本發(fā)明涉及消防車的控制領(lǐng)域，特別是涉及一種消防車及其臂架的定位控制方法和裝置。

背景技術(shù)：

現(xiàn)有技術(shù)中臂架的定位控制，一般是一鍵定位控制至目標(biāo)位置，其速度太快可能導(dǎo)致臂架碰撞它物，造成臂架損失和安全事故；速度太慢又會(huì)影響臂架的靈活性和快速性，尤其是消防車的臂架定位控制中，臂架定位的速度直接影響滅火效率，對(duì)及時(shí)挽救人員和財(cái)產(chǎn)損失是一個(gè)關(guān)鍵要素。

以破拆消防車臂架取放更換破拆裝置為例，其常常由于各種原因容易碰撞它物，造成不必要的損失。示例的，一、外界環(huán)境惡劣，尤其是火災(zāi)造成煙霧較大、灰塵較多時(shí)，消防人員難于看清破拆裝置放置區(qū)的具體位置而造成碰撞；二、破拆裝置放置區(qū)距離駕駛室、水泵室等位置較近，操作不當(dāng)容易造成碰撞；三、火勢(shì)較大、任務(wù)緊急時(shí)，消防人員可能為加快滅火速度而降低臂架調(diào)控精確度而造成碰撞。所以，現(xiàn)有技術(shù)提出了諸多定位臂架更換破拆裝置的方法和裝置，如申請(qǐng)?zhí)枮?01510096946.7的發(fā)明專利，但大多數(shù)方法是將臂架從當(dāng)前位置直接一鍵定位至目標(biāo)位置，未考慮破拆裝置取放的實(shí)際過程，仍然難于避免破拆裝置碰撞放置區(qū)周圍的物件。

因此，如何提供一種效率與安全兼顧的臂架定位控制方法及裝置，是目前消防領(lǐng)域亟待解決的一個(gè)技術(shù)問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

有鑒于此，本發(fā)明提出一種臂架的定位控制方法，包括步驟：

s20：確定所述臂架的當(dāng)前操作為第一工況或第二工況；

s40：確定臂架末端的目標(biāo)位置，并根據(jù)所述目標(biāo)位置確定所述臂架末端的過渡位置；

s60：獲取所述臂架末端的當(dāng)前位置；

s80：在所述第一工況時(shí)，先根據(jù)所述當(dāng)前位置和所述目標(biāo)位置，將所述臂架末端從所述當(dāng)前位置移動(dòng)至所述目標(biāo)位置，再根據(jù)所述目標(biāo)位置和所述過渡位置，將所述臂架末端從所述目標(biāo)位置移動(dòng)至所述過渡位置；

在所述第二工況時(shí)，先根據(jù)所述當(dāng)前位置和所述過渡位置，將所述臂架末端從所述當(dāng)前位置移動(dòng)至所述過渡位置，再根據(jù)所述過渡位置和所述目標(biāo)位置，將所述臂架末端從所述過渡位置移動(dòng)至所述目標(biāo)位置。

進(jìn)一步地，所述控制方法用于定位臂架取放破拆裝置；

所述步驟s40，包括：

s41：獲取待取破拆裝置或待放破拆裝置的安放位置；

s42：根據(jù)所述安放位置確定所述目標(biāo)位置；

s43：根據(jù)所述目標(biāo)位置確定所述過渡位置；

所述第一工況為取所述待取破拆裝置的工況；所述第二工況為放所述待放破拆裝置的工況。

進(jìn)一步地，所述步驟s42，具體為：將所述安放位置的取放口處的預(yù)定位置確定為所述目標(biāo)位置；

所述步驟s43，具體為：將與所述目標(biāo)位置相距特定預(yù)設(shè)距離的某個(gè)位置，確定為所述過渡位置；或，在所述第一工況下，將與所述目標(biāo)位置相距第一預(yù)設(shè)距離的某個(gè)位置確定為所述過渡位置，在所述第二工況下，將所述目標(biāo)位置相距第二預(yù)設(shè)距離的某個(gè)位置確定為所述過渡位置。

進(jìn)一步地，在所述第一工況下，所述臂架末端從所述目標(biāo)位置移動(dòng)至所述過渡位置；或在所述第二工況下，所述臂架末端從所述過渡位置移動(dòng)至所述目標(biāo)位置時(shí)；所述臂架末端保持特定運(yùn)動(dòng)軌跡，或所述臂架末端的破拆裝置保持預(yù)定姿態(tài)。

