本发明涉及工程机械及其臂架回转对中的控制方法、装置及系统，该控制方法包括以下步骤：侦测开始对中信号；当侦测到开始对中信号后，分别采样至少一个缓冲位传感器和一个中位传感器的信号获得它们的状态；对应所述至少一个缓冲位传感器和所述中位传感器的不同状态或不同状态的逻辑组合，分别输出不同的控制信号，控制臂架在到达中位前至少一次减速、以及到达中位时停止回转。该装置包括：对中指令侦测模块、位置采样模块和处理模块。该系统包括：转台控制装置、上述控制装置、至少一个检测装置、中位传感器和至少一个缓冲位传感器。该工程机械包括上述的控制装置或控制系统。该控制系统能够使臂架回转对中更准确、可靠和快速。
1.一种举高类工程机械臂架回转对中控制方法，其特征在于，包括以下步骤：侦测开始对中信号；
当侦测到开始对中信号后，分别采样至少一个缓冲位传感器和一个中位传感器的信号获得它们的状态；
对应所述至少一个缓冲位传感器和所述中位传感器的不同状态或不同状态的逻辑组合，分别输出不同的控制信号，控制臂架在到达中位前至少一次减速、以及到达中位时停止回转；
其中，所述不同状态的逻辑组合包括四种逻辑组合，在逆时针回转对中和顺时针回转对中过程中，所述四种逻辑组合的时序相同，按对中过程的时间顺序，第二种逻辑组合用于控制第一次减速，第三种逻辑组合用于进一步控制第二次减速，第四种逻辑组合用于控制停止回转。
2.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，还包括臂架姿态检测步骤，和根据臂架姿态自动发出对中开始信号的步骤。
3.根据权利要求2所述的控制方法，其特征在于：所述臂架姿态包括臂架的一臂与水平面的夹角以及其它臂是否回收到位。
4.一种举高类工程机械臂架回转对中控制装置，其特征在于，包括：对中指令侦测模块，用于侦测开始对中信号；
位置采样模块，用于在侦测到开始对中信号后，分别采样至少一个缓冲位传感器和一个中位传感器的信号获得它们的状态；
处理模块，用于对应所述至少一个缓冲位传感器和所述中位传感器的不同状态或不同状态的逻辑组合，分别输出不同的控制信号，控制臂架在到达中位前至少一次减速、以及到达中位时停止回转；
其中，所述不同状态的逻辑组合包括四种逻辑组合，在逆时针回转对中和顺时针回转对中过程中，所述四种逻辑组合的时序相同，按对中过程的时间顺序，第二种逻辑组合用于控制第一次减速，第三种逻辑组合用于进一步控制第二次减速，第四种逻辑组合用于控制停止回转。
5.根据权利要求4所述的控制装置，其特征在于，还包括臂架姿态检测模块，和对中激活模块，用于根据臂架姿态自动发出对中开始信号。
6.根据权利要求5所述的控制装置，其特征在于：所述臂架姿态包括臂架的一臂与水平面的夹角以及其它臂是否回收到位。
7.一种举高类工程机械臂架回转对中控制系统，包括转台控制装置，其特征在于，还包括：权利要求4-6任意一项所述的控制装置，与所述转台控制装置连接；
至少一个检测装置，安装在转台和底盘二者中的一个上；
中位传感器和至少一个缓冲位传感器，安装在所述转台和底盘二者中的另一个上，并与所述控制装置连接，用于与所述检测装置配合判断所述转台相对底盘的位置。
8.根据权利要求7所述的控制系统，其特征在于：所述至少一个检测装置包括一个中位检测装置和一个缓冲位检测装置，所述至少一个缓冲位传感器包括一个缓冲位传感器。
9.根据权利要求8所述的控制系统，其特征在于：所述中位检测装置为正中间带凹槽的条状检测装置，所述缓冲位检测装置为条状检测装置，所述缓冲位传感器和所述中位传感器包括行程开关或接近开关。
10.根据权利要求8所述的控制系统，其特征在于：所述中位检测装置为正中间带缺口的板状检测装置，所述缓冲位检测装置为板状检测装置，所述缓冲位传感器和所述中位传感器为光电开关。
