CN103047337B - 混凝土布料设备及其臂架振动抑制的方法、控制器和装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种混凝土布料设备臂架的振动抑制方法,包括:检测臂架的末端的振动方向信号和振动烈度信号;当振动烈度信号超出振动烈度阈值时,根据振动方向信号来通过控制阀选择性地控制液压泵与臂架油缸的有杆腔或无杆腔连通,根据振动烈度信号调整泵输出压力P1,通过调整臂架油缸的有杆腔或无杆腔的压力以使振动信号维持在设定阈值的范围之内,当振动烈度信号不超出振动烈度阈值时,控制液压泵输出置零。通过上述技术方案,根据臂架的振动来调整臂架油缸的输出压力。本发明通过检测臂架的振动情况来进行相应控制,检测简单方便,并且能够进行实时调整,控制直接且时滞小,控制精度较高,节能效果明显。
Description
技术领域
本发明涉及工程机械领域,具体地,涉及一种混凝土布料设备臂架的振动抑制方法、控制器、装置以及包括该装置的混凝土布料设备。
背景技术
对于目前的混凝土布料设备来说,在泵送时会产生压力波动,尤其是泵送设备通常采用双缸泵送的方式,因此在双缸交替工作的瞬间的压力波动更大。无论何种泵送方式,都会给输送管以及臂架带来较大的冲击,从而导致臂架的振动,而使得末端软管产生甩动,这不但影响整个设备的工作,还会影响臂架的使用寿命,甚至引起事故。
就目前的各种抑制混凝土布料设备的臂架振动的技术而言,例如,在一种现有的抑制臂架振动的方法中,通过检测臂架油缸和/或抑振油缸中液压油的压力信息,将采集到的液压油压力信息传送至抑振油缸控制单元,抑振油缸控制单元对其进行分析处理后输出控制信号,控制反复调整抑振油缸中有杆腔和无杆腔容积,使抑振油缸产生脉冲振动,该脉冲振动造成的臂架末端振动幅值小于或等于泵送造成的臂架末端振动幅度,并且相位相反。
在另一种现有的抑制臂架振动的方法中,检测臂架末端振动情况和臂架姿态,将采集到的相关信号传送至减振控制单元,减振抑制单元经过分析处理后输出控制信号,控制臂架油缸的活塞位置,即臂架油缸的有杆腔和无杆腔的容积,由臂架内力产生于臂架末端相位相反的振动。
虽然上述两种现有技术的方法获得控制信号的方式和所基于的检测量不同,但都是通过改变臂架油缸的有杆腔和无杆腔的容积,发生一个与臂架末端相位相反的振动来抑制臂架的原有振动。这样的控制方法通过增加相位相反的脉冲振动,势必增加臂架***的应力,对臂架的使用寿命有较大的影响。而且第一种现有技术的方法的检测量较少,在这样信息较少的情况下获得的控制信号很难适应不同姿态的臂架,该控制信号往往只能针对一种特定的臂架姿态,当臂架的姿态改变时,其得到控制信号就难以获得理想的控制效果。第二种现有技术的方法直接检测臂架末端的振动情况和臂架的姿态,由此获得的控制信号所反映的信息比较全面,但是获得控制信号的算法复杂,而且由于参数过多导致控制的鲁棒性较差。
发明内容
本发明的目的是提供一种混凝土布料设备臂架的振动抑制方法,该方法根据臂架末端的振动情况来调整臂架油缸的输出压力,从而更简单而精确地抑制臂架末端的振动。
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,所述混凝土布料设备还包括控制阀和液压泵,该液压泵通过该控制阀与所述臂架油缸相连,其中,所述抑制方法包括:
检测所述臂架的末端的振动方向信号和振动烈度信号;
当所述振动烈度信号超出振动烈度阈值时,根据所述振动方向信号来通过所述控制阀选择性地控制所述液压泵与所述臂架油缸的有杆腔或无杆腔连通,根据所述振动烈度信号调整泵输出压力P1,通过调整所述臂架油缸的有杆腔或无杆腔的压力以使所述振动烈度信号维持在设定阈值的范围之内,当所述振动烈度信号不超出所述振动烈度阈值时,控制所述液压泵输出置零。
优选地,根据所述振动烈度信号确定预期控制压力P0,并根据预期控制压力P0调整泵输出压力P1。
优选地,所述液压泵为电控泵,通过调整所述液压泵的控制电流来调整所述液压泵的泵输出压力P1。
优选地,所述振动抑制方法还包括检测所述臂架油缸的有杆腔或无杆腔的压力P2,根据所述有杆腔或无杆腔的压力P2和预期泵控制压力P0的差值来对所述泵输出压力P1进行修正。
优选地,所述泵输出压力P1的修正值△的大小取决于所述有杆腔或无杆腔的压力P2和预期泵控制压力P0的差值,△=f(P2-P0)。
优选地,所述泵送输出压力P1的修正值△为定值,当有杆腔或无杆腔的压力P2大于所述预期泵控制压力P0时,使所述泵输出压力P1减小△,当有杆腔或无杆腔的压力P2小于所述预期泵控制压力P0时,使所述泵输出压力P1增大△。
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,该混凝土布料设备包括驱动臂架的各臂节运动的臂架油缸,所述混凝土布料设备还包括控制阀和液压泵,该液压泵通过该控制阀与所述臂架油缸相连,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的末端的振动方向信号和振动烈度信号,并将该振动信号传送到所述处理模块;
所述处理模块用于储存振动烈度阈值,将所述振动烈度信号与所述振动烈度阈值进行比较,当所述振动烈度信号大于所述振动烈度阈值时,所述处理模块根据所述振动烈度信号产生泵输出压力控制信号和根据振动方向信号产生方向控制信号,并将该方向控制信号和泵输出压力控制信号传送给所述控制模块,当所述振动烈度信号小于或等于所述振动烈度阈值时,所述处理模块产生停止信号并将该停止信号传送给所述控制模块;
所述控制模块用于根据所述方向控制信号控制所述控制阀以使所述液压泵与所述臂架油缸的有杆腔或无杆腔连通,根据所述泵输出压力控制信号控制泵输出压力P1,或根据所述停止信号控制所述液压泵输出置零。
优选地,所述处理模块还用于根据所述振动烈度信号确定预期泵控制压力P0,并根据该预期泵控制压力P0产生所述泵输出压力控制信号。
优选地,所述液压泵为电控泵,所述处理模块根据所述泵输出压力控制信号获得所述液压泵的泵电流控制信号,并将该泵电流控制信号输出到控制模块,所述控制模块通过所述泵电流控制信号调整所述液压泵的控制电流。
优选地,所述输入模块还用于采集所述臂架油缸的有杆腔或无杆腔的压力信号,并将该有杆腔或无杆腔的压力信号传送到所述处理模块;
所述处理模块还用于根据所述臂架油缸的有杆腔或无杆腔的压力P2和所述预期泵控制压力P0的差值获得所述泵输出压力信号的修正值△,利用该修正值△修正所述泵输出压力控制信号,并将修正后的所述泵输出压力控制信号传送到所述控制模块,所述修正值△的大小取决于所述有杆腔或无杆腔的压力P2和所述预期泵控制压力P0的差值,△=f(P2-P0)。
