一種登高車輛臂架定點展開控制方法
【專利摘要】本發明涉及登高車輛控制【技術領域】，公開一種登高車輛臂架定點展開控制方法，包括：設定安裝于臂架末端的工作斗的目標位置參數，且獲取轉臺的實時角度信息和臂架的實時位置參數；根據設定的工作斗的目標位置參數，確定能夠將工作斗送到目標位置、符合臂架物理屬性限制以及臂架邏輯保護、包含折臂變幅角度的臂架目標姿態數據、并根據轉臺的實時角度信息和臂架的實時位置參數、臂架目標姿態數據確定轉臺及臂架的運行參數；根據轉臺及臂架的運行參數控制轉臺及臂架動作，使工作斗運行到目標位置。上述登高車輛臂架定點展開控制方法能夠提高登高車輛實際使用過程中的靈活性。
【專利說明】一種登高車輛臂架定點展開控制方法【技術領域】
[0001]本發明涉及登高車輛控制【技術領域】，特別涉及一種登高車輛臂架定點展開控制方法。
【背景技術】
[0002]登高車輛，特別是登高消防車，在高層建筑的消防以及救援工作中的作用越來越大。
[0003]隨著高層建筑的高度增加，登高消防車的比價高度也越來越高，為提高登高消防車的臂架在消防以及救援過程中定點展開的速度，市場中出現了采用智能控制系統控制臂架自動展開技術的登高消防車。
[0004]目前，采用智能系統控制臂架自動展開技術的登高消防車中，駕駛員通過在人機交互裝置設定臂架末端的工作斗的目標位置參數，智能控制系統自行控制登高消防車的轉臺以及臂架動作，實現登高消防車臂架的自動定點展開，從而將工作斗快速運行到設定的目標位置，簡化了駕駛員的操作，同時提高了臂架定點展開的速度。
[0005]如圖1所示，臂架一般包括伸縮臂1、一端鉸接在伸縮臂末端的折臂2、以及鉸接在折臂末端的飛臂4，通過飛臂4和連桿對工作斗3進行調平，且折臂2相對于伸縮臂I的轉角Θ范圍是一定的。 [0006]但是，目前，通過智能控制系統對登高消防車的臂架實施定點展開時，為了提高臂架定點展開的速度，控制臂架動作過程中考慮的只是如何在臂架動作幅度最小的前提下使工作斗3到達目標位置，沒有考慮工作斗3在到達目標位置后的調整空間，導致消防登高車在實際救援以及消防過程中的靈活性較低。
【發明內容】
[0007]本發明提供了一種登高車輛臂架定點展開控制方法，能夠提高登高車輛實際使用過程中的靈活性。
[0008]為達到上述目的，本發明提供以下技術方案:
[0009]一種登高車輛臂架定點展開控制方法，包括:
[0010]設定安裝于臂架末端的工作斗的目標位置參數，且獲取轉臺的實時角度信息和臂架的實時位置參數；設定的工作斗的目標位置參數具體包括工作斗的高度參數、臂架幅度參數、轉臺回轉角度參數；
[0011]根據設定的工作斗的目標位置參數，確定能夠將工作斗送到目標位置、符合臂架物理屬性限制以及臂架邏輯保護、包含折臂變幅角度的臂架目標姿態數據、并根據轉臺的實時角度信息和臂架的實時位置參數、臂架目標姿態數據確定轉臺及臂架的運行參數；其中:
[0012]若折臂變幅角度在90°~180°范圍內有唯一解時，則確定包含該折臂變幅角度的臂架姿態數據為臂架目標姿態數據；[0013]若折臂變幅角度在90°?180°范圍內有至少兩個解時，分別計算臂架以及轉臺運行到各組臂架姿態數據的運行時間參數，根據選擇策略確定其中一組臂架姿態數據為臂架目標姿態數據；
[0014]若折臂變幅角度在90°?180°范圍內無解時，則在折臂變幅角度為0°?90°范圍內或180°?折臂最大變幅角度范圍內的解中，計算臂架以及轉臺運行到各臂架姿態數據的運行時間參數，根據選擇策略確定其中一組臂架姿態數據為臂架目標姿態數據；
