專利名稱：一種液壓機(jī)械臂智能控制裝置及系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及液壓機(jī)械臂技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于液壓機(jī)械臂的液壓機(jī)械臂智能控制裝置及系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
混凝土噴漿設(shè)備如混凝土噴射機(jī)、混凝土泵車等的液壓機(jī)械臂主要由回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、多個(gè)臂關(guān)節(jié)、用于驅(qū)動(dòng)所述回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的液壓馬達(dá)、以及多個(gè)分別與所述多個(gè)臂關(guān)節(jié)一一對(duì)應(yīng)且用于驅(qū)動(dòng)相應(yīng)臂關(guān)節(jié)的液壓油缸組成，其工作原理是，利用自身液壓機(jī)械臂的運(yùn)動(dòng)引導(dǎo)軟管將混凝土輸送至目標(biāo)位置進(jìn)行噴漿或澆灌作業(yè)，因此多關(guān)節(jié)液壓機(jī)械臂運(yùn)動(dòng)控制的精確性和平穩(wěn)性，是保證其作業(yè)穩(wěn)定性以及高效率的關(guān)鍵。目前，混凝土噴漿設(shè)備液壓機(jī)械臂的控制方法主要分為以下兩種:一種是利用無線遙控器對(duì)液壓機(jī)械臂的單個(gè)臂關(guān)節(jié)進(jìn)行手動(dòng)控制，這種控制方式簡單、可靠，對(duì)控制系統(tǒng)要求較低，可適應(yīng)復(fù)雜環(huán)境和特殊工況，但是，由于液壓機(jī)械臂具有多個(gè)臂關(guān)節(jié)，因此，在采用手動(dòng)方式進(jìn)行液壓機(jī)械臂的多個(gè)臂關(guān)節(jié)的控制時(shí)，操作者的工作強(qiáng)度較高且作業(yè)效率并不高；另外一種則是利用先進(jìn)的傳感系統(tǒng)以及復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)控制算法，如逆運(yùn)動(dòng)學(xué)控制算法來實(shí)現(xiàn)液壓機(jī)械臂的智能運(yùn)動(dòng)控制，具體地，操作者可以通過無線遙控器直接控制液壓機(jī)械臂的臂架末端在三維空間內(nèi)走直線運(yùn)動(dòng)，這種控制方式操作簡單、控制精度高，可以有效降低操作者的工作強(qiáng)度并提高作業(yè)效率，但因其采用了大量的傳感器等電子元件以及復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)控制算法，因此，導(dǎo)致在惡劣的工況環(huán)境下，穩(wěn)定性并不高。為了解決上述問題，目前業(yè)界提出了一種兼顧手動(dòng)控制與自動(dòng)控制兩種控制模式的液壓機(jī)械臂智能控制裝置，如圖1所示，所述液壓機(jī)械臂智能控制裝置包括傳感器單元
11、運(yùn)動(dòng)控制單元12 (或稱運(yùn)動(dòng)控制器)、遙控信號(hào)接收單元13、電液比例閥組單元14以及無線遙控單元15 (或稱無線遙控器)，其中:所述遙控信號(hào)接收單元13的一端通過無線方式與所述無線遙控單元15連接，另一端通過CAN (Controller Area Network,控制器局域網(wǎng)絡(luò))總線與所述運(yùn)動(dòng)控制單元12連接，用于接收來自無線遙控單元15的位移控制信令(如智能控制模式下針對(duì)液壓機(jī)械臂末端的第一位移控制信令或手動(dòng)控制模式下針對(duì)液壓機(jī)械臂中任一臂關(guān)節(jié)的第二位移控制信令)，并根據(jù)CAN通訊協(xié)議要求，將接收到的位移控制信令轉(zhuǎn)換為CAN總線控制報(bào)文(如將第一位移控制信令轉(zhuǎn)換為第一 CAN總線控制報(bào)文，將第二位移控制信令轉(zhuǎn)換為第二 CAN總線控制報(bào)文)后發(fā)送到運(yùn)動(dòng)控制單元12。所述運(yùn)動(dòng)控制單元12的一端通過CAN總線與所述傳感器單元11以及所述遙控信號(hào)接收單元13相連,另一端通過多條適用于PWM (Pulse Width Modulation,脈沖寬度調(diào)制)電流信號(hào)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)線與所述電液比例閥組單元14 (所述電液比例閥組單元14由N+1個(gè)電液比例閥塊141組成，其中，每一電液比例閥塊141分別與液壓機(jī)械臂中的一液壓油缸或一液壓馬達(dá)相對(duì)應(yīng))相連，用于接收來自遙控信號(hào)接收單元13的CAN總線控制報(bào)文(如第一 CAN總線控制報(bào)文或第二 CAN總線控制報(bào)文)，并根據(jù)接收到的CAN總線控制報(bào)文運(yùn)算得到相應(yīng)的PWM電流信號(hào)后發(fā)送給電液比例閥組單元14，其中，所述N為大于I的正整數(shù)，且其數(shù)值與液壓機(jī)械臂中的臂關(guān)節(jié)或驅(qū)動(dòng)各臂關(guān)節(jié)的液壓油缸的個(gè)數(shù)相同。具體地，所述傳感器單元11包括用于測量液壓機(jī)械臂中回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的角位移信息的旋轉(zhuǎn)編碼器111，以及，N個(gè)分別與液壓機(jī)械臂中驅(qū)動(dòng)各臂關(guān)節(jié)的液壓油缸一一對(duì)應(yīng)且用于測量與該位移傳感器112相對(duì)應(yīng)的液壓油缸的伸縮長度信息的位移傳感器112。所述運(yùn)動(dòng)控制單元12包括數(shù)據(jù)采集子單元121、智能運(yùn)動(dòng)控制子單元122、手動(dòng)控制子單元123以及總線數(shù)據(jù)收發(fā)子單元124 ;其中，所述總線數(shù)據(jù)收發(fā)子單元124 —端與所述遙控信號(hào)接收單元13相連，另一端分別與所述智能運(yùn)動(dòng)控制子單元122以及手動(dòng)控制子單元123相連，用于接收來自遙控信號(hào)接收單元13的CAN總線控制報(bào)文(如第一 CAN總線控制報(bào)文或第二 CAN總線控制報(bào)文)，并根據(jù)CAN通訊協(xié)議要求，將接收到的CAN總線控制報(bào)文轉(zhuǎn)換為對(duì)應(yīng)的位移控制信令(如將第一 CAN總線控制報(bào)文轉(zhuǎn)換為第一位移控制信令，或?qū)⒌诙?CAN總線控制報(bào)文轉(zhuǎn)換為第二位移控制信令)后發(fā)送給相應(yīng)的智能運(yùn)動(dòng)控制子單元122或手動(dòng)控制子單元123。