优选地,所述输入模块还用于采集所述臂架油缸的有杆腔或无杆腔的压力信号,并将该油缸输出压力信号传送到所述处理模块;
所述处理模块还用于储存为定值的所述泵送输出压力信号的修正值△,利用该修正值△修正所述泵输出压力控制信号,并将所述方向控制信号和修正后的泵输出压力控制信号传送到所述控制模块,当所述臂架油缸的有杆腔或无杆腔的压力P2大于所述预期泵控制压力P0时,使所述泵输出压力控制信号减小△,当所述有杆腔或无杆腔的压力P2小于所述预期泵控制压力P0时,使所述泵输出压力控制信号增大△。
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,所述混凝土布料设备还包括控制阀和液压泵,该液压泵通过该控制阀与所述臂架油缸相连,其中,所述振动抑制装置包括用于检测所述臂架的末端的振动方向信号和振动烈度信号的第一传感器和控制器,所述控制器的控制模块与所述控制阀和液压泵电连接,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振动烈度信号传送到所述处理模块;
所述处理模块用于储存振动烈度阈值,将所述振动烈度信号与所述振动烈度阈值进行比较,当所述振动烈度信号大于所述振动烈度阈值时,所述处理模块根据所述振动烈度信号产生泵输出压力控制信号和根据振动方向信号产生方向控制信号,并将该方向控制信号和泵输出压力控制信号传送给所述控制模块,当所述振动烈度信号小于或等于所述振动烈度阈值时,所述处理模块产生停止信号并将该停止信号传送给所述控制模块;
所述控制模块用于根据所述方向控制信号控制所述液压泵与所述臂架油缸的有杆腔或无杆腔连通,和根据所述泵输出压力控制信号控制泵输出压力P1,或根据所述停止信号控制所述液压泵输出置零。
优选地,所述处理模块还用于根据所述振动烈度信号确定预期泵控制压力P0,并根据该预期泵控制压力P0产生所述泵输出压力控制信号。
优选地,所述液压泵为电控泵,所述处理模块根据所述泵输出压力控制信号获得所述液压泵的泵电流控制信号,并将该泵电流控制信号输出到控制模块,所述控制模块通过所述泵电流控制信号调整所述液压泵的控制电流。
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有杆腔或无杆腔的压力信号的第二传感器,所述输入模块还用于与所述第二传感器连接,并将该有杆腔或无杆腔的压力信号传送到所述处理模块;
所述处理模块还用于根据所述臂架油缸的有杆腔或无杆腔的压力P2和所述预期泵控制压力P0的差值获得所述泵输出压力信号的修正值△,利用该修正值△修正所述泵输出压力控制信号,并将修正后的所述泵输出压力控制信号传送到所述控制模块,所述修正值△的大小取决于所述有杆腔或无杆腔的压力P2和所述预期泵控制压力P0的差值,△=f(P2-P0)。
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有杆腔或无杆腔的压力信号的第二传感器,所述输入模块还用于与所述第二传感器连接,并将该有杆腔或无杆腔的压力信号传送到所述处理模块;
所述处理模块还用于储存为定值的所述泵送输出压力信号的修正值△,利用该修正值△修正所述泵输出压力控制信号,并将所述方向控制信号和修正后的泵输出压力控制信号传送到所述控制模块,当所述臂架油缸的有杆腔或无杆腔的压力P2大于所述预期泵控制压力P0时,使所述泵输出压力控制信号减小△,当所述有杆腔或无杆腔的压力P2小于所述预期泵控制压力P0时,使所述泵输出压力控制信号增大△。
本发明还提供一种混凝土布料设备,该混凝土布料设备包括根据本发明的振动抑制装置。
通过上述技术方案,根据臂架的振动来调整臂架油缸的输出压力。本发明通过检测臂架的振动情况来进行相应控制,检测简单方便,并且能够进行实时调整,控制直接且时滞小,控制精度较高,节能效果明显。
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。
附图说明
附图是用来提供对本发明的进一步理解,并且构成说明书的一部分,与下面的具体实施方式一起用于解释本发明,但并不构成对本发明的限制。在附图中:
图1是安装有根据本发明优选实施方式的振动抑制装置的混凝土布料设备的示意图;
图2是根据本发明优选实施方式的振动抑制装置的示意图;
图3是根据本发明优选实施方式的振动抑制控制器的示意图;
图4是根据本发明优选实施方式的振动抑制方法的流程图。
附图标记说明
1臂架油缸2控制阀
3液压泵4控制器
5第一传感器6第二传感器
7液压锁
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。并且,在本发明中,当未作特殊说明的时候,所述的“臂架振动”主要指臂架末端的振动,该臂架末端指臂架的末臂架的末端。
本发明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,所述混凝土布料设备还包括控制阀2和液压泵3,该液压泵3通过该控制阀2与所述臂架油缸1相连,其中,所述抑制方法包括:
检测所述臂架的末端的振动方向信号和振动烈度信号;
当所述振动烈度信号超出振动烈度阈值时,根据所述振动方向信号来通过所述控制阀2选择性地控制所述液压泵3与所述臂架油缸1的有杆腔或无杆腔连通,根据所述振动烈度信号调整泵输出压力P1,通过调整所述臂架油缸1的有杆腔或无杆腔的压力以使所述振动烈度信号维持在设定阈值的范围之内,当所述振动烈度信号不超出所述振动烈度阈值时,控制所述液压泵3输出置零。
上述技术方案主要是通过检测臂架的末端的振动情况来调整臂架油缸的输出压力,并且只有当检测到的臂架的末端的振动信号超出设定阈值时,才对臂架油缸1的有杆腔或无杆腔的压力进行调整。并且,通过对臂架油缸的有杆腔或无杆腔的压力的实时调整,使得臂架的末端的振动信号保持在设定的阈值范围内。
根据本发明的技术方案,需要对臂架的振动信号进行检测。在实际应用中,臂架的振动情况可以通过多种相关的物理量来反映出来。例如,物体的振动强度的大小通常由位移、速度和加速度三个标准来衡量,通常情况下会采用振动烈度来衡量振动强度,而且振动烈度信号也比较容易直接检测。在本发明的优选实施方式中,该振动信号为臂架的末端的振动方向信号和振动烈度信号。该振动方向信号指在检测的时刻臂架的末端偏离平衡位置的方向。因此,本优选实施方式中选择了通过检测振动方向信号和振动烈度信号来反映臂架末端的振动情况。当然,本发明并不限于此,也可以通过检测例如臂架的末端振动时的振幅、周期、应力或能量等来反映臂架的末端的振动情况,并且根据臂架的末端的振动情况相应地对臂架油缸的油缸输出压力P1做出控制以减小振动,这对本领域技术人员来说是很容易想到的替换方式,此处不再赘述。
