本發(fā)明涉及工程機械領(lǐng)域，特別涉及一種吊臂伸縮控制方法、裝置、系統(tǒng)和工程機械。

背景技術(shù)：

單缸插銷式伸縮臂集機、電、液于一體，具有吊臂重量輕，截面變化小，吊重剛度好，系統(tǒng)智能化程度高等特點，被廣泛應(yīng)用于較大噸位的輪式起重機、全地面起重機等工程機械中。在單缸插銷式伸縮臂自動模式下，根據(jù)實際作業(yè)工況，操作者選擇目標(biāo)伸縮工況，然后只需通過手柄發(fā)出一個使能信號，系統(tǒng)將自動完成伸縮任務(wù)。

在現(xiàn)有的伸縮控制技術(shù)中，控制器根據(jù)吊臂當(dāng)前位置與目標(biāo)位置的距離大小將吊臂的伸縮過程劃分為高、中、低速三個階段，在各伸縮階段中伸縮臂的電流輸出值為固定值，在臂銷接近臂銷孔時，輸出較小的固定電流值，直至臂銷插上，完成伸縮動作。這種采用固定電流值分階段控制吊臂伸縮存在以下弊端：吊臂伸縮速度控制方法為開環(huán)控制，不同工況下的伸縮效率很難保證；伸縮控制信號變化大，液壓系統(tǒng)易產(chǎn)生抖動，伸縮平穩(wěn)性不好。

現(xiàn)有另一種伸縮控制方案中，根據(jù)油缸伸縮速度調(diào)整電流輸出值以控制吊臂伸縮，但是由于這種方案中速度信號的獲取過程繁瑣、測量精度低，會導(dǎo)致臂銷與銷孔的定位精度低，從而極大地影響了吊臂自動伸縮插銷的成功率。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

鑒于以上技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種吊臂伸縮控制方法、裝置、系統(tǒng)和工程機械，通過閉環(huán)控制，根據(jù)吊臂當(dāng)前伸縮長度實現(xiàn)對伸縮控 制信號的實時調(diào)整來控制吊臂伸縮速度，以提高吊臂伸縮過程中的穩(wěn)定性，降低液壓系統(tǒng)壓力沖擊。

根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供一種吊臂伸縮控制方法，包括：

獲取吊臂目標(biāo)伸縮長度；

實時獲取吊臂當(dāng)前伸縮長度；

根據(jù)吊臂當(dāng)前伸縮長度和吊臂目標(biāo)伸縮長度，確定伸縮控制信號；

將伸縮控制信號輸出給執(zhí)行機構(gòu)，以控制吊臂進行伸縮。

在本發(fā)明的一個實施例中，根據(jù)吊臂當(dāng)前伸縮長度和吊臂目標(biāo)伸縮長度，確定伸縮控制信號的步驟包括：

根據(jù)吊臂當(dāng)前伸縮長度和吊臂目標(biāo)伸縮長度，確定當(dāng)前絕對剩余長度；

根據(jù)當(dāng)前絕對剩余長度，查詢預(yù)存的絕對剩余長度和伸縮基本值的對應(yīng)關(guān)系，獲得與當(dāng)前絕對剩余長度相對應(yīng)的伸縮基本值；

將伸縮基本值作為伸縮控制信號，之后執(zhí)行將伸縮控制信號輸出給執(zhí)行機構(gòu)的步驟。

在本發(fā)明的一個實施例中，在獲得與當(dāng)前絕對剩余長度相對應(yīng)的伸縮基本值的步驟之后，所述方法還包括：

根據(jù)吊臂初始伸縮長度和吊臂目標(biāo)伸縮長度，選擇預(yù)存的吊臂伸縮長度軌跡曲線；

從預(yù)存的吊臂伸縮長度軌跡曲線中，獲取吊臂當(dāng)前目標(biāo)長度；

根據(jù)吊臂當(dāng)前目標(biāo)長度和吊臂當(dāng)前伸縮長度，確定伸縮修正值；

根據(jù)伸縮基本值和伸縮修正值確定伸縮控制信號，之后執(zhí)行伸縮控制信號輸出給執(zhí)行機構(gòu)的步驟。

在本發(fā)明的一個實施例中，根據(jù)吊臂當(dāng)前目標(biāo)長度和吊臂當(dāng)前伸縮長度，確定伸縮修正值的步驟包括：

根據(jù)吊臂當(dāng)前目標(biāo)長度和吊臂當(dāng)前伸縮長度，確定當(dāng)前伸縮偏差；

根據(jù)當(dāng)前伸縮偏差，查詢預(yù)存的伸縮偏差和伸縮修正值的對應(yīng)關(guān)系，確定與當(dāng)前伸縮偏差相對應(yīng)的伸縮修正值。

在本發(fā)明的一個實施例中，獲取吊臂目標(biāo)伸縮長度的步驟包括： 接收用戶輸入的吊臂目標(biāo)伸縮長度；

或，

接收用戶輸入的吊臂目標(biāo)伸縮百分比，并將用戶輸入的吊臂目標(biāo)伸縮百分比轉(zhuǎn)換為吊臂目標(biāo)伸縮長度。

在本發(fā)明的一個實施例中，實時獲取吊臂當(dāng)前伸縮長度的步驟包括：接收長度傳感器實時采集的吊臂當(dāng)前伸縮長度。

在本發(fā)明的一個實施例中，所述方法還包括：

檢測模式選擇開關(guān)的當(dāng)前狀態(tài)；

若模式選擇開關(guān)的當(dāng)前狀態(tài)為自動伸縮模式，則執(zhí)行獲取吊臂目標(biāo)伸縮長度的步驟。

根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供一種吊臂伸縮控制裝置，包括目標(biāo)長度獲取單元、當(dāng)前長度獲取單元、控制信號確定單元和輸出單元，其中：