所述智能運(yùn)動(dòng)控制子單元122 —端與所述數(shù)據(jù)采集子單元121以及總線數(shù)據(jù)收發(fā)子單元124相連，另一端與所述電液比例閥組單元14相連，用于當(dāng)所述液壓機(jī)械臂智能控制裝置處于智能控制模式時(shí)，根據(jù)數(shù)據(jù)采集子單元121采集到的來自所述傳感器單元11的傳感器數(shù)據(jù)信息(如回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的角位移信息以及各液壓油缸的伸縮長度信息)計(jì)算液壓機(jī)械臂的當(dāng)前姿態(tài)信息，并根據(jù)液壓機(jī)械臂的當(dāng)前姿態(tài)信息以及總線數(shù)據(jù)收發(fā)子單元124發(fā)送的針對(duì)液壓機(jī)械臂末端的第一位移控制信令，利用設(shè)定的運(yùn)動(dòng)學(xué)控制算法(如逆運(yùn)動(dòng)學(xué)控制算法)以及流量控制算法對(duì)液壓機(jī)械臂進(jìn)行運(yùn)動(dòng)規(guī)劃及流量控制，并根據(jù)控制結(jié)果輸出相應(yīng)的PWM電流信號(hào)至各電液比例閥塊141中，進(jìn)而由各電液比例閥塊141根據(jù)接收到的PWM電流信號(hào)控制(或驅(qū)動(dòng))對(duì)應(yīng)的液壓油缸或液壓馬達(dá)，從而實(shí)現(xiàn)將液壓機(jī)械臂的臂架末端移動(dòng)到指定的目標(biāo)位置的目的。所述手動(dòng)控制子單元123 —端與所述總線數(shù)據(jù)收發(fā)子單元124相連，另一端與所述電液比例閥組單元14相連，用于當(dāng)所述液壓機(jī)械臂智能控制裝置處于手動(dòng)控制模式時(shí)，根據(jù)總線數(shù)據(jù)收發(fā)子單元124發(fā)送的針對(duì)液壓機(jī)械臂中任一臂關(guān)節(jié)的第二位移控制信令，輸出PWM電流信號(hào)至相應(yīng)的電液比例閥塊141，并由該電液比例閥塊141根據(jù)接收到的PWM電流信號(hào)控制(或驅(qū)動(dòng))對(duì)應(yīng)的液壓油缸或液壓馬達(dá)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)液壓機(jī)械臂相應(yīng)臂關(guān)節(jié)或回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的手動(dòng)控制。由于在進(jìn)行液壓機(jī)械臂的智能運(yùn)動(dòng)控制時(shí)，液壓機(jī)械臂智能控制裝置中的運(yùn)動(dòng)控制單元12需要處理大量的傳感器數(shù)據(jù)以及需要執(zhí)行復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)學(xué)控制算法，工程機(jī)械專用的邏輯控制器的運(yùn)算能力難以滿足要求，因此，一般選用高性能的嵌入式工控機(jī)來形成所述運(yùn)動(dòng)控制單元12 ;但是，由于所述嵌入式工控機(jī)的防護(hù)等級(jí)以及穩(wěn)定性沒有工程機(jī)械專用的邏輯控制器高，且混凝土噴射機(jī)等混凝土噴漿設(shè)備通常工作在隧道、洞穴等空間狹小、粉塵強(qiáng)烈、供電極不穩(wěn)定的惡劣施工環(huán)境下，以及，現(xiàn)有技術(shù)中液壓機(jī)械臂智能控制裝置的手動(dòng)控制模式只能應(yīng)對(duì)傳感器等非運(yùn)動(dòng)控制單元12部件所出現(xiàn)的故障或異常，因此，若運(yùn)動(dòng)控制單元12因?yàn)閻毫迎h(huán)境出現(xiàn)死機(jī)或硬件故障而無法工作時(shí)，液壓機(jī)械臂智能控制裝置的手動(dòng)/智能控制模式都是無效的，從而導(dǎo)致在運(yùn)動(dòng)控制單元12的故障排除前出現(xiàn)液壓機(jī)械臂無法收回、混凝土噴漿設(shè)備無法駛離現(xiàn)場等系統(tǒng)故障問題，極大地降低了系統(tǒng)的安全性以及穩(wěn)定性。另外，由于在現(xiàn)有技術(shù)中，液壓機(jī)械臂智能控制裝置的電液比例閥組單元14由多個(gè)電液比例閥塊141組成，且各電液比例閥塊141均采用PWM電流控制方式(任一電液比例閥塊141與所述運(yùn)動(dòng)控制單元12之間通過兩條適用于PWM電流信號(hào)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)線相連)，因此導(dǎo)致運(yùn)動(dòng)控制單元12與所述電液比例閥組單元14之間存在數(shù)目較多的PWM電流信號(hào)通道，不僅會(huì)增加液壓機(jī)械臂智能控制裝置的布線復(fù)雜度，還會(huì)降低系統(tǒng)信號(hào)的抗干擾性，進(jìn)而降低系統(tǒng)的控制精度。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型實(shí)施例提供了一種液壓機(jī)械臂智能控制裝置及系統(tǒng)，用以解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的液壓機(jī)械臂智能控制裝置的安全性、穩(wěn)定性以及控制精度均不佳的問題。一種液壓機(jī)械臂智能控制裝置，其中，所述液壓機(jī)械臂包括回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)以及N個(gè)臂關(guān)節(jié)，還包括用于驅(qū)動(dòng)所述回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的液壓馬達(dá)以及N個(gè)分別與所述N個(gè)臂關(guān)節(jié)一一對(duì)應(yīng)并用于驅(qū)動(dòng)相應(yīng)臂關(guān)節(jié)的液壓油缸，所述N為大于I的正整數(shù)，所述裝置包括信號(hào)控制單元、傳感器單元、運(yùn)動(dòng)控制單元以及數(shù)據(jù)總線比例閥組單元:其中，所述信號(hào)控制單元與所述運(yùn)動(dòng)控制單元之間、所述信號(hào)控制單元與所述數(shù)據(jù)總線比例閥組單元之間以及所述運(yùn)動(dòng)控制單元與所述數(shù)據(jù)總線比例閥組單元之間分別通過數(shù)據(jù)總線相連；所述信號(hào)控制單元，用于生成針對(duì)液壓機(jī)械臂末端的第一位移控制信令并將所述第一位移控制信令轉(zhuǎn)換為第一數(shù)據(jù)總線控制報(bào)文后發(fā)送給所述運(yùn)動(dòng)控制單元，或生成針對(duì)液壓機(jī)械臂中任一臂關(guān)節(jié)的第二位移控制信令并將所述第二位移控制信令轉(zhuǎn)換為第二數(shù)據(jù)總線控制報(bào)文后發(fā)送給所述數(shù)據(jù)總線比例閥組單元；所述傳感器單元，用于測量所述回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的角位移信息以及所述N個(gè)液壓油缸的伸縮長度信息，并將測量得到的所述回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的角位移信息以及所述N個(gè)液壓油缸的伸縮長度信息發(fā)送給所述運(yùn)動(dòng)控制單元；所述運(yùn)動(dòng)控制單元，用于接收所述信號(hào)控制單元發(fā