在本优选实施方式中,混凝土布料设备还包括控制阀2和液压泵3,液压泵3通过控制阀2向臂架油缸1输出液压油,该控制阀2能够根据振动方向信号选择性的控制液压泵3与臂架油缸1的有杆腔或无杆腔连通。也就是说,根据当前时刻臂架的末端的振动方向情况,能够选择性地将液压泵3的液压油泵送到臂架油缸1的有杆腔或无杆腔,而液压泵3则根据振动烈度信号调整泵输出压力,从而调整臂架油缸1的有杆腔或无杆腔的压力大小,使得臂架受到趋向于平衡位置的控制。
例如,臂架所处位置在平衡位置A方向时,而此时检测到臂架的末端的振动烈度超出预设的振动烈度阈值,控制器将会根据该振动方向及振动烈度输出对控制阀及液压泵的控制信号,控制阀2则根据该振动方向信号控制液压泵3与臂架油缸1的特定工作腔相连通,而液压泵3向该腔输出的油压大小则由振动烈度信号决定。
在本发明中,通过实时检测臂架的末端偏移平衡位置的方向和振动烈度,调整臂架油缸1的有杆腔或无杆腔的压力,即对臂架油缸的有杆腔或无杆腔的压力的增大或减小进行实时控制,以使得臂架的末端在该时刻受到使其趋向于平衡位置的控制。也就是说,振动方向信号决定了对臂架控制的方向,振动烈度信号决定了对臂架控制的力的大小。
本发明提供的振动抑制方法是通过调整臂架油缸的有杆腔或无杆腔的压力来减弱臂架的末端的振动,从而从根源上抑制臂架的末端的振动,而不是通过促使一个与臂架的末端的振动相位相反的振动以与原有振动相互叠加。并且,该控制实时进行,也就是说在利用该方法进行振动抑制控制时,一旦检测到臂架的末端的振动情况超出设定阈值,就开始调整臂架油缸的有杆腔或无杆腔的压力,而臂架的末端的振动也主要是由该臂架油缸的有杆腔或无杆腔的压力导致的,从而抑制臂架的末端振动。而当臂架的末端的振动情况没有超出设定阈值时,液压泵3输出置零,也就是说臂架末端的振动情况并不需要抑制,此时液压泵不输出压力,所以不会对臂架油缸1的有杆腔和无杆腔输出压力,这样液压泵不输出油液,以最大限度地节省能耗。
另外,本发明的技术方案中对臂架油缸1的有杆腔或无杆腔的压力进行调整,该臂架油缸1可以指臂架的各个臂节的臂架油缸1,也可以指其中的一部分,也就是说可以只对所有臂架油缸1中与臂架末端的振动相关的臂架油缸进行控制,本领域技术人员能够根据实际情况的需要而进行相应的设计,例如只对较为关键的臂架油缸1的有杆腔或无杆腔的压力进行控制,或根据需要同时对多节臂油缸输出压力进行控制。
通过上述技术方案,根据臂架的末端的振动来调整臂架油缸的有杆腔或无杆腔的压力。本发明通过检测臂架的振动情况来进行相应控制,检测简单方便,并且能够进行实时调整,控制直接且时滞小,控制精度较高,节能效果明显。
优选地,根据所述振动烈度信号确定预期控制压力P0,并根据预期控制压力P0调整泵输出压力P1。
另外,本发明根据振动烈度信号确定预期泵控制压力P0,首先可以例如根据振动烈度确定对臂架的预期控制力,该振动烈度和该预期控制力之间的对应关系可以表现为关系式或表格等形式,即针对臂架振动烈度获得所需要的控制力,该对应关系可以通过实验而简单地建立和获得,本领域技术人员可以很容易地进行上述实验或通过其他手段确定该对应关系,因此此处对该对应关系的建立过程和该对应关系本身不做详细说明,但是并不会影响本领域技术人员根据本发明的公开内容实现本发明。对于液压泵3来说,很容易通过该对臂架的预期控制力来计算液压泵3的预期泵控制压力P0(通过力除以面积即可)。也就是说,通过上述方式,可以直接建立振动烈度和预期泵控制压力P0之间的对应关系,在实际操作过程中直接通过振动烈度信号确定预期泵控制压力P0,根据该预期泵控制压力P0来调整液压泵3的泵输出压力P1。一般来说,即为使液压泵3的泵输出压力P1达到该预期泵控制压力P0。
优选地,所述液压泵3为电控泵,通过调整所述液压泵3的控制电流来调整所述液压泵3的泵输出压力P1。
根据上文所述的实施方式,根据振动烈度确定预期泵控制压力P0,再根据该预期泵控制压力P0调整液压泵3的泵输出压力P1。在本优选实施方式中,该液压泵3优选为电控泵,根据该液压泵3的电流(电压)—输出压力特性,可以根据泵输出压力P1计算出液压泵3的控制电流,因此,只需要调整液压泵3的控制电流就能够相应地调整液压泵3的泵输出压力P1,从控制臂架油缸1的有杆腔或无杆腔的压力P2。
优选地,所述振动抑制方法还包括检测所述臂架油缸1的有杆腔或无杆腔的压力P2,根据所述有杆腔或无杆腔的压力P2和预期泵控制压力P0的差值来对所述泵输出压力P1进行修正。
虽然在实际应用中,臂架油缸的有杆腔或无杆腔的压力P2和预期泵控制压力P0的值可能并不相同,但是由于二者之间的差值不会很大,因此可以利用该预期泵控制压力P0作为有杆腔或无杆腔的压力P2的参考标准。因此,在对实际的液压泵3的泵输出压力P1进行修正时,以有杆腔或无杆腔的压力P2和预期泵控制压力P0的差值来作为标准,而对泵输出压力P1进行修正的结果是使的有杆腔或无杆腔的压力P2能够更加接近预期泵控制压力P0
根据上文所述,根据有杆腔或无杆腔的压力P2和预期泵控制压力P0的差值对泵输出压力P1进行修正的方法有多种,本发明在下文中例举了两种方法。
第一种修正方法,优选地,所述泵输出压力P1的修正值△的大小取决于所述有杆腔或无杆腔的压力P2和预期泵控制压力P0的差值,△=f(P2-P0)。
也就是说对泵输出压力P1的修正值△可以表示成自变量为有杆腔或无杆腔的压力P2和预期泵控制压力P0的差值的函数,根据有杆腔或无杆腔的压力P2和预期泵控制压力P0的差值来对泵输出压力P1进行修正调整。
另一种修正方法,优选地,所述泵送输出压力P1的修正值△为定值,当有杆腔或无杆腔的压力P2大于所述预期泵控制压力P0时,使所述泵输出压力P1减小△,当有杆腔或无杆腔的压力P2小于所述预期泵控制压力P0时,使所述泵输出压力P1增大△。
在这种修正方法中,泵输出压力P1每次增减的变化量为定值,即为修正量△。由于本发明的振动抑制方法对臂架的振动进行实时的检测,因此对泵输出压力P1的修正也是实时的。需要说明的是,这种对泵输出压力P1逐渐增大或减小的修正,该修正量△可以设置为一个较小的定值,这样就能够通过逐步修正而提高控制的精度。
通过采用上文对泵输出压力控制信号进行修正的方法,可以进一步提高控制阀2和液压泵3对臂架油缸1的控制精度,从而提高振动抑制效果。
优选地,通过对所述液压泵3的控制电流的修正来对所述所述泵输出压力P1进行修正。
根据本发明,由于液压泵3最终输出的是泵输出压力P1,因此在对上述优选实施方式中主要描述了如何对该泵输出压力P1进行修正。根据上文所述的优选实施方式,所述液压泵3为电控泵,因此对该液压泵3的泵输出压力P1的修正可以通过对液压泵3的控制电流的修正而实现。
