作业机械的臂架控制方法、装置及作业机械与流程

1.本发明涉及作业机械技术领域，尤其涉及一种作业机械的臂架控制方法、装置及作业机械。


背景技术：

2.高空作业机械通常包括消防车、高空带电作业车、登高车等。高空作业机械基于臂架上的工作斗或云梯，将作业人员递送至作业位置，以便作业人员进行高空作业或者对作业位置的停留人员进行施救。在实际应用中，往往因操作人员的操作失误及其它原因，容易造成臂架的末端与作业位置发生碰撞，从而引发安全风险。
3.相关技术中，通过在臂架的末端安装超声波传感器，在超声波传感器检测到臂架的末端距离作业位置达到预设距离时，主动控制停止臂架动作，可避免造成臂架与作业位置发生碰撞。然而，在臂架的末端与作业位置达到预设距离时，臂架处于悬臂状态，在作业人员上下臂架的工作斗或云梯时，工作斗或云梯容易晃动，会造成作业人员上下的不便，易出现作业危险。


技术实现要素：

4.本发明提供一种作业机械的臂架控制方法、装置及作业机械，用以解决或改善当前难以控制作业机械的臂架的安全作业的问题。
5.本发明提供一种作业机械的臂架控制方法，包括：
6.获取所述臂架上相邻的第一节臂与第二节臂的相对壁面之间的间隙宽度；
7.根据所述间隙宽度，确定所述臂架与目标物体的接触状态；
8.在确定所述臂架与所述目标物体相接触的情形下，控制所述臂架停止动作。
9.根据本发明提供的一种作业机械的臂架控制方法，所述根据所述间隙宽度，确定所述臂架与目标物体的接触状态的步骤，包括：
10.在所述间隙宽度超过预设范围的情形下，确定所述臂架与所述目标物体相接触；在所述间隙宽度在预设范围内的情形下，确定所述臂架与所述目标物体相分离。
11.根据本发明提供的一种作业机械的臂架控制方法，在所述间隙宽度为所述第一节臂与所述第二节臂朝向所述目标物体的一侧的相对壁面之间宽度的情形下，所述根据所述间隙宽度，确定所述臂架与目标物体的接触状态的步骤，进一步包括：
12.在所述间隙宽度大于第一预设值的情形下，确定所述臂架与所述目标物体相接触；在所述间隙宽度不大于所述第一预设值的情形下，确定所述臂架与所述目标物体相分离。
13.根据本发明提供的一种作业机械的臂架控制方法，在所述间隙宽度为所述第一节臂与所述第二节臂背离所述目标物体的一侧的相对壁面之间宽度的情形下，所述根据所述间隙宽度，确定所述臂架与目标物体的接触状态的步骤，进一步包括：
14.在所述间隙宽度大于第二预设值的情形下，确定所述臂架与所述目标物体相分
离；在所述间隙宽度不大于所述第二预设值的情形下，确定所述臂架与所述目标物体相接触。
15.根据本发明提供的一种作业机械的臂架控制方法，还包括：
16.获取所述目标物体的位置信息；
17.根据所述位置信息，确定所述臂架的控制参数；
18.根据所述控制参数，对所述臂架进行展臂控制，以使得所述臂架与所述目标物体相接触。
19.根据本发明提供的一种作业机械的臂架控制方法，所述根据所述控制参数，对所述臂架进行展臂控制，以使得所述臂架与所述目标物体相接触的步骤，包括：
20.将所述臂架变幅至预设角度，控制所述臂架的长度达到预设长度；
21.控制所述臂架朝向所述目标物体的一侧变幅，直至所述臂架与所述目标物体相接触；
22.其中，所述预设角度为所述臂架相对于水平面的倾角，所述预设角度大于arctan(h/l)，h为所述目标物体相对于所述臂架的首端所在水平面的垂直高度，l为所述目标物体在所述臂架的首端所在水平面的垂直投影与所述臂架的首端之间的水平距离；所述预设长度大于或等于所述目标物体与所述臂架的首端之间的距离。
23.本发明还提供一种作业机械的臂架控制装置，包括：
24.获取模块，用于获取臂架上相邻的第一节臂与第二节臂的相对壁面之间的间隙宽度；
25.确定模块，用于根据所述间隙宽度，确定所述臂架与目标物体的接触状态；
26.控制模块，用于在确定所述臂架与所述目标物体相接触的情形下，控制所述臂架停止动作。
27.本发明还提供一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如上述任一种所述的作业机械的臂架控制方法的步骤。
28.本发明还提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现如上任一项所述的作业机械的臂架控制方法的步骤。
