專利名稱：一種臂架回收的控制方法、控制裝置、控制系統及車輛的制作方法
技術領域：
本發明涉及工程機械技術領域，特別涉及一種臂架回收的控制方法、控制裝置、控制系統及車輛。
背景技術：
目前，很多工程車輛的作業對象離車輛有一定的距離，需通過伸縮式臂架來完成對作業對象的作業。例如云梯消防車就是一種設有伸縮式云梯，帶有升降斗轉臺及滅火裝置的工程車輛，可供消防人員登高進行滅火和營救被困人員，適用于高層建筑火災的撲救。 該云梯消防車的臂架為伸縮式云梯。當云梯消防車結束工作后，需對臂架進行回收。目前， 一般通過手動的方式進行回收，通過操動手柄分別對臂架的長度、旋轉幅度，以及回轉角度進行控制，具體包括通過手柄調節臂架的長度，直至已到達觀察到的合適的長度，通過手柄調節臂架的旋轉幅度，直至已到達觀察到的合適的幅度，通過手柄調節臂架的回轉角度， 直至已到達觀察到的合適的回轉角度。上述三個調整過程可以按設定順序進行，也可以穿插著進行，依賴于操作員的工作經驗以及操作的熟練程度。這種手動回收臂架的方式中，需要多次調整后才能將臂架回收到位，這耗費了很長的作業時間，影響整體作業效率以及操作的簡便性。

發明內容
本發明實施例提供一種臂架回收的控制方法、控制裝置、控制系統及車輛，用以提高臂架回收的作業效率。本發明實施例提供一種臂架回收的控制方法，包括控制裝置通過測量裝置獲取所述臂架的當前位置狀態信息；根據所述當前位置狀態信息中至少ー個參數值，確定所述臂架所處的位置區段；驅動傳動裝置執行與所述位置區段對應的回收策略。本發明實施例提供一種臂架回收的控制裝置，包括獲取設備，用于通過測量裝置獲取所述臂架的當前位置狀態信息；確定設備，用于根據所述當前位置狀態信息中至少ー個參數值，確定所述臂架所處的位置區段；驅動設備，用于驅動傳動裝置執行與所述位置區段對應的回收策略。本發明實施例提供一種臂架回收的控制系統，包括獲取述臂架的當前位置狀態信息的測量裝置，上述的控制裝置，以及被所述控制裝置驅動，執行與位置區段對應的回收策略的傳動裝置。本發明實施例提供一種帶臂架的車輛，包括上述控制系統。本發明實施例中，控制裝置通過測量裝置獲取所述臂架的當前位置狀態信息后， 根據所述當前位置狀態信息中至少ー個參數值，確定所述臂架所處的位置區段，并驅動傳動裝置執行與所述位置區段對應的回收策略，這樣，實現了臂架的自動回收，節省了作業時
6間，提高了整體作業效率以及操作的簡便性。


圖1為本發明實施例中臂架回收控制的流程圖；圖2為本發明實施例中誤差與變參數計算值的參考圖；圖3為本發明具體實施例中臂架回收控制的流程圖；圖4為本發明實施例中臂架回收控制裝置的結構圖；圖5為本發明實施例中臂架回收的控制系統的架構圖。
具體實施例方式本發明實施例中，對于帶有臂架的工程車輛，當其作業完畢后，采用控制裝置自動回收臂架，節省了作業時間，提高了整體作業效率以及操作的簡便性。本發明實施例中，臂架可以進行伸縮，并在可在垂直面上旋轉，以及在水平面上回轉，即臂架可進行伸縮運動，旋轉運動，和回收運動。這樣，臂架的位置狀態信息包括臂架長度、旋轉幅度和回轉角度。為保持臂架的重心穩定，臂架的旋轉幅度一般要小于90°，而臂架可在水平面上進行任意角度的回轉，即可進行360°回轉。臂架上安裝了測量裝置，例如位移傳感器，角度傳感器。通過這些測量裝置可獲取臂架的當前位置狀態信息。當然，工程車上還有傳動裝置，例如電液比例閥或電磁閥，通過這些傳動裝置可帶動臂架進行對應的回收工作。安裝了測量裝置和傳動裝置后，臂架回收的控制的過程參見圖1包括步驟101 控制裝置通過測量裝置獲取臂架的當前位置狀態信息。臂架上已安裝了測量裝置，通過這些測量裝置可獲取臂架的當前位置狀態信息。 當前位置狀態信息包括長度、旋轉幅度、和回轉角度中的ー種或多種。