進(jìn)一步地，所述臂架包括與轉(zhuǎn)臺(tái)依次連接的一級(jí)臂、二級(jí)臂和三級(jí)臂；

所述步驟s60，包括：

s61：獲取所述轉(zhuǎn)臺(tái)的當(dāng)前回轉(zhuǎn)角度值；

s62：獲取所述一級(jí)臂與水平面之間的當(dāng)前第一夾角；

s63：獲取所述一級(jí)臂與所述二級(jí)臂之間的當(dāng)前第二夾角；

s64：獲取所述二級(jí)臂與所述三級(jí)臂之間的當(dāng)前第三夾角。

進(jìn)一步地，所述步驟s80，包括：

s81：在所述第一工況時(shí)，將所述轉(zhuǎn)臺(tái)的當(dāng)前角度值調(diào)節(jié)至所述目標(biāo)位置所對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)臺(tái)的角度預(yù)設(shè)值；或，在所述第二工況時(shí)，將所述轉(zhuǎn)臺(tái)的當(dāng)前角度值調(diào)節(jié)至所述過渡位置所對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)臺(tái)的角度預(yù)設(shè)值；

s82：在所述第一工況時(shí)，將所述一級(jí)臂與水平面之間的當(dāng)前第一夾角調(diào)節(jié)至所述目標(biāo)位置所對(duì)應(yīng)的所述一級(jí)臂與水平面之間的第一預(yù)設(shè)夾角；或，在所述第二工況時(shí)，將所述一級(jí)臂與水平面之間的當(dāng)前第一夾角調(diào)節(jié)至所述過渡位置所對(duì)應(yīng)的所述一級(jí)臂與水平面之間的第一預(yù)設(shè)夾角；

s83：將所述一級(jí)臂與所述二級(jí)臂之間的當(dāng)前第二夾角調(diào)節(jié)至0°；

s84：在所述第一工況時(shí)，將所述二級(jí)臂與所述三級(jí)臂之間的當(dāng)前第三夾角調(diào)節(jié)至所述目標(biāo)位置所對(duì)應(yīng)的所述二級(jí)臂與所述三級(jí)臂之間的第三預(yù)設(shè)夾角；或，在所述第二工況時(shí)，將所述二級(jí)臂與所述三級(jí)臂之間的當(dāng)前第三夾角調(diào)節(jié)至所述過渡位置所對(duì)應(yīng)的所述二級(jí)臂與所述三級(jí)臂之間的第三預(yù)設(shè)夾角；

s85：在確保所述一級(jí)臂與所述二級(jí)臂之間的第二夾角為0°的前提下，在所述第一工況下，調(diào)節(jié)所述一級(jí)臂與水平面之間的第一夾角和所述二級(jí)臂與所述三級(jí)臂之間的第三夾角，使所述臂架末端從所述目標(biāo)位置移動(dòng)至所述過渡位置；或，在所述第二工況下，調(diào)節(jié)所述一級(jí)臂與水平面之間的第一夾角和所述二級(jí)臂與所述三級(jí)臂之間的第三夾角，使所述臂架末端從所述過渡位置移動(dòng)至所述目標(biāo)位置。

進(jìn)一步地，所述步驟s60還包括：

s65：根據(jù)所述當(dāng)前回轉(zhuǎn)角度值、當(dāng)前第一夾角、當(dāng)前第二夾角及當(dāng)前第三夾角及所述一級(jí)臂、二級(jí)臂和三級(jí)臂的長(zhǎng)度，確定所述臂架末端的位置；

所述步驟s80，包括：

在所述第一工況時(shí)，先根據(jù)所述當(dāng)前位置和所述目標(biāo)位置，采用優(yōu)化算法，確定所述一級(jí)臂與水平面之間的第一目標(biāo)夾角、所述一級(jí)臂與所述二級(jí)臂之間的第二目標(biāo)夾角以及所述二級(jí)臂與所述三級(jí)臂之間的第三目標(biāo)夾角，并根據(jù)所述第一目標(biāo)夾角、所述第二目標(biāo)夾角及所述第三目標(biāo)夾角，將所述臂架末端從所述當(dāng)前位置移動(dòng)至所述目標(biāo)位置；再根據(jù)所述目標(biāo)位置和所述過渡位置，確定所述一級(jí)臂與水平面之間的第一過渡夾角、所述一級(jí)臂與所述二級(jí)臂之間的第二過渡夾角以及所述二級(jí)臂與所述三級(jí)臂之間的第三過渡夾角，并根據(jù)所述第一過渡夾角、所述第二過渡夾角及所述第三過渡夾角，將所述臂架末端從所述目標(biāo)位置移動(dòng)至所述過渡位置；

在所述第二工況時(shí)，先根據(jù)所述當(dāng)前位置和所述過渡位置，采用優(yōu)化算法，確定所述一級(jí)臂與水平面之間的第一過渡夾角、所述一級(jí)臂與所述二級(jí)臂之間的第二過渡夾角以及所述二級(jí)臂與所述三級(jí)臂之間的第三過渡夾角，并根據(jù)所述第一過渡夾角、所述第二過渡夾角及所述第三過渡夾角，將所述臂架末端從所述當(dāng)前位置移動(dòng)至所述過渡位置；再根據(jù)所述過渡位置和所述目標(biāo)位置，確定所述一級(jí)臂與水平面之間的第一目標(biāo)夾角、所述一級(jí)臂與所述二級(jí)臂之間的第二目標(biāo)夾角以及所述二級(jí)臂與所述三級(jí)臂之間的第三目標(biāo)夾角，并根據(jù)所述第一目標(biāo)夾角、所述第二目標(biāo)夾角及所述第三目標(biāo)夾角，將所述臂架末端從所述過渡位置移動(dòng)至所述目標(biāo)位置。

