單缸插銷式伸縮臂的控制方法、設(shè)備、系統(tǒng)以及工程機械的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了單缸插銷式伸縮臂的控制方法、設(shè)備、系統(tǒng)以及工程機械，該方法包括：步驟(1)，接收所述n節(jié)臂的當(dāng)前伸縮狀態(tài)集和目的伸縮狀態(tài)集；步驟(2)，根據(jù)所述當(dāng)前伸縮狀態(tài)集、所述目的伸縮狀態(tài)集、以及當(dāng)前所述n節(jié)臂的可用的伸縮油缸行程來計算所述n節(jié)臂的極限伸縮狀態(tài)集；以及步驟(3)，根據(jù)所述當(dāng)前伸縮狀態(tài)集、所述目的伸縮狀態(tài)集、以及所計算的極限伸縮狀態(tài)集，控制伸縮臂按照所述當(dāng)前伸縮狀態(tài)集-所計算的極限伸縮狀態(tài)集-所述目的伸縮狀態(tài)集的伸縮路徑動作，完成伸縮操作。本發(fā)明可以實現(xiàn)快速獲得最優(yōu)伸縮路徑并高效進行單缸插銷式伸縮臂的伸縮操作。
【專利說明】單缸插銷式伸縮臂的控制方法、設(shè)備、系統(tǒng)以及工程機械

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及工程機械領(lǐng)域，具體地，涉及一種單缸插銷式伸縮臂的控制方法、設(shè)備、系統(tǒng)以及工程機械。

【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有技術(shù)中的起重機超過五節(jié)伸縮臂(伸縮臂+基本臂，一般均在六節(jié)以上，目前已知最多有九節(jié)臂，即具有八節(jié)伸縮臂)一般使用單缸插銷機構(gòu)，即用一個伸縮油缸，油缸的行程只有一節(jié)臂的長度，依次頂伸或回縮每個臂節(jié)。
[0003]臂節(jié)的結(jié)構(gòu)形式如下:每節(jié)臂的尾部有一個臂銷，每節(jié)臂上同時分布有四個插銷孔，里面的一節(jié)臂的臂銷可以固定在外面一節(jié)臂的銷孔里，有四個插銷位置。根據(jù)每節(jié)臂銷插孔的位置不同可以組合成不同的臂長。例如:用數(shù)字I表示伸縮油缸行程O%，2表示伸縮油缸行程45%，3表示伸縮油缸行程90%，4表示伸縮油缸行程100%。用一個數(shù)組表示臂的伸長量組合，即伸縮油缸行程集合。2-1-2-4-3，表示五節(jié)伸縮臂的伸長量，即第I節(jié)臂為45%，第2節(jié)臂為0%，第3節(jié)臂為45%，第4節(jié)臂為100%，第5節(jié)臂為90%。相應(yīng)地，
1-1-1-1-1表示各節(jié)臂全縮(0%)，4-4-4-4-4表示各節(jié)臂全伸。
[0004]一般地，用一個油缸伸縮多個臂節(jié)的基本做法是:伸臂需從里至外，即先伸第五節(jié)，然后第四節(jié)，……，最后第一節(jié)；縮臂需從外至里，先縮第一節(jié)，然后第二節(jié)，……，最后第五節(jié)。否則，單油缸無法保證所有臂節(jié)伸縮到位。
[0005]假如，從一個臂長轉(zhuǎn)換到另一個臂長，例如:從2-2-2-2-2，伸到3-3_3-3_3，油缸初始在第一節(jié)臂。雖然是伸臂，但是無法按前面的原則進行，因為油缸行程限制，機構(gòu)不可能穿過第一、第二、第三、第四節(jié)臂而伸長第五節(jié)，前面四個臂節(jié)的油缸行程2+2+2+2=45% +45% +45% +45%= 180 %，大大超過了有效行程100%。因此，必須將臂長從
2-2-2-2-2，全縮至1-1-1-1-1，再依次伸至3-3-3-3-3，共需10步，大約耗時四十分鐘?？梢?，單缸插銷式伸縮臂更換臂長耗時多、效率低。
[0006]因此，現(xiàn)有技術(shù)中存在單缸插銷式伸縮臂伸縮效率低的問題，即缺少對伸縮臂伸縮路徑優(yōu)化的方法。針對現(xiàn)有技術(shù)中的上述問題，現(xiàn)有的方式之一是枚舉法，就是針對幾十種工況，枚舉出可能的伸縮路徑，歸納整理后進行調(diào)用。枚舉法只能局限于有限工況，超過范圍的伸縮組合就無法生成優(yōu)化路徑；而且，當(dāng)臂節(jié)數(shù)擴展時，例如:從5節(jié)伸縮臂擴展到6節(jié)、7節(jié)，……，枚舉的工作量是成級數(shù)增長，實現(xiàn)非常麻煩，工作量很大，程序移植性不好。
[0007]為了解決上述問題，專利文獻CN101670984A提供了一種單缸插銷式伸縮臂軌跡的優(yōu)化控制方法及控制系統(tǒng)，其采用采用循環(huán)判斷的方法進行優(yōu)化，即每次縮一節(jié)臂，才能判斷該位置的油缸行程是否滿足要求；若不能滿足長度要求，必須再縮一節(jié)臂，再判斷一次；如此循環(huán)多次后達到要求的油缸長度，才能開始從最末節(jié)臂開始伸縮。也就是說，專利文獻CN101670984A提供的技術(shù)方案中，每動一節(jié)臂，都必須執(zhí)行一個相同的程序循環(huán)，并且，程序無法預(yù)期:從初始狀態(tài)到目標狀態(tài)，經(jīng)歷的哪些路徑，只能“走一步，算一步”。雖然這種循環(huán)計算的思想具有一定的優(yōu)化的效果，但是，因為預(yù)見性差，不能事先從全局出發(fā)規(guī)劃好最優(yōu)路徑，而是“走一步，算一步”，優(yōu)化力度有限。此外，其也不能實現(xiàn)優(yōu)先伸縮尾部臂節(jié)，減少空油缸找臂行程，不夠智能。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺少能夠快速獲得最優(yōu)伸縮路徑并高效進行臂架伸縮操作的問題，本發(fā)明提供了一種單缸插銷式伸縮臂的控制方法，所述伸縮臂具有η節(jié)臂，該方法包括:步驟(I)，接收所述η節(jié)臂的當(dāng)前伸縮狀態(tài)集和目的伸縮狀態(tài)集，其中所述當(dāng)前伸縮狀態(tài)集表示所述η節(jié)臂中各節(jié)臂的當(dāng)前伸縮油缸行程的集合，以及所述目的伸縮狀態(tài)集表示所述η節(jié)臂中各節(jié)臂的目的伸縮油缸行程的集合；步驟(2)，根據(jù)所述當(dāng)前伸縮狀態(tài)集、所述目的伸縮狀態(tài)集、以及當(dāng)前所述η節(jié)臂的可用的伸縮油缸行程來計算所述η節(jié)臂的極限伸縮狀態(tài)集，其中所述極限伸縮狀態(tài)集表示所述η節(jié)臂中各節(jié)臂的極限伸縮油缸行程的集合；以及步驟(3)，根據(jù)所述當(dāng)前伸縮狀態(tài)集、所述目的伸縮狀態(tài)集、以及所計算的極限伸縮狀態(tài)集，控制伸縮臂按照所述當(dāng)前伸縮狀態(tài)集-所計算的極限伸縮狀態(tài)集-所述目的伸縮狀態(tài)集的伸縮路徑動作，完成伸縮操作。
[0009]相應(yīng)地，本發(fā)明還提供了一種單缸插銷式伸縮臂的控制設(shè)備，所述伸縮臂具有η節(jié)臂，該設(shè)備包括:接收器，用于接收所述η節(jié)臂的當(dāng)前伸縮狀態(tài)集和目的伸縮狀態(tài)集，其中所述當(dāng)前伸縮狀態(tài)集表示所述η節(jié)臂中各節(jié)臂的當(dāng)前伸縮油缸行程的集合，以及所述目的伸縮狀態(tài)集表示所述η節(jié)臂中各節(jié)臂的目的伸縮油缸行程的集合；控制器，用于根據(jù)所述當(dāng)前伸縮狀態(tài)集、所述目的伸縮狀態(tài)集、以及當(dāng)前所述η節(jié)臂的可用的伸縮油缸行程來計算所述η節(jié)臂的極限伸縮狀態(tài)集，其中所述極限伸縮狀態(tài)集表示所述η節(jié)臂中各節(jié)臂的極限伸縮油缸行程的集合；以及用于根據(jù)所述當(dāng)前伸縮狀態(tài)集、所述目的伸縮狀態(tài)集、以及所計算的極限伸縮狀態(tài)集，控制伸縮臂按照所述當(dāng)前伸縮狀態(tài)集-所計算的極限伸縮狀態(tài)集-所述目的伸縮狀態(tài)集的伸縮路徑動作，完成伸縮操作。
