本发明涉及一种混凝土泵车检测控制技术， 特别涉及一种混凝土泵车 位置检测装置和方法， 还涉及到具有该混凝土泵车位置检测装置的混 凝土 泵车。 背景技术

混凝土泵车是一种常用的工程机械， 用于将混凝土泥浆通过输送管道 输送到预定的地点， 以在远离搅拌站的位置进行混凝土浇注作业。

如图 1所示， 该图是一种混凝土泵车的总体结构图。 混凝土泵车臂架 系统 8包括底座 10、 转台 11、 臂架 9。 为了施工转场的方便， 底座 10— 般安装在一个移动式底盘上。 转台 11通过回转机构安装在底座 10上， 并 依赖于一个液压马达绕一个竖轴 18旋转。臂架 9包括多节顺序铰接的臂段 和软管 17。 图中， 臂架 9包括五个顺序通过铰接轴铰接的臂段 12至 16, 五个臂段分别命名为基臂 12、 二臂 13、 三臂 14、 四臂 15和末段臂 16; 其 中基臂 12下端与转台 11铰接，并依赖于一个液压缸改变与转台 11之间的 夹角， 各臂段之间在一个液压缸驱动下绕其之间的铰 接轴旋转； 软管 17 连接在臂架 9的末臂段 16的臂架末端 20。

在进行混凝土施工作业时， 操作人员采用合适的方式对臂架系统 8进 行控制。 通过调整各液压缸的伸缩量控制臂架 9各臂段的相对位置， 通过 液压马达控制转台 11的旋转角度，使带有软管 17的臂架末端 20到达预定 的浇注位置上方。软管 17通过固定在各臂段上的输送管道连接到混凝� ��输 送泵， 混凝土泥浆在混凝土输送泵的作用下， 通过臂架 9上的输送管道到 达臂架末端 20, 从终端软管 17喷出， 到达预定的浇注位置。

目前， 对混泥土泵车臂架系统 8进行控制的方式有两种： 一是手动控制方式： 即操作员通过手动控制液压马达旋转角度和各 液 压缸伸缩量， 实现对转台 11及每一节臂段动作的控制，从而最终控制臂� �� 末端 20的位置。 由于臂架系统 8为一多冗余度机构，操作人员需要通过分 别控制转台和每一节臂架的动作，臂架末端 20无法一次到达预定的浇注位 置； 从而， 该办法存在有效率低， 操作难度大的缺陷。

二是智能控制方式：即根据预定浇注位置与臂 架末端 20当前位置之间 关系， 通过智能方式获得液压马达的需要旋转的角度 及各液压缸需要伸缩 的量， 通过计算机控制的方式使液压马达和液压缸按 照预定策略进行协调 动作， 使臂架末端 20到达预定浇注位置。

当前， 德国的普茨迈斯特与中国的三一重工均开发出 了臂架的智能控 制系统， 在用智能控制系统对臂架系统 8进行控制时， 用遥控器发送控制 指令， 用角度测量单元测量各个臂段之间角度以及转 台的旋转角度； 根据 上述角度测量值计算获得臂架末端 20的位置信息，控制单元根据获得臂架 末端 20的位置信息及遥控器发送控制指令，调整液� ��马达和液压缸的动作 使臂架末端 20在预设的基础坐标系内按照控制指令运动（� ��详细内容可参 考专利文献 CN1975070和 DE-A-4306127 )。

上述臂架的智能控制系统解决了手动控制的工 作强度大的难题， 但在 进行浇注作业时， 施工现场情况非常复杂， 不仅要满足浇注作业的需要， 还要绕开施工的障碍物。 很多实际作业过程表明， 智能控制系统很难实现 臂架系统 8的各部分精确协调动作，从而难以保持软管 17的混凝土出口与 预定浇注位置的一致。

针对该问题。 申请号为 US5823218专利文献公开了一种改善方案， 由 操作员控制软管 17 , 从而控制其下端的混凝土出口位置； 同时， 使臂架系 统 8根据混凝土出口位置的变化进行动作， 最终使臂架系统 8在操作人员 的引导下动作， 以使软管 17的混凝土出口与预定的浇注位置保持相对应� ��

为了使臂架系统 8根据混凝土出口位置的变化进行动作， 就需要实时 确定臂架运动的引导信息，对此，公开的 US5823218和 WO2008110397专 利文献分别了公开了通过相应倾角传感器或双 轴向传感器确定臂架运动引 导信息的技术方案。 发明内容

本发明的目的在于， 提供一种混凝土泵车位置检测装置及方法， 以实 时检测混凝土出口的位置， 为控制臂架系统提供基础。 该装置及方法与现 有技术中公开的技术方案不同。

在提供上述混凝土泵车位置检测装置的基础上 ， 还提供了一种包括上 述混凝土泵车位置检测装置的混凝土泵车。

本发明提供的混凝土泵车位置检测装置包括处 理器、 计时器、 动态传 感器和至少两个定点传感器； 所述定点传感器与动态传感器之间距离小于 预定值， 所述动态传感器与混凝土泵车软管的混凝土出 口之间具有预定的 位置关系， 所述定点传感器分别与预定的检测基点固定， 各所述检测基点 在一个参考坐标系中具有不同的坐标参数； 所述动态传感器和定点传感器 中， 有一种传感器至少具有超声波发射器和超声波 接收器中的一个， 另一 种传感器至少具有超声波接收器和超声波发射 器中的一个， 且一种传感器 中的所述超声波接收器用于接收另一种传感器 中的超声波发射器发射的超 声波； 所述计时器， 用于根据超声波发射器发射超声波的时刻与超 声波接 收器接收到超声波的时刻， 获得超声波在预定路径的传播时间， 所述预定 路径根据动态传感器与定点传感器之间的位置 关系确定； 所述处理器用于 根据预置的超声波传输速率和所述计时器获得 的传播时间， 分别获得各检 测基点与动态传感器之间的距离； 再根据获得的距离和所述检测基点的坐 标参数获得混凝土出口在所述参考坐标系中的 实时坐标参数。

可选的， 所述动态传感器具有第一超声波发射器，所述 定点传感器具 有第一超声波接收器；所述第一超声波发射器 根据处理器的触发命令触发， 发射超声波； 所述第一超声波接收器在接收到第一超声波发 射器发射的超 声波后， 向所述计时器输出已接收指令； 所述计时器根据处理器的触发命 令和已接收指令获得超声波在动态传感器与定 点传感器之间的传播时间。