目標(biāo)長度獲取單元，用于獲取吊臂目標(biāo)伸縮長度；

當(dāng)前長度獲取單元，用于實時獲取吊臂當(dāng)前伸縮長度；

控制信號確定單元，用于根據(jù)當(dāng)前長度獲取單元獲取的吊臂當(dāng)前伸縮長度、以及目標(biāo)長度獲取單元獲取的吊臂目標(biāo)伸縮長度，確定伸縮控制信號；

輸出單元，用于將伸縮控制信號輸出給執(zhí)行機構(gòu)，以控制吊臂進行伸縮。

在本發(fā)明的一個實施例中，控制信號確定單元包括剩余長度確定模塊、基本值確定模塊和控制信號確定模塊，其中：

剩余長度確定模塊，用于根據(jù)吊臂當(dāng)前伸縮長度和吊臂目標(biāo)伸縮長度，確定當(dāng)前絕對剩余長度；

基本值確定模塊，用于根據(jù)剩余長度確定模塊確定的當(dāng)前絕對剩余長度，查詢預(yù)存的絕對剩余長度和伸縮基本值的對應(yīng)關(guān)系，獲得與當(dāng)前絕對剩余長度相對應(yīng)的伸縮基本值；

控制信號確定模塊，用于將伸縮基本值作為伸縮控制信號，之后指示輸出單元執(zhí)行將伸縮控制信號輸出給執(zhí)行機構(gòu)的操作。

在本發(fā)明的一個實施例中，控制信號確定單元還包括曲線選擇模塊、軌跡長度獲取模塊和修正值獲取模塊，其中：

曲線選擇模塊，用于根據(jù)吊臂初始伸縮長度和吊臂目標(biāo)伸縮長度，選擇預(yù)存的吊臂伸縮長度軌跡曲線；

軌跡長度獲取模塊，用于從預(yù)存的吊臂伸縮長度軌跡曲線中，獲取吊臂當(dāng)前目標(biāo)長度；

修正值獲取模塊，用于根據(jù)軌跡長度獲取模塊獲取的吊臂當(dāng)前目標(biāo)長度、以及當(dāng)前長度獲取單元獲取的吊臂當(dāng)前伸縮長度，確定伸縮修正值；

控制信號確定模塊還用于根據(jù)基本值確定模塊確定的伸縮基本值、以及修正值獲取模塊確定的伸縮修正值確定伸縮控制信號，之后指示輸出單元執(zhí)行將伸縮控制信號輸出給執(zhí)行機構(gòu)的操作。

在本發(fā)明的一個實施例中，修正值獲取模塊包括偏差確定子模塊和修正值確定子模塊，其中：

偏差確定子模塊，用于根據(jù)吊臂當(dāng)前目標(biāo)長度和吊臂當(dāng)前伸縮長度，確定當(dāng)前伸縮偏差；

修正值確定子模塊，用于根據(jù)偏差確定子模塊確定的當(dāng)前伸縮偏差，查詢預(yù)存的伸縮偏差和伸縮修正值的對應(yīng)關(guān)系，確定與當(dāng)前伸縮偏差相對應(yīng)的伸縮修正值。

在本發(fā)明的一個實施例中，目標(biāo)長度獲取單元用于：

接收用戶輸入的吊臂目標(biāo)伸縮長度；

或，

接收用戶輸入的吊臂目標(biāo)伸縮百分比，并將用戶輸入的吊臂目標(biāo)伸縮百分比轉(zhuǎn)換為吊臂目標(biāo)伸縮長度。

在本發(fā)明的一個實施例中，當(dāng)前長度獲取單元用于接收長度傳感器實時采集的吊臂當(dāng)前伸縮長度。

在本發(fā)明的一個實施例中，所述裝置還包括檢測單元，其中：

檢測單元，用于檢測模式選擇開關(guān)的當(dāng)前狀態(tài)；并在模式選擇開關(guān)的當(dāng)前狀態(tài)為自動伸縮模式時，指示目標(biāo)長度獲取單元執(zhí)行獲取吊 臂目標(biāo)伸縮長度的操作。

根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供一種吊臂伸縮控制系統(tǒng)，包括長度傳感器、吊臂伸縮控制裝置和執(zhí)行機構(gòu)，其中：

長度傳感器，用于實時采集吊臂當(dāng)前伸縮長度，并發(fā)送給吊臂伸縮控制裝置；

吊臂伸縮控制裝置，為上述任一實施例中所述的吊臂伸縮控制裝置；

執(zhí)行機構(gòu)，用于根據(jù)吊臂伸縮控制裝置提供的伸縮控制信號，控制吊臂進行伸縮。

在本發(fā)明的一個實施例中，所述系統(tǒng)還包括模式選擇開關(guān)，其中：模式選擇開關(guān)，用于接收用戶輸入的模式選擇信號，以便吊臂伸縮控制裝置根據(jù)模式選擇信號檢測模式選擇開關(guān)的當(dāng)前狀態(tài)。

根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供一種具有單缸插銷式伸縮吊臂的工程機械，其特征在于，包括上述任一實施例中所述的吊臂伸縮控制裝置、或上述任一實施例中所述的吊臂伸縮控制系統(tǒng)。

本發(fā)明通過采集吊臂當(dāng)前伸縮長度實現(xiàn)對伸縮控制信號的實時調(diào)整以實時控制吊臂伸縮速度，從而提高了吊臂伸縮過程的穩(wěn)定性，降低了液壓系統(tǒng)壓力沖擊；采用閉環(huán)控制，可以實現(xiàn)不同工況下的吊臂伸縮規(guī)律的一致性，保證了伸縮效率；同時，由于長度信號的獲取精度高，從而能夠保證臂銷與銷孔的定位精度，以提高吊臂自動伸縮插銷的成功率。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發(fā)明吊臂伸縮控制方法一個實施例的示意圖。