[0010]另外，本發(fā)明還提供了一種單缸插銷式伸縮臂的控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括:根據(jù)本發(fā)明所提供的單缸插銷式伸縮臂的控制設(shè)備；以及單缸插銷式伸縮臂，用于執(zhí)行伸縮路徑動作以完成伸縮操作。
[0011]此外，本發(fā)明還提供了一種包括根據(jù)本發(fā)明所提供的單缸插銷式伸縮臂的控制系統(tǒng)的工程機械。
[0012]采用本發(fā)明提供的單缸插銷式伸縮臂的控制方法、設(shè)備以及系統(tǒng)，可以通過接收所述η節(jié)臂的當(dāng)前伸縮狀態(tài)集和目的伸縮狀態(tài)集，之后根據(jù)所述當(dāng)前伸縮狀態(tài)集、所述目的伸縮狀態(tài)集、以及當(dāng)前所述η節(jié)臂的可用的伸縮油缸行程來計算所述η節(jié)臂的極限伸縮狀態(tài)集，最后根據(jù)所述當(dāng)前伸縮狀態(tài)集、所述目的伸縮狀態(tài)集、以及所計算的極限伸縮狀態(tài)集，控制伸縮臂按照所述當(dāng)前伸縮狀態(tài)集-所計算的極限伸縮狀態(tài)集-所述目的伸縮狀態(tài)集的伸縮路徑動作，完成伸縮操作，即可以實現(xiàn)快速獲得最優(yōu)伸縮路徑并高效進行單缸插銷式伸縮臂的伸縮操作。
[0013]本發(fā)明的其他特征和優(yōu)點將在隨后的【具體實施方式】部分予以詳細說明。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]附圖是用來提供對本發(fā)明的進一步理解，并且構(gòu)成說明書的一部分，與下面的【具體實施方式】一起用于解釋本發(fā)明，但并不構(gòu)成對本發(fā)明的限制。在附圖中:
[0015]圖1是根據(jù)本發(fā)明的一種實施方式的示例單缸插銷式伸縮臂的控制方法的流程圖；
[0016]圖2是根據(jù)本發(fā)明的一種實施方式的示例單缸插銷式伸縮臂的控制方法的實例圖；
[0017]圖3是根據(jù)本發(fā)明的一種實施方式的示例單缸插銷式伸縮臂的控制方法的實例圖；
[0018]圖4是根據(jù)本發(fā)明的一種實施方式的示例單缸插銷式伸縮臂的控制方法的實例圖；
[0019]圖5是根據(jù)本發(fā)明的一種實施方式的示例單缸插銷式伸縮臂的控制方法的實例圖；以及
[0020]圖6是根據(jù)本發(fā)明的一種實施方式的示例單缸插銷式伸縮臂的控制設(shè)備的示意圖。

【具體實施方式】
[0021]以下結(jié)合附圖對本發(fā)明的【具體實施方式】進行詳細說明。應(yīng)當(dāng)理解的是，此處所描述的【具體實施方式】僅用于說明和解釋本發(fā)明，并不用于限制本發(fā)明。
[0022]考慮到現(xiàn)有技術(shù)中存在的將多節(jié)臂均全縮技術(shù)方案，盡管是將多節(jié)臂切換到任意臂長都正確的位置，但是卻不是最有效率的伸縮中間值，因此本發(fā)明根據(jù)各個節(jié)臂的當(dāng)前伸縮狀態(tài)和目的伸縮狀態(tài)以及可用的伸縮油缸行程來計算不同狀態(tài)下的最優(yōu)伸縮中間值(即各節(jié)臂所能伸縮的極限伸縮油缸行程值)，以使得伸縮臂可以從當(dāng)前狀態(tài)最有效率地調(diào)整到目的狀態(tài)。
[0023]圖1是根據(jù)本發(fā)明的一種實施方式的示例單缸插銷式伸縮臂的控制方法的流程圖，其中所述伸縮臂具有η節(jié)臂(即包括第I節(jié)至第η節(jié)臂)，如圖1所示，該方法可以包括以下步驟:
[0024]步驟1，接收所述η節(jié)臂的當(dāng)前伸縮狀態(tài)集和目的伸縮狀態(tài)集，其中所述當(dāng)前伸縮狀態(tài)集表示所述η節(jié)臂中各節(jié)臂的當(dāng)前伸縮油缸行程的集合，以及所述目的伸縮狀態(tài)集表示所述η節(jié)臂中各節(jié)臂的目的伸縮油缸行程的集合；
[0025]步驟2，根據(jù)所述當(dāng)前伸縮狀態(tài)集、所述目的伸縮狀態(tài)集、以及當(dāng)前所述η節(jié)臂的可用的伸縮油缸行程來計算所述η節(jié)臂的極限伸縮狀態(tài)集，其中所述極限伸縮狀態(tài)集表示所述η節(jié)臂中各節(jié)臂的極限伸縮油缸行程的集合；以及
[0026]步驟3，根據(jù)所述當(dāng)前伸縮狀態(tài)集、所述目的伸縮狀態(tài)集、以及所計算的極限伸縮狀態(tài)集，控制伸縮臂按照所述當(dāng)前伸縮狀態(tài)集-所計算的極限伸縮狀態(tài)集-所述目的伸縮狀態(tài)集的伸縮路徑動作，完成伸縮操作。
[0027]根據(jù)本發(fā)明的一種實施方式，由于首先考慮伸縮油缸所處的第X節(jié)臂的伸縮可以對伸縮臂路徑優(yōu)化更為有利，因此該方法還可以包括:在步驟2之前，首先根據(jù)所述當(dāng)前伸縮狀態(tài)集、所述目的伸縮狀態(tài)集、以及η節(jié)臂所需油缸行程總和，確定將當(dāng)前油缸所處的第X節(jié)臂的伸縮油缸行程調(diào)整至0%或所述目的伸縮狀態(tài)集中的對應(yīng)伸縮油缸行程，并對應(yīng)地更新所述當(dāng)前伸縮狀態(tài)集中所述第X節(jié)臂的伸縮油缸行程。
[0028]優(yōu)選地，所述確定將當(dāng)前油缸所處的第X節(jié)臂的伸縮油缸行程調(diào)整至0%或所述目的伸縮狀態(tài)集中的對應(yīng)伸縮油缸行程可以包括:
[0029]在所述η節(jié)臂所需油缸行程總和超過伸縮油缸行程總量的情況下，將當(dāng)前油缸所處的第X節(jié)臂的伸縮油缸行程調(diào)整至0% ;以及在所述η節(jié)臂所需油缸行程總和未超過所述伸縮油缸行程總量的情況下，將當(dāng)前油缸所處的第X節(jié)臂的伸縮油缸行程調(diào)整至所述目的伸縮狀態(tài)集中的對應(yīng)伸縮油缸行程，其中所述η節(jié)臂所需油缸行程總和為第I節(jié)臂至第x-1節(jié)臂中各節(jié)臂的當(dāng)前伸縮油缸行程、第X節(jié)臂對應(yīng)的當(dāng)前伸縮油缸行程與目的伸縮油缸行程中的最大值、以及第χ+1節(jié)臂至第η節(jié)臂中各節(jié)臂的第一最大伸縮油缸行程中的最大值的總和，其中所述第一最大伸縮油缸行程為第x+1節(jié)臂至第η節(jié)臂中各節(jié)臂對應(yīng)的當(dāng)前伸縮油缸行程與目的伸縮油缸行程中的最大值。
[0030]執(zhí)行上述步驟后可以開始步驟2的計算，由于多節(jié)臂存在末節(jié)臂的伸縮對整個伸縮臂的伸縮影響較小，而根部節(jié)臂的伸縮對整個伸縮臂的伸縮影響較大的特性，因此可以優(yōu)選考慮從末節(jié)臂(即從第η節(jié)臂至當(dāng)前油缸所處的第X節(jié)臂之后的第χ+1節(jié)臂)開始計算極限伸縮狀態(tài)集，其中在步驟2中可以執(zhí)行以下步驟21 (即可以稱為極限伸縮狀態(tài)集的尾部算法):
[0031]步驟21，可以按照以下步驟計算當(dāng)前油缸所處的第X節(jié)臂之后的第x+1節(jié)臂至第η節(jié)臂的極限伸縮油缸行程:
[0032]步驟211，計算第i節(jié)臂至第η節(jié)臂疊加的第二最大伸縮油缸行程，其中第二最大伸縮油缸行程為第i節(jié)臂至第η節(jié)臂中各節(jié)臂對應(yīng)的當(dāng)前伸縮油缸行程與目的伸縮油缸行程中的最大值；
[0033]步驟212，在疊加的第二最大伸縮油缸行程未超過第χ+1節(jié)臂至第η節(jié)臂的可用的伸縮油缸行程的情況下，將所述第i節(jié)臂至第η節(jié)臂的當(dāng)前伸縮油缸行程設(shè)置為極限伸縮狀態(tài)集中對應(yīng)的節(jié)臂的極限伸縮油缸行程；以及在疊加的第二最大伸縮油缸行程超過所述第χ+1節(jié)臂至第η節(jié)臂的可用的伸縮油缸行程的情況下，將第χ+1節(jié)臂至第i節(jié)臂在極限伸縮狀態(tài)集中對應(yīng)的伸縮油缸行程設(shè)置為0%，并且將與第i+Ι節(jié)臂至第η節(jié)臂的當(dāng)前伸縮油缸行程設(shè)置為極限伸縮狀態(tài)集中對應(yīng)的節(jié)臂的極限伸縮油缸行程，其中第i節(jié)臂為已經(jīng)進行疊加的第二最大伸縮油缸行程所對應(yīng)的節(jié)臂中距離第x+1節(jié)臂最近的節(jié)臂。