11.根据权利要求8-10任意一项所述的控制系统，其特征在于：所述中位检测装置的长度大于所述缓冲位检测装置的长度的2倍且小于所述缓冲位检测装置的长度的4倍。
12.根据权利要求7所述的控制系统，其特征在于：所述至少一个检测装置包括一个检测装置，所述至少一个缓冲位传感器包括偶数个缓冲位传感器，所述偶数个缓冲位传感器对称设置在所述中位传感器两侧。
13.根据权利要求7所述的控制系统，其特征在于：还包括对中激活控制键，用于向所述控制装置提供开始对中信号。
14.根据权利要求7所述的控制系统，其特征在于：还包括臂架姿态检测传感器，与所述控制装置连接，以检测臂架的姿态。
15.根据权利要求7所述的控制系统，其特征在于：所述控制装置为该工程机械自身的可编程逻辑控制器。
16.根据权利要求7所述的控制系统，其特征在于：所述转台控制装置包括比例阀。
17.一种工程机械，包括臂架和转台，臂架通过转台与底盘连接，其特征在于：还包括权利要求4-6任意一项所述的控制装置。
18.一种工程机械，包括臂架和转台，臂架通过转台与底盘连接，其特征在于：还包括权利要求7-16任意一项所述的控制系统。
工程机械及其臂架回转对中的控制方法、装置及系统
技术领域
[0001] 本发明涉及工程机械的臂架控制系统领域，特别是一种举高类工程机械臂架回转对中的控制系统、控制方法和控制装置，还涉及采用这种控制装置和控制系统的工程机械。
背景技术
[0002] 举高类消防车属于多节臂装备，操作流程复杂，尤其是回转对中操作。臂架回转对中是指将收拢后的臂架旋转至臂架支撑的上方，然后叠放在臂架支撑上。由于臂架根部回转间隙的存在，导致很难快速准确地完成臂架回转对中操作。如果单纯依靠目测完成这一操作，对消防队员操作经验和业务水平要求非常高。为此，一些相关技术中，用一个中位开关检测臂架的位置，以辅助完成臂架的对中，当臂架回转至臂架支架正上方(即中位)时，中位开关给出得电信号，供消防队员回转对中操作参考。这种方案因为只能检测一个点，实际操作时往往容易由于惯性原因，冲过中位，需要多次来回在中位附近动作，才能找准中位。
发明内容
[0003] 本发明旨在提供一种举高类工程机械臂架回转对中控制方法，以能够快速、准确地自动完成臂架的回转对中操作。
[0004] 本发明提供的举高类工程机械臂架回转对中控制方法，包括以下步骤：
[0005] 侦测开始对中信号；
[0006] 当侦测到开始对中信号后，分别采样至少一个缓冲位传感器和一个中位传感器的信号获得它们的状态；
[0007] 对应所述至少一个缓冲位传感器和所述中位传感器的不同状态或不同状态的逻辑组合，分别输出不同的控制信号，控制臂架在到达中位前至少一次减速、以及到达中位时停止回转。
[0008] 本发明还提供了一种举高类工程机械臂架回转对中控制装置，包括：
[0009] 对中指令侦测模块，用于侦测开始对中信号；
[0010] 位置采样模块，用于在侦测到开始对中信号后，分别采样至少一个缓冲位传感器和一个中位传感器的信号获得它们的状态；
[0011] 处理模块，用于对应所述至少一个缓冲位传感器和所述中位传感器的不同状态或不同状态的逻辑组合，分别输出不同的控制信号，控制臂架在到达中位前至少一次减速、以及到达中位时停止回转。
[0012] 本发明还提供了一种举高类工程机械臂架回转对中控制系统，包括转台控制装置，还包括：
[0013] 上述控制装置，与所述转台控制装置连接；
[0014] 至少一个检测装置，安装在转台和底盘二者中的一个上；
[0015] 中位传感器和至少一个缓冲位传感器，安装在所述转台和底盘二者中的另一个上，并与所述控制装置连接，用于与所述检测装置配合判断所述转台相对底盘的位置。