例如通過位移傳感器獲取臂架的長度，通過第一角度傳感器獲取臂架的旋轉幅度，以及通過第二角度傳感器獲取臂架的回轉角度。步驟102 控制裝置根據當前位置狀態信息中至少ー個參數值，確定臂架所處的位置區段。本發明實施例中，已經將臂架的位置空間進行了劃分，分為多個位置區段。可根據當前位置狀態信息中ー個、兩個或多個參數值，確定臂架處于位置區段。可將當前位置狀態信息中至少ー個參數值與設定的閾值進行比較，并根據比較結果，確定臂架所處的位置區段。若當前位置狀態信息中的長度參數值小于第一閾值，且當前位置狀態信息中旋轉幅度參數值的小于第二閾值，則確定臂架處于安全回轉區段，并根據當前位置狀態信息中的回轉角度參數值與第三閾值的比較結果，確定臂架所處的具體位置區段；否則，確定臂架處于非安全回轉區段。其中，還可對非安全回轉區段進ー步進行劃分，例如該非安全回轉區段包括 第一位置區段和第二位置區段；這樣，將當前位置狀態信息中的長度參數值與第一閾值進行比較，若長度參數值大于第一閾值，則確定臂架處于第一位置區段，否則，將當前位置狀態信息中的旋轉幅度參數值與第二閾值進行比較，若旋轉幅度參數值大于第二閾值，即長度參數值小于或等于第一閾值，且旋轉幅度參數值大于第二閾值，則確定臂架處于第二位置區段。或者，可先將當前位置狀態信息中的旋轉幅度參數值與第二閾值進行比較，然后再將當前位置狀態信息中的長度參數值與第一閾值進行比較，然后根據具體的比較結構， 確定臂架處于的具體位置區段。例如該非安全回轉區段包括第一非安全回轉區段和第 ニ非安全回轉區段，若旋轉幅度參數值大于第二閾值，確定臂架處于第一非安全回轉區段， 若旋轉幅度參數值小于或等于第二閾值，且長度參數值大于第一閾值，確定臂架處于第二非安全回轉區段。當臂架處于安全回轉區段后，根據當前位置狀態信息中的回轉角度參數值與第三閾值的比較結果，確定臂架所處的具體位置區段包括當前位置狀態信息中的回轉角度參數值是否為第三閾值，若不是，確定臂架處于第三位置區段，若是，將當前位置狀態信息中的長度參數值與第四閾值進行比較，若長度大于第四閾值，則確定臂架處于第四位置區段，否則，確定臂架處于第五位置區段。即若當前位置狀態信息中的回轉角度參數值不為第三閾值，則確定臂架處于第三位置區段；否則，將當前位置狀態信息中的長度參數值與第四閾值進行比較；若長度參數值大于第四閾值，則確定臂架處于第四位置區段；否則，確定臂架處于第五位置區段。或者，此時只根據回轉角度參數值進行判斷，確定定臂架所處的具體位置區段，就不再詳細例舉了。可見，通過ー個長度可確定臂架是否處于第一位置區段，通過長度和旋轉幅度確定臂架是否處于第二位置區段，以及通過長度、旋轉幅度、和回轉角度，確定臂架是否處于第三、第四、或第五位置區段。其中，第一閾值由臂架的最長長度確定，一般可為最長長度的1/2、1/3、1/4或1/5 等。即現將臂架縮到一定范圍內，再進行后續的旋轉，以及回轉操作。第二閾值一般有臂架與車身的結構來確定，較佳地，臂架的旋轉幅度為第二閾值時，不影響臂架在水平面的回轉。其中，由于可進行360°的回轉，因此，第三閾值可為0°，或為360°。本發明實施例中，可采用最短路線原則，這樣，在判斷當前位置狀態信息中的回轉角度參數值是否為第三閾值之前，可判斷當前位置狀態信息中的回轉角度參數值是否大于180°，若大于，則第三閾值為360°，否則，第三閾值為0°。當然，若不考慮最短路線原則，第三閾值可為ー固定值，例如0°。第四閾值一般由臂架的最短長度確定，略大于最短長度，這樣，若當前位置狀態信息中長度小于第四閾值時，則表明長度已回收到位了。上述只是ー種位置空間劃分的方式，本發明實施例不限于此，也可以采用別的劃分方式，例如先根據旋轉幅度確定臂架的ー個位置區段，然后根據長度和旋轉幅度確定臂架的另一位置區段，最后根據長度、旋轉幅度、和回轉角度，確定臂架的其他位置區段。步驟103 控制裝置驅動傳動裝置執行與位置區段對應的回收策略。 本發明實施例中，可通過比例-積分-微分PID控制、或比例-微分PD控制、或模糊控制，驅動對應的傳動裝置執行與所述位置區段對應的回收策略。