29.本发明还提供一种作业机械，所述作业机械可执行如上任一项所述的作业机械的臂架控制方法的步骤。
30.本发明提供的一种作业机械的臂架控制方法、装置及作业机械，在控制臂架朝向目标物体停靠时，通过监测臂架上相邻的第一节臂与第二节臂的相对壁面之间的间隙宽度，可判别臂架与目标物体的接触状态，从而在臂架与目标物体相接触时，可即时控制臂架停止动作，以在一定程度上避免臂架与目标物体直接发生碰撞，并使得臂架因形成双侧支撑而达到较好的稳定状态，便于作业人员基于臂架上的工作斗或云梯进行安全作业。
附图说明
31.为了更清楚地说明本发明或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些
附图获得其他的附图。
32.图1是本发明提供的作业机械的臂架控制方法的流程示意图；
33.图2是本发明提供的基于作业机械的臂架对目标物体所在的位置进行作业的结构示意图；
34.图3是本发明提供的作业机械的臂架的结构示意图；
35.图4是本发明提供的对第二节臂朝向目标物体的一侧面与第一节臂的相对壁面之间的间隙宽度进行检测的结构示意图；
36.图5是本发明提供的作业机械的臂架控制装置的结构示意图；
37.图6是本发明提供的电子设备的结构示意图。
38.附图标记：
39.100：作业平台；
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200：变幅机构；
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300：臂架；
40.400：目标物体；
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500：接近开关；
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600：滑块；
41.31：第一节臂；
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32：第二节臂；
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33：伸缩云梯；
42.331：第一节段；
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332：第二节段。
具体实施方式
43.为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
44.下面结合图1-图6描述本发明的一种作业机械的臂架控制方法、装置及作业机械。
45.如图1所示，本实施例提供一种作业机械的臂架控制方法，其中，该方法的执行主体可以是作业机械的车载控制器，也可以是与车载控制器通讯连接的服务器，该方法包括如下步骤：
46.步骤110，获取臂架上相邻的第一节臂与第二节臂的相对壁面之间的间隙宽度。
47.其中，本实施例所示的臂架为伸缩式臂架，伸缩式臂架包括多个节臂，而第一节臂与第二节臂为多个节臂当中任意相邻的两者，第二节臂可伸缩地插入至第一节臂内。
48.本实施例可通过机械式的接近开关或非接触式的接近开关检测相邻的第一节臂与第二节臂的相对壁面之间的间隙宽度。
49.步骤120，根据间隙宽度，确定臂架与目标物体的接触状态。
50.由于在自重的作用下，第二节臂远离第一节臂的一端具有相对于第一节臂的端部发生向下转动的趋势，从而在第二节臂与目标物体接触前、后，第一节臂与第二节臂的相对壁面之间的间隙宽度会发生变化，进而本实施例可根据间隙宽度，确定臂架与目标物体的接触状态。
51.步骤130，在确定臂架与目标物体相接触的情形下，控制臂架停止动作。
52.由上可知，本发明在控制臂架朝向目标物体停靠时，通过监测臂架上相邻的第一节臂与第二节臂的相对壁面之间的间隙宽度，可判别臂架与目标物体的接触状态，从而在臂架与目标物体相接触时，可即时控制臂架停止动作，以在一定程度上避免臂架与目标物体直接发生碰撞，并使得臂架因形成双侧支撑而达到较好的稳定状态，便于作业人员基于
臂架上的工作斗或云梯进行安全作业。
