專利名稱：平臺(tái)支腿自動(dòng)調(diào)平控制方法和系統(tǒng)以及具有該系統(tǒng)的調(diào)平設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及平臺(tái)支腿自動(dòng)調(diào)平控制方法、控制系統(tǒng)以及具有該控制系統(tǒng)的調(diào)平設(shè)備。
背景技術(shù)：
在當(dāng)今的工程機(jī)械領(lǐng)域，液壓系統(tǒng)被廣泛的用于調(diào)整機(jī)械的位置和角度。對于諸如登高平臺(tái)車等需要在工作前進(jìn)行穩(wěn)定支撐的工程機(jī)械來講，液壓支腿是用來支撐機(jī)械并調(diào)整位置的通用選擇，在登高平臺(tái)車進(jìn)行工作前，先撐起液壓支腿，然后調(diào)平車身底盤，隨后才能夠升起平臺(tái)進(jìn)行操作。若要使登高平臺(tái)車等工程機(jī)械能夠快速的進(jìn)入到穩(wěn)定條件下進(jìn)行工作，支腿調(diào)平過程是非常重要的環(huán)節(jié)。目前，在對類似于車身底盤的平臺(tái)進(jìn)行調(diào)平時(shí)，主要有兩種對支腿進(jìn)行調(diào)平的方法一種是手動(dòng)調(diào)平，人通過用肉眼觀察水平儀或觀察車身水平情況來依次調(diào)解四個(gè)支腿的伸縮，這不僅對操作者要求很高，而且操作過程長，調(diào)平效果也不好；另一種是自動(dòng)調(diào)平， 在自動(dòng)調(diào)平中，設(shè)定一條基準(zhǔn)支腿，通過調(diào)整其他三條支腿與基準(zhǔn)支腿之間的傾斜角度來進(jìn)行調(diào)平，但現(xiàn)有的自動(dòng)調(diào)平中通常采用電磁換向閥來控制支腿的伸縮，其調(diào)平過程不夠平穩(wěn)和準(zhǔn)確。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種能夠解決現(xiàn)有自動(dòng)調(diào)平方法中存在的調(diào)平時(shí)間長且調(diào)平不夠平穩(wěn)、準(zhǔn)確等問題的平臺(tái)支腿自動(dòng)調(diào)平控制方法和系統(tǒng)，以及具有所述控制系統(tǒng)的調(diào)平設(shè)備。為了實(shí)現(xiàn)該發(fā)明目的，本發(fā)明提供了一種平臺(tái)支腿自動(dòng)調(diào)平控制方法，其中所述平臺(tái)連接有四個(gè)相互平行的支腿，這四個(gè)支腿與平臺(tái)平面的交點(diǎn)構(gòu)成一平行四邊形的四個(gè)頂點(diǎn)，該方法包括檢測平臺(tái)平面的兩個(gè)預(yù)定坐標(biāo)軸X軸和Y軸分別相對于目標(biāo)平面的傾斜角度Ax和Ay，其中所述兩個(gè)預(yù)定坐標(biāo)軸X軸和Y軸分別平行于所述四個(gè)支腿與平臺(tái)平面的交點(diǎn)所構(gòu)成的平行四邊形的兩組對邊，其中Ax和Ay的范圍均是大于或等于-90度且小于或等于90度；根據(jù)所述傾斜角度Ax和Ay確定各個(gè)支腿的伸縮速度；以及按照所確定的伸縮速度對所述各個(gè)支腿進(jìn)行伸縮。本發(fā)明還提供了一種平臺(tái)支腿自動(dòng)調(diào)平控制系統(tǒng)，其中所述平臺(tái)連接有四個(gè)相互平行的支腿，這四個(gè)支腿與平臺(tái)平面的交點(diǎn)構(gòu)成一平行四邊形的四個(gè)頂點(diǎn)，該控制系統(tǒng)包括位置測量裝置，用于測量所述平行四邊形的四個(gè)頂點(diǎn)的位置；角度測量裝置，用于檢測平臺(tái)平面的兩個(gè)預(yù)定坐標(biāo)軸X軸和Y軸分別相對于目標(biāo)平面的傾斜角度Ax和Ay，其中所述兩個(gè)預(yù)定坐標(biāo)軸X軸和Y軸分別平行于所述四個(gè)支腿與平臺(tái)平面的交點(diǎn)所構(gòu)成的平行四邊形的兩組對邊，其中Ax和Ay的范圍均是大于或等于-90度且小于或等于90度；處理器，連接到所述位置測量裝置和所述角度測量裝置，該處理器用于，根據(jù)所述傾斜角度Ax和Ay來確定各個(gè)支腿的伸縮速度，以及按照所確定的伸縮速度控制所述各個(gè)支腿進(jìn)行伸縮。