本發(fā)明涉及建筑工程機(jī)械設(shè)備領(lǐng)域，更具體而言，涉及一種臂架系統(tǒng)的分區(qū)間控制方法、系統(tǒng)及臂架設(shè)備。

背景技術(shù)：

目前，現(xiàn)有的多折疊臂設(shè)備的穩(wěn)定控制方法都是先實(shí)時(shí)檢測(cè)臂架的工作姿態(tài)，并實(shí)時(shí)計(jì)算整車(chē)的重心位置，并判斷整車(chē)重心是否在支撐范圍內(nèi)的安全區(qū)域，如果因臂架的活動(dòng)使整車(chē)的重心超出安全區(qū)域，控制器將控制臂架向安全方向運(yùn)動(dòng)。以上控制方式屬于事后控制，不能時(shí)刻保證多折疊臂設(shè)備處于安全工作狀態(tài)，有意外傾覆的風(fēng)險(xiǎn)，而且多折疊臂設(shè)備的所有臂架均需安裝姿態(tài)檢測(cè)裝置，增大了出錯(cuò)概率，還需要控制系統(tǒng)時(shí)刻計(jì)算整車(chē)的重心，并根據(jù)重心及支腿的支撐情況，計(jì)算臂架系統(tǒng)是否位于安全區(qū)域內(nèi)，控制系統(tǒng)的運(yùn)算量大，對(duì)控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性及所有傳感器的可靠性的要求高，容易出錯(cuò)。

同時(shí)，臂架系統(tǒng)需要頻繁地旋轉(zhuǎn)，在臂架伸縮長(zhǎng)度一定的情況下，臂架系統(tǒng)的選擇也引起整車(chē)重心的變化，因此控制系統(tǒng)需要時(shí)刻計(jì)算整車(chē)的重心，并根據(jù)重心及各方位的支撐情況，計(jì)算臂架系統(tǒng)是否位于安全區(qū)域內(nèi)，運(yùn)算量大，出錯(cuò)率高。

因此，提出一種運(yùn)算量少，能時(shí)刻保證多折疊臂設(shè)備處于安全工作狀態(tài)的控制方法就顯得十分必要。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

有鑒于此，本發(fā)明的目的在于，提供一種臂架系統(tǒng)的分區(qū)間控制方法、系統(tǒng)及臂架設(shè)備，以減少現(xiàn)有臂架設(shè)備控制系統(tǒng)的計(jì)算量和/或提高臂架系統(tǒng)的安全性。

一方面，本發(fā)明提供了一種臂架系統(tǒng)的分區(qū)間控制方法，用于控制由多個(gè)支腿支撐的臂架系統(tǒng)，所述臂架系統(tǒng)包括多個(gè)臂節(jié)，包括以下步驟：

步驟102：根據(jù)各個(gè)支腿的實(shí)際支撐狀態(tài)，將臂架系統(tǒng)的活動(dòng)范圍劃分為多個(gè)支撐區(qū)間，并確定當(dāng)所述臂架系統(tǒng)位于該支撐區(qū)間時(shí)，所述臂架系統(tǒng)的各臂節(jié)的允許活動(dòng)范圍；

步驟104：檢測(cè)臂架系統(tǒng)的回轉(zhuǎn)角度以及各臂節(jié)的角度和/或伸縮長(zhǎng)度；

步驟106：控制各臂節(jié)位于每一支撐區(qū)間時(shí)在允許活動(dòng)范圍內(nèi)運(yùn)動(dòng)，當(dāng)所述臂架系統(tǒng)從一個(gè)支撐區(qū)間回轉(zhuǎn)至另一支撐區(qū)間時(shí)，根據(jù)檢測(cè)的各臂節(jié)的角度和/或伸縮長(zhǎng)度判斷各臂節(jié)是否位于另一支撐區(qū)間允許的允許活動(dòng)范圍內(nèi)，并據(jù)此控制臂架系統(tǒng)的回轉(zhuǎn)。

作為上述分區(qū)間控制方法在一方面的改進(jìn)，優(yōu)選地，在步驟102中，各臂節(jié)的允許活動(dòng)范圍包括所述臂架系統(tǒng)的至少一個(gè)臂節(jié)的重心變化范圍或/和各臂節(jié)允許的變幅角度范圍或伸縮長(zhǎng)度范圍，在步驟106中，根據(jù)檢測(cè)的各臂節(jié)的角度和/或伸縮長(zhǎng)度計(jì)算選定的至少一個(gè)臂節(jié)的重心變化是否位于另一支撐區(qū)間的重心變化范圍內(nèi)，或/和比較檢測(cè)的各臂節(jié)的角度或伸縮長(zhǎng)度是否位于另一支撐區(qū)間允許的變幅角度或伸縮長(zhǎng)度范圍內(nèi)。