优选的， 所述定点传感器具有第一超声波发射器，所述 动态传感器具 有第一超声波接收器；所述第一超声波发射器 根据处理器的触发命令触发， 发射预定频率的超声波， 各所述定点传感器的第一超声波发射器发射的 超 声波的频率互不相同； 所述第一超声波接收器在接收到第一超声波发 射器 发射的预定频率的超声波后， 向所述计时器输出预定已接收指令； 所述计 时器根据处理器的触发命令和预定已接收指令 获得超声波在定点传感器与 动态传感器之间的传播时间。

可选的，所述定点传感器具有第一超声波发射 器和第二超声波接收器； 所述动态传感器具有第一超声波接收器和两个 以上的、 分别与所述定点传 感器相对应的第二超声波发射器； 所述第一超声波发射器根据处理器的触 发命令触发， 发射预定频率的初始超声波， 各所述定点传感器的第一超声 波发射器发射的初始超声波的频率互不相同； 所述第二超声波接收器在接 收到预定频率的反馈超声波后， 向所述计时器输出预定已接收指令； 所述 第一超声波接收器用于在接收到所述第一超声 波发射器发射的预定频率的 初始超声波后， 根据预定的策略向预定的所述第二超声波发射 器发送触发 信号， 使所述第二超声波发射器发射预定频率的反馈 超声波， 各所述第二 超声波发射器发射的反馈超声波的频率互不相 同； 所述计时器根据处理器 的触发命令和预定已接收指令获得超声波从定 点传感器到达动态传感器之 后再返回所经历的传播时间。

优选的，所述动态传感器具有第一超声波发射 器和第二超声波接收器； 所述定点传感器具有第一超声波接收器和第二 超声波发射器； 所述第一超 声波发射器根据处理器的触发命令触发， 发射初始超声波； 所述第二超声 波接收器用于在接收到第二超声波发射器发射 的预定频率的反馈超声波 后， 输出预定已接收指令； 所述定点传感器的第一超声波接收器用于在接 收到所述第一超声波发射器发射的初始超声波 后， 向该定点传感器的第二 超声波发射器发送触发信号， 使第二超声波发射器发射预定频率的反馈超 声波， 各所述定点传感器的第二超声波发射器发射的 反馈超声波的频率互 不相同； 所述计时器根据处理器的触发命令和预定已接 收指令获得超声波 从动态传感器到达定点传感器之后再返回所经 历的传播时间。

优选的， 混凝土泵车位置检测装置还包括存储单元和标 定单元； 所述 存储单元存储有混凝土泵车在预定状态下， 所述动态传感器在所述参考坐 标系中的标定坐标参数； 所述标定单元根据获得超声波在预定路径的传 播 时间及预定策略获得预置的超声波传输速率。 优选的， 混凝土泵车位置检测装置还包括标定触发单元 ， 用于在预定 时间触发标定单元。

优选的， 所述处理器还用于根据获得的混凝土出口在所 述参考坐标系 中的实时坐标参数和预置的初始坐标参数获得 混凝土出口在所述参考坐标 系中的实时运动方向和 /或实时运动速度。

优选的， 所述检测基点位于臂架的末臂段上。

优选的， 所述动态传感器固定在混凝土泵车的软管上。

本发明提供的混凝土泵车包括底座、 转台、 臂架， 转台通过回转机构 安装在底座上， 臂架包括软管和多节顺序铰接的臂段， 臂架的基臂与转台 相连， 软管连接在臂架的臂架末端； 还包括智能控制系统， 所述智能控制 系统用于控制臂架末端在预定的基础坐标系中 的位置， 还包括上述任一种 混凝土泵车位置检测装置， 所述智能控制系统根据处理器获得的信息控制 臂架末端的位置。

本发明提供的混凝土泵车位置检测方法包括以 下步骤：

S110, 获得超声波在预定路径的传播时间， 所述预定路径根据动态参 考点与至少两个预定的检测基点的位置关系确 定， 所述动态参考点与所述 混凝土出口具有预定的位置关系， 且各所述检测基点与动态参考点之间的 距离均小于预定值， 各所述检测基点在一个参考坐标系中具有不同 的坐标 参数；

S120, 根据预置的超声波传输速率和超声波在预定路 径的传播时间， 分别获得各所述检测基点与动态参考点之间的 距离；

S130, 根据获得的距离和各所述检测基点的坐标参数 获得混凝土出口 在所述参考坐标系中的实时坐标参数。

可选的， 所述步骤 S110包括以下步骤：

S111 , 位于所述动态参考点的第一超声波发射器发射 超声波；

5112, 位于检测基点的第一超声波接收器接收第一超 声波发射器发射 的超声波；

5113 , 根据第一超声波发射器发射超声波的时刻与第 一超声波接收器 接收到超声波的时刻， 获得超声波在动态参考点与检测基点之间的传 播时 间。

优选的， 所述步骤 S110包括以下步骤：

S111 ,位于所述检测基点的第一超声波发射器发射� �定频率的超声波， 且各所述检测基点的第一超声波发射器发射的 超声波的频率互不相同； S112, 位于所述动态参考点的第一超声波接收器接收 第一超声波发射 器发射的预定频率的超声波；

S 113 , 根据第一超声波发射器发射预定频率的超声波 的时刻与第一超 声波接收器接收到预定频率的超声波的时刻， 获得超声波在检测基点与动 态参考点之间的传播时间。

可选的， 所述步骤 S110包括以下步骤：

5111 ,所述检测基点的第一超声波发射器发射预定� �率的初始超声波， 且各所述检测基点的第一超声波发射器发射的 初始超声波的频率互不相 同；

5112, 所述动态参考点的第一超声波接收器接收第一 超声波发射器发 射的预定频率的初始超声波， 并在接收到预定频率的初始超声波后， 使动 态参考点上预定的第二超声波发射器发射预定 频率的反馈超声波； 所述动 态参考点具有两个以上，分别与所述检测基点 相对应的第二超声波发射器， 各第二超声波发射器发射的反馈超声波的频率 互不相同；

5113 , 所述检测基点的第二超声波接收器接收所述第 二超声波发射器 发射的预定频率的反馈超声波；

5114, 根据第一超声波发射器发射预定频率的初始超 声波的时刻与第 二超声波接收器接收到预定频率的反馈超声波 的时刻， 获得超声波从所述 检测基点到达动态参考点之后再返回所经历的 传播时间。

优选的， 所述步骤 S110包括以下步骤：

S111 , 所述动态参考点的第一超声波发射器发射初始 超声波；

S112, 所述检测基点的第一超声波接收器接收第一超 声波发射器发射 的初始超声波， 并在接收到初始超声波后， 使该检测基点上第二超声波发 射器发射预定频率的反馈超声波； 各所述检测基点的第二超声波发射器发 射的反馈超声波的频率互不相同； 5113 , 使所述动态参考点的第二超声波接收器接收第 二超声波发射器 发射的预定频率的反馈超声波；