)送的第一數(shù)據(jù)總線控制報(bào)文，以及，接收所述傳感器單元發(fā)送的所述回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的角位移信息以及所述N個(gè)液壓油缸的伸縮長度信息，并根據(jù)接收到的所述回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的角位移信息以及所述N個(gè)液壓油缸的伸縮長度信息，確定液壓機(jī)械臂的當(dāng)前姿態(tài)信息，以及，根據(jù)接收到的所述第一數(shù)據(jù)總線控制報(bào)文以及確定的液壓機(jī)械臂的當(dāng)前姿態(tài)信息，確定將液壓機(jī)械臂末端移動(dòng)到目標(biāo)位置時(shí)液壓機(jī)械臂中各臂關(guān)節(jié)所對(duì)應(yīng)的位移量，并將確定的各臂關(guān)節(jié)所對(duì)應(yīng)的位移量分別轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的控制電流值，以及在將各控制電流值分別轉(zhuǎn)換為第三數(shù)據(jù)總線控制報(bào)文后，發(fā)送給所述數(shù)據(jù)總線比例閥組單元；所述數(shù)據(jù)總線比例閥組單元，用于接收所述運(yùn)動(dòng)控制單元發(fā)送的第三數(shù)據(jù)總線控制報(bào)文，并將所述第三數(shù)據(jù)總線控制報(bào)文轉(zhuǎn)換為相應(yīng)比例閥塊對(duì)應(yīng)的控制電流后，驅(qū)動(dòng)對(duì)應(yīng)的液壓馬達(dá)或液壓油缸；或者，用于接收所述信號(hào)控制單元發(fā)送的第二數(shù)據(jù)總線控制報(bào)文，并將所述第二數(shù)據(jù)總線控制報(bào)文轉(zhuǎn)換為相應(yīng)比例閥塊對(duì)應(yīng)的控制電流后，驅(qū)動(dòng)對(duì)應(yīng)的液壓馬達(dá)或液壓油缸。一種液壓機(jī)械臂智能控制系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括液壓機(jī)械臂以及上述液壓機(jī)械臂智能控制裝置。本實(shí)用新型有益效果如下:本實(shí)用新型實(shí)施例提供了一種液壓機(jī)械臂智能控制裝置及系統(tǒng)，所述裝置包括信號(hào)控制單元、傳感器單元、運(yùn)動(dòng)控制單元以及數(shù)據(jù)總線比例閥組單元，其中，所述信號(hào)控制單元與所述運(yùn)動(dòng)控制單元之間、所述信號(hào)控制單元與所述數(shù)據(jù)總線比例閥組單元之間以及所述運(yùn)動(dòng)控制單元與所述數(shù)據(jù)總線比例閥組單元之間分別通過數(shù)據(jù)總線相連。在本實(shí)用新型實(shí)施例中，由于信號(hào)控制單元、運(yùn)動(dòng)控制單元和數(shù)據(jù)總線比例閥組單元位于同一數(shù)據(jù)總線網(wǎng)絡(luò)中，從而使得在手動(dòng)控制模式下，數(shù)據(jù)總線比例閥組單元可直接受控于信號(hào)控制單元，避免了現(xiàn)有技術(shù)中存在的因運(yùn)動(dòng)控制單元故障所導(dǎo)致的系統(tǒng)手動(dòng)/智能控制模式均無效、液壓機(jī)械臂無法收回、混凝土噴漿設(shè)備無法駛離現(xiàn)場等系統(tǒng)故障的問題，提高了系統(tǒng)的安全性與穩(wěn)定性；再有，由于運(yùn)動(dòng)控制單元與數(shù)據(jù)總線比例閥組單元之間可通過數(shù)據(jù)總線相連，無需設(shè)置多條適用于PWM電流信號(hào)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)線，因而有效減少了比例閥組的控制線束，增強(qiáng)了惡劣環(huán)境下系統(tǒng)信號(hào)的抗干擾能力、提高了系統(tǒng)的控制精度。

圖1所示為現(xiàn)有技術(shù)中所述液壓機(jī)械臂智能控制裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2所示為本實(shí)用新型實(shí)施例一中所述液壓機(jī)械臂智能控制裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3所示為本實(shí)用新型實(shí)施例一中所述處于智能控制模式下的液壓機(jī)械臂智能控制裝置的控制回路結(jié)構(gòu)示意圖；圖4所示為本實(shí)用新型實(shí)施例一中所述處于手動(dòng)控制模式下的液壓機(jī)械臂智能控制裝置的控制回路結(jié)構(gòu)示意圖；圖5所示為本實(shí)用新型實(shí)施例二中所述液壓機(jī)械臂智能控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合說明書附圖對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例作進(jìn)一步說明，但本實(shí)用新型不局限于下面的實(shí)施例。實(shí)施例一:如圖2所示，其為本實(shí)用新型實(shí)施例一中所述液壓機(jī)械臂智能控制裝置的結(jié)構(gòu)示意圖，需要說明的是，所述液壓機(jī)械臂包括回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)以及N個(gè)臂關(guān)節(jié)，還包括用于驅(qū)動(dòng)所述回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的液壓馬達(dá)以及N個(gè)分別與所述N個(gè)臂關(guān)節(jié)一一對(duì)應(yīng)并用于驅(qū)動(dòng)相應(yīng)臂關(guān)節(jié)的液壓油缸，所述N為大于I的正整數(shù)；具體地，所述液壓機(jī)械臂智能控制裝置可以應(yīng)用于混凝土噴射機(jī)、混凝土泵車等任何具備液壓機(jī)械臂的混凝土噴漿設(shè)備中；具體地，在本實(shí)用新型所述實(shí)施例一中，所述液壓機(jī)械臂智能控制裝置包括信號(hào)控制單元21、傳感器單元22、運(yùn)動(dòng)控制單元23以及數(shù)據(jù)總線比例閥組單元24，其中:所述信號(hào)控制單元21與所述運(yùn)動(dòng)控制單元23之間、所述信號(hào)控制單元21與所述數(shù)據(jù)總線比例閥組單元24之間以及所述運(yùn)動(dòng)控制單元23與所述數(shù)據(jù)總線比例閥組單元24之間分別通過數(shù)據(jù)總線相連；具體地，所述數(shù)據(jù)總線可以為以下總線中的任意一種:如CAN總線、485總線或以太網(wǎng)總線等。