发明内容
本发明的目的是提供一种振动抑制方法,该方法通过控制臂架油缸的输出力的变化量来抑制臂架的振动。
为了实现上述目的,本发明提供一种混凝土布料设备臂架的振动抑制方法,该臂架包括驱动臂架的各臂节运动的臂架油缸,其中,所述抑制方法包括:
检测所述臂架油缸的输出力的变化量;
将该输出力的变化量维持在设定的阈值范围之内。
优选地,利用第一传感器检测所述臂架油缸的输出力,计算相邻时刻所述输出力的差值即为所述臂架油缸的输出力的变化量。
优选地,所述抑制方法还包括:
检测所述臂架油缸的活塞的位置;
将该活塞的位置维持在设定位置。
优选地,利用第二传感器检测所述臂架油缸的活塞的位置。
优选地,所述臂架油缸与抑振控制阀相连,利用该抑振控制阀调节所述臂架油缸的输出力和活塞位置。
本发明的另一个目的是提供一种混凝土布料设备臂架的振动抑制控制器,该控制器能够实现上述的振动抑制方法。
本发明还提供一种混凝土布料设备臂架的振动抑制控制器,该臂架包括驱动臂架的各臂节运动的臂架油缸,所述控制器包括依次连接的输入模块、处理模块和控制模块,其中,
所述输入模块用于采集所述臂架油缸的输出力信号;
所述处理模块用于通过采集到的所述输出力计算相邻时刻所述输出力的变化量,将该变化量与设定阈值进行比较,根据所述比较的结果产生力控制信号,并将该力控制信号传送给所述控制模块;
所述控制模块用于根据所述力控制信号控制调整所述臂架油缸的输出力,以使所述输出力的变化量维持在设定的阈值范围内。
优选地,所述输入模块还用于采集所述臂架油缸的活塞的位置信号;
所述处理模块还用于将采集到的所述位置信号与设定位置进行比较,根据所述比较的结果产生位置控制信号,并将该位置控制信号传送给所述控制模块;
所述控制模块还用于根据所述位置控制信号控制所述活塞的位置,以使所述活塞的位置维持在设定位置。
本发明的另一个目的是提供一种混凝土布料设备臂架的振动抑制装置,该振动抑制装置包括上述振动抑制控制器。
本发明还提供一种混凝土布料设备臂架的振动抑制装置,该臂架包括驱动臂架的各臂节运动的臂架油缸,其中,所述振动抑制装置包括用于检测所述臂架油缸的输出力的第一传感器和控制器,所述控制器包括依次连接的输入模块、处理模块和控制模块,其中,
所述第一传感器与所述控制器的输入模块连接,所述输入模块用于将所述输出力的信号传送到所述处理模块;
所述处理模块用于通过采集到的所述输出力计算相邻时刻所述输出力的变化量,将该变化量与设定阈值进行比较,根据所述比较的结果产生力控制信号,并将该力控制信号传送给所述控制模块;
所述控制模块用于根据所述力控制信号控制调整所述臂架油缸的输出力,以使所述输出力的变化量维持在设定的阈值范围内。
优选地,所述振动抑制装置还包括用于检测所述臂架油缸的活塞的位置的第二传感器,其中,
所述第二传感器与所述控制器的输入模块连接,所述输入模块用于将所述位移的信号传送到所述处理模块;
所述处理模块还用于将采集到的所述位置信号与设定位置进行比较,根据所述比较的结果产生位置控制信号,并将该位置控制信号传送给所述控制模块;
所述控制模块还用于根据所述位置控制信号控制所述活塞的位置,以使所述活塞的位置维持在设定位置。
优选地,所述振动抑制装置还包括连接在所述控制模块和所述臂架油缸之间的抑振控制阀,所述抑振控制阀根据所述力控制信号和位置控制信号调整所述臂架油缸。
优选地,所述抑振控制阀为液压电磁阀。
优选地,所述抑振控制阀为电比例换向阀。
优选地,所述振动抑制装置还包括控制开关,该控制开关控制所述控制器的开闭。
本发明还提供一种混凝土布料设备,其中,该混凝土布料设备包括本发明所述的振动抑制装置。