作為上述分區(qū)間控制方法在一方面的改進(jìn)，優(yōu)選地，所述臂架系統(tǒng)包括依次連接的第1臂節(jié)、第2臂節(jié)、……、第N臂節(jié)，N為大于1的整數(shù)，在步驟102中，各臂節(jié)的允許活動(dòng)范圍包括各臂節(jié)允許的變幅角度范圍或伸縮長(zhǎng)度范圍，計(jì)算第1臂節(jié)允許的變幅角度或伸縮長(zhǎng)度范圍時(shí)，假定第2臂節(jié)、……、第N臂節(jié)位于水平狀態(tài)或最大伸出狀態(tài)；計(jì)算第2臂節(jié)允許的變幅角度或伸縮長(zhǎng)度范圍時(shí)，假定第3臂節(jié)、……、第N臂節(jié)位于水平狀態(tài)或最大伸出狀態(tài)；……；計(jì)算第N-1臂節(jié)允許的變幅角度或伸縮長(zhǎng)度范圍時(shí)，假定第N臂節(jié)位于水平狀態(tài)或最大伸出狀態(tài)。

作為上述分區(qū)間控制方法在一方面的改進(jìn)，優(yōu)選地，在步驟106中，依次限制第1臂節(jié)、第2臂節(jié)、……、第N臂節(jié)在允許的變幅角度或伸縮長(zhǎng)度范圍內(nèi)運(yùn)動(dòng)。

作為上述分區(qū)間控制方法在一方面的改進(jìn)，優(yōu)選地，所述臂架設(shè)備包括4個(gè)支腿，以4個(gè)支腿的支撐點(diǎn)至所述臂架系統(tǒng)的回轉(zhuǎn)中心的連線為分界線，將臂架系統(tǒng)的回轉(zhuǎn)角度范圍劃分為4個(gè)支撐區(qū)間。

作為上述分區(qū)間控制方法在一方面的改進(jìn)，優(yōu)選地，相鄰兩支撐區(qū)間的分界線為支撐線，在步驟102中，在支撐線的至少一側(cè)的支撐區(qū)間范圍內(nèi)設(shè)置安全裕量區(qū)間，當(dāng)所述臂架系統(tǒng)位于安全裕量區(qū)間時(shí)，選取相鄰兩支撐區(qū)間中各臂節(jié)較小的允許活動(dòng)范圍。

作為上述分區(qū)間控制方法在一方面的改進(jìn)，優(yōu)選地，在步驟102中，在支撐線兩側(cè)的支撐區(qū)間范圍內(nèi)設(shè)置安全裕量區(qū)間，所述安全裕量區(qū)間是以臂架回轉(zhuǎn)中心為中心、以支撐線為其中一邊的扇形區(qū)域。

本發(fā)明提供的臂架系統(tǒng)的分區(qū)間控制方法，通過(guò)步驟102，可以根據(jù)各個(gè)支腿的實(shí)際支撐狀態(tài)，預(yù)先計(jì)算確定臂架系統(tǒng)在不同的回轉(zhuǎn)角度下，臂架系統(tǒng)的各臂節(jié)允許活動(dòng)范圍，可以理解，在各個(gè)支腿的支撐狀態(tài)確定后，其支撐能力也確定，先確定各臂節(jié)允許的變幅角度范圍或伸縮長(zhǎng)度范圍，在臂架系統(tǒng)的各臂節(jié)動(dòng)作時(shí)，不需要時(shí)刻計(jì)算整車(chē)的重心，只需要比較臂架各臂節(jié)的變幅角度或伸縮長(zhǎng)度是否位于各臂節(jié)允許的變幅角度范圍或伸縮長(zhǎng)度范圍，同時(shí)可以控制各臂節(jié)的活動(dòng)范圍不超出允許的變幅角度范圍或伸縮長(zhǎng)度范圍，因此，將現(xiàn)有的事后控制變成了事前控制，可以提高設(shè)備的安全性，降低傾翻風(fēng)險(xiǎn)，同時(shí)，減少了臂架系統(tǒng)控制過(guò)程中的計(jì)算量，可靠性和實(shí)時(shí)性得到提高，控制出錯(cuò)率降低。

同時(shí)，通過(guò)步驟104、步驟106，可以通過(guò)角度傳感器、拉線傳感器等檢測(cè)裝置檢測(cè)各臂節(jié)的變幅角度或伸縮長(zhǎng)度，并控制各臂節(jié)在允許的變幅角度范圍或伸縮長(zhǎng)度范圍內(nèi)運(yùn)動(dòng)，控制更簡(jiǎn)單。

另外，當(dāng)各臂節(jié)從一個(gè)支撐區(qū)間回轉(zhuǎn)至另一支撐區(qū)間時(shí)，通過(guò)比較檢測(cè)的各臂節(jié)的角度和/或伸縮長(zhǎng)度判斷各臂節(jié)是否位于另一支撐區(qū)間允許的允許活動(dòng)范圍內(nèi)，可以保證臂架系統(tǒng)從一個(gè)支撐區(qū)間回轉(zhuǎn)至另外一個(gè)支撐區(qū)間時(shí)的安全性。

另一方面，本發(fā)明還提出了一種臂架控制系統(tǒng)，用于控制由多個(gè)支腿支撐的臂架系統(tǒng)，所述臂架系統(tǒng)包括多個(gè)臂節(jié)，包括：

支腿位置檢測(cè)裝置，用于檢測(cè)各個(gè)支腿的伸出長(zhǎng)度或/和擺動(dòng)角度；

臂架位置檢測(cè)裝置，用于直接或間接檢測(cè)各個(gè)臂節(jié)的俯仰角度或相鄰兩臂節(jié)之間的夾角或相鄰兩臂節(jié)的伸縮長(zhǎng)度；