具體地，在本實(shí)用新型各實(shí)施例中，由于信號(hào)控制單元21、運(yùn)動(dòng)控制單元23和數(shù)據(jù)總線比例閥組單元24位于同一數(shù)據(jù)總線網(wǎng)絡(luò)中，從而使得在手動(dòng)控制模式下，數(shù)據(jù)總線比例閥組單元24可直接受控于信號(hào)控制單元21，避免了現(xiàn)有技術(shù)中存在的運(yùn)動(dòng)控制單元23故障導(dǎo)致系統(tǒng)手動(dòng)/智能控制模式均無效、液壓機(jī)械臂無法收回、混凝土噴漿設(shè)備無法駛離現(xiàn)場等系統(tǒng)故障的問題，提高了系統(tǒng)的安全性與穩(wěn)定性；例如，當(dāng)采用CAN總線作為所述數(shù)據(jù)總線時(shí)，根據(jù)CAN總線網(wǎng)絡(luò)的特性可知，網(wǎng)絡(luò)中的單個(gè)節(jié)點(diǎn)發(fā)生故障并不會(huì)影響其他節(jié)點(diǎn)，即不會(huì)造成整個(gè)CAN總線網(wǎng)絡(luò)的故障，因此，所述運(yùn)動(dòng)控制單元23的故障與否并不會(huì)影響手動(dòng)控制模式下液壓機(jī)械臂智能控制裝置的正常工作。具體地，所述信號(hào)控制單元21用于生成針對(duì)液壓機(jī)械臂末端的第一位移控制信令(對(duì)應(yīng)液壓機(jī)械臂控制裝置的智能控制模式)并將所述第一位移控制信令轉(zhuǎn)換為第一數(shù)據(jù)總線控制報(bào)文后發(fā)送給所述運(yùn)動(dòng)控制單元23，或生成針對(duì)液壓機(jī)械臂中任一臂關(guān)節(jié)的第二位移控制信令(對(duì)應(yīng)液壓機(jī)械臂控制裝置的手動(dòng)控制模式)并將所述第二位移控制信令轉(zhuǎn)換為第二數(shù)據(jù)總線控制報(bào)文后發(fā)送給所述數(shù)據(jù)總線比例閥組單元24 ;具體地，所述信號(hào)控制單元21的控制面板上可以設(shè)置有能夠區(qū)分智能控制模式與手動(dòng)控制模式的模式選擇開關(guān)，當(dāng)所述模式選擇開關(guān)處于智能控制模式時(shí)，所述信號(hào)控制單元21能夠生成針對(duì)液壓機(jī)械臂末端的第一位移控制信令并向所述運(yùn)動(dòng)控制單元23發(fā)送轉(zhuǎn)換后的第一數(shù)據(jù)總線控制報(bào)文；當(dāng)所述模式選擇開關(guān)處于手動(dòng)控制模式時(shí)，所述信號(hào)控制單元21能夠生成針對(duì)液壓機(jī)械臂中任一臂關(guān)節(jié)的第二位移控制信令并向所述運(yùn)動(dòng)控制單元23發(fā)送轉(zhuǎn)換后的第二數(shù)據(jù)總線控制報(bào)文。具體地，所述信號(hào)控制單元21可根據(jù)所述液壓機(jī)械臂智能控制裝置當(dāng)前采用的數(shù)據(jù)總線所對(duì)應(yīng)的總線通訊協(xié)議，對(duì)所述第一位移控制信令或所述第二位移控制信令進(jìn)行協(xié)議轉(zhuǎn)換，得到適用于所述數(shù)據(jù)總線傳輸?shù)牡谝粩?shù)據(jù)總線控制報(bào)文或第二總線控制報(bào)文。進(jìn)一步地，所述信號(hào)控制單元21可以包括信號(hào)發(fā)送子單元211以及信號(hào)接收子單元212，其中:所述信號(hào)發(fā)送子單元211用于生成針對(duì)液壓機(jī)械臂末端的第一位移控制信令或針對(duì)液壓機(jī)械臂中任一臂關(guān)節(jié)的第二位移控制信令，并將所述第一位移控制信令或所述第二位移控制信令發(fā)送到所述信號(hào)接收子單元212 ；所述信號(hào)接收子單元212用于接收所述信號(hào)發(fā)送子單元211發(fā)送的第一位移控制信令，并將所述第一位移控制信令轉(zhuǎn)換為第一數(shù)據(jù)總線控制報(bào)文后發(fā)送給所述運(yùn)動(dòng)控制單元23，或接收所述信號(hào)發(fā)送子單元211發(fā)送的第二位移控制信令，并將所述第二位移控制信令轉(zhuǎn)換為第二數(shù)據(jù)總線控制報(bào)文后發(fā)送給所述數(shù)據(jù)總線比例閥組單元24。需要說明的是，所述信號(hào)發(fā)送子單元211可以通過無線方式或有線方式與所述信號(hào)接收子單元212連接，本實(shí)用新型實(shí)施例對(duì)此不作任何限定；較佳地，所述信號(hào)發(fā)送子單元211常以無線方式與所述信號(hào)接收子單元212連接。具體地，所述傳感器單元22與所述運(yùn)動(dòng)控制單元23相連，用于測量所述回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的角位移信息以及所述N個(gè)液壓油缸的伸縮長度信息，并將測量得到的所述回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的角位移信息以及所述N個(gè)液壓油缸的伸縮長度信息發(fā)送給運(yùn)動(dòng)控制單元23 ;具體地，所述傳感器單元22與所述運(yùn)動(dòng)控制單元23之間可以采用CAN總線等數(shù)據(jù)總線相連，本實(shí)用新型實(shí)施例對(duì)此不作任何限定。進(jìn)一步地，所述傳感器單元22包括旋轉(zhuǎn)編碼器221以及N個(gè)分別與所述N個(gè)液壓油缸 對(duì)應(yīng)的位移傳感器222,其中:所述旋轉(zhuǎn)編碼器221用于測量所述液壓機(jī)械臂中的回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的角位移信息，并將測量得到的所述回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的角位移信息發(fā)給運(yùn)動(dòng)控制單元23 ;所述位移傳感器222用于測量與該位移傳感器222相對(duì)應(yīng)的液壓油缸的伸縮長度信息，并將測量得到的所述液壓油缸的伸縮長度信息發(fā)送給運(yùn)動(dòng)控制單元23。具體地，所述運(yùn)動(dòng)控制單元23分別與所述信號(hào)控制單元21、傳感器單元22以及數(shù)據(jù)總線比例閥組單元24相連，用于接收所述信號(hào)控制單元21發(fā)送的第一數(shù)據(jù)總線控制報(bào)文，以及，接收所述傳感器單元22發(fā)送的所述回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的角位移信息以及所述N個(gè)液壓油缸的伸縮長度信息，并根據(jù)接收到的所述回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的角位移信息以及所述N個(gè)液壓油缸的伸縮長度信息，確定液壓機(jī)械臂的當(dāng)前姿態(tài)信息，以及，根據(jù)接收到的所述第一數(shù)據(jù)總線控制報(bào)文以及確定的液壓機(jī)械臂的當(dāng)前姿態(tài)信息，確定將液壓機(jī)械臂末端移動(dòng)到目標(biāo)位置時(shí)液壓機(jī)械臂中各臂關(guān)節(jié)所對(duì)應(yīng)的位移量，并將確定的各臂關(guān)節(jié)所對(duì)應(yīng)的位移量分別轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的控制電流值，以及在將各控制電流值分別轉(zhuǎn)換為第三數(shù)據(jù)總線控制報(bào)文后，發(fā)送給所述數(shù)據(jù)總線比例閥組單元25。