臂架減振控制系統(tǒng)及控制方法、混凝土布料設(shè)備的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種臂架減振控制系統(tǒng)及控制方法、混凝土布料設(shè)備。該臂架減振控制方法，包括：確定臂架油缸活塞的被動(dòng)位移的被動(dòng)振動(dòng)頻率；根據(jù)被動(dòng)振動(dòng)頻率確定用于減小臂架油缸活塞的被動(dòng)位移最大幅值的主動(dòng)位移；根據(jù)該主動(dòng)位移生成控制臂架油缸活塞運(yùn)動(dòng)的控制信號(hào)，并通過(guò)該控制信號(hào)控制臂架油缸活塞動(dòng)作。根據(jù)本發(fā)明的臂架減振控制方法，能夠解決現(xiàn)有技術(shù)中臂架系統(tǒng)振動(dòng)較大而導(dǎo)致設(shè)備整機(jī)性能和施工質(zhì)量降低的問(wèn)題。
【專利說(shuō)明】臂架減振控制系統(tǒng)及控制方法、混凝土布料設(shè)備
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及布料設(shè)備的減振系統(tǒng)，具體而言，涉及一種臂架減振控制系統(tǒng)及控制方法、混凝土布料設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002]目前應(yīng)用于建筑施工的工程機(jī)械中，具有多節(jié)臂架的大型設(shè)備由于其操作靈活便捷得到越來(lái)越多的應(yīng)用，如混凝土泵車和混凝土布料機(jī)，其主要用于連續(xù)輸送和澆筑混凝土到指定施工位置，尤其是在高層建筑、地下建筑和大混凝土建筑物的施工過(guò)程中，以其高質(zhì)量、高效率、低消耗、低成本、施工周期短、勞動(dòng)強(qiáng)度低等優(yōu)點(diǎn)，逐步成為建筑施工中不可缺少的關(guān)鍵設(shè)備。
[0003]混凝土布料設(shè)備主要包括混凝土輸送泵、混凝土輸送管道和臂架系統(tǒng)三個(gè)主要部分?；炷凛斔凸艿缿覓煊诒奂芟到y(tǒng)上并隨臂架系統(tǒng)一同動(dòng)作，混凝土輸送泵的雙供料油缸連續(xù)交替工作將混凝土推送入混凝土輸送管道，并沿管道輸送到布料目標(biāo)位置。臂架系統(tǒng)是由回轉(zhuǎn)臺(tái)以及各短臂節(jié)通過(guò)油缸兩兩鉸接而連接構(gòu)成，一般情況下其臂架的構(gòu)成包括4節(jié)臂、5節(jié)臂、6節(jié)臂等形式，其各臂節(jié)通過(guò)伸縮油缸兩兩鉸接從而可使得臂架系統(tǒng)姿態(tài)多變，良好適用于施工場(chǎng)地復(fù)雜多變的工況。臂架系統(tǒng)的姿態(tài)變化通過(guò)各臂節(jié)之間的油缸伸縮實(shí)現(xiàn)，臂架系統(tǒng)的空間位置通過(guò)回轉(zhuǎn)臺(tái)的左右擺動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)。
[0004]臂架系統(tǒng)各節(jié)臂兩兩鉸接展開成布料姿態(tài)，其動(dòng)力學(xué)特性與懸臂梁結(jié)構(gòu)在某些方面相同，即臂架越長(zhǎng)，其系統(tǒng)的固有頻率則越低。且臂架系統(tǒng)通過(guò)油缸兩兩連接組成，其油缸具有彈性特性，使得混凝土布料設(shè)備在工作時(shí)易受到壓縮和拉伸。而混凝土布料設(shè)備由于其采用雙砼缸交替連續(xù)循環(huán)供料的工作特性，不可避免的產(chǎn)生脈動(dòng)沖擊，當(dāng)混凝土輸料產(chǎn)生的脈動(dòng)沖擊頻率接近于臂架系統(tǒng)的固有頻率倍頻時(shí)，臂架系統(tǒng)不可避免將產(chǎn)生大幅振動(dòng)，這種臂架系統(tǒng)的振動(dòng)危害性大，影響施工安全同時(shí)產(chǎn)生的動(dòng)應(yīng)力導(dǎo)致臂架結(jié)構(gòu)件疲勞而減小使用壽命，影響設(shè)備整機(jī)性能和施工質(zhì)量。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明旨在提供一種臂架減振控制系統(tǒng)及控制方法、混凝土布料設(shè)備，以解決現(xiàn)有技術(shù)中臂架系統(tǒng)振動(dòng)較大而導(dǎo)致設(shè)備整機(jī)性能和施工質(zhì)量降低的問(wèn)題。
[0006]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種臂架減振控制方法，包括:確定臂架油缸活塞的被動(dòng)位移的被動(dòng)振動(dòng)頻率；根據(jù)被動(dòng)振動(dòng)頻率確定用于減小臂架油缸活塞的被動(dòng)位移最大幅值的主動(dòng)位移；根據(jù)該主動(dòng)位移生成控制臂架油缸活塞運(yùn)動(dòng)的控制信號(hào)，并通過(guò)該控制信號(hào)控制臂架油缸活塞動(dòng)作。
[0007]進(jìn)一步地,確定臂架油缸活塞的被動(dòng)位移的被動(dòng)振動(dòng)頻率的步驟包括:監(jiān)測(cè)并獲取臂架油缸活塞由于臂架振動(dòng)而產(chǎn)生的被動(dòng)位移；根據(jù)被動(dòng)位移確定臂架油缸活塞的被動(dòng)振動(dòng)頻率。