控制裝置中，每個位置區段都對應ー個回收策略。其中，若臂架處于安全回轉區段，則驅動對應的傳動裝置執行與安全回轉區段對應的回收策略；若臂架處于非安全回轉區段，則驅動對應的傳動裝置執行與非安全回轉區段對應的回收策略。以上述5個位置空間劃分為例，其位置區段與回收策略的對應關系如表1所示表 權利要求
1.一種臂架回收的控制方法，其特征在干，包括控制裝置通過測量裝置獲取所述臂架的當前位置狀態信息； 根據所述當前位置狀態信息中至少ー個參數值，確定所述臂架所處的位置區段； 驅動傳動裝置執行與所述位置區段對應的回收策略。
2.如權利要求1所述的方法，其特征在干，所述當前位置狀態信息包括長度、旋轉幅度、和回轉角度中的ー種或多種。
3.如權利要求1所述的方法，其特征在干，所述根據所述當前位置狀態信息中至少ー 個參數值，確定所述臂架所處的位置區段包括將所述當前位置狀態信息中至少ー個參數值與設定的閾值進行比較，并根據比較結果，確定臂架所處的位置區段。
4.如權利要求3所述的方法，其特征在干，所述根據比較結果，確定臂架所處的位置區段包括若所述當前位置狀態信息中的長度參數值小于第一閾值，且所述當前位置狀態信息中旋轉幅度參數值的小于第二閾值，則確定所述臂架處于安全回轉區段，并根據當前位置狀態信息中的回轉角度參數值與第三閾值的比較結果，確定臂架所處的具體位置區段； 否則，確定所述臂架處于非安全回轉區段。
5.如權利要求3所述的方法，其特征在干，所述非安全回轉區段包括第一位置區段和第二位置區段；則確定所述臂架處于非安全區段包括若所述長度參數值大于第一閾值，則確定所述臂架處于第一位置區段； 若所述長度參數值小于或等于第一閾值，且旋轉幅度參數值大于第二閾值，則確定所述臂架處于第二位置區段。
6.如權利要求3所述的方法，其特征在干，所述根據當前位置狀態信息中的回轉角度參數值與第三閾值的比較結果，確定臂架所處的具體位置區段包括若所述當前位置狀態信息中的回轉角度參數值不為第三閾值，則確定所述臂架處于第三位置區段；否則，將所述當前位置狀態信息中的長度參數值與第四閾值進行比較； 若所述長度參數值大于第四閾值，則確定所述臂架處于第四位置區段； 否則，確定所述臂架處于第五位置區段。
7.如權利要求1所述的方法，其特征在干，所述根據所述當前位置狀態信息中至少ー 個參數值，確定所述臂架處于位置區段之前，還包括在統ー的量程范圍內，將所述當前位置狀態信息中的每個參數值換算成所述統ー的量程范圍內的參考參數值。
8.如權利要求4所述的方法，其特征在干，所述驅動傳動裝置執行與所述位置區段對應的回收策略包括通過比例-積分-微分PID控制、或比例-微分PD控制、或模糊控制，驅動對應的傳動裝置執行與所述位置區段對應的回收策略，其中，若所述臂架處于安全回轉區段，則驅動對應的傳動裝置執行與所述安全回轉區段對應的回收策略；若所述臂架處于非安全回轉區段，則驅動對應的傳動裝置執行與所述非安全回轉區段對應的回收策略。
9.如權利要求8所述的方法，其特征在干，所述驅動對應的傳動裝置執行與所述非安全回轉區段對應的回收策略包括若所述臂架處于第一位置區段，則驅動第一傳動裝置，調節所述臂架的長度，使所述臂架的長度參數值為第一期望值，其中，所述第一期望值小于所述第一閾值；若所述臂架處于第二位置區段，則驅動第一傳動裝置，調節所述臂架的長度，使所述臂架的長度參數值為第五期望值，以及驅動第二傳動裝置，調節所述臂架的旋轉幅度，使所述臂架的旋轉幅度參數值為第二期望值，其中，所述第二期望值小于第二閾值。