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4,该臂架包括驱动臂架的各臂节运动的臂架油缸1,所述混凝土布料设备还包括控制阀2和液压泵3,该液压泵3通过该控制阀2与所述臂架油缸1相连,所述控制器4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的末端的振动方向信号和振动烈度信号,并将该振动信号传送到所述处理模块;
所述处理模块用于储存振动烈度阈值,将所述振动烈度信号与所述振动烈度阈值进行比较,当所述振动烈度信号大于所述振动烈度阈值时,所述处理模块根据所述振动烈度信号产生泵输出压力控制信号和根据振动方向信号产生方向控制信号,并将该方向控制信号和泵输出压力控制信号传送给所述控制模块,当所述振动烈度信号小于或等于所述振动烈度阈值时,所述处理模块产生停止信号并将该停止信号传送给所述控制模块;
所述控制模块用于根据所述方向控制信号控制所述控制阀2以使所述液压泵3与所述臂架油缸1的有杆腔或无杆腔连通,和根据所述泵输出压力控制信号控制泵输出压力P1,或根据所述停止信号控制所述液压泵3输出置零。
在上述技术方案中,控制器4的输入模块用于采集臂架的末端的振动信号,处理模块对该振动进行处理以产生控制信号,控制模块根据该控制信号对臂架油缸1的有杆腔或无杆腔的压力进行相应调整。其中,处理模块储存有振动信号的设定阈值,通过振动信号与该设定阈值的比较结果产生控制信号,最终使得臂架末端的振动信号保持在设定阈值的范围内。
在实际应用中,臂架末端的振动信号可以为多种相关的物理信号。例如,物体的振动强度的大小通常由位移、速度和加速度三个标准来衡量,通常情况下会采用振动烈度来衡量振动强度,而且振动烈度信号也比较容易被控制器4的输入模块直接采集。在本发明的控制器4的优选实施方式中,该振动信号为臂架的末端的振动方向信号和振动烈度信号。该振动方向信号指在检测的时刻臂架的末端偏离平衡位置的方向。因此,本优选实施方式中选择了通过输入模块采集振动方向信号和振动烈度信号来作为臂架末端的振动信号。当然,本发明并不限于此,控制器4的输入模块也可以通过采集例如臂架的末端振动时的振幅、周期或能量等信号来作为臂架的末端的振动信号,并且根据臂架的末端的该振动信号相应地产生控制信号,并通过控制模块对臂架油缸的有杆腔或无杆腔的压力P1做出控制以减小振动,这对本领域技术人员来说是很容易想到的替换方式,此处不再赘述。
在本优选实施方式中,混凝土布料设备还包括控制阀2和液压泵3,液压泵3通过控制阀2向臂架油缸1输出液压油,该控制阀2能够根据振动方向信号选择性的控制液压泵3与臂架油缸1的有杆腔或无杆腔连通。也就是说,处理模块能够根据当前时刻臂架的末端的振动方向信号,选择性地通过控制模块控制液压泵3的液压油泵送到臂架油缸1的有杆腔或无杆腔,并且该处理模块能够根据振动烈度信号产生泵输出压力控制信号,通过控制模块调整液压泵3的泵输出压力P1的大小,并将该泵输出压力P1传递到臂架油缸1以对臂架油缸1进行控制,使得臂架受到趋向于平衡位置的控制。
例如,臂架所处位置在平衡位置A方向时,而此时检测到臂架的末端的振动烈度超出预设的振动烈度阈值,控制器将会根据该振动方向及振动烈度输出对控制阀及液压泵的控制信号,控制阀2则根据该振动方向信号控制液压泵3与臂架油缸1的特定工作腔相连通,而液压泵3向该腔输出的油压大小则由振动烈度信号决定。
本发明提供的振动抑制控制器4的控制模块是通过对臂架油缸1的有杆腔或无杆腔压力的调整来减弱臂架的末端的振动,从而从根源上抑制臂架末端的振动,而并不同于现有技术中常用的通过力引发一个与臂架末端的振动的相位相反的振动以与原有振动相互叠加。并且,该控制器4对臂架油缸1的有杆腔或无杆腔压力控制实时进行,也就是说,在输入模块采集臂架末端的振动信号时,一旦检测到该振动信号超出设定阈值,控制模块就开始调整臂架油缸1的有杆腔或无杆腔压力P2,控制臂架油缸1的有杆腔或无杆腔压力P12即可有效控制臂架末端的振动,这样就能够抑制臂架末端的振动。
另外,本发明的技术方案中对臂架油缸1的有杆腔或无杆腔压力进行调整,该臂架油缸1可以指臂架的各个臂节的臂架油缸1,也可以指其中的一部分,也就是说可以只对所有臂架油缸1中与臂架末端的振动相关的臂架油缸进行控制,本领域技术人员能够根据实际情况的需要而进行相应的设计,例如只对较为关键的臂架油缸1的有杆腔或无杆腔压力P2进行控制,或根据需要同时对多节臂油缸输出压力进行控制。
在该实施方式中,通过输入模块实时采集臂架的末端偏移平衡位置的方向信号和振动烈度信号,当臂架末端的振动情况超出设定阈值时,处理模块产生方向控制信号和泵输出压力控制信号,并利用控制模块控制液压泵3和控制阀2来调整臂架油缸1的有杆腔或无杆腔压力P2,即对臂架油缸的有杆腔或无杆腔压力P2的增大或减小进行实时控制,以使得臂架的末端在该时刻受到使其趋向于平衡位置的控制。也就是说,在该优选实施方式中,振动方向信号决定了对臂架控制的方向,振动烈度信号决定了对臂架控制的力的大小。而当臂架的末端的振动情况没有超出设定阈值时,液压泵3输出置零,也就是说臂架末端的振动情况并不需要抑制,此时液压泵不输出压力,所以不会对臂架油缸1的有杆腔和无杆腔输出压力,这样液压泵不输出油液,以最大限度地节省能耗。
通过上述技术方案,控制器根据臂架的末端的振动来调整臂架油缸的有杆腔或无杆腔压力。本发明的控制通过检测臂架的振动信号来产生相应的控制信号,检测简单方便,并且能够进行实时调整,控制直接且时滞小,控制精度较高,节能效果明显。
优选地,所述处理模块还用于根据所述振动烈度信号确定预期泵控制压力P0,并根据该预期泵控制压力P0产生所述泵输出压力控制信号。
另外,本发明的控制器4的处理模块根据振动烈度信号确定预期泵控制压力P0,其过程可以为首先例如根据振动烈度确定对臂架的预期控制力,该振动烈度和该预期控制力之间的对应关系可以表现为关系式或表格等形式,即针对臂架振动烈度获得所需要的控制力,该对应关系可以通过实验而简单地建立和获得,本领域技术人员可以很容易地进行上述实验或通过其他手段确定该对应关系,因此此处对该对应关系的建立过程和该对应关系本身不做详细说明,但是并不会影响本领域技术人员根据本发明的公开内容实现本发明。对于液压泵3来说,很容易通过该对臂架的预期控制力来计算液压泵3的预期泵控制压力P0(通过力除以面积即可)。也就是说,通过上述方式,可以直接建立振动烈度和预期泵控制压力P0之间的对应关系并储存在处理模块中,在实际操作过程中,处理模块可以直接通过振动烈度信号确定预期泵控制压力P0,再根据该预期泵控制压力P0来调整液压泵3的泵输出压力P1,并通过该泵输出压力P1的来调整臂架油缸1的有杆腔或无杆腔压力P2。一般来说,即为使液压泵3的泵输出压力P1达到该预期泵控制压力P0。