通过上述技术方案,监测和控制臂架油缸的输出力来抑制臂架的振动。本发明通过检测臂架油缸的输出力的变化来反映臂架的振动,而无需对臂架姿态及臂架末端位移的影响情况进行检测,因而控制直接,时滞小;而且直接控制臂架油缸的压力,将输出力的变化维持在一定范围内,该控制过程与臂架姿态及臂架动态特性无直接关系,因此可适用于任一臂架姿态;另外,实现本发明方法的装置结构简单,移植性强,无需对原有系统进行改动。
本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是,此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明,并不用于限制本发明。
在本发明中,在未作相反说明的情况下,使用的方位词如“上、下、左、右”通常是指如图所示的方向或者结合上下文进行适当的理解。
本发明提供一种混凝土布料设备臂架的振动抑制方法,该臂架包括驱动臂架的各臂节运动的臂架油缸1,其中,所述抑制方法包括:
检测所述臂架油缸1的输出力的变化量;
将该输出力的变化量维持在设定的阈值范围之内。
上述技术方案主要是通过控制臂架油缸1的输出力来抑制臂架的振动。具体地,在实施本发明的振动抑制方法时,通常首先利用检测装置检测臂架油缸1的输出力的变化量,再通过控制装置将该变化量与设定的阈值相比较,如果该变化量的值超出阈值的范围时,则采取相应的动作减小该变化量,通常通过例如控制阀等执行器来控制臂架油缸1的输出力。
本发明通过臂架油缸1的输出力的变化量来反映臂架的振动情况。并且,本发明的技术方案对振动抑制的方案不是通过促使一个与臂架振动相位相反的振动,而是减小输出力的变化量,从而从根源上抑制臂架的振动。
在混凝土布料设备进行泵送的过程中,臂架的振动将导致臂架油缸1的输出力变化,而臂架输出力的变化也反映了臂架振动的情况。因此,本发明实现抑制振动的控制的思想是通过控制输出力的变化,使该变化量限制在一定的范围内,避免输出力的剧烈变化,从而抑制臂架的振动。
其中,臂架油缸1的输出力的变化量可以通过现有技术中任何适用的方式来实施,例如可以通过直接或间接检测的方式检测臂架油缸1的输出力,再通过相邻时刻的输出力计算输出力的变化量,臂架油缸1的输出力调整也可以利用任何适用的方式,此处不再赘述。
需要注意的是,本发明的技术方案旨在监控臂架油缸1的输出力的变化量而不是输出力的大小,也就是说该设定的阈值是针对输出力的变化量,而不是输出力本身。
通过上述技术方案,监测和控制臂架油缸的输出力来抑制臂架的振动。本发明通过检测臂架油缸的输出力的变化来反映臂架的振动,而无需对臂架姿态及臂架末端位移的影响情况进行检测,因而控制直接,时滞小;而且直接控制臂架油缸的压力,将输出力的变化维持在一定范围内,该控制过程与臂架姿态及臂架动态特性无直接关系,因此可适用于任一臂架姿态;另外,实现本发明方法的装置结构简单,移植性强,无需对原有系统进行改动。
优选地,利用第一传感器2检测所述臂架油缸1的输出力,计算相邻时刻所述输出力的差值即为所述臂架油缸1的输出力的变化量。
由于本发明所需要测量的并不是输出力的大小,而是输出力的变化量,也就是单位时间内输出力的变化情况。因此,在本优选实施方式中,利用第一传感器2检测臂架油缸1的输出力,再对相邻时刻的输出力做差即可获得臂架油缸输出力的变化量。优选地,该第一传感器2可以为力传感器,根据传感器的安装位置和方式,可以相应地选择拉力传感器或压力传感器等。
优选地,所述抑制方法还包括:检测所述臂架油缸1的活塞的位置;将该活塞的位置维持在设定位置。