10.如權利要求8所述的方法，其特征在干，所述驅動對應的傳動裝置執行與所述安全回轉區段對應的回收策略包括若所述臂架處于第三位置區段，則將所述當前位置狀態信息中的旋轉幅度參數值與第五閾值進行比較，當所述旋轉幅度參數值大于第五閾值時，驅動第三傳動裝置，調節所述臂架的回轉角度，使所述臂架的回轉角度參數值為第三期望值，否則，驅動所述第二傳動裝置，調節所述臂架的旋轉幅度，使所述臂架的旋轉幅度參數值為第四期望值，其中、第四期望值大于第五閾值，并驅動第三傳動裝置，調節所述臂架的回轉角度，使所述臂架的回轉角度參數值為第三期望值，其中，所述第三期望值為所述第三閾值；若所述臂架處于第四位置區段，則驅動第一傳動裝置，調節所述臂架的長度，使所述臂架的長度參數值為第五期望值，其中，所述第五期望值小于所述第四閾值；若所述臂架處于第五位置區段，則驅動第二傳動裝置，調節所述臂架的旋轉幅度，使所述臂架的旋轉幅度參數值為第六期望值。
11.如權利要求8所述的方法，其特征在干，所述通過PID控制驅動對應的傳動裝置執行與所述位置區段對應的回收策略包括獲取當前傳動裝置執行的當前運動對應的啟動數值，其中，所述當前運動包括伸縮運動,旋轉運動,或回收運動；將所述當前位置狀態信息中對應的參數值與期望值之間形成的誤差輸入PID控制中， 獲得PID控制輸出的結果；將所述PID控制輸出的結果與所述啟動數值進行疊加，并當疊加后的數值在設定范圍內時，將累加后的數值確定所述當前傳動裝置的驅動值；利用所述驅動值驅動所述當前傳動裝置執行所述當前運動。
12.如權利要求11所述的方法，其特征在干，所述通過PID控制驅動對應的傳動裝置執行與所述位置區段對應的回收策略還包括根據所述輸入PID控制的誤差，調整所述PID控制中比例系數Kp和積分時間常數Ki， 使得所述比例系數Kp和積分時間常數Ki隨著所述誤差的減小而増大。
13.一種臂架回收的控制裝置，其特征在干，包括獲取設備，用于通過測量裝置獲取所述臂架的當前位置狀態信息； 確定設備，用于根據所述當前位置狀態信息中至少ー個參數值，確定所述臂架所處的位置區段；驅動設備，用于驅動傳動裝置執行與所述位置區段對應的回收策略。
14.如權利要求13所述的裝置，其特征在干，所述確定設備，具體用于將所述當前位置狀態信息中至少ー個參數值與設定的閾值進行比較，并根據比較結果，確定臂架所處的位置區段。
15.如權利要求14所述的裝置，其特征在干，所述確定設備，具體用于若所述當前位置狀態信息中的長度參數值小于第一閾值，且所述當前位置狀態信息中旋轉幅度參數值的小于第二閾值，則確定所述臂架處于安全回轉區段，并根據當前位置狀態信息中的回轉角度參數值與第三閾值的比較結果，確定臂架所處的具體位置區段，否則，確定所述臂架處于非安全回轉區段。
16.如權利要求15所述的裝置，其特征在干，所述確定設備，具體用于若所述長度參數值大于第一閾值，則確定所述臂架處于第一位置區段，若所述長度參數值小于或等于第一閾值，且旋轉幅度參數值大于第二閾值，則確定所述臂架處于第二位置區段，其中，所述非安全回轉區段包括第一位置區段和第二位置區段。
17.如權利要求15所述的裝置，其特征在干，所述確定設備，具體用于若所述當前位置狀態信息中的回轉角度參數值不為第三閾值，則確定所述臂架處于第三位置區段，否則，將所述當前位置狀態信息中的長度參數值與第四閾值進行比較，若所述長度參數值大于第四閾值，則確定所述臂架處于第四位置區段， 否則，確定所述臂架處于第五位置區段。