臂架回轉(zhuǎn)檢測(cè)裝置，用于檢測(cè)所述臂架系統(tǒng)的回轉(zhuǎn)角度；

執(zhí)行驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，與所述臂架系統(tǒng)連接，用于驅(qū)動(dòng)所述臂架系統(tǒng)回轉(zhuǎn)以及用于驅(qū)動(dòng)所述臂架系統(tǒng)的各臂節(jié)變幅或伸縮動(dòng)作；

控制器，與所述支腿位置檢測(cè)裝置、臂架位置檢測(cè)裝置、臂架回轉(zhuǎn)檢測(cè)裝置及執(zhí)行驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)連接，用于根據(jù)所述支腿位置檢測(cè)裝置檢測(cè)到的各個(gè)支腿的實(shí)際的伸出長(zhǎng)度或/和擺動(dòng)角度，將臂架系統(tǒng)的活動(dòng)范圍劃分為多個(gè)支撐區(qū)間，并確定當(dāng)所述臂架系統(tǒng)位于該支撐區(qū)間時(shí)，所述臂架系統(tǒng)的各臂節(jié)的允許活動(dòng)范圍，并用于根據(jù)臂架位置檢測(cè)裝置、臂架回轉(zhuǎn)檢測(cè)裝置檢測(cè)的數(shù)據(jù)，通過(guò)執(zhí)行驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)控制所述臂架系統(tǒng)的各臂節(jié)的運(yùn)動(dòng)，且用于當(dāng)所述臂架系統(tǒng)從一個(gè)支撐區(qū)間回轉(zhuǎn)至另一支撐區(qū)間時(shí)，根據(jù)臂架位置檢測(cè)裝置檢測(cè)的各臂節(jié)的角度和/或伸縮長(zhǎng)度判斷各臂節(jié)是否位于另一支撐區(qū)間允許的允許活動(dòng)范圍內(nèi)，并據(jù)此控制臂架系統(tǒng)的回轉(zhuǎn)。

作為上述臂架控制系統(tǒng)在一方面的改進(jìn)，優(yōu)選地，所述臂架系統(tǒng)包括依次連接的第1臂節(jié)、第2臂節(jié)、……、第N臂節(jié)，N為大于1的整數(shù)，所述臂架系統(tǒng)的允許活動(dòng)范圍為各臂節(jié)允許的變幅角度范圍或伸縮長(zhǎng)度范圍；控制器控制所述臂架系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)時(shí)，依次限制第1臂節(jié)、第2臂節(jié)、……、第N臂節(jié)在允許的變幅角度或伸縮長(zhǎng)度范圍內(nèi)運(yùn)動(dòng)；所述控制器還用于在相鄰兩支撐區(qū)間的分界線的至少一側(cè)的支撐區(qū)間范圍內(nèi)設(shè)置安全裕量區(qū)間，當(dāng)所述臂架系統(tǒng)位于安全裕量區(qū)間時(shí)，選取相鄰兩支撐區(qū)間中各臂節(jié)較小的允許活動(dòng)范圍。

本發(fā)明的臂架控制系統(tǒng)，控制器可以根據(jù)各個(gè)支腿的實(shí)際支撐狀態(tài)，預(yù)先計(jì)算確定臂架系統(tǒng)在不同的回轉(zhuǎn)角度下，臂架系統(tǒng)的各臂節(jié)允許活動(dòng)范圍，可以理解，在各個(gè)支腿的支撐狀態(tài)確定后，其支撐能力也確定，先確定各臂節(jié)允許的變幅角度范圍或伸縮長(zhǎng)度范圍，在臂架系統(tǒng)的各臂節(jié)動(dòng)作時(shí)，不需要時(shí)刻計(jì)算整車(chē)的重心，只需要比較臂架各臂節(jié)的變幅角度或伸縮長(zhǎng)度是否位于各臂節(jié)允許的變幅角度范圍或伸縮長(zhǎng)度范圍，同時(shí)可以控制各臂節(jié)的活動(dòng)范圍不超出允許的變幅角度范圍或伸縮長(zhǎng)度范圍，因此，將現(xiàn)有的事后控制變成了事前控制，可以提高設(shè)備的安全性，降低傾翻風(fēng)險(xiǎn)，同時(shí)，減少了臂架系統(tǒng)控制過(guò)程中的計(jì)算量，可靠性和實(shí)時(shí)性得到提高，控制出錯(cuò)率降低。

同時(shí)，控制器還可以通過(guò)角度傳感器、拉線傳感器等檢測(cè)裝置檢測(cè)各臂節(jié)的變幅角度或伸縮長(zhǎng)度，并控制各臂節(jié)在允許的變幅角度范圍或伸縮長(zhǎng)度范圍內(nèi)運(yùn)動(dòng)，控制更簡(jiǎn)單。