圖2為本發(fā)明一個實施例中吊臂自動伸縮長度的示意圖。

圖3為本發(fā)明吊臂伸縮控制方法另一實施例的示意圖。

圖4為本發(fā)明一個實施例中吊臂自動伸縮軌跡曲線的示意圖。

圖5為本發(fā)明吊臂伸縮控制裝置一個實施例的示意圖。

圖6為本發(fā)明一個實施例中控制信號確定模塊的示意圖。

圖7為本發(fā)明一個實施例中修正電流確定模塊的示意圖。

圖8本發(fā)明吊臂伸縮控制裝置另一實施例的示意圖。

圖9為本發(fā)明吊臂伸縮控制系統(tǒng)一個實施例的示意圖。

圖10為本發(fā)明吊臂伸縮控制系統(tǒng)另一實施例的示意圖。

具體實施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例。以下對至少一個示例性實施例的描述實際上僅僅是說明性的，決不作為對本發(fā)明及其應(yīng)用或使用的任何限制?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。

除非另外具體說明，否則在這些實施例中闡述的部件和步驟的相對布置、數(shù)字表達式和數(shù)值不限制本發(fā)明的范圍。

同時，應(yīng)當(dāng)明白，為了便于描述，附圖中所示出的各個部分的尺寸并不是按照實際的比例關(guān)系繪制的。

對于相關(guān)領(lǐng)域普通技術(shù)人員已知的技術(shù)、方法和設(shè)備可能不作詳細討論，但在適當(dāng)情況下，所述技術(shù)、方法和設(shè)備應(yīng)當(dāng)被視為授權(quán)說明書的一部分。在這里示出和討論的所有示例中，任何具體值應(yīng)被解釋為僅僅是示例性的，而不是作為限制。因此，示例性實施例的其它示例可以具有不同的值。

應(yīng)注意到：相似的標(biāo)號和字母在下面的附圖中表示類似項，因此，一旦某一項在一個附圖中被定義，則在隨后的附圖中不需要對其進行進一步討論。

圖1為本發(fā)明吊臂伸縮控制方法一個實施例的示意圖。優(yōu)選的，本實施例可由本發(fā)明吊臂伸縮控制裝置執(zhí)行。該方法包括以下步驟：

步驟101，獲取吊臂目標(biāo)伸縮長度l_t。

圖2為本發(fā)明一個實施例中吊臂自動伸縮長度的示意圖。在圖2中，伸縮臂12沿著方向A相對于基本臂11進行伸縮，基本臂11上設(shè)置有臂銷孔13，其中，基本臂11包括周向壁111和設(shè)置在周向壁111軸向方向一端的端壁112，伸縮臂12包括周向壁121和設(shè)置在周向壁111軸向方向一端的端壁122。如圖2所示，吊臂目標(biāo)伸縮長度l_t為基本臂11的端壁112至臂銷孔13軸心線的距離。

在本發(fā)明的一個實施例中，步驟101可以包括：接收用戶通過輸入裝置輸入的吊臂目標(biāo)伸縮長度l_t和/或吊臂目標(biāo)伸縮百分比。

在本發(fā)明的一個實施例中，步驟101中，若僅接收到用戶通過輸入裝置輸入的吊臂目標(biāo)伸縮百分比，則所述方法還可以包括：將用戶輸入的吊臂目標(biāo)伸縮百分比轉(zhuǎn)換為吊臂目標(biāo)伸縮長度l_t，之后執(zhí)行步驟102。

步驟102，在吊臂伸縮開始后，實時獲取吊臂當(dāng)前伸縮長度l(t)。

在本發(fā)明的一個實施例中，步驟102可以包括：在吊臂伸縮開始后，接收如圖2所示的長度傳感器14實時采集的吊臂當(dāng)前伸縮長度l(t)。在圖2中，伸縮臂沿著方向A進行伸縮，長度傳感器14為拉線傳感器，用于實時監(jiān)測伸縮缸頭與當(dāng)前吊臂所處位置。如圖2所示，吊臂當(dāng)前伸縮長度l(t)可以是當(dāng)前基本臂11的端壁112至伸縮臂12的端壁122的距離。

步驟103，根據(jù)吊臂l(t)和吊臂目標(biāo)伸縮長度l_t確定伸縮控制信號。

在本發(fā)明的一個實施例中，所述伸縮控制信號可以根據(jù)執(zhí)行機構(gòu)的不同而采用不同的控制信號。例如：若執(zhí)行機構(gòu)包括比例電磁閥等電控閥時，可以采用電流信號或電壓信號等電信號作為伸縮控制信號；執(zhí)行機構(gòu)包括可控閥時，可以采用壓力信號作為伸縮控制信號。

在本發(fā)明的一個實施例中，步驟103可以包括：根據(jù)吊臂l(t)和吊臂目標(biāo)伸縮長度l_t確定當(dāng)前絕對剩余長度l_a，并根據(jù)當(dāng)前絕對剩余長 度l_a確定伸縮控制信號。

步驟104，將伸縮控制信號輸出給執(zhí)行機構(gòu)，以控制吊臂進行伸縮。

在本發(fā)明的一個實施例中，本發(fā)明吊臂伸縮控制方法可以應(yīng)用于單缸插銷式伸縮吊臂的伸縮控制。

基于本發(fā)明上述實施例提供的吊臂伸縮控制方法，通過采集吊臂當(dāng)前伸縮長度實現(xiàn)對伸縮控制信號的實時調(diào)整，以控制吊臂伸縮速度，從而提高了吊臂伸縮過程中的穩(wěn)定性，降低了液壓系統(tǒng)壓力沖擊；采用閉環(huán)控制，可以實現(xiàn)不同工況下的吊臂伸縮規(guī)律的一致性，保證了伸縮效率。