由于在臂架油缸1工作的过程中,由于有杆腔和无杆腔的面积不同,以及负载对臂架油缸1的活塞杆的位移的影响,在调整臂架油缸1输出力的工作过程中,臂架油缸1的活塞杆不可避免的产生宏观上的伸出或缩回,从而导致臂架的稳定位置的改变,称之为漂移。
在本发明的优选实施方式中,通过检测臂架油缸1的活塞杆的位移,实时地修正活塞杆的位置以防止臂架产生宏观漂移,从而在稳定位置附近抑制臂架振动。
其中,所述的设定位置即为臂架稳定时臂架油缸1的活塞的位置。
优选地,利用第二传感器3检测所述臂架油缸1的活塞的位置。
为了使得臂架油缸1的活塞能够维持在设定位置而不发生漂移,在本发明的优选实施方式中,利用第二传感器3检测臂架油缸1的活塞位置,将该活塞的位置与设定位置(即臂架稳定时的活塞位置)进行比较,当活塞的位置相对于设定位置偏离时对活塞的位置进行控制,以使其维持在设定位置上。
优选地,所述臂架油缸1与抑振控制阀4相连,利用该抑振控制阀4调节所述臂架油缸1的输出力和活塞位置。
在本发明中,为了抑制臂架的振动,需要检测臂架油缸1的输出力,更优选地,还需要检测臂架油缸1的活塞的位置,并且将检测结果与相应的预设值(输出力变化量的阈值或活塞的设定位置)进行比较,然后根据比较结果对臂架油缸1进行反馈控制。
在本优选实施方式中,提供了抑振控制阀4,该抑振控制阀4与臂架油缸1相连,以对臂架油缸1进行控制。因此,该抑振控制阀4可以相应的设置以控制臂架油缸1的输出力,或者控制臂架油缸1的输出力和活塞的位置。
本发明还提供一种混凝土布料设备臂架的振动抑制控制器5,该臂架包括驱动臂架的各臂节运动的臂架油缸1,所述控制器5包括依次连接的输入模块、处理模块和控制模块,其中,
所述输入模块用于采集所述臂架油缸1的输出力信号;
所述处理模块用于通过采集到的所述输出力计算相邻时刻所述输出力的变化量,将该变化量与设定阈值进行比较,根据所述比较的结果产生力控制信号,并将该力控制信号传送给所述控制模块;
所述控制模块用于根据所述力控制信号控制调整所述臂架油缸1的输出力,以使所述输出力的变化量维持在设定的阈值范围内。
以上提供了实现本发明的方法的控制器5。本发明的技术方案主要是通过控制臂架油缸1的输出力来抑制臂架的振动。具体地,在实施本发明的振动抑制方法时,通常首先利用检测装置检测臂架油缸1的输出力,并且控制器5的输入模块从检测装置采集该臂架油缸1的输出力的信号,随后处理模块对该输出力的信号进行处理以获得输出力的变化量,将该变化量与设定阈值进行比较,根据比较结果产生力控制信号,该力控制信号传送到控制模块,再由该控制模块来控制臂架油缸1的输出力以使该变化量在设定阈值的范围内,通常该控制模块需要通过例如控制阀等执行器来控制该臂架油缸1的输出力。
本发明通过臂架油缸1的输出力的变化量来反映臂架的振动情况。并且,本发明的技术方案对振动抑制的方案不是通过促使一个与臂架振动相位相反的振动,而是减小臂架振动能量,从而从根源上抑制臂架的振动。
在混凝土布料设备进行泵送的过程中,臂架的振动将导致臂架油缸1的输出力变化,而臂架输出力的变化也反映了臂架振动的情况。因此,本发明实现抑制振动的控制的思想是通过控制输出力的变化,使该变化量限制在一定的范围内,避免输出力的剧烈变化,从而抑制臂架的振动。
其中,臂架油缸1的输出力的变化量可以通过现有技术中任何适用的方式来实施,例如可以通过直接或间接检测的方式检测臂架油缸1的输出力,再通过相邻时刻的输出力计算输出力的变化量,臂架油缸1的输出力调整也可以利用任何适用的方式,此处不再赘述。