另外，當(dāng)各臂節(jié)從一個(gè)支撐區(qū)間回轉(zhuǎn)至另一支撐區(qū)間時(shí)，控制器通過(guò)比較檢測(cè)的各臂節(jié)的角度和/或伸縮長(zhǎng)度判斷各臂節(jié)是否位于另一支撐區(qū)間允許的允許活動(dòng)范圍內(nèi)，可以保證臂架系統(tǒng)從一個(gè)支撐區(qū)間回轉(zhuǎn)至另外一個(gè)支撐區(qū)間時(shí)的安全性。

再一方面，本發(fā)明還提出了一種臂架設(shè)備，包括上述任一種臂架控制系統(tǒng)。

對(duì)應(yīng)地，該臂架設(shè)備也具有前述臂架控制系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)。

附圖說(shuō)明

構(gòu)成本發(fā)明的一部分的附圖用來(lái)提供對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步理解，本發(fā)明的示意性實(shí)施例及其說(shuō)明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的不當(dāng)限定。

圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供一種支腿形式的示意圖；

圖2為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種臂架系統(tǒng)的分區(qū)間控制方法的示意圖；

圖3為本發(fā)明實(shí)施例提供一種支撐區(qū)間的劃分方式示意圖；

圖4為本發(fā)明實(shí)施例提供一種安全裕量區(qū)間的劃分方式示意圖；

圖5為本發(fā)明一種臂架控制系統(tǒng)的示意圖。

具體實(shí)施方式

需要說(shuō)明的是，在不沖突的情況下，本發(fā)明中的實(shí)施例及實(shí)施例中的特征可以相互組合。下面將參考附圖并結(jié)合實(shí)施例來(lái)詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明。

臂架系統(tǒng)是臂架設(shè)備的關(guān)鍵部件，如圖1所示，通常，臂架設(shè)備的臂架系統(tǒng)通過(guò)機(jī)架1與多個(gè)支腿連接，O點(diǎn)為臂架系統(tǒng)的回轉(zhuǎn)中心，支腿通常包括4個(gè)支腿，有伸縮支腿、擺動(dòng)支腿、擺動(dòng)伸縮支腿等支腿形式，圖1中的支腿包括前方的兩個(gè)伸縮支腿(左前支腿2、右前支腿3)以及后方的兩個(gè)擺動(dòng)支腿(左后支腿4、右后支腿5)，其最大支撐范圍為最外側(cè)虛線所示，其它類(lèi)型的支腿可以類(lèi)似處理。

請(qǐng)參考圖2，本發(fā)明提供的一種臂架系統(tǒng)的分區(qū)間控制方法，用于控制由多個(gè)支腿支撐的臂架系統(tǒng)，臂架系統(tǒng)包括多個(gè)臂節(jié)，包括以下步驟：

步驟102：根據(jù)各個(gè)支腿的實(shí)際支撐狀態(tài)，將臂架系統(tǒng)的活動(dòng)范圍劃分為多個(gè)支撐區(qū)間，并確定當(dāng)臂架系統(tǒng)位于該支撐區(qū)間時(shí)，臂架系統(tǒng)的各臂節(jié)的允許活動(dòng)范圍；如圖3所示，為簡(jiǎn)化模型，以4個(gè)支腿的支撐點(diǎn)a、b、c、d至臂架系統(tǒng)的回轉(zhuǎn)中心O的連線為分界線，將臂架系統(tǒng)的回轉(zhuǎn)角度范圍劃分為4個(gè)支撐區(qū)間(右側(cè)的θyx、前側(cè)的θqx、左側(cè)的θzx、后側(cè)的θhx)，支撐區(qū)間的數(shù)量根據(jù)需要，還可以為2個(gè)、6個(gè)、8個(gè)、16個(gè)等等，當(dāng)然還可以為3個(gè)、5個(gè)等，支撐區(qū)間越多，支撐控制越準(zhǔn)確，但是控制計(jì)算和控制的難度提高，通過(guò)將臂架系統(tǒng)的回轉(zhuǎn)角度范圍劃分為多個(gè)支撐區(qū)間，可以根據(jù)各個(gè)支腿的實(shí)際支撐狀態(tài)計(jì)算各臂節(jié)在不同的支撐區(qū)間下，臂架系統(tǒng)的各臂節(jié)的允許活動(dòng)范圍，這樣簡(jiǎn)化了計(jì)算，當(dāng)臂架系統(tǒng)位于某一支撐區(qū)間時(shí)，作為一種情況看待，即，臂架系統(tǒng)的各臂節(jié)的允許活動(dòng)范圍是相同的。

步驟104：檢測(cè)臂架系統(tǒng)的回轉(zhuǎn)角度以及各臂節(jié)的角度和/或伸縮長(zhǎng)度；

步驟106：控制各臂節(jié)位于每一支撐區(qū)間時(shí)在允許活動(dòng)范圍內(nèi)運(yùn)動(dòng)，當(dāng)臂架系統(tǒng)從一個(gè)支撐區(qū)間回轉(zhuǎn)至另一支撐區(qū)間時(shí)，根據(jù)檢測(cè)的各臂節(jié)的角度和/或伸縮長(zhǎng)度判斷各臂節(jié)是否位于另一支撐區(qū)間允許的允許活動(dòng)范圍內(nèi)，并據(jù)此控制臂架系統(tǒng)的回轉(zhuǎn)。