[0034]執(zhí)行上述步驟21后可以開始計算根部節(jié)臂(即從第I節(jié)臂至當(dāng)前油缸所處的第X節(jié)臂)的極限伸縮狀態(tài)集，其中在步驟2中可以執(zhí)行以下步驟22
[0035]步驟22，可以按照以下步驟計算當(dāng)前油缸所處的第X節(jié)臂至第I節(jié)臂的極限伸縮油缸行程:
[0036]步驟221，計算第j節(jié)臂至第X節(jié)臂的疊加的第三最大伸縮油缸行程，第三最大伸縮油缸行程為第j節(jié)臂至第X節(jié)臂中各節(jié)臂對應(yīng)的當(dāng)前伸縮油缸行程與目的伸縮油缸行程中的最大值；
[0037]步驟222，在疊加的第三最大伸縮油缸行程未超過伸縮油缸行程總量的情況下，將第j節(jié)臂至第X節(jié)臂在當(dāng)前伸縮狀態(tài)集中各自節(jié)臂所對應(yīng)的當(dāng)前伸縮油缸行程設(shè)置為各自節(jié)臂在極限伸縮狀態(tài)集中所對應(yīng)的極限伸縮油缸行程；在疊加的第三最大伸縮油缸行程超過伸縮油缸行程總量的情況下，將第I節(jié)臂至第j節(jié)臂在極限伸縮狀態(tài)集中所對應(yīng)的極限伸縮油缸行程設(shè)置為O %，以及將第j+Ι節(jié)臂至第X節(jié)臂在當(dāng)前伸縮狀態(tài)集中各自節(jié)臂所對應(yīng)的當(dāng)前伸縮油缸行程設(shè)置為各自節(jié)臂在極限伸縮狀態(tài)集中所對應(yīng)的極限伸縮油缸行程，其中所述第j節(jié)臂為已經(jīng)進行疊加的第三最大伸縮油缸行程所對應(yīng)的節(jié)臂中距離第I節(jié)臂最近的節(jié)臂。采用上述步驟21和22即可以計算出η節(jié)臂的極限伸縮狀態(tài)集。
[0038]之后，根據(jù)步驟2所計算的極限伸縮狀態(tài)集，可以根據(jù)所述當(dāng)前伸縮狀態(tài)集、所述目的伸縮狀態(tài)集、以及所計算的極限伸縮狀態(tài)集，控制伸縮臂按照所述當(dāng)前伸縮狀態(tài)集-所計算的極限伸縮狀態(tài)集-所述目的伸縮狀態(tài)集的伸縮路徑動作，完成伸縮操作。例如，在步驟3可以中控制伸縮臂按照以下伸縮路徑動作，完成伸縮操作:
[0039]步驟30，如上所述，由于首先考慮伸縮油缸所處的第X節(jié)臂的伸縮可以對伸縮臂路徑優(yōu)化更為有利，所以可以最先執(zhí)行第X節(jié)臂的伸縮，以節(jié)約一次找臂的步驟和時間，或者也可以再步驟2之前確定第X節(jié)臂的伸縮油缸行程是調(diào)整至0%或所述目的伸縮狀態(tài)集中的對應(yīng)伸縮油缸行程后直接進行伸縮操作，如果是采用后者，則可以直接執(zhí)行步驟31 ；
[0040]步驟31，從第χ+1節(jié)臂開始，依次將第x+1節(jié)臂至第η節(jié)臂縮至在極限伸縮狀態(tài)集中各節(jié)臂所對應(yīng)的伸縮油缸行程；
[0041 ] 步驟32，從第η節(jié)臂開始，依次將第η節(jié)臂至第χ+1節(jié)臂伸至在目的伸縮狀態(tài)集中各節(jié)臂所對應(yīng)的伸縮油缸行程；
[0042]步驟33，從第x-1節(jié)臂開始，依次將第x-1節(jié)臂至第I節(jié)臂縮至在極限伸縮狀態(tài)集中各節(jié)臂所對應(yīng)的伸縮油缸行程；以及
[0043]步驟34，從第x-1節(jié)臂開始，依次將第x-1節(jié)臂至第I節(jié)臂伸至在目的伸縮狀態(tài)集中各節(jié)臂所對應(yīng)的伸縮油缸行程。
[0044]采用上述實施方式，及步驟1-3，即可以實現(xiàn)快速獲得最優(yōu)伸縮路徑并高效進行單缸插銷式伸縮臂的伸縮操作。
[0045]根據(jù)本發(fā)明的另一種實施方式，可以對上述計算步驟212進行進一步優(yōu)化，即步驟212還可以包括:
[0046]在疊加的第二最大伸縮油缸行程超過所述第χ+1節(jié)臂至第η節(jié)臂的可用的伸縮油缸行程的情況下，執(zhí)行以下步驟:
[0047]判斷第i節(jié)臂的當(dāng)前伸縮油缸行程是否等于該節(jié)臂對應(yīng)的第二最大伸縮油缸行程;
[0048]在第i節(jié)臂的當(dāng)前伸縮油缸行程等于該節(jié)臂對應(yīng)的第二最大伸縮油缸行程的情況下，將第x+1節(jié)臂至第i節(jié)臂在極限伸縮狀態(tài)集中對應(yīng)的伸縮油缸行程設(shè)置為0%，并且將第i+Ι節(jié)臂至第η節(jié)臂的當(dāng)前伸縮油缸行程設(shè)置為極限伸縮狀態(tài)集中對應(yīng)的節(jié)臂的極限伸縮油缸行程；
[0049]在第i節(jié)臂的當(dāng)前伸縮油缸行程不等于該節(jié)臂對應(yīng)的第二最大伸縮油缸行程的情況下，將第x+1節(jié)臂至第i_l節(jié)臂在極限伸縮狀態(tài)集中對應(yīng)的伸縮油缸行程設(shè)置為0%，并且將第i節(jié)臂至第η節(jié)臂的當(dāng)前伸縮油缸行程設(shè)置為極限伸縮狀態(tài)集中對應(yīng)的節(jié)臂的極限伸縮油缸行程。
[0050]為了更好地說明本發(fā)明的上述實施方式，下文中定義以下函數(shù)來對本發(fā)明所提供的上述方法進行更為具體地描述，其中可以假設(shè):
[0051]B[k]表示第一步伸縮前的當(dāng)前伸縮狀態(tài)集；
[0052]A[k]表示第一步伸縮完成以后的當(dāng)前伸縮狀態(tài)集；
[0053]T [k]表示目的伸縮狀態(tài)集；
[0054]C_B[k]表示第一步伸縮前的當(dāng)前伸縮狀態(tài)集中的第k節(jié)臂的當(dāng)前伸縮油缸行程，例如:C_B[k] = 2，表示第k節(jié)臂的當(dāng)前伸縮油缸行程為45% (即已經(jīng)伸出45% )；
[0055]C_A[k]表示第一步伸縮完成以后的當(dāng)前伸縮狀態(tài)集中的第k節(jié)臂的當(dāng)前伸縮油缸行程，例如:C_A[k] =2，表示第k節(jié)臂的當(dāng)前伸縮油缸行程為45% (即已經(jīng)伸出45%)；
[0056]C_T[k]表示目的伸縮狀態(tài)集中的第k節(jié)臂的目的伸縮油缸行程，例如:C_T[k]=3，表示第k節(jié)臂的目的伸縮油缸行程為90% ；
[0057]C[k]表示第k節(jié)臂的最大伸縮油缸行程，即第i節(jié)臂的當(dāng)前伸縮狀態(tài)集和目的伸縮狀態(tài)集所對應(yīng)的伸縮油缸行程中的最大值，表達式為C[k] = max(C_A[k]，C_T[k])，例如C[k] = max(2，3),表示第k節(jié)臂的最大伸縮油缸行程為90% ；
[0058]CC[X，y, z]表示第x節(jié)、第y節(jié)、第z節(jié)臂所需的伸縮油缸行程中的最大值,表達式為 CC[x，y，z] =max(C[x]，C[y]，C[z])J:^|^n,C[4] =2, C[5] =3, C[6] = 2,則 CC[4，5，6]=max (2，3，2) = 3，表示伸縮第4、5、6節(jié)臂所需行程最大值為90%。
[0059]下面說明具體計算過程的實施例:
[0060]1、確定當(dāng)前油缸所處的第X節(jié)臂的第一步伸縮