53.如图2所示，本实施例提供了一种作业机械，该作业机械可以为消防车、高空带电作业车、登高车等。
54.在此，作业机械包括作业平台100、变幅机构200及臂架300，变幅机构200的一端及臂架300的首端分别与作业平台100转动连接，变幅机构200的另一端与臂架300的中部转动连接，臂架300的末端与目标物体400相接触。
55.其中，作业平台100优选为可移动的车体，作业机械的臂架为伸缩式臂架，在伸缩式臂架设有n个节臂的情形下，伸缩式臂架包括依次连接的第一臂节、第二臂节、
…
、第n-1臂节及第n臂节。本实施例所示的第二节臂可以为第n节臂，第一节臂可以为第n-1节臂，n为大于或等于2的自然数。
56.在伸缩式臂架设有两个节臂的情形下，本实施例所示的第一节臂31的一端与作业平台100转动连接，第二节臂32的一端可移动地插装于第一节臂31的另一端，第二节臂32的另一端作为臂架300的第二节臂。
57.在此，第一节臂31与第二节臂32之间通过伸缩驱动机构连接，伸缩驱动机构优选为油缸，通过控制伸缩驱动机构的伸缩行程，可控制第二节臂32相对于第一节臂31移动，以改变臂架300的长度。
58.如图2与图3所示，在臂架300背离目标物体400的一侧面设有伸缩云梯33，伸缩云梯33包括第一节段331与第二节段332，第一节段331设于第一节臂31上，第二节段332设于第二节臂32上，第二节段332能够随着第二节臂32的移动而相对于第一节段331进行伸缩运动。在一些实施例中，在臂架为伸缩式臂架的情形下，本实施例所示的根据所述间隙宽度，确定所述臂架与目标物体的接触状态，包括但不限于如下步骤：
59.在间隙宽度超过预设范围的情形下，确定臂架与目标物体相接触；在间隙宽度在预设范围内的情形下，确定臂架与目标物体相分离。
60.由于臂架的首端与作业平台连接，在臂架与目标物体相接触时，臂架会形成双侧支撑，并达到较好的稳定状态。由此，相比于臂架与目标物体接触前，在目标物体对臂架形成支撑时，相邻的第一节臂与第二节臂的相对壁面之间的间隙宽度会发生变化，本实施例可针对间隙宽度相对于预设范围的分布情况，来对臂架与目标物体的接触状态进行判断。
61.在一个具体实施例中，在间隙宽度为第一节臂与第二节臂朝向目标物体的一侧的相对壁面之间宽度的情形下，本实施例所示的根据间隙宽度，确定臂架与目标物体的接触状态，包括但不限于如下步骤：
62.在间隙宽度大于第一预设值的情形下，确定臂架与目标物体相接触；在间隙宽度不大于第一预设值的情形下，确定臂架与目标物体相分离。
63.具体地，针对分布于第一节臂与第二节臂朝向目标物体的一侧的相对壁面之间的间隙，在臂架没有与目标物体相接触时，在第二节臂的自身重力的作用下，第二节臂的末端相对于第一节臂会朝向目标物体的一侧偏转，使得第二节臂朝向目标物体的一侧面与第一节臂的相对壁面之间的间隙宽度会在一定程度上减小，从而在确定间隙宽度小于或等于第一预设值时，即可判定臂架与目标物体的相分离。
64.相反，在臂架与目标物体接触时，由于臂架的两端形成了双侧支撑，这使得第二节臂朝向目标物体的一侧面与第一节臂的相对壁面之间的间隙宽度会在一定程度上增大，从
而在确定间隙宽度大于第一预设值时，即可判定臂架与目标物体相接触。
65.如图4所示，本实施例在第一节臂31的末端装有接近开关500，接近开关500位于第一节臂31的末端朝向目标物体400的一侧面，且接近开关500的检测端伸向第二节臂32的内壁面。
66.其中，接近开关500可以用行程开关替代。为了对接近开关500形成较好的防护，本实施例可以在第一节臂31的末端的内壁面设置滑块600，第二节臂32能够在第一节臂内相对于滑块600滑动。同时，本实施例在滑块600上构造安装孔，接近开关500安装于安装孔中，接近开关500的检测端与第二节臂32朝向目标物体400的侧面相对，以便检测第二节臂32与滑块600之间的间隙宽度w。
67.相应地，在间隙宽度为第一节臂31与第二节臂32背离目标物体400的一侧的相对壁面之间宽度的情形下，本实施例所示的根据间隙宽度，确定臂架与目标物体的接触状态，包括但不限于如下步骤：
68.在间隙宽度大于第二预设值的情形下，确定臂架与目标物体相分离；在间隙宽度不大于第二预设值的情形下，确定臂架与目标物体相接触。