[0015]根據轉臺及臂架的運行參數控制轉臺及臂架動作，使工作斗運行到目標位置。
[0016]上述控制方法中，設定了工作斗的目標位置參數后，首先根據設定的目標位置參數確定臂架展開后的目標姿態數據，并根據轉臺的實時角度信息、臂架的實時位置信息、臂架目標姿態數據確定轉臺及臂架的運行參數，當折臂變幅角度在90°?180°范圍內有解時，優選將折臂動作后的變幅角度限定在90°?180°范圍內，折臂的變幅角度處于90°?180°范圍內時，臂架將工作斗送到目標位置后工作斗的可調性高，可以在不改變伸縮臂的伸縮長度的條件下繼續增大工作斗工作的高度，在臂架一次定點展開之后，便于對設定的工作斗的目標位置上方的待救援者以及需要救助位置進行救助，提高了登高車輛實際應用中的靈活性；轉臺和折臂的運行參數的確定是在選定了折臂目標姿態數據的基礎上進行的，從而保證轉臺以及臂架在運行參數的控制下能夠實現臂架的目標姿態，將工作斗送到目標位置。
[0017]所以，本發明提供的登高車輛臂架定點展開控制方法能夠提高登高車輛實際使用過程中的靈活性。
[0018]優選地，所述根據設定的工作斗的目標位置參數，確定能夠將工作斗送到目標位置、符合臂架物理屬性限制以及臂架邏輯保護、包含折臂變幅角度的臂架目標姿態數據，具體包括:
[0019]根據設定的工作斗的目標位置參數，確定能夠將工作斗送到目標位置、且符合臂架物理屬性限制以及臂架邏輯保護的臂架姿態數據；
[0020]根據臂架的實時位置參數以及轉臺的實時角度參數，確定轉臺和臂架運行到各組姿態數據的運行時間參數；
[0021]根據各組臂架姿態數據中折臂的變幅角度數據、以及轉臺和臂架運行到該姿態時的運行時間參數、選擇策略，確定臂架的目標姿態數據。
[0022]優選地，所述根據設定的工作斗的目標位置參數，確定能夠將工作斗送到目標位置、且符合臂架物理屬性限制以及臂架邏輯保護的臂架姿態數據，具體包括:
[0023]根據設定的工作斗的目標位置參數，確定所有能夠將工作斗送達目標位置的臂架姿態數據；
[0024]剔除不符合臂架物理屬性限制的臂架姿態數據，同時剔除不符合臂架邏輯保護的臂架姿態數據。
[0025]優選地，所述不符合臂架物理屬性限制的臂架姿態數據包括:
[0026]伸縮臂的目標長度超出伸縮臂的伸出長度范圍的臂架姿態數據；
[0027]伸縮臂的目標變幅角度超出伸縮臂的變幅角度范圍的臂架姿態數據；
[0028]所述不符合臂架邏輯保護的臂架姿態數據包括:
[0029]折臂的變幅角度小于伸縮臂的變幅角度的數據；[0030]使伸縮臂與折臂之間產生干涉的數據。
[0031]優選地，所述步驟根據設定的工作斗的目標位置參數，確定能夠將工作斗送到目標位置、符合臂架物理屬性限制以及臂架邏輯保護、包含折臂變幅角度的若干組臂架姿態數據以及轉臺和臂架實現目標姿態的運行參數之前，還包括:
[0032]確定登高車輛滿足啟停條件。
[0033]優選地,所述啟停條件具體包括:
[0034]扶梯收回到位；
[0035]下車全腿展開；
[0036]下車調平；
[0037]防碰撞檢測裝置開啟；
[0038]腳踏開關閉合；
[0039]電控手柄處于中位；
[0040]發動機已啟動。
[0041]優選地，所述伸縮臂的變幅角度范圍為O?85°。
[0042]優選地，所述設定臂架末端的工作斗的目標位置參數，具體包括:
[0043]在人機交換裝置內設定工作斗目標位置的高度參數；