另一方面，本發(fā)明還提供一種臂架的定位控制裝置，包括：第一確定模塊、第二確定模塊、獲取模塊、控制模塊和執(zhí)行模塊；

所述第一確定模塊，用于確定所述臂架的當(dāng)前操作為第一工況或第二工況；

所述第二確定模塊，用于確定所述臂架末端的目標(biāo)位置，并根據(jù)所述目標(biāo)位置確定過渡位置；

所述獲取模塊，用于獲取所述臂架末端的當(dāng)前位置；

所述控制模塊，與所述第一確定模塊、所述第二確定模塊、所述獲取模塊和所述執(zhí)行模塊連接，用于在所述第一工況時(shí)，先根據(jù)所述當(dāng)前位置和所述目標(biāo)位置，控制所述執(zhí)行模塊，將所述臂架末端從所述當(dāng)前位置移動(dòng)至所述目標(biāo)位置，再根據(jù)所述目標(biāo)位置和所述過渡位置，控制所述執(zhí)行模塊，將所述臂架末端從所述目標(biāo)位置移動(dòng)至所述過渡位置；

在所述第二工況時(shí)，先根據(jù)所述當(dāng)前位置和所述過渡位置，控制所述執(zhí)行模塊，將所述臂架末端從所述當(dāng)前位置移動(dòng)至所述過渡位置，再根據(jù)所述過渡位置和所述目標(biāo)位置，控制所述執(zhí)行模塊，將所述臂架末端從所述過渡位置移動(dòng)至所述目標(biāo)位置。

進(jìn)一步地，所述臂架包括與轉(zhuǎn)臺(tái)依次連接的一級(jí)臂、二級(jí)臂和三級(jí)臂；所述獲取模塊，包括：

回轉(zhuǎn)編碼器，用于獲取所述轉(zhuǎn)臺(tái)的當(dāng)前角度值；

第一角度傳感器，用于獲取所述一級(jí)臂與水平面之間的當(dāng)前第一夾角；

第二角度傳感器，用于獲取所述一級(jí)臂與所述二級(jí)臂之間的當(dāng)前第二夾角；

第三角度傳感器，用于獲取所述二級(jí)臂與所述三級(jí)臂之間的當(dāng)前第三夾角。

此外，本發(fā)明還提供一種消防車，包括底盤、設(shè)置在所述底盤上的轉(zhuǎn)臺(tái)、設(shè)置在所述轉(zhuǎn)臺(tái)上的臂架和設(shè)置在所述臂架末端的破拆裝置；

所述消防車采用上述任意的定位控制方法，或包括上述任意的定位控制裝置。

本發(fā)明提出的消防車及其臂架的定位控制方法和裝置，增設(shè)了一個(gè)與目標(biāo)位置相對(duì)的過渡位置，將臂架到達(dá)目標(biāo)位置的一個(gè)動(dòng)作，拆分為兩個(gè)動(dòng)作完成。具體的，在第一工況時(shí)，先將臂架末端從當(dāng)前位置移動(dòng)至目標(biāo)位置，再將臂架末端從目標(biāo)位置移動(dòng)至過渡位置；在第二工況時(shí)，先將臂架末端從當(dāng)前位置移動(dòng)至過渡位置，再將臂架末端從過渡位置移動(dòng)至目標(biāo)位置。在定位臂架末端到達(dá)著火點(diǎn)滅火、布料、定位臂架取放破拆裝置等實(shí)際工況中，一方面快速粗調(diào)動(dòng)作能將臂架末端快速定位至過渡位置，提高臂架定位的效率，另一方面慢速精調(diào)動(dòng)作能很大程度的保護(hù)臂架不被碰撞造成損失，延長(zhǎng)其使用壽命，也能降低臂架碰撞它物等安全事件發(fā)生的概率，其將效率與安全兼顧，快速性和安全性更強(qiáng)。

附圖說明

構(gòu)成本發(fā)明的一部分的附圖用來提供對(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：

圖1為本發(fā)明的消防車的一個(gè)實(shí)施例的正視圖；

圖2為本發(fā)明的消防車的一個(gè)實(shí)施例的俯視圖；

圖3為本發(fā)明的臂架的定位控制方法的一個(gè)實(shí)施例的流程圖；

圖4、6、10、11為本發(fā)明的控制方法的各步驟的一個(gè)實(shí)施例的子流程圖；

圖5、7-9為本發(fā)明的消防車的不同工作狀態(tài)的示意圖；

圖12為本發(fā)明的臂架的定位控制裝置的一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)框圖。

具體實(shí)施方式

需要說明的是，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。為詳細(xì)說明本發(fā)明的消防車及其臂架的定位控制方法和控制裝置，以圖1、2所示的消防車整車為例(圖1為示例消防車的正視圖、圖2為示例消防車的俯視圖)進(jìn)行詳細(xì)說明。具體的，該消防車整車包括底盤100、設(shè)置在底盤100上的轉(zhuǎn)臺(tái)200和設(shè)置在轉(zhuǎn)臺(tái)200上的臂架(示例的包括可折疊的一級(jí)臂310、二級(jí)臂320和三級(jí)臂330)。值得注意的，該附圖1、2僅為詳細(xì)說明本發(fā)明的簡(jiǎn)要示意，并不引以為限，尤其是上述臂架可包括任意節(jié)數(shù)的伸縮臂、折疊臂、或伸縮臂與折疊臂的任意組合。