69.在此，针对分布于第一节臂与第二节臂背离目标物体的一侧的相对壁面之间的间隙，相比于臂架与目标物体接触前，在目标物体对臂架形成支撑时，相邻的第一节臂与第二节臂的相对壁面之间的间隙宽度会减小，本实施例可针对间隙宽度相对于第二预设值的分布情况，来对臂架与目标物体的接触状态进行判断。在一些实施例中，本实施例还可采用如下方法获取臂架与目标物体的接触状态，该方法包括但不限于步骤：
70.获取压力传感器反馈的压力值；
71.在压力值大于预设压力的情形下，确定臂架的末端与目标物体相接触；在压力值等于预设压力的情形下，确定臂架的末端与目标物体相分离；
72.其中，本实施例在臂架的末端朝向目标物体的一侧面设有承力部件，压力传感器设于臂架与承力部件的相对壁面之间。
73.由上可知，本实施例基于压力反馈的形式实现了臂架的末端与目标物体之间接触状态的判定。在臂架的末端与目标物体相接触时，承力部件作为压力传感器的支撑平台，压力传感器主要受到来自于臂架的末端的挤压力，且该挤压力相对较大，从而在压力传感器反馈的压力值大于预设压力时，可判定臂架的末端与目标物体相接触。
74.相应地，在臂架的末端与目标物体的相分离时，压力传感器主要受到来自于承力部件的拉力，由于该拉力相对较小，且该拉力反映的是承力部件的重力，从而在压力传感器反馈的压力值等于预设压力时，可判定臂架的末端与目标物体相分离。
75.在此，本实施例可在臂架与承力部件的相对壁面之间设置弹性连接件，例如，弹性连接件为弹簧，以在不影响压力传感器正常地进行压力检测的情形下，还对压力传感器形成有效的保护。
76.其中，本实施例可设置承力部件包括硬质层与柔性层，硬质层与柔性层相连接，硬质层朝向臂架的末端，柔性层背离臂架的末端，并用于与作业位置接触。
77.在一些实施例中，为了便于根据目标物体的位置，精确地对臂架进行展臂控制，本实施例所示的作业机械的臂架控制方法，包括但不限于如下步骤：
78.获取目标物体的位置信息；
79.根据位置信息，确定臂架的控制参数；
80.根据控制参数，对臂架进行展臂控制，以使得臂架与目标物体相接触。
81.在此，可以通过作业机械上的定位装置获取目标物体的位置信息，例如，定位装置可以为雷达、超声波定位装置、视觉定位装置等，在此不做具体限定。当然，本实施例也可以通过预先人工测量的方式获取目标物体的位置信息。
82.本实施例还可根据目标物体的位置信息，确定作业机械的位置参数，以便根据位置参数，控制作业机械移动至目标位置。
83.其中，本实施例所示的位置参数具体指的是作业机械的作业平台相对于目标物体的位置坐标。在实际操作中，本实施例可以根据实际的路况，以及臂架的作业范围，合理地规划作业平台的位置坐标。因此，在确定作业平台的位置参数后，可控制作业机械移动至与位置参数对应的目标位置，以便对臂架进行后续的展臂控制。
84.与此同时，由于受限于作业环境的影响，可能需要对臂架进行多次操作，才能控制臂架与目标物体相接触，本实施例所示的臂架的控制参数包括对臂架进行多次变幅的变幅角度及臂架伸长的长度等。因此，在实际操作中，本实施例所示的控制参数具体为按时序顺次排列的多个参数，可根据每个参数对臂架执行一次姿态控制。
85.在一些实施例中，为了更为可靠地对臂架进行展臂控制，本实施例所示的根据控制参数，对臂架进行展臂控制，以使得臂架与目标物体相接触，包括但不限于如下步骤：
86.将臂架变幅至预设角度，控制臂架的长度达到预设长度；
87.控制臂架朝向目标物体的一侧变幅，直至臂架与目标物体相接触。
88.如图2所示，本实施例所示的预设角度为臂架相对于水平面的倾角，预设角度大于arctan(h/l)，h为目标物体相对于臂架的首端所在水平面的垂直高度，l为目标物体在臂架的首端所在水平面的垂直投影与臂架的首端之间的水平距离；预设长度大于或等于目标物体与臂架的首端之间的距离。
89.在此应指出的是，本实施例通过设置预设长度大于或等于目标物体与臂架的首端之间的距离，用于确保臂架的末端或者臂架上靠近其末端的部位能够与目标物体相接触。
90.其中，在对臂架进行变幅操作前，本实施例所示的臂架的各个臂节既可以处于展臂状态，也可以处于收缩状态，在此不做具体限定。
91.当然，为了防止臂架在变幅操作中与周围的建筑物或植物发生干涉，在对臂架进行变幅操作前，本实施例应尽可能确保臂架处于收缩状态。