[0044]確定人機交互裝置內錄入的登高車輛工作斗定點展開工作范圍內與所述高度參數對應的臂架幅度范圍；
[0045]在確定的臂架幅度范圍內選擇臂架幅度參數。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0046]圖1為一種登高車輛的結構示意圖；
[0047]圖2為登高車輛中臂架收回時的姿態原理示意圖；
[0048]圖3為本發明實施例提供的控制方法的流程示意圖；
[0049]圖4為采用本發明提供的控制方法確定的臂架的目標姿態示意圖。
【具體實施方式】
[0050]為了在對提高登高車輛在實際使用過程中的靈活性，進而提高消防以及救援的效率，本發明實施例提供了一種登高車輛臂架定點展開控制方法。在該技術方案中，設定了工作斗的目標位置參數之后，首先根據設定的工作斗的目標位置參數確定臂架將工作斗送到目標位置后的目標姿態，通過確定的目標姿態使臂架將工作斗送到目標位置后，工作斗具有較大的調整空間，提高了登高車輛實際應用中的靈活性。下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。
[0051]請結合圖1參考圖2，登高車輛中，臂架收回時的狀態如圖2所示，伸縮臂I水平放置，折臂2繞折臂2與伸縮臂I之間的樞轉軸折向伸縮臂1，且折臂2與伸縮臂I平行，臂架的飛臂4與伸縮臂I平行。
[0052]請參考圖3和圖4，其中，如圖4所示，本發明實施例提供的登高車輛臂架定點展開控制方法，包括:
[0053]步驟S401:設定安裝于臂架末端的工作斗3的目標位置參數，且獲取轉臺的實時角度信息和臂架的實時位置參數；設定的工作斗的目標位置參數具體包括工作斗的高度參數、臂架幅度參數、轉臺回轉角度參數；
[0054]步驟S402:根據設定的工作斗的目標位置參數，確定能夠將工作斗送到目標位置、符合臂架物理屬性限制以及臂架邏輯保護、包含折臂變幅角度的臂架目標姿態數據、并根據轉臺的實時角度信息和臂架的實時位置參數、臂架目標姿態數據確定轉臺及臂架的運行參數；其中:
[0055]若折臂變幅角度在90°?180°范圍內有唯一解時，則確定包含該折臂變幅角度的臂架姿態數據為臂架目標姿態數據；
[0056]若折臂變幅角度在90°?180°范圍內有至少兩個解時，分別計算臂架以及轉臺運行到各組臂架姿態數據的運行時間參數，根據選擇策略確定其中一組臂架姿態數據為臂架目標姿態數據；
[0057]若折臂變幅角度在90°?180°范圍內無解時，則在折臂變幅角度為0°?90°范圍內或180°?折臂最大變幅角度范圍內的解中，計算臂架以及轉臺運行到各臂架姿態數據的運行時間參數，根據選擇策略確定其中一組臂架姿態數據為臂架目標姿態數據；
[0058]步驟S403:根據轉臺及臂架的運行參數控制轉臺及臂架動作，使工作斗運行到目標位置。
[0059]上述步驟S402中提到的選擇策略，優選為選擇運行時間最短的選擇策略，以提高登高車輛將工作斗3送到目標位置的速度。
[0060]上述控制方法中，通過步驟S401設定工作斗的目標位置參數，且獲得轉臺的實時角度信息和臂架的實時位置參數后，通過步驟S402根據設定的目標位置參數確定臂架展開后的目標姿態數據，并根據轉臺的實時角度信息、臂架的實時位置信息、臂架目標姿態數據確定轉臺及臂架的運行參數，進而確定臂架中折臂2的變幅角度β的范圍和臂架及轉臺的運行參數，最后通過步驟S403根據轉臺以及臂架的運行參數控制轉臺及臂架工作，在臂架到達目標姿態時將工作斗3運行到目標位置。