在此基礎(chǔ)上，下面將參考附圖并結(jié)合實(shí)施例來詳細(xì)說明本發(fā)明。

如圖3所示，顯示了本發(fā)明的臂架的定位控制方法的一個(gè)具體實(shí)施例，包括步驟：

s20：確定臂架的當(dāng)前操作為第一工況或第二工況。

s40：確定臂架末端的目標(biāo)位置，并根據(jù)目標(biāo)位置確定臂架末端的過渡位置。

s60：獲取臂架末端的當(dāng)前位置。

s80：在第一工況時(shí)，先根據(jù)當(dāng)前位置和目標(biāo)位置，將臂架末端從當(dāng)前位置移動(dòng)至目標(biāo)位置，再根據(jù)目標(biāo)位置和過渡位置，將臂架末端從目標(biāo)位置移動(dòng)至過渡位置；

在第二工況時(shí)，先根據(jù)當(dāng)前位置和過渡位置，將臂架末端從當(dāng)前位置移動(dòng)至過渡位置，再根據(jù)過渡位置和目標(biāo)位置，將臂架末端從過渡位置移動(dòng)至目標(biāo)位置。

上述步驟s20-s80，描述了本發(fā)明的臂架的定位控制方法的一個(gè)具體實(shí)施例，在該方法中增設(shè)了一個(gè)與目標(biāo)位置相對(duì)的過渡位置，將臂架到達(dá)目標(biāo)位置的一個(gè)動(dòng)作，拆分為兩個(gè)動(dòng)作完成。具體的，在第一工況時(shí)，先將臂架末端從當(dāng)前位置移動(dòng)至目標(biāo)位置，再將臂架末端從目標(biāo)位置移動(dòng)至過渡位置；在第二工況時(shí)，先將臂架末端從當(dāng)前位置移動(dòng)至過渡位置，再將臂架末端從過渡位置移動(dòng)至目標(biāo)位置。在定位臂架末端到達(dá)著火點(diǎn)滅火、布料、定位臂架取放破拆裝置等實(shí)際工況中，一方面快速粗調(diào)動(dòng)作能將臂架末端快速定位至過渡位置，提高臂架定位的效率，另一方面慢速精調(diào)動(dòng)作能很大程度的保護(hù)臂架不被碰撞造成損失，延長(zhǎng)其使用壽命，也能降低臂架碰撞它物等安全事件發(fā)生的概率，其將效率與安全兼顧，快速性和安全性更強(qiáng)。值得注意的，1、上述步驟s20、s40、s60并不以其序號(hào)所表示的順序?yàn)橄?，上述三個(gè)步驟可根據(jù)實(shí)際工況，便利程度等更改執(zhí)行順序；2、該定位臂架末端到達(dá)著火點(diǎn)滅火僅為本發(fā)明臂架的定位控制方法應(yīng)用于某一工況的示范性舉例，本發(fā)明的控制方法還可應(yīng)用于其它需要過渡位置以避免臂架損傷、造成安全事故等問題的其它工況中。作為重點(diǎn)的，下面將該臂架的定位控制方法，應(yīng)用于一種特殊的工況——破拆消防車取放破拆裝置的工況為例，對(duì)本發(fā)明的臂架定位控制方法做進(jìn)一步詳細(xì)說明，該應(yīng)用為基于本發(fā)明發(fā)明構(gòu)思的一大關(guān)鍵性應(yīng)用，具有顯著的技術(shù)進(jìn)步性。

具體的，以圖1、2所示，該示例性消防車整車還包括設(shè)置在臂架末端的破拆裝置(示例的包括破拆剪410、破拆錘420、鏟斗430)和破拆裝置放置區(qū)(示例的包括破拆剪放置區(qū)510、破拆錘放置區(qū)520、鏟斗放置區(qū)530)。上述破拆裝置，可選但不僅限于包括破拆剪、破拆錘和鏟斗的任意一種或多種，還可包括其它破拆工具，其安放位置也不以圖示位于底盤100的尾部為限，可根據(jù)消防車整車布局、空間利用等設(shè)置在任意位置。

優(yōu)選的，將上述臂架的定位控制方法，應(yīng)用于定位臂架取放破拆裝置時(shí)，步驟s20可選但不僅限于定義第一工況為取待取破拆裝置的工況；第二工況為放待放破拆裝置的工況。具體的，消防人員可選但不僅限于通過設(shè)置在駕駛室內(nèi)的操控面板或手持移動(dòng)終端，通過鍵盤、鼠標(biāo)、按鈕、觸摸屏等輸入臂架當(dāng)前所需進(jìn)行的具體操作，如取或放破拆錘410、破拆剪420、鏟斗430的任意一個(gè)，以確定臂架的當(dāng)前操作為取待取破拆裝置的第一工況或放待放破拆裝置的第二工況。

