專利名稱：工程機(jī)械以及控制工程機(jī)械的機(jī)械臂的方法、裝置和系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及機(jī)電控制技術(shù)領(lǐng)域，特別地涉及一種工程機(jī)械以及控制工程機(jī)械的機(jī)械臂的方法、裝置和系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
目前工程機(jī)械例如泵車的機(jī)械臂姿態(tài)通常由操作人員使用遙控器實(shí)現(xiàn)，其操作方式示于圖1中，圖1是根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的使用遙控器控制機(jī)械臂的方式的示意圖。如圖1所示，操作人員11手持遙控器12的控制手柄121進(jìn)行操作，使泵車13的機(jī)械臂131沿水平方向轉(zhuǎn)動(dòng)，從而布料點(diǎn)132發(fā)生移動(dòng)。因?yàn)榭刂剖直?21的控制起始方向是圖中的Y軸正向，即當(dāng)控制手柄偏轉(zhuǎn)到OM方向時(shí)，機(jī)械臂131運(yùn)動(dòng)，使布料點(diǎn)132移動(dòng)的方向?yàn)橄蛄?M。這樣，在操作過程中，操作人員11位于位置A，要將布料點(diǎn)132按箭頭14 的方向移動(dòng)時(shí)，操作人員11需將自己想象成位于位置B，并想象自己在位置B按照與箭頭 14的方向相同的箭頭15的方向進(jìn)行操作，于是在實(shí)際中操作人員11位于位置A并且按箭頭OM的方向操作控制手柄121，而不能按照與箭頭15方向一致的箭頭16的方向進(jìn)行操作， 可以看出此時(shí)操作人員11對控制手柄121的操作方向與布料點(diǎn)132實(shí)際要移動(dòng)的方向是不同的。當(dāng)然，如果操作人員11實(shí)際上已經(jīng)位于位置B，則無需上述的想象，但在實(shí)際操作中由于施工環(huán)境的限制，操作人員11往往無法位于位置B。在現(xiàn)有技術(shù)中，使用遙控器對工程機(jī)械的機(jī)械臂進(jìn)行操作時(shí)，往往需要操作人員對自己的位置進(jìn)行想象并進(jìn)行轉(zhuǎn)換，然后根據(jù)想象的位置進(jìn)行操作，這種操作方式不夠直觀，給操作人員帶來不便。在現(xiàn)有技術(shù)中，使用遙控器對工程機(jī)械的機(jī)械臂進(jìn)行操作的方式較為不便，對于該問題，目前尚未提出有效解決方案。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的主要目的是提供一種工程機(jī)械以及控制工程機(jī)械的機(jī)械臂的方法、裝置和系統(tǒng)，以解決現(xiàn)有技術(shù)中使用遙控器對工程機(jī)械的機(jī)械臂進(jìn)行操作的方式較為不便的問題。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種控制工程機(jī)械的機(jī)械臂的方法。本發(fā)明的這種控制工程機(jī)械的機(jī)械臂的方法包括獲取以參考基準(zhǔn)方向?yàn)槭歼叀?遙控操作方向?yàn)榻K邊，按預(yù)定的轉(zhuǎn)動(dòng)正方向所成的夾角β 1的大??；確定與所述參考基準(zhǔn)方向按所述轉(zhuǎn)動(dòng)正方向成所述夾角的大小的機(jī)械臂控制方向，然后輸出按該方向控制所述機(jī)械臂的控制信息。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種控制工程機(jī)械的機(jī)械臂的裝置。本發(fā)明的這種控制工程機(jī)械的機(jī)械臂的裝置包括獲取設(shè)備，用于獲取以參考基準(zhǔn)方向?yàn)槭歼?、遙控操作方向?yàn)榻K邊，按預(yù)定的轉(zhuǎn)動(dòng)正方向所成的夾角β 1的大小；確定設(shè)備，用于確定與所述參考基準(zhǔn)方向按所述轉(zhuǎn)動(dòng)正方向成所述夾角的大小的機(jī)械臂控制方向；輸出設(shè)備，用于輸出按所述確定設(shè)備確定的方向控制所述機(jī)械臂的控制信息。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明的又一方面，提供了又一種控制工程機(jī)械的機(jī)械臂的方法。本發(fā)明的這種控制工程機(jī)械的機(jī)械臂的方法包括獲取第一夾角和第二夾角，所述第一夾角是以遙控起始方向?yàn)槭歼?、參考基?zhǔn)方向?yàn)榻K邊，按預(yù)設(shè)的轉(zhuǎn)動(dòng)正方向所成的夾角，所述第二夾角是以遙控起始方向?yàn)槭歼叀⑦b控操作方向?yàn)榻K邊，按所述轉(zhuǎn)動(dòng)正方向所成的夾角；發(fā)送所述第一夾角的信息以及所述第二夾角的信息，用于所述工程機(jī)械的控制器計(jì)算二者差值的絕對值，確定以所述參考基準(zhǔn)方向?yàn)槭歼叢此鲛D(zhuǎn)動(dòng)正方向轉(zhuǎn)動(dòng)大小為所述絕對值的角度，將所述轉(zhuǎn)動(dòng)得到的夾角的終邊作為機(jī)械臂控制方向。