[0016] 本发明还提供了一种工程机械，包括臂架和转台，臂架通过转台与底盘连接，还包括上述的控制装置。
[0017] 本发明还提供了一种工程机械，包括臂架和转台，臂架通过转台与底盘连接，还包括上述的控制系统。
[0018] 与相关技术相比，本发明通过采样中位传感器和至少一个缓冲位传感器，在中位前形成了缓冲区间，能够实现臂架回转至中位附近时自动减速，以减小惯性，使臂架回转对中更准确、可靠和快速。采用该控制系统，整个对中操作自动完成，自动化程度高，实用性强。
附图说明
[0019] 图1为本发明一些实施例中的臂架回转对中控制系统的原理框图。
[0020] 图2为本发明一些实施例中的臂架回转对中控制系统的传感器和对应的检测装置的安装位置示意图。
[0021] 图3和图4分别为图2的俯视图和左视图。
[0022] 图5为图2中A部的放大图。
[0023] 图6为图4中B部的放大图。
[0024] 图7为本发明一些实施例中顺时针回转实现对中时两个传感器的状态变化示意图。
[0025] 图8为本发明一些实施例中逆时针回转实现对中时两个传感器的状态变化示意图。
具体实施方式
[0026] 下面结合附图和具体实施例对本发明做更进一步的说明。
[0027] 一些实施例中的举高类工程机械臂架回转对中控制方法，包括以下步骤：
[0028] 侦测开始对中信号；
[0029] 当侦测到开始对中信号后，分别采样至少一个缓冲位传感器和一个中位传感器的信号获得它们的状态；
[0030] 对应所述至少一个缓冲位传感器和所述中位传感器的不同状态或不同状态的逻辑组合，分别输出不同的控制信号，控制臂架在到达中位前至少一次减速、以及到达中位时停止回转。
[0031] 为了进一步提高自动化程序，使工程机械根据自身状态自动启动臂架的回转对中，在一些实施例中，控制方法进一步还包括臂架姿态检测步骤，和根据臂架姿态自动发出对中开始信号的步骤。
[0032] 一些实施例中，可以通过检测臂架的一臂与水平面的夹角以及其它臂是否回收到位来判断臂架的姿态。
[0033] 一些实施例中的举高类工程机械臂架回转对中控制装置，包括：
[0034] 对中指令侦测模块，用于侦测开始对中信号；
[0035] 位置采样模块，用于在侦测到开始对中信号后，分别采样至少一个缓冲位传感器和一个中位传感器的信号获得它们的状态；
[0036] 处理模块，用于对应所述至少一个缓冲位传感器和所述中位传感器的不同状态或不同状态的逻辑组合，分别输出不同的控制信号，控制臂架在到达中位前至少一次减速、以及到达中位时停止回转。
[0037] 在一些实施例中，控制装置进一步还包括臂架姿态检测模块，和对中激活模块，用于根据臂架姿态自动发出对中开始信号。
[0038] 在一些实施例中，臂架姿态检测模块通过检测臂架的一臂与水平面的夹角以及其它臂是否回收到位来判断臂架的姿态。
[0039] 图1示出了本发明一些实施例中的举高类工程机械臂架回转对中控制系统。如图1所示，该臂架回转对中控制系统包括：控制装置1、中位传感器2、一个缓冲位传感器3、转台控制装置4和对中激活控制键5，其中，控制装置可以是上述任何实施例中的控制装置，中位传感器2、缓冲位传感器3、转台控制装置4和对中激活控制键5均与控制装置1连接，该控制系统还包括：用于与中位传感器2配合的一个中位检测装置，用于与缓冲位传感器3配合的一个缓冲位检测装置，中位检测装置和缓冲位检测装置安装在底盘上，中位传感器2和缓冲位传感器3安装在转台上，对中激活控制键5用于向控制装置1提供开始对中信号，控制装置1收到开始对中信号后，分别采样缓冲位传感器3和中位传感器2的信号获得它们的状态，然后对应缓冲位传感器3和中位传感器2的不同状态的逻辑组合，分别输出不同的控制信号，控制转台控制装置4，进而控制臂架在到达中位前两次减速，缓慢驶至中位时自动停止回转动作。