如圖4所示，步驟s40，可選但不僅限于包括：

s41：獲取待取破拆裝置或待放破拆裝置的安放位置。具體的，消防人員可選但不僅限于在通過鍵盤、鼠標(biāo)、按鈕、觸摸屏等輸入臂架當(dāng)前所需進(jìn)行的具體操作，如取或放破拆錘410、破拆剪420、鏟斗430的任意一個(gè)時(shí)，即可根據(jù)待取或待放破拆裝置的類型調(diào)取預(yù)先存儲(chǔ)的破拆錘放置區(qū)510、破拆剪放置區(qū)520、鏟斗放置區(qū)530的相應(yīng)位置作為該待取或待放破拆裝置的安放位置；或者通過鍵盤、鼠標(biāo)、按鈕、觸摸屏等直接輸入當(dāng)前待取或待放破拆裝置的安放位置。具體的，該安放位置可選但不僅限于通過空間坐標(biāo)表示，如以底盤100的中心或轉(zhuǎn)臺(tái)200的中心為坐標(biāo)原點(diǎn)，以底盤100或轉(zhuǎn)臺(tái)200的水平軸線為橫坐標(biāo)、豎直軸線為縱坐標(biāo)，設(shè)定各放置區(qū)的相對(duì)坐標(biāo)作為該安放位置的坐標(biāo)。

s42：根據(jù)安放位置確定目標(biāo)位置。具體的，可選但不僅限于將上述安放位置的取放口處的預(yù)定位置確定為該目標(biāo)位置。示例的，在安放位置確定后，即可根據(jù)破拆裝置的類型、擺放姿態(tài)等，將安放位置的取放口處的某個(gè)預(yù)定位置確定為目標(biāo)位置。

s43：根據(jù)目標(biāo)位置確定過渡位置。具體的，可選但不僅限于將與目標(biāo)位置相距特定預(yù)設(shè)距離的某個(gè)位置，確定為過渡位置；或，在第一工況下，將與目標(biāo)位置相距第一預(yù)設(shè)距離的某個(gè)位置確定為過渡位置，在第二工況下，將目標(biāo)位置相距第二預(yù)設(shè)距離的某個(gè)位置確定為過渡位置。換句話說，上述第一工況、第二工況下的過渡位置，可設(shè)置為同一位置，也可根據(jù)不同工況設(shè)置為不同位置。更為具體的，上述特定預(yù)設(shè)距離、第一預(yù)設(shè)距離、第二預(yù)設(shè)距離，可選但不僅限于為某固定值，如以與目標(biāo)位置相距1.5-1.8m范圍內(nèi)的位置，作為過渡位置；或?yàn)楦鶕?jù)待取或待放破拆裝置的類型、尺寸等參數(shù)而設(shè)定的可變值，如根據(jù)破拆錘、破拆剪、鏟斗的實(shí)際尺寸，將與目標(biāo)相距該長(zhǎng)/寬/高的距離，作為過渡位置。更為具體的，該目標(biāo)位置和過渡位置可選但不僅限于對(duì)應(yīng)于臂架的兩個(gè)預(yù)設(shè)姿態(tài)，以圖1所示的消防車為例，其分別對(duì)應(yīng)不同的轉(zhuǎn)臺(tái)角度預(yù)設(shè)值、第一夾角預(yù)設(shè)值、第二夾角預(yù)設(shè)值和第三夾角預(yù)設(shè)值，以便于后續(xù)將臂架定位至目標(biāo)位置和過渡位置。

在該實(shí)施例中，上述臂架的定位控制方法應(yīng)用于臂架取放破拆裝置，其增設(shè)了一個(gè)與目標(biāo)位置相對(duì)的過渡位置，而將臂架取或放破拆裝置的一個(gè)動(dòng)作拆分成兩個(gè)動(dòng)作完成。具體的，當(dāng)臂架的當(dāng)前操作為第一工況的取待取破拆裝置時(shí)(如圖5所示)，此時(shí)臂架末端是空的，沒有裝設(shè)任何破拆裝置，無需考慮其末端裝載物碰撞安放位置周圍，所以可將臂架從當(dāng)前位置直接快速粗調(diào)移動(dòng)至目標(biāo)位置(如圖7所示，優(yōu)選為待取破拆裝置或待放破拆裝置的安放位置的取放口)，在臂架抓取到所需破拆裝置，預(yù)計(jì)將破拆裝置完全移出安放位置時(shí)，需要考慮該破拆裝置可能碰撞安放位置周圍，所以需要將臂架慢速精調(diào)移動(dòng)至過渡位置(如圖8所示，與目標(biāo)位置相距特定預(yù)設(shè)距離的某個(gè)位置，優(yōu)選為與安放位置垂直，且高于預(yù)設(shè)高度的某個(gè)位置)，將破拆裝置完全移出放置區(qū)，完成整個(gè)取待取破拆裝置的動(dòng)作；當(dāng)臂架的當(dāng)前操作為第二工況的放待放破拆裝置時(shí)(如圖9所示)，此時(shí)臂架末端已裝設(shè)破拆裝置，需要考慮其末端裝載物碰撞安放位置周圍，所以需要將臂架先快速粗調(diào)移動(dòng)至過渡位置(如圖8所示)，再慢速精調(diào)移動(dòng)至目標(biāo)位置(如圖7所示)，將破拆裝置完全放入放置區(qū)，完成整個(gè)放待放破拆裝置的動(dòng)作。