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明的又一方面，提供了又一種控制工程機(jī)械的機(jī)械臂的裝置。本發(fā)明的這種控制工程機(jī)械的機(jī)械臂的裝置，包括控制手柄，還包括方向傳感設(shè)備，用于檢測以所述裝置的遙控起始方向?yàn)槭歼?、參考基?zhǔn)方向?yàn)榻K邊，按預(yù)設(shè)的轉(zhuǎn)動(dòng)正方向所成的夾角；發(fā)送設(shè)備，用于接收并發(fā)送所述控制手柄發(fā)送的第一夾角的信息，以及接收并發(fā)送所述方向傳感設(shè)備檢測的第二夾角的信息，以供所述工程機(jī)械的控制器計(jì)算所述第一夾角和第二夾角差值的絕對值，確定以所述參考基準(zhǔn)方向?yàn)槭歼叢此鲛D(zhuǎn)動(dòng)正方向轉(zhuǎn)動(dòng)大小為所述絕對值的角度，將所述轉(zhuǎn)動(dòng)得到的夾角的終邊作為機(jī)械臂控制方向。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明的又一方面，提供了又一種控制工程機(jī)械的機(jī)械臂的方法。本發(fā)明的這種控制工程機(jī)械的機(jī)械臂的方法包括獲取第一夾角和第二夾角，所述第一夾角是以遙控起始方向?yàn)槭歼?、參考基?zhǔn)方向?yàn)榻K邊，按預(yù)設(shè)的轉(zhuǎn)動(dòng)正方向所成的夾角，所述第二夾角是以遙控起始方向?yàn)槭歼?、遙控操作方向?yàn)榻K邊，按所述轉(zhuǎn)動(dòng)正方向所成的夾角；計(jì)算所述第一夾角和第二夾角之間差值的絕對值然后發(fā)送，以供所述工程機(jī)械的控制器確定以所述參考基準(zhǔn)方向?yàn)槭歼?，按所述轉(zhuǎn)動(dòng)正方向轉(zhuǎn)動(dòng)所述絕對值所得到的夾角的終邊，并將該終邊的方向作為機(jī)械臂控制方向。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明的又一方面，提供了又一種控制工程機(jī)械的機(jī)械
臂的裝置。本發(fā)明的這種控制工程機(jī)械的機(jī)械臂的裝置，包括控制手柄，還包括方向傳感設(shè)備，用于檢測以所述裝置的遙控起始方向?yàn)槭歼?、參考基?zhǔn)方向?yàn)榻K邊，按預(yù)設(shè)的轉(zhuǎn)動(dòng)正方向所成的夾角；發(fā)送設(shè)備，用于接收所述控制手柄發(fā)送的夾角的信息，并計(jì)算該夾角與所述方向傳感設(shè)備檢測的夾角之間差值的絕對值然后發(fā)送，以供所述工程機(jī)械的控制器確定以所述參考基準(zhǔn)方向?yàn)槭歼叄此鲛D(zhuǎn)動(dòng)正方向轉(zhuǎn)動(dòng)所述絕對值所得到的夾角的終邊，并將該終邊的方向作為機(jī)械臂控制方向。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明的又一方面，提供了一種控制工程機(jī)械的機(jī)械臂的系統(tǒng)。本發(fā)明的這種控制工程機(jī)械的機(jī)械臂的系統(tǒng)，包括控制器和遙控器，其中，控制器包括獲取設(shè)備，用于獲取以參考基準(zhǔn)方向?yàn)槭歼叀⑦b控操作方向?yàn)榻K邊，按預(yù)定的轉(zhuǎn)動(dòng)正方向所成的夾角β 1的大?。淮_定設(shè)備，用于確定與所述參考基準(zhǔn)方向按所述轉(zhuǎn)動(dòng)正方向成所述夾角的大小的機(jī)械臂控制方向；輸出設(shè)備，用于輸出按所述確定設(shè)備確定的方向控制所述機(jī)械臂的控制信息；所述遙控器的發(fā)射機(jī)包括控制手柄，還包括方向傳感設(shè)備，用于檢測以所述裝置的遙控起始方向?yàn)槭歼?、參考基?zhǔn)方向?yàn)榻K邊，按預(yù)設(shè)的轉(zhuǎn)動(dòng)正方向所成的夾角；發(fā)送設(shè)備，用于接收并發(fā)送所述控制手柄發(fā)送的第一夾角的信息，以及接收并發(fā)送所述方向傳感設(shè)備檢測的第二夾角的信息，以供所述工程機(jī)械的控制器計(jì)算所述第一夾角和第二夾角差值的絕對值，確定以所述參考基準(zhǔn)方向?yàn)槭歼叢此鲛D(zhuǎn)動(dòng)正方向轉(zhuǎn)動(dòng)大小為所述絕對值的角度，將所述轉(zhuǎn)動(dòng)得到的夾角的終邊作為機(jī)械臂控制方向。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明的又一方面，提供了一種工程機(jī)械，本發(fā)明的這種工程機(jī)械，包括機(jī)械臂，并且包括本發(fā)明的控制工程機(jī)械的機(jī)械臂的系統(tǒng)。根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案，通過獲取以參考基準(zhǔn)方向?yàn)槭歼?、遙控操作方向?yàn)榻K邊， 按預(yù)定的轉(zhuǎn)動(dòng)正方向所成的夾角的大?。灰约按_定與所述參考基準(zhǔn)方向按所述轉(zhuǎn)動(dòng)正方向成所述夾角的大小的機(jī)械臂控制方向，然后輸出按該方向控制所述機(jī)械臂的控制信息，使機(jī)械臂的控制方向在空間上與遙控操作方向即控制手柄的撥動(dòng)方向一致，這樣操作人員站在任何位置并且給出操作方向后，機(jī)械臂的控制都按該操作方向進(jìn)行，由此實(shí)現(xiàn)了機(jī)械臂的直觀操作，無需操作人員對自己的位置進(jìn)行想象并進(jìn)行轉(zhuǎn)換，給操作人員帶來方便。