18.如權利要求13所述的裝置，其特征在于，還包括換算設備，用于在統一的量程范圍內，將所述當前位置狀態信息中的每個參數值換算成所述統ー的量程范圍內的參考參數值。
19.如權利要求15所述的裝置，其特征在干，所述驅動設備，具體用于通過比例-積分-微分PID控制、或比例-微分PD控制、或模糊控制、驅動對應的傳動裝置執行與所述位置區段對應的回收策略，其中，若所述臂架處于安全回轉區段，則驅動對應的傳動裝置執行與所述安全回轉區段對應的回收策略；若所述臂架處于非安全回轉區段，則驅動對應的傳動裝置執行與所述非安全回轉區段對應的回收策略。
20.如權利要求19所述的裝置，其特征在干，所述驅動設備，具體用于若所述臂架處于第一位置區段，則驅動第一傳動裝置，調節所述臂架的長度，使所述臂架的長度參數值為第一期望值，其中，所述第一期望值小于所述第 ー閾值；若所述臂架處于第二位置區段，則驅動第一傳動裝置，調節所述臂架的長度，使所述臂架的長度參數值為第五期望值，以及驅動第二傳動裝置，調節所述臂架的旋轉幅度，使所述臂架的旋轉幅度參數值為第二期望值，其中，所述第二期望值小于第二閾值。
21.如權利要求19所述的裝置，其特征在干，所述驅動設備，具體用于若所述臂架處于第三位置區段，則將所述當前位置狀態信息中的旋轉幅度參數值與第五閾值進行比較，當所述旋轉幅度參數值大于第五閾值時，驅動第三傳動裝置，調節所述臂架的回轉角度，使所述臂架的回轉角度參數值為第三期望值，否則，驅動所述第二傳動裝置，調節所述臂架的旋轉幅度，使所述臂架的旋轉幅度參數值為第四期望值，其中、第四期望值大于第五閾值，并驅動第三傳動裝置，調節所述臂架的回轉角度，使所述臂架的回轉角度參數值為第三期望值，其中，所述第三期望值為所述第三閾值；若所述臂架處于第四位置區段時，則驅動第一傳動裝置，調節所述臂架的長度，使所述臂架的長度參數值為第五期望值，其中，所述第五期望值小于所述第四閾值；若所述臂架處于第五位置區段吋，則驅動第二傳動裝置，調節所述臂架的旋轉幅度，使所述臂架的旋轉幅度參數值為第六期望值。
22.如權利要求19所述的裝置，其特征在干，所述驅動設備，具體用于獲取當前傳動裝置執行的當前運動對應的啟動數值，其中，所述當前運動包括伸縮運動，旋轉運動，或回收運動，將所述當前位置狀態信息中對應的參數值與期望值之間形成的誤差輸入PID控制中，獲得PID控制輸出的結果，將所述PID控制輸出的結果與所述啟動數值進行疊加，并當疊加后的數值在設定范圍內時，將累加后的數值確定所述當前傳動裝置的驅動值，利用所述驅動值驅動所述當前傳動裝置執行所述當前運動。
23.如權利要求22所述的裝置，其特征在干，所述驅動設備，還具體用于根據所述輸入PID控制的誤差，調整所述PID控制中比例系數Kp和積分時間常數Ki，使得所述比例系數Kp和積分時間常數Ki隨著所述誤差的減小而増大。
24.一種臂架回收的控制系統，其特征在干，包括獲取述臂架的當前位置狀態信息的測量裝置，上述權利要求13-23中任ー權利要求所述的控制裝置，以及被所述控制裝置驅動，執行與位置區段對應的回收策略的傳動裝置。
25.—種帶臂架的車輛，其特征在干，包括權利要求M所述的控制系統。
全文摘要
本發明公開了一種臂架回收的控制方法、控制裝置、控制系統及車輛，用以提高臂架回收的作業效率。該方法包括控制裝置通過測量裝置獲取所述臂架的當前位置狀態信息，根據所述當前位置狀態信息中至少一個參數值，確定所述臂架所處的位置區段，驅動傳動裝置執行與所述位置區段對應的回收策略。
文檔編號E06C5/32GK102536103SQ20111045587
公開日2012年7月4日 申請日期2011年12月30日 優先權日2011年12月30日
發明者張虎, 段娟香, 熊億, 蘇亮, 鄧鵬飛 申請人:長沙中聯消防機械有限公司