此外，相比于根據(jù)伸縮速度信號對伸縮控制信號進行調(diào)整的方案中速度信號的獲取，本發(fā)明上述實施例中長度信號的獲取精度高，由此能夠保證臂銷與銷孔的定位精度，從而提高了吊臂自動伸縮插銷的成功率。

在本發(fā)明的一個實施例中，所述方法還可以包括：檢測模式選擇開關(guān)的當(dāng)前狀態(tài)；若模式選擇開關(guān)的當(dāng)前狀態(tài)為自動伸縮模式，則執(zhí)行獲取吊臂目標(biāo)伸縮長度的步驟；若模式選擇開關(guān)的當(dāng)前狀態(tài)為手動伸縮模式，則根據(jù)伸縮控制手柄的輸入信號確定伸縮控制信號，之后執(zhí)行將伸縮控制信號輸出給執(zhí)行機構(gòu)的步驟。由此本發(fā)明上述實施例可以實現(xiàn)自動伸縮模式和手動伸縮模式的自由切換，方便用戶體驗。

在本發(fā)明的一個實施例中，伸縮控制信號可以包括伸縮基本值，其中，所述伸縮基本值可以采用伸縮基本電流、伸縮基本電壓、伸縮基本壓力等信號形式。

下面實施例中以伸縮基本值為伸縮基本電流的情況對上述實施例中的步驟103進行具體介紹。步驟103具體可以包括：

步驟(1)，根據(jù)吊臂當(dāng)前伸縮長度l(t)和吊臂目標(biāo)伸縮長度l_t，確定當(dāng)前絕對剩余長度l_a。

在本發(fā)明的一個實施例中，當(dāng)前絕對剩余長度l_a可以通過公式l_a＝|l(t)-l_t|確定。

步驟(2)，根據(jù)當(dāng)前絕對剩余長度l_a，查詢預(yù)存的絕對剩余長度和伸縮基本電流的對應(yīng)關(guān)系，獲得與當(dāng)前絕對剩余長度相對應(yīng)的伸縮基本電流I₀。

步驟(3)，將伸縮基本電流作為伸縮控制信號，之后執(zhí)行步驟104。

本發(fā)明上述實施例通過采集吊臂當(dāng)前伸縮長度實現(xiàn)對伸縮基本電流的實時調(diào)整，以控制吊臂伸縮速度，由于伸縮基本電流I₀能夠保證吊臂在任何工況下都穩(wěn)定伸縮，從而提高了吊臂伸縮過程中的穩(wěn)定性，降低了液壓系統(tǒng)壓力沖擊。

在本發(fā)明的一些實施例中，伸縮控制信號可以由伸縮基本值和伸縮修正值共同確定，其中伸縮修正值與伸縮基本值相對應(yīng)，可以采用電流修正值、電壓修正值、壓力修正值等信號形式。

圖3為本發(fā)明吊臂伸縮控制方法另一實施例的示意圖。優(yōu)選的，本實施例可由本發(fā)明吊臂伸縮控制裝置執(zhí)行。本實施例中，伸縮基本值采用伸縮基本電流值，相應(yīng)地伸縮修正值采用電流修正值。該方法包括以下步驟：

步驟301，檢測模式選擇開關(guān)的當(dāng)前狀態(tài)。

步驟302，若模式選擇開關(guān)的當(dāng)前狀態(tài)為自動伸縮模式，則獲取吊臂目標(biāo)伸縮長度l_t。

步驟303，根據(jù)吊臂初始伸縮長度l_c和吊臂目標(biāo)伸縮長度l_t，選擇預(yù)存的吊臂伸縮長度軌跡曲線，如圖4中所示的曲線1。

在本發(fā)明的一個實施例中，吊臂初始伸縮長度l_c為如圖2所示的長度傳感器14在吊臂初始狀態(tài)(未伸縮變化時)采集的吊臂伸縮長度。

在本發(fā)明的一個實施例中，預(yù)存的吊臂伸縮長度軌跡曲線是通過預(yù)先實驗調(diào)試獲得的標(biāo)準(zhǔn)吊臂伸縮長度軌跡曲線。本發(fā)明吊臂伸縮控制裝置內(nèi)預(yù)存有吊臂初始伸縮長度l₀、吊臂目標(biāo)伸縮長度l_t、以及相應(yīng)吊臂伸縮長度軌跡曲線的對應(yīng)關(guān)系，由此可通過吊臂初始伸縮長度l_c和吊臂目標(biāo)伸縮長度l_t，選擇預(yù)存的吊臂伸縮長度軌跡曲線。

步驟304，實時獲取吊臂當(dāng)前伸縮長度l(t)。

在本發(fā)明的一個實施例中，步驟304可以包括：接收如圖2所示的長度傳感器14實時采集的吊臂當(dāng)前伸縮長度l(t)。

步驟305，根據(jù)吊臂當(dāng)前伸縮長度l(t)和吊臂目標(biāo)伸縮長度l_t，確定伸縮基本電流I₀。伸縮基本電流I₀能夠保證吊臂在任何工況下都穩(wěn)定伸縮。

步驟306，從預(yù)存的吊臂伸縮長度軌跡曲線中，獲取吊臂當(dāng)前目標(biāo)長度l₀(t)，其中，l₀(t)為如圖4所示曲線1(吊臂伸縮長度目標(biāo)軌跡曲線)在當(dāng)前時刻的縱坐標(biāo)(吊臂伸縮長度)。