[0040] 图2-图6示出了一些实施例中传感器和对应的检测装置的安装位置。如图2-图6所示，中位检测装置2a和缓冲位检测装置3a通过支架7安装在底盘100的边沿，中位传感器2和缓冲位传感器3通过支架6安装在转台200的边沿。中位检测装置2a为正中间带凹槽2b的条状检测装置，缓冲位检测装置3a为条状检测装置，缓冲位传感器3和中位传感器2采用行程开关。为了避免行程开关被损坏，将中位检测装置2a和缓冲位检测装置3a的两端部设计为斜面。
[0041] 假设行程开关的触点未被压缩时的状态为“0”，触点被压缩后的状态的“1”。如图7所示，在顺时针回转对中过程中，最初，中位传感器2和缓冲位传感器3的状态如图7-1所示，均为“0”，回转至图7-2所示状态时，中位传感器2触点被中位检测装置2a压缩状态变为“1”，缓冲位传感器3的状态仍为“0”，回转至图7-3所示状态时，中位传感器2的状态仍为“1”，缓冲位传感器3的触点被缓冲位检测装置3a压缩状态也变为“1”，回转至图7-4所示状态时，中位传感器2触点落入凹槽2b状态变为“0”，缓冲位传感器3的状态仍为“1”。逆时针回转对中过程如图8所示，从对中开始到对中结束，中位传感器2和缓冲位传感器3的状态分别如图8-1至图8-4所示，即开始时均为“0”，一段时间后，中位传感器2的状态变为“1”，缓冲位传感器3的状态仍为“0”，再过一段时间后，缓冲位传感器3的状态也变为“1”，再过一段时间，中位传感器2触点落入凹槽2b状态变为“0”。通过以上分析可以看出，在一次顺时针回转对中过程，中位传感器2和缓冲位传感器3的状态共有“00”“10”“11”“01”四种逻辑组合，在一次逆时针回转对中过程，中位传感器2和缓冲位传感器3的状态也是共有“00”“10”“11”“01”四种逻辑组合，可以看出两种方向对中，所形成的四种逻辑组合的时序相同。如表1所示，控制装置1利用四种逻辑组合，即可实现两级减速对中，具体地说：
控制装置1检测到中位传感器2和缓冲位传感器3的逻辑组合为“10”时，控制转台控制器
4使臂架第一次减速，当检测到中位传感器2和缓冲位传感器3的逻辑组合为“11”时，控制转台控制器4使臂架第二次减速，当检测到中位传感器2和缓冲位传感器3的逻辑组合为“01”时，表明臂架已到中位，切断回转动作。可以看出，该实施例不但可以实现一次对中过程中两次控制减速，而且顺时针回转和逆时针回转都可以实现对中操作。
[0042]
[0043] 可以理解地，上述实施例中的行程开关也可以用接近开关替代。
[0044] 还可以理解地，中位检测装置2a采用正中间带缺口的板状检测装置，缓冲位检测装置3a采用板状检测装置，对应地，缓冲位传感器3和中位传感器2采用光电开关，也可以实现上述检测功能。
[0045] 可以理解地，要实现一次对中过程中两次控制减速、且顺时针回转和逆时针回转都可以实现对中操作，缓冲位传感器3和中位传感器2的位置、以及中位检测装置2a和缓冲位检测装置3a的长度和位置，并不限于图2-6中的位置关系和长度关系，例如：可以将缓冲位传感器3和中位传感器2分开安装，相应地将中位检测装置2a和缓冲位检测装置3a也分开安装，中位检测装置2a和缓冲位检测装置3a的长度也可以改变，等等。只要能够满足以下条件即可：在一次对中过程中，缓冲位传感器3和中位传感器2的状态能够形成四种不同的逻辑组合，且逆时针回转对中和顺时针回转对中，所形成的四种逻辑组合的时序相同。在一些实施例中，将中位检测装置2a的长度(在两端设有防撞的斜面时，该长度不包括两端的斜面部分)设计为：大于缓冲位检测装置3a的长度的2倍且小于缓冲位检测装置3a的长度的4倍，这种设计也可以实现一次对中过程中两次控制减速、且顺时针回转和逆时针回转都可以实现对中操作。