5114, 根据第一超声波发射器发射初始超声波的时刻 与第二超声波接 收器接收到预定频率的反馈超声波的时刻， 获得超声波从动态参考点到达 检测基点之后再返回所经历的传播时间。

优选的， 在所述步骤 S110之前还包括步骤：

S100, 使混凝土泵车处于预定状态， 在该状态下， 动态参考点在参考 坐标系中具有预定的标定坐标参数；

在所述步骤 S110之后包括步骤：

S120a, 根据获得超声波在预定路径的传播时间和所述 标定坐标参数， 获得预置的超声波传输速率； 然后使混凝土泵车处于工作状态， 返回步骤 SllOo

优选的， 在所述步骤 S110之前还包括步骤：

S109, 确定混凝土出口在所述参考坐标系中的初始坐 标参数； 在所述步骤 S130之后， 还包括步骤：

S140, 根据获得的混凝土出口在所述参考坐标系中的 实时坐标参数和 初始坐标参数获得混凝土出口在所述参考坐标 系中的实时运动方向和实时 运动速度。

优选的， 在所述步骤 S140之后， 还包括步骤：

S150,使所述初始坐标参数与所述实时坐标参数� ��同，返回步骤 S110。 本发明提供的混凝土泵车位置检测装置包括处 理器， 计时器、 动态传 感器和至少两个定点传感器； 处理器和计时器组成一个中央处理单元， 动 态传感器与混凝土出口之间具有预定的位置关 系， 定点传感器与预定的检 测基点固定； 通过超声波在预定路径的传输时间可以确定动 态传感器与各 检测基点之间的位置关系， 由于检测基点的位置已经预先确定， 因此， 根 据各检测基点在参考坐标系中的参数， 处理器可以确定动态传感器在参考 坐标系中的参数， 进而可以获得混凝土出口在参考坐标系中的实 时坐标参 数， 为控制臂架系统的动作提供基础。

上述预定路径可以有多种选择， 在可选技术方案上， 可以将定点传感 器与动态传感器之间的传播路径作为预定路径 。 使各所述定点传感器的第 一超声波发射器根据处理器的触发命令发射频 率互不相同的超声波， 动态 传感器的第一超声波接收器根据不同频率的超 声波产生不同的、 预定已接 收指令； 进一步地， 计时器根据处理器的触发命令和预定已接收指 令获得 超声波在定点传感器与动态传感器之间的传播 时间。 该技术方案中， 需要 产生三个不同频率的超声波， 还需要动态传感器和各定点传感器分别与中 央处理单元相连。

优选的， 将超声波从动态传感器到定点传感器的传播路 径作为预定路 径， 此时， 动态传感器的第一超声波发射器能够根据处理 器的触发命令发 射一个具有预定频率的超声波， 各定点传感器的第一超声波接收器在接收 到第一超声波发射器发射的超声波后， 分别产生已接收指令； 计时器根据 处理器的触发命令和已接收指令， 分别获得超声波在动态传感器与各定点 传感器之间的传播时间。 该技术方案中， 混凝土泵车位置检测装置仅需要 产生一个超声波。

在进一步的可选技术方案中，将超声波从定点 传感器到达动态传感器， 再从动态传感器返回定点传感器之间的传播路 径作为预定路径； 各定点传 感器的第一超声波发射器根据处理器的触发命 令触发， 发射预定频率的初 始超声波， 各所述定点传感器的第一超声波发射器发射的 初始超声波的频 率互不相同， 以区分不同定点传感器的第一超声波发射器发 射的超声波； 动态传感器的第一超声波接收器在接收到所述 第一超声波发射器发射的预 定频率的初始超声波后， 根据预定的策略向预定的所述第二超声波发射 器 发送触发信号， 使所述第二超声波发射器发射预定频率的反馈 超声波， 各 所述第二超声波发射器发射的反馈超声波的频 率互不相同， 以区分反馈超 声波相对的初始超声波； 各定点传感器上的第二超声波接收器在接收到 预 定频率的反馈超声波后， 向所述计时器输出预定已接收指令； 计时器根据 处理器的触发命令和预定已接收指令获得超声 波从定点传感器到达动态传 感器， 再从动态传感器返回所经历的传播时间。 该技术方案中， 中央处理 单元仅需要分别与各定点传感器相连， 不需要与动态传感器通讯， 但需要 产生 6个不同频率的超声波。 在优选的技术方案中， 将超声波从动态传感器到达定点传感器， 再从 定点传感器返回动态传感器之间的传播路径作 为预定路径； 动态传感器的 第一超声波发射器能够根据处理器的触发命令 触发， 发射一个预定频率的 初始超声波； 各定点传感器的第一超声波接收器在接收到所 述第一超声波 发射器发射的初始超声波后， 向该定点传感器的第二超声波发射器发送触 发信号， 使第二超声波发射器发射预定频率的反馈超声 波， 各定点传感器 的第二超声波发射器发射的反馈超声波的频率 互不相同， 以区分不同定点 传感器上第二超声波发射器发射的超声波； 动态传感器的第二超声波接收 器在接收到第二超声波发射器发射的预定频率 的反馈超声波后， 根据接收 到的反馈超声波频率的不同输出预定已接收指 令； 计时器根据处理器的触 发命令和预定已接收指令获得超声波从动态传 感器到达定点传感器， 再从 定点传感器返回所经历的传播时间。 该技术方案中， 通过筒单的硬件电路 可以触发定点传感器的第二超声波发射器； 中央处理单元仅需要与动态传 感器相连， 不需要与定点传感器相连接， 定点传感器不需要具有数据存储 能力； 另外， 该技术方案也便于将处理器、 计时器与动态传感器集成， 为 混凝土泵车位置检测装置的整体设计及优化提 供便利。

在进一步的技术方案中， 混凝土泵车位置检测装置还包括存储单元和 标定单元， 存储单元存储有混凝土泵车在预定状态下， 动态传感器在参考 坐标系中的标定坐标参数， 此时， 动态传感器与各定点传感器之间的具有 预定的标定距离； 标定坐标参数可以是臂架系统的软管在竖直状 态下， 动 态传感器在参考坐标系中的坐标参数； 所述标定单元能够根据获得超声波 在预定路径的传播时间、 动态传感器的标定坐标参数获得预置的超声波 传 输速率。 该技术方案能够根据实际环境的不同， 实时获得超声波的传输速 率， 以使实际的超声波传输率与预置的超声波传输 速率之间保持较小的误 差， 为准确确定混凝土出口位置奠定基础。