本實(shí)施例中，通過(guò)步驟102，可以根據(jù)各個(gè)支腿的實(shí)際支撐狀態(tài)，預(yù)先計(jì)算確定臂架系統(tǒng)在不同的回轉(zhuǎn)角度下，臂架系統(tǒng)的各臂節(jié)允許活動(dòng)范圍，可以理解，在各個(gè)支腿的支撐狀態(tài)確定后，其支撐能力也確定，先確定各臂節(jié)允許的變幅角度范圍或伸縮長(zhǎng)度范圍，在臂架系統(tǒng)的各臂節(jié)動(dòng)作時(shí)，不需要時(shí)刻計(jì)算整車(chē)的重心，只需要比較臂架各臂節(jié)的變幅角度或伸縮長(zhǎng)度是否位于各臂節(jié)允許的變幅角度范圍或伸縮長(zhǎng)度范圍，同時(shí)可以控制各臂節(jié)的活動(dòng)范圍不超出允許的變幅角度范圍或伸縮長(zhǎng)度范圍，因此，將現(xiàn)有的事后控制變成了事前控制，可以提高設(shè)備的安全性，降低傾翻風(fēng)險(xiǎn)，同時(shí)，減少了臂架系統(tǒng)控制過(guò)程中的計(jì)算量，可靠性和實(shí)時(shí)性得到提高，控制出錯(cuò)率降低。

同時(shí)，通過(guò)步驟104、步驟106，可以通過(guò)角度傳感器、拉線傳感器等檢測(cè)裝置檢測(cè)各臂節(jié)的變幅角度或伸縮長(zhǎng)度，并控制各臂節(jié)在允許的變幅角度范圍或伸縮長(zhǎng)度范圍內(nèi)運(yùn)動(dòng)，控制更簡(jiǎn)單?？刂聘鞅酃?jié)的動(dòng)作時(shí)，可以參考現(xiàn)有技術(shù)，具體地，可以通過(guò)臂架俯仰控制閥和臂架回轉(zhuǎn)控制閥，控制各臂節(jié)的俯仰運(yùn)動(dòng)和臂架系統(tǒng)整體的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。

另外，當(dāng)各臂節(jié)從一個(gè)支撐區(qū)間回轉(zhuǎn)至另一支撐區(qū)間時(shí)，通過(guò)比較檢測(cè)的各臂節(jié)的角度和/或伸縮長(zhǎng)度判斷各臂節(jié)是否位于另一支撐區(qū)間允許的允許活動(dòng)范圍內(nèi)，可以保證臂架系統(tǒng)從一個(gè)支撐區(qū)間回轉(zhuǎn)至另外一個(gè)支撐區(qū)間時(shí)的安全性。

上述臂架系統(tǒng)的分區(qū)間控制方法中，臂架系統(tǒng)的各臂節(jié)的允許活動(dòng)范圍可以作廣義的解釋?zhuān)热绺鞅酃?jié)的變幅角度、伸縮長(zhǎng)度，各臂節(jié)的重心變化范圍，或者，部分臂節(jié)的重心變化范圍，甚至所有臂架的重心變化范圍，具體地，在步驟102中，各臂節(jié)的允許活動(dòng)范圍包括臂架系統(tǒng)的至少一個(gè)臂節(jié)的重心變化范圍(如第1臂節(jié)的重心變化范圍，第1、第2臂節(jié)的重心變化范圍等)或/和各臂節(jié)允許的變幅角度范圍或伸縮長(zhǎng)度范圍(如第1臂節(jié)允許的變幅角度范圍，第1、第2臂節(jié)允許的變幅角度范圍等)，在步驟106中，根據(jù)檢測(cè)的各臂節(jié)的角度和/或伸縮長(zhǎng)度計(jì)算選定的至少一個(gè)臂節(jié)的重心變化是否位于另一支撐區(qū)間的重心變化范圍內(nèi)，或/和比較檢測(cè)的各臂節(jié)的角度或伸縮長(zhǎng)度是否位于另一支撐區(qū)間允許的變幅角度或伸縮長(zhǎng)度范圍內(nèi)。當(dāng)臂架系統(tǒng)的允許活動(dòng)范圍為臂架系統(tǒng)的至少一個(gè)臂節(jié)的重心變化范圍時(shí)，在控制臂架系統(tǒng)的動(dòng)作時(shí)，只需要比較選定的至少一個(gè)臂節(jié)的重心是否位于允許的變化范圍內(nèi)，不需計(jì)算整車(chē)重心，更不需要根據(jù)重心和支撐情況計(jì)算臂架系統(tǒng)的動(dòng)作是否安全，因此，計(jì)算量大幅度減少。當(dāng)臂架系統(tǒng)的允許活動(dòng)范圍為各臂節(jié)允許的變幅角度范圍或伸縮長(zhǎng)度范圍，只需要限制各個(gè)臂節(jié)在允許的變幅角度范圍或伸縮長(zhǎng)度范圍內(nèi)動(dòng)作即可。

