臂架抑振装置、举高消防车和臂架抑振方法

摘要

本发明涉及一种臂架抑振装置、举高消防车和臂架抑振方法，其中臂架抑振方法包括第一方法，所述第一方法包括：根据臂架（10）的待执行动作确定需要输入给比例阀的至少两个子控制信号，所述比例阀用于控制臂架（10）的动作；将所述至少两个子控制信号间隔预设时间依次叠加输入给所述比例阀，且在后输入的子控制信号被配置为消减在前输入的子控制信号引起的振动。本发明采用分时输入控制信号的方法，通过在后输入的子控制信号消减在前输入的子控制信号使臂架引起的振动，有效抑制臂架发生振动。

权利要求

1.一种臂架抑振方法，其特征在于，包括第一方法，所述第一方法包括：根据臂架（10）的待执行动作确定需要输入给比例阀的至少两个子控制信号，所述比例阀用于控制臂架（10）的动作；和

将所述至少两个子控制信号间隔预设时间依次叠加输入给所述比例阀，且在后输入的子控制信号被配置为消减在前输入的子控制信号引起的振动；

所述第一方法还包括：根据臂架（10）的待执行动作确定需要输入给所述比例阀以使所述臂架（10）能够执行所述待执行动作的总控制信号，根据所述总控制信号确定至少两个子控制信号，所述至少两个子控制信号叠加后所形成的控制信号的电压值与所述总控制信号的电压值相等。

2.根据权利要求1所述的臂架抑振方法，其特征在于，在后输入的子控制信号的电压值小于在前输入的子控制信号的电压值。

3.根据权利要求1所述的臂架抑振方法，其特征在于，所述第一方法还包括：经过预设输入时间后，间隔预设时间依次停止所述至少两个子控制信号的输入。

4.根据权利要求1所述的臂架抑振方法，其特征在于，所述至少两个子控制信号包括第一控制信号和第二控制信号，将所述至少两个子控制信号间隔预设时间依次叠加输入给所述比例阀，且在后输入的子控制信号被配置为消减在前输入的子控制信号引起的振动的操作包括：

先将所述第一控制信号输入给所述比例阀；和经过第一预设时间后，再将所述第二控制信号叠加输入给所述比例阀，所述第二控制信号被配置为消减所述第一控制信号引起的振动。

5.根据权利要求4所述的臂架抑振方法，其特征在于，所述第一控制信号和所述第二控制信号均为阶跃信号，所述第一预设时间为所述臂架（10）的振动周期的一半。

6.根据权利要求1所述的臂架抑振方法，其特征在于，所述至少两个子控制信号包括第一控制信号、第二控制信号和第三控制信号，将所述至少两个子控制信号间隔预设时间依次叠加输入给所述比例阀，且在后输入的子控制信号被配置为消减在前输入的子控制信号引起的振动的操作包括：

先将所述第一控制信号输入给所述比例阀；

经过第一预设时间后，将所述第二控制信号叠加输入给所述比例阀，所述第二控制信号被配置为消减所述第一控制信号引起的振动；和经过第二预设时间后，再将所述第三控制信号叠加输入给所述比例阀，所述第三控制信号被配置为消减所述第二控制信号引起的振动。

7.根据权利要求1所述的臂架抑振方法，其特征在于，还包括：在臂架（10）处于运动状态时，采用所述第一方法抑制臂架（10）的振动；

在臂架（10）处于静止状态时，采用第二方法抑制臂架（10）的振动，所述第二方法与所述第一方法不同。

8.根据权利要求7所述的臂架抑振方法，其特征在于，所述第二方法包括：检测臂架（10）的姿态和晃动信号；

根据所述臂架（10）的姿态和晃动信号计算能够抑制所述臂架（10）振动的抑振信号；

向所述比例阀输入所述抑振信号。

9.根据权利要求8所述的臂架抑振方法，其特征在于，根据所述臂架（10）的姿态和晃动信号计算能够抑制所述臂架（10）振动的抑振信号的操作包括：根据所述臂架（10）的姿态确定所述臂架（10）的当前固有频率，根据所述臂架（10）的晃动信号确定所述臂架（10）的当前振动方向和幅值，根据所述臂架（10）的当前固有频率、当前振动方向和幅值计算能够抑制所述臂架（10）振动的抑振信号。