[0008]進(jìn)一步地，根據(jù)該被動(dòng)振動(dòng)頻率確定減小臂架油缸活塞的被動(dòng)位移最大幅值的主動(dòng)位移的步驟包括:根據(jù)被動(dòng)振動(dòng)頻率和被動(dòng)位移擬合形成臂架振動(dòng)的正弦或余弦曲線；根據(jù)臂架振動(dòng)的正弦或余弦曲線確定減小被動(dòng)位移最大幅值的主動(dòng)位移的正弦或者余弦曲線；根據(jù)王動(dòng)位移的正弦或者余弦曲線確定在被動(dòng)振動(dòng)頻率下能夠減小被動(dòng)位移最大幅值的主動(dòng)位移。
[0009]進(jìn)一步地，根據(jù)該主動(dòng)位移生成控制臂架油缸活塞運(yùn)動(dòng)的控制信號(hào)，并通過(guò)該控制信號(hào)控制臂架油缸動(dòng)作的步驟包括:根據(jù)確定的主動(dòng)位移生成主動(dòng)位移信號(hào)；根據(jù)主動(dòng)位移信號(hào)向臂架油缸輸出控制電流；通過(guò)該控制電流控制臂架油缸的有桿腔和無(wú)桿腔的進(jìn)油和出油。
[0010]進(jìn)一步地,該主動(dòng)位移與該被動(dòng)位移的相位差為180度。
[0011]進(jìn)一步地，該主動(dòng)位移的最大幅值小于或等于該被動(dòng)位移的最大幅值。
[0012]進(jìn)一步地，根據(jù)被動(dòng)振動(dòng)頻率確定減小臂架油缸活塞的被動(dòng)位移最大幅值的主動(dòng)位移的步驟之前還需確定是否需要進(jìn)行減振控制。
[0013]根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種臂架減振控制系統(tǒng)，包括:振動(dòng)頻率獲取裝置，用于獲取臂架油缸活塞臂架振動(dòng)的被動(dòng)振動(dòng)頻率；活塞位移控制裝置，用于根據(jù)振動(dòng)頻率獲取裝置獲取的被動(dòng)振動(dòng)頻率確定減小臂架油缸活塞的被動(dòng)位移最大幅值的主動(dòng)位移，并根據(jù)主動(dòng)位移生成控制臂架油缸活塞運(yùn)動(dòng)的控制信號(hào)；控制執(zhí)行裝置，根據(jù)活塞位移控制裝置生成的控制信號(hào)控制臂架油缸活塞的運(yùn)動(dòng)。
[0014]進(jìn)一步地，臂架減振控制系統(tǒng)還包括活塞位移監(jiān)測(cè)裝置，活塞位移監(jiān)測(cè)裝置用于監(jiān)測(cè)并獲取臂架油缸活塞由于臂架振動(dòng)而產(chǎn)生的被動(dòng)位移，活塞位移控制裝置根據(jù)被動(dòng)位移確定臂架油缸活塞的被動(dòng)振動(dòng)頻率，并根據(jù)該被動(dòng)振動(dòng)頻率確定能夠減小被動(dòng)位移最大幅值的主動(dòng)位移。
[0015]進(jìn)一步地，臂架減振控制系統(tǒng)還包括減振控制啟動(dòng)裝置，減振控制啟動(dòng)裝置在需要進(jìn)行減振控制時(shí)發(fā)出減振控制啟動(dòng)信號(hào)至活塞位移控制裝置，活塞位移控制裝置根據(jù)減振控制啟動(dòng)信號(hào)控制控制執(zhí)行裝置工作。
[0016]根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種混凝土布料設(shè)備，包括臂架減振控制系統(tǒng)，該臂架減振控制系統(tǒng)為上述的臂架減振控制系統(tǒng)。
[0017]應(yīng)用本發(fā)明的技術(shù)方案，臂架減振控制方法包括:確定臂架油缸活塞的被動(dòng)振動(dòng)頻率；根據(jù)該被動(dòng)振動(dòng)頻率確定減小臂架油缸活塞的被動(dòng)位移最大幅值的主動(dòng)位移；根據(jù)該主動(dòng)位移生成控制臂架油缸活塞運(yùn)動(dòng)的控制信號(hào)，并通過(guò)該控制信號(hào)控制臂架油缸活塞動(dòng)作。通過(guò)利用油缸活塞位移變化信號(hào)作為減振參考參數(shù)，信號(hào)受沖擊、干擾等外部因素影響而導(dǎo)致失真的程度要小，因此可以更加準(zhǔn)確的對(duì)臂架進(jìn)行減振，提高臂架的減振效果。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0018]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。在附圖中:
[0019]圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的臂架減振控制方法所作用的臂架結(jié)構(gòu)圖；
[0020]圖2示出了本發(fā)明的實(shí)施例的臂架減振控制方法所利用的振動(dòng)傳遞原理圖；
[0021]圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的臂架減振控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)原理圖；
[0022]圖4示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的臂架減振控制方法流程圖；以及[0023]圖5示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的臂架減振控制方法的控制曲線圖。