說明書附圖用來提供對本發(fā)明的進(jìn)一步理解，構(gòu)成本申請的一部分，本發(fā)明的示意性實(shí)施例及其說明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對本發(fā)明的不當(dāng)限定。在附圖中圖1是根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的使用遙控器控制機(jī)械臂的方式的示意圖；圖2是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的控制工程機(jī)械的機(jī)械臂的方法的示意圖；圖3是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的控制工程機(jī)械的機(jī)械臂的操作情景的示意圖；圖4是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的控制工程機(jī)械的機(jī)械臂的裝置的示意圖；圖5是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例中遙控器的發(fā)射機(jī)的一種處理方式的示意圖；圖6是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的遙控器的發(fā)射機(jī)的一種結(jié)構(gòu)的示意圖；圖7是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的遙控器的另一種處理方式的示意圖；圖8是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的遙控器的發(fā)射機(jī)的另一種結(jié)構(gòu)的示意圖；圖9是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的控制工程機(jī)械的機(jī)械臂的系統(tǒng)的一種結(jié)構(gòu)的示意圖；圖10是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的控制工程機(jī)械的機(jī)械臂的系統(tǒng)的另一種結(jié)構(gòu)的示意圖；圖IlA和圖IlB是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的工程機(jī)械的基本結(jié)構(gòu)的示意圖。
具體實(shí)施例方式需要說明的是，在不沖突的情況下，本申請中的實(shí)施例及實(shí)施例中的特征可以相互組合。下面將參考附圖并結(jié)合實(shí)施例來詳細(xì)說明本發(fā)明。圖2是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的控制工程機(jī)械的機(jī)械臂的方法的示意圖，圖3是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的控制工程機(jī)械的機(jī)械臂的操作情景的示意圖，在圖3中31表示工程機(jī)械， 32表示該工程機(jī)械的機(jī)械臂，33表示遙控器的發(fā)射機(jī)，01處為控制手柄，02處為布料點(diǎn)。如圖2和圖3所示，本發(fā)明實(shí)施例的控制工程機(jī)械的機(jī)械臂的方法可以由工程機(jī)械的控制器執(zhí)行，主要包括如下步驟步驟S21 獲取以參考基準(zhǔn)方向01X1為始邊、遙控操作方向OlAl為終邊，按預(yù)定的轉(zhuǎn)動(dòng)正方向所成的夾角β 1的大小。本實(shí)施例中，采用方向傳感設(shè)備中設(shè)置的測量基準(zhǔn)方向作為參考基準(zhǔn)方向。例如采用地磁原理制成的方向傳感設(shè)備，其測量基準(zhǔn)方向可以是地磁北方，這樣參考基準(zhǔn)方向即為地磁北方。步驟S21中的轉(zhuǎn)動(dòng)正方向可以是順時(shí)針方向，也可以是逆時(shí)針方向，本實(shí)施例中以順時(shí)針方向?yàn)檗D(zhuǎn)動(dòng)正方向?yàn)槔M(jìn)行描述。步驟S23 確定與參考基準(zhǔn)方向02X2按轉(zhuǎn)動(dòng)正方向成夾角β 1的大小的機(jī)械臂控制方向，然后輸出按該方向控制機(jī)械臂的控制信息。如圖3所示，射線02X2與射線01X1平行，射線02Α2與射線OlAl平行，β2= β 。在本步驟中，控制器在已獲知β 1的情況下， 在確定射線02Α2的方向時(shí)，以夾角β 2以02X2作為始邊、夾角β 2大小與β 1相等這兩項(xiàng)條件確定夾角β 2的終邊，即得到射線02Α2的方向，從而確定了機(jī)械臂的布料點(diǎn)(位于02 處)的移動(dòng)方向。