通常，臂架系統(tǒng)包括依次連接的第1臂節(jié)、第2臂節(jié)、……、第N臂節(jié)，N為大于1的整數(shù)，在計(jì)算臂架系統(tǒng)各臂節(jié)允許的變幅角度或伸縮長(zhǎng)度范圍時(shí)，為保證安全性，假定其它臂節(jié)位于穩(wěn)定性最不利的點(diǎn)(通常，折疊臂架在水平位置對(duì)穩(wěn)定性最不利，豎直位置對(duì)穩(wěn)定性最有利，伸縮臂架在最大伸出長(zhǎng)度時(shí)對(duì)穩(wěn)定性最不利，最大縮回長(zhǎng)度時(shí)，對(duì)穩(wěn)定性最有利)，具體地，在步驟102中，各臂節(jié)的允許活動(dòng)范圍包括各臂節(jié)允許的變幅角度范圍或伸縮長(zhǎng)度范圍，計(jì)算第1臂節(jié)允許的變幅角度或伸縮長(zhǎng)度范圍時(shí)，假定第2臂節(jié)、……、第N臂節(jié)位于水平狀態(tài)或最大伸出狀態(tài)；計(jì)算第2臂節(jié)允許的變幅角度或伸縮長(zhǎng)度范圍時(shí)，假定第3臂節(jié)、……、第N臂節(jié)位于水平狀態(tài)或最大伸出狀態(tài)；……；計(jì)算第N-1臂節(jié)允許的變幅角度或伸縮長(zhǎng)度范圍時(shí)，假定第N臂節(jié)位于水平狀態(tài)或最大伸出狀態(tài)。算各臂節(jié)允許的變幅角度或伸縮長(zhǎng)度范圍時(shí)，依次計(jì)算第1-N臂節(jié)允許的變幅角度或伸縮長(zhǎng)度范圍，若第i臂節(jié)(如第3臂節(jié))的動(dòng)作無(wú)限制時(shí)，可以不需要計(jì)算第i+1臂節(jié)。

上述方案中，優(yōu)選地，在步驟106中，依次限制第1臂節(jié)、第2臂節(jié)、……、第N臂節(jié)在允許的變幅角度或伸縮長(zhǎng)度范圍內(nèi)運(yùn)動(dòng)。即，當(dāng)?shù)?臂節(jié)位于穩(wěn)定性最優(yōu)的點(diǎn)(豎直狀態(tài))，仍然不能滿足整車(chē)的穩(wěn)定性要求時(shí)，再限制第2臂節(jié)的變幅角度，當(dāng)?shù)?臂節(jié)、第2臂節(jié)均位于穩(wěn)定性最優(yōu)的點(diǎn)(豎直狀態(tài))，仍然不能滿足整車(chē)的穩(wěn)定性要求時(shí)，再限制第3臂節(jié)的變幅角度，依次類(lèi)推，反之，當(dāng)?shù)?臂節(jié)不需要位于穩(wěn)定性最優(yōu)的點(diǎn)(豎直狀態(tài))，就能夠滿足整車(chē)的穩(wěn)定性要求時(shí)，無(wú)需限制第2-N臂節(jié)的變幅角度，當(dāng)?shù)趇臂節(jié)無(wú)限制時(shí)，也不需要對(duì)第i+1臂節(jié)進(jìn)行限制。通過(guò)該方案，有效的對(duì)臂架系統(tǒng)進(jìn)行事前控制。

為進(jìn)一步提高臂架系統(tǒng)在支撐區(qū)間過(guò)渡時(shí)的安全性，如圖4所述，上述臂架系統(tǒng)的分區(qū)間控制方法中，優(yōu)選地，相鄰兩支撐區(qū)間的分界線為支撐線，在步驟102中，在支撐線的至少一側(cè)的支撐區(qū)間范圍內(nèi)設(shè)置安全裕量區(qū)間(δyqx、δyhx、δzqx、δzhx)，設(shè)置安全裕量區(qū)間后，將臂架系統(tǒng)的活動(dòng)范圍劃分為8個(gè)區(qū)間，其中4個(gè)支撐區(qū)間(δyx、δhx、δzx、δqx)、4個(gè)安全裕量區(qū)間(δyqx、δyhx、δzqx、δzhx)，當(dāng)臂架系統(tǒng)位于安全裕量區(qū)間時(shí)，選取相鄰兩支撐區(qū)間中各臂節(jié)較小的允許活動(dòng)范圍。通過(guò)設(shè)置安全裕量區(qū)間，當(dāng)臂架系統(tǒng)從一個(gè)支撐區(qū)間經(jīng)過(guò)安全裕量區(qū)間回轉(zhuǎn)至另一支撐區(qū)間時(shí)，具有較長(zhǎng)的響應(yīng)時(shí)間，可以避免臂架系統(tǒng)在支撐區(qū)間快速過(guò)渡時(shí)，可能發(fā)生的不安全因素。

安全裕量區(qū)間的設(shè)置方法有多種，可以設(shè)置于支撐線一側(cè)，可以設(shè)置于支撐線的兩側(cè)，寬度根據(jù)控制要求選擇，具體地，在步驟102中，在支撐線兩側(cè)的支撐區(qū)間范圍內(nèi)設(shè)置安全裕量區(qū)間，安全裕量區(qū)間是以臂架回轉(zhuǎn)中心為中心、以支撐線為其中一邊的扇形區(qū)域，扇形區(qū)域是一個(gè)近似區(qū)域形狀，優(yōu)選地，其扇形區(qū)域的圓心角可以選擇5-20°，如10°、15°。各個(gè)扇形區(qū)域的圓心角可以相同，也可以不同。