[0024]附圖標(biāo)記:10、第一臂節(jié)；20、第二臂節(jié)；30、臂架油缸；31、有桿腔；32、無(wú)桿腔；33、活塞桿；40、位移傳感器。
【具體實(shí)施方式】
[0025]下文中將參考附圖并結(jié)合實(shí)施例來(lái)詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明。需要說(shuō)明的是，在不沖突的情況下，本申請(qǐng)中的實(shí)施例及實(shí)施例中的特征可以相互組合。
[0026]如圖1所示，本發(fā)明的臂架減振控制方法所作用的臂架系統(tǒng)包括第一臂節(jié)10、第二臂節(jié)20以及連接在第一臂節(jié)10和第二臂節(jié)20之間的臂架油缸30，其中第一臂節(jié)10和第二臂節(jié)20之間鉸接，并通過(guò)臂架油缸30來(lái)調(diào)整第一臂節(jié)10和第二臂節(jié)20之間的夾角，從而達(dá)到通過(guò)調(diào)節(jié)臂架的姿態(tài)來(lái)調(diào)節(jié)混凝土的布料位置的目的。臂架系統(tǒng)的姿態(tài)變化通過(guò)各臂節(jié)之間的油缸伸縮實(shí)現(xiàn)，臂架系統(tǒng)的空間位置通過(guò)回轉(zhuǎn)臺(tái)的左右擺動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)。臂架系統(tǒng)由多個(gè)圖1中的臂節(jié)和油缸組合形成懸臂梁系統(tǒng)，其中臂架油缸30的活塞桿33與臂節(jié)之間為剛性連接?；炷凛斔凸艿缿覓煊诒奂芟到y(tǒng)上隨臂架系統(tǒng)一同動(dòng)作，混凝土輸送泵的雙供料油缸連續(xù)交替工作將混凝土推送入混凝土輸送管道，并沿管道輸送到布料目標(biāo)位置。
[0027]當(dāng)臂架系統(tǒng)垂向上下振動(dòng)時(shí)，導(dǎo)致臂架油缸30的活塞桿33不斷的受到壓縮和拉伸，臂架油缸30的腔內(nèi)充滿液壓油使得臂架油缸30成為一個(gè)彈性體，因此，當(dāng)臂架油缸30的活塞桿33不斷受到壓縮和拉伸時(shí)導(dǎo)致臂架油缸30內(nèi)部的活塞同樣出現(xiàn)沿油缸腔體的來(lái)回振動(dòng)，其振動(dòng)的相位和臂架振動(dòng)相位一致，但幅值會(huì)大大衰減。因此臂架末端的振動(dòng)特性可以用臂架油缸活塞的振動(dòng)特性來(lái)反映。
[0028]圖2為臂架系統(tǒng)工作時(shí)的振動(dòng)傳遞示意圖，混凝土布料設(shè)備采用的是雙缸交替輸料來(lái)實(shí)現(xiàn)連續(xù)布料，在雙缸交替輸料的過(guò)程中由于兩砼缸的換向沖擊導(dǎo)致混凝土流動(dòng)過(guò)程中產(chǎn)生脈動(dòng)沖擊，脈動(dòng)沖擊傳遞到臂架上易引起臂架振動(dòng)，嚴(yán)重者會(huì)導(dǎo)致臂架諧振，當(dāng)其諧振的頻率接近于臂架固有頻率的倍頻時(shí)，將引起臂架系統(tǒng)產(chǎn)生大幅共振，而臂架系統(tǒng)大幅振動(dòng)傳遞到臂架油缸30的活塞桿33上導(dǎo)致臂架油缸活塞位移不斷發(fā)生變化，因此通過(guò)實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)混凝土布料設(shè)備工作過(guò)程中臂架油缸30的活塞桿33的位移變化情況，即可反映出臂架末端的振動(dòng)情況。通過(guò)對(duì)臂架油缸30的活塞桿33的位移變化情況進(jìn)行控制，使其變化幅度處于一定的閾值范圍內(nèi)即可達(dá)到控制臂架系統(tǒng)末端振動(dòng)幅值處于一定的范圍內(nèi)的目的。
[0029]基于上述的分析，并結(jié)合圖1和圖3所示，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，臂架減振控制方法包括:確定臂架油缸活塞的被動(dòng)位移的被動(dòng)振動(dòng)頻率；根據(jù)該被動(dòng)振動(dòng)頻率確定減小臂架油缸活塞的被動(dòng)位移最大幅值的主動(dòng)位移；根據(jù)該主動(dòng)位移生成控制臂架油缸活塞運(yùn)動(dòng)的控制信號(hào)，并通過(guò)該控制信號(hào)控制臂架油缸活塞動(dòng)作。在獲取臂架油缸30的活塞振動(dòng)的被動(dòng)振動(dòng)頻率之后，可以根據(jù)被動(dòng)位移所產(chǎn)生的被動(dòng)振動(dòng)頻率的變化獲取臂架油缸30由于臂架振動(dòng)而產(chǎn)生的油缸伸縮運(yùn)動(dòng)的振動(dòng)頻率，從而可以對(duì)臂架油缸30施加對(duì)應(yīng)頻率的作用力，來(lái)減小臂架油缸30受到臂架振動(dòng)影響而產(chǎn)生的被動(dòng)位移，進(jìn)而通過(guò)控制臂架油缸30來(lái)降低臂架所產(chǎn)生的振動(dòng)作用，提高臂架減振控制的精確度。而采用被動(dòng)振動(dòng)頻率來(lái)作為生成主動(dòng)位移的相關(guān)參數(shù)，可以保證在臂架進(jìn)行減振控制時(shí)，能夠?qū)崟r(shí)連續(xù)地對(duì)臂架的被動(dòng)位移進(jìn)行主動(dòng)減振控制，保證減振作用力的連續(xù)性和針對(duì)性，從而能夠更加快速有效地減小臂架由于系統(tǒng)振動(dòng)而產(chǎn)生的被動(dòng)位移，起到有效的臂架減振作用。