在进一步的技术方案中， 混凝土泵车位置检测装置还包括用于在预定 时间触发标定单元的标定触发单元； 这样， 混凝土泵车位置检测装置以预 定的方式触发标定单元， 使预置的超声波传输速率随工作环境的改变而 随 时调整。 在进一步的技术方案中， 处理器还能够根据获得的混凝土出口在所述 参考坐标系中的实时坐标参数和初始坐标参数 获得混凝土出口在所述参考 坐标系中的实时运动方向和实时运动速度。 这样， 该技术方案提供的混凝 土泵车位置检测装置还能够为混凝土泵车的智 能控制系统提供混凝土出口 的更多信息， 使智能控制系统能够根据混凝土出口的位置信 息， 使臂架系 统进行预定的动作， 提高智能控制系统控制臂架系统的准确性和可 靠性。

在进一步的技术方案中， 所述检测基点位于臂架的末臂段上， 这样可 以减小动态传感器与定点传感器之间的距离， 保证超声波接收器接收的可 靠性。

在进一步的技术方案中，所述动态传感器固定 在混凝土泵车的软管上， 这样能够更方便地确定混凝土出口与动态传感 器之间的位置关系， 进而通 过动态传感器更方便地确定混凝土出口的位置 信息。

在提供上述混凝土泵车位置检测装置的基础上 ， 提供的混凝土泵车位置 检测方法也具有相应的技术效果。 同样， 提供的具有该混凝土泵车位置检 测装置的混凝土泵车也具有相对应的技术效果 。 附图说明

图 1是一种混凝土泵车的总体结构图；

图 2 是本发明实施例一提供的混凝土泵车位置检测 方法的总体流程 图；

图 3是混凝土泵车位置检测方法的原理图， 该图中示出了动态参考点

D、 检测基点八、 B、 C及混凝土出口 E的位置关系；

图 4是第一种实施方式提供的混凝土泵车位置检� �方法的流程图； 图 5是第二种实施方式提供的混凝土泵车位置检� �方法的流程图； 图 6是第三种实施方式提供的混凝土泵车位置检� �方法的流程图； 图 7是第四种实施方式提供混凝土泵车位置检测� �法的流程图； 图 8 是本发明实施例二提供的混凝土泵车位置检测 方法的总体流程 图；

图 9 是本发明实施例三提供的混凝土泵车位置检测 方法的总体流程 图； 图 10是本发明提供的第一种混凝土泵车位置检测� ��置的结构框图； 图 1 1是动态传感器的安装位置示意图；

图 12是本发明提供的第二种混凝土泵车位置检测� ��置的结构框图； 图 13是本发明提供的第三种混凝土泵车位置检测� ��置的结构框图； 图 14是本发明提供的第四种混凝土泵车位置检测� ��置的结构框图； 图 15是本发明提供的第五种混凝土泵车位置检测� ��置的结构框图。 具体实施方式

下面结合附图对本发明进行详细描述， 本部分的描述仅是示范性和解 释性， 不应对本发明的保护范围有任何的限制作用。 为了便于理解， 该部 分中， 首先对本发明提供的混凝土泵车位置检测方法 进行说明， 然后再对 本发明提供的混凝土泵车位置检测装置进行描 述。

方法部分：

请参图 2 , 该图是本发明实施例一提供的混凝土泵车位置 检测方法的 总体流程图， 该方法主要包括以下步骤：

S 1 10 , 获得超声波在预定路径的传播时间。

请参考图 3所示的混凝土泵车位置检测方法的原理图， 该图中示出了 动态参考点 D、 检测基点 A、 B、 C及混凝土出口 E的位置关系。 图中， 参考坐标系 0为三维直角坐标系， 因此设置有三个检测基点， 以获得混凝 土出口 E在参考坐标系中三维坐标参数。 在混凝土出口 E位置仅在一个二 维坐标系中变动时， 也可以设置两个具有预定坐标参数的检测基点 ， 进而 获得混凝土出口 E在参考坐标系中二维坐标参数， 也可以实现本发明的目 的。

动态参考点 D与所述混凝土出口 E具有预定的位置关系；动态参考点 D可以与混凝土出口 E固定， 也可以与混凝土出口相对固定， 还可以由操 作人员携带； 优选的是使动态参考点 D与混凝土泵的软管 17固定； 设在 参考坐标系 0中， 动态参考点 D的坐标参数为 （X _D , Y _D , Z _d ), 混凝土出 口 E的坐标参数为 ( X _E , Y _E , Z _E ), 二者在参考坐标系 O的各坐标轴上分 别相差 ΔΧ , ΔΥ , ΔΖ , 这样， 在获得动态参考点 D坐标参数的情况下， 通 过公式（ 1 ):

Z _E ) = Z _D -ΔΖ;

就可以获得混凝土出口 E的坐标参数； 在 ΔΧ, ΔΥ和 ΔΖ分别为零， 动态参考点 D与混凝土出口 E重合。

为了确定动态参考点 D的位置， 即在参考坐标系 0中的坐标参数，还 需要预先确定了检测基点 A、 B、 C的位置， 使检测基点 A、 B、 C在参考 坐标系中具有预定的坐标参数。 如图所示， 检测基点入、 B、 C在参考坐标 系 0的坐标参数为分另' J为（X _A , Y _A , Z _A )、（X _B , Y _B , Z _B )、（X _C , Y _C , Z _C ), 且三个检测基点坐标参数互不相同， 使三个检测基点互不重合。

超声波在传输过程中， 会存在相应的能量消耗， 为了减少由于能量消 耗而导致的误差， 还可以使动态参考点 D与各检测基点之间的距离小于预 定值， 虽然动态参考点 D在工作时为动态的、 不固定的点； 由于其移动的 距离受到限制， 特别是与软管 17固定时， 其移动的距离受到软管 17的限 制； 因此， 通过适当的方式可以使动态参考点 D与各检测基点之间距离不 大于预定值， 优选的预定值为 6.2米。 同时， 为了减小动态参考点 D与检 测基点 A、 B、 C之间障碍物对超声波传输的影响， 还应当使动态参考点 D 与各检测基点之间没有障碍物，或不存在对超 声波传递造成影响的障碍物。 优选的是， 将检测基点 A、 B、 C设置在臂架 9的末臂段 16上， 并使动态 参考点 D与检测基点 A、 B、 C相对。

预定路径根据动态参考点 D与预定的检测基点 A、 B、 C之间的位置 关系确定； 预定路径有多种选择， 在后述的实施方式中， 将以相应路径为 例， 对获得超声波在预定路径的传播时间的具体方 式进行详细描述。