綜上所述，本發(fā)明的臂架的定位控制方法，在應(yīng)用于取放破拆裝置時(shí)，通過引入過渡位置，將取放過程分成粗調(diào)和精調(diào)兩個(gè)步驟，將破拆裝置從安放位置完全移出放置區(qū)和完全放入放置區(qū)劃入精調(diào)步驟完成，能有效避免破拆裝置碰撞放置區(qū)周圍，保護(hù)破拆裝置及放置區(qū)周圍物件不被損壞，延長(zhǎng)其使用壽命，也能降低破拆裝置掉落等安全事件發(fā)生的概率，其取放破拆裝置的安全性、快速性更強(qiáng)。值得注意的，與目標(biāo)位置相距特定預(yù)設(shè)距離/第一預(yù)設(shè)距離/第二預(yù)設(shè)距離的過渡位置，并不以與安放位置垂直，且高于預(yù)設(shè)高度的位置為限，僅為圖1所示消防車避免破拆裝置碰撞周圍物件的優(yōu)選實(shí)施例，本領(lǐng)域技術(shù)人員可預(yù)見的其它過渡位置，均在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)，示例的，當(dāng)破拆裝置橫向放入放置區(qū)時(shí)，則需先將破拆裝置水平移動(dòng)一段距離，將其完全移出或放入放置區(qū)內(nèi)，此時(shí)該過渡位置優(yōu)選為與目標(biāo)位置水平相距預(yù)設(shè)距離的某個(gè)位置。

更為優(yōu)選的，在第一工況下，臂架末端從目標(biāo)位置移動(dòng)至過渡位置；或在第二工況下，臂架末端從過渡位置移動(dòng)至目標(biāo)位置時(shí)；臂架末端保持特定運(yùn)動(dòng)軌跡，或臂架末端的破拆裝置保持預(yù)定姿態(tài)。同樣以定位臂架取放破拆裝置為例，如圖1所示，破拆錘410為垂直放置在破拆錘放置區(qū)510內(nèi)，所以在將破拆錘410完全取出破拆錘放置區(qū)510(第一工況下，臂架末端從目標(biāo)位置移動(dòng)至過渡位置)或完全放入破拆錘放置區(qū)510(第二工況下，臂架末端從過渡位置移動(dòng)至目標(biāo)位置)時(shí)，優(yōu)選為使臂架末端保持垂直上下的運(yùn)動(dòng)軌跡或使臂架末端的破拆裝置保持垂直上下的預(yù)定姿態(tài)，使破拆錘510能垂直取出或垂直放入，通過垂直向上將破拆裝置完全移出放置區(qū)，或垂直向下將破拆裝置完全放入放置區(qū)，而避免其碰撞放置區(qū)周圍物件，造成零配件損失和安全風(fēng)險(xiǎn)。更為具體的，該垂直上下的軌跡，優(yōu)選為勻速運(yùn)動(dòng)，以進(jìn)一步提高臂架動(dòng)作的穩(wěn)定性，提高消防車整車的穩(wěn)定性和安全性。

更為優(yōu)選的，如圖1、6所示，本發(fā)明以臂架包括與轉(zhuǎn)臺(tái)依次連接的一級(jí)臂310、二級(jí)臂320和三級(jí)臂330為例。上述步驟s60可選但不僅限于通過獲取轉(zhuǎn)臺(tái)200、一級(jí)臂310、二級(jí)臂320和三級(jí)臂330的姿態(tài)參數(shù)，唯一確定的獲取臂架末端的當(dāng)前位置，或通過gps定位等直接獲取臂架末端的當(dāng)前位置。

具體的，步驟s60，可通過在消防車整車的某些位置設(shè)置回轉(zhuǎn)編碼器、長(zhǎng)度傳感器、角度傳感器等，通過檢測(cè)整車狀態(tài)而獲取臂架末端的當(dāng)前位置，可選但不僅限于包括：s61：獲取轉(zhuǎn)臺(tái)的當(dāng)前回轉(zhuǎn)角度值；s62：獲取一級(jí)臂與水平面之間的當(dāng)前第一夾角；s63：獲取一級(jí)臂與二級(jí)臂之間的當(dāng)前第二夾角；s64：獲取二級(jí)臂與三級(jí)臂之間的當(dāng)前第三夾角。