從步驟S21和步驟S23可以看出，β 2能夠與β 1保持始邊方向一致、終邊轉(zhuǎn)動(dòng)正方向一致、轉(zhuǎn)動(dòng)的角度大小一致，這樣β 2的終邊的射線方向必然與β 1的終邊的射線方向保持一致，也就是圖2中的02Α2始終能夠跟隨OlAl即遙控操作方向，可以看出在這種情況下，操作人員站在任何位置并且給出操作方向后，機(jī)械臂布料點(diǎn)都按該操作方向運(yùn)動(dòng)，由此實(shí)現(xiàn)了機(jī)械臂的直觀操作，無需操作人員對自己的位置進(jìn)行想象并進(jìn)行轉(zhuǎn)換，給操作人員帶來方便。夾角β 1的大小的信息可以由工程機(jī)械的遙控器的發(fā)射機(jī)直接發(fā)送，由遙控器的接收機(jī)接收之后轉(zhuǎn)發(fā)給工程機(jī)械的控制器。這種情況下，步驟S21具體為接收包含有夾角 β 1的大小的遙控信息。另外夾角β 1的大小也可以由工程機(jī)械的控制器根據(jù)遙控器的發(fā)射機(jī)發(fā)送的相關(guān)夾角的信息來確定。具體可以是接收第一夾角α2的信息和第二夾角Yl 的信息，然后計(jì)算α 2和γ 1之間差值的絕對值。從圖3中可以看出該絕對值與β 1的大小相同(圖3中射線03X3平行于射線01X1，射線03Α3平行于射線01Α1)。這里的第一夾角α 2是以遙控起始方向03TO為始邊、參考基準(zhǔn)方向03X3為終邊，按上述轉(zhuǎn)動(dòng)正方向所成的夾角；第二夾角Y 1是以遙控起始方向03TO為始邊、遙控操作方向03Α3為終邊，按轉(zhuǎn)動(dòng)正方向所成的夾角。圖4是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的控制工程機(jī)械的機(jī)械臂的裝置的示意圖。如圖4所示， 控制工程機(jī)械的機(jī)械臂的裝置40中主要包括如下設(shè)備獲取設(shè)備41，用于獲取以參考基準(zhǔn)方向?yàn)槭歼?、遙控操作方向?yàn)榻K邊，按預(yù)定的轉(zhuǎn)動(dòng)正方向所成的夾角的大??；確定設(shè)備42， 用于確定與所述參考基準(zhǔn)方向按所述轉(zhuǎn)動(dòng)正方向成所述夾角的大小的機(jī)械臂控制方向；輸出設(shè)備43，用于輸出按確定設(shè)備42確定的方向控制機(jī)械臂的控制信息?？蛇x地，獲取設(shè)備41還用于接收包含有所述夾角的大小的遙控信息?？蛇x地，獲取設(shè)備41中包括(圖中未示出)接收部件，用于接收第一夾角的信息和第二夾角的信息，所述第一夾角是以遙控起始方向?yàn)槭歼?、所述參考基?zhǔn)方向?yàn)榻K邊，按所述轉(zhuǎn)動(dòng)正方向所成的夾角，所述第二夾角是以遙控起始方向?yàn)槭歼叀⑺鲞b控操作方向?yàn)榻K邊，按所述轉(zhuǎn)動(dòng)正方向所成的夾角；計(jì)算部件，用于計(jì)算所述第二夾角和第一夾角之間差值的絕對值。采用本發(fā)明實(shí)施例的控制工程機(jī)械的機(jī)械臂的裝置，操作人員站在任何位置并且給出操作方向后，機(jī)械臂布料點(diǎn)都按該操作方向運(yùn)動(dòng)，由此實(shí)現(xiàn)了機(jī)械臂的直觀操作，無需操作人員對自己的位置進(jìn)行想象并進(jìn)行轉(zhuǎn)換，給操作人員帶來方便。以下對于本發(fā)明實(shí)施例中的遙控器的工作以及結(jié)構(gòu)做出說明。遙控器分為發(fā)射機(jī)和接收機(jī)兩部分，發(fā)射機(jī)由操作人員手持并進(jìn)行操作，接收機(jī)安裝在工程機(jī)械的本體上，并與工程機(jī)械的控制器連接，接收機(jī)在接收到發(fā)射機(jī)發(fā)送的信號(hào)之后轉(zhuǎn)發(fā)給該控制器。在夾角β 1的大小的信息由工程機(jī)械的遙控器的發(fā)射機(jī)直接發(fā)送的情況下，遙控器的發(fā)射機(jī)的處理方式如圖5所示。圖5是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例中遙控器的發(fā)射機(jī)的一種處理方式的示意圖。在圖5中步驟S51 獲取第一夾角α 2和第二夾角Y 1 ；步驟S52 計(jì)算第一夾角α 2和第二夾角Y 1之間差值的絕對值然后發(fā)送。如采用圖5所示的方式，遙控器需具備相應(yīng)的運(yùn)算能力以計(jì)算步驟S52中的差值， 其結(jié)構(gòu)如圖6所示，圖6是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的遙控器的發(fā)射機(jī)的一種結(jié)構(gòu)的示意圖。遙控器的發(fā)射機(jī)60中除了控制手柄61，還包括如下設(shè)備方向傳感設(shè)備62，用于檢測以遙控器的發(fā)射機(jī)60的遙控起始方向?yàn)槭歼?、參考基?zhǔn)方向?yàn)榻K邊，按預(yù)設(shè)的轉(zhuǎn)動(dòng)正方向所成的夾角；發(fā)送設(shè)備63，用于接收控制手柄61發(fā)送的夾角的信息，并計(jì)算該夾角與方向傳感設(shè)備62檢測的夾角之間差值的絕對值然后發(fā)送?？