本發(fā)明還提供了一種平臺(tái)調(diào)平設(shè)備，該設(shè)備包括連接到所述平臺(tái)的四個(gè)伸縮支腿，該四個(gè)伸縮支腿相互平行，且該四個(gè)伸縮支腿與平臺(tái)平面的交點(diǎn)構(gòu)成一平行四邊形的四個(gè)頂點(diǎn)；用于分別控制所述四個(gè)伸縮支腿的伸縮速度的四個(gè)電液比例閥；本發(fā)明以上所提供的平臺(tái)支腿自動(dòng)調(diào)平控制系統(tǒng)，該控制系統(tǒng)的處理器連接到所述四個(gè)電液比例閥，用于向所述四個(gè)電液比例閥輸出電流，以控制所述四個(gè)電液比例閥對所述四個(gè)伸縮支腿的伸縮速度進(jìn)行調(diào)節(jié)。本發(fā)明所提供的平臺(tái)支腿自動(dòng)調(diào)平控制方法和控制系統(tǒng)中對支腿與平臺(tái)平面的交點(diǎn)所形成的平行四邊形的兩個(gè)坐標(biāo)軸與目標(biāo)平面的傾斜角度進(jìn)行檢測，并在調(diào)平時(shí)根據(jù)該傾斜角度的大小來控制支腿的伸縮速度，從而在保證快速調(diào)平的同時(shí)還能確保整個(gè)調(diào)平過程的平穩(wěn)程度和準(zhǔn)確性，大大提高了平臺(tái)調(diào)平的效率。本發(fā)明的其他特征和優(yōu)點(diǎn)將在隨后的具體實(shí)施方式
部分予以詳細(xì)說明。


附圖是用來提供對本發(fā)明的進(jìn)一步理解，并且構(gòu)成說明書的一部分，與下面的具體實(shí)施方式
一起用于解釋本發(fā)明，但并不構(gòu)成對本發(fā)明的限制。在附圖中圖IA和圖IB分別示出了一種示例性的平臺(tái)結(jié)構(gòu)的側(cè)視圖和俯視圖，該平臺(tái)具有四個(gè)用于調(diào)平的支腿；圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的一種實(shí)施方式的支腿自動(dòng)調(diào)平控制方法的流程圖；圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的一種實(shí)施方式的支腿自動(dòng)調(diào)平控制系統(tǒng)的框圖；以及圖4示出了根據(jù)本發(fā)明的一種實(shí)施方式的調(diào)平設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實(shí)施方式
進(jìn)行詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解的是，此處所描述的具體實(shí)施方式
僅用于說明和解釋本發(fā)明，并不用于限制本發(fā)明。在圖IA和圖IB中分別示出了一種示例性的平臺(tái)結(jié)構(gòu)的側(cè)視圖和俯視圖，該平臺(tái)結(jié)構(gòu)具有平臺(tái)110和四個(gè)用于調(diào)平的支腿12(^12(^12(^12(^從圖中可以看出，四個(gè)支腿12(V 1202、1203、1204均具有水平部分和垂直部分，其中水平部分與平臺(tái)110的側(cè)部相連，垂直部分則用于支撐地面。在本發(fā)明的一種實(shí)施方式中，所述支腿的水平部分可以為固定結(jié)構(gòu)?？商鎿Q地，所述支腿的水平部分是可以進(jìn)行伸縮的結(jié)構(gòu)。