变幅油缸的行程检测方法、装置、液压系统及作业机械与流程

1.本发明涉及作业机械技术领域，尤其涉及一种变幅油缸的行程检测方法、装置、液压系统及作业机械。


背景技术：

2.变幅油缸因具有伸出工作行程长、缩回时油缸长度较短等特性而得到广泛应用，在实际应用过程中，常涉及变幅油缸的行程检测，传统的方法主要通过布置相应的传感器来实现变幅油缸的行程检测。
3.然而，利用传感器检测变幅油缸行程的方法会提高整个液压系统的复杂度，且由于传感器本身误差的影响，行程检测结果的准确性较低。


技术实现要素：

4.本发明提供一种变幅油缸的行程检测方法、装置、液压系统及作业机械，用以解决现有技术中利用传感器检测变幅油缸行程的方法会提高整个液压系统的复杂度且准确性低的缺陷，实现便捷、准确的变幅油缸行程检测。
5.第一方面，本发明提供一种变幅油缸的行程检测方法，该方法包括：
6.获取与变幅油缸相关的长度数据和角度数据以及所述变幅油缸的初始长度；
7.基于所述长度数据和所述角度数据，确定所述变幅油缸的当前长度；
8.基于所述变幅油缸的当前长度以及所述初始长度，得到所述变幅油缸的行程检测结果。
9.根据本发明提供的变幅油缸的行程检测方法，所述获取与变幅油缸相关的长度数据，包括：
10.将所述变幅油缸的上绞点与工作机构的尾绞点之间的连线作为第一线段，并确定所述第一线段的长度；
11.将所述变幅油缸的下绞点与所述工作机构的尾绞点之间的连线作为第二线段，并确定所述第二线段的长度；
12.所述第一线段的长度和所述第二线段的长度为所述长度数据。
13.根据本发明提供的变幅油缸的行程检测方法，获取与变幅油缸相关的所述角度数据，包括：
14.将所述工作机构的延伸方向与所述第一线段之间的夹角作为第一夹角，并确定所述第一夹角的角度；
15.将所述第二线段与水平面之间的夹角作为第二夹角，并确定所述第二夹角的角度；
16.将所述工作机构的延伸方向与水平面之间的夹角作为第三夹角，并确定所述第三夹角的角度；
17.所述第一夹角的角度、所述第二夹角的角度和所述第三夹角的角度为所述角度数
据。
18.根据本发明提供的变幅油缸的行程检测方法，所述基于所述长度数据和所述角度数据，确定所述变幅油缸的当前长度，包括：
19.基于所述第一夹角的角度、所述第二夹角的角度和所述第三夹角的角度，确定所述第一线段与所述第二线段之间的夹角；
20.基于所述长度数据以及所述第一线段与所述第二线段之间的夹角，确定所述变幅油缸的当前长度。
21.根据本发明提供的变幅油缸的行程检测方法，所述基于所述第一夹角的角度、所述第二夹角的角度和所述第三夹角的角度，确定所述第一线段与所述第二线段之间的夹角，包括：
22.将所述第二夹角的角度与所述第三夹角的角度求和，得到求和角度；
23.将所述求和角度与所述第一夹角的角度作差，得到所述第一线段与所述第二线段之间的夹角。
24.根据本发明提供的变幅油缸的行程检测方法，所述基于所述变幅油缸的当前长度以及所述初始长度，得到所述变幅油缸的行程检测结果之后，还包括：
25.基于所述行程检测结果，判断所述变幅油缸的液压压力是否失真。
26.根据本发明提供的变幅油缸的行程检测方法，所述基于所述行程检测结果，判断所述变幅油缸的液压压力是否失真，包括：
27.将所述行程检测结果与预设的行程阈值进行比较，基于所述比较的结果判断所述变幅油缸的液压压力是否失真。
28.第二方面，本发明还提供一种变幅油缸的行程检测装置，该装置包括：
29.获取模块，用于获取与变幅油缸相关的长度数据和角度数据以及所述变幅油缸的初始长度；
30.第一处理模块，用于基于所述长度数据和所述角度数据，确定所述变幅油缸的当前长度；
31.第二处理模块，用于基于所述变幅油缸的当前长度以及所述初始长度，得到所述变幅油缸的行程检测结果。
32.第三方面，本发明还提供一种液压系统，所述液压系统使用上述任一种所述的变幅油缸的行程检测方法。
33.第四方面，本发明还提供一种作业机械，所述作业机械使用上述任一种所述的变幅油缸的行程检测方法或者包括上述液压系统。
34.本发明提供的变幅油缸的行程检测方法、装置、液压系统及作业机械，通过与变幅油缸相关的长度数据和角度数据确定变幅油缸的当前长度，基于变幅油缸的当前长度和初始长度，得到变幅油缸的行程检测结果，无需增设传感器即可实现对变幅油缸行程的检测，检测过程更加便捷，且避免了硬件误差影响，检测结果更加准确和可靠。