具體地，所述運(yùn)動(dòng)控制單元23可采用逆運(yùn)動(dòng)學(xué)控制算法和軌跡規(guī)劃算法來確定將液壓機(jī)械臂末端移動(dòng)到目標(biāo)位置時(shí)液壓機(jī)械臂中各臂關(guān)節(jié)所對(duì)應(yīng)的位移量，以及，可采用流量控制算法(其中，所述流量控制是指液壓流量控制)來將確定的各臂關(guān)節(jié)所對(duì)應(yīng)的位移量分別轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的控制電流值。進(jìn)一步地，所述運(yùn)動(dòng)控制單元23包括傳感器數(shù)據(jù)采集子單元231、智能運(yùn)動(dòng)控制子單元232以及總線數(shù)據(jù)收發(fā)子單元233，其中:所述傳感器數(shù)據(jù)采集子單元231分別與所述傳感器單元22以及智能運(yùn)動(dòng)控制子單元232相連，用于接收所述傳感器單元22發(fā)送的所述回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的角位移信息以及所述N個(gè)液壓油缸的伸縮長度信息，并將接收到的所述回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的角位移信息以及所述N個(gè)液壓油缸的伸縮長度信息發(fā)送給智能運(yùn)動(dòng)控制子單元232 ；所述智能運(yùn)動(dòng)控制子單元232分別與所述傳感器數(shù)據(jù)采集子單元231以及總線數(shù)據(jù)收發(fā)子單元233相連，用于根據(jù)接收到的所述回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的角位移信息以及所述N個(gè)液壓油缸的伸縮長度信息，確定液壓機(jī)械臂的當(dāng)前姿態(tài)信息，并根據(jù)確定的液壓機(jī)械臂的當(dāng)前姿態(tài)信息以及總線數(shù)據(jù)收發(fā)子單元233發(fā)送的第一位移控制信令，確定將液壓機(jī)械臂末端移動(dòng)到目標(biāo)位置時(shí)液壓機(jī)械臂中各臂關(guān)節(jié)所對(duì)應(yīng)的位移量，并將確定的各臂關(guān)節(jié)所對(duì)應(yīng)的位移量分別轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的控制電流值，以及，將轉(zhuǎn)換后的各控制電流值發(fā)送給總線數(shù)據(jù)收發(fā)子單兀233 ；所述總線數(shù)據(jù)收發(fā)子單元233與所述信號(hào)控制單元21、智能運(yùn)動(dòng)控制子單元232以及數(shù)據(jù)總線比例閥組單元24相連，用于接收來自所述信號(hào)控制單元21的第一數(shù)據(jù)總線控制報(bào)文，并將所述第一數(shù)據(jù)總線控制報(bào)文轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的第一位移控制信令后，發(fā)送給智能運(yùn)動(dòng)控制子單元232，以及，接收智能運(yùn)動(dòng)控制子單元232發(fā)送的控制電流值，并將各控制電流值分別轉(zhuǎn)換為第三數(shù)據(jù)總線控制報(bào)文后，發(fā)送給數(shù)據(jù)總線比例閥組單元24 ;具體地，所述總線數(shù)據(jù)收發(fā)子單元233與所述信號(hào)控制單元21中的信號(hào)接收子單元212相連，并接收來自所述信號(hào)接收子單元212發(fā)送的第一數(shù)據(jù)總線控制報(bào)文。具體地，所述數(shù)據(jù)總線比例閥組單元24用于接收所述運(yùn)動(dòng)控制單元23發(fā)送的第三數(shù)據(jù)總線控制報(bào)文，并將所述第三數(shù)據(jù)總線控制報(bào)文轉(zhuǎn)換為相應(yīng)比例閥塊241對(duì)應(yīng)的控制電流后，驅(qū)動(dòng)對(duì)應(yīng)的液壓馬達(dá)或液壓油缸，進(jìn)而達(dá)到驅(qū)動(dòng)相應(yīng)的臂關(guān)節(jié)或回轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)的目的；或者，用于接收所述信號(hào)控制單元21發(fā)送的第二數(shù)據(jù)總線控制報(bào)文，并將所述第二數(shù)據(jù)總線控制報(bào)文轉(zhuǎn)換為相應(yīng)比例閥塊對(duì)應(yīng)的控制電流后，驅(qū)動(dòng)對(duì)應(yīng)的液壓馬達(dá)或液壓油缸，進(jìn)而達(dá)到驅(qū)動(dòng)相應(yīng)的臂關(guān)節(jié)或回轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)的目的。進(jìn)一步地，所述數(shù)據(jù)總線比例閥組單元24包括N+1個(gè)分別與所述液壓機(jī)械臂中的液壓馬達(dá)以及N個(gè)液壓油缸一一對(duì)應(yīng)的比例閥塊241 ;其中，各比例閥塊241分別用于接收轉(zhuǎn)換后的控制電流，并根據(jù)接收到的轉(zhuǎn)換后的控制電流，驅(qū)動(dòng)對(duì)應(yīng)的液壓馬達(dá)或液壓油缸。也就是說，根據(jù)運(yùn)動(dòng)控制單元23輸出的數(shù)據(jù)總線控制報(bào)文(該數(shù)據(jù)總線控制報(bào)文與相應(yīng)的控制電流值相對(duì)應(yīng))，可以達(dá)到控制數(shù)據(jù)總線比例閥組單元24中的相應(yīng)比例閥塊241的閥芯開度，從而控制液壓機(jī)械臂驅(qū)動(dòng)裝置(如液壓油缸、液壓馬達(dá)等)的液壓流量(該液壓流量對(duì)應(yīng)著液壓機(jī)械臂相應(yīng)臂關(guān)節(jié)的移動(dòng)速度)，達(dá)到通過控制電流來控制液壓機(jī)械臂中各臂關(guān)節(jié)的位移的效果。需要說明的是，在本實(shí)用新型所述實(shí)施例中，所述液壓機(jī)械臂智能控制裝置可以具備智能控制模式以及手動(dòng)控制模式兩種工作模式；具體地，如圖3所示，其為本實(shí)用新型實(shí)施例一中所述處于智能控制模式下的液壓機(jī)械臂智能控制裝置的控制回路結(jié)構(gòu)示意圖，此時(shí)，所述液壓機(jī)械臂智能控制裝置的控制回路中包括信號(hào)控制單元21、傳感器單元22、運(yùn)動(dòng)控制單元23以及數(shù)據(jù)總線比例閥組單元24，且所述信號(hào)控制單元21包括信號(hào)發(fā)送子單元211和信號(hào)接收子單元212，所述運(yùn)動(dòng)控制單元23包括傳感器數(shù)據(jù)采集子單元231、智能運(yùn)動(dòng)控制子單元232以及總線數(shù)據(jù)收發(fā)子單元233，其中:所述運(yùn)動(dòng)控制單元23的一端分別與所述傳感器單元22以及信號(hào)控制單元21相連，另一端與所述數(shù)據(jù)總線比例閥組單元24相連；具體地，所述數(shù)據(jù)總線比例閥組單元24以及所述信號(hào)控制單元21中的信號(hào)接收子單元212分別通過數(shù)據(jù)總線與所述運(yùn)動(dòng)控制單元23中的總線數(shù)據(jù)收發(fā)子單元233相連。