[0030]該減振作用力可以使臂架油缸活塞產(chǎn)生一個(gè)與被動(dòng)位移的被動(dòng)振動(dòng)頻率相對(duì)應(yīng)的主動(dòng)位移，使得在被動(dòng)位移處于最大幅值時(shí)主動(dòng)位移可以與被動(dòng)位移相抵消，從而起到降低臂架油缸活塞的被動(dòng)位移最大幅值的目的。該主動(dòng)位移并非是臂架油缸活塞實(shí)際發(fā)生的位移，只是為了更加便于描述如何對(duì)被動(dòng)位移進(jìn)行控制而虛擬的位移，表示的是臂架僅承受主動(dòng)減振作用力的情況下所產(chǎn)生的位移。臂架被動(dòng)位移的最大幅值是截取的某一參考段內(nèi)的臂架振動(dòng)最大幅值，該最大幅值會(huì)跟隨參考段內(nèi)的被動(dòng)位移振幅的變化而相應(yīng)發(fā)生變化，因此該被動(dòng)位移最大幅值并不是固定不變的。
[0031]在本實(shí)施例中，確定臂架油缸活塞的被動(dòng)位移的被動(dòng)振動(dòng)頻率的步驟包括:監(jiān)測(cè)并獲取臂架油缸活塞由于臂架振動(dòng)而產(chǎn)生的被動(dòng)位移；根據(jù)被動(dòng)位移確定所述臂架油缸活塞的被動(dòng)振動(dòng)頻率。也即，本實(shí)施例中是采用由于臂架振動(dòng)而導(dǎo)致的臂架油缸活塞的被動(dòng)位移來(lái)作為臂架減振控制的控制參數(shù)的，在監(jiān)測(cè)臂架油缸活塞由于臂架振動(dòng)而產(chǎn)生的被動(dòng)位移的基礎(chǔ)上，可以將臂架油缸活塞的被動(dòng)位移與臂架油缸活塞的振動(dòng)頻率關(guān)聯(lián)起來(lái)，從而使得對(duì)臂架振動(dòng)的減振控制更加快速準(zhǔn)確。獲取臂架振動(dòng)的被動(dòng)振動(dòng)頻率的方式可以為多種，由于臂架振動(dòng)可以體現(xiàn)為臂架自身的振動(dòng)，也可以體現(xiàn)為由于臂架振動(dòng)而產(chǎn)生的臂架油缸活塞的被動(dòng)位移，因此，無(wú)論選擇哪部分結(jié)構(gòu)來(lái)作為計(jì)算臂架振動(dòng)的被動(dòng)振動(dòng)頻率的參考均是可以的，而且這個(gè)振動(dòng)頻率也是一致的。而由于臂架振動(dòng)的幅值與臂架油缸活塞位移的幅值也是一致的，因此，減小臂架油缸活塞的被動(dòng)位移也即減小臂架的被動(dòng)位移。
[0032]通過(guò)利用臂架油缸活塞位移變化信號(hào)作為減振參考參數(shù)，信號(hào)受沖擊、干擾等外部因素影響而導(dǎo)致失真的程度要小，因此可以更加準(zhǔn)確的對(duì)臂架進(jìn)行減振，提高臂架的減振效果。在通過(guò)本控制方法對(duì)臂架油缸30進(jìn)行控制時(shí)，可以根據(jù)臂架系統(tǒng)工作時(shí)臂架油缸30的位移變換確定臂架的振動(dòng)狀態(tài)，然后對(duì)臂架油缸30施加阻止臂架油缸30由于振動(dòng)而發(fā)生的被動(dòng)位移的液壓作用力，從而降低臂架振動(dòng)給臂架油缸30帶來(lái)的伸縮幅度，減小臂架振動(dòng)對(duì)臂架系統(tǒng)本身所造成的不利影響。
[0033]根據(jù)該被動(dòng)振動(dòng)頻率確定減小臂架油缸活塞的被動(dòng)位移最大幅值的主動(dòng)位移的步驟包括:根據(jù)所述被動(dòng)振動(dòng)頻率和所述被動(dòng)位移擬合形成臂架振動(dòng)的正弦或余弦曲線；根據(jù)所述臂架振動(dòng)的正弦或余弦曲線確定減小所述被動(dòng)位移最大幅值的主動(dòng)位移的正弦或者余弦曲線；根據(jù)所述主動(dòng)位移的正弦或者余弦曲線確定在所述確定該被動(dòng)振動(dòng)頻率下能夠減小被動(dòng)位移的最大幅值的主動(dòng)位移。將主動(dòng)位移和被動(dòng)位移置于同一振動(dòng)頻率之下，能夠保證被動(dòng)位移與主動(dòng)位移之間具有相同的振動(dòng)周期，更加便于通過(guò)主動(dòng)位移來(lái)控制被動(dòng)位移，實(shí)現(xiàn)對(duì)臂架振動(dòng)的精確控制。
[0034]根據(jù)該主動(dòng)位移生成控制臂架油缸活塞運(yùn)動(dòng)的控制信號(hào)，并通過(guò)該控制信號(hào)控制臂架油缸30動(dòng)作的步驟包括:根據(jù)確定的主動(dòng)位移生成主動(dòng)位移信號(hào)；根據(jù)主動(dòng)位移信號(hào)向臂架油缸30輸出控制電流；通過(guò)該控制電流控制臂架油缸30的有桿腔31和無(wú)桿腔32的進(jìn)油和出油。通過(guò)控制臂架油缸30的有桿腔31和無(wú)桿腔32的進(jìn)油和出油，可以通過(guò)液壓油對(duì)臂架油缸活塞施加阻止被動(dòng)位移的作用力，從而減小臂架油缸活塞的被動(dòng)位移，降低臂架工作過(guò)程中所發(fā)生的振動(dòng)。