蛇x地，發(fā)送設(shè)備63中包括處理器631和發(fā)射器632 (同示于圖6中)。其中處理器631用于接收控制手柄61和方向傳感設(shè)備62發(fā)送的夾角的信息，并計(jì)算這兩個(gè)夾角之間差值的絕對值；發(fā)射器632用于以無線的方式發(fā)送該差值的絕對值的信息。在夾角β 1的大小根據(jù)工程機(jī)械的遙控器發(fā)送的相關(guān)夾角的信息來確定的情況下，遙控器的處理方式如圖7所示。圖7是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的遙控器的另一種處理方式的示意圖。在圖7中步驟S71 獲取第一夾角α 2和第二夾角Y 1 ；步驟S72 發(fā)送第一夾角α 2和第二夾角Y 1的信息。圖7的流程與圖5的流程主要區(qū)別在于前者是直接發(fā)送了獲取的夾角α 2和γ 1 的信息，后者是經(jīng)過計(jì)算后發(fā)送夾角α 2和Yl之間差值的絕對值。如采用圖7所示的處理方式，遙控器的發(fā)射機(jī)的主要結(jié)構(gòu)示于圖8中，圖8是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的遙控器的發(fā)射機(jī)的另一種結(jié)構(gòu)的示意圖。在圖8中，遙控器的發(fā)射機(jī)80中除了控制手柄81，還包括如下設(shè)備方向傳感設(shè)備82，用于檢測以遙控器的發(fā)射機(jī)80的遙控起始方向?yàn)槭歼?、參考基?zhǔn)方向?yàn)榻K邊，按預(yù)設(shè)的轉(zhuǎn)動(dòng)正方向所成的夾角；發(fā)送設(shè)備83，用于接收控制手柄81發(fā)送的夾角的信息，并計(jì)算該夾角與方向傳感設(shè)備82檢測的夾角之間差值的絕對值然后發(fā)送?？蛇x地，發(fā)送設(shè)備83中包括處理器831和發(fā)射器832 (同示于圖8中)，其中處理器831用于接收控制手柄81和方向傳感設(shè)備82發(fā)送的夾角的信息，并計(jì)算這兩個(gè)夾角之間差值的絕對值；發(fā)射器832用于以無線的方式發(fā)送該差值的絕對值的信息。另外，本發(fā)明實(shí)施例中的方向傳感設(shè)備62和方向傳感設(shè)備82可采用現(xiàn)有的或?qū)砜赡艹霈F(xiàn)的各種方向傳感裝置，方向傳感設(shè)備62和方向傳感設(shè)備82中可以包含利用地磁原理的傳感器；或者包含利用陀螺儀原理的傳感器；或者包含利用光影原理的傳感器。
本發(fā)明實(shí)施例的控制工程機(jī)械的機(jī)械臂的系統(tǒng)的一種結(jié)構(gòu)示于圖9中，圖9是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的控制工程機(jī)械的機(jī)械臂的系統(tǒng)的一種結(jié)構(gòu)的示意圖。如圖9所示，工程機(jī)械的機(jī)械臂控制系統(tǒng)90包括控制器91和遙控器92，遙控器92包括控制手柄(圖中未示出)、發(fā)射機(jī)和接收機(jī)，圖中僅示出發(fā)射機(jī)93。在控制器91中包含如下設(shè)備獲取設(shè)備911，用于獲取以參考基準(zhǔn)方向?yàn)槭歼叀⑦b控操作方向?yàn)榻K邊，按預(yù)定的轉(zhuǎn)動(dòng)正方向所成的夾角β 1的大??；確定設(shè)備912，用于確定與參考基準(zhǔn)方向按所述轉(zhuǎn)動(dòng)正方向成所述夾角的大小的機(jī)械臂控制方向；輸出設(shè)備913， 用于輸出按所述確定設(shè)備912確定的方向控制機(jī)械臂的控制信息。在遙控器92的發(fā)射機(jī)93中，包含如下設(shè)備方向傳感設(shè)備931，用于檢測以所述裝置的遙控起始方向?yàn)槭歼叀⒖蓟鶞?zhǔn)方向?yàn)榻K邊，按預(yù)設(shè)的轉(zhuǎn)動(dòng)正方向所成的夾角；發(fā)送設(shè)備932用于接收并發(fā)送所述控制手柄發(fā)送的第一夾角的信息，以及接收并發(fā)送所述方向傳感設(shè)備931檢測的第二夾角的信息，以供控制器91計(jì)算所述第一夾角和第二夾角差值的絕對值，確定以所述參考基準(zhǔn)方向?yàn)槭歼叢此鲛D(zhuǎn)動(dòng)正方向轉(zhuǎn)動(dòng)大小為所述絕對值的角度，將所述轉(zhuǎn)動(dòng)得到的夾角的終邊作為機(jī)械臂控制方向。本發(fā)明實(shí)施例的控制工程機(jī)械的機(jī)械臂的系統(tǒng)的另一種結(jié)構(gòu)示于圖10中，圖10 是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的控制工程機(jī)械的機(jī)械臂的系統(tǒng)的另一種結(jié)構(gòu)的示意圖。如圖10所示，工程機(jī)械的機(jī)械臂控制系統(tǒng)100包括控制器101和遙控器102，遙控器102包括發(fā)射機(jī)和接收機(jī)，圖中僅示出發(fā)射機(jī)103。