10.一种臂架抑振装置，其特征在于，包括第一抑振模块和用于控制臂架（10）动作的比例阀，所述第一抑振模块被配置为根据臂架（10）的待执行动作确定需要输入给比例阀的至少两个子控制信号，并将所述至少两个子控制信号间隔预设时间依次叠加输入给所述比例阀，且在后输入的子控制信号被配置为消减在前输入的子控制信号引起的振动，所述第一抑振模块还被配置为：根据臂架（10）的待执行动作确定需要输入给比例阀的总控制信号，根据所述总控制信号确定至少两个子控制信号，所述至少两个子控制信号叠加后所形成的控制信号的电压值与所述总控制信号的电压值相等。

11.根据权利要求10所述的臂架抑振装置，其特征在于，在后输入的子控制信号的电压值小于在前输入的子控制信号的电压值。

12.根据权利要求10所述的臂架抑振装置，其特征在于，所述第一抑振模块还被配置为：经过预设输入时间后，间隔预设时间依次停止所述至少两个子控制信号的输入。

13.根据权利要求10所述的臂架抑振装置，其特征在于，所述至少两个子控制信号包括第一控制信号和第二控制信号，所述第一抑振模块被配置为先将所述第一控制信号输入给所述比例阀，并在经过第一预设时间后再将所述第二控制信号叠加输入给所述比例阀，所述第二控制信号被配置为消减所述第一控制信号引起的振动。

14.根据权利要求13所述的臂架抑振装置，其特征在于，所述第一控制信号和所述第二控制信号均为阶跃信号，所述第一预设时间为所述臂架（10）的振动周期的一半。

15.根据权利要求10所述的臂架抑振装置，其特征在于，所述至少两个子控制信号包括第一控制信号、第二控制信号和第三控制信号，所述第一抑振模块被配置为先将所述第一控制信号输入给所述比例阀，经过第一预设时间后将所述第二控制信号叠加输入给所述比例阀，并在经过第二预设时间后再将所述第三控制信号叠加输入给所述比例阀，所述第二控制信号被配置为消减所述第一控制信号引起的振动，所述第三控制信号被配置为消减所述第二控制信号引起的振动。

16.根据权利要求10所述的臂架抑振装置，其特征在于，还包括第二抑振模块，所述第二抑振模块被配置为在所述臂架（10）处于静止状态时进入工作状态，所述第一抑振模块被配置为在所述臂架（10）处于运动状态时进入工作状态。

17.根据权利要求16所述的臂架抑振装置，其特征在于，所述第二抑振模块包括：检测单元，被配置为检测臂架（10）的姿态和晃动信号；

计算单元，被配置为根据所述臂架（10）的姿态和晃动信号计算能够抑制所述臂架（10）振动的抑振信号；和

控制单元，被配置为向所述比例阀输入所述抑振信号。

18.根据权利要求17所述的臂架抑振装置，其特征在于，所述计算单元被配置为根据所述臂架（10）的姿态计算所述臂架（10）的当前固有频率，根据所述臂架（10）的晃动信号计算所述臂架（10）的当前振动方向和幅值，并根据所述臂架（10）的当前固有频率、当前振动方向和幅值计算能够抑制所述臂架（10）振动的抑振信号。

19.一种举高消防车，其特征在于，包括臂架（10）和如权利要求10 18任一项所述的臂~

架抑振装置，所述臂架抑振装置用于抑制所述臂架（10）的振动。

说明书

臂架抑振装置、举高消防车和臂架抑振方法

技术领域

[0001] 本发明涉及工程机械技术领域，尤其涉及一种臂架抑振装置、举高消防车和臂架抑振方法。

背景技术

[0002] 大跨度的举高消防车的臂架由多节折叠臂（通常是3节以上）组成，每个臂的连接铰点处均布置有变幅油缸，通过控制变幅油缸的伸缩动作实现各节臂的展收运动。

[0003] 由于整个臂架的连接铰点多、长度长，臂架整体刚度较差，导致臂架在展开和收回时，尤其是启动和停止瞬间，会产生晃动。当臂架举升到高空静止喷水作业瞬间，由于喷水
反作用力也会导致臂架晃动。另外，由于强风等外激载荷的变化，同样会导致臂架晃动。大
跨度举高消防车的臂架晃动问题比较突出，影响车辆使用性能和安装性能。