附图说明
35.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。
36.图1是本发明提供的变幅油缸的行程检测方法的流程示意图；
37.图2是本发明实施例中变幅油缸相关目标区域的结构示意图；
38.图3是本发明实施例中变幅油缸区模型的结构示意图；
39.图4是本发明提供的变幅油缸的行程检测装置的结构示意图；
40.图5是本发明提供的电子设备的结构示意图。
具体实施方式
41.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。
42.下面结合图1至图5描述本发明实施例提供的变幅油缸的行程检测方法、变幅油缸的行程检测装置、液压系统、作业机械以及基于上述变幅油缸的行程检测方法搭建的电子设备。
43.图1示出了本发明实施例提供的变幅油缸的行程检测方法，该方法包括：
44.步骤101：获取与变幅油缸相关的长度数据和角度数据以及变幅油缸的初始长度；
45.步骤102：基于长度数据和角度数据，确定变幅油缸的当前长度；
46.步骤103：基于变幅油缸的当前长度以及初始长度，得到变幅油缸的行程检测结果。
47.本实施例中变幅油缸可以是常见的前置式变幅油缸，通过上绞点与工作机构连接，下绞点与工作台连接，三者形成一个三角几何结构，支撑工作机构进行变幅动作，以应用对象是起重机为例，上述工作机构可以是主臂，工作台可以是起重机的转台，整个变幅油缸的行程检测方法的执行主体可以是起重机的主控制器。
48.为了便捷的获得与变幅油缸相关的长度数据和角度数据，本实施例对变幅油缸相关的目标区域进行截取，目标区域如图2所示，该目标区域中涉及三个关键点，即工作机构的尾绞点o、变幅油缸的上绞点b以及变幅油缸的下绞点c。
49.为了便于对变幅油缸相关的目标区域进行分析，本实施例提取出上述三个关键点以及工作机构，建立了变幅油缸区模型，模型结构如图3所示，图3中m表示工作机构，以该方法应用于起重机为例，工作机构可以是起重机的主臂。
50.在示例性实施例中，获取与变幅油缸相关的长度数据，具体可以包括：
51.将变幅油缸的上绞点与工作机构的尾绞点之间的连线作为第一线段，并确定第一线段的长度；
52.将变幅油缸的下绞点与工作机构的尾绞点之间的连线作为第二线段，并确定第二线段的长度；
53.第一线段的长度和第二线段的长度为与变幅油缸相关的长度数据。
54.在示例性实施例中，获取与变幅油缸相关的角度数据，具体可以包括：
55.将工作机构的延伸方向与第一线段之间的夹角作为第一夹角，并确定第一夹角的
角度；
56.将第二线段与水平面之间的夹角作为第二夹角，并确定第二夹角的角度；
57.将工作机构的延伸方向与水平面之间的夹角作为第三夹角，并确定第三夹角的角度；
58.第一夹角的角度、第二夹角的角度和第三夹角的角度为与变幅油缸相关的角度数据。
59.可以理解的是，本实施例中工作机构的延伸方向主要指的是工作机构在其长度方向的延长线所指示的方向，比如可以是图3中工作机构m示出的方向。
60.参见附图3，变幅油缸的上绞点b与工作机构的尾绞点o之间连线形成第一线段ob，变幅油缸的下绞点c与工作机构的尾绞点o之间连线形成第二线段oc，变幅油缸的当前长度可以定义为变幅油缸的上绞点b与变幅油缸的下绞点c之间连线形成的第三线段bc，图3中虚线表示水平线，α表示第一夹角，β表示第二夹角，γ表示第三夹角。
61.在示例性实施例中，基于长度数据和角度数据，确定变幅油缸的当前长度，具体可以包括：
62.基于第一夹角α的角度、第二夹角β的角度和第三夹角γ的角度，确定第一线段ob与第二线段oc之间的夹角∠boc；
63.基于长度数据以及第一线段ob与第二线段oc之间的夹角∠boc，确定变幅油缸的当前长度，即第三线段bc。
64.可以理解的是，变幅油缸的当前长度可以利用余弦定理计算得到，具体计算公式如下：
[0065][0066]
进一步地，基于第一夹角的角度、第二夹角的角度和第三夹角的角度，确定第一线段与第二线段之间的夹角，具体可以包括：