[0035]優(yōu)選地，該主動(dòng)位移與該被動(dòng)位移的相位差為180度，由于被動(dòng)位移和主動(dòng)位移的振動(dòng)頻率一致，因此可以使得主動(dòng)位移信號(hào)在每一個(gè)周期內(nèi)均能夠控制臂架油缸30產(chǎn)生減小臂架的被動(dòng)位移的作用力，并使臂架的振動(dòng)保持平穩(wěn)變化，能夠在保證臂架穩(wěn)定性的基礎(chǔ)上最大程度低降低臂架的振動(dòng)，提高臂架系統(tǒng)工作的穩(wěn)定性和可靠性。
[0036]在其它的實(shí)施例當(dāng)中，臂架油缸活塞的主動(dòng)位移和被動(dòng)位移的相位差也可以并非是180度，而是一個(gè)另外的固定的相位差，且它們的振動(dòng)頻率一致，這個(gè)固定的相位差需使得臂架油缸活塞在某一時(shí)段內(nèi)是增大被動(dòng)位移的，但從整體上要減小被動(dòng)位移的最大幅值,也即對(duì)于在某一時(shí)段內(nèi)正大被動(dòng)位移的主動(dòng)位移而言，其與被動(dòng)位移自身的位移疊加之后不能超出原被動(dòng)位移的最大幅值，且被動(dòng)位移最大幅值所在時(shí)段應(yīng)該位于與被動(dòng)位移相反的主動(dòng)位移所在時(shí)段內(nèi)。在主動(dòng)位移和被動(dòng)位移的振動(dòng)頻率一致的情況下,可以使主動(dòng)位移和被動(dòng)位移支架始終沿該固定的相位差振動(dòng)，從而也可以滿足減小臂架油缸活塞的最大位移的目的。
[0037]被動(dòng)位移和主動(dòng)位移的振動(dòng)頻率也可以并不一致。在此種情況下,可以使主動(dòng)位移具有一個(gè)不同于被動(dòng)振動(dòng)頻率的固定的主動(dòng)振動(dòng)頻率，由于被動(dòng)位移和主動(dòng)位移的振動(dòng)頻率和振動(dòng)周期均不一致，因此，在此用此種方式來(lái)對(duì)主動(dòng)位移進(jìn)行控制時(shí)，如果主動(dòng)位移始終采用一個(gè)固定的主動(dòng)振動(dòng)頻率，那么在減振的過(guò)程中，就會(huì)出現(xiàn)在某一時(shí)刻增大被動(dòng)位移最大幅值的現(xiàn)象，為了避免此種現(xiàn)象，在對(duì)主動(dòng)位移進(jìn)行控制的過(guò)程中，需要根據(jù)主動(dòng)位移和被動(dòng)位移的疊加結(jié)果來(lái)對(duì)主動(dòng)位移的振動(dòng)頻率進(jìn)行調(diào)整，以便保證在任意時(shí)刻主動(dòng)位移和被動(dòng)位移疊加后的幅值均是小于被動(dòng)位移的最大幅值的。對(duì)于主動(dòng)振動(dòng)頻率固定的情況而言，可以在一個(gè)固定的周期內(nèi)對(duì)主動(dòng)位移的相位進(jìn)行調(diào)整，使得主動(dòng)位移可以錯(cuò)開增加被動(dòng)位移的最大幅值的這一時(shí)段，從而可以從整體上來(lái)降低被動(dòng)位移最大幅值。
[0038]優(yōu)選地，該主動(dòng)位移的最大幅值小于或等于該被動(dòng)位移的最大幅值。
[0039]在根據(jù)該被動(dòng)位移確定減小臂架油缸活塞的被動(dòng)位移最大幅值的主動(dòng)位移的步驟之前還需確定是否需要進(jìn)行減振控制。在臂架系統(tǒng)工作時(shí)，如果臂架產(chǎn)生的振動(dòng)并不影響臂架系統(tǒng)的工作性能，無(wú)需對(duì)臂架系統(tǒng)進(jìn)行減振處理時(shí)，可以不去控制臂架系統(tǒng)進(jìn)行減振處理，以減低處理器等處理單元的負(fù)擔(dān)，降低功率損耗，提高處理單元的運(yùn)行效率。當(dāng)需要對(duì)臂架系統(tǒng)進(jìn)行減振控制時(shí)，可以像臂架減振控制系統(tǒng)輸入控制信號(hào)，使得臂架系統(tǒng)進(jìn)入減振控制狀態(tài)，從而降低臂架在工作過(guò)程中的振動(dòng)。
[0040]結(jié)合參見圖4所示，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，臂架減振控制系統(tǒng)包括:振動(dòng)頻率獲取裝置，用于獲取臂架油缸活塞臂架振動(dòng)的被動(dòng)振動(dòng)頻率；活塞位移控制裝置，用于根據(jù)振動(dòng)頻率獲取裝置獲取的被動(dòng)振動(dòng)頻率確定減小臂架油缸活塞的被動(dòng)位移最大幅值的主動(dòng)位移，并根據(jù)主動(dòng)位移生成控制臂架油缸活塞運(yùn)動(dòng)的控制信號(hào)；控制執(zhí)行裝置，根據(jù)活塞位移控制裝置生成的控制信號(hào)控制臂架油缸活塞的運(yùn)動(dòng)。
[0041]臂架減振控制系統(tǒng)還包括活塞位移監(jiān)測(cè)裝置，所述活塞位移監(jiān)測(cè)裝置用于監(jiān)測(cè)并獲取所述臂架油缸活塞由于臂架振動(dòng)而產(chǎn)生的被動(dòng)位移，活塞位移控制裝置根據(jù)被動(dòng)位移確定臂架油缸活塞的被動(dòng)振動(dòng)頻率，并根據(jù)該被動(dòng)振動(dòng)頻率確定能夠減小被動(dòng)位移的最大幅值的主動(dòng)位移。活塞位移控制裝置可以根據(jù)被動(dòng)位移生成被動(dòng)位移變化曲線，并根據(jù)被動(dòng)位移變化曲線確定被動(dòng)位移的振動(dòng)頻率和振動(dòng)幅度等，然后可以結(jié)合這些參數(shù)確定合適的控制電流。