[0004] 目前，主要是通过降低臂架的动作速度和提高缓冲时间来防止臂架晃动。但是，通过降低动作速度和调缓冲时间来减小臂架晃动，牺牲了车辆臂架展开时间，对于消防救援
设备来说相当于降低了车辆救援效率。而对于臂架静止时，喷水作业或是强风等变化的外
激载荷造成的臂架晃动，即使降低臂架的动作速度和提高缓冲时间，也无法有效抑制臂架
的晃动。

[0005] 需要说明的是，公开于本发明背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公
知的现有技术。

发明内容

[0006] 本发明实施例提供一种臂架抑振装置、举高消防车和臂架抑振方法，提升抑振效果。

[0007] 根据本发明的第一个方面，提供一种臂架抑振方法，包括第一方法，第一方法包括：

[0008] 根据臂架的待执行动作确定需要输入给比例阀的至少两个子控制信号，比例阀用于控制臂架的动作；和

[0009] 将至少两个子控制信号间隔预设时间依次叠加输入给比例阀，且在后输入的子控制信号被配置为消减在前输入的子控制信号引起的振动。

[0010] 在一些实施例中，第一方法还包括：根据臂架的待执行动作确定需要输入给比例阀以使臂架能够执行待执行动作的总控制信号，根据总控制信号确定至少两个子控制信
号，至少两个子控制信号叠加后所形成的控制信号的电压值与总控制信号的电压值相等。

[0011] 在一些实施例中，在后输入的子控制信号的电压值小于在前输入的子控制信号的电压值。

[0012] 在一些实施例中，第一方法还包括：经过预设输入时间后，间隔预设时间依次停止至少两个子控制信号的输入。

[0013] 在一些实施例中，至少两个子控制信号包括第一控制信号和第二控制信号，将至少两个子控制信号间隔预设时间依次叠加输入给比例阀，且在后输入的子控制信号被配置
为消减在前输入的子控制信号引起的振动的操作包括：

[0014] 先将第一控制信号输入给比例阀；和

[0015] 经过第一预设时间后，再将第二控制信号叠加输入给比例阀，第二控制信号被配置为消减第一控制信号引起的振动。

[0016] 在一些实施例中，第一控制信号和第二控制信号均为阶跃信号，第一预设时间为臂架的振动周期的一半。

[0017] 在一些实施例中，至少两个子控制信号包括第一控制信号、第二控制信号和第三控制信号，将至少两个子控制信号间隔预设时间依次叠加输入给比例阀，且在后输入的子
控制信号被配置为消减在前输入的子控制信号引起的振动的操作包括：

[0018] 先将第一控制信号输入给比例阀；

[0019] 经过第一预设时间后，将第二控制信号叠加输入给比例阀，第二控制信号被配置为消减第一控制信号引起的振动；和

[0020] 经过第二预设时间后，再将第三控制信号叠加输入给比例阀，第三控制信号被配置为消减第二控制信号引起的振动。

[0021] 在一些实施例中，臂架抑振方法还包括：

[0022] 在臂架处于运动状态时，采用第一方法抑制臂架的振动；

[0023] 在臂架处于静止状态时，采用第二方法抑制臂架的振动，第二方法与第一方法不同。

[0024] 在一些实施例中，第二方法包括：

[0025] 检测臂架的姿态和晃动信号；

[0026] 根据臂架的姿态和晃动信号计算能够抑制臂架振动的抑振信号；

[0027] 向比例阀输入抑振信号。

[0028] 在一些实施例中，根据臂架的姿态和晃动信号计算能够抑制臂架振动的抑振信号的操作包括：

[0029] 根据臂架的姿态确定臂架的当前固有频率，根据臂架的晃动信号确定臂架的当前振动方向和幅值，根据臂架的当前固有频率、当前振动方向和幅值计算能够抑制臂架振动
的抑振信号。