需要注意的是,本发明的技术方案旨在监控臂架油缸1的输出力的变化量而不是输出力的大小,也就是说该设定的阈值是针对输出力的变化量,而不是输出力本身。
通过上述技术方案,本发明通过监测和控制臂架油缸的输出力来抑制臂架的振动。本发明通过检测臂架油缸的输出力的变化来反映臂架的振动,而无需对臂架姿态及臂架末端位移的影响情况进行检测,因而控制直接,时滞小;而且直接控制臂架油缸的压力,将输出力的变化维持在一定范围内,该控制过程与臂架姿态及臂架动态特性无直接关系,因此可适用于任一臂架姿态;另外,实现本发明方法的装置结构简单,移植性强,无需对原有系统进行改动。
优选地,所述输入模块还用于采集所述臂架油缸1的活塞的位置信号;
所述处理模块还用于将采集到的所述位置信号与设定位置进行比较,根据所述比较的结果产生位置控制信号,并将该位置控制信号传送给所述控制模块;
所述控制模块还用于根据所述位置控制信号控制所述活塞的位置,以使所述活塞的位置维持在设定位置。
由于在臂架油缸1工作的过程中,由于有杆腔和无杆腔的面积不同,以及负载对臂架油缸1的活塞杆的位移的影响,在臂架油缸1输出力的工作过程中,臂架油缸1的活塞杆不可避免的产生宏观上的伸出或缩回,从而导致臂架的稳定位置的改变,称之为漂移。
在本发明的优选实施方式中,输入模块还采集臂架油缸1的活塞杆的位移信号,通过处理模块将活塞杆的位置与设定位置进行比较,由控制模块控制活塞杆能够稳定在该设定位置,以实时地修正活塞杆的位置以防止臂架产生宏观漂移,从而维持臂架的稳定性,抑制臂架的振动。
其中,所述的设定位置即为臂架稳定时臂架油缸1的活塞的位置。
优选地,所述控制模块和臂架油缸1之间连接有抑振控制阀4,该抑振控制阀4根据所述力控制信号和位置控制信号调整所述臂架油缸1。
在本发明中,为了抑制臂架的振动,该振动抑制控制器5的输入模块需要采集臂架油缸1的输出力信号,更优选地,还需要采集臂架油缸1的活塞的位置信号,并且处理模块将检测结果与相应的预设值(输出力变化量的阈值或活塞的设定位置)进行比较,然后利用控制模块根据比较结果对臂架油缸1进行反馈控制。
在本发明的控制器的应用中,优选地通过抑振控制阀4来对臂架油缸1进行控制,该抑振控制阀4连接在控制模块和臂架油缸1之间,以根据控制模块输出的控制信号来对臂架油缸1进行控制。因此,该抑振控制阀4可以相应的设置以控制臂架油缸1的输出力,或者控制臂架油缸1的输出力和活塞的位置。
本发明还提供一种混凝土布料设备臂架的振动抑制装置,该臂架包括驱动臂架的各臂节运动的臂架油缸1,其中,所述振动抑制装置包括用于检测所述臂架油缸1的输出力的第一传感器2和控制器5,所述控制器5包括依次连接的输入模块、处理模块和控制模块,其中,
所述第一传感器2与所述控制器5的输入模块连接,所述输入模块用于将所述输出力的信号传送到所述处理模块;
所述处理模块用于通过采集到的所述输出力计算相邻时刻所述输出力的变化量,将该变化量与设定阈值进行比较,根据所述比较的结果产生力控制信号,并将该力控制信号传送给所述控制模块;
所述控制模块用于根据所述力控制信号控制调整所述臂架油缸1的输出力,以使所述输出力的变化量维持在设定的阈值范围内。
以上提供了实现本发明的方法的振动抑制装置。本发明的技术方案主要是通过控制臂架油缸1的输出力来抑制臂架的振动。具体地,在实施本发明的振动抑制方法时,通常首先利用第一传感器2检测臂架油缸1的输出力,并且控制器5的输入模块从检测装置采集该臂架油缸1的输出力的信号,随后处理模块对该输出力的信号进行处理以获得输出力的变化量,将该变化量与设定阈值进行比较,根据比较结果产生力控制信号,该力控制信号传送到控制模块,再由该控制模块来控制臂架油缸1的输出力以使该变化量在设定阈值的范围内,通常该控制模块需要通过例如控制阀等执行器来控制该臂架油缸1的输出力。
