云梯车臂架的控制方法和系统以及云梯车

摘要

本发明实施例提供一种云梯车臂架的控制方法，属于云梯车技术领域。所述云梯车臂架设置有工作斗，且所述云梯车臂架的控制方法包括：实时获取所述工作斗的位置信息，形成所述工作斗从起始点到终点的运动轨迹；以及控制所述云梯车臂架以使所述工作斗依据所述运动轨迹执行轨迹巡航。本发明实施例同时还提供一种云梯车臂架的控制系统。本发明实施例提供的技术方案通过采集并记录臂架上工作斗在救援过程中的运动轨迹，自动控制臂架以使工作斗按照形成的运动轨迹往返运动，大大减少了救援过程中操作人员的操作强度，同时提升了复杂救援工况下的救援安全性以及高效性。

说明书

技术领域

本发明涉及云梯车技术领域，具体地涉及一种云梯车臂架的控制方法和系统以及云梯车。

背景技术

举高消防车等云梯车在执行救援等任务时由于现场情况复杂，对其臂架的运动轨迹和平稳性都有较高的要求。图1为一款云梯车的臂架结构示意图，工作斗设置在臂架的末端，起到载人救援的作用。目前，执行载人救援任务是依靠现场救援人员操作电控或者液压手柄控制臂架使工作斗到达救援点实行救援。当作业现场救援任务重，一次操作不能完成救援时，就需要救援人员重复操作梯架往返救援。

在实际救援中，救援现场高度较高同时工况较为复杂，往往伴有浓烟、浓雾等，有时需要在夜晚实行救援，同时目前举高消防车一般臂架高度都在30米以上，当发生上述复杂工况时，就大大提升了救援时操作人员的操作难度以及强度，从而影响救援效率以及安全性。

发明内容

本发明实施例的目的是提供一种云梯车臂架的控制方法，该控制方法可以代替人工控制云梯车臂架执行救援任务。

为了实现上述目的，本发明实施例提供一种云梯车臂架的控制方法，所述云梯车臂架设置有工作斗，且所述云梯车臂架的控制方法包括：实时获取所述工作斗的位置信息，形成所述工作斗从起始点到终点的运动轨迹；以及控制所述云梯车臂架以使所述工作斗依据所述运动轨迹执行轨迹巡航。

优选的，所述实时获取所述工作斗的位置信息，形成所述工作斗从起始点到终点的运动轨迹，包括：根据预设的时间间隔采集所述工作斗的位置信息，并按采集的顺序形成所述运动轨迹，其中所述运动轨迹的顺序根据所述起始点和所述终点的位置确定。

优选的，所述根据预设的时间间隔采集所述工作斗的位置信息，还包括：当所采集的所述位置信息的数量超过预设的最大记录量时，触发警告，并终止采集所述位置信息。

优选的，所述工作斗的位置信息包括：臂架伸缩长度，优选通过设置在所述臂架上的长度传感器获取；臂架变幅角度，优选通过设置在所述臂架上的角度传感器获取；以及转台回转角度，优选通过设置在所述云梯车转台上的角度传感器获取。

优选的，所述控制所述云梯车臂架以使所述工作斗依据所述运动轨迹执行轨迹巡航，包括：从所述起始点开始，根据所述工作斗当前位置的当前位置信息和所述运动轨迹，得到目标位置的目标位置信息；控制所述臂架以使所述工作斗巡航到所述目标位置，并根据所述巡航轨迹依次更新所述当前位置和所述目标位置；以及当所述当前位置为所述终点时，根据接收到的切换巡航方向指令，将所述起点与所述终点互换后，继续控制所述臂架以使所述工作斗进行轨迹巡航。

优选的，在所述控制所述臂架以使所述工作斗巡航到所述目标位置还包括：若所述工作斗实际到达位置的到达位置信息与所述目标位置信息有偏差且在预设范围内时，则确定所述工作斗到达所述目标位置；以及若该偏差超出所述预设范围，则确定所述工作斗未到达所述目标位置，继续控制所述臂架以使所述工作斗巡航到达所述目标位置。