[0046] 以上实施例中，采用两个条状或板状的检测装置，检测过程中，传感器状态翻转后会维持一段时间，称为“面”检测，两个传感器和两个检测装置配合，利用这种“面”检测方式，将一次对中过程划分成正常速度区、一级减速区和二级减速区，而且两个方向回转都可实现对中。但本发明并不限于此，还可以采用以下一些实施例。
[0047] 在一些实施例中，如果仅需实现单方向(即仅顺时针，或仅逆时针)回转对中，则可以将中位传感器和缓冲位传感器设置在同一圆周上，共用一个条状检测装置，这样也可以将一次对中过程划分成三个区间，可以分别对应正常速度区、一级减速区和二级减速区。可以理解地，如果增加缓冲位传感器的数量，则可以将一次对中过程划分成更多的区间。
[0048] 在一些实施例中，如果仅需实现单方向(即仅顺时针，或仅逆时针)回转对中，还可以将中位传感器和缓冲位传感器设置在不同圆周上，为它们分别设置条状检测装置，也可以很容易地将一次对中过程划分成三个区间。同样地，如果增加缓冲位传感器的数量，则可以将一次对中过程划分成更多的区间。
[0049] 上述实施例均采用“面”检测方式。采用“点”检测方式也可以实现臂架接近中位时控制减速。例如：在一些实施例中，采用一个检测装置，一个中位传感器和偶数个缓冲位传感器，将偶数个缓冲位传感器对称设置在该中位传感器两侧，回转对中过程中，缓冲位传感器首先和检测装置相遇，控制装置据此控制减速，然后中位传感器和检测装置相遇时则控制停止回转。
[0050] 如图1所示，一些实施例中，转台控制装置4包括比例阀41，控制装置1通过控制比例阀41，可以控制转台的回转速度，从而达到控制臂架的回转速度的目的。可以理解地，转台控制装置也可以采用其它的速度调节装置实现调速，例如，在采用电机驱动回转时，则可采用调速电路。
[0051] 可以理解地，一些实施例中，可以只采用手动激活对中操作，对应地，通过设置对中激活控制键向控制装置1提供开始对中信号，其中对中激活控制键可以是按键、开关或者触摸屏上实现的模拟控制键。这些实施例中，无论臂架处于何种姿态，均可控制回转对中。另外一些实施例中，采用臂架的特定姿态自动触发对中操作，具体地，可以在臂架设置臂架姿态检测传感器，将它们与控制装置1连接，并采用前述的具有臂架姿态检测模块和对中激活模块的控制装置，通常可以设计为在臂架的一臂与水平面的夹角小于预置值且臂架的其它臂回收到位时，发出开始对中信号。可以理解地，在一些更佳的实施例中，可同时包括上述手动激活对中模式和自动激活对中模式。
[0052] 一些实施例中，控制装置1可以采用工程机械自身的可编程逻辑控制器(PLC)，也可以用一个单独的PLC或者采用普通的微处理器。
[0053] 上述各实施例的控制方法、控制装置和控制系统可应用于各种具有臂架和转台，并且臂架通过转台与底盘连接的工程机械，如云梯车、吊车等。应用后，能够通过一次操作准确对中，大大缩短收梯操作流程和操作时间。
[0054] 与相关技术相比，本发明一些实施例至少具有以下优点：
[0055] 1.能够实现臂架回转至中位附近时自动减速，而且可多级减速，以减小惯性，使臂架回转对中更准确、可靠和快速。
[0056] 2.回转至中位前自动减速，然后缓慢回转至中位时自动切断回转动力，整个对中操作自动完成，自动化程度高，实用性强。
[0057] 3.无论顺时针方向回转，还是逆时针方向回转，都可以自动、准确地对中。
[0058] 4.采用行程开关、光电开关、或接近开关进行检测，与采用昂贵的角位移编码器相比，成本低，安装方便。
[0059] 以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