S120, 根据预置的超声波的传输速率 c和超声波在预定路径的传播时 间， 分别获得检测基点 A、 B、 C与动态参考点 D之间的距离。

根据公式（ 2 ):

L = cAt

其中， L为超声波在时间 At内传播的距离； c为超声波的传输速率； At 为超声波在预定路径的传播时间。 再根据动态参考点 D与检测基点 A、 B、 C之间的位置关系确定检测 基点 A、 B、 C分别与动态参考点 D之间的距离 L _A 、 L _B 和 L _c 。

S130, 根据获得的距离和检测基点 A、 B、 C的坐标参数获得混凝土出 口 E在所述参考坐标系中的实时坐标参数。

具体方式是： 求解方程（3 ):

'(X _D -X _A ) ² +(Y _D -Yj ² +(Z _D -Z _A ) ² =L _A ²

< (X _D -X _S ) ² +(Y _D -Y _B ) ² +(Z _D -Z _B ) ² =L _B ²

(X _D -X _C ) ² +(Y _D -Y _C ) ² +(Z _D -Z _C ) ² =L _C ² 获得 D 的坐标参数为 （X _D , Y _D , Z _d ), 再根据公式（1 )获得混凝土 出口 E在参考坐标系 0中的实时坐标参数，确定混凝土出口 E在参考坐标 系 0中的位置。

以下通过四种实施方式对步骤 S110的具体内容分别进行详细描述。 请参考图 4所示的第一种实施方式提供的混凝土泵车位� �检测方法的 流程图。

该实施方式提供的混凝土泵车位置检测方法包 括以下步骤：

5111, 使位于所述检测基点 A、 B、 C的第一超声波发射器分别发射预 定频率的超声波。 优选的技术方案是， 使第一超声波发射器根据一个适当 的中央处理单元的触发命令同时发射超声波。 将第一超声波发射器发射超 声波的时刻记为 To。

为了便于动态参考点 D的第一超声波接收器能够分辨各所述检测基� � 的第一超声波发射器发射的超声波， 使各检测基点的第一超声波发射器发 射频率互不相同的超声波。

5112,使位于动态参考点 D的第一超声波接收器接收第一超声波发射 器发射的预定频率的超声波。 动态参考点 D的第一超声波接收器能够接收 到三个不同频率的超声波信号。 由于检测基点在参考坐标系中具有不同的 坐标参数， 检测基点八、 B、 C与动态参考点 D之间分别具有不同的距离， 各检测基点上第一超声波发射器发射的超声波 到达动态参考点 D所用的时 间也不相同， 因此， 第一超声波接收器接收到各检测基点的第一超 声波发 射器时刻也会存在相应的差别， 因此， 根据超声波频率的不同， 第一超声 波接收器接收三个不同频率超声波的时刻分别 记为 T _A 、 T _B 和 T _c 。 T _A 为检 测基点 A的第一超声波发射器发射的超声波到达第一� �声波接收器时的时 刻， T _B 为检测基点 B的第一超声波发射器发射的超声波到达第一� �声波接 收器时的时刻， T _c 为检测基点 C的第一超声波发射器发射的超声波到达第 一超声波接收器时的时刻。

S113 , 根据第一超声波发射器发射预定频率的超声波 的时刻与第一超 声波接收器接收到预定频率的超声波的时刻， 分别获得超声波在各检测基 点与动态参考点 D之间的传播时间。 其中：

超声波从检测基点 A与动态参考点 E的传播时间 At _A =T _A -To;

超声波从检测基点 B与动态参考点 E的传播时间 At _B =T _B - To;

超声波从检测基点 C与动态参考点 E的传播时间 At _c =T _c - To。

S120, 根据预置的超声波的传输速率 c和超声波在预定路径的传播时 间 At _A 、 Δ 和 At _c , 分别获得检测基点 A、 B、 C与动态参考点 D之间的距 离。 其中：

检测基点 A与动态参考点 D之间的距离： L _A = c*At _A ;

检测基点 B与动态参考点 D之间的距离： L _B = c*At _B ;

检测基点 C与动态参考点 D之间的距离： L _c = c*At _c ;

其中， c为超声波的传输速率。 然后再根据上述步骤 S130获得混凝土 出口 E在参考坐标系 0中的实时坐标参数。

为了减少超声波之间的相互干扰， 在第二种实施方式中还提供了另一 种混凝土泵车位置检测方法， 该方法中仅产生一个超声波。

请参考图 5所示的第二种实施方式提供的混凝土泵车位� �检测方法的 流程图。 该方式包括以下步骤：

S111 , 使位于所述动态参考点 D的第一超声波发射器发射超声波。 发 射时刻记为 T ₀ ;

S112, 使位于各检测基点的第一超声波接收器接收第 一超声波发射器 发射的超声波。 同样， 由于检测基点 A、 B、 C与动态参考点 D之间的距 离互不相同， 根据接收到超声波时刻的不同， 获得三个接收到超声波的时 刻 T _A 、 T _B 和 T _c ;

S 113 , 根据第一超声波发射器发射超声波的时刻与第 一超声波接收器 接收到超声波的时刻， 获得超声波在检测基点与动态参考点 D之间的传播 时间， 即分别获得 At _A 、 At _B 和 At _c 。 At _A 、 At _B 和 At _c 获得方式与第一种实施 方式相同；

S120, 根据预置的超声波的传输速率 c和超声波在预定路径的传播时 间 At _A 、 Δ 和 At _c , 分别获得检测基点 A、 B和 C与动态参考点 D之间的 ^巨离 L _A 、 L _B 和 L _c ;

然后再根据上述步骤 S130获得混凝土出口 E在参考坐标系 0中的实 时坐标参数。

上述两种实施方式中， 相应的中央处理单元需要分别与动态参考点 D 和各检测基点上的超声波传感器相连， 需要动态参考点 D和各检测基点上 的超声波传感器具有相应的通信功能， 以使中央处理单元能够触发超声波 发射器发射超声波和根据超声波接收器接收到 预定超声波的时刻进行预定 处理。

为了筒化硬件电路， 方便系统线路布置， 本发明还提供了以下两种实 施方式。

请参考图 6, 该图是第三种实施方式提供的混凝土泵车位置 检测方法 的流程图。该方式与上述两种实施方式的主要 区别在于步骤 S110中，因此， 以下主要就步骤 S110进行详细说明。 步骤 S110包括步骤：