[0030] 根据本发明的第二个方面，提供一种臂架抑振装置，包括第一抑振模块和用于控制臂架动作的比例阀，第一抑振模块被配置为根据臂架的待执行动作确定需要输入给比例
阀的至少两个子控制信号，并将至少两个子控制信号间隔预设时间依次叠加输入给比例
阀，且在后输入的子控制信号被配置为消减在前输入的子控制信号引起的振动。

[0031] 在一些实施例中，第一抑振模块还被配置为：根据臂架的待执行动作确定需要输入给比例阀的总控制信号，根据总控制信号确定至少两个子控制信号，至少两个子控制信
号叠加后所形成的控制信号的电压值与总控制信号的电压值相等。

[0032] 在一些实施例中，在后输入的子控制信号的电压值小于在前输入的子控制信号的电压值。

[0033] 在一些实施例中，第一抑振模块还被配置为：经过预设输入时间后，间隔预设时间依次停止至少两个子控制信号的输入。

[0034] 在一些实施例中，至少两个子控制信号包括第一控制信号和第二控制信号，第一抑振模块被配置为先将第一控制信号输入给比例阀，并在经过第一预设时间后再将第二控
制信号叠加输入给比例阀，第二控制信号被配置为消减第一控制信号引起的振动。

[0035] 在一些实施例中，第一控制信号和第二控制信号均为阶跃信号，第一预设时间为臂架的振动周期的一半。

[0036] 在一些实施例中，至少两个子控制信号包括第一控制信号、第二控制信号和第三控制信号，第一抑振模块被配置为先将第一控制信号输入给比例阀，经过第一预设时间后
将第二控制信号叠加输入给比例阀，并在经过第二预设时间后再将第三控制信号叠加输入
给比例阀，第二控制信号被配置为消减第一控制信号引起的振动，第三控制信号被配置为
消减第二控制信号引起的振动。

[0037] 在一些实施例中，臂架抑振装置还包括第二抑振模块，第二抑振模块被配置为在臂架处于静止状态时进入工作状态，第一抑振模块被配置为在臂架处于运动状态时进入工
作状态。

[0038] 在一些实施例中，第二抑振模块包括：

[0039] 检测单元，被配置为检测臂架的姿态和晃动信号；

[0040] 计算单元，被配置为根据臂架的姿态和晃动信号计算能够抑制臂架振动的抑振信号；和

[0041] 控制单元，被配置为向比例阀输入抑振信号。

[0042] 在一些实施例中，计算单元被配置为根据臂架的姿态计算臂架的当前固有频率，根据臂架的晃动信号计算臂架的当前振动方向和幅值，并根据臂架的当前固有频率、当前
振动方向和幅值计算能够抑制臂架振动的抑振信号。

[0043] 根据本发明的第三个方面，提供一种举高消防车，包括臂架和上述的臂架抑振装置，臂架抑振装置用于抑制臂架的振动。

[0044] 基于上述技术方案，本发明实施例先根据臂架的待执行动作确定需要输入给比例阀的至少两个子控制信号，然后将至少两个子控制信号间隔预设时间依次叠加输入给比例
阀，并通过在后输入的子控制信号被配置为消减在前输入的子控制信号引起的振动，实现
抑制臂架振动的目的；而且，本发明实施例通过在向比例阀输入控制信号以使臂架执行待
执行动作的过程中实现抑振目的，相比于在臂架振动后再采取抑振措施的方案来说，本发
明实施例能够从根本上减少臂架的振动，减小臂架振动所带来的不良影响。

附图说明

[0045] 此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。

[0046] 图1为本发明举高消防车一个实施例中臂架的结构示意图。

[0047] 图2为相关技术中输入控制信号后臂架的振动示意图。

[0048] 图3a‑3c为本发明臂架抑振装置一个实施例中输入控制信号后臂架的振动示意图。

[0049] 图4为本发明举高消防车一个实施例的结构示意图。

[0050] 图5为利用本发明臂架抑振装置一个实施例中的第二抑振模块实现抑振的流程原理图。

[0051] 图中：10、臂架；11、第一臂节；12、第二臂节；13、第三臂节；14、第四臂节；20、底盘；21、第一油缸；22、第二油缸；23、第三油缸；24、第四油缸；31、第一角度传感器；32、第二角度
传感器；33、第三角度传感器；34、第四角度传感器。