步驟307，根據(jù)吊臂當(dāng)前目標(biāo)長度l₀(t)和吊臂當(dāng)前實際長度l(t)，確定電流修正值ΔI。

在本發(fā)明的一個實施例中，步驟307可以包括：

步驟(1)、根據(jù)吊臂當(dāng)前目標(biāo)長度l₀(t)和吊臂當(dāng)前實際長度l(t)，確定當(dāng)前伸縮偏差Δl。

優(yōu)選的，步驟(1)可以包括：根據(jù)公式Δl＝l₀(t)-l(t)確定當(dāng)前伸縮偏差Δl。即，如圖4所示，通過當(dāng)前時刻目標(biāo)軌跡1和實際軌跡2在當(dāng)前時刻的縱坐標(biāo)(吊臂伸縮長度)的差值，確定當(dāng)前伸縮偏差Δl。

步驟(2)、根據(jù)當(dāng)前伸縮偏差Δl，查詢預(yù)存的伸縮偏差和電流修正值的對應(yīng)關(guān)系，確定與當(dāng)前伸縮偏差Δl相對應(yīng)的電流修正值ΔI。

步驟308，根據(jù)伸縮基本電流I₀和電流修正值ΔI確定伸縮控制信號，并將伸縮控制信號輸出給執(zhí)行機構(gòu)，以控制吊臂進行伸縮，其中，伸縮控制信號為伸縮控制電流I。

在本發(fā)明的一個實施例中，步驟308中根據(jù)伸縮基本電流I₀和電流修正值ΔI確定伸縮控制信號的步驟可以包括：根據(jù)伸縮基本電流I₀和電流修正值ΔI的和(即通過公式I＝I₀+ΔI)，確定伸縮控制電流I。

在本發(fā)明的一個實施例中，所述方法包括：若l₀(t)>l(t)，當(dāng)前伸縮偏差Δl為正，則Δl相對應(yīng)的電流修正值ΔI為正，通過加大伸縮控制信號以加快吊臂伸縮控制速度，從而使得當(dāng)前實際長度l(t)逐漸向吊臂當(dāng)前目標(biāo)長度l₀(t)靠近；若l₀(t)<l(t)，當(dāng)前伸縮偏差Δl為負，則Δl 相對應(yīng)的電流修正值ΔI為負，通過減小伸縮控制信號以降低吊臂伸縮控制速度，從而使得當(dāng)前實際長度l(t)逐漸向吊臂當(dāng)前目標(biāo)長度l₀(t)靠近。

本發(fā)明上述實施例中步驟303到步驟307的各個步驟的順序可以調(diào)整，只要保證步驟304在步驟305和步驟307之前、且步驟303在步驟306之前，則均可以實現(xiàn)本發(fā)明的上述實施例的功能。

本發(fā)明上述實施例基于伸縮基本電流I₀和電流修正值ΔI，對伸縮臂的伸縮控制電流進行閉環(huán)控制，控制吊臂在目標(biāo)軌跡曲線下伸縮，此時，吊臂伸縮速度的切換過渡更加平穩(wěn)，系統(tǒng)抖動更小，不僅進一步提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性，而且系統(tǒng)壓力波動進一步減小，降低了壓力沖擊對液壓元件的損壞。

此外，相比于根據(jù)伸縮速度信號對伸縮控制信號進行調(diào)整的方案中速度信號的獲取，本發(fā)明上述實施例由于容易獲取準(zhǔn)確的長度信號，采用吊臂伸縮軌跡曲線控制能夠更好地保證能夠更好地保證臂銷與銷孔的定位精度，提高吊臂自動伸縮插銷的成功率。

同時，本發(fā)明上述實施例準(zhǔn)確獲取的長度信號可以與軌跡曲線相結(jié)合，實現(xiàn)對吊臂伸縮的閉環(huán)控制，有助于實現(xiàn)吊臂在不同工況下的伸縮規(guī)律保持一致，在保證吊臂伸縮效率的前提下，能夠進一步提高系統(tǒng)穩(wěn)定性。

圖5為本發(fā)明吊臂伸縮控制裝置一個實施例的示意圖。如圖5所示，所述吊臂伸縮控制裝置包括目標(biāo)長度獲取單元51、當(dāng)前長度獲取單元52、控制信號確定模塊53和輸出單元54，其中：

目標(biāo)長度獲取單元51，用于獲取吊臂目標(biāo)伸縮長度l_t。在本發(fā)明的一個實施例中，如圖2所示，吊臂目標(biāo)伸縮長度l_t可以是基本臂11的端壁112至臂銷孔13軸心線的距離。

在本發(fā)明的一個實施例中，目標(biāo)長度獲取單元51具體用于接收用戶通過輸入裝置輸入的吊臂目標(biāo)伸縮長度。

在本發(fā)明的一個實施例中，目標(biāo)長度獲取單元51具體用于接收用戶通過輸入裝置輸入的吊臂目標(biāo)伸縮百分比；并將用戶輸入的吊臂目 標(biāo)伸縮百分比轉(zhuǎn)換為吊臂目標(biāo)伸縮長度。

當(dāng)前長度獲取單元52，用于在吊臂伸縮開始后，實時獲取吊臂當(dāng)前伸縮長度l(t)。

在本發(fā)明的一個實施例中，當(dāng)前長度獲取單元52具體用于在吊臂伸縮開始后，接收長度傳感器實時采集的吊臂當(dāng)前伸縮長度l(t)。其中，如圖2所示，吊臂當(dāng)前伸縮長度l(t)可以是當(dāng)前基本臂11的端壁112至伸縮臂12的端壁122的距離。

控制信號確定模塊53，用于根據(jù)當(dāng)前長度獲取單元52獲取的吊臂當(dāng)前伸縮長度l(t)、以及目標(biāo)長度獲取單元51獲取的吊臂目標(biāo)伸縮長度l_t，確定伸縮控制信號。