5111 ,使各检测基点的第一超声波发射器发射预定� �率的初始超声波。 同样， 为了使动态参考点 D的第一超声波接收器能够区分来自于不同检� � 基点第一超声波发射器发射的超声波， 使各所述检测基点的第一超声波发 射器发射的初始超声波的频率互不相同； 优选的技术方案是， 使各检测基 点的第一超声波发射器同时发射初始超声波， 发射时刻记为 T ₀ 。

5112,使动态参考点 D的第一超声波接收器接收第一超声波发射器� � 射的预定频率的初始超声波， 并在接收到预定频率的初始超声波后， 使动 态参考点 D的预定的第二超声波发射器发射预定频率的� �馈超声波。 为了 使各检测基点的第二超声波接收器能够根据频 率确定反馈超声波对应的初 始超声波， 动态参考点 D设置三个分别与检测基点 A、 B、 C相对应的第 二超声波发射器， 并使第二超声波发射器发射的反馈超声波的频 率互不相 同。

5113 , 使检测基点的第二超声波接收器接收第二超声 波发射器发射的 预定频率的反馈超声波。 同样， 由于检测基点 A、 B、 C与动态参考点 D 之间的距离互不相同，检测基点入、 B、 C分别在三个时刻接收到反馈超声 波， 三个时刻记为 T _A 、 T _B 和 T _c , 与第一、 第二种实施方式不同， 此时， T _A 为预定频率的反馈超声波到达检测基点 A的时刻， T _B 为预定频率的反 馈超声波到达检测基点 B的时刻， T _c 为预定频率的反馈超声波到达检测基 点 C的时刻。

5114,根据第一超声波发射器发射预定频率的超� ��波的时刻 T。与各检 测基点的第二超声波接收器接收到预定频率的 超声波的时刻，分别获得超 声波从各检测基点到达动态参考点之后再返回 所经历的传播时间；即分别 获得 At A、 At _B 和 At _c ; 此时， 与第一、 第二实施方式不同之处在于， At _A 为超声波从检测基点 A到达动态参考点 D之后再返回到检测基点 A所经 历的传播时间； 同样， At _B 为超声波从检测基点 B到达动态参考点 D之后 再返回到检测基点 B所经历的传播时间， At _c 为超声波从检测基点 C到达 动态参考点 D之后再返回到检测基点 C所经历的传播时间。

然后，在步骤 S120中，根据预置的超声波的传输速率 c和超声波在预 定路径的传播时间 At _A 、 At _B 和 At _c , 分别获得检测基点 A、 B、 C与动态参 考点 D之间的距离。 此时：

检测基点 A与动态参考点 D之间的距离： L _A = c*At _A /2;

检测基点 B与动态参考点 D之间的距离： L _B = c*At _B /2;

检测基点 C与动态参考点 D之间的距离： L _c = c*At _c /2;

然后再根据上述步骤 S130获得混凝土出口 E在参考坐标系 0中的实 时坐标参数。

在第三种实施方式中， 动态参考点 D的超声波传感器不需要与相应的 中央处理单元相连， 其接收超声波后， 发射反馈超声波可用筒单的硬件电 路实现； 相应的中央处理单元仅需要与检测基点相连， 这样， 可以在一定 程度上筒化硬件及系统线路的布置。

为了更进一步的筒化系统线路布置，本发明还 提供了第四种实施方式。 请参考图 7, 该图是本发明第四种实施方式提供混凝土泵车 位置检测方法 的流程图。 该实施方式包括以下步骤：

S111 , 使动态参考点 D的第一超声波发射器发射初始超声波。 发射时 刻 i己为 To;

5112, 使各所述检测基点的第一超声波接收器接收第 一超声波发射器 发射的初始超声波， 并在接收到初始超声波后， 使该检测基点上第二超声 波发射器发射预定频率的反馈超声波， 为了使动态参考点 D的第二超声波 接收器能够区别来自于不同检测基点的反馈超 声波， 各检测基点上第二超 声波发射器发射的反馈超声波的频率互不相同 ；

5113 ,使所述动态参考点 D的第二超声波接收器接收第二超声波发射 器发射的预定频率的反馈超声波；

5114,根据第一超声波发射器发射预定频率的超� ��波的时刻 T。与第二 超声波接收器接收到预定频率的反馈超声波的 时刻， 分别获得超声波从动 态参考点到达各检测基点之后再返回所经历的 传播时间； 即分别获得 At _A 、 ΔΔί _Β ^ At _c ;

然后按照第三种实施方式进行步骤 S120和 S130,实现本发明的目的。 超声波在空气中的传输速度 c与实际工作环境相关， 一般来讲， 可以 根据下述公式： c=cO(l+T/273) ^1/2 (m/s) 获得。 其中： T为绝对温度， c0=331.4m/s, 在测速要求不是很高的情况下， 也可以使 c为常数 340m/s。 在要求精度较高时， 可以设置一个温度传感器， 以根据作业环境的温度变 化调整预置的超声波传输速度， 以获得更精确的检测结果。 为了提高检测 结果， 本发明实施例二提供了另一种混凝土泵车位置 检测方法。

请参考图 8 , 该图是本发明实施例二提供的混凝土泵车位置 检测方法 的总体流程图。 与实施例一提供的混凝土泵车位置检测装置的 总体流程图 相比， 具有以下区别：

在所述步骤 S110之前还包括步骤：

S100, 使混凝土泵车处于预定状态， 在该状态下， 动态参考点 D位于 标定位置， 在参考坐标系中具有标定坐标参数。

启动、触发步骤 S100的具体方式可以是人工选择触发，也可以� �混凝 土泵车处于预定状态时， 用适当的中央处理单元自动触发， 或根据其他具 体策略触发。 此时， 动态参考点 D的标定坐标参数记为 （X。， Y。， Ζ ₀ ), 标定位置可以是预定的位置，可以是混凝土泵 的软管 17在竖直状态下，动 态参考点 D所在的位置。 由于动态参考点 D位置确定， 标定坐标参数也确 定， 各检测基点与动态参考点 D之间的距离也就可以确定； 此时， 检测基 点 Α与动态参考点 D之间的距离可以记为 L _A0 ,检测基点 B与动态参考点 D之间的距离可以记为 L _B0 , 检测基点 C与动态参考点 D之间的距离可以 记为 L _co 。