另外一方面，如圖5所示，本發(fā)明還提供一種臂架控制系統(tǒng)，用于控制由多個(gè)支腿支撐的臂架系統(tǒng)，臂架系統(tǒng)包括多個(gè)臂節(jié)，包括：

支腿位置檢測(cè)裝置，用于檢測(cè)各個(gè)支腿的伸出長(zhǎng)度或/和擺動(dòng)角度；

臂架位置檢測(cè)裝置，用于直接或間接檢測(cè)各個(gè)臂節(jié)的俯仰角度或相鄰兩臂節(jié)之間的夾角或相鄰兩臂節(jié)的伸縮長(zhǎng)度；

臂架回轉(zhuǎn)檢測(cè)裝置，用于檢測(cè)臂架系統(tǒng)的回轉(zhuǎn)角度；

執(zhí)行驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，與臂架系統(tǒng)連接，用于驅(qū)動(dòng)臂架系統(tǒng)回轉(zhuǎn)以及用于驅(qū)動(dòng)臂架系統(tǒng)的各臂節(jié)變幅或伸縮動(dòng)作；

控制器，與支腿位置檢測(cè)裝置、臂架位置檢測(cè)裝置、臂架回轉(zhuǎn)檢測(cè)裝置及執(zhí)行驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)連接，用于根據(jù)支腿位置檢測(cè)裝置檢測(cè)到的各個(gè)支腿的實(shí)際的伸出長(zhǎng)度或/和擺動(dòng)角度，將臂架系統(tǒng)的活動(dòng)范圍劃分為多個(gè)支撐區(qū)間，并確定當(dāng)臂架系統(tǒng)位于該支撐區(qū)間時(shí)，臂架系統(tǒng)的各臂節(jié)的允許活動(dòng)范圍，并用于根據(jù)臂架位置檢測(cè)裝置、臂架回轉(zhuǎn)檢測(cè)裝置檢測(cè)的數(shù)據(jù)，通過(guò)執(zhí)行驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)控制臂架系統(tǒng)的各臂節(jié)的運(yùn)動(dòng)，且用于當(dāng)臂架系統(tǒng)從一個(gè)支撐區(qū)間回轉(zhuǎn)至另一支撐區(qū)間時(shí)，根據(jù)臂架位置檢測(cè)裝置檢測(cè)的各臂節(jié)的角度和/或伸縮長(zhǎng)度判斷各臂節(jié)是否位于另一支撐區(qū)間允許的允許活動(dòng)范圍內(nèi)，并據(jù)此控制臂架系統(tǒng)的回轉(zhuǎn)。

本實(shí)施例中，控制器可以根據(jù)各個(gè)支腿的實(shí)際支撐狀態(tài)，預(yù)先計(jì)算確定臂架系統(tǒng)在不同的回轉(zhuǎn)角度下，臂架系統(tǒng)的各臂節(jié)允許活動(dòng)范圍，可以理解，在各個(gè)支腿的支撐狀態(tài)確定后，其支撐能力也確定，先確定各臂節(jié)允許的變幅角度范圍或伸縮長(zhǎng)度范圍，在臂架系統(tǒng)的各臂節(jié)動(dòng)作時(shí)，不需要時(shí)刻計(jì)算整車(chē)的重心，只需要比較臂架各臂節(jié)的變幅角度或伸縮長(zhǎng)度是否位于各臂節(jié)允許的變幅角度范圍或伸縮長(zhǎng)度范圍，同時(shí)可以控制各臂節(jié)的活動(dòng)范圍不超出允許的變幅角度范圍或伸縮長(zhǎng)度范圍，因此，將現(xiàn)有的事后控制變成了事前控制，可以提高設(shè)備的安全性，降低傾翻風(fēng)險(xiǎn)，同時(shí)，減少了臂架系統(tǒng)控制過(guò)程中的計(jì)算量，可靠性和實(shí)時(shí)性得到提高，控制出錯(cuò)率降低。

同時(shí)，控制器還可以通過(guò)角度傳感器、拉線傳感器等檢測(cè)裝置檢測(cè)各臂節(jié)的變幅角度或伸縮長(zhǎng)度，并控制各臂節(jié)在允許的變幅角度范圍或伸縮長(zhǎng)度范圍內(nèi)運(yùn)動(dòng)，控制更簡(jiǎn)單?？刂聘鞅酃?jié)的動(dòng)作時(shí)，可以參考現(xiàn)有技術(shù)，具體地，可以通過(guò)臂架俯仰控制閥和臂架回轉(zhuǎn)控制閥，控制各臂節(jié)的俯仰運(yùn)動(dòng)和臂架系統(tǒng)整體的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。