优选地,所述液压泵3为电控泵,所述处理模块根据所述泵输出压力控制信号获得所述液压泵3的泵电流控制信号,并将该泵电流控制信号输出到控制模块,所述控制模块通过所述泵电流控制信号调整所述液压泵3的控制电流。
根据上文所述的实施方式,处理模块根据振动烈度信号确定预期泵控制压力P0,再根据该预期泵控制压力P0调整液压泵3的泵输出压力P1。在本优选实施方式中,该液压泵3优选为电控泵,而对该电控泵的定量控制往往通过对液压泵3的控制电流的控制而实现。利用该液压泵3的电流(电压)—输出压力特性,控制器4的处理模块可以根据泵输出压力控制信号计算获得液压泵3的泵电流控制信号,因此,控制模块只需要调整液压泵3的控制电流就能够相应地调整液压泵3的泵输出压力P1,从控制臂架油缸1的有杆腔或无杆腔压力P2。
优选地,所述输入模块还用于采集所述臂架油缸1的有杆腔或无杆腔的压力信号,并将该有杆腔或无杆腔的压力信号传送到所述处理模块;
所述处理模块还用于根据所述臂架油缸1的有杆腔或无杆腔的压力P2和所述预期泵控制压力P0的差值获得所述泵输出压力信号的修正值△,利用该修正值△修正所述泵输出压力控制信号,并将修正后的所述泵输出压力控制信号传送到所述控制模块,所述修正值△的大小取决于所述有杆腔或无杆腔的压力P2和所述预期泵控制压力P0的差值,△=f(P2-P0)。
虽然在实际应用中,臂架油缸的有杆腔或无杆腔的压力P2和预期泵控制压力P0的值可能并不相同,但是由于二者之间的差值不会很大,因此可以利用该预期泵控制压力P0作为有杆腔或无杆腔的压力P2的参考标准。因此,在处理模块对液压泵3的泵输出压力控制信号进行修正时,以有杆腔或无杆腔的压力P2和预期泵控制压力P0的差值来作为自变量,而对泵输出压力P1进行修正的结果是使的有杆腔或无杆腔的压力P2能够更加接近预期泵控制压力P0。
根据上文所述,处理器根据有杆腔或无杆腔的压力P2和预期泵控制压力P0的差值对泵输出压力P1进行修正的方法有多种,本发明在下文中例举了两种方法。
本优选实施方式中例举了第一种修正方法,即所述泵输出压力P1的修正值△的大小取决于所述有杆腔或无杆腔的压力P2和预期泵控制压力P0的差值,△=f(P2-P0)。也就是说泵输出压力控制信号的修正值△可以表示成自变量为有杆腔或无杆腔的压力P2和预期泵控制压力P0的差值的函数,根据有杆腔或无杆腔的压力P2和预期泵控制压力P0的差值来对泵输出压力控制信号进行修正调整。这样,处理模块可以通过预存的函数关系,通过有杆腔或无杆腔的压力P2和预期泵控制压力P0的差值来计算泵输出压力控制信号的修正值△。
优选地,所述输入模块还用于采集所述臂架油缸1的有杆腔或无杆腔的压力信号,并将该油缸输出压力信号传送到所述处理模块;
所述处理模块还用于储存为定值的所述泵送输出压力信号的修正值△,利用该修正值△修正所述泵输出压力控制信号,并将所述方向控制信号和修正后的泵输出压力控制信号传送到所述控制模块,当所述臂架油缸1的有杆腔或无杆腔的压力P2大于所述预期泵控制压力P0时,使所述泵输出压力控制信号减小△,当所述有杆腔或无杆腔的压力P2小于所述预期泵控制压力P0时,使所述泵输出压力控制信号增大△。
本优选实施方式提供了另一种修正方法,所述泵输出压力控制信号的修正值△为定值,例如处理模块判断当有杆腔或无杆腔的压力P2大于所述预期泵控制压力P0时,使所述泵输出压力控制信号减小△,当处理模块判断有杆腔或无杆腔的压力P2小于所述预期泵控制压力P0时,使所述泵输出压力控制信号增大△,再将修正后的泵输出压力控制信号传送到控制模块。
在这种修正方法中,处理模块对泵输出压力控制信号每次增减的变化量为定值,即为修正量△。由于本发明的振动抑制方法对臂架的振动进行实时的检测,因此对泵输出压力控制信号的修正也是实时的。需要说明的是,这种对泵输出压力控制信号逐渐增大或减小的修正,该修正量△可以设置为一个较小的定值,这样就能够通过逐步修正而提高控制的精度。
通过采用上文对泵输出压力控制信号进行修正的方法,可以进一步提高该振动抑制控制器对臂架油缸1的控制精度,从而提高振动抑制效果。
优选地,所述处理模块还用于通过所述泵送输出压力信号的修正值△计算所述泵电流控制信号的修正值△i,利用该修正值△i修正所述泵电流控制信号。
根据本发明,由于液压泵3最终输出的是泵输出压力P1,因此在对上述优选实施方式中主要描述了处理模块如何对该泵输出压力P1进行修正。根据上文所述的优选实施方式,所述液压泵3为电控泵,因此对该液压泵3的泵输出压力P1的修正可以通过对液压泵3的控制电流的修正而实现。
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,所述混凝土布料设备还包括控制阀2和液压泵3,该液压泵3通过该控制阀2与所述臂架油缸1相连,其中,所述振动抑制装置包括用于检测所述臂架的末端的振动方向信号和振动烈度信号的第一传感器5和控制器4,所述控制器4的控制模块与所述控制阀2和液压泵3电连接,所述控制器4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5与所述控制器4的输入模块连接,所述输入模块用于将所述振动烈度信号传送到所述处理模块;
所述处理模块用于储存振动烈度阈值,将所述振动烈度信号与所述振动烈度阈值进行比较,当所述振动烈度信号大于所述振动烈度阈值时,所述处理模块根据所述振动烈度信号产生泵输出压力控制信号和根据振动方向信号产生方向控制信号,并将该方向控制信号和泵输出压力控制信号传送给所述控制模块,当所述振动烈度信号小于或等于所述振动烈度阈值时,所述处理模块产生停止信号并将该停止信号传送给所述控制模块;
所述控制模块用于根据所述方向控制信号控制所述液压泵3与所述臂架油缸1的有杆腔或无杆腔连通,根据所述泵输出压力控制信号控制泵输出压力P1,或根据所述停止信号控制所述液压泵3输出置零。
在上述技术方案中,传感器用于检测臂架末端的振动信号,控制器4的输入模块用于与传感器电连接并接受该振动信号,处理模块对该振动进行处理以产生控制信号,控制模块根据该控制信号对臂架油缸1的有杆腔或无杆腔的压力进行相应调整。其中,处理模块储存有振动信号的设定阈值,通过振动信号与该设定阈值的比较结果产生控制信号,最终使得臂架末端的振动信号保持在设定阈值的范围内。