92.下面对本发明提供的作业机械的臂架控制装置进行描述，下文描述的作业机械的臂架控制装置与上文描述的作业机械的臂架控制方法可相互对应参照。
93.如图5所示，本实施例提供一种作业机械的臂架控制装置，包括如下模块：
94.获取模块510，用于获取臂架上相邻的第一节臂与第二节臂的相对壁面之间的间隙宽度；
95.确定模块520，用于根据间隙宽度，确定臂架与目标物体的接触状态；
96.控制模块530，用于在确定臂架与目标物体相接触的情形下，控制臂架停止动作。
97.具体地，本实施例在控制臂架朝向目标物体停靠时，通过监测臂架上相邻的第一节臂与第二节臂的相对壁面之间的间隙宽度，可判别臂架与目标物体的接触状态，从而在臂架与目标物体相接触时，可即时控制臂架停止动作，以在一定程度上避免臂架与目标物
体直接发生碰撞，并使得臂架因形成双侧支撑而达到较好的稳定状态，便于作业人员基于臂架上的工作斗或云梯进行安全作业。
98.优选地，本实施例还提供一种作业机械，所述作业机械可执行如上任一项所述的作业机械的臂架控制方法的步骤。
99.具体地，由于本实施例所示的作业机械可实现上述实施例所示的作业机械的臂架控制方法，则本实施例所示的作业机械包括了上述实施例的全部技术方案，因此，至少具有上述实施例的全部技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。
100.在此应指出的是，本实施例所示的作业机械包括消防车、带电作业车、登高车等，在此不做具体限定。
101.图6示例了一种电子设备的实体结构示意图，如图6所示，该电子设备可以包括：处理器(processor)610、通信接口(communications interface)620、存储器(memory)630和通信总线640，其中，处理器610，通信接口620，存储器630通过通信总线640完成相互间的通信。处理器610可以调用存储器630中的逻辑指令，以执行作业机械的臂架控制方法，该方法包括：获取所述臂架上相邻的第一节臂与第二节臂的相对壁面之间的间隙宽度；根据所述间隙宽度，确定所述臂架与目标物体的接触状态；在确定所述臂架与所述目标物体相接触的情形下，控制所述臂架停止动作。
102.此外，上述的存储器630中的逻辑指令可以通过软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：u盘、移动硬盘、只读存储器(rom，read-only memory)、随机存取存储器(ram，random access memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
103.另一方面，本发明还提供一种计算机程序产品，所述计算机程序产品包括存储在非暂态计算机可读存储介质上的计算机程序，所述计算机程序包括程序指令，当所述程序指令被计算机执行时，计算机能够执行上述各方法所提供的作业机械的臂架控制方法，该方法包括：获取所述臂架上相邻的第一节臂与第二节臂的相对壁面之间的间隙宽度；根据所述间隙宽度，确定所述臂架与目标物体的接触状态；在确定所述臂架与所述目标物体相接触的情形下，控制所述臂架停止动作。
104.又一方面，本发明还提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现以执行上述各提供的作业机械的臂架控制方法，该方法包括：获取所述臂架上相邻的第一节臂与第二节臂的相对壁面之间的间隙宽度；根据所述间隙宽度，确定所述臂架与目标物体的接触状态；在确定所述臂架与所述目标物体相接触的情形下，控制所述臂架停止动作。
105.以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性
的劳动的情况下，即可以理解并实施。
106.通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如rom/ram、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。
107.最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。