[0061]步驟S402中，當折臂2的變幅角度β在90°?180°范圍內有解時，將折臂2動作后的變幅角度β限定在90°?180°范圍內，折臂2的變幅角度β處于90°?180°范圍內時，臂架將工作斗3送到目標位置后工作斗3的可調性高，可以在不改變伸縮臂I的伸縮長度的條件下繼續增大工作斗3工作的高度，在臂架一次定點展開之后，便于對設定的工作斗3的目標位置上方的待救援者以及需要救助位置進行救助，提高了登高車輛實際應用中的靈活性；轉臺和折臂的運行參數的確定是在選定了折臂2的變幅角度β的目標姿態數據的基礎上進行的，從而保證轉臺以及臂架在運行參數的控制下能夠實現臂架的目標姿態，將工作斗3送到目標位置。當折臂2的變幅角度β在90°?180°范圍內無解時才會在0°?90°、以及180°?折臂最大變幅角度范圍內選擇折臂2的變幅角度β的值。
[0062]所以，本發明提供的登高車輛臂架定點展開控制方法能夠提高登高車輛實際使用過程中的靈活性。
[0063]進一步地,步驟S402可以具體包括:
[0064]根據設定的工作斗的目標位置參數，確定能夠將工作斗送到目標位置、且符合臂架物理屬性限制以及臂架邏輯保護的臂架姿態數據；其中，臂架姿態數據包括伸縮臂I的長度數據、伸縮臂I的變幅角度α、折臂2的長度數據、折臂2的變幅角度β、飛臂3與水平方向的角度Y、飛臂3的長度數據；
[0065]根據臂架的實時位置參數以及轉臺的實時角度參數，確定轉臺和臂架運行到各組姿態數據的運行參數和時間參數；
[0066]根據各組臂架姿態數據中折臂的變幅角度數據、以及轉臺和臂架運行到該姿態時的時間參數、選擇策略，確定臂架的目標姿態數據。
[0067]更近一步地:
[0068]上述根據設定的工作斗的目標位置參數，確定能夠將工作斗送到目標位置、且符合臂架物理屬性限制以及臂架邏輯保護的臂架姿態數據，具體包括:
[0069]根據設定的工作斗的目標位置參數，確定所有能夠將工作斗送達目標位置的臂架姿態數據；
[0070]剔除不符合臂架物理屬性限制的臂架姿態數據，同時剔除不符合臂架邏輯保護的臂架姿態數據。
[0071]其中，不符合臂架物理屬性限制的臂架姿態數據包括:
[0072]伸縮臂的目標長度超出伸縮臂的伸出長度范圍的臂架姿態數據；
[0073]伸縮臂的目標變幅角度超出伸縮臂的變幅角度范圍的臂架姿態數據。
[0074]不符合臂架邏輯保護的臂架姿態數據包括:
[0075]折臂的變幅角度小于伸縮臂的變幅角度的數據；
[0076]使伸縮臂與折臂之間產生干涉的數據。
[0077]其中，能夠使工作斗3到達目標位置的臂架姿態的所有數據可以通過下述公式計算:
[0078]
【權利要求】
1.一種登高車輛臂架定點展開控制方法，其特征在于，包括: 設定安裝于臂架末端的工作斗的目標位置參數，且獲取轉臺的實時角度信息和臂架的實時位置參數；設定的工作斗的目標位置參數具體包括工作斗的高度參數、臂架幅度參數、轉臺回轉角度參數； 根據設定的工作斗的目標位置參數，確定能夠將工作斗送到目標位置、符合臂架物理屬性限制以及臂架邏輯保護、包含折臂變幅角度的臂架目標姿態數據、并根據轉臺的實時角度信息和臂架的實時位置參數、臂架目標姿態數據確定轉臺及臂架的運行參數；其中:若折臂變幅角度在90°~180°范圍內有唯一解時，則確定包含該折臂變幅角度的臂架姿態數據為臂架目標姿態數據； 若折臂變幅角度在90°~180°范圍內有至少兩個解時，分別計算臂架以及轉臺運行到各組臂架姿態數據的運行時間參數，根據選擇策略確定其中一組臂架姿態數據為臂架目標姿態數據； 若折臂變幅角度在90°~180°范圍內無解時，則在折臂變幅角度為0°~90°范圍內或180°~折臂最大變幅角度范圍內的解中，計算臂架以及轉臺運行到各臂架姿態數據的運行時間參數，根據選擇策略確定其中一組臂架姿態數據為臂架目標姿態數據； 根據轉臺及臂架的運行參數控制轉臺及臂架動作，使工作斗運行到目標位置。