本发明实施例还提供一种云梯车臂架的控制系统，所述云梯车臂架设置有工作斗，且所述云梯车臂架的控制系统包括控制装置，所述控制装置包括：数据处理模块，用于实时获取所述工作斗的位置信息，形成所述工作斗从起始点到终点的运动轨迹；以及巡航控制模块，用于控制所述云梯车臂架以使所述工作斗依据所述运动轨迹执行轨迹巡航。

优选的，所述云梯车臂架的控制系统还包括检测模块，电性连接所述控制装置，所述检测模块包括：长度传感器，设置在所述臂架上，用于获取臂架伸缩长度；第一角度传感器，设置在所述臂架上，用于获取臂架变幅角度；以及第二角度传感器，设置所述云梯车的转台上，用于获取转台回转角度。

优选的，所述控制装置配置有人机交互显示装置，用于显示所述云梯车臂架在执行轨迹巡航时的工况信息，并显示每个工况环节对应的操作信息。

优选的，所述云梯车臂架的控制系统还包括：转向按钮，电性连接所述控制装置，用于发送切换巡航方向指令；所述控制装置还用于根据接收到的所述切换巡航方向指令，将所述起点与所述终点互换后，继续控制所述臂架以使所述工作斗进行轨迹巡航。

本发明实施例还提供一种云梯车，所述云梯车上述任意一项所述的云梯车臂架的控制系统。

通过上述技术方案，本发明实施例通过采集并记录臂架上工作斗在救援过程中的运动轨迹，自动控制臂架以使工作斗按照形成的运动轨迹往返运动，大大减少了救援过程中操作人员的操作强度，同时提升了复杂救援工况下的救援安全性以及高效性。

本发明实施例的其它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实施例的进一步理解，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实施例，但并不构成对本发明实施例的限制。在附图中：

图1是一款云梯车的臂架结构示意图；

图2是本发明实施例提供的一种云梯臂架的控制方法的流程示意图；

图3是控制臂架以使工作斗从当前位置到目标位置巡航的流程示意图；

图4是本发明实施例提供的一种云梯臂架的控制系统的结构示意图。

附图标记说明

100控制装置 101数据处理模块

102巡航控制模块 103人机交互显示装置

200检测模块 201长度传感器

202第一角度传感器 203第二角度传感器

301转向按钮 302电磁阀

具体实施方式

以下结合附图对本发明实施例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实施例，并不用于限制本发明实施例。

图2是本发明实施例提供的一种云梯臂架的控制方法的流程示意图，所述云梯车臂架设置有工作斗，(请结合图1)，工作斗可以设置在云梯车臂架末端以使臂架的救援或工作距离最大，请参考图2，该云梯车臂架的控制方法可以包括以下步骤：

步骤S110：实时获取所述工作斗的位置信息，形成所述工作斗从起始点到终点的运动轨迹。

由于云梯车臂架上的工作斗在空间上需要三个独立参数才能决定其唯一的位置信息，因此工作斗的位置信息包括：臂架伸缩长度，优选通过设置在所述臂架上的长度传感器获取；臂架变幅角度，优选通过设置在所述臂架上的角度传感器获取；以及转台回转角度，优选通过设置在所述云梯车转台上的角度传感器获取。

再请参考图1，云梯车在执行任务时，操作员通过操作电控或者液压手柄控制臂架运动，以使臂架末端的工作斗到达救援位置，因此从工作斗的起始点到终点(救援点)，根据实时获取的各个时刻的臂架伸缩长度、臂架变幅角度和转台回转角度可以确定各个时刻工作斗的位置，则可以形成工作斗连续的运动轨迹。

举例说明，以臂架伸缩长度为参量x

优选的，所述实时获取所述工作斗的位置信息，形成所述工作斗从起始点到终点的运动轨迹，包括：根据预设的时间间隔采集所述工作斗的位置信息，并按采集的顺序形成所述运动轨迹，其中所述运动轨迹的顺序根据所述起始点和所述终点的位置确定。

工作斗在连续运动的过程中，其位置信息的每个参数可能不是时刻变化的(例如，转台回转角度不常发生变化)，因此可以以一定的时间间隔采集工作斗的位置信息，特别是在PLC等控制器的内存限制的条件下，不能无限制地获取位置信息。举例说明，可以每隔2S，自动采集工作斗当前的位置信息的坐标，例如，以A