[0042]在本實(shí)施例中，活塞位移監(jiān)測(cè)裝置為傳感器，該傳感器用于測(cè)量臂架油缸活塞的位置，該傳感器具體可以為內(nèi)/外置式的位移傳感器40?；钊灰瓶刂蒲b置為處理器，該處理器具有信號(hào)采集和分析的功能，可以根據(jù)活塞位移監(jiān)測(cè)裝置獲取的被動(dòng)位移生成被動(dòng)位移變化信號(hào)，并根據(jù)被動(dòng)位移變化信號(hào)確定被動(dòng)位移的振動(dòng)頻率以及振動(dòng)幅度，然后可以根據(jù)被動(dòng)位移的振動(dòng)頻率以及振動(dòng)幅度確定降低被動(dòng)位移的最大振動(dòng)幅度所需的主動(dòng)位移的振動(dòng)幅度，并將主動(dòng)位移的振動(dòng)幅度轉(zhuǎn)換成為主動(dòng)位移變化信號(hào)，然后將主動(dòng)位移變化信號(hào)轉(zhuǎn)換為控制臂架油缸30的主動(dòng)位移的控制電流，并輸送至控制執(zhí)行裝置?？刂茍?zhí)行裝置為與臂架油缸30的有桿腔31和無(wú)桿腔32相連接的液壓控制油路，液壓控制油路與活塞位移控制裝置連接，根據(jù)活塞位移控制裝置發(fā)出的控制電流對(duì)臂架油缸30進(jìn)行控制，在臂架油缸活塞具有收縮的被動(dòng)位移時(shí)，向臂架油缸30的無(wú)桿腔32輸入壓力油，阻止臂架油缸活塞收縮，在臂架油缸活塞具有伸出的被動(dòng)位移時(shí)，向臂架油缸30的有桿腔31輸入壓力油，阻止臂架油缸活塞伸出，從而對(duì)臂架系統(tǒng)進(jìn)行減振處理。
[0043]臂架減振控制系統(tǒng)還包括減振控制啟動(dòng)裝置，減振控制啟動(dòng)裝置在需要進(jìn)行減振控制時(shí)發(fā)出減振控制啟動(dòng)信號(hào)至活塞位移控制裝置，活塞位移控制裝置根據(jù)減振控制啟動(dòng)信號(hào)控制控制執(zhí)行裝置工作。
[0044]下面結(jié)合圖1至圖4來(lái)說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施例的臂架減振控制裝置的工作過(guò)程，圖1中的位移傳感器40為用于測(cè)量臂架油缸活塞位置的傳感器。當(dāng)混凝土布料設(shè)備工作時(shí)，通過(guò)臂架油缸30的活塞控制裝置輸出控制電流控制控制執(zhí)行裝置(電/液控制閥塊)打開或關(guān)閉來(lái)對(duì)臂架油缸30的無(wú)桿腔32輸入或泄出壓力油，同時(shí)有桿腔31會(huì)泄出或輸入壓力油來(lái)推動(dòng)臂架油缸活塞在油缸活塞腔內(nèi)來(lái)回動(dòng)作，臂架油缸活塞動(dòng)作聯(lián)動(dòng)臂架油缸30的活塞桿33動(dòng)作，而臂架油缸30的活塞桿33與臂架是剛性連接的，從而可使第一臂節(jié)10和第二臂節(jié)20收展并產(chǎn)生一定程度的相對(duì)運(yùn)動(dòng)。當(dāng)臂架系統(tǒng)展開成圖1所示的姿態(tài)進(jìn)行布料工作時(shí)，油缸可以簡(jiǎn)化為一個(gè)單自由度彈簧阻尼系統(tǒng)，其剛度一定。當(dāng)臂架系統(tǒng)由于輸料產(chǎn)生的脈動(dòng)沖擊導(dǎo)致臂架振動(dòng)時(shí)，第一臂節(jié)10和第二臂節(jié)20的動(dòng)作幅度大小不一可使得兩臂之間產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)從而導(dǎo)致臂架油缸30的活塞桿33受壓縮和拉伸，從而使得臂架油缸活塞位置不斷發(fā)生變化，其變化的趨勢(shì)和相位與臂架末端的振動(dòng)趨勢(shì)和相位一致。此時(shí)，可利用位移傳感器40得到臂架油缸活塞位置變化情況，計(jì)算控制信號(hào)控制臂架油缸30的有桿腔31和無(wú)桿腔32輸入或泄出壓力油來(lái)調(diào)整臂架油缸活塞的位置，使臂架油缸活塞形成主動(dòng)位移的變化趨勢(shì)，使得該主動(dòng)位移的變化趨勢(shì)與臂架系統(tǒng)振動(dòng)導(dǎo)致的臂架油缸活塞被動(dòng)位移變化趨勢(shì)相位相差180度且變化幅值小于或等于被動(dòng)位移的變化幅度，使得臂架油缸活塞位移變化程度處于一定范圍內(nèi)，即可實(shí)現(xiàn)臂架系統(tǒng)振動(dòng)幅度的衰減。
