩臂的长度l₁。

所述控平台倾角传感器安装在平台侧面上，测量平台与面-YZ的夹角及与面-XY的夹角β。

所述折臂编码器安装端面与伸缩臂固定，旋转轴与折臂旋转轴心相连，测量折臂与伸缩臂之间的夹角θ。