需要说明，云梯车臂架的运动是两个方向，即从起始点到终点(救援点)，或从终点(救援点)返回起始点，但这两个方向的运动轨迹可以是重合的，因此仅需获取一个运动方向的工作斗的位置信息，形成工作斗从起始点到终点的运动轨迹即可。运动轨迹的顺序可以根据所述起始点和所述终点的位置确定，即若起始点为A

优选的，所述根据预设的时间间隔采集所述工作斗的位置信息，还包括：当所采集的所述位置信息的数量超过预设的最大记录量时，触发警告，并终止采集所述位置信息。

举例说明，以预设的时间间隔2s，最大记录量500点为例，则最大记录时间为16min，这远大于当前云梯车臂架最大路径的运动时间，因此当云梯车遇见特殊工况或误操作引起的超出最大记录时间和最大记录量时，则会触发警示，提示用户，并终止位置信息采集。

步骤S120：控制所述云梯车臂架以使所述工作斗依据所述运动轨迹执行轨迹巡航。

优选的，所述控制所述云梯车臂架以使所述工作斗依据所述运动轨迹执行轨迹巡航，包括：从所述起始点开始，根据所述工作斗当前位置的当前位置信息和所述运动轨迹，得到目标位置的目标位置信息；控制所述臂架以使所述工作斗巡航到所述目标位置，并根据所述巡航轨迹依次更新所述当前位置和所述目标位置；以及当所述当前位置为所述终点时，根据接收到的切换巡航方向指令，将所述起点与所述终点互换后，继续控制所述臂架以使所述工作斗进行轨迹巡航。

举例说明，以A

需要说明，本发明实施例也可以控制所述云梯车臂架以使所述工作斗依据所述运动轨迹的部分轨迹执行轨迹巡航，也可以在运动轨迹中途改变巡航方向，举例说明，当控制臂架以使工作斗在运动轨迹中途需要返航时，操作员可以通过转向按钮发送切换巡航方向指令，则将当前位置作为起始点继续执行反向巡航。

请参考图3，详细描述控制臂架以使工作斗从当前位置A

步骤S211：臂架上的角度传感器会检测当前臂架的臂架变幅角度，并将当前臂架变幅角度发送给控制器(例如PLC)。

步骤S212：控制器(例如PLC)会判断当前的臂架变幅角度是否到达目标臂架变幅角度。

步骤S213：若未到达目标臂架变幅角度，则继续控制臂架以使工作斗向目标变幅点运动，并重复步骤S211。

步骤S214：若到达目标臂架变幅角度，则判断臂架伸缩长度和转台回转角度是否到达目标点。

步骤S215：若臂架伸缩长度和转台回转角度未到达目标点，则等待若臂架伸缩长度和转台回转角度到达。

步骤S216：若当前工作斗的所有位置信息均到达目标点A

步骤S217：若不是终点，则根据运动轨迹更新目标点，重复步骤S211-S216。

根据步骤S211-S217同时控制臂架伸缩长度和转台回转角度以使工作斗从A

本发明实施例更优选的，在所述控制所述臂架以使所述工作斗巡航到所述目标位置还包括：若所述工作斗实际到达位置的到达位置信息与所述目标位置信息有偏差且在预设范围内时，则确定所述工作斗到达所述目标位置；以及若该偏差超出所述预设范围，则确定所述工作斗未到达所述目标位置，继续控制所述臂架以使所述工作斗巡航到达所述目标位置。

在控制臂架以使工作斗进行轨迹巡航的过程中，可以根据实际运动情况对运动轨迹进行实时修正。举例说明，在控制臂架以使工作斗向目标点巡航的过程中，通过电流值来控制臂架运动，为了确保臂架的动作顺畅以及与原运动轨迹可以基本贴合，当工作斗进入当前目标点一定预设范围(例如，目标臂架变幅角度±0.3°、目标臂架伸缩长度±20mm、目标转台回转角度±0.3°)时，则可以确定所述工作斗到达所述目标位置；若上述偏差超出所述预设范围，则可以确定所述工作斗未到达所述目标位置，继续控制所述臂架以使所述工作斗巡航到达所述目标位置。