[0067]
将第二夹角β的角度与第三夹角γ的角度求和，得到求和角度；
[0068]
将求和角度与第一夹角α的角度作差，得到第一线段与第二线段之间的夹角。
[0069]
上述夹角的求取过程可以通过如下公式表示：
[0070]
∠boc＝β γ-α
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(2)
[0071]
可以理解的是，在得到变幅油缸的当前长度后，通过变幅油缸的当前长度与变幅油缸的初始长度作差，即可得到变幅油缸的行程。
[0072]
在实际应用过程中，上述第一线段ob、第二线段oc、第一夹角α以及第二夹角β均可以基于变幅油缸的物理结构预先测量获得，第三夹角γ可以通过工作机构上的倾角传感器测得，变幅油缸的初始长度为变幅油缸本身的性能参数，可以理解为已知参量，进而基于上述处理过程，即可在无需额外布设传感器的基础上实现对变幅油缸的行程检测，检测成本更低，且检测过程更加便捷和可靠。
[0073]
在示例性实施例中，基于变幅油缸的当前长度以及初始长度，得到变幅油缸的行程检测结果之后，还可以包括：
[0074]
基于行程检测结果，判断变幅油缸的液压压力是否失真。
[0075]
进一步地，基于行程检测结果，判断变幅油缸的液压压力是否失真，具体可以包
括：
[0076]
将行程检测结果与预设的行程阈值进行比较，基于比较的结果判断变幅油缸的液压压力是否失真。
[0077]
考虑到当变幅油缸伸出量达到某临界值时，会出现液压压力突增的失真现象，导致测得的液压压力可靠性降低，进而导致基于液压压力计算得到的吊重的准确性降低。为此，本实施例在得到变幅油缸的行程检测结果后，可以进一步判断变幅油缸的液压压力是否失真，具体地，将行程检测结果与预设的行程阈值进行比较，基于比较的结果可以判断变幅油缸的液压压力是否失真。
[0078]
在本实施例中，如果行程检测结果超过预设的行程阈值，则判定变幅油缸的液压压力失真，在判定出现液压压力失真状况时，可以进一步生成提示信号，以提示液压压力失真这一异常状况，从而保证通过液压压力计算得到的吊重结果的准确性。
[0079]
仍以起重机为例，由于通过液压压力检测的方式可以计算吊重，吊重用于指示起重机的当前载荷量，并与额定重量相比较，得力矩矩百分比，吊重和力矩百分比等指标可以作为指导、监控起重机驾驶员进行安全吊装作业的关键数据。
[0080]
为此，本实施例可以预先对变幅油缸的行程与液压压力进行标定，确定变幅油缸的行程与液压压力的对应关系，在得到变幅油缸的行程检测结果后，可以进一步获得与行程检测结果对应的液压压力，进而基于获得的液压压力可以确定吊重，从而实现吊重的准确检测。
[0081]
下面对本发明提供的变幅油缸的行程检测装置进行描述，下文描述的变幅油缸的行程检测装置与上文描述的变幅油缸的行程检测方法可相互对应参照。
[0082]
图4示出了本发明实施例提供的变幅油缸的行程检测装置，该装置包括：
[0083]
获取模块401，用于获取与变幅油缸相关的长度数据和角度数据以及变幅油缸的初始长度；
[0084]
第一处理模块402，用于基于长度数据和角度数据，确定变幅油缸的当前长度；
[0085]
第二处理模块403，用于基于变幅油缸的当前长度以及初始长度，得到变幅油缸的行程检测结果。
[0086]
在示例性实施例中，上述获取模块401具体可以通过如下方式获取与变幅油缸相关的长度数据：
[0087]
将变幅油缸的上绞点与工作机构的尾绞点之间的连线作为第一线段，并确定第一线段的长度；
[0088]
将变幅油缸的下绞点与工作机构的尾绞点之间的连线作为第二线段，并确定第二线段的长度；
[0089]
第一线段的长度和第二线段的长度为与变幅油缸相关的长度数据。
[0090]
在示例性实施例中，上述获取模块401具体可以通过如下方式获取与变幅油缸相关的角度数据：
[0091]
将工作机构的延伸方向与第一线段之间的夹角作为第一夹角，并确定第一夹角的角度；
[0092]
将第二线段与水平面之间的夹角作为第二夹角，并确定第二夹角的角度；
[0093]
将工作机构的延伸方向与水平面之间的夹角作为第三夹角，并确定第三夹角的角
度；
[0094]