輸出單元54，用于將控制信號確定模塊53確定的伸縮控制信號輸出給執(zhí)行機構(gòu)，以控制吊臂進行伸縮。

在本發(fā)明的一個實施例中，本發(fā)明吊臂伸縮控制方法可以應(yīng)用于具有單缸插銷式伸縮吊臂的工程機械(例如起重機)的伸縮控制。

基于本發(fā)明上述實施例提供的吊臂伸縮控制裝置，通過采集吊臂當(dāng)前伸縮長度l(t)實現(xiàn)對伸縮控制信號的實時調(diào)整，從而有助于提高吊臂伸縮過程中的穩(wěn)定性，降低液壓系統(tǒng)壓力沖擊；采用閉環(huán)控制，可以實現(xiàn)不同工況下的吊臂伸縮規(guī)律的一致性，保證了伸縮效率。

此外，相比于根據(jù)伸縮速度信號對伸縮控制信號進行調(diào)整的方案中速度信號的獲取，本發(fā)明上述實施例由于長度信號的獲取精度高，由此采用吊臂伸縮軌跡曲線控制能夠更好地保證臂銷與銷孔的定位精度，從而提高了吊臂自動伸縮插銷的成功率。

圖6為本發(fā)明一個實施例中控制信號確定模塊的示意圖。如圖6所示，圖5所述實施例中的控制信號確定模塊53可以包括剩余長度確定模塊531、基本值確定模塊532和控制信號確定模塊533，其中：

剩余長度確定模塊531，用于根據(jù)吊臂當(dāng)前伸縮長度l(t)和吊臂目標(biāo)伸縮長度l_t，確定當(dāng)前絕對剩余長度l_a。

在本發(fā)明的一個實施例中，剩余長度確定模塊531具體用于根據(jù)公式l_a＝|l(t)-l_t|確定當(dāng)前絕對剩余長度l_a。

基本值確定模塊532，用于根據(jù)剩余長度確定模塊531確定的當(dāng)前絕對剩余長度l_a，查詢預(yù)存的絕對剩余長度和伸縮基本值的對應(yīng)關(guān)系，獲得與當(dāng)前絕對剩余長度相對應(yīng)的伸縮基本值。

控制信號確定模塊，用于將伸縮基本值作為伸縮控制信號，之后指示輸出單元執(zhí)行將伸縮控制信號輸出給執(zhí)行機構(gòu)的操作。

本發(fā)明上述實施例通過采集吊臂當(dāng)前伸縮長度實現(xiàn)對伸縮基本值的實時調(diào)整，以控制吊臂伸縮速度，由于伸縮基本值能夠保證吊臂在任何工況下都穩(wěn)定伸縮，從而提高了吊臂伸縮過程中的穩(wěn)定性，降低了液壓系統(tǒng)壓力沖擊。

在本發(fā)明的一個實施例中，如圖6所示，圖5所述實施例中的控制信號確定模塊53還可以包括曲線選擇模塊534、軌跡長度獲取模塊535和修正值獲取模塊536，其中：

曲線選擇模塊534，用于根據(jù)吊臂初始伸縮長度l_c和吊臂目標(biāo)伸縮長度l_t，選擇預(yù)存的吊臂伸縮長度軌跡曲線。

在本發(fā)明的一個實施例中，預(yù)存的吊臂伸縮長度軌跡曲線是通過預(yù)先實驗調(diào)試獲得的標(biāo)準(zhǔn)吊臂伸縮長度軌跡曲線，如圖4中所示的曲線1。

軌跡長度獲取模塊535，用于從預(yù)存的吊臂伸縮長度軌跡曲線中，獲取吊臂當(dāng)前目標(biāo)長度l₀(t)，其中，l₀(t)為如圖4所示曲線1(吊臂伸縮長度目標(biāo)軌跡曲線)在當(dāng)前時刻的縱坐標(biāo)(吊臂伸縮長度)。

修正值獲取模塊536，用于根據(jù)軌跡長度獲取模塊535獲取的吊臂當(dāng)前目標(biāo)長度l₀(t)、以及當(dāng)前長度獲取單元獲取的吊臂當(dāng)前伸縮長度l(t)，確定伸縮修正值。

控制信號確定模塊533還用于根據(jù)基本值確定模塊確定的伸縮基本值、以及修正值獲取模塊536確定的伸縮修正值確定伸縮控制信號，之后指示輸出單元執(zhí)行將伸縮控制信號輸出給執(zhí)行機構(gòu)的操作。

在本發(fā)明的一個實施例中，所述伸縮控制信號可以根據(jù)執(zhí)行機構(gòu)的不同而采用不同的控制信號。例如：若執(zhí)行機構(gòu)包括比例電磁閥等電控閥時，可以采用電流信號或電壓信號等電信號作為伸縮控制信號； 執(zhí)行機構(gòu)包括可控閥時，可以采用壓力信號作為伸縮控制信號。

相應(yīng)地，在本發(fā)明上述實施例中，伸縮控制信號可以由伸縮基本值和伸縮修正值共同確定。其中，所述伸縮基本值可以采用伸縮基本電流、伸縮基本電壓、伸縮基本壓力等信號形式。伸縮修正值與伸縮基本值相對應(yīng)，可以包括可以采用電流修正值、電壓修正值、壓力修正值等信號形式。

在本發(fā)明的一個實施例中，控制信號確定模塊533具體用于根據(jù)伸縮基本電流I₀和電流修正值ΔI的和(即通過公式I＝I₀+ΔI)，確定伸縮控制信號(伸縮控制電流I)。

本發(fā)明上述實施例基于伸縮基本值和伸縮修正值，對伸縮臂的伸縮控制電流進行閉環(huán)控制，控制吊臂在目標(biāo)軌跡曲線下伸縮，此時，吊臂伸縮速度的切換過渡更加平穩(wěn)，系統(tǒng)抖動更小，不僅進一步提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性，而且系統(tǒng)壓力波動進一步減小，降低了壓力沖擊對液壓元件的損壞。

同時，本發(fā)明上述實施例采用軌跡曲線控制吊臂伸縮，有助于實現(xiàn)吊臂在不同工況下的伸縮規(guī)律保持一致，在保證吊臂伸縮效率的前提下，能夠進一步提高系統(tǒng)穩(wěn)定性。