[0061]首先，對當(dāng)前油缸所處的第X節(jié)臂的伸縮油缸行程是調(diào)整為0% (即置為I)還是直接可以調(diào)整至目的伸縮油缸行程做出判斷，即判斷η節(jié)臂所需油缸行程總和C_B[1]+C_B[2]+...+C_B[X-l]+C[X]+CC[X+l，…，η]是否超過伸縮油缸行程總量(即為100%)，其中所述η節(jié)臂所需油缸行程總和C_B[1]+C_B[2]+…+C_B[x-l]+C[x]+CC[x+l，...，n]為第I節(jié)臂至第x-Ι節(jié)臂中各節(jié)臂的當(dāng)前伸縮油缸行程的和C_B [I] +C_B [2] +-+C_B [x-1]，加上第x節(jié)臂對應(yīng)的當(dāng)前伸縮油缸行程與目的伸縮油缸行程中的最大值C[x]，再加上第x+1節(jié)臂至第η節(jié)臂中各節(jié)臂對應(yīng)的第一最大伸縮油缸行程中CC[x+l，…，η]。第一最大伸縮油缸行程可以取第x+1節(jié)臂至第η節(jié)臂中各節(jié)臂對應(yīng)的當(dāng)前伸縮油缸行程與目的伸縮油缸行程中的最大值。
[0062]在所述η節(jié)臂所需油缸行程總和超過伸縮油缸行程總量的情況下，說明此時伸縮油缸行程已經(jīng)超出，第X節(jié)臂必須全縮，以為后續(xù)節(jié)臂伸縮保留行程，因此需要將當(dāng)前油缸所處的第X節(jié)臂的伸縮油缸行程調(diào)整至0% ;相應(yīng)地，在所述η節(jié)臂所需油缸行程總和未超過所述伸縮油缸行程總量的情況下，說明此時現(xiàn)有的伸縮油缸行程足夠，可以將該節(jié)臂直接伸縮到目的狀態(tài)，因此可以將當(dāng)前油缸所處的第X節(jié)臂的伸縮油缸行程調(diào)整至所述目的伸縮狀態(tài)集中的對應(yīng)伸縮油缸行程，以節(jié)省一次找臂的時間，并且對應(yīng)地更新所述當(dāng)前伸縮狀態(tài)集中所述第X節(jié)臂的伸縮油缸行程，即得到第一步伸縮完成以后的當(dāng)前伸縮狀態(tài)集A[k]。
[0063]2、執(zhí)行極限伸縮狀態(tài)集的尾部算法(即步驟21)
[0064]從最末第η節(jié)臂開始，當(dāng)該節(jié)臂的目的伸縮狀態(tài)和當(dāng)前伸縮狀態(tài)一致，則該節(jié)臂不需要伸縮，繼續(xù)判斷前一節(jié)臂η-1，若不一致，則進行以下計算:
[0065]步驟211，計算第i節(jié)臂至第η節(jié)臂疊加的第二最大伸縮油缸行程C[i]+...C[n-1]+C[n]，其中第二最大伸縮油缸行程C[i]、...C[n_l]、C[n]分別為第i節(jié)臂至第η節(jié)臂中各節(jié)臂對應(yīng)的當(dāng)前伸縮油缸行程與目的伸縮油缸行程中的最大值；
[0066]步驟212，在疊加的第二最大伸縮油缸行程C[i]+…C[n_l]+C[n]未超過第x+1節(jié)臂至第η節(jié)臂的可用的伸縮油缸行程100-C_A[l]-C_A[2]-—C_A[x]的情況下，說明該情況下，第i節(jié)臂至第η節(jié)臂所需的伸縮油缸行程在可用的伸縮油缸行程之內(nèi)，因此可以將所述第1節(jié)臂至第11節(jié)臂的當(dāng)前伸縮油缸行程4[1]，一^[11-1]^[11]設(shè)置為極限伸縮狀態(tài)集中對應(yīng)的節(jié)臂的極限伸縮油缸行程，而不需要設(shè)置為0% ;以及在疊加的第二最大伸縮油缸行程超過所述第x+1節(jié)臂至第η節(jié)臂的可用的伸縮油缸行程的情況下，說明該情況下，第i節(jié)臂至第η節(jié)臂所需的伸縮油缸行程超出了可用的行程，因此需要將第χ+1節(jié)臂至第i節(jié)臂在極限伸縮狀態(tài)集中對應(yīng)的伸縮油缸行程設(shè)置為0%，并且將與第i+Ι節(jié)臂至第η節(jié)臂的當(dāng)前伸縮油缸行程八[1+1]，一^[11-1]^[11]設(shè)置為極限伸縮狀態(tài)集中對應(yīng)的節(jié)臂的極限伸縮油缸行程，其中第i節(jié)臂為已經(jīng)進行疊加的第二最大伸縮油缸行程所對應(yīng)的節(jié)臂中距離第X+I節(jié)臂最近的節(jié)臂，即X+1 < i < η。即通過上述步驟可以計算出第η節(jié)臂至當(dāng)前油缸所處的第X節(jié)臂之后的第x+1節(jié)臂所對應(yīng)的極限伸縮狀態(tài)集中的極限伸縮油缸行程0[χ+1],0[χ+2],…，O [η-l]，O [η]。優(yōu)選地，由于此時第I節(jié)臂至第χ節(jié)臂的伸縮油缸行程保持不變(即0[1]，0[2]，…，0[χ] =Α[1]，0[2]^..，Α[χ])，因此可以得到第I節(jié)臂至第η節(jié)臂的極限伸縮狀態(tài)集(可以將其表示為第一極限伸縮狀態(tài)集O [I]，O [2]，……O [η])。
[0067]如上所述，根據(jù)本發(fā)明的另一種實施方式，可以進一步優(yōu)化步驟212以盡可能減少需要全縮至0%的臂節(jié)，即步驟212還可以包括:
[0068]在疊加的第二最大伸縮油缸行程超過所述第x+1節(jié)臂至第η節(jié)臂的可用的伸縮油缸行程的情況下，執(zhí)行以下步驟:
[0069]判斷第i節(jié)臂的當(dāng)前伸縮油缸行程C_A[i]是否等于該節(jié)臂對應(yīng)的第二最大伸縮油缸行程C[i]；
[0070]在第i節(jié)臂的當(dāng)前伸縮油缸行程C_A[i]等于該節(jié)臂對應(yīng)的第二最大伸縮油缸行程c[i]的情況下，說明第i節(jié)臂的當(dāng)前伸縮油缸行程超過了可用的行程，因此需要將第x+1節(jié)臂至第i節(jié)臂在極限伸縮狀態(tài)集中對應(yīng)的伸縮油缸行程設(shè)置為0%，并且將第i+Ι節(jié)臂至第11節(jié)臂的當(dāng)前伸縮油缸行程4[1+1]，一^[11-1]^[11]設(shè)置為極限伸縮狀態(tài)集中對應(yīng)的節(jié)臂的極限伸縮油缸行程；
[0071]在第i節(jié)臂的當(dāng)前伸縮油缸行程C_A[i]不等于該節(jié)臂對應(yīng)的第二最大伸縮油缸行程c[i]的情況下(即小于)，說明第i節(jié)臂的當(dāng)前伸縮油缸行程在可用的行程之內(nèi)，因此可以僅將第X+1節(jié)臂至第1-Ι節(jié)臂在極限伸縮狀態(tài)集中對應(yīng)的伸縮油缸行程設(shè)置為O %，并且將第1節(jié)臂至第11節(jié)臂的當(dāng)前伸縮油缸行程4[1]，一^[11-1]^[11]設(shè)置為極限伸縮狀態(tài)集中對應(yīng)的節(jié)臂的極限伸縮油缸行程。
[0072]3、執(zhí)行極限伸縮狀態(tài)集的根部算法(即步驟22)
[0073]步驟22，可以按照以下步驟計算當(dāng)前油缸所處的第χ節(jié)臂至第I節(jié)臂的極限伸縮油缸行程 P [I]，P [2]，…，P[x_l]，P[x]:
[0074]步驟221，計算第j節(jié)臂至第χ節(jié)臂的疊加的第三最大伸縮油缸行程C[j]+C[2]+…+C[x]，第三最大伸縮油缸行程C[j]、C[2]、…、C[x]分別為第j節(jié)臂至第χ節(jié)臂中各節(jié)臂對應(yīng)的當(dāng)前伸縮油缸行程與目的伸縮油缸行程中的最大值；
[0075]步驟222，在疊加的第三最大伸縮油缸行程C [j]+C [2]+…+C [χ]未超過伸縮油缸行程總量100%的情況下，可以將第j節(jié)臂至第X節(jié)臂在當(dāng)前伸縮狀態(tài)集中各自節(jié)臂所對應(yīng)的當(dāng)前伸縮油缸行程0[j],…，0[χ-1], 0[x](由上述步驟可知，0[j],…，0[χ-1], 0[x]=A[j]，…，A[X-1]，A[X])設(shè)置為各自節(jié)臂在極限伸縮狀態(tài)集中所對應(yīng)的極限伸縮油缸行程；在疊加的第三最大伸縮油缸行程C[j]+C[2]+…+C[χ]超過伸縮油缸行程總量100%的情況下，將第I節(jié)臂至第j節(jié)臂在極限伸縮狀態(tài)集中所對應(yīng)的極限伸縮油缸行程設(shè)置為0%,以及將第j+Ι節(jié)臂至第χ節(jié)臂在當(dāng)前伸縮狀態(tài)集中各自節(jié)臂所對應(yīng)的當(dāng)前伸縮油缸行程 0[j+l],…，0[χ-1], 0[x](由上述步驟可知，0[j+l],...，0[χ-1], 0[x] = A[j+1],...,A[x-l],A[x])設(shè)置為各自節(jié)臂在極限伸縮狀態(tài)集中所對應(yīng)的極限伸縮油缸行程，其中所述第j節(jié)臂為已經(jīng)進行疊加的第三最大伸縮油缸行程所對應(yīng)的節(jié)臂中距離第I節(jié)臂最近的節(jié)臂，即I < j < χ。即通過上述步驟可以計算出第χ節(jié)臂至第I節(jié)臂所對應(yīng)的極限伸縮狀態(tài)集中的極限伸縮油缸行程P [I]，P [2]，…，P[x-1]，P[x]。