在所述步骤 S110中获得超声波在预定路径的传播时间，然� �进入以下 步骤：

S120a, 根据获得的超声波在预定路径的传播时间和所 述标定坐标参 数， 获得预置的超声波传输速率。

在步骤 S110根据上述第一、 第二种实施方式获得传播时间 At _A 、 Δί _Β 和 At _c 时， 通过以下方式获得预置的传输速率：

c= (L _A0 /At _A +L _B0 /At _A +L _C0 /At _A ) /3； 或， c=

( ,I(X ₀ -X _A ) ² +(Y ₀ -Y _A ) ² (Z ₀ -Z _A ) ² )/At _A + ,l(X ₀ -X _B ) ² +(Y ₀ -Y _B ) ² (Z ₀ -Z _B ) ² )/At _B + ,l(X ₀ -X _c ) ² +(Y ₀ -Y _c ) ² (Z ₀ -Z _c ) ² )/At _c )/3

在步骤 S110根据上述第三、 第四种实施方式获得传播时间 At _A 、 Δί _Β 和 At _c 时， 通过以下方式获得预置的传输速率：

c= (L _A0 /At _A + L _B0 /At _A + LCO/ΔΙΑ) 2/3 或， c=

( ,I(X ₀ -X _A ) ² +(Y ₀ -Y _A ) ² (Z ₀ -Z _A ) ² )/At _A + ,l(X ₀ -X _B ) ² +(Y ₀ -Y _B ) ² (Z ₀ -Z _B ) ² )/At _B + ,l(X ₀ -X _c ) ² +(Y ₀ -Y _c ) ² (Z ₀ -Z _c ) ² )/At _c )2/

为了提高标定精度， 本例为优选技术方案， 以平均值的方式获得超声 波传输速率， 在特定情况下， 也可以通过一个检测基点获得超声波传输速 通过上述方式， 可以获得与实际工作环境相符的超声波传输速 度， 并 将获得的传输速率作为预置的传输速率进行混 凝土出口位置的检测。

SllOa, 使混凝土泵车处于工作状态， 然后， 返回步骤 S110, 按照实 施例一提供的方法对混凝土出口 E进行检测。

使混凝土泵车从标定状态转换处于工作状态， 可以通过人工操作完成， 也可以用适当的中央处理单元根据预定策略自 动完成。

为了获得更多的关于混凝土出口 E信息， 实施例三还提供了另一种混 凝土泵车位置检测方法。 请参考图 9, 该图是本发明实施例三提供的混凝 土泵车位置检测方法的总体流程图。

在所述步骤 S110之前还包括步骤：

S109, 确定混凝土出口 E在参考坐标系 0中的初始坐标参数。 初始坐 标参数为确定混凝土出口 E实时坐标参数的参照。

然后， 进行步骤 S110 、 S120 和 S130。 在所述步骤 S130之后， 还包 括步骤：

S140,根据获得的混凝土出口 E的在参考坐标系 0中的实时坐标参数 和初始坐标参数获得混凝土出口 E在所述参考坐标系中的实时运动方向和 实时运动速度。 初始坐标参数与实时坐标参数的比较， 可以获得混凝土出 口 E在预定周期内的运动方向和运动速度。 通过适当的中央处理单元进行 处理时，根据初始坐标参数和实时坐标参数可 以获得在预定周期 dt内混凝 土出口的运动距离 ds, 再根据公式 V=ds/dt, 获得混凝土出口 E的实时运 动速度。

S150,使所述初始坐标参数与所述实时坐标参数� ��同，返回步骤 S110。 通过实时更新混凝土出口 E的初始坐标参数， 进入下一周期的处理， 获得 混凝土出口 E的实时运动方向、 实时运动速度等信息。 装置部分：

以上对本发明提供的混凝土泵车位置检测方法 进行了描述， 在描述上 述方法的基础上，以下对本发明提供的混凝土 泵车位置检测装置进行描述， 位置检测装置进行描述。 应当说明的是， 实施上述本发明提供的方法并不 限于下述的混凝土泵车位置检测装置。

请参考图 10, 该图是本发明提供的第一种混凝土泵车位置检 测装置的 结构框图， 该混凝土泵车位置检测装置能够以上述第一种 实施方式实施实 施例一提供的混凝土泵车位置检测方法。

本发明提供的第一种混凝土泵车位置检测装置 包括处理器 910、 计时 器 920、 动态传感器 930和三个定点传感器 940。

定点传感器 940与动态传感器 930之间距离小于预定值， 动态传感器 930与上述方法中的动态参考点 D相对应；如图 11所示的动态传感器的安 装位置示意图，动态传感器 930安装在混凝土泵的软管 17上，动态传感器 930与臂架末端 20在竖直方向上距离为 h, 这样能够为动态传感器 930的 位置标定提供方便； 由于操作人员与混凝土出口 E总是保持在一定的范围 内， 根据操作人员的位置， 也能够确定混凝土泵出口 E在参考坐标系 0中 的坐标参数， 因此， 动态传感器 930也可以由操作人员携带。

三个定点传感器 940分别与预定的检测基点 A、 B、 C固定， 各检测基 点在参考坐标系 0中具有不同的坐标参数。

三个定点传感器 940分别具有第一超声波发射器， 动态传感器 930具 有第一超声波接收器。 第一超声波发射器能够根据处理器 910的触发命令 触发， 发射预定频率的超声波， 各定点传感器 940的第一超声波发射器发 射的超声波的频率互不相同； 动态传感器 930的第一超声波接收器能够在 接收到第一超声波发射器发射的预定频率的超 声波后， 向计时器 920输出 预定已接收指令。

计时器 920能够根据处理器 910的触发命令和预定已接收指令获得超 声波在各定点传感器 940与动态传感器 930之间的传播时间。 处理器 910 能够根据预置的超声波传输速率和计时器 920获得的传播时间， 分别获得 各检测基点与动态传感器 930之间的距离； 再根据获得的距离和所述检测 基点的坐标参数获得混凝土出口 E在所述参考坐标系 0 中的实时坐标参 数。

处理器 910可以通过计时器 920向定点传感器 940的第一超声波发射 器发送触发命令， 也可以在向第一超声波发射器发送触发命令的 同时， 向 计时器 920发送相关指令， 以使计时器 920能够确定超声波发射的时刻； 动态传感器 930和定点传感器 940可以根据处理器 910指令完成处理周期 的同步， 以为计时器 920获得超声波在预定路径的传播时间提供前提 。

其具体的工作过程参考方法部分实施例一提供 的混凝土泵车位置检测 方法的第一种实施方式， 在此不再赘述。

请参考图 12 , 该图是本发明提供的第二种混凝土泵车位置检 测装置的 结构框图， 该混凝土泵车位置检测装置能够以方法部分的 第二种实施方式 实施实施例一提供的混凝土泵车位置检测方法 。