在实际应用中,臂架末端的振动信号可以为多种相关的物理信号。例如,物体的振动强度的大小通常由位移、速度和加速度三个标准来衡量,通常情况下会采用振动烈度来衡量振动强度,而且振动烈度信号也比较容易被控制器4的输入模块直接采集。在本发明的控制器4的优选实施方式中,该振动信号为便于通过传感器检测的臂架的末端的振动方向信号和振动烈度信号,并且利用第一传感器5检测所述臂架的末端的振动方向信号,利用第二传感器6检测所述臂架的末端的振动烈度信号。该振动方向信号指在检测的时刻臂架的末端偏离平衡位置的方向。因此,本优选实施方式中选择了通过输入模块采集振动方向信号和振动烈度信号来作为臂架末端的振动信号。当然,本发明并不限于此,也可以通过相应的传感器检测例如臂架的末端振动时的振幅、周期或能量等信号来作为臂架的末端的振动信号,并且根据臂架的末端的该振动信号相应地产生控制信号,并通过控制模块对臂架油缸的有杆腔或无杆腔的压力P2做出控制以减小振动,这对本领域技术人员来说是很容易想到的替换方式,此处不再赘述。
在本优选实施方式中,混凝土布料设备还包括控制阀2和液压泵3,在控制器4的控制下,液压泵3通过控制阀2向臂架油缸1输出液压油,该控制阀2能够根据振动方向信号选择性的控制液压泵3与臂架油缸1的有杆腔或无杆腔连通。也就是说据第一传感器5检测的振动方向信号且第二传感器6检测的振动烈度信号,处理模块能够根据当前时刻臂架的末端的振动方向信号,选择性地通过控制模块控制液压泵3的液压油泵送到臂架油缸1的有杆腔或无杆腔,并且该处理模块能够根据振动烈度信号产生泵输出压力控制信号,通过控制模块调整液压泵3的泵输出压力P2的大小,并将该泵输出压力P2传递到臂架油缸1以对臂架油缸1进行控制,使得臂架受到趋向于平衡位置的控制。
例如,臂架所处位置在平衡位置A方向时,而此时检测到臂架的末端的振动烈度超出预设的振动烈度阈值,控制器将会根据该振动方向及振动烈度输出对控制阀及液压泵的控制信号,控制阀2则根据该振动方向信号控制液压泵3与臂架油缸1的特定工作腔相连通,而液压泵3向该腔输出的油压大小则由振动烈度信号决定。
本发明提供的振动抑制控制器4的控制模块是通过对臂架油缸1的有杆腔或无杆腔的压力油缸输出压力的调整来减弱臂架的末端的振动,从而从根源上抑制臂架末端的振动,而并不同于现有技术中常用的通过力引发一个与臂架末端的振动的相位相反的振动以与原有振动相互叠加。并且,该控制器4对臂架油缸1的有杆腔或无杆腔的压力控制实时进行,也就是说,在输入模块接收来自传感器的臂架末端的振动信号时,一旦检测到该振动信号超出设定阈值,控制模块就开始调整臂架油缸1的有杆腔或无杆腔的压力P2,而臂架末端的振动也主要是由于臂架油缸1的有杆腔或无杆腔的压力P2导致,这样就能够抑制臂架末端的振动。
另外,本发明的技术方案中对臂架油缸1的有杆腔或无杆腔的压力进行调整,该臂架油缸1可以指臂架的各个臂节的臂架油缸1,也可以指其中的一部分,也就是说可以只对所有臂架油缸1中与臂架末端的振动相关的臂架油缸进行控制,本领域技术人员能够根据实际情况的需要而进行相应的设计,例如只对较为关键的臂架油缸1的有杆腔或无杆腔的压力P2进行控制,或根据需要同时对多节臂油缸输出压力进行控制。
在该实施方式中,通过第一传感器5实时检测臂架的末端偏移平衡位置的方向信号和振动烈度信号,当臂架末端的振动情况超出设定阈值时,处理模块产生方向控制信号和泵输出压力控制信号,并利用控制模块控制液压泵3和控制阀2来调整臂架油缸1的有杆腔或无杆腔压力P2,即对臂架油缸的有杆腔或无杆腔压力P2的增大或减小进行实时控制,以使得臂架的末端在该时刻受到使其趋向于平衡位置的控制。也就是说,在该优选实施方式中,振动方向信号决定了对臂架控制的方向,振动烈度信号决定了对臂架控制的力的大小。而当臂架的末端的振动情况没有超出设定阈值时,液压泵3输出置零,也就是说臂架末端的振动情况并不需要抑制,此时液压泵不输出压力,所以不会对臂架油缸1的有杆腔和无杆腔输出压力,这样液压泵不输出油液,以最大限度地节省能耗。
通过上述技术方案,利用传感器检测臂架末端偏移平衡位置的方向信号和振动烈度信号,控制器根据该振动信号来调整臂架油缸的有杆腔或无杆腔压力。本发明的控制通过检测臂架的振动信号来产生相应的控制信号,检测简单方便,并且能够进行实时调整,控制直接且时滞小,控制精度较高,节能效果明显。
优选地,所述处理模块还用于根据所述振动烈度信号确定预期泵控制压力P0,并根据该预期泵控制压力P0产生所述泵输出压力控制信号。
另外,本发明的控制器4的处理模块根据振动烈度信号确定预期泵控制压力P0,其过程可以为首先例如根据振动烈度确定对臂架的预期控制力,该振动烈度和该预期控制力之间的对应关系可以表现为关系式或表格等形式,即针对臂架振动烈度获得所需要的控制力,该对应关系可以通过实验而简单地建立和获得,本领域技术人员可以很容易地进行上述实验或通过其他手段确定该对应关系,因此此处对该对应关系的建立过程和该对应关系本身不做详细说明,但是并不会影响本领域技术人员根据本发明的公开内容实现本发明。对于液压泵3来说,很容易通过该对臂架的预期控制力来计算液压泵3的预期泵控制压力P0(通过力除以面积即可)。也就是说,通过上述方式,可以直接建立振动烈度和预期泵控制压力P0之间的对应关系并储存在处理模块中,在实际操作过程中,处理模块可以直接通过振动烈度信号确定预期泵控制压力P0,再根据该预期泵控制压力P0来调整液压泵3的泵输出压力P1,并通过该泵输出压力P1的来调整臂架油缸1的有杆腔或无杆腔压力P2。一般来说,即为使液压泵3的泵输出压力P1达到该预期泵控制压力P0。
优选地,所述液压泵3为电控泵,所述处理模块根据所述泵输出压力控制信号获得所述液压泵3的泵电流控制信号,并将该泵电流控制信号输出到控制模块,所述控制模块通过所述泵电流控制信号调整所述液压泵3的控制电流。
根据上文所述的实施方式,处理模块根据振动烈度信号确定预期泵控制压力P0,再根据该预期泵控制压力P0调整液压泵3的泵输出压力P1。在本优选实施方式中,该液压泵3优选为电控泵,而对该电控泵的定量控制往往通过对液压泵3的控制电流的控制而实现。利用该液压泵3的电流(电压)—输出压力特性,控制器4的处理模块可以根据泵输出压力控制信号计算获得液压泵3的泵电流控制信号,因此,控制模块只需要调整液压泵3的控制电流就能够相应地调整液压泵3的泵输出压力P1,从控制臂架油缸1的有杆腔或无杆腔压力P2。
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的有杆腔或无杆腔的压力信号的第二传感器6,所述输入模块还用于与所述第二传感器6连接,并将该有杆腔或无杆腔的压力信号传送到所述处理模块;