[0076]優(yōu)選地，由于此時第x+1節(jié)臂至第η節(jié)臂的伸縮油缸行程是保持不變的，即Ρ[χ+1], Ρ[χ+2],…，P[n] = O [x+1], 0[x+2],…，0[n]),因此可以得到此時第I節(jié)臂至第η節(jié)臂的極限伸縮狀態(tài)集(可以將其表示為第二極限伸縮狀態(tài)集Ρ[1]，Ρ[2]，……Ρ[η])。即采用上述步驟21和22就可以計算出最終的該η節(jié)臂的極限伸縮狀態(tài)集P[l]，Ρ[2]，…，Ρ[η]。之后，可以根據(jù)控制伸縮臂按照所述當(dāng)前伸縮狀態(tài)集-所計算的極限伸縮狀態(tài)集-所述目的伸縮狀態(tài)集的伸縮路徑動作完成伸縮操作，實現(xiàn)伸縮臂的路徑優(yōu)化(如步驟3所述，在此不再贅述)。
[0077]應(yīng)當(dāng)理解的是，上述示例均是對本發(fā)明思想的非局限性示例，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)本發(fā)明所提供的方法對具體計算步驟、過程進行調(diào)整(例如適當(dāng)?shù)脑黾踊蛱^一些步驟)，本發(fā)明對此不進行限定。
[0078]為了便于本領(lǐng)域技術(shù)人員更清楚地理解本發(fā)明所提供的方法，將結(jié)合實例以及附圖2-圖5說明上述步驟的詳細計算過程。圖2-圖5是根據(jù)本發(fā)明的一種實施方式的示例單缸插銷式伸縮臂的控制方法的實例圖。
[0079]例如:當(dāng)前伸縮狀態(tài)集為B[k] = [2，I, 2，2，I, 2，I];目的伸縮狀態(tài)集為T[k]=[I, 2，I, I, 2，I, 2];當(dāng)前油缸處在第3節(jié)臂，即χ = 3:
[0080]1、確定當(dāng)前油缸所處的第χ節(jié)臂的第一步伸縮
[0081]計算C_B[1]+C_B[2]+C[3]+CC[4, 5，6，7] = 45% +45% +45%= 135% >100%
[0082]即所述η節(jié)臂所需油缸行程總和超過伸縮油缸行程總量，說明此時伸縮油缸行程已經(jīng)超出，第χ節(jié)臂必須全縮，以為后續(xù)節(jié)臂伸縮保留行程，因此需要將當(dāng)前油缸所處的第X節(jié)臂的伸縮油缸行程調(diào)整至0% (即置I)，并且對應(yīng)地更新所述當(dāng)前伸縮狀態(tài)集中所述第χ節(jié)臂的伸縮油缸行程，即得到第一步伸縮完成以后的當(dāng)前伸縮狀態(tài)集A[k]=[2，I, 1,2, 1,2, I]，如圖2所示，其中序號0008所對應(yīng)的A[3]置為1，即A[3] =1。
[0083]2、執(zhí)行極限伸縮狀態(tài)集的尾部算法(即步驟21)
[0084]由于A[7]不等于T[7]，所以需要執(zhí)行步驟211以及212，即
[0085]第一步，判斷:C[7]是否超過100-C_A[1]-C_A[2]_C_A[3] = 55%
[0086]由于C[7] = max (A[7], T [7]) = max (I, 2) = 2 = 45% ;即 C[7]〈55%,油缸未超限；
[0087]第二步，繼續(xù)判斷C[6]+C[7]是否超過 100-C_A[1]-C_A[2]_C_A[3]
[0088]由于C[6]+C[7] = 2+2 = 4 = >100%;即 C[6]+C[7]>55%;油缸超限；表示第 7 節(jié)和第6節(jié)需要的行程超過了油缸可以提供的行程，那么需要將前面3節(jié)臂全縮，即從第4節(jié)臂開始，直到第6節(jié)臂都置為I ;
[0089]第三步，但考慮到本發(fā)明所提供的優(yōu)選實施方式，可以作對第二步進一步判斷:即C_A[6]是否等于C[6]，由于C_A[6] =C[6]，即第4、5、6節(jié)臂都要置為1，即如圖3所示得到極限伸縮油缸行程(0[4]，0[5]，0[6]，0[7]) = (1，1，1，A[7]) = (1，1，1，I)。優(yōu)選地，由于此時第I節(jié)臂至第χ節(jié)臂的伸縮油缸行程保持不變(即0[1]，0[2]，…，0[χ]=A[l]，0[2]，…，Α[χ])，因此可以得到第I節(jié)臂至第η節(jié)臂的極限伸縮狀態(tài)集(可以將其表示為第一極限伸縮狀態(tài)集 0[1]，0[2]，……0[η])，即(0[1]，0[2]，0[3]，0[4]，0[5]，0[6]，0
[7]) = (2，I, I, I, I, I, I)。
[0090]3、執(zhí)行極限伸縮狀態(tài)集的根部算法(即步驟22)
[0091]由于C[I]+C[2]+C[3] = 2+2+1 = >45% +45% +0% = 90%〈100%，即油缸未超限，因此可以保持第1、2、3節(jié)臂的伸縮油缸行程不變，即0[1],0[2],0[3]，即如圖4所示得到極限伸縮油缸行程(Ρ[1]，Ρ[2]，Ρ[3]) = (0[1]，0[2]，0[3]) = (2，1，I)如上所述，此時第4節(jié)臂至第7節(jié)臂維持上一次求出的第一極限伸縮狀態(tài)集(即O [4]，O [5]，O [6]，O [7])=(I, I, I, D) O因此，經(jīng)步驟21和22可以求出的(最終的該7節(jié)臂的)第二極限伸縮狀態(tài)集，即(Ρ[1]，Ρ[2]，Ρ[3]，Ρ[4]，Ρ[5]，Ρ[6]，Ρ[7]) = (2，1，1，1，1，1，I)。
[0092]之后，按照步驟3，進行伸縮操作，如圖5所示，即先縮伸0[k]集，即尾部臂節(jié)；然后再縮伸p[k]集，即根部臂節(jié)；第3節(jié)臂在第一步進行伸縮。
[0093]相應(yīng)地，圖6是根據(jù)本發(fā)明的一種實施方式的示例單缸插銷式伸縮臂的控制設(shè)備的示意圖，如圖6所示,該設(shè)備可以包括:
[0094]接收器100，用于接收所述η節(jié)臂的當(dāng)前伸縮狀態(tài)集和目的伸縮狀態(tài)集，其中所述當(dāng)前伸縮狀態(tài)集表示所述η節(jié)臂中各節(jié)臂的當(dāng)前伸縮油缸行程的集合，以及所述目的伸縮狀態(tài)集表示所述η節(jié)臂中各節(jié)臂的目的伸縮油缸行程的集合；
[0095]控制器200，用于根據(jù)所述當(dāng)前伸縮狀態(tài)集、所述目的伸縮狀態(tài)集、以及當(dāng)前所述η節(jié)臂的可用的伸縮油缸行程來計算所述η節(jié)臂的極限伸縮狀態(tài)集，其中所述極限伸縮狀態(tài)集表示所述η節(jié)臂中各節(jié)臂的極限伸縮油缸行程的集合；以及用于根據(jù)所述當(dāng)前伸縮狀態(tài)集、所述目的伸縮狀態(tài)集、以及所計算的極限伸縮狀態(tài)集，控制伸縮臂按照所述當(dāng)前伸縮狀態(tài)集-所計算的極限伸縮狀態(tài)集-所述目的伸縮狀態(tài)集的伸縮路徑動作，完成伸縮操作。
[0096]優(yōu)選地，如上述方法的實施方式所描述地，所述控制器還可以用于:根據(jù)所述當(dāng)前伸縮狀態(tài)集、所述目的伸縮狀態(tài)集、以及η節(jié)臂所需油缸行程總和，確定將當(dāng)前油缸所處的第χ節(jié)臂的伸縮油缸行程調(diào)整至0%或所述目的伸縮狀態(tài)集中的對應(yīng)伸縮油缸行程，并對應(yīng)地更新所述當(dāng)前伸縮狀態(tài)集中所述第χ節(jié)臂的伸縮油缸行程。