圖10中的控制器101可采用控制器91的結(jié)構(gòu)。遙控器102的發(fā)射機(jī)103包括控制手柄(圖中未示出)，還包括如下設(shè)備方向傳感設(shè)備1031，用于檢測以所述裝置的遙控起始方向?yàn)槭歼?、參考基?zhǔn)方向?yàn)榻K邊，按預(yù)設(shè)的轉(zhuǎn)動(dòng)正方向所成的夾角；發(fā)送設(shè)備1032， 用于接收所述控制手柄發(fā)送的夾角的信息，并計(jì)算該夾角與方向傳感設(shè)備檢測的夾角之間差值的絕對值然后發(fā)送，以供控制器101確定以所述參考基準(zhǔn)方向?yàn)槭歼?，按所述轉(zhuǎn)動(dòng)正方向轉(zhuǎn)動(dòng)所述絕對值所得到的夾角的終邊，并將該終邊的方向作為機(jī)械臂控制方向。本實(shí)施例的工程機(jī)械包括圖9所示的工程機(jī)械的機(jī)械臂控制系統(tǒng)，或者包括圖10 所示的工程機(jī)械的機(jī)械臂控制系統(tǒng)。分別如圖IlA和圖IlB所示。圖IlA和圖IlB是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的工程機(jī)械的基本結(jié)構(gòu)的示意圖。如圖1IA所示，工程機(jī)械本體1IA上安裝有工程機(jī)械的機(jī)械臂控制系統(tǒng)90中的控制器91，以及遙控器92的接收機(jī)921，并且在工程機(jī)械本體IlA之外還有遙控器92的發(fā)射機(jī)922，發(fā)射機(jī)922以無線的方式與接收機(jī)921連接。如圖IlB所示，工程機(jī)械本體IlB上安裝有工程機(jī)械的機(jī)械臂控制系統(tǒng)100中的控制器101，以及遙控器102的接收機(jī)1021，并且在工程機(jī)械本體IlB之外還有遙控器102 的發(fā)射機(jī)1022，發(fā)射機(jī)1022以無線的方式與接收機(jī)1021連接。采用本發(fā)明實(shí)施例的技術(shù)方案，通過獲取以參考基準(zhǔn)方向?yàn)槭歼?、遙控操作方向?yàn)榻K邊，按預(yù)定的轉(zhuǎn)動(dòng)正方向所成的夾角的大??；以及確定與所述參考基準(zhǔn)方向按所述轉(zhuǎn)動(dòng)正方向成所述夾角的大小的機(jī)械臂控制方向，然后輸出按該方向控制所述機(jī)械臂的控制信息，使機(jī)械臂的控制方向在空間上與遙控操作方向即控制手柄的撥動(dòng)方向一致，這樣操作人員站在任何位置并且給出操作方向后，機(jī)械臂的控制都按該操作方向進(jìn)行，由此實(shí)現(xiàn)了機(jī)械臂的直觀操作，無需操作人員對自己的位置進(jìn)行想象并進(jìn)行轉(zhuǎn)換，給操作人員帶來方便。顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該明白，上述的本發(fā)明的各模塊或各步驟可以用通用的計(jì)算裝置來實(shí)現(xiàn)，它們可以集中在單個(gè)的計(jì)算裝置上，或者分布在多個(gè)計(jì)算裝置所組成的網(wǎng)絡(luò)上，可選地，它們可以用計(jì)算裝置可執(zhí)行的程序代碼來實(shí)現(xiàn)，從而，可以將它們存儲(chǔ)在存儲(chǔ)裝置中由計(jì)算裝置來執(zhí)行，或者將它們分別制作成各個(gè)集成電路模塊，或者將它們中的多個(gè)模塊或步驟制作成單個(gè)集成電路模塊來實(shí)現(xiàn)。這樣，本發(fā)明不限制于任何特定的硬件和軟件結(jié)合。以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種控制工程機(jī)械的機(jī)械臂的方法，其特征在于，包括獲取以參考基準(zhǔn)方向?yàn)槭歼?、遙控操作方向?yàn)榻K邊，按預(yù)定的轉(zhuǎn)動(dòng)正方向所成的夾角 β 1的大??；確定與所述參考基準(zhǔn)方向按所述轉(zhuǎn)動(dòng)正方向成所述夾角的大小的機(jī)械臂控制方向，然后輸出按該方向控制所述機(jī)械臂的控制信息。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，獲取以參考基準(zhǔn)方向?yàn)槭歼叀⑦b控操作方向?yàn)榻K邊，按預(yù)定的轉(zhuǎn)動(dòng)正方向所成的夾角的大小包括接收包含以參考基準(zhǔn)方向?yàn)槭歼叀?遙控操作方向?yàn)榻K邊，按預(yù)定的轉(zhuǎn)動(dòng)正方向所成的所述夾角β 1的大小的遙控信息。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，獲取以參考基準(zhǔn)方向?yàn)槭歼?、遙控操作方向?yàn)榻K邊，按預(yù)定的轉(zhuǎn)動(dòng)正方向所成的夾角的大小包括接收第一夾角的信息和第二夾角的信息，所述第一夾角是以遙控起始方向?yàn)槭歼?、所述參考基?zhǔn)方向?yàn)榻K邊，按所述轉(zhuǎn)動(dòng)正方向所成的夾角，所述第二夾角是以遙控起始方向?yàn)槭歼?、所述遙控操作方向?yàn)榻K邊，按所述轉(zhuǎn)動(dòng)正方向所成的夾角；計(jì)算所述第一夾角和第二夾角之間差值的絕對值。