在本發(fā)明的另一種替換實(shí)施方式中，所述支腿可以只具有垂直部分，該垂直部分直接連接到平臺(tái)110的底部。不管采用以上哪一種平臺(tái)結(jié)構(gòu)或本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠想到的平臺(tái)結(jié)構(gòu)的變形，只要能夠保證所述四個(gè)支腿(或支腿的垂直部分)與所述平臺(tái)所在的平面的四個(gè)交點(diǎn)構(gòu)成一平行四邊形的四個(gè)頂點(diǎn)，并且所述四個(gè)支腿相互平行(對于具有水平部分和垂直部分的支腿來講，只要其各自的垂直部分平行，我們認(rèn)為這四個(gè)支腿相互平行)， 便能夠?qū)崿F(xiàn)本發(fā)明的各種實(shí)施方式。該平行四邊形優(yōu)選為矩形。圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的一種實(shí)施方式的支腿自動(dòng)調(diào)平方法的流程圖。圖2中的方法適用于以上所提到的各種適用的平臺(tái)結(jié)構(gòu)及其合理變形。具體來講，平臺(tái)應(yīng)連接有四個(gè)相互平行的支腿，且這四個(gè)支腿與平臺(tái)平面的交點(diǎn)構(gòu)成一平行四邊形的四個(gè)頂點(diǎn)。以下參考圖IA和圖IB對圖2中的方法進(jìn)行描述。當(dāng)四個(gè)支腿均與支撐表面(比如地面)接觸時(shí)，即當(dāng)平臺(tái)110的觸地部分(比如輪胎)與支撐表面分離時(shí)，便可以進(jìn)行本發(fā)明所涉及的調(diào)平步驟了。此時(shí)，四個(gè)支腿所處的狀態(tài)是它們各自的初始狀態(tài)?？商鎿Q地，可以在平臺(tái)110的觸地部分與支撐表面分離后，進(jìn)一步對支腿進(jìn)行適當(dāng)?shù)纳炜s，并認(rèn)為所述伸縮步驟完成后的支腿狀態(tài)為初始狀態(tài)。本發(fā)明所涉及的平臺(tái)應(yīng)該是一個(gè)三維的結(jié)構(gòu)(參考圖IA中的平臺(tái)110)，其具有一定的厚度，對平臺(tái)進(jìn)行調(diào)平是為了將平臺(tái)的用于承重或進(jìn)行操作的表面調(diào)整到與目標(biāo)平面 (比如水平面)平行的狀態(tài)，總而便于進(jìn)行后續(xù)的操作，可以認(rèn)為該用于承重或進(jìn)行操作的表面就是平臺(tái)平面。在步驟210中，檢測平臺(tái)平面的兩個(gè)預(yù)定坐標(biāo)軸X軸和Y軸分別相對于目標(biāo)平面的傾斜角度Ax和Ay。所述兩個(gè)預(yù)定坐標(biāo)軸X軸和Y軸分別平行于所述四個(gè)支腿(包括支腿的延長線) 與平臺(tái)平面的交點(diǎn)所構(gòu)成的平行四邊形的兩組對邊。參考圖IA和圖1B，圖中的上述平行四邊形(未示出)是由四個(gè)支腿12(^12(^12(^12 的垂直部分的延長線與平臺(tái)110的上表面所在的平面的交點(diǎn)所形成的平行四邊形，X軸和Y軸分別平行于該平行四邊形的兩組對邊。在本發(fā)明的一種實(shí)施方式中，所述傾斜角度Ax和Ay的范圍均大于或等于-90度且小于或等于90度。在步驟220中，根據(jù)所述傾斜角度\和~確定各個(gè)支腿的伸縮速度。在本發(fā)明的一種實(shí)施方式中，四個(gè)支腿的速度為％、Vx、Vy三個(gè)分量相加或相減所得到的代數(shù)和，分別對應(yīng)于Vc^VJVpVci-Vx-Vy JfVx-Vy和Vci-VJVp設(shè)定X軸和Y軸的正方向，位于X軸和Y軸正方向的支腿速度為VfVJVy，位于X軸正方向、Y軸負(fù)方向的支腿速度為VfVx-Vy，位于X軸負(fù)方向、Y軸正方向的支腿速度為Vtl-VJVy，位于X軸負(fù)方向、Y軸負(fù)方向的支腿速度SVtl-Vx-Vp傾角傳感器檢測車身傾角Ax和Ay是大于0還是小于0。