[0045]結(jié)合參見圖5所示，臂架展開成布料姿態(tài)并且擺到布料點(diǎn)時(shí)，臂架油缸活塞位移監(jiān)測(cè)裝置能采集和分析出當(dāng)前的臂架油缸活塞位置信息，并以此信息為臂架油缸活塞位移的平衡位置，及圖5的控制曲線圖中y=0的位置即X軸，圖中的T為被動(dòng)位移的振動(dòng)周期，變化曲線中幅度較大的實(shí)線部分為未減振之前的被動(dòng)位移變化曲線，虛線部分為主動(dòng)位移變化曲線，幅值較小的實(shí)現(xiàn)部分為經(jīng)本發(fā)明的減振裝置減振之后的活塞被動(dòng)位移變化曲線。臂架系統(tǒng)在泵送混凝土過(guò)程中產(chǎn)生振動(dòng)，會(huì)導(dǎo)致臂架油缸活塞位置在平衡位置上下變化。臂架油缸30的活塞位移監(jiān)測(cè)裝置將臂架油缸30的活塞位移的變化信息傳遞到臂架油缸活塞位移控制裝置，臂架油缸活塞位移控制裝置計(jì)算臂架油缸活塞位移信號(hào)的振動(dòng)頻率，并利用該信號(hào)的振動(dòng)頻率計(jì)算一個(gè)控制信號(hào)輸出到控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)，控制執(zhí)行裝置通過(guò)對(duì)臂架油缸30的兩腔輸入或泄出壓力油使得臂架油缸活塞產(chǎn)生一個(gè)與臂架振動(dòng)導(dǎo)致的臂架油缸活塞被動(dòng)位移變化方向相反，幅值小于或等于臂架振動(dòng)導(dǎo)致的臂架油缸活塞位移變化程度的作用力，實(shí)現(xiàn)臂架油缸活塞位移變化程度處于一定的范圍內(nèi)，從而可使臂架末端的振動(dòng)處于一定的范圍內(nèi)，達(dá)到對(duì)臂架減振的有效控制。
[0046]如圖5所示，臂架減振控制裝置開始工作時(shí)，活塞位移控制裝置可讀取臂架油缸活塞位移變化信號(hào)的同時(shí)讀取臂架減振控制開啟使能，當(dāng)檢測(cè)到減振控制開啟使能時(shí)，活塞位移控制裝置則計(jì)算臂架油缸活塞位移信號(hào)第一個(gè)周期的時(shí)間長(zhǎng)度，即信號(hào)的振動(dòng)周期T。第一個(gè)周期時(shí)間長(zhǎng)度的計(jì)算方法可以為:當(dāng)減振控制開啟時(shí)計(jì)算臂架油缸活塞位移信號(hào)過(guò)平衡點(diǎn)的次數(shù)，并同時(shí)計(jì)算出第一次過(guò)平衡點(diǎn)到第三次過(guò)平衡點(diǎn)之間的信號(hào)點(diǎn)數(shù)n，由信號(hào)點(diǎn)數(shù)η乘以信號(hào)的采樣率fs即可得到減振控制開啟第一個(gè)周期的時(shí)間長(zhǎng)度，即臂架油缸活塞位移信號(hào)的振動(dòng)周期T，根據(jù)振動(dòng)周期T可得出臂架油缸活塞位移信號(hào)的振動(dòng)頻率f=l/T ;在減振控制開啟的第二周期則計(jì)算控制信號(hào)。減振控制開啟的第二周期即控制信號(hào)輸出的起始點(diǎn)為臂架油缸活塞位移信號(hào)第三次過(guò)平衡點(diǎn)的時(shí)刻，控制信號(hào)如圖5的虛曲線所示?？刂菩盘?hào)的計(jì)算方法為y=A*sin (2*pi*f*t)，其中A為控制信號(hào)輸出的幅值，其大小由控制執(zhí)行裝置即電液比例閥的工作電流來(lái)選取，f為臂架油缸活塞位移信號(hào)振動(dòng)頻率，t為采樣時(shí)間大小。由以上方案即可實(shí)現(xiàn)在減振控制開啟的第二周期即活塞位移信號(hào)第三次過(guò)平衡點(diǎn)時(shí)輸出控制信號(hào)，控制信號(hào)控制電液比例閥開閉來(lái)對(duì)油缸有桿腔31和無(wú)桿腔32進(jìn)泄壓力油，從而實(shí)現(xiàn)臂架油缸活塞位移的變化相位與由臂架系統(tǒng)振動(dòng)導(dǎo)致的臂架油缸活塞位移變化相差180°，其幅值小于或等于臂架油缸活塞位移變化幅值，從而可衰減臂架油缸活塞位移變化幅值，使其變化處于一定的范圍內(nèi)，從而可使得臂架末端振動(dòng)位移衰減并處于一定的幅值范圍內(nèi)。通過(guò)以上方法結(jié)合控制，即可實(shí)現(xiàn)臂架振動(dòng)幅值進(jìn)行減振控制。
[0047]根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，混凝土布料設(shè)備包括臂架減振控制系統(tǒng)，該臂架減振控制系統(tǒng)為上述的臂架減振控制系統(tǒng)。
[0048]從以上的描述中，可以看出，本發(fā)明上述的實(shí)施例實(shí)現(xiàn)了如下技術(shù)效果:
[0049]1、利用活塞油缸位移變化作為參考條件來(lái)控制臂架振動(dòng)，信號(hào)受沖擊等外部干擾所產(chǎn)生的失真程度小，控制更加準(zhǔn)確，能夠有效實(shí)現(xiàn)臂架減振。
[0050]2、被動(dòng)位移和主動(dòng)位移具有共同的振動(dòng)頻率，且被動(dòng)位移和主動(dòng)位移的相位差相差180度，使得主動(dòng)位移能夠更好地減小被動(dòng)位移的振動(dòng)幅度，提高了臂架減振控制裝置的減振性能。
[0051]3、臂架的各臂節(jié)之間的減振控制通過(guò)連接在相鄰兩臂節(jié)之間的臂架油缸進(jìn)行控制，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)臂架系統(tǒng)的全面減振。
[0052]以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，本發(fā)明可以有各種更改和變化。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)。
【權(quán)利要求】