4.一種控制工程機(jī)械的機(jī)械臂的裝置，其特征在于，包括獲取設(shè)備，用于獲取以參考基準(zhǔn)方向?yàn)槭歼叀⑦b控操作方向?yàn)榻K邊，按預(yù)定的轉(zhuǎn)動(dòng)正方向所成的夾角β 1的大?。淮_定設(shè)備，用于確定與所述參考基準(zhǔn)方向按所述轉(zhuǎn)動(dòng)正方向成所述夾角的大小的機(jī)械臂控制方向；輸出設(shè)備，用于輸出按所述確定設(shè)備確定的方向控制所述機(jī)械臂的控制信息。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的裝置，其特征在于，所述獲取設(shè)備還用于接收包含以參考基準(zhǔn)方向?yàn)槭歼?、遙控操作方向?yàn)榻K邊，按預(yù)定的轉(zhuǎn)動(dòng)正方向所成的所述夾角β 1的大小的遙控信息。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的裝置，其特征在于，所述獲取設(shè)備包括接收部件，用于接收第一夾角的信息和第二夾角的信息，所述第一夾角是以遙控起始方向?yàn)槭歼?、所述參考基?zhǔn)方向?yàn)榻K邊，按所述轉(zhuǎn)動(dòng)正方向所成的夾角，所述第二夾角是以遙控起始方向?yàn)槭歼?、所述遙控操作方向?yàn)榻K邊，按所述轉(zhuǎn)動(dòng)正方向所成的夾角；計(jì)算部件，用于計(jì)算所述第二夾角和第一夾角之間差值的絕對值。
7.—種控制工程機(jī)械的機(jī)械臂的方法，其特征在于，包括獲取第一夾角和第二夾角，所述第一夾角是以遙控起始方向?yàn)槭歼?、參考基?zhǔn)方向?yàn)榻K邊，按預(yù)設(shè)的轉(zhuǎn)動(dòng)正方向所成的夾角，所述第二夾角是以遙控起始方向?yàn)槭歼叀⑦b控操作方向?yàn)榻K邊，按所述轉(zhuǎn)動(dòng)正方向所成的夾角；發(fā)送所述第一夾角的信息以及所述第二夾角的信息，用于所述工程機(jī)械的控制器計(jì)算二者差值的絕對值，確定以所述參考基準(zhǔn)方向?yàn)槭歼叢此鲛D(zhuǎn)動(dòng)正方向轉(zhuǎn)動(dòng)大小為所述絕對值的角度，將所述轉(zhuǎn)動(dòng)得到的夾角的終邊作為機(jī)械臂控制方向。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，獲取第一夾角包括接收方向傳感設(shè)備發(fā)送的角度信息。
9.一種控制工程機(jī)械的機(jī)械臂的裝置，包括控制手柄，其特征在于，所述裝置還包括方向傳感設(shè)備，用于檢測以所述裝置的遙控起始方向?yàn)槭歼?、參考基?zhǔn)方向?yàn)榻K邊，按預(yù)設(shè)的轉(zhuǎn)動(dòng)正方向所成的夾角；發(fā)送設(shè)備，用于接收并發(fā)送所述控制手柄發(fā)送的第一夾角的信息，以及接收并發(fā)送所述方向傳感設(shè)備檢測的第二夾角的信息，以供所述工程機(jī)械的控制器計(jì)算所述第一夾角和第二夾角差值的絕對值，確定以所述參考基準(zhǔn)方向?yàn)槭歼叢此鲛D(zhuǎn)動(dòng)正方向轉(zhuǎn)動(dòng)大小為所述絕對值的角度，將所述轉(zhuǎn)動(dòng)得到的夾角的終邊作為機(jī)械臂控制方向。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的裝置，其特征在于，所述方向傳感設(shè)備中包含利用地磁原理的傳感器；或者包含利用陀螺儀原理的傳感器；或者包含利用光影原理的傳感器。
11.一種控制工程機(jī)械的機(jī)械臂的方法，其特征在于，包括獲取第一夾角和第二夾角，所述第一夾角是以遙控起始方向?yàn)槭歼叀⒖蓟鶞?zhǔn)方向?yàn)榻K邊，按預(yù)設(shè)的轉(zhuǎn)動(dòng)正方向所成的夾角，所述第二夾角是以遙控起始方向?yàn)槭歼?、遙控操作方向?yàn)榻K邊，按所述轉(zhuǎn)動(dòng)正方向所成的夾角；計(jì)算所述第一夾角和第二夾角之間差值的絕對值然后發(fā)送，用于所述工程機(jī)械的控制器確定以所述參考基準(zhǔn)方向?yàn)槭歼?，按所述轉(zhuǎn)動(dòng)正方向轉(zhuǎn)動(dòng)所述絕對值所得到的夾角的終邊，并將該終邊的方向作為機(jī)械臂控制方向。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于，獲取第一夾角包括接收方向傳感設(shè)備發(fā)送的角度信息。