本发明通过臂架油缸1的输出力的变化量来反映臂架的振动情况。并且,本发明的技术方案对振动抑制的方案不是通过促使一个与臂架振动相位相反的振动,而是减小臂架振动能量,从而从根源上抑制臂架的振动。
在混凝土布料设备进行泵送的过程中,臂架的振动将导致臂架油缸1的输出力变化,而臂架输出力的变化也反映了臂架振动的情况。因此,本发明实现抑制振动的控制的思想是通过控制输出力的变化,使该变化量限制在一定的范围内,避免输出力的剧烈变化,从而抑制臂架的振动。(如有不当请发明人修改和补充)
其中,臂架油缸1的输出力的变化量可以通过现有技术中任何适用的方式来实施,例如可以通过直接或间接检测的方式检测臂架油缸1的输出力,再通过相邻时刻的输出力计算输出力的变化量,臂架油缸1的输出力调整也可以利用任何适用的方式,此处不再赘述。
需要注意的是,本发明的技术方案旨在监控臂架油缸1的输出力的变化量而不是输出力的大小,也就是说该设定的阈值是针对输出力的变化量,而不是输出力本身。
通过上述技术方案,本发明通过监测和控制臂架油缸的输出力来抑制臂架的振动。本发明通过检测臂架油缸的输出力的变化来反映臂架的振动,而无需对臂架姿态及臂架末端位移的影响情况进行检测,因而控制直接,时滞小;而且直接控制臂架油缸的压力,将输出力的变化维持在一定范围内,该控制过程与臂架姿态及臂架动态特性无直接关系,因此可适用于任一臂架姿态;另外,实现本发明方法的装置结构简单,移植性强,无需对原有系统进行改动。
优选地,所述振动抑制装置还包括用于检测所述臂架油缸1的活塞的位置的第二传感器3,其中,
所述第二传感器3与所述控制器5的输入模块连接,所述输入模块用于将所述位移的信号传送到所述处理模块;
所述处理模块还用于将采集到的所述位置信号与设定位置进行比较,根据所述比较的结果产生位置控制信号,并将该位置控制信号传送给所述控制模块;
所述控制模块还用于根据所述位置控制信号控制所述活塞的位置,以使所述活塞的位置维持在设定位置。
由于在臂架油缸1工作的过程中,由于有杆腔和无杆腔的面积不同,以及负载对臂架油缸1的活塞杆的位移的影响,在臂架油缸1输出力的工作过程中,臂架油缸1的活塞杆不可避免的产生宏观上的伸出或缩回,从而导致臂架的稳定位置的改变,称之为漂移。
在本发明的优选实施方式中,利用第二传感器3检测臂架油缸1的活塞杆的位移,控制器5的输入模块采集该第二传感器3采集到的位移信号,通过处理模块将活塞杆的位置与设定位置进行比较,由控制模块控制活塞杆能够稳定在该设定位置,以实时地修正活塞杆的位置以防止臂架产生宏观漂移,从而维持臂架的稳定性,抑制臂架的振动。
其中,所述的设定位置即为臂架稳定时臂架油缸1的活塞的位置。
优选地,所述振动抑制装置还包括连接在所述控制模块和所述臂架油缸1之间的抑振控制阀4,所述抑振控制阀4根据所述力控制信号和位置控制信号调整所述臂架油缸1。
在本发明中,为了抑制臂架的振动,该振动抑制控制器5的输入模块需要采集臂架油缸1的输出力信号,更优选地,还需要采集臂架油缸1的活塞的位置信号,并且处理模块将检测结果与相应的预设值(输出力变化量的阈值或活塞的设定位置)进行比较,然后利用控制模块根据比较结果对臂架油缸1进行反馈控制。
在本优选实施方式中,提供了抑振控制阀4,该抑振控制阀4连接在控制模块和臂架油缸1之间,以根据控制模块输出的控制信号来对臂架油缸1进行控制。因此,该抑振控制阀4可以相应的设置以控制臂架油缸1的输出力,或者控制臂架油缸1的输出力和活塞的位置。