所述处理模块还用于根据所述臂架油缸1的有杆腔或无杆腔的压力P2和所述预期泵控制压力P0的差值获得所述泵输出压力信号的修正值△,利用该修正值△修正所述泵输出压力控制信号,并将修正后的所述泵输出压力控制信号传送到所述控制模块,所述修正值△的大小取决于所述有杆腔或无杆腔的压力P2和所述预期泵控制压力P0的差值,△=f(P2-P0)。
虽然在实际应用中,臂架油缸的有杆腔或无杆腔的压力P2和预期泵控制压力P0的值可能并不相同,但是由于二者之间的差值不会很大,因此可以利用该预期泵控制压力P0作为有杆腔或无杆腔的压力P2的参考标准。因此,利用第二传感器6检测所述有杆腔或无杆腔的压力P2,在处理模块对液压泵3的泵输出压力控制信号进行修正时,以有杆腔或无杆腔的压力P2和预期泵控制压力P0的差值来作为自变量,而对泵输出压力P1进行修正的结果是使的有杆腔或无杆腔的压力P2能够更加接近预期泵控制压力P0。
根据上文所述,处理器根据有杆腔或无杆腔的压力P2和预期泵控制压力P0的差值对泵输出压力P1进行修正的方法有多种,本发明在下文中例举了两种方法。
本优选实施方式中例举了第一种修正方法,即所述泵输出压力P1的修正值△的大小取决于所述有杆腔或无杆腔的压力P2和预期泵控制压力P0的差值,△=f(P2-P0)。也就是说泵输出压力控制信号的修正值△可以表示成自变量为有杆腔或无杆腔的压力P2和预期泵控制压力P0的差值的函数,根据有杆腔或无杆腔的压力P2和预期泵控制压力P0的差值来对泵输出压力控制信号进行修正调整。这样,处理模块可以通过预存的函数关系,通过有杆腔或无杆腔的压力P2和预期泵控制压力P0的差值来计算泵输出压力控制信号的修正值△。
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的有杆腔或无杆腔的压力信号的第二传感器6,所述输入模块还用于与所述第二传感器6连接,并将该有杆腔或无杆腔的压力信号传送到所述处理模块;
所述处理模块还用于储存为定值的所述泵送输出压力信号的修正值△,利用该修正值△修正所述泵输出压力控制信号,并将所述方向控制信号和修正后的泵输出压力控制信号传送到所述控制模块,当所述臂架油缸1的有杆腔或无杆腔的压力P2大于所述预期泵控制压力P0时,使所述泵输出压力控制信号减小△,当所述有杆腔或无杆腔的压力P2小于所述预期泵控制压力P0时,使所述泵输出压力控制信号增大△。
本优选实施方式提供了另一种修正方法,所述泵输出压力控制信号的修正值△为定值,利用第二传感器6检测有杆腔或无杆腔的压力P2,例如处理模块判断当有杆腔或无杆腔的压力P2大于所述预期泵控制压力P0时,使所述泵输出压力控制信号减小△,当处理模块判断有杆腔或无杆腔的压力P2小于所述预期泵控制压力P0时,使所述泵输出压力控制信号增大△,再将修正后的泵输出压力控制信号传送到控制模块。
在这种修正方法中,处理模块对泵输出压力控制信号每次增减的变化量为定值,即为修正量△。由于本发明的振动抑制方法对臂架的振动进行实时的检测,因此对泵输出压力控制信号的修正也是实时的。需要说明的是,这种对泵输出压力控制信号逐渐增大或减小的修正,该修正量△可以设置为一个较小的定值,这样就能够通过逐步修正而提高控制的精度。
通过采用上文对泵输出压力控制信号进行修正的方法,可以进一步提高该振动抑制装置对臂架油缸1的控制精度,从而提高振动抑制效果。
需要说明的是,本发明优选实施方式所述的技术方案是对臂架进行实时控制,在该技术方案中利用传感器检测臂架末端的振动方向信号和振动烈度信号,只有当振动烈度信号超出振动烈度阈值时,控制器4才会该振动方向信号和振动烈度信号产生控制信号,如果振动烈度信号在振动烈度阈值范围内,则表示臂架末端的振动在允许的范围内,并不需要对臂架进行振动抑制控制,此时液压泵不输出油液以最大限度的节省能量。
优选地,所述处理模块还用于通过所述泵送输出压力信号的修正值△计算所述泵电流控制信号的修正值△i,利用该修正值△i修正所述泵电流控制信号。
根据本发明,由于液压泵3最终输出的是泵输出压力P1,因此在对上述优选实施方式中主要描述了处理模块如何对该泵输出压力P1进行修正。根据上文所述的优选实施方式,所述液压泵3为电控泵,因此对该液压泵3的泵输出压力P1的修正可以通过对液压泵3的控制电流的修正而实现。
在如图1和图2所示的优选实施方式中可见,在控制阀2和臂架油缸1之间还连接有液压锁7,该液压锁7的作用是在不进行控制时将臂架油缸与振动抑制***可靠隔离。
另外,本发明中的控制阀2可以包括电磁部分,这样控制器4就能够根据控制信号控制该控制阀2,以控制液压泵3与臂架油缸1的有杆腔或无杆腔连通。例如,该控制阀2包括控制液压泵3与有杆腔的通断的第一电磁铁,和控制液压泵3与无杆腔的通断的第二电磁铁,控制器4根据方向控制信号来控制第一电磁铁和第二电磁铁的通断电,以控制液压泵3与有杆腔或无杆腔的通断。
本发明还提供一种混凝土布料设备,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。
Claims (17)
1.一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),所述混凝土布料设备还包括控制阀(2)和液压泵(3),该液压泵(3)通过该控制阀(2)与所述臂架油缸(1)相连,其特征在于,所述振动抑制方法包括:
检测所述臂架的末端的振动方向信号和振动烈度信号;
当所述振动烈度信号超出所述振动烈度阈值时,根据所述振动方向信号来通过所述控制阀(2)选择性地控制所述液压泵(3)与所述臂架油缸(1)的有杆腔或无杆腔连通,根据所述振动烈度信号调整泵输出压力P1,通过调整所述臂架油缸(1)的有杆腔或无杆腔的压力,使得臂架的末端在该时刻受到使其趋向于平衡位置的控制,以使所述振动信号维持在设定阈值的范围之内,当所述振动烈度信号不超出所述振动烈度阈值时,控制所述液压泵(3)输出置零。
2.根据权利要求1所述的振动抑制方法,其特征在于,根据所述振动烈度信号确定预期控制压力P0,并根据预期控制压力P0调整泵输出压力P1。
3.根据权利要求2所述的振动抑制方法,其特征在于,所述液压泵(3)为电控泵,通过调整所述液压泵(3)的控制电流来调整所述液压泵(3)的泵输出压力P1。
4.根据权利要求3所述的振动抑制方法,其特征在于,所述振动抑制方法还包括检测所述臂架油缸(1)的有杆腔或无杆腔的压力P2,根据所述有杆腔或无杆腔的压力P2和预期泵控制压力P0的差值来对所述泵输出压力P1进行修正。
5.根据权利要求4所述的振动抑制方法,其特征在于,所述泵输出压力P1的修正值△的大小取决于所述有杆腔或无杆腔的压力P2和预期泵控制压力P0的差值,△=f(P2-P0)。