另外，當(dāng)各臂節(jié)從一個(gè)支撐區(qū)間回轉(zhuǎn)至另一支撐區(qū)間時(shí)，控制器通過(guò)比較檢測(cè)的各臂節(jié)的角度和/或伸縮長(zhǎng)度判斷各臂節(jié)是否位于另一支撐區(qū)間允許的允許活動(dòng)范圍內(nèi)，可以保證臂架系統(tǒng)從一個(gè)支撐區(qū)間回轉(zhuǎn)至另外一個(gè)支撐區(qū)間時(shí)的安全性。

具體地，如圖3所示，為簡(jiǎn)化模型，以4個(gè)支腿的支撐點(diǎn)a、b、c、d至臂架系統(tǒng)的回轉(zhuǎn)中心O的連線為分界線，將臂架系統(tǒng)的回轉(zhuǎn)角度范圍劃分為4個(gè)支撐區(qū)間(右側(cè)的θyx、前側(cè)的θqx、左側(cè)的θzx、后側(cè)的θhx)，支撐區(qū)間的數(shù)量根據(jù)需要，還可以為2個(gè)、6個(gè)、8個(gè)、16個(gè)等等，當(dāng)然還可以為3個(gè)、5個(gè)等，支撐區(qū)間越多，支撐控制越準(zhǔn)確，但是控制計(jì)算和控制的難度提高，通過(guò)將臂架系統(tǒng)的回轉(zhuǎn)角度范圍劃分為多個(gè)支撐區(qū)間，可以根據(jù)各個(gè)支腿的實(shí)際支撐狀態(tài)計(jì)算各臂節(jié)在不同的支撐區(qū)間下，臂架系統(tǒng)的各臂節(jié)的允許活動(dòng)范圍，這樣簡(jiǎn)化了計(jì)算，當(dāng)臂架系統(tǒng)位于某一支撐區(qū)間時(shí)，作為一種情況看待，即，臂架系統(tǒng)的各臂節(jié)的允許活動(dòng)范圍是相同的，因此，計(jì)算量小，系統(tǒng)響應(yīng)快，控制方便。

通常，臂架系統(tǒng)包括依次連接的第1臂節(jié)、第2臂節(jié)、……、第N臂節(jié)，N為大于1的整數(shù)，上述方案中，優(yōu)選地，臂架系統(tǒng)的允許活動(dòng)范圍為各臂節(jié)允許的變幅角度范圍或伸縮長(zhǎng)度范圍；控制器控制臂架系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)時(shí)，依次限制第1臂節(jié)、第2臂節(jié)、……、第N臂節(jié)在允許的變幅角度或伸縮長(zhǎng)度范圍內(nèi)運(yùn)動(dòng)；即，當(dāng)?shù)?臂節(jié)位于穩(wěn)定性最優(yōu)的點(diǎn)(豎直狀態(tài))，仍然不能滿足整車(chē)的穩(wěn)定性要求時(shí)，再限制第2臂節(jié)的變幅角度，當(dāng)?shù)?臂節(jié)、第2臂節(jié)均位于穩(wěn)定性最優(yōu)的點(diǎn)(豎直狀態(tài))，仍然不能滿足整車(chē)的穩(wěn)定性要求時(shí)，再限制第3臂節(jié)的變幅角度，依次類(lèi)推，反之，當(dāng)?shù)?臂節(jié)不需要位于穩(wěn)定性最優(yōu)的點(diǎn)(豎直狀態(tài))，就能夠滿足整車(chē)的穩(wěn)定性要求時(shí)，無(wú)需限制第2-N臂節(jié)的變幅角度，當(dāng)?shù)趇臂節(jié)無(wú)限制時(shí)，也不需要對(duì)第i+1臂節(jié)進(jìn)行限制。通過(guò)該方案，有效的對(duì)臂架系統(tǒng)進(jìn)行事前控制。

同時(shí)，為進(jìn)一步提高臂架系統(tǒng)在支撐區(qū)間過(guò)渡時(shí)的安全性，控制器還用于在相鄰兩支撐區(qū)間的分界線的至少一側(cè)的支撐區(qū)間范圍內(nèi)設(shè)置安全裕量區(qū)間(δyqx、δyhx、δzqx、δzhx)，設(shè)置安全裕量區(qū)間后，將臂架系統(tǒng)的活動(dòng)范圍劃分為8個(gè)區(qū)間，其中4個(gè)支撐區(qū)間(δyx、δhx、δzx、δqx)、4個(gè)安全裕量區(qū)間(δyqx、δyhx、δzqx、δzhx)，當(dāng)臂架系統(tǒng)位于安全裕量區(qū)間時(shí)，選取相鄰兩支撐區(qū)間中各臂節(jié)較小的允許活動(dòng)范圍。通過(guò)設(shè)置安全裕量區(qū)間，當(dāng)臂架系統(tǒng)從一個(gè)支撐區(qū)間經(jīng)過(guò)安全裕量區(qū)間回轉(zhuǎn)至另一支撐區(qū)間時(shí)，具有較長(zhǎng)的響應(yīng)時(shí)間，可以避免臂架系統(tǒng)在支撐區(qū)間快速過(guò)渡時(shí)，可能發(fā)生的不安全因素。

再一方面，本發(fā)明還提出一種臂架設(shè)備，包括上述任一種臂架控制系統(tǒng)。對(duì)應(yīng)地，該臂架設(shè)備也具有前述臂架控制系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。