具體地， 當(dāng)X軸正方向車身翹起時(shí)，Ax大于0，當(dāng)X軸正方向下沉?xí)r，Ax小于0 ；當(dāng)Y軸正方向車身翹起時(shí)，Ay大于0，當(dāng)Y軸正方向下沉?xí)r，Ay小于0。在本發(fā)明的一種實(shí)施方式中，采用PID(比例、積分、微分)控制對支腿的伸縮速度進(jìn)行調(diào)節(jié)，其中Ax’和A/為控制量，其分別為目標(biāo)角度與當(dāng)前傾斜角度的之差，即K，= Ax目標(biāo)-Ax，Ay ‘ = Ay目標(biāo)-Ay(理想狀態(tài)下，Ax @標(biāo)和Ay目均為0，即平臺(tái)110不傾斜)，Vx和Vy為輸出結(jié)果，具體來講，在不同
的時(shí)亥
權(quán)利要求
1.一種平臺(tái)支腿自動(dòng)調(diào)平控制方法，其中所述平臺(tái)連接有四個(gè)相互平行的支腿，這四個(gè)支腿與平臺(tái)平面的交點(diǎn)構(gòu)成一平行四邊形的四個(gè)頂點(diǎn)，該方法包括，在四個(gè)支腿均與地面接觸的條件下51)檢測平臺(tái)平面的兩個(gè)預(yù)定坐標(biāo)軸X軸和Y軸分別相對于目標(biāo)平面的傾斜角度Ax和 Ay，其中所述兩個(gè)預(yù)定坐標(biāo)軸X軸和Y軸分別平行于所述四個(gè)支腿與平臺(tái)平面的交點(diǎn)所構(gòu)成的平行四邊形的兩組對邊，其中Ax和Ay的范圍均是大于或等于-90度且小于或等于90 度；52)根據(jù)所述Ax和Ay確定各個(gè)支腿的伸縮速度；以及53)按照所確定的伸縮速度對各個(gè)支腿進(jìn)行伸縮。
2.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的方法，該方法還包括反復(fù)執(zhí)行一次或多次步驟S1-S3，直到步驟SI中所檢測到的Ax和Ay的絕對值IAxciI和 IAy0I均小于或等于第一角度閾值為止。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中所述四個(gè)支腿的速度為\、\、\三個(gè)分量相加或相減所得到的代數(shù)和，分別對應(yīng)于K+Vx+Vy、V0-Vx-Vy,VfVx-Vy和Vtl-V^Vy，其中在不同的時(shí)刻
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中，設(shè)定X軸和Y軸的正方向當(dāng)X軸正方向車身翹起時(shí)，Ax大于0，當(dāng)X軸正方向下沉?xí)r，Ax小于0 ；以及當(dāng)Y軸正方向車身翹起時(shí)，Ay大于0，當(dāng)Y軸正方向下沉?xí)r，Ay小于0。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其中位于X軸和Y軸正方向的支腿速度為VfV^Vy,位于X軸正方向、Y軸負(fù)方向的支腿速度為VJVx-Vy，位于X軸負(fù)方向、Y軸正方向的支腿速度為\-\+\，位于X軸負(fù)方向、Y軸負(fù)方向的支腿速度為Vtl-Vx-Vp