此時(shí)，處于智能控制模式下的液壓機(jī)械臂智能控制裝置的工作原理可以為:(I)操作者通過所述信號(hào)發(fā)送子單元211向所述信號(hào)接收子單元212發(fā)送液壓機(jī)械臂末端在三維空間內(nèi)的第一位移控制信令，所述信號(hào)接收子單元212在根據(jù)數(shù)據(jù)總線的通訊協(xié)議要求將所述第一位移控制信令轉(zhuǎn)換為第一數(shù)據(jù)總線控制報(bào)文后，通過數(shù)據(jù)總線網(wǎng)絡(luò)發(fā)送給運(yùn)動(dòng)控制單元23的總線數(shù)據(jù)收發(fā)子單元233 ；(2)所述總線數(shù)據(jù)收發(fā)子單元233在接收到所述第一數(shù)據(jù)總線控制報(bào)文后，將接收到的所述第一數(shù)據(jù)總線控制報(bào)文轉(zhuǎn)換為第一位移控制信令；進(jìn)而，所述運(yùn)動(dòng)控制單元23的智能運(yùn)動(dòng)控制子單元232讀取總線數(shù)據(jù)收發(fā)子單元233中的第一位移控制信令，并根據(jù)傳感器數(shù)據(jù)采集子單元231采集到的傳感器信息(如所述回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的角位移信息以及所述N個(gè)液壓油缸的伸縮長度信息)計(jì)算液壓機(jī)械臂的當(dāng)前姿態(tài)信息，以及，根據(jù)確定的液壓機(jī)械臂的當(dāng)前姿態(tài)信息以及總線數(shù)據(jù)收發(fā)子單元233轉(zhuǎn)換后的第一位移控制信令，通過逆運(yùn)動(dòng)學(xué)算法和軌跡規(guī)劃算法進(jìn)行運(yùn)動(dòng)規(guī)劃從而計(jì)算出液壓機(jī)械臂末端移動(dòng)到目標(biāo)位置時(shí)液壓機(jī)械臂中各臂關(guān)節(jié)所對(duì)應(yīng)的位移量，并通過流量控制算法將確定的各臂關(guān)節(jié)所對(duì)應(yīng)的位移量分別轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的控制電流值后發(fā)送給總線數(shù)據(jù)收發(fā)子單元233 ；(3)所述動(dòng)控制單元23中的總線數(shù)據(jù)收發(fā)子單元233在接收到各控制電流值后，將各控制電流值按照數(shù)據(jù)總線的通訊協(xié)議要求轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的第三數(shù)據(jù)總線控制報(bào)文后，經(jīng)數(shù)據(jù)總線網(wǎng)絡(luò)發(fā)送給數(shù)據(jù)總線比例閥組單元24 ；(4)所述數(shù)據(jù)總線比例閥組單元24接收到所述第三數(shù)據(jù)總線控制報(bào)文后，根據(jù)數(shù)據(jù)總線的通訊協(xié)議要求將其轉(zhuǎn)換為相應(yīng)比例閥塊241的控制電流，進(jìn)而由各電液比例閥塊241根據(jù)接收到的控制電流驅(qū)動(dòng)對(duì)應(yīng)的液壓油缸或液壓馬達(dá)，從而實(shí)現(xiàn)將液壓機(jī)械臂的臂架末端移動(dòng)到指定的目標(biāo)位置的目的。進(jìn)一步地，如圖4所示，其為本實(shí)用新型實(shí)施例一中所述處于手動(dòng)控制模式下的液壓機(jī)械臂智能控制裝置的控制回路結(jié)構(gòu)示意圖；此時(shí)，所述液壓機(jī)械臂智能控制裝置的控制回路中包括信號(hào)控制單元21以及數(shù)據(jù)總線比例閥組單元24，且所述信號(hào)控制單元21包括信號(hào)發(fā)送子單元211和信號(hào)接收子單元212，其中:所述信號(hào)接收子單元212的一端通過無線方式(或有線方式)與所述信號(hào)發(fā)送子單元211連接，另一端通過數(shù)據(jù)總線與所述數(shù)據(jù)總線比例閥組單元24相連。此時(shí)，處于手動(dòng)控制模式下的液壓機(jī)械臂智能控制裝置的工作原理可以為:(I)操作者通過所述信號(hào)發(fā)送子單元211向所述信號(hào)接收子單元212發(fā)送針對(duì)液壓機(jī)械臂中任一單臂關(guān)節(jié)的第二位移控制信令，所述信號(hào)接收子單元212在根據(jù)數(shù)據(jù)總線的通訊協(xié)議要求將所述第二位移控制信令轉(zhuǎn)換為第二數(shù)據(jù)總線控制報(bào)文后，通過數(shù)據(jù)總線網(wǎng)絡(luò)發(fā)送給所述數(shù)據(jù)總線比例閥組單元24 ;需要說明的是，此時(shí)操作者通過信號(hào)發(fā)送子單元211發(fā)出的不再是液壓機(jī)械臂末端的第一位移控制信令，而是液壓機(jī)械臂任一單臂關(guān)節(jié)的第二位移控制信令，該第二位移控制信令的值直接代表著所述數(shù)據(jù)總線比例閥組單元24完成相應(yīng)控制時(shí)所需的電流的大??；(2)所述數(shù)據(jù)總線比例閥組單元24接收到所述第二數(shù)據(jù)總線控制報(bào)文后，根據(jù)數(shù)據(jù)總線的通訊協(xié)議要求將其轉(zhuǎn)換為相應(yīng)比例閥塊241的控制電流，進(jìn)而由該電液比例閥塊241根據(jù)接收到的控制電流驅(qū)動(dòng)對(duì)應(yīng)的液壓油缸或液壓馬達(dá)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)液壓機(jī)械臂的單臂關(guān)節(jié)的手動(dòng)控制。需要說明的是，在手動(dòng)控制模式下，運(yùn)動(dòng)控制單元23雖然在物理結(jié)構(gòu)上仍處于整個(gè)數(shù)據(jù)總線網(wǎng)絡(luò)中，但其本身并不參與液壓機(jī)械臂的運(yùn)動(dòng)控制，因此運(yùn)動(dòng)控制單元23的故障與否并不會(huì)對(duì)手動(dòng)控制模式的正常工作造成影響。本實(shí)用新型實(shí)施例一提供了一種液壓機(jī)械臂智能控制裝置及系統(tǒng)，所述裝置包括信號(hào)控制單元、傳感器單元、運(yùn)動(dòng)控制單元以及數(shù)據(jù)總線比例閥組單元，其中，所述信號(hào)控制單元與所述運(yùn)動(dòng)控制單元之間、所述信號(hào)控制單元與所述數(shù)據(jù)總線比例閥組單元之間以及所述運(yùn)動(dòng)控制單元與所述數(shù)據(jù)總線比例閥組單元之間分別通過數(shù)據(jù)總線相連。