具体实施方式

[0052] 下面将结合本发明实施例中的附图，对实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发
明的实施例，本领域普通技术人员在没有做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。

[0053] 在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“横向”、“纵向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“上”、“下”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为
基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗
示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对
本发明保护范围的限制。

[0054] 在本发明提供的臂架抑振方法的一些实施例中，臂架抑振方法包括第一方法，第一方法包括：

[0055] 根据臂架10的待执行动作确定需要输入给比例阀的至少两个子控制信号，比例阀用于控制臂架10的动作；和

[0056] 将至少两个子控制信号间隔预设时间依次叠加输入给比例阀，且在后输入的子控制信号被配置为消减在前输入的子控制信号引起的振动。

[0057] 将至少两个子控制信号输入给比例阀后，比例阀的开度会随子控制信号的输入而发生变化，比例阀的开度变化会进而影响伸缩油缸的动作，伸缩油缸的缸杆与臂架10连接，
通过伸缩油缸的缸杆动作可以控制臂架10的动作。

[0058] 在上述实施例中，在臂架执行待执行动作之前，先根据臂架的待执行动作确定需要输入给比例阀的至少两个子控制信号，然后将至少两个子控制信号间隔预设时间依次叠
加输入给比例阀，并通过在后输入的子控制信号被配置为消减在前输入的子控制信号引起
的振动，实现抑制臂架振动的目的；而且，本发明实施例通过在向比例阀输入控制信号以使
臂架执行待执行动作的过程中实现抑振目的，相比于在臂架振动后再采取抑振措施的方案
来说，本发明实施例能够从根本上减少臂架的振动，减小臂架振动所带来的不良影响。

[0059] 在一些实施例中，第一方法还包括根据臂架10的待执行动作确定需要输入给比例阀以使臂架10能够执行待执行动作的总控制信号，根据总控制信号确定至少两个子控制信
号，至少两个子控制信号叠加后所形成的控制信号的电压值与总控制信号的电压值相等。

[0060] 总控制信号是能够使臂架10执行待执行动作所需要的信号，是不考虑抑振问题时臂架10完成待执行动作时通常需要向比例阀输入的信号，也可以理解为是相关技术中未考
虑抑振问题通过手柄向比例阀输入的控制信号，以使臂架10具有预设的动作速度。向比例
阀输入总控制信号后，臂架10能够执行完整的待执行动作，并具有预设的动作速度。

[0061] 至少两个子控制信号根据总控制信号来确定，比如，可以将总控制信号的电压值大小分成至少两个较小电压值的总和，至少两个子控制信号的电压值分别对应上述的至少
两个较小电压值。根据总控制信号确定的每个子控制信号的电压值小于总控制信号的电压
值，且至少两个子控制信号叠加后所形成的控制信号的电压值与总控制信号的电压值相
等，这样可以使至少两个子控制信号在叠加后能够保持在与总控制信号的电压值大小相等
的电压水平，以保证臂架10的动作速度，防止为了实现抑振目的而降低臂架动作的速度，延
长臂架执行待执行动作所需要的时间，比如在应用于举高消防车时，可以避免延长臂架的
展开时间，影响车辆救援效率。

[0062] 在一些实施例中，在后输入的子控制信号的电压值小于在前输入的子控制信号的电压值。这样设置有利于实现通过在后输入的子控制信号消减在前输入的子控制信号引起
的振动，而且不会产生更大振幅的振动。

[0063] 在一些实施例中，第一方法还包括：在经过预设输入时间后，臂架10将要完成待执行动作需要停止至少两个子控制信号的输入时，间隔预设时间依次停止至少两个子控制信
号的输入。相比于在同一时间同时停止至少两个子控制信号的输入的方案来说，本发明实
施例采用间隔预设时间依次停止至少两个子控制信号的输入的方式，可以减少臂架10在执
行完待执行动作时因驱动力的突然小时而产生的抖动，尽可能地保持臂架10的平稳性。

[0064] 依次停止至少两个子控制信号的输入时所间隔的预设时间与依次叠加输入至少两个子控制信号时所间隔的预设时间可以相等，也可以不相等。

[0065] 其中两个子控制信号输入时所间隔的时间与另两个子控制信号输入时所间隔的时间可以相等，也可以不相等。其中两个子控制信号停止输入时所间隔的时间与另两个子
控制信号停止输入时所间隔的时间可以相等，也可以不相等。