2.根據權利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述根據設定的工作斗的目標位置參數，確定能夠將工作斗送到目標位置、符合臂架物理屬性限制以及臂架邏輯保護、包含折臂變幅角度的臂架目標姿態數據，具體包括: 根據設定的工作斗的目標位置參數，確定能夠將工作斗送到目標位置、且符合臂架物理屬性限制以及臂架邏輯保護的臂架姿態數據； 根據臂架的實時位置參數以及轉臺的實時角度參數，確定轉臺和臂架運行到各組姿態數據的運行時間參數； 根據各組臂架姿態數據中折臂的變幅角度數據、以及轉臺和臂架運行到該姿態時的運行時間參數、選擇策略，確定臂架的目標姿態數據。
3.根據權利要求2所述的控制方法，其特征在于，所述根據設定的工作斗的目標位置參數，確定能夠將工作斗送到目標位置、且符合臂架物理屬性限制以及臂架邏輯保護的臂架姿態數據，具體包括: 根據設定的工作斗的目標位置參數，確定所有能夠將工作斗送達目標位置的臂架姿態數據； 剔除不符合臂架物理屬性限制的臂架姿態數據，同時剔除不符合臂架邏輯保護的臂架姿態數據。
4.根據權利要求3所述的控制方法， 其特征在于，所述不符合臂架物理屬性限制的臂架姿態數據包括: 伸縮臂的目標長度超出伸縮臂的伸出長度范圍的臂架姿態數據； 伸縮臂的目標變幅角度超出伸縮臂的變幅角度范圍的臂架姿態數據； 所述不符合臂架邏輯保護的臂架姿態數據包括: 折臂的變幅角度小于伸縮臂的變幅角度的數據； 使伸縮臂與折臂之間產生干涉的數據。
5.根據權利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述步驟根據設定的工作斗的目標位置參數，確定能夠將工作斗送到目標位置、符合臂架物理屬性限制以及臂架邏輯保護、包含折臂變幅角度的若干組臂架姿態數據以及轉臺和臂架實現目標姿態的運行參數之前，還包括: 確定登高車輛滿足啟停條件。
6.根據權利要求5所述的控制方法，其特征在于，所述啟停條件具體包括: 扶梯收回到位； 下車全腿展開； 下車調平； 防碰撞檢測裝置開啟； 腳踏開關閉合； 電控手柄處于中位； 發動機已啟動。
7.根據權利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述伸縮臂的變幅角度范圍為O~85°。
8.根據權利要求1~7任一項所述的控制方法，其特征在于，所述設定臂架末端的工作斗的目標位置參數，具體包括: 在人機交換裝置內設定工作斗目標位置的高度參數； 確定人機交互裝置內錄入的登高車輛工作斗定點展開工作范圍內與所述高度參數對應的臂架幅度范圍； 在確定的臂架幅度范圍內選擇臂架幅度參數。
【文檔編號】B66C23/68GK103663176SQ201310653459
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2013年12月5日 優先權日:2013年12月5日
【發明者】蘇亮, 劉召華 申請人:長沙中聯消防機械有限公司, 中聯重科股份有限公司