13.—種控制工程機(jī)械的機(jī)械臂的裝置，包括控制手柄，其特征在于，所述裝置還包括方向傳感設(shè)備，用于檢測以所述裝置的遙控起始方向?yàn)槭歼叀⒖蓟鶞?zhǔn)方向?yàn)榻K邊，按預(yù)設(shè)的轉(zhuǎn)動(dòng)正方向所成的夾角；發(fā)送設(shè)備，用于接收所述控制手柄發(fā)送的夾角的信息，并計(jì)算該夾角與所述方向傳感設(shè)備檢測的夾角之間差值的絕對值然后發(fā)送，以供所述工程機(jī)械的控制器確定以所述參考基準(zhǔn)方向?yàn)槭歼?，按所述轉(zhuǎn)動(dòng)正方向轉(zhuǎn)動(dòng)所述絕對值所得到的夾角的終邊，并將該終邊的方向作為機(jī)械臂控制方向。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的裝置，其特征在于，所述發(fā)送設(shè)備包括處理器，用于接收所述控制手柄和所述方向傳感設(shè)備發(fā)送的夾角的信息，并計(jì)算這兩個(gè)夾角之間差值的絕對值；發(fā)射器，用于以無線的方式發(fā)送所述差值的絕對值的信息。
15.根據(jù)權(quán)利要求13或14所述的裝置，其特征在于，所述方向傳感設(shè)備中包含利用地磁原理的傳感器；或者包含利用陀螺儀原理的傳感器；或者包含利用光影原理的傳感器。
16.一種控制工程機(jī)械的機(jī)械臂的系統(tǒng)，其特征在于，包括控制器和遙控器，其中， 所述控制器包括獲取設(shè)備，用于獲取以參考基準(zhǔn)方向?yàn)槭歼?、遙控操作方向?yàn)榻K邊，按預(yù)定的轉(zhuǎn)動(dòng)正方向所成的夾角β 1的大??；確定設(shè)備，用于確定與所述參考基準(zhǔn)方向按所述轉(zhuǎn)動(dòng)正方向成所述夾角的大小的機(jī)械臂控制方向；輸出設(shè)備，用于輸出按所述確定設(shè)備確定的方向控制所述機(jī)械臂的控制信息； 所述遙控器的發(fā)射機(jī)包括控制手柄，還包括方向傳感設(shè)備，用于檢測以所述裝置的遙控起始方向?yàn)槭歼叀⒖蓟鶞?zhǔn)方向?yàn)榻K邊，按預(yù)設(shè)的轉(zhuǎn)動(dòng)正方向所成的夾角；發(fā)送設(shè)備，用于接收并發(fā)送所述控制手柄發(fā)送的第一夾角的信息，以及接收并發(fā)送所述方向傳感設(shè)備檢測的第二夾角的信息，以供所述工程機(jī)械的控制器計(jì)算所述第一夾角和第二夾角差值的絕對值，確定以所述參考基準(zhǔn)方向?yàn)槭歼叢此鲛D(zhuǎn)動(dòng)正方向轉(zhuǎn)動(dòng)大小為所述絕對值的角度，將所述轉(zhuǎn)動(dòng)得到的夾角的終邊作為機(jī)械臂控制方向。
17.—種控制工程機(jī)械的機(jī)械臂的系統(tǒng)，其特征在于，包括控制器和遙控器，其中， 所述控制器包括獲取設(shè)備，用于獲取以參考基準(zhǔn)方向?yàn)槭歼?、遙控操作方向?yàn)榻K邊，按預(yù)定的轉(zhuǎn)動(dòng)正方向所成的夾角β 1的大小；確定設(shè)備，用于確定與所述參考基準(zhǔn)方向按所述轉(zhuǎn)動(dòng)正方向成所述夾角的大小的機(jī)械臂控制方向；輸出設(shè)備，用于輸出按所述確定設(shè)備確定的方向控制所述機(jī)械臂的控制信息； 所述遙控器的發(fā)射機(jī)包括控制手柄，還包括方向傳感設(shè)備，用于檢測以所述裝置的遙控起始方向?yàn)槭歼?、參考基?zhǔn)方向?yàn)榻K邊，按預(yù)設(shè)的轉(zhuǎn)動(dòng)正方向所成的夾角；發(fā)送設(shè)備，用于接收所述控制手柄發(fā)送的夾角的信息，并計(jì)算該夾角與所述方向傳感設(shè)備檢測的夾角之間差值的絕對值然后發(fā)送，以供所述工程機(jī)械的控制器確定以所述參考基準(zhǔn)方向?yàn)槭歼?，按所述轉(zhuǎn)動(dòng)正方向轉(zhuǎn)動(dòng)所述絕對值所得到的夾角的終邊，并將該終邊的方向作為機(jī)械臂控制方向。
18.—種工程機(jī)械，具有機(jī)械臂，其特征在于，包括權(quán)利要求16或17所述的控制工程機(jī)械的機(jī)械臂的系統(tǒng)。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種工程機(jī)械以及控制工程機(jī)械的機(jī)械臂的方法、裝置和系統(tǒng)，用以解決現(xiàn)有技術(shù)中使用遙控器對工程機(jī)械的機(jī)械臂進(jìn)行操作的方式較為不便的問題。該方法包括獲取以參考基準(zhǔn)方向?yàn)槭歼?、遙控操作方向?yàn)榻K邊，按預(yù)定的轉(zhuǎn)動(dòng)正方向所成的夾角的大?。淮_定與參考基準(zhǔn)方向按所述轉(zhuǎn)動(dòng)正方向成所述夾角的大小的機(jī)械臂控制方向，然后輸出按該方向控制機(jī)械臂的控制信息。采用本發(fā)明的技術(shù)方案，使工程機(jī)械的機(jī)械臂的布料點(diǎn)移動(dòng)方向能夠與遙控操作方向保持空間上的一致，這樣操作人員站在任何位置并且給出操作方向后，機(jī)械臂布料點(diǎn)都按該操作方向運(yùn)動(dòng)，由此實(shí)現(xiàn)了機(jī)械臂的直觀操作，給操作人員帶來方便。
文檔編號(hào)G05D3/00GK102360221SQ20111019730
公開日2012年2月22日 申請日期2011年7月14日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月14日
發(fā)明者尹君, 曾中煒, 李學(xué)俊, 王帥 申請人:長沙中聯(lián)重工科技發(fā)展股份有限公司