进一步地，当工作斗到达终点时，为了确保到达点的准确性，为终点坐标设定死区范围。举例说明，在终点臂架变幅角度±0.5°、终点臂架伸缩长度±0.1m、终点转台回转角度±0.5°范围内，均判定工作斗到达巡航终点。当超出死区范围时，则会对臂架进行调整以确保工作斗进入终点范围之内。

本发明实施例提供的云梯车臂架的控制方法，通过采集并记录臂架上工作斗在救援过程中的运动轨迹，自动控制臂架以使工作斗按照形成的运动轨迹往返运动，大大减少了救援过程中操作人员的操作强度，同时提升了复杂救援工况下的救援安全性以及高效性。

本发明实施例还提供了一种云梯车臂架的控制系统，请参考图4，所述云梯车臂架设置有工作斗，且该云梯车臂架的控制系统可以包括控制装置100，所述控制装置100包括：数据处理模块101，用于实时获取所述工作斗的位置信息，形成所述工作斗从起始点到终点的运动轨迹；以及巡航控制模块102，用于控制所述云梯车臂架以使所述工作斗依据所述运动轨迹执行轨迹巡航。

其中，控制装置100可以为云梯车已配置的可编程控制器，例如PLC。

优选的，所述云梯车臂架的控制系统还包括检测模块200，电性连接所述控制装置100，所述检测模块200包括：长度传感器201，设置在所述臂架上，用于获取臂架伸缩长度；第一角度传感器202，设置在所述臂架上，用于获取臂架变幅角度；以及第二角度传感器203，设置所述云梯车的转台上，用于获取转台回转角度。

其中，在所述检测模块200和所述控制装置100之间还可以配置编码器，用于将检测模块200获取的工作斗位置信息转换成电信号。

优选的，所述控制装置100配置有人机交互显示装置103，用于显示所述云梯车臂架在执行轨迹巡航时的工况信息，并显示每个工况环节对应的操作信息。

该人机交互显示装置103还可以显示启动巡航或终止巡航页面，并将操作员的操作结果反馈给控制装置100。

优选的，所述云梯车臂架的控制系统还包括：转向按钮301，电性连接所述控制装置100，用于发送切换巡航方向指令；所述控制装置100还用于根据接收到的所述切换巡航方向指令，将所述起点与所述终点互换后，继续控制所述臂架以使所述工作斗进行轨迹巡航。

该转向按钮301可以设置在工作斗上，例如设置在工作斗底部，救援人员完成救援任务后，可以通过脚踩转向按钮301，以使控制装置100控制工作斗返航。

该云梯车臂架的控制系统还包括电磁阀302，例如电液比例阀，根据控制装置100的控制执行臂架运动，且该电液比例阀的开度可调。

本发明实施例还提供一种云梯车，所述云梯车包括上述的云梯车臂架的控制系统。

需要说明，本发明提供的云梯车臂架的控制系统不仅适用于云梯类消防车，同样也适用于登高平台消防车以及任何具备救援平台的举高工程车辆。

本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

在一个典型的配置中，计算设备包括一个或多个处理器(CPU)、输入/输出接口、网络接口和内存。

存储器可能包括计算机可读介质中的非永久性存储器，随机存取存储器(RAM)和/或非易失性内存等形式，如只读存储器(ROM)或闪存(flash RAM)。存储器是计算机可读介质的示例。

计算机可读介质包括永久性和非永久性、可移动和非可移动媒体可以由任何方法或技术来实现信息存储。信息可以是计算机可读指令、数据结构、程序的模块或其他数据。计算机的存储介质的例子包括，但不限于相变内存(PRAM)、静态随机存取存储器(SRAM)、动态随机存取存储器(DRAM)、其他类型的随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、快闪记忆体或其他内存技术、只读光盘只读存储器(CD-ROM)、数字多功能光盘(DVD)或其他光学存储、磁盒式磁带，磁带磁磁盘存储或其他磁性存储设备或任何其他非传输介质，可用于存储可以被计算设备访问的信息。按照本文中的界定，计算机可读介质不包括暂存电脑可读媒体(transitory media)，如调制的数据信号和载波。

还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、商品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、商品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的权利要求范围之内。