更為優(yōu)選的，本發(fā)明以臂架包括與轉(zhuǎn)臺(tái)200連接的一級(jí)臂310、二級(jí)臂320和三級(jí)臂330為例，深入考慮了s80中，如何定位臂架完成取/放動(dòng)作破拆裝置的具體過程。具體的，如圖10所示，步驟s80，可選但不僅限于包括：s81：在第一工況時(shí)，將轉(zhuǎn)臺(tái)的當(dāng)前角度值調(diào)節(jié)至目標(biāo)位置所對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)臺(tái)的角度預(yù)設(shè)值(如圖7所示)；或，在第二工況時(shí)，將轉(zhuǎn)臺(tái)的當(dāng)前角度值調(diào)節(jié)至過渡位置所對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)臺(tái)的角度預(yù)設(shè)值(如圖8所示)；s82：在第一工況時(shí)，將一級(jí)臂與水平面之間的當(dāng)前第一夾角調(diào)節(jié)至目標(biāo)位置所對(duì)應(yīng)的一級(jí)臂與水平面之間的第一預(yù)設(shè)夾角(如圖7所示的65°)；或，在第二工況時(shí)，將一級(jí)臂與水平面之間的當(dāng)前第一夾角調(diào)節(jié)至過渡位置所對(duì)應(yīng)的一級(jí)臂與水平面之間的第一預(yù)設(shè)夾角(如圖7所示的80°)；s83：將一級(jí)臂與二級(jí)臂之間的當(dāng)前第二夾角調(diào)節(jié)至0°和s84：在第一工況時(shí)，將二級(jí)臂與三級(jí)臂之間的當(dāng)前第三夾角調(diào)節(jié)至目標(biāo)位置所對(duì)應(yīng)的二級(jí)臂與三級(jí)臂之間的第三預(yù)設(shè)夾角(如圖7所示的121°)；或，在第二工況時(shí)，將二級(jí)臂與三級(jí)臂之間的當(dāng)前第三夾角調(diào)節(jié)至過渡位置所對(duì)應(yīng)的二級(jí)臂與三級(jí)臂之間的第三預(yù)設(shè)夾角(如圖8所示的123°)。至此完成快速粗調(diào)的步驟，進(jìn)入精調(diào)的步驟：s85：在確保一級(jí)臂與二級(jí)臂之間的第二夾角為0°的前提下，在第一工況下，調(diào)節(jié)一級(jí)臂與水平面之間的第一夾角和二級(jí)臂與三級(jí)臂之間的第三夾角，使臂架末端從目標(biāo)位置移動(dòng)至過渡位置(如圖8所示的123°)；或，在第二工況下，調(diào)節(jié)一級(jí)臂與水平面之間的第一夾角和二級(jí)臂與三級(jí)臂之間的第三夾角，使臂架末端從過渡位置移動(dòng)至目標(biāo)位置(如圖7所示的121°)。具體的，s85的精調(diào)步驟中，在確保一級(jí)臂與二級(jí)臂之間的第二夾角為0°的前提下，可逐步調(diào)節(jié)一級(jí)臂與水平面之間的第一夾角，并根據(jù)聯(lián)動(dòng)三級(jí)臂末端所產(chǎn)生的位移，同時(shí)調(diào)節(jié)二級(jí)臂與三級(jí)臂之間的第三夾角，以確保臂架從目標(biāo)位置移動(dòng)至過渡位置或從過渡位置移動(dòng)至目標(biāo)位置。更為具體的，同時(shí)調(diào)節(jié)二級(jí)臂與三級(jí)臂之間的第三夾角時(shí)，優(yōu)選確保從目標(biāo)位置移動(dòng)至過渡位置或從過渡位置移動(dòng)至目標(biāo)位置的軌跡為垂直上下的軌跡，以避免破拆裝置碰撞放置區(qū)周圍的它物。

更為具體的，在另一個(gè)實(shí)施例中，如圖11所示，步驟s60還包括：s65：根據(jù)當(dāng)前回轉(zhuǎn)角度值、當(dāng)前第一夾角、當(dāng)前第二夾角及當(dāng)前第三夾角及一級(jí)臂、二級(jí)臂和三級(jí)臂的長(zhǎng)度，確定臂架末端的位置。步驟s80，包括：

在第一工況時(shí)，先根據(jù)當(dāng)前位置和目標(biāo)位置，采用優(yōu)化算法，確定一級(jí)臂與水平面之間的第一目標(biāo)夾角、一級(jí)臂與二級(jí)臂之間的第二目標(biāo)夾角以及二級(jí)臂與三級(jí)臂之間的第三目標(biāo)夾角，并根據(jù)第一目標(biāo)夾角、第二目標(biāo)夾角及第三目標(biāo)夾角，將臂架末端從當(dāng)前位置移動(dòng)至目標(biāo)位置；再根據(jù)目標(biāo)位置和過渡位置，確定一級(jí)臂與水平面之間的第一過渡夾角、一級(jí)臂與二級(jí)臂之間的第二過渡夾角以及二級(jí)臂與三級(jí)臂之間的第三過渡夾角，并根據(jù)第一過渡夾角、第二過渡夾角及第三過渡夾角，將臂架末端從目標(biāo)位置移動(dòng)至過渡位置；

在第二工況時(shí)，先根據(jù)當(dāng)前位置和過渡位置，采用優(yōu)化算法，確定一級(jí)臂與水平面之間的第一過渡夾角、一級(jí)臂與二級(jí)臂之間的第二過渡夾角以及二級(jí)臂與三級(jí)臂之間的第三過渡夾角，并根據(jù)第一過渡夾角、第二過渡夾角及第三過渡夾角，將臂架末端從當(dāng)前位置移動(dòng)至過渡位置；再根據(jù)過渡位置和目標(biāo)位置，確定一級(jí)臂與水平面之間的第一目標(biāo)夾角、一級(jí)臂與二級(jí)臂之間的第二目標(biāo)夾角以及二級(jí)臂與三級(jí)臂之間的第三目標(biāo)夾角，并根據(jù)第一目標(biāo)夾角、第二目標(biāo)夾角及第三目標(biāo)夾角，將臂架末端從過渡位置移動(dòng)至目標(biāo)位置。