[0066] 在一些实施例中，至少两个子控制信号包括第一控制信号和第二控制信号，将至少两个子控制信号间隔预设时间依次叠加输入给比例阀，且在后输入的子控制信号被配置
为消减在前输入的子控制信号引起的振动的操作包括：

[0067] 先将第一控制信号输入给比例阀；和

[0068] 经过第一预设时间后，再将第二控制信号叠加输入给比例阀，第二控制信号被配置为消减第一控制信号引起的振动。

[0069] 在上述实施例中，通过两个控制信号前后输入实现驱动臂架执行待执行动作，同时在执行动作期间减少臂架振动的目的。

[0070] 在一些实施例中，第二子控制信号的电压值小于第一子控制信号的电压值。

[0071] 在一些实施例中，第一控制信号和第二控制信号均为阶跃信号，第一预设时间为臂架振动周期的一半。这样设置的好处是，第二控制信号在第一控制信号处于波谷时叠加
输入，从而更加高效地消减第一控制信号在处于波峰时使臂架引起的振动，抑制振动的效
果更好。

[0072] 在一些实施例中，至少两个子控制信号包括第一控制信号、第二控制信号和第三控制信号，将至少两个子控制信号间隔预设时间依次叠加输入给比例阀，且在后输入的子
控制信号被配置为消减在前输入的子控制信号引起的振动的操作包括：

[0073] 先将第一控制信号输入给比例阀；

[0074] 经过第一预设时间后，将第二控制信号叠加输入给比例阀，第二控制信号被配置为消减第一控制信号引起的振动；和

[0075] 经过第二预设时间后，再将第三控制信号叠加输入给比例阀，第三控制信号被配置为消减第二控制信号引起的振动。

[0076] 在上述一些实施例中，控制信号分三段输入，第一控制信号和第二控制信号引起的振动依次被后续叠加的第二控制信号和第三控制信号消减掉，实现了前一信号引起的信
号依次被后续的信号消减的目的。

[0077] 在其他实施例中，控制信号可以分成四段或者更多段依次叠加输入，这样可以进一步提升抑振效果，而且也有利于减小最后一段控制信号所引起的振动的大小，从而不需
要专门设置消减最后一段控制信号所引起的振动的步骤。

[0078] 在一些实施例中，第二子控制信号的电压值小于第一子控制信号的电压值，第三子控制信号的电压值小于第二子控制信号的电压值。

[0079] 在一些实施例中，第一控制信号、第二控制信号和第三控制信号均为阶跃信号，第一预设时间为臂架振动周期的一半。第二预设时间和第一预设时间可以相等，也可以不相
等。比如，第二预设时间可以为臂架振动周期的一半的n倍，n可以为1,2,3…等。

[0080] 在一些实施例中，臂架抑振方法还包括：

[0081] 在臂架10处于运动状态时，采用第一方法抑制臂架10的振动；

[0082] 在臂架10处于静止状态时，采用第二方法抑制臂架10的振动，第二方法与第一方法不同。

[0083] 在这些实施例中，在臂架10处于不同状态时采用不同的方法实现抑振目的，从而可以根据臂架10的不同状态配置更加合理的抑振方法。比如，在臂架10处于运动状态时，采
用第一方法，可以避免降低臂架10的动作速度，有效提高臂架10的展开时间，提高救援效
率；而在臂架10处于静止状态时，由于不涉及臂架10动作速度的问题，因此可以采用更加直
接和有效的抑振方法。

[0084] 在一些实施例中，第二方法包括：

[0085] 检测臂架10的姿态和晃动信号；

[0086] 根据臂架10的姿态和晃动信号计算能够抑制臂架10振动的抑振信号；和

[0087] 向比例阀输入抑振信号。

[0088] 将抑振信号输入比例阀之后，比例阀可以控制伸缩油缸的缸杆动作，从而控制臂架10的动作。抑振信号输入后，可以使臂架10向与其振动方向相反的方向运动，从而达到抑
振的效果。