此外，本發(fā)明上述實施例涉及的長度信號，更容易準(zhǔn)確獲取，由此，采用吊臂伸縮軌跡曲線控制大大提高了實現(xiàn)臂銷與銷孔的定位精度，從而提高了吊臂自動伸縮插銷的成功率。

圖7為本發(fā)明一個實施例中修正電流確定模塊的示意圖。如圖7所示，圖6實施例中的修正值獲取模塊536包括偏差確定子模塊5361和修正值確定子模塊5362，其中：

偏差確定子模塊5361，用于根據(jù)吊臂當(dāng)前目標(biāo)長度l₀(t)和吊臂當(dāng)前實際長度l(t)，確定當(dāng)前伸縮偏差Δl。即，如圖4所示，通過當(dāng)前時刻目標(biāo)軌跡1和實際軌跡2對應(yīng)的吊臂伸縮長度，確定當(dāng)前伸縮偏差Δl。

在本發(fā)明的一個實施例中，偏差確定子模塊5361具體用于根據(jù)公式Δl＝l₀(t)-l(t)確定當(dāng)前伸縮偏差Δl。

優(yōu)選的，如圖4所示，偏差確定子模塊5361具體用于根據(jù)當(dāng)前時刻目標(biāo)軌跡1和實際軌跡2在當(dāng)前時刻的縱坐標(biāo)(吊臂伸縮長度)的差值，確定當(dāng)前伸縮偏差Δl。

修正值確定子模塊5362，用于根據(jù)偏差確定子模塊5361確定的當(dāng)前伸縮偏差Δl，查詢預(yù)存的伸縮偏差和電流修正值的對應(yīng)關(guān)系，確定與當(dāng)前伸縮偏差Δl相對應(yīng)的電流修正值ΔI。

在本發(fā)明的一個實施例中，若l₀(t)>l(t)，當(dāng)前伸縮偏差Δl為正，則Δl相對應(yīng)的電流修正值ΔI為正，通過加大伸縮控制信號以加快吊臂伸縮控制速度，從而使得當(dāng)前實際長度l(t)逐漸向吊臂當(dāng)前目標(biāo)長度l₀(t)靠近；若l₀(t)<l(t)，當(dāng)前伸縮偏差Δl為負，則Δl相對應(yīng)的電流修正值ΔI為負，通過減小伸縮控制信號以降低吊臂伸縮控制速度，從而使得當(dāng)前實際長度l(t)逐漸向吊臂當(dāng)前目標(biāo)長度l₀(t)靠近。

圖8為本發(fā)明吊臂伸縮控制裝置另一實施例的示意圖。如圖8所示，所述裝置包括目標(biāo)長度獲取單元81、當(dāng)前長度獲取單元82、控制信號確定模塊83、輸出單元84，其中

本實施例中的目標(biāo)長度獲取單元81、當(dāng)前長度獲取單元82、控制信號確定模塊83、輸出單元84與圖5實施例中的目標(biāo)長度獲取單元51、當(dāng)前長度獲取單元52、控制信號確定模塊53、輸出單元54作用和功能類似，這里不再詳述。

在本發(fā)明圖8所示實施例中，所述裝置還可以包括檢測單元85，其中：

檢測單元85，用于檢測模式選擇開關(guān)的當(dāng)前狀態(tài)；并在模式選擇開關(guān)的當(dāng)前狀態(tài)為自動伸縮模式時，指示目標(biāo)長度獲取單元81執(zhí)行獲取吊臂目標(biāo)伸縮長度的操作，并指示當(dāng)前長度獲取單元82執(zhí)行實時獲取吊臂當(dāng)前伸縮長度的操作。

在本發(fā)明的一個實施例中，檢測單元85還用于模式選擇開關(guān)的當(dāng)前狀態(tài)為手動伸縮模式時，指示控制信號確定單元根據(jù)伸縮控制手柄的輸入信號確定伸縮控制信號，由此可以實現(xiàn)自動伸縮模式和手動伸縮模式的自由切換，方便用戶體驗。

圖9為本發(fā)明吊臂伸縮控制系統(tǒng)一個實施例的示意圖。如圖9所示，所述吊臂伸縮控制系統(tǒng)包括長度傳感器902、吊臂伸縮控制裝置903和執(zhí)行機構(gòu)904，其中：

長度傳感器902，用于實時采集吊臂當(dāng)前伸縮長度l(t)，并發(fā)送給吊臂伸縮控制裝置903。

在本發(fā)明的一個實施例中，長度傳感器902可以采用如圖2所示的拉線傳感器14，即缸長線傳感器，用于實時監(jiān)測伸縮缸頭與當(dāng)前吊臂所處位置。

吊臂伸縮控制裝置903，用于接收輸入裝置901和長度傳感器902的輸入信號，依據(jù)輸入信號進行判斷，向執(zhí)行機構(gòu)輸出控制電流。

在本發(fā)明的一個實施例中，吊臂伸縮控制裝置903為上述任一實施例中所述的吊臂伸縮控制裝置。

執(zhí)行機構(gòu)904，用于根據(jù)吊臂伸縮控制裝置903提供的伸縮控制信號，控制吊臂進行伸縮。

基于本發(fā)明上述實施例提供的吊臂伸縮控制系統(tǒng)，通過采集吊臂當(dāng)前伸縮長度l(t)實現(xiàn)對伸縮控制信號(例如伸縮控制電流)的實時調(diào)整，從而有助于提高吊臂伸縮過程中的穩(wěn)定性，降低液壓系統(tǒng)壓力沖擊；采用閉環(huán)控制，可以實現(xiàn)不同工況下的吊臂伸縮規(guī)律的一致性，保證了伸縮效率；同時，相比于根據(jù)伸縮速度信號對伸縮控制信號進行調(diào)整的方案中速度信號的獲取，本發(fā)明長度信號的獲取精度高，由此采用吊臂伸縮軌跡曲線控制能夠很好地保證臂銷與銷孔的定位精度，從而提高了吊臂自動伸縮插銷的成功率。