在本實(shí)用新型實(shí)施例一中，由于信號(hào)控制單元、運(yùn)動(dòng)控制單元和數(shù)據(jù)總線比例閥組單元位于同一數(shù)據(jù)總線網(wǎng)絡(luò)中，從而使得在手動(dòng)控制模式下，數(shù)據(jù)總線比例閥組單元可直接受控于信號(hào)控制單元，避免了現(xiàn)有技術(shù)中存在的運(yùn)動(dòng)控制單元故障所導(dǎo)致的系統(tǒng)手動(dòng)/智能控制模式均無效、液壓機(jī)械臂無法收回、混凝土噴漿設(shè)備無法駛離現(xiàn)場等系統(tǒng)故障的問題，提高了系統(tǒng)的安全性與穩(wěn)定性；再有，由于運(yùn)動(dòng)控制單元與數(shù)據(jù)總線比例閥組單元之間可通過一數(shù)據(jù)總線相連，無需設(shè)置多條適用于PWM電流信號(hào)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)線，因而有效減少了比例閥組的控制線束，增強(qiáng)了惡劣環(huán)境下系統(tǒng)信號(hào)的抗干擾能力、提高了系統(tǒng)的控制精度。實(shí)施例二:[0066]如圖5所示，其為本實(shí)用新型實(shí)施例二中所述液壓機(jī)械臂智能控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖，所述液壓機(jī)械臂智能控制系統(tǒng)包括液壓機(jī)械臂31以及液壓機(jī)械臂智能控制裝置32。具體地，所述液壓機(jī)械臂31包括回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)以及N個(gè)臂關(guān)節(jié)，還包括用于驅(qū)動(dòng)所述回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的液壓馬達(dá)以及N個(gè)分別與所述N個(gè)臂關(guān)節(jié)一一對(duì)應(yīng)并用于驅(qū)動(dòng)相應(yīng)臂關(guān)節(jié)的液壓油缸，所述N為大于I的正整數(shù)；進(jìn)一步地，所述液壓機(jī)械臂智能控制裝置32包括信號(hào)控制單元、傳感器單元、運(yùn)動(dòng)控制單元以及數(shù)據(jù)總線比例閥組單元，其中:所述信號(hào)控制單元與所述運(yùn)動(dòng)控制單元之間、所述信號(hào)控制單元與所述數(shù)據(jù)總線比例閥組單元之間以及所述運(yùn)動(dòng)控制單元與所述數(shù)據(jù)總線比例閥組單元之間分別通過數(shù)據(jù)總線相連；具體地，所述數(shù)據(jù)總線可以為以下總線中的任意一種:如CAN總線、485總線或以太網(wǎng)總線等。進(jìn)一步地，所述液壓機(jī)械臂智能控制裝置32中的各單元的具體結(jié)構(gòu)以及連接關(guān)系等與本實(shí)用新型實(shí)施例一中所述相同，本實(shí)用新型實(shí)施例二對(duì)此不再贅述。顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行各種改動(dòng)和變型而不脫離本實(shí)用新型的精神和范圍。這樣，倘若本實(shí)用新型的這些修改和變型屬于本實(shí)用新型權(quán)利要求及其等同技術(shù)的范圍之內(nèi)，則本實(shí)用新型也意圖包含這些改動(dòng)和變型在內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種液壓機(jī)械臂智能控制裝置，其中，所述液壓機(jī)械臂包括回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)以及N個(gè)臂關(guān)節(jié)，還包括用于驅(qū)動(dòng)所述回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的液壓馬達(dá)以及N個(gè)分別與所述N個(gè)臂關(guān)節(jié)一一對(duì)應(yīng)并用于驅(qū)動(dòng)相應(yīng)臂關(guān)節(jié)的液壓油缸，所述N為大于I的正整數(shù)，其特征在于，所述裝置包括信號(hào)控制單元、傳感器單元、運(yùn)動(dòng)控制單元以及數(shù)據(jù)總線比例閥組單元: 其中，所述信號(hào)控制單元與所述運(yùn)動(dòng)控制單元之間、所述信號(hào)控制單元與所述數(shù)據(jù)總線比例閥組單元之間以及所述運(yùn)動(dòng)控制單元與所述數(shù)據(jù)總線比例閥組單元之間分別通過數(shù)據(jù)總線相連； 所述信號(hào)控制單元，用于生成針對(duì)液壓機(jī)械臂末端的第一位移控制信令并將所述第一位移控制信令轉(zhuǎn)換為第一數(shù)據(jù)總線控制報(bào)文后發(fā)送給所述運(yùn)動(dòng)控制單元，或生成針對(duì)液壓機(jī)械臂中任一臂關(guān)節(jié)的第二位移控制信令并將所述第二位移控制信令轉(zhuǎn)換為第二數(shù)據(jù)總線控制報(bào)文后發(fā)送給所述數(shù)據(jù)總線比例閥組單元； 所述傳感器單元，用于測量所述回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的角位移信息以及所述N個(gè)液壓油缸的伸縮長度信息，并將測量得到的所述回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的角位移信息以及所述N個(gè)液壓油缸的伸縮長度信息發(fā)送給所述運(yùn)動(dòng)控制單元； 所述運(yùn)動(dòng)控制單元，用于接收所述信號(hào)控制單元發(fā)送的第一數(shù)據(jù)總線控制報(bào)文，以及，接收所述傳感器單元發(fā)送的所述回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的角位移信息以及所述N個(gè)液壓油缸的伸縮長度信息，并根據(jù)接收到的所述回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的角位移信息以及所述N個(gè)液壓油缸的伸縮長度信息，確定液壓機(jī)械臂的當(dāng)前姿態(tài)信息，以及，根據(jù)接收到的所述第一數(shù)據(jù)總線控制報(bào)文以及確定的液壓機(jī)械臂的當(dāng)前姿態(tài)信息，確定將液壓機(jī)械臂末端移動(dòng)到目標(biāo)位置時(shí)液壓機(jī)械臂中各臂關(guān)節(jié)所對(duì)應(yīng)的位移量，并將確定的各臂關(guān)節(jié)所對(duì)應(yīng)的位移量分別轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的控制電流值，以及在將各控制電流值分別轉(zhuǎn)換為第三數(shù)據(jù)總線控制報(bào)文后，發(fā)送給所述數(shù)據(jù)總線比例閥組單元； 所述數(shù)據(jù)總線比例閥組單元，用于接收所述運(yùn)動(dòng)控制單元發(fā)送的第三數(shù)據(jù)總線控制報(bào)文，并將所述第三 數(shù)據(jù)總線控制報(bào)文轉(zhuǎn)換為相應(yīng)比例閥塊對(duì)應(yīng)的控制電流后，驅(qū)動(dòng)對(duì)應(yīng)的液壓馬達(dá)或液壓油缸；或者，用于接收所述信號(hào)控制單元發(fā)送的第二數(shù)據(jù)總線控制報(bào)文，并將所述第二數(shù)據(jù)總線控制報(bào)文轉(zhuǎn)換為相應(yīng)比例閥塊對(duì)應(yīng)的控制電流后，驅(qū)動(dòng)對(duì)應(yīng)的液壓馬達(dá)或液壓油缸。