第一夹角的角度、第二夹角的角度和第三夹角的角度为与变幅油缸相关的角度数据。
[0095]
在示例性实施例中，上述第一处理模块402具体可以用于：
[0096]
基于第一夹角的角度、第二夹角的角度和第三夹角的角度，确定第一线段与第二线段之间的夹角；
[0097]
基于长度数据以及第一线段与第二线段之间的夹角，确定变幅油缸的当前长度。
[0098]
进一步地，上述第一处理模块402具体可以通过如下方式实现基于第一夹角的角度、第二夹角的角度和第三夹角的角度，确定第一线段与第二线段之间的夹角：
[0099]
将第二夹角的角度与第三夹角的角度求和，得到求和角度；
[0100]
将求和角度与第一夹角的角度作差，得到第一线段与第二线段之间的夹角。
[0101]
在示例性实施例中，上述变幅油缸的行程检测装置，还可以包括：
[0102]
判断模块，用于基于行程检测结果，判断变幅油缸的液压压力是否失真。
[0103]
进一步地，上述判断模块具体可以用于：
[0104]
将行程检测结果与预设的行程阈值进行比较，基于比较的结果判断变幅油缸的液压压力是否失真。
[0105]
由此可见，本发明实施例提供的变幅油缸的行程检测装置，通过获取模块获取与变幅油缸相关的长度数据和角度数据，并通过第一处理模块确定变幅油缸的当前长度，基于变幅油缸的当前长度和初始长度，通过第二处理模块得到变幅油缸的行程检测结果，行程检测过程无需增设传感器即可实现，检测过程更加便捷，且避免了硬件误差影响，检测结果更加准确和可靠。
[0106]
另外，本发明实施例还提供一种液压系统，该液压系统使用上述变幅油缸的行程检测方法。
[0107]
本实施例提供的液压系统中液压油缸采用变幅油缸，通过上述变幅油缸的行程检测方法，可以在无需提高系统复杂度的前提下即可实现变幅油缸的行程检测，系统功能更加完善。
[0108]
此外，本发明实施例还提供一种作业机械，该作业机械使用上述变幅油缸的行程检测方法或者包括上述液压系统。
[0109]
本实施例中作业机械可以是起重机，比如轮胎起重机以及履带起重机等不同类型的起重机。
[0110]
图5示例了一种电子设备的实体结构示意图，如图5所示，该电子设备可以包括：处理器(processor)501、通信接口(communications interface)502、存储器(memory)503和通信总线504，其中，处理器501，通信接口502，存储器503通过通信总线504完成相互间的通信。处理器501可以调用存储器503中的逻辑指令，以执行变幅油缸的行程检测方法，该方法包括：获取与变幅油缸相关的长度数据和角度数据以及变幅油缸的初始长度；基于长度数据和角度数据，确定变幅油缸的当前长度；基于变幅油缸的当前长度以及初始长度，得到变幅油缸的行程检测结果。
[0111]
此外，上述的存储器503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。
[0112]
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实施例所提供的变幅油缸的行程检测方法，该方法包括：获取与变幅油缸相关的长度数据和角度数据以及变幅油缸的初始长度；基于长度数据和角度数据，确定变幅油缸的当前长度；基于变幅油缸的当前长度以及初始长度，得到变幅油缸的行程检测结果。
[0113]
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以实现上述各实施例提供的变幅油缸的行程检测方法，该方法包括：获取与变幅油缸相关的长度数据和角度数据以及变幅油缸的初始长度；基于长度数据和角度数据，确定变幅油缸的当前长度；基于变幅油缸的当前长度以及初始长度，得到变幅油缸的行程检测结果。
[0114]
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。
[0115]
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。
[0116]
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。