[0089] 第二方法通过实时检测臂架10姿态和晃动信号，并实时地根据臂架10的当前姿态和晃动信号实时输入抑振信号，可以达到快速抑振的目的。而且，这种根据当前检测结果实
时控制臂架姿态和抑制振动的方法更加准确和可靠，可以有效防止臂架在作业过程中因喷
水作业或强风等变化的外部载荷所造成的晃动。

[0090] 在一些实施例中，根据臂架10的姿态和晃动信号计算能够抑制臂架10振动的抑振信号的操作包括：

[0091] 根据臂架10的姿态确定臂架10的当前固有频率，根据臂架10的晃动信号确定臂架10的当前振动方向和幅值，根据臂架10的当前固有频率、当前振动方向和幅值计算能够抑
制臂架10振动的抑振信号。

[0092] 本发明还提供了一种臂架抑振装置，包括第一抑振模块和用于控制臂架10动作的比例阀，第一抑振模块被配置为根据臂架10的待执行动作确定需要输入给比例阀的至少两
个子控制信号，并将至少两个子控制信号间隔预设时间依次叠加输入给比例阀，且在后输
入的子控制信号被配置为消减在前输入的子控制信号引起的振动。

[0093] 在一些实施例中，第一抑振模块还被配置为：根据臂架10的待执行动作确定需要输入给比例阀的总控制信号，根据总控制信号确定至少两个子控制信号，至少两个子控制
信号叠加后所形成的控制信号的电压值与总控制信号的电压值相等。

[0094] 在一些实施例中，在后输入的子控制信号的电压值小于在前输入的子控制信号的电压值。

[0095] 在一些实施例中，第一抑振模块还被配置为：经过预设输入时间后，间隔预设时间依次停止至少两个子控制信号的输入。

[0096] 在一些实施例中，至少两个子控制信号包括第一控制信号和第二控制信号，第一抑振模块被配置为先将第一控制信号输入给比例阀，并在经过第一预设时间后再将第二控
制信号叠加输入给比例阀，第二控制信号被配置为消减第一控制信号引起的振动。

[0097] 在一些实施例中，第一控制信号和第二控制信号均为阶跃信号，第一预设时间为臂架10的振动周期的一半。

[0098] 在一些实施例中，至少两个子控制信号包括第一控制信号、第二控制信号和第三控制信号，第一抑振模块被配置为先将第一控制信号输入给比例阀，经过第一预设时间后
将第二控制信号叠加输入给比例阀，并在经过第二预设时间后再将第三控制信号叠加输入
给比例阀，第二控制信号被配置为消减第一控制信号引起的振动，第三控制信号被配置为
消减第二控制信号引起的振动。

[0099] 在一些实施例中，臂架抑振装置还包括第二抑振模块，第二抑振模块被配置为在臂架10处于静止状态时进入工作状态，第一抑振模块被配置为在臂架10处于运动状态时进
入工作状态。

[0100] 在一些实施例中，第二抑振模块包括：

[0101] 检测单元，被配置为检测臂架10的姿态和晃动信号；

[0102] 计算单元，被配置为根据臂架10的姿态和晃动信号计算能够抑制臂架10振动的抑振信号；和

[0103] 控制单元，被配置为向比例阀输入抑振信号。

[0104] 在一些实施例中，计算单元被配置为根据臂架10的姿态计算臂架10的当前固有频率，根据臂架10的晃动信号计算臂架10的当前振动方向和幅值，并根据臂架10的当前固有
频率、当前振动方向和幅值计算能够抑制臂架10振动的抑振信号。

[0105] 基于上述各个实施例中的臂架抑振装置，本发明还提供了一种举高消防车，包括臂架10和上述的臂架抑振装置，臂架抑振装置用于抑制臂架10的振动。

[0106] 本发明提供的臂架抑振装置实施例也可以应用于起重机等工程机械上。

[0107] 下面对本发明臂架抑振装置一个实施例的工作过程进行说明：

[0108] 如图1所示，臂架10包括底座和多节臂节，分别为第一臂节11、第二臂节12、第三臂节13和第四臂节14。臂架10安装在底盘20上。底座和第一臂节11之间设有第一油缸21，通过
第一油缸21的伸缩控制第一臂节11的展开和收回。第一臂节11和第二臂节12之间设有第二
油缸22，通过第二油缸22的伸缩控制第二臂节12的展开和收回。第二臂节12和第三臂节13
之间设有第三油缸23，通过第三油缸23的伸缩控制第三臂节13的展开和收回。第三臂节13
和第四臂节14之间设有第四油缸24，通过第四油缸24的伸缩控制第四臂节14的展开和收
回。