在本發(fā)明的一個實施例中，如圖9所示，所述系統(tǒng)還可以包括輸入裝置901，其中，所述輸入裝置901用于接收用戶(例如司機)輸入的吊臂目標(biāo)伸縮長度和/或吊臂目標(biāo)伸縮百分比，并發(fā)送給吊臂伸縮控制裝置903。

在本發(fā)明的一個實施例中，所述輸入裝置901可以采用顯示輸入裝置。

在本發(fā)明的一個實施例中，執(zhí)行機構(gòu)904可以包括比例電磁閥和液 壓馬達，其中：

比例電磁閥根據(jù)吊臂伸縮控制裝置903提供的伸縮控制信號，調(diào)節(jié)比例電磁閥的開口大小，進而通過液壓馬達控制吊臂的伸縮速度大小，從而實現(xiàn)對吊臂當(dāng)前伸縮長度的閉環(huán)控制。

圖10為本發(fā)明吊臂伸縮控制系統(tǒng)另一實施例的示意圖。如圖10所示，所述系統(tǒng)包括輸入裝置1001、長度傳感器1002、吊臂伸縮控制裝置1003、執(zhí)行機構(gòu)1004、模式選擇開關(guān)1005，其中：

本實施例中的輸入裝置1001、長度傳感器1002、吊臂伸縮控制裝置1003、執(zhí)行機構(gòu)1004，與圖9實施例中所述的輸入裝置901、長度傳感器902、吊臂伸縮控制裝置903、執(zhí)行機構(gòu)904結(jié)構(gòu)和功能類似，這里不再詳述。

模式選擇開關(guān)1005，用于接收用戶輸入的模式選擇信號，以便吊臂伸縮控制裝置根據(jù)模式選擇信號檢測模式選擇開關(guān)的當(dāng)前狀態(tài)。模式選擇開關(guān)1005用于根據(jù)所述模式選擇信號切換自動伸縮模式和手動伸縮模式。

在本發(fā)明的一個實施例中，如圖10所示，所述系統(tǒng)還可以包括伸縮控制手柄1006，其中：

伸縮控制手柄1006，用于在自動伸縮模式下，發(fā)出開始伸縮使能信號，其輸出信號值大小不影響伸縮速度；以及在手動伸縮模式下手動控制吊臂伸縮控制裝置的伸縮控制信號大小，進而控制吊臂伸縮速度。

通過本發(fā)明的上述實施例，可以實現(xiàn)吊臂伸縮的自動控制，并可以進行吊臂自動伸縮模式和手動伸縮模式的切換。

根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供一種具有單缸插銷式伸縮吊臂的工程機械，其特征在于，包括上述任一實施例中所述的吊臂伸縮控制裝置、或上述任一實施例中所述的吊臂伸縮控制系統(tǒng)。

本實施例中的工程機械可以是工程起重機、消防云梯車、高空作業(yè)車等工程機械。

本發(fā)明上述實施例基于伸縮基本值和伸縮修正值，對伸縮臂的伸 縮控制信號進行閉環(huán)控制，控制吊臂在軌跡曲線下伸縮，此時，吊臂能夠?qū)崿F(xiàn)伸縮速度切換過渡平穩(wěn)，系統(tǒng)抖動小，不僅進一步提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性，而且系統(tǒng)壓力波動進一步減小，降低了壓力沖擊對液壓元件的損壞。

同時，本發(fā)明上述實施例采用伸縮軌跡曲線對伸縮臂的伸縮控制信號進行閉環(huán)控制，以控制吊臂伸縮，有助于實現(xiàn)吊臂在不同工況下的伸縮規(guī)律保持一致，在保證吊臂伸縮效率的前提下，能夠進一步提高系統(tǒng)穩(wěn)定性。

此外，相比于根據(jù)伸縮速度信號對伸縮控制信號進行調(diào)整的方案中速度信號的獲取，本發(fā)明長度信號的獲取精度高，由此，采用吊臂伸縮軌跡曲線控制大大提高了實現(xiàn)臂銷與銷孔的定位精度，從而提高了吊臂自動伸縮插銷的成功率。

在上面所描述的吊臂伸縮控制裝置可以實現(xiàn)為用于執(zhí)行本發(fā)明所描述功能的通用處理器、可編程邏輯控制器(PLC)、數(shù)字信號處理器(DSP)、專用集成電路(ASIC)、現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA)或者其他可編程邏輯器件、分立門或者晶體管邏輯器件、分立硬件組件或者其任意適當(dāng)組合。

至此，已經(jīng)詳細描述了本發(fā)明。為了避免遮蔽本發(fā)明的構(gòu)思，沒有描述本領(lǐng)域所公知的一些細節(jié)。本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)上面的描述，完全可以明白如何實施這里公開的技術(shù)方案。

本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以理解實現(xiàn)上述實施例的全部或部分步驟可以通過硬件來完成，也可以通過程序來指令相關(guān)的硬件完成，所述的程序可以存儲于一種計算機可讀存儲介質(zhì)中，上述提到的存儲介質(zhì)可以是只讀存儲器，磁盤或光盤等。

本發(fā)明的描述是為了示例和描述起見而給出的，而并不是無遺漏的或者將本發(fā)明限于所公開的形式。很多修改和變化對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言是顯然的。選擇和描述實施例是為了更好說明本發(fā)明的原理和實際應(yīng)用，并且使本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員能夠理解本發(fā)明從而設(shè)計適于特定用途的帶有各種修改的各種實施例。