1.一種臂架減振控制方法，其特征在于，包括: 確定臂架油缸活塞的被動(dòng)位移的被動(dòng)振動(dòng)頻率； 根據(jù)所述被動(dòng)振動(dòng)頻率確定用于減小臂架油缸活塞的被動(dòng)位移最大幅值的主動(dòng)位移； 根據(jù)該主動(dòng)位移生成控制臂架油缸活塞運(yùn)動(dòng)的控制信號(hào)，并通過(guò)該控制信號(hào)控制臂架油缸活塞動(dòng)作。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的臂架減振控制方法，其特征在于，所述確定臂架油缸活塞的被動(dòng)位移的被動(dòng)振動(dòng)頻率的步驟包括: 監(jiān)測(cè)并獲取臂架油缸活塞由于臂架振動(dòng)而產(chǎn)生的被動(dòng)位移； 根據(jù)所述被動(dòng)位移確定所述臂架油缸活塞的被動(dòng)振動(dòng)頻率。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的臂架減振控制方法，其特征在于，所述根據(jù)該被動(dòng)振動(dòng)頻率確定減小臂架油缸活塞的被動(dòng)位移最大幅值的主動(dòng)位移的步驟包括: 根據(jù)所述被動(dòng)振動(dòng)頻率和所述被動(dòng)位移擬合形成臂架振動(dòng)的正弦或余弦曲線；根據(jù)所述臂架振動(dòng)的正弦或余弦曲線確定減小所述被動(dòng)位移最大幅值的主動(dòng)位移的正弦或者余弦曲線； 根據(jù)所述主動(dòng)位移的正弦或者余弦曲線確定在所述被動(dòng)振動(dòng)頻率下能夠減小被動(dòng)位移最大幅值的主動(dòng)位移。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的臂架減振控制方法，其特征在于，所述根據(jù)該主動(dòng)位移生成控制臂架油缸活塞運(yùn)動(dòng)的控制信號(hào)，并通過(guò)該控制信號(hào)控制臂架油缸動(dòng)作的步驟包括: 根據(jù)確定的主動(dòng)位移生成主動(dòng)位移信號(hào)； 根據(jù)主動(dòng)位移信號(hào)向臂架油缸輸出控制電流； 通過(guò)該控制電流控制臂架油缸的有桿腔和無(wú)桿腔的進(jìn)油和出油。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的臂架減振控制方法，其特征在于，該主動(dòng)位移與該被動(dòng)位移的相位差為180度。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的臂架減振控制方法，其特征在于，該主動(dòng)位移的最大幅值小于或等于該被動(dòng)位移的最大幅值。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的臂架減振控制方法，其特征在于，所述根據(jù)被動(dòng)振動(dòng)頻率確定減小臂架油缸活塞的被動(dòng)位移最大幅值的主動(dòng)位移的步驟之前還需確定是否需要進(jìn)行減振控制。
8.一種臂架減振控制系統(tǒng)，其特征在于，包括: 振動(dòng)頻率獲取裝置，用于獲取臂架油缸活塞臂架振動(dòng)的被動(dòng)振動(dòng)頻率； 活塞位移控制裝置，用于根據(jù)所述振動(dòng)頻率獲取裝置獲取的被動(dòng)振動(dòng)頻率確定減小所述臂架油缸活塞的被動(dòng)位移最大幅值的主動(dòng)位移，并根據(jù)所述主動(dòng)位移生成控制所述臂架油缸活塞運(yùn)動(dòng)的控制信號(hào)； 控制執(zhí)行裝置，根據(jù)所述活塞位移控制裝置生成的控制信號(hào)控制所述臂架油缸活塞的運(yùn)動(dòng)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的臂架減振控制系統(tǒng)，其特征在于，臂架減振控制系統(tǒng)還包括活塞位移監(jiān)測(cè)裝置，所述活塞位移監(jiān)測(cè)裝置用于監(jiān)測(cè)并獲取所述臂架油缸活塞由于臂架振動(dòng)而產(chǎn)生的被動(dòng)位移，所述活塞位移控制裝置根據(jù)所述被動(dòng)位移確定所述臂架油缸活塞的被動(dòng)振動(dòng)頻率，并根據(jù)該被動(dòng)振動(dòng)頻率確定能夠減小被動(dòng)位移最大幅值的主動(dòng)位移。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的臂架減振控制系統(tǒng)，其特征在于，所述臂架減振控制系統(tǒng)還包括減振控制啟動(dòng)裝置，所述減振控制啟動(dòng)裝置在需要進(jìn)行減振控制時(shí)發(fā)出減振控制啟動(dòng)信號(hào)至所述活塞位移控制裝置，所述活塞位移控制裝置根據(jù)所述減振控制啟動(dòng)信號(hào)控制所述控制執(zhí)行裝置工作。
11.一種混凝土布料設(shè)備，包括臂架減振控制系統(tǒng)，其特征在于，所述臂架減振控制系統(tǒng)為權(quán)利要求8 至10中任一項(xiàng)所述的臂架減振控制系統(tǒng)。
【文檔編號(hào)】E04G21/04GK103777647SQ201410053300
【公開日】2014年5月7日 申請(qǐng)日期:2014年2月17日 優(yōu)先權(quán)日:2014年2月17日
【發(fā)明者】黃露, 黃毅, 王佳茜 申請(qǐng)人:中聯(lián)重科股份有限公司