2.如權(quán)利要求1所述的液壓機(jī)械臂智能控制裝置，其特征在于，所述信號(hào)控制單元包括信號(hào)發(fā)送子單元以及信號(hào)接收子單元，其中: 所述信號(hào)發(fā)送子單元，用于生成針對(duì)液壓機(jī)械臂末端的第一位移控制信令或針對(duì)液壓機(jī)械臂中任一臂關(guān)節(jié)的第二位移控制信令，并將所述第一位移控制信令或所述第二位移控制信令發(fā)送到所述信號(hào)接收子單元； 所述信號(hào)接收子單元，用于接收所述信號(hào)發(fā)送子單元發(fā)送的第一位移控制信令，并將所述第一位移控制信令轉(zhuǎn)換為第一數(shù)據(jù)總線控制報(bào)文后發(fā)送給所述運(yùn)動(dòng)控制單元，或接收所述信號(hào)發(fā)送子單元發(fā)送的第二位移控制信令，并將所述第二位移控制信令轉(zhuǎn)換為第二數(shù)據(jù)總線控制報(bào)文后發(fā)送給所述數(shù)據(jù)總線比例閥組單元。
3.如權(quán)利要求2所述的液壓機(jī)械臂智能控制裝置，其特征在于， 所述信號(hào)發(fā)送子單元與所述信號(hào)接收子單元之間通過無線方式或有線方式進(jìn)行連接。
4.如權(quán)利要求1所述的液壓機(jī)械臂智能控制裝置，其特征在于，所述傳感器單元包括旋轉(zhuǎn)編碼器以及N個(gè)分別與所述N個(gè)液壓油缸一一對(duì)應(yīng)的位移傳感器，其中: 所述旋轉(zhuǎn)編碼器，用于測量所述回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的角位移信息； 所述位移傳感器，用于測量與自身相對(duì)應(yīng)的液壓油缸的伸縮長度信息。
5.如權(quán)利要求1所述的液壓機(jī)械臂智能控制裝置，其特征在于，所述運(yùn)動(dòng)控制單元包括傳感器數(shù)據(jù)采集子單元、智能運(yùn)動(dòng)控制子單元以及總線數(shù)據(jù)收發(fā)子單元，其中: 所述傳感器數(shù)據(jù)采集子單元分別與所述傳感器單元以及所述智能運(yùn)動(dòng)控制子單元相連，用于接收所述傳感器單元發(fā)送的所述回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的角位移信息以及所述N個(gè)液壓油缸的伸縮長度信息，并將接收到的所述回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的角位移信息以及所述N個(gè)液壓油缸的伸縮長度信息發(fā)送給所述智能運(yùn)動(dòng)控制子單元； 所述智能運(yùn)動(dòng)控制子單元分別與所述傳感器數(shù)據(jù)采集子單元以及所述總線數(shù)據(jù)收發(fā)子單元相連，用于根據(jù)接收到的所述回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的角位移信息以及所述N個(gè)液壓油缸的伸縮長度信息，確定液壓機(jī)械臂的當(dāng)前姿態(tài)信息，并根據(jù)確定的液壓機(jī)械臂的當(dāng)前姿態(tài)信息以及所述總線數(shù)據(jù)收發(fā)子單元發(fā)送的第一位移控制信令，確定將液壓機(jī)械臂末端移動(dòng)到目標(biāo)位置時(shí)液壓機(jī)械臂中各臂關(guān)節(jié)所對(duì)應(yīng)的位移量，并將確定的各臂關(guān)節(jié)所對(duì)應(yīng)的位移量分別轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的控制電流值，以及，將轉(zhuǎn)換后的各控制電流值發(fā)送給所述總線數(shù)據(jù)收發(fā)子單元; 所述總線數(shù)據(jù)收發(fā)子單元與所述信號(hào)控制單元、所述智能運(yùn)動(dòng)控制子單元以及所述數(shù)據(jù)總線比例閥組單元相連，用于接收來自所述信號(hào)控制單元的第一數(shù)據(jù)總線控制報(bào)文，并將所述第一數(shù)據(jù)總線控制報(bào)文轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的第一位移控制信令后，發(fā)送給所述智能運(yùn)動(dòng)控制子單元，以及，接收所述智能運(yùn)動(dòng)控制子單元發(fā)送的控制電流值，并將各控制電流值分別轉(zhuǎn)換為第三數(shù)據(jù)總線控制報(bào)文后，發(fā)送給所述數(shù)據(jù)總線比例閥組單元。
6.如權(quán)利要求1所述的液壓機(jī)械臂智能控制裝置，其特征在于，所述數(shù)據(jù)總線比例閥組單元包括N+1個(gè)分別與所述液壓機(jī)械臂中的液壓馬達(dá)以及N個(gè)液壓油缸一一對(duì)應(yīng)的比例閥塊，其中: 所述比例閥塊，用于接收轉(zhuǎn)換后的控制電流，并根據(jù)接收到的轉(zhuǎn)換后的控制電流驅(qū)動(dòng)對(duì)應(yīng)的液壓馬達(dá)或液壓油缸。
7.如權(quán)利要求1所述的液壓機(jī)械臂智能控制裝置，其特征在于，所述數(shù)據(jù)總線為以下總線中的任意一種: 控制器局域網(wǎng)絡(luò)CAN總線、485總線或以太網(wǎng)總線。
8.一種 液壓機(jī)械臂智能控制系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括液壓機(jī)械臂以及權(quán)利要求I 7任一所述的液壓機(jī)械臂智能控制裝置。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種液壓機(jī)械臂智能控制裝置及系統(tǒng)，該裝置包括信號(hào)控制單元、傳感器單元、運(yùn)動(dòng)控制單元及數(shù)據(jù)總線比例閥組單元，且所述信號(hào)控制單元、運(yùn)動(dòng)控制單元以及數(shù)據(jù)總線比例閥組單元之間相互通過數(shù)據(jù)總線相連。由于在本方案中，信號(hào)控制單元、運(yùn)動(dòng)控制單元和數(shù)據(jù)總線比例閥組單元位于同一數(shù)據(jù)總線網(wǎng)絡(luò)中，從而使得數(shù)據(jù)總線比例閥組單元可直接受控于信號(hào)控制單元，避免了運(yùn)動(dòng)控制單元故障導(dǎo)致系統(tǒng)故障的問題，提高了系統(tǒng)的安全性和穩(wěn)定性；再有，由于運(yùn)動(dòng)控制單元與數(shù)據(jù)總線比例閥組單元之間可通過數(shù)據(jù)總線相連，從而有效減少了比例閥組的控制線束，增強(qiáng)了系統(tǒng)信號(hào)的抗干擾能力、提高了系統(tǒng)的控制精度。
文檔編號(hào)G05B19/418GK203084541SQ20132009991
公開日2013年7月24日 申請(qǐng)日期2013年3月5日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月5日
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