6.根据权利要求4所述的振动抑制方法,其特征在于,所述泵送输出压力P1的修正值△为定值,当有杆腔或无杆腔的压力P2大于所述预期泵控制压力P0时,使所述泵输出压力P1减小△,当有杆腔或无杆腔的压力P2小于所述预期泵控制压力P0时,使所述泵输出压力P1增大△。
7.一种混凝土布料设备臂架的振动抑制控制器(4),该臂架包括驱动臂架的各臂节运动的臂架油缸(1),所述混凝土布料设备还包括控制阀(2)和液压泵(3),该液压泵(3)通过该控制阀(2)与所述臂架油缸(1)相连,所述控制器(4)包括依次连接的输入模块、处理模块和控制模块,其特征在于,
所述输入模块用于采集所述臂架的末端的振动方向信号和振动烈度信号,并将该振动方向信号和振动烈度信号传送到所述处理模块;
所述处理模块用于储存振动烈度阈值,将所述振动烈度信号与所述振动烈度阈值进行比较,当所述振动烈度信号大于所述振动烈度阈值时,所述处理模块根据所述振动烈度信号产生泵输出压力控制信号和根据振动方向信号产生方向控制信号,并将该方向控制信号和泵输出压力控制信号传送给所述控制模块,当所述振动烈度信号小于或等于所述振动烈度阈值时,所述处理模块产生停止信号并将该停止信号传送给所述控制模块;
所述控制模块用于根据所述方向控制信号控制所述控制阀(2)以使所述液压泵(3)与所述臂架油缸(1)的有杆腔或无杆腔连通,和根据所述泵输出压力控制信号控制泵输出压力P1,或根据所述停止信号控制所述液压泵(3)输出置零。
8.根据权利要求7所述的控制器(4),其特征在于,
所述处理模块还用于根据所述振动烈度信号确定预期泵控制压力P0,并根据该预期泵控制压力P0产生所述泵输出压力控制信号。
9.根据权利要求8所述的控制器(4),其特征在于,所述液压泵(3)为电控泵,所述处理模块根据所述泵输出压力控制信号获得所述液压泵(3)的泵电流控制信号,并将该泵电流控制信号输出到控制模块,所述控制模块通过所述泵电流控制信号调整所述液压泵(3)的控制电流。
10.根据权利要求9所述的控制器(4),其特征在于,
所述输入模块还用于采集所述臂架油缸(1)的有杆腔或无杆腔的压力信号,并将该有杆腔或无杆腔的压力信号传送到所述处理模块;
所述处理模块还用于根据所述臂架油缸(1)的有杆腔或无杆腔的压力P2和所述预期泵控制压力P0的差值获得所述泵输出压力信号的修正值△,利用该修正值△修正所述泵输出压力控制信号,并将修正后的所述泵输出压力控制信号传送到所述控制模块,所述修正值△的大小取决于所述有杆腔或无杆腔的压力P2和所述预期泵控制压力P0的差值,△=f(P2-P0)。
11.根据权利要求9所述的控制器(4),其特征在于,
所述输入模块还用于采集所述臂架油缸(1)的有杆腔或无杆腔的压力信号,并将该油缸输出压力信号传送到所述处理模块;
所述处理模块还用于储存为定值的所述泵送输出压力信号的修正值△,利用该修正值△修正所述泵输出压力控制信号,并将所述方向控制信号和修正后的泵输出压力控制信号传送到所述控制模块,当所述臂架油缸(1)的有杆腔或无杆腔的压力P2大于所述预期泵控制压力P0时,使所述泵输出压力控制信号减小△,当所述有杆腔或无杆腔的压力P2小于所述预期泵控制压力P0时,使所述泵输出压力控制信号增大△。
12.一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),所述混凝土布料设备还包括控制阀(2)和液压泵(3),该液压泵(3)通过该控制阀(2)与所述臂架油缸(1)相连,所述控制器(4)的控制模块与所述控制阀(2)和液压泵(3)电连接,所述控制信号包括方向控制信号和泵输出压力控制信号,其特征在于,所述振动抑制装置包括用于检测所述臂架的末端的振动方向信号和振动烈度信号的第一传感器(5)和控制器(4),所述控制器(4)包括依次连接的输入模块、处理模块和控制模块,其中,
所述传感器与所述控制器(4)的输入模块连接,所述输入模块用于将所述振动方向信号和振动烈度信号传送到所述处理模块;
所述处理模块用于储存振动烈度阈值,将所述振动烈度信号与所述振动烈度阈值进行比较,当所述振动烈度信号大于所述振动烈度阈值时,所述处理模块根据所述振动烈度信号产生泵输出压力控制信号和根据振动方向信号产生方向控制信号,并将该方向控制信号和泵输出压力控制信号传送给所述控制模块,当所述振动烈度信号小于或等于所述振动烈度阈值时,所述处理模块产生停止信号并将该停止信号传送给所述控制模块;
所述控制模块用于根据所述方向控制信号控制所述液压泵(3)与所述臂架油缸(1)的有杆腔或无杆腔连通,和根据所述泵输出压力控制信号控制泵输出压力P1,或根据所述停止信号控制所述液压泵(3)输出置零。
13.根据权利要求12所述的振动抑制装置,其特征在于,
所述处理模块还用于根据所述振动烈度信号确定预期泵控制压力P0,并根据该预期泵控制压力P0产生所述泵输出压力控制信号。
14.根据权利要求13所述的振动抑制装置,其特征在于,所述液压泵(3)为电控泵,所述处理模块根据所述泵输出压力控制信号获得所述液压泵(3)的泵电流控制信号,并将该泵电流控制信号输出到控制模块,所述控制模块通过所述泵电流控制信号调整所述液压泵(3)的控制电流。
15.根据权利要求14所述的振动抑制装置,其特征在于,
所述传感器还包括用于检测所述臂架油缸(1)的有杆腔或无杆腔的压力信号的第二传感器(6),所述输入模块还用于与所述第二传感器(6)连接,并将该有杆腔或无杆腔的压力信号传送到所述处理模块;
所述处理模块还用于根据所述臂架油缸(1)的有杆腔或无杆腔的压力P2和所述预期泵控制压力P0的差值获得所述泵输出压力信号的修正值△,利用该修正值△修正所述泵输出压力控制信号,并将修正后的所述泵输出压力控制信号传送到所述控制模块,所述修正值△的大小取决于所述有杆腔或无杆腔的压力P2和所述预期泵控制压力P0的差值,△=f(P2-P0)。
16.根据权利要求14所述的振动抑制装置,其特征在于,
所述传感器还包括用于检测所述臂架油缸(1)的有杆腔或无杆腔的压力信号的第二传感器(6),所述输入模块还用于与所述第二传感器(6)连接,并将该有杆腔或无杆腔的压力信号传送到所述处理模块;
所述处理模块还用于储存为定值的所述泵送输出压力信号的修正值△,利用该修正值△修正所述泵输出压力控制信号,并将所述方向控制信号和修正后的泵输出压力控制信号传送到所述控制模块,当所述臂架油缸(1)的有杆腔或无杆腔的压力P2大于所述预期泵控制压力P0时,使所述泵输出压力控制信号减小△,当所述有杆腔或无杆腔的压力P2小于所述预期泵控制压力P0时,使所述泵输出压力控制信号增大△。
17.一种混凝土布料设备,其特征在于,该混凝土布料设备包括根据权利要求12-16中任意一项所述的振动抑制装置。
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