[0097]優(yōu)選地，所述確定將當(dāng)前油缸所處的第χ節(jié)臂的伸縮油缸行程調(diào)整至0%或所述目的伸縮狀態(tài)集中的對應(yīng)伸縮油缸行程包括:
[0098]在所述η節(jié)臂所需油缸行程總和超過伸縮油缸行程總量的情況下，將當(dāng)前油缸所處的第X節(jié)臂的伸縮油缸行程調(diào)整至0% ;以及在所述η節(jié)臂所需油缸行程總和未超過所述伸縮油缸行程總量的情況下，將當(dāng)前油缸所處的第χ節(jié)臂的伸縮油缸行程調(diào)整至所述目的伸縮狀態(tài)集中的對應(yīng)伸縮油缸行程，其中所述η節(jié)臂所需油缸行程總和為第I節(jié)臂至第χ-l節(jié)臂中各節(jié)臂的當(dāng)前伸縮油缸行程、第χ節(jié)臂對應(yīng)的當(dāng)前伸縮油缸行程與目的伸縮油缸行程中的最大值、以及第χ+1節(jié)臂至第η節(jié)臂中各節(jié)臂的第一最大伸縮油缸行程中的最大值的總和，其中所述第一最大伸縮油缸行程為第x+1節(jié)臂至第η節(jié)臂中各節(jié)臂對應(yīng)的當(dāng)前伸縮油缸行程與目的伸縮油缸行程中的最大值。
[0099]優(yōu)選地，所述控制器還用于在計算當(dāng)前油缸所處的第χ節(jié)臂之后的第x+1節(jié)臂至第η節(jié)臂的極限伸縮油缸行程時，計算第i節(jié)臂至第η節(jié)臂疊加的第二最大伸縮油缸行程，其中第二最大伸縮油缸行程為第i節(jié)臂至第η節(jié)臂中各節(jié)臂對應(yīng)的當(dāng)前伸縮油缸行程與目的伸縮油缸行程中的最大值；在疊加的第二最大伸縮油缸行程未超過第x+1節(jié)臂至第η節(jié)臂的可用的伸縮油缸行程的情況下，將所述第i節(jié)臂至第η節(jié)臂的當(dāng)前伸縮油缸行程設(shè)置為極限伸縮狀態(tài)集中對應(yīng)的節(jié)臂的極限伸縮油缸行程；以及在疊加的第二最大伸縮油缸行程超過所述第x+1節(jié)臂至第η節(jié)臂的可用的伸縮油缸行程的情況下，將第χ+1節(jié)臂至第i節(jié)臂在極限伸縮狀態(tài)集中對應(yīng)的伸縮油缸行程設(shè)置為O %，并且將與第i+Ι節(jié)臂至第η節(jié)臂的當(dāng)前伸縮油缸行程設(shè)置為極限伸縮狀態(tài)集中對應(yīng)的節(jié)臂的極限伸縮油缸行程，其中第i節(jié)臂為已經(jīng)進行疊加的第二最大伸縮油缸行程所對應(yīng)的節(jié)臂中距離第χ+1節(jié)臂最近的節(jié)臂。
[0100]優(yōu)選地，所述控制器還可以用于在疊加的第二最大伸縮油缸行程超過所述第x+1節(jié)臂至第η節(jié)臂的可用的伸縮油缸行程的情況下，判斷第i節(jié)臂的當(dāng)前伸縮油缸行程是否等于該節(jié)臂對應(yīng)的第二最大伸縮油缸行程；在第i節(jié)臂的當(dāng)前伸縮油缸行程等于該節(jié)臂對應(yīng)的第二最大伸縮油缸行程的情況下，將第x+1節(jié)臂至第i節(jié)臂在極限伸縮狀態(tài)集中對應(yīng)的伸縮油缸行程設(shè)置為O %，并且將第i+Ι節(jié)臂至第η節(jié)臂的當(dāng)前伸縮油缸行程設(shè)置為極限伸縮狀態(tài)集中對應(yīng)的節(jié)臂的極限伸縮油缸行程；在第i節(jié)臂的當(dāng)前伸縮油缸行程不等于該節(jié)臂對應(yīng)的第二最大伸縮油缸行程的情況下，將第x+1節(jié)臂至第i_l節(jié)臂在極限伸縮狀態(tài)集中對應(yīng)的伸縮油缸行程設(shè)置為0%，并且將第i節(jié)臂至第η節(jié)臂的當(dāng)前伸縮油缸行程設(shè)置為極限伸縮狀態(tài)集中對應(yīng)的節(jié)臂的極限伸縮油缸行程。
[0101]優(yōu)選地，所述控制器還可以用于在計算當(dāng)前油缸所處的第χ節(jié)臂至第I節(jié)臂的極限伸縮油缸行程時，計算第j節(jié)臂至第X節(jié)臂的疊加的第三最大伸縮油缸行程，第三最大伸縮油缸行程為第j節(jié)臂至第X節(jié)臂中各節(jié)臂對應(yīng)的當(dāng)前伸縮油缸行程與目的伸縮油缸行程中的最大值；在疊加的第三最大伸縮油缸行程未超過伸縮油缸行程總量的情況下，將第j節(jié)臂至第X節(jié)臂在當(dāng)前伸縮狀態(tài)集中各自節(jié)臂所對應(yīng)的當(dāng)前伸縮油缸行程設(shè)置為各自節(jié)臂在極限伸縮狀態(tài)集中所對應(yīng)的極限伸縮油缸行程；在疊加的第三最大伸縮油缸行程超過伸縮油缸行程總量的情況下，將第I節(jié)臂至第j節(jié)臂在極限伸縮狀態(tài)集中所對應(yīng)的極限伸縮油缸行程設(shè)置為O %，以及將第j+Ι節(jié)臂至第χ節(jié)臂在當(dāng)前伸縮狀態(tài)集中各自節(jié)臂所對應(yīng)的當(dāng)前伸縮油缸行程設(shè)置為各自節(jié)臂在極限伸縮狀態(tài)集中所對應(yīng)的極限伸縮油缸行程，其中所述第j節(jié)臂為已經(jīng)進行疊加的第三最大伸縮油缸行程所對應(yīng)的節(jié)臂中距離第I節(jié)臂最近的節(jié)臂。
[0102]應(yīng)當(dāng)理解的是，該控制器200可以執(zhí)行上述單缸插銷式伸縮臂的控制方法步驟中的各個【具體實施方式】，上述【具體實施方式】均已在方法的實施方式中做了詳細地說明(如上所述)，在此不再贅述。
[0103]此外，本發(fā)明還提供了一種單缸插銷式伸縮臂的控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)可以包括:根據(jù)本發(fā)明所提供的單缸插銷式伸縮臂的控制設(shè)備；以及單缸插銷式伸縮臂該控制設(shè)備連接，以響應(yīng)于控制器200的控制執(zhí)行伸縮路徑動作以完成伸縮操作。
[0104]另外，本發(fā)明還提供了包括根據(jù)本發(fā)明所提供的單缸插銷式伸縮臂的控制系統(tǒng)的工程機械(未示出)，該工程機械不但可以如上所述包括根據(jù)本發(fā)明實施方式的單缸插銷式伸縮臂的控制系統(tǒng)，而且該工程機械也可以采用上述單缸插銷式伸縮臂的控制方法和設(shè)備中的任一者及其組合進行上述控制過程。應(yīng)當(dāng)理解的是，該工程機械可以是任何需要單缸插銷式伸縮臂的控制系統(tǒng)的工程機械，例如塔式起重機。
[0105]采用本發(fā)明提供的單缸插銷式伸縮臂的控制方法、設(shè)備以及系統(tǒng)，可以通過接收所述η節(jié)臂的當(dāng)前伸縮狀態(tài)集和目的伸縮狀態(tài)集，之后根據(jù)所述當(dāng)前伸縮狀態(tài)集、所述目的伸縮狀態(tài)集、以及當(dāng)前所述η節(jié)臂的可用的伸縮油缸行程來計算所述η節(jié)臂的極限伸縮狀態(tài)集，最后根據(jù)所述當(dāng)前伸縮狀態(tài)集、所述目的伸縮狀態(tài)集、以及所計算的極限伸縮狀態(tài)集，控制伸縮臂按照所述當(dāng)前伸縮狀態(tài)集-所計算的極限伸縮狀態(tài)集-所述目的伸縮狀態(tài)集的伸縮路徑動作，完成伸縮操作，即可以實現(xiàn)快速獲得最優(yōu)伸縮路徑并高效進行單缸插銷式伸縮臂的伸縮操作。
[0106]以上結(jié)合附圖詳細描述了本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，但是，本發(fā)明并不限于上述實施方式中的具體細節(jié)，在本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思范圍內(nèi)，可以對本發(fā)明的技術(shù)方案進行多種簡單變型，這些簡單變型均屬于本發(fā)明的保護范圍。
[0107]另外需要說明的是，在上述【具體實施方式】中所描述的各個具體技術(shù)特征，在不矛盾的情況下，可以通過任何合適的方式進行組合，為了避免不必要的重復(fù)，本發(fā)明對各種可能的組合方式不再另行說明。