如图1所示,在实际应用中,为了保证减振控制停止时油路可靠锁止,在抑振控制阀4与臂架油缸1之间还连接有液压锁6,该液压锁6能够控制液压流体从抑振控制阀4流向臂架油缸1以对其进行相应的控制。
并且,如图1所示,用于检测臂架油缸1输出力的第一传感器可以安装在臂架油缸1的活塞杆上。
优选地,所述抑振控制阀4为液压电磁阀。更优选地,所述抑振控制阀4为电比例换向阀。
在工程机械中,通常采用液压电磁阀来做控制的执行器。由于工程机械领域中通常利用液压装置来提供驱动力,电磁阀部分则用于控制液压的流动和方向。在本发明的优选实施方式中采用电比例换向阀来作为抑振控制阀4,当然其他适用于本发明的液压电磁阀都可以使用,或者该抑振控制阀4也可以使用其他类型能够实现相应的伺服控制功能的阀。
需要说明的是,本发明对臂架油缸1的输出力的控制量一般较小,也就是说,该抑振控制阀4通常需要对臂架油缸1进行微量控制。而且由于臂架油缸1的活塞行程有限,因此抑振控制阀4对活塞位置的调整量也一般较小。因此在选择抑振控制阀4的时候需要注意到控制精度的问题。例如,抑振控制阀4根据控制模块输出的控制信号调整阀门的开度,以对抑振控制阀4的输出进行微调。
另外,该抑振控制阀4可以直接对臂架油缸1进行控制,也可以在抑振控制阀4和臂架油缸1之间增加一个抑振控制油缸,抑振控制阀4控制该抑振控制油缸,再由该抑振控制油缸将该控制传递到臂架油缸1。也就是说该抑振控制阀4可以采用直接控制或间接控制的方法,而这两种方法又各自具有不同的有点,直接控制不但使振动抑制装置得以简化,降低成本,而且能够很方便地对现有的系统进行安装,通用性较强;但是在某些不便于直接控制的场合,也可以通过间接控制;而且两种方式也可以综合应用,即某些臂架油缸1直接通过抑振控制阀4进行控制,某些臂架油缸1通过由抑振控制阀4控制的抑振控制油缸来控制。
而且,由于臂架由多个臂节组成,每个臂节都具有单独的臂架油缸1,本发明可以对所有的臂架油缸1进行检测和控制,也可以只对其中一部分的臂架油缸1进行检测和控制,而并不对此加以限制,具体的振动抑制控制器5和装置的设置需要根据实际情况的需要。
优选地,所述振动抑制装置还包括控制开关7,该控制开关7控制所述控制器5的开闭。
由于本发明的振动抑制装置一旦开启,传感器和控制器5就不断地进行检测和控制,会持续地消耗能量。因此,在本发明的优选实施方式中,该振动抑制装置还包括控制开关7,当不需要对臂架振动进行控制的工作场合,可以控制该控制开关7截止,以使得振动抑制装置停止工作;当有需要对臂架振动进行控制时再开启该控制开关7。
本发明还提供一种混凝土布料设备,其中,该混凝土布料设备包括本发明所述的振动抑制装置。
以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式,但是,本发明并不限于上述实施方式中的具体细节,在本发明的技术构思范围内,可以对本发明的技术方案进行多种简单变型,这些简单变型均属于本发明的保护范围。
另外需要说明的是,在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征,在不矛盾的情况下,可以通过任何合适的方式进行组合,为了避免不必要的重复,本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外,本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合,只要其不违背本发明的思想,其同样应当视为本发明所公开的内容。