6.根據(jù)權(quán)利要求2-5中的任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的方法，其中所述調(diào)平方法包括粗調(diào)平和精調(diào)平兩個(gè)階段，粗調(diào)平和精調(diào)平分別執(zhí)行所述步驟S1、S2和S3，且粗調(diào)平階段的Kpx和 Kpy分別大于精調(diào)平階段的Kpx和Kpy。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中先進(jìn)入粗調(diào)平階段，并當(dāng)在粗調(diào)平階段將Ax和 Ay的絕對值調(diào)整到第二角度閾值之內(nèi)時(shí)或粗調(diào)平階段超過第一預(yù)設(shè)時(shí)間時(shí)，進(jìn)入精調(diào)平階段。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中所述第一角度閾值小于所述第二角度閾值。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中所述第一預(yù)設(shè)時(shí)間為4秒。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中在粗調(diào)平階段，和乙1均等于0。
11.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，該方法還包括在所述精調(diào)平階段，如果反復(fù)執(zhí)行一次或多次步驟S1-S3經(jīng)過第二預(yù)設(shè)時(shí)間后所檢測到的絕對值IAxcJ和/或IAytJ仍大于所述第一角度閾值，則至少記錄仍大于所述第一角度閾值的IAxcJ和/或IAytJ，并將所述四個(gè)支腿分別縮回到支腿剛剛離地的狀態(tài)，否則結(jié)束調(diào)平。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中所述第二預(yù)設(shè)時(shí)間為11秒。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，該方法還包括根據(jù)所記錄的IAxtlI和/或IAytlI與所述精調(diào)平開始前的傾斜角度的關(guān)系來相應(yīng)地調(diào)整預(yù)定調(diào)平系數(shù)Kpx和/或Kpy，并根據(jù)調(diào)整后的所述預(yù)定調(diào)平系數(shù)Kpx和/或Kpy按照步驟 S1-S3重新進(jìn)行調(diào)平。
14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，通過控制輸入到各個(gè)支腿的電流大小來控制各個(gè)支腿的伸縮速度。
15.一種平臺(tái)支腿自動(dòng)調(diào)平控制系統(tǒng)，其中所述平臺(tái)連接有四個(gè)相互平行的支腿，這四個(gè)支腿與平臺(tái)平面的交點(diǎn)構(gòu)成一平行四邊形的四個(gè)頂點(diǎn)，該控制系統(tǒng)包括位置測量裝置，用于測量所述平行四邊形的四個(gè)頂點(diǎn)的位置； 角度測量裝置，用于檢測平臺(tái)平面的兩個(gè)預(yù)定坐標(biāo)軸X軸和Y軸分別相對于目標(biāo)平面的傾斜角度Ax和Ay，其中所述兩個(gè)預(yù)定坐標(biāo)軸X軸和Y軸分別平行于所述四個(gè)支腿與平臺(tái)平面的交點(diǎn)所構(gòu)成的平行四邊形的兩組對邊，其中Ax和Ay的范圍均是大于或等于-90度且小于或等于90度；處理器，連接到所述位置測量裝置和所述角度測量裝置，該處理器用于，根據(jù)所述Ax和 Ay來確定各個(gè)支腿的伸縮速度，以及按照所確定的伸縮速度控制各個(gè)支腿進(jìn)行伸縮。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的系統(tǒng)，其中所述處理器還用于所述四個(gè)支腿的速度為K、Vx、Vy三個(gè)分量相加或相減所得到的代數(shù)和，分別對應(yīng)于 VVV VW VVVy 和 V0-VVy，其中在不同的時(shí)刻t，