[0108]此外，本發(fā)明的各種不同的實施方式之間也可以進行任意組合，只要其不違背本發(fā)明的思想，其同樣應(yīng)當(dāng)視為本發(fā)明所公開的內(nèi)容。
【權(quán)利要求】
1.一種單缸插銷式伸縮臂的控制方法，所述伸縮臂具有η節(jié)臂，其特征在于，該方法包括: 步驟(I)，接收所述η節(jié)臂的當(dāng)前伸縮狀態(tài)集和目的伸縮狀態(tài)集，其中所述當(dāng)前伸縮狀態(tài)集表示所述η節(jié)臂中各節(jié)臂的當(dāng)前伸縮油缸行程的集合，以及所述目的伸縮狀態(tài)集表示所述η節(jié)臂中各節(jié)臂的目的伸縮油缸行程的集合； 步驟(2)，根據(jù)所述當(dāng)前伸縮狀態(tài)集、所述目的伸縮狀態(tài)集、以及當(dāng)前所述η節(jié)臂的可用的伸縮油缸行程來計算所述η節(jié)臂的極限伸縮狀態(tài)集，其中所述極限伸縮狀態(tài)集表示所述η節(jié)臂中各節(jié)臂的極限伸縮油缸行程的集合；以及 步驟(3)，根據(jù)所述當(dāng)前伸縮狀態(tài)集、所述目的伸縮狀態(tài)集、以及所計算的極限伸縮狀態(tài)集，控制伸縮臂按照所述當(dāng)前伸縮狀態(tài)集-所計算的極限伸縮狀態(tài)集-所述目的伸縮狀態(tài)集的伸縮路徑動作，完成伸縮操作。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，該方法還包括:在步驟(2)之前，根據(jù)所述當(dāng)前伸縮狀態(tài)集、所述目的伸縮狀態(tài)集、以及η節(jié)臂所需油缸行程總和，確定將當(dāng)前油缸所處的第X節(jié)臂的伸縮油缸行程調(diào)整至0%或所述目的伸縮狀態(tài)集中的對應(yīng)伸縮油缸行程，并對應(yīng)地更新所述當(dāng)前伸縮狀態(tài)集中所述第X節(jié)臂的伸縮油缸行程。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述確定將當(dāng)前油缸所處的第X節(jié)臂的伸縮油缸行程調(diào)整至0%或所述目的伸縮狀態(tài)集中的對應(yīng)伸縮油缸行程包括: 在所述η節(jié)臂所需油缸行程總和超過伸縮油缸行程總量的情況下，將當(dāng)前油缸所處的第X節(jié)臂的伸縮油缸行程調(diào)整至O % ；以及在所述η節(jié)臂所需油缸行程總和未超過所述伸縮油缸行程總量的情況下，將當(dāng)前油缸所處的第X節(jié)臂的伸縮油缸行程調(diào)整至所述目的伸縮狀態(tài)集中的對應(yīng)伸縮油缸行程，其中所述η節(jié)臂所需油缸行程總和為第I節(jié)臂至第X-1節(jié)臂中各節(jié)臂的當(dāng)前伸縮油缸行程、第X節(jié)臂對應(yīng)的當(dāng)前伸縮油缸行程與目的伸縮油缸行程中的最大值、以及第x+1節(jié)臂至第η節(jié)臂中各節(jié)臂的第一最大伸縮油缸行程中的最大值的總和，其中所述第一最大伸縮油缸行程為第x+1節(jié)臂至第η節(jié)臂中各節(jié)臂對應(yīng)的當(dāng)前伸縮油缸行程與目的伸縮油缸行程中的最大值。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一項權(quán)利要求所述的方法，其特征在于，該方法還包括:在步驟⑵中執(zhí)行以下步驟: 步驟(21)，按照以下步驟計算當(dāng)前油缸所處的第X節(jié)臂之后的第x+1節(jié)臂至第η節(jié)臂的極限伸縮油缸行程: 步驟(211)，計算第i節(jié)臂至第η節(jié)臂疊加的第二最大伸縮油缸行程，其中第二最大伸縮油缸行程為第i節(jié)臂至第η節(jié)臂中各節(jié)臂對應(yīng)的當(dāng)前伸縮油缸行程與目的伸縮油缸行程中的最大值； 步驟(212)，在疊加的第二最大伸縮油缸行程未超過第x+1節(jié)臂至第η節(jié)臂的可用的伸縮油缸行程的情況下，將所述第i節(jié)臂至第η節(jié)臂的當(dāng)前伸縮油缸行程設(shè)置為極限伸縮狀態(tài)集中對應(yīng)的節(jié)臂的極限伸縮油缸行程；以及在疊加的第二最大伸縮油缸行程超過所述第x+1節(jié)臂至第η節(jié)臂的可用的伸縮油缸行程的情況下，將第x+1節(jié)臂至第i節(jié)臂在極限伸縮狀態(tài)集中對應(yīng)的伸縮油缸行程設(shè)置為0%，并且將與第i+Ι節(jié)臂至第η節(jié)臂的當(dāng)前伸縮油缸行程設(shè)置為極限伸縮狀態(tài)集中對應(yīng)的節(jié)臂的極限伸縮油缸行程，其中第i節(jié)臂為已經(jīng)進行疊加的第二最大伸縮油缸行程所對應(yīng)的節(jié)臂中距離第x+1節(jié)臂最近的節(jié)臂。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，該方法還包括:在步驟(212)還包括:在疊加的第二最大伸縮油缸行程超過所述第x+1節(jié)臂至第η節(jié)臂的可用的伸縮油缸行程的情況下，執(zhí)行以下步驟:判斷第i節(jié)臂的當(dāng)前伸縮油缸行程是否等于該節(jié)臂對應(yīng)的第二最大伸縮油缸行程；在第i節(jié)臂的當(dāng)前伸縮油缸行程等于該節(jié)臂對應(yīng)的第二最大伸縮油缸行程的情況下，將第x+1節(jié)臂至第i節(jié)臂在極限伸縮狀態(tài)集中對應(yīng)的伸縮油缸行程設(shè)置為0%，并且將第i+1節(jié)臂至第η節(jié)臂的當(dāng)前伸縮油缸行程設(shè)置為極限伸縮狀態(tài)集中對應(yīng)的節(jié)臂的極限伸縮油缸行程； 在第i節(jié)臂的當(dāng)前伸縮油缸行程不等于該節(jié)臂對應(yīng)的第二最大伸縮油缸行程的情況下，將第x+1節(jié)臂至第i_l節(jié)臂在極限伸縮狀態(tài)集中對應(yīng)的伸縮油缸行程設(shè)置為0%，并且將第i節(jié)臂至第η節(jié)臂的當(dāng)前伸縮油缸行程設(shè)置為極限伸縮狀態(tài)集中對應(yīng)的節(jié)臂的極限伸縮油缸行程。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一項權(quán)利要求所述的方法，其特征在于，該方法還包括:在步驟⑵中執(zhí)行以下步驟:步驟(22)，按照以下步驟計算當(dāng)前油缸所處的第X節(jié)臂至第I節(jié)臂的極限伸縮油缸行程: 步驟(221)，計算第j節(jié)臂至第X節(jié)臂的疊加的第三最大伸縮油缸行程，第三最大伸縮油缸行程為第j節(jié)臂至第X節(jié)臂中各節(jié)臂對應(yīng)的當(dāng)前伸縮油缸行程與目的伸縮油缸行程中的最大值； 步驟(222)，在疊加的第三最大伸縮油缸行程未超過伸縮油缸行程總量的情況下，將第j節(jié)臂至第X節(jié)臂在當(dāng)前伸縮狀態(tài)集中各自節(jié)臂所對應(yīng)的當(dāng)前伸縮油缸行程設(shè)置為各自節(jié)臂在極限伸縮狀態(tài)集中所對應(yīng)的極限伸縮油缸行程；在疊加的第三最大伸縮油缸行程超過伸縮油缸行程總量的情況下，將第I節(jié)臂至第j節(jié)臂在極限伸縮狀態(tài)集中所對應(yīng)的極限伸縮油缸行程設(shè)置為0%，以及將第j+Ι節(jié)臂至第X節(jié)臂在當(dāng)前伸縮狀態(tài)集中各自節(jié)臂所對應(yīng)的當(dāng)前伸縮油缸行程設(shè)置為各自節(jié)臂在極限伸縮狀態(tài)集中所對應(yīng)的極限伸縮油缸行程，其中所述第j節(jié)臂為已經(jīng)進行疊加的第三最大伸縮油缸行程所對應(yīng)的節(jié)臂中距離第I節(jié)臂最近的節(jié)臂。