在該實(shí)施例中，給出了s80步驟中如何定位臂架動(dòng)作的另一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，上述優(yōu)化算法，可選但不僅限于采用使臂架運(yùn)動(dòng)軌跡最優(yōu)、行程最短、避開障礙物或使臂架動(dòng)作的流量需求最小等需求而定。

另一方面，如圖12所示，本發(fā)明還在此基礎(chǔ)上提供了一種臂架的定位控制裝置，包括：第一確定模塊10、第二確定模塊20、獲取模塊30、控制模塊40和執(zhí)行模塊50。其中，第一確定模塊10，用于確定臂架的當(dāng)前操作為第一工況或第二工況。第二確定模塊20，用于確定臂架末端的目標(biāo)位置，并根據(jù)目標(biāo)位置確定過渡位置。具體的，第一確定模塊10、第二確定模塊20可選但不僅限于獨(dú)立設(shè)置或合一設(shè)置在駕駛室內(nèi)的操作平臺(tái)或手持移動(dòng)終端，通過觸摸屏、鍵盤、鼠標(biāo)、按鈕等選擇取待取破拆裝置或放待放破拆裝置，以確定臂架的當(dāng)前操作為第一工況或第二工況，并通過當(dāng)前所需的待取破拆裝置或待放破拆裝置的具體選擇，而通過存儲(chǔ)器調(diào)取其安放位置、屬性參數(shù)等，確定目標(biāo)位置和過渡位置。

獲取模塊30，用于獲取臂架末端的當(dāng)前位置。具體的，如圖1所示，獲取模塊30，包括設(shè)置在轉(zhuǎn)臺(tái)上的回轉(zhuǎn)編碼器31，用于獲取轉(zhuǎn)臺(tái)的當(dāng)前角度值；設(shè)置在一級(jí)臂310上的第一角度傳感器32，用于獲取一級(jí)臂與水平面之間的當(dāng)前第一夾角；設(shè)置在二級(jí)臂320上的第二角度傳感器33，用于獲取一級(jí)臂與二級(jí)臂之間的當(dāng)前第二夾角以及設(shè)置在三級(jí)臂330上的第三角度傳感器34，用于獲取二級(jí)臂與三級(jí)臂之間的當(dāng)前第三夾角，通過分別獲取轉(zhuǎn)臺(tái)200、一級(jí)臂310、二級(jí)臂320和三級(jí)臂330的姿態(tài)而唯一確定臂架末端的當(dāng)前位置。

控制模塊40，與第一確定模塊10、第二確定模塊20、獲取模塊30和執(zhí)行模塊50連接，用于在第一工況時(shí)，先根據(jù)當(dāng)前位置和目標(biāo)位置，控制執(zhí)行模塊50，將臂架末端從當(dāng)前位置移動(dòng)至目標(biāo)位置，再根據(jù)目標(biāo)位置和過渡位置，控制執(zhí)行模塊50，將臂架末端從目標(biāo)位置移動(dòng)至過渡位置；在第二工況時(shí)，先根據(jù)當(dāng)前位置和過渡位置，控制執(zhí)行模塊50，將臂架末端從當(dāng)前位置移動(dòng)至過渡位置，再根據(jù)過渡位置和目標(biāo)位置，控制執(zhí)行模塊50，將臂架末端從過渡位置移動(dòng)至目標(biāo)位置。具體的，控制模塊40，可選但不僅限于為單片機(jī)、plc等可編程邏輯器件，通過內(nèi)設(shè)程序，完成上述特定控制策略，其一端通過總線、wifi、藍(lán)牙等有線或無線方式與第一確定模塊10、第二確定模塊20和獲取模塊30連接，以獲取工況信息、安放位置信息、臂架當(dāng)前位置信息等有效信息，再根據(jù)內(nèi)設(shè)程序完成選擇、計(jì)算、優(yōu)化等步驟后，將相應(yīng)指令發(fā)送給執(zhí)行模塊50控制臂架完成上述操作。更為具體的，執(zhí)行模塊50，可選但不僅限于包括多路閥、驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)等，以驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)臺(tái)、臂架完成相應(yīng)操作。

更為具體的，如圖1所示，本發(fā)明還提供一種消防車，包括底盤100、設(shè)置在底盤上的轉(zhuǎn)臺(tái)200、設(shè)置在轉(zhuǎn)臺(tái)200上的臂架和設(shè)置在臂架末端的破拆裝置，其技術(shù)要點(diǎn)在于采用上述任意的定位控制方法，或上述任意的定位控制裝置。

上述消防車及其臂架的定位控制裝置，與上述臂架的定位控制方法對(duì)應(yīng)，其技術(shù)特征的組合和技術(shù)效果在此不再贅述。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)。