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的系統(tǒng)，其中設(shè)定X軸和Y軸的正方向，并且，當(dāng)X軸正方向車身翹起時(shí)，AX大于0，當(dāng)X軸正方向下沉?xí)r，Ax小于0，以及當(dāng)Y軸正方向車身翹起時(shí)，Ay大于0，當(dāng)Y軸正方向下沉?xí)r，Ay小于0 ； 以及位于X軸和Y軸正方向的支腿速度為VJV^Vy，位于X軸正方向、Y軸負(fù)方向的支腿速度為V()+Vx-Vy，位于χ軸負(fù)方向、Y軸正方向的支腿速度為Vtl-VJVy，位于X軸負(fù)方向、Y軸負(fù)方向的支腿速度為W,。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的系統(tǒng)，其中所述調(diào)平分為粗調(diào)平和精調(diào)平兩個(gè)階段，粗調(diào)平和精調(diào)平分別執(zhí)行所述步驟S1、S2和S3，且粗調(diào)平階段的Kpx和Kpy分別大于精調(diào)平階段的Kpx和Kpy，其中先進(jìn)入粗調(diào)平階段，并當(dāng)在粗調(diào)平階段將AjPAy的絕對值調(diào)整到第二角度閾值之內(nèi)時(shí)或粗調(diào)平階段超過第一預(yù)設(shè)時(shí)間時(shí)，進(jìn)入精調(diào)平階段；在所述精調(diào)平階段，如果反復(fù)執(zhí)行一次或多次步驟S1-S3經(jīng)過第二預(yù)設(shè)時(shí)間后所檢測到的絕對值IAxciI和/或IAytlI 仍大于所述第一角度閾值，則至少記錄仍大于所述第一角度閾值的IAxtlI和/或IAytlI,并將所述四個(gè)支腿分別縮回到支腿剛剛離地的狀態(tài)，并調(diào)整預(yù)定調(diào)平系數(shù)Kpx和/或Kpy重新調(diào)平。
19.一種平臺(tái)調(diào)平設(shè)備，該設(shè)備包括連接到所述平臺(tái)的四個(gè)伸縮支腿，該四個(gè)伸縮支腿相互平行，且該四個(gè)伸縮支腿與平臺(tái)平面的交點(diǎn)構(gòu)成一平行四邊形的四個(gè)頂點(diǎn)；用于分別控制所述四個(gè)伸縮支腿的伸縮速度的四個(gè)電液比例閥；根據(jù)權(quán)利要求16-19中的任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的平臺(tái)支腿自動(dòng)調(diào)平控制系統(tǒng)，該控制系統(tǒng)的處理器連接到所述四個(gè)電液比例閥，用于向所述四個(gè)電液比例閥輸出電流，以控制所述四個(gè)電液比例閥對所述四個(gè)伸縮支腿的伸縮速度進(jìn)行調(diào)節(jié)。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種平臺(tái)支腿自動(dòng)調(diào)平控制方法和控制系統(tǒng)，以及具有該控制系統(tǒng)的平臺(tái)調(diào)平設(shè)備，其中通過對支腿與平臺(tái)平面的交點(diǎn)所形成的平行四邊形的兩個(gè)坐標(biāo)軸與目標(biāo)平面的傾斜角度進(jìn)行檢測，并在調(diào)平時(shí)根據(jù)該傾斜角度的大小來控制支腿的伸縮速度，能夠在保證快速調(diào)平的同時(shí)還能確保整個(gè)調(diào)平過程的平穩(wěn)程度和準(zhǔn)確性，大大提高了平臺(tái)調(diào)平的效率。
文檔編號(hào)B60S9/10GK102529907SQ20111009591
公開日2012年7月4日 申請日期2011年4月15日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月15日
發(fā)明者熊憶 申請人:長沙中聯(lián)消防機(jī)械有限公司