7.—種單缸插銷式伸縮臂的控制設(shè)備，所述伸縮臂具有η節(jié)臂，其特征在于，該設(shè)備包括: 接收器，用于接收所述η節(jié)臂的當(dāng)前伸縮狀態(tài)集和目的伸縮狀態(tài)集，其中所述當(dāng)前伸縮狀態(tài)集表示所述η節(jié)臂中各節(jié)臂的當(dāng)前伸縮油缸行程的集合，以及所述目的伸縮狀態(tài)集表示所述η節(jié)臂中各節(jié)臂的目的伸縮油缸行程的集合； 控制器，用于根據(jù)所述當(dāng)前伸縮狀態(tài)集、所述目的伸縮狀態(tài)集、以及當(dāng)前所述η節(jié)臂的可用的伸縮油缸行程來計算所述η節(jié)臂的極限伸縮狀態(tài)集，其中所述極限伸縮狀態(tài)集表示所述η節(jié)臂中各節(jié)臂的極限伸縮油缸行程的集合；以及用于根據(jù)所述當(dāng)前伸縮狀態(tài)集、所述目的伸縮狀態(tài)集、以及所計算的極限伸縮狀態(tài)集，控制伸縮臂按照所述當(dāng)前伸縮狀態(tài)集-所計算的極限伸縮狀態(tài)集-所述目的伸縮狀態(tài)集的伸縮路徑動作，完成伸縮操作。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的設(shè)備，其特征在于，所述控制器還用于:根據(jù)所述當(dāng)前伸縮狀態(tài)集、所述目的伸縮狀態(tài)集、以及η節(jié)臂所需油缸行程總和，確定將當(dāng)前油缸所處的第X節(jié)臂的伸縮油缸行程調(diào)整至0%或所述目的伸縮狀態(tài)集中的對應(yīng)伸縮油缸行程，并對應(yīng)地更新所述當(dāng)前伸縮狀態(tài)集中所述第X節(jié)臂的伸縮油缸行程。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的設(shè)備，其特征在于，其特征在于，所述確定將當(dāng)前油缸所處的第X節(jié)臂的伸縮油缸行程調(diào)整至0%或所述目的伸縮狀態(tài)集中的對應(yīng)伸縮油缸行程包括: 在所述η節(jié)臂所需油缸行程總和超過伸縮油缸行程總量的情況下，將當(dāng)前油缸所處的第X節(jié)臂的伸縮油缸行程調(diào)整至O % ；以及在所述η節(jié)臂所需油缸行程總和未超過所述伸縮油缸行程總量的情況下，將當(dāng)前油缸所處的第X節(jié)臂的伸縮油缸行程調(diào)整至所述目的伸縮狀態(tài)集中的對應(yīng)伸縮油缸行程，其中所述η節(jié)臂所需油缸行程總和為第I節(jié)臂至第X-1節(jié)臂中各節(jié)臂的當(dāng)前伸縮油缸行程、第X節(jié)臂對應(yīng)的當(dāng)前伸縮油缸行程與目的伸縮油缸行程中的最大值、以及第x+1節(jié)臂至第η節(jié)臂中各節(jié)臂的第一最大伸縮油缸行程中的最大值的總和，其中所述第一最大伸縮油缸行程為第x+1節(jié)臂至第η節(jié)臂中各節(jié)臂對應(yīng)的當(dāng)前伸縮油缸行程與目的伸縮油缸行程中的最大值。
10.根據(jù)權(quán)利要求7-9中任一項權(quán)利要求所述的設(shè)備，其特征在于，所述控制器還用于在計算當(dāng)前油缸所處的第X節(jié)臂之后的第Χ+1節(jié)臂至第η節(jié)臂的極限伸縮油缸行程時，計算第i節(jié)臂至第η節(jié)臂疊加的第二最大伸縮油缸行程，其中第二最大伸縮油缸行程為第i節(jié)臂至第η節(jié)臂中各節(jié)臂對應(yīng)的當(dāng)前伸縮油缸行程與目的伸縮油缸行程中的最大值；在疊加的第二最大伸縮油缸行程未超過第x+1節(jié)臂至第η節(jié)臂的可用的伸縮油缸行程的情況下，將所述第i節(jié)臂至第η節(jié)臂的當(dāng)前伸縮油缸行程設(shè)置為極限伸縮狀態(tài)集中對應(yīng)的節(jié)臂的極限伸縮油缸行程；以及在疊加的第二最大伸縮油缸行程超過所述第x+1節(jié)臂至第η節(jié)臂的可用的伸縮油缸行程的情況下，將第x+1節(jié)臂至第i節(jié)臂在極限伸縮狀態(tài)集中對應(yīng)的伸縮油缸行程設(shè)置為0%，并且將與第i+Ι節(jié)臂至第η節(jié)臂的當(dāng)前伸縮油缸行程設(shè)置為極限伸縮狀態(tài)集中對應(yīng)的節(jié)臂的極限伸縮油缸行程，其中第i節(jié)臂為已經(jīng)進行疊加的第二最大伸縮油缸行程所對應(yīng)的節(jié)臂中距離第x+1節(jié)臂最近的節(jié)臂。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的設(shè)備，其特征在于，所述控制器還用于在疊加的第二最大伸縮油缸行程超過所述第x+1節(jié)臂至第η節(jié)臂的可用的伸縮油缸行程的情況下，判斷第i節(jié)臂的當(dāng)前伸縮油缸行程是否等于該節(jié)臂對應(yīng)的第二最大伸縮油缸行程；在第i節(jié)臂的當(dāng)前伸縮油缸行程等于該節(jié)臂對應(yīng)的第二最大伸縮油缸行程的情況下，將第x+1節(jié)臂至第i節(jié)臂在極限伸縮狀態(tài)集中對應(yīng)的伸縮油缸行程設(shè)置為0%，并且將第i+Ι節(jié)臂至第η節(jié)臂的當(dāng)前伸縮油缸行程設(shè)置為極限伸縮狀態(tài)集中對應(yīng)的節(jié)臂的極限伸縮油缸行程；在第i節(jié)臂的當(dāng)前伸縮油缸行程不等于該節(jié)臂對應(yīng)的第二最大伸縮油缸行程的情況下，將第x+1節(jié)臂至第i_l節(jié)臂在極限伸縮狀態(tài)集中對應(yīng)的伸縮油缸行程設(shè)置為0%，并且將第i節(jié)臂至第η節(jié)臂的當(dāng)前伸縮油缸行程設(shè)置為極限伸縮狀態(tài)集中對應(yīng)的節(jié)臂的極限伸縮油缸行程。
12.根據(jù)權(quán)利要求7-9中任一項權(quán)利要求所述的設(shè)備，其特征在于，所述控制器還用于在計算當(dāng)前油缸所處的第X節(jié)臂至第I節(jié)臂的極限伸縮油缸行程時，計算第j節(jié)臂至第X節(jié)臂的疊加的第三最大伸縮油缸行程，第三最大伸縮油缸行程為第j節(jié)臂至第X節(jié)臂中各節(jié)臂對應(yīng)的當(dāng)前伸縮油缸行程與目的伸縮油缸行程中的最大值；在疊加的第三最大伸縮油缸行程未超過伸縮油缸行程總量的情況下，將第j節(jié)臂至第X節(jié)臂在當(dāng)前伸縮狀態(tài)集中各自節(jié)臂所對應(yīng)的當(dāng)前伸縮油缸行程設(shè)置為各自節(jié)臂在極限伸縮狀態(tài)集中所對應(yīng)的極限伸縮油缸行程；在疊加的第三最大伸縮油缸行程超過伸縮油缸行程總量的情況下，將第I節(jié)臂至第j節(jié)臂在極限伸縮狀態(tài)集中所對應(yīng)的極限伸縮油缸行程設(shè)置為O %，以及將第j+Ι節(jié)臂至第X節(jié)臂在當(dāng)前伸縮狀態(tài)集中各自節(jié)臂所對應(yīng)的當(dāng)前伸縮油缸行程設(shè)置為各自節(jié)臂在極限伸縮狀態(tài)集中所對應(yīng)的極限伸縮油缸行程，其中所述第j節(jié)臂為已經(jīng)進行疊加的第三最大伸縮油缸行程所對應(yīng)的節(jié)臂中距離第I節(jié)臂最近的節(jié)臂。
13.—種單缸插銷式伸縮臂的控制系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)包括: 根據(jù)權(quán)利要求7-12中任一項權(quán)利要求所述的單缸插銷式伸縮臂的控制設(shè)備；以及 單缸插銷式伸縮臂，用于執(zhí)行伸縮路徑動作以完成伸縮操作。
14.一種包括權(quán)利要求13所述的單缸插銷式伸縮臂的控制系統(tǒng)的工程機械。
【文檔編號】B66C23/693GK104340884SQ201410412119
【公開日】2015年2月11日 申請日期:2014年8月20日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月20日
【發(fā)明者】毛艷, 劉永贊, 郭紀梅 申請人:中聯(lián)重科股份有限公司