[0109] 第一臂节11上设有第一角度传感器31，用于检测第一臂节11的姿态和振动；第二臂节12上设有第二角度传感器32，用于检测第二臂节12的姿态和振动；第三臂节13上设有
第三角度传感器33，用于检测第三臂节13的姿态和振动；第四臂节14上设有第四角度传感
器34，用于检测第四臂节14的姿态和振动。

[0110] 1、在臂架10处于运动状态时，通过控制输入信号实现抑振：

[0111] 在相关技术中，臂架动作的操作信号由操作手柄输入，其控制信号为单一信号，即根据手柄输入信号的大小来控制臂架运动的速度和方向。如图2左图所示，在时间t0将电压
值为u0的控制信号输入给臂架后，臂架会产生振动，振动曲线如图2右图所示。如果放慢手
柄的操作速度，减小输入信号的大小，臂架振动虽然会有所缓解，但是会降低臂架动作的速
度。

[0112] 在本发明实施例中，将原始输入分割为多个子输入，即将原来的单一控制信号变为多个不同时间点的多重控制信号，在不同的时间点将子输入施加给系统，这样既可以减
小臂架的振动，又不会损失臂架的动作速度。

[0113] 如图3a所示，在该实施例中，先在时间t0将电压值为u1的第一子控制信号输入给控制臂架10动作的比例阀，然后在时间t1将电压值为u2的第二子控制信号叠加输入给比例阀，
叠加后的信号的电压值为u0，即u0=u1+u2，这样既可以减少臂架的振动，又可以避免降低臂
架10的动作速度。如图3b所示，为第一子控制信号所引起的第一振动曲线L1和第二子控制
信号所引起的第二振动曲线L2，二者呈现此消彼长的趋势。如图3c所示，第一子控制信号和
第二子控制信号叠加后臂架的振动曲线基本趋于直线，抑振效果较好。

[0114] 通过在不同时间点的多重输入，使在前输入所引起的振动被在后输入的信号所抵消，从而使臂架在运动过程中实现主动实时抑振功能，消除臂架运动振动。

[0115] 2、在臂架10处于静止状态时，通过反馈补偿控制实现抑振：

[0116] 如图4所示，以大跨度举高消防车为例，其采用总线型电液比例阀来控制各节臂的变幅油缸伸缩运动，从而实现各级臂架的展开和收回的运动。当臂架10在静止状态时，电液
比例阀复位，液压系统处于待命状态。

[0117] 如图5所示，臂架10上各个角度传感器实时检测各个臂节的状态，当进行打水作业时，或者强风吹动臂架导致臂架产生晃动时，角度传感器将臂架晃动信号传递给第二抑振
模块，控制第二抑振模块根据通过各个臂节的角度传感器反馈的信号经过分析、计算来获
取臂架当前姿态和振动信号，具体可以根据臂架10的姿态确定臂架10的当前固有频率，根
据振动信号确定当前振动方向和幅值，然后计算出有效的抑振信号来驱动总线型电液比例
阀，从而控制某个臂节对应的变幅油缸通过反向补偿运动来抑制臂架晃动。

[0118] 本发明实施例在臂架运动时，采用输入整形信号的方法使臂架在运动过程中得到实时抑振，从根源上消除晃动；而在臂架静止时，通过比例阀、角度传感器和抑振模块构建
主动减振控制系统，采用反馈补偿的方式，通过对相应变幅油缸的主动运动补偿，有效降低
臂架的晃动。

[0119] 本发明实施例可以有效抑制臂架晃动问题，使车辆臂架平稳作业，提高整车安全性。

[0120] 上述各个实施例中臂架抑振方法所具有的积极技术效果同样适用于臂架抑振装置和举高消防车，这里不再赘述。

[0121] 最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：在不
脱离本发明原理的前提下，依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者对部分技术特
征进行等同替换，这些修改和等同替换均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围当中。