与第一种混凝土泵车位置检测装置的区别在于 ， 该混凝土泵车位置检 测装置中， 动态传感器 930具有第一超声波发射器， 各定点传感器 940具 有第一超声波接收器； 第一超声波发射器能够根据处理器 910的触发命令 触发， 发射超声波； 定点传感器 940的第一超声波接收器能够在接收到第 一超声波发射器发射的超声波后， 向计时器 920输出已接收指令， 其他与 实施例一相同。 本混凝土泵车位置检测装置中， 动态传感器 930的第一超 声波发射器根据处理器 910的触发命令发射一个具有预定频率的超声波 ， 就可以实现本发明的目的， 不需要发送多个不同频率的超声波。

请参考图 13 , 该图是本发明提供的第三种混凝土泵车位置检 测装置的 结构框图， 该混凝土泵车位置检测装置能够以第三种实施 方式实施方法部 分实施例一提供的混凝土泵车位置检测方法。

与上述第一种混凝土泵车位置检测装置相比， 该混凝土泵车位置检测 装置的定点传感器 940具有第一超声波发射器和第二超声波接收器 ； 动态 传感器 930具有第一超声波接收器和三个第二超声波发 射器， 三个第二超 声波发射器与三个定点传感器 940—一对应。 各定点传感器 940的第一超声波发射器分别能够根据处理器 910的触 发命令触发， 发射预定频率的初始超声波， 各定点传感器 940的第一超声 波发射器发射的初始超声波频率互不相同； 第二超声波接收器能够在接收 到预定频率的反馈超声波后， 向计时器 920输出预定已接收指令。

动态传感器 930的第一超声波接收器能够在接收到第一超声 波发射器 发射的预定频率的初始超声波后， 根据预定的策略向预定的第二超声波发 射器发送触发信号， 根据频率的不同， 选择相应的第二超声波发射器， 使 所述第二超声波发射器发射预定频率的反馈超 声波， 动态传感器 930的各 第二超声波发射器发射的反馈超声波频率互不 相同。

计时器 920能够根据处理器 910的触发命令和预定已接收指令获得超 声波从定点传感器 940到达动态传感器 930之后再返回所经历的传播时间。

其他部分与上述第一种混凝土泵车位置检测装 置相同， 只是由于计时 器 920获得的传播时间为超声波从定点传感器 940到达动态传感器 930之 后再返回所经历的传播时间， 因此， 处理器 110应当根据该传播时间的变 化在处理策略上进行调整， 具体的处理策略与方法部分实施例一中第三种 实施方式相同， 在此不再赘述。

本例中， 计时器 920和处理器 910形成的中央处理单元仅需要分别与 各定点传感器 940相连， 不需要同动态传感器 930相连， 因此， 可以筒化 系统线路。

请参考图 14, 该图是本发明提供的第四种混凝土泵车位置检 测装置的 结构框图， 该混凝土泵车位置检测装置能够以方法部分第 四种实施方式实 施实施例一提供的混凝土泵车位置检测方法。

与第三种混凝土泵车位置检测装置相比， 该混凝土泵车位置检测装置 中， 动态传感器 930具有第一超声波发射器和第二超声波接收器 ； 定点传 感器 940具有第一超声波接收器和第二超声波发射器 。

动态传感器 930的第一超声波发射器能够根据处理器 910的触发命令 触发， 发射初始超声波； 第二超声波接收器能够在接收到第二超声波发 射 器发射的预定频率的反馈超声波后， 输出预定已接收指令。

各定点传感器 940的第一超声波接收器能够在接收到所述第一 超声波 发射器发射的初始超声波后， 向该定点传感器 940的第二超声波发射器发 送触发信号， 使该第二超声波发射器发射预定频率的反馈超 声波， 各定点 传感器 940的第二超声波发射器发射的反馈超声波的频 率互不相同。

计时器 920能够根据处理器 910的触发命令和预定已接收指令获得超 声波从动态点传感器 930到达定点传感器 940之后再返回所经历的传播时 间。

其他部分与上述第三种混凝土泵车位置检测装 置相同，在此不再赘述。 由图中可以看出，第四种混凝土泵车位置检测 装置中，定点传感器 940 比较筒单， 触发第二超声波发射器可以通过筒单的硬件电 路实现， 不需要 与处理器 910之间进行通信连接， 也不需要具有数据存储能力； 因此， 可 以将数据处理与通信功能集成到动态传感器 930上， 这样就可以为动态传 感器 930的整体设计及优化提供便利， 以方便地建立混凝土泵车位置检测 装置与智能控制系统之间的联系。 另外， 第三种混凝土泵车位置检测装置 中， 在一个检测周期内， 需要产生 6个超声波， 而第四种混凝土泵车位置 检测装置仅需要产生 4个超声波就可以实现检测目的， 可以减小超声波之 间的干扰， 提高检测结果的准确性。

根据上述描述， 可以确定： 只要在动态传感器 930和定点传感器 940 中， 有一种传感器至少具有超声波发射器和超声波 接收器中的一个， 另一 种传感器至少具有超声波接收器和超声波发射 器中的一个， 且一种传感器 中的所述超声波接收器用于接收另一种传感器 中的超声波发射器发射的超 声波； 就可以实现本发明的目的； 同时， 计时器 920能够根据超声波发射 器发射超声波的时刻与超声波接收器接收到超 声波的时刻， 获得超声波在 预定路径的传播时间， 所述预定路径根据动态传感器与定点传感器之 间的 位置关系确定， 就可以实现本发明的目的。

请参考图 15 , 该图是本发明提供的第五种混凝土泵车位置检 测装置的 结构框图， 该混凝土泵车位置检测装置与上述方法部分实 施例二提供的混 凝土泵车位置检测方法相对应。

与上述第四种混凝土泵车位置检测装置相比， 第五种混凝土泵车位置 检测装置还包括存储单元 950和标定单元 960。 存储单元 950存储有混凝土泵车在预定状态下， 动态传感器 930在参 考坐标系 0中的标定坐标参数； 标定单元 960根据计时器 920获得超声波 在预定路径的传播时间及预定策略获得超声波 传输速率， 并将获得的超声 波传输速率存储在存储单元 950中作为预置的超声波传输速率， 以为处理 器 910按照预定策略进行处理提供基础。 其具体的工作过程参考方法部分 实施例二提供的混凝土泵车位置检测方法。

应当说明的是， 上述存储单元 950和标定单元 960不仅能够与上述第 四种混凝土泵车位置检测装置相结合， 也可以与本发明提供的其他混凝土 泵车位置检测装置相结合， 实现对超声波传输速率的标定。

为了方便对超声波传输速率的标定， 混凝土泵车位置检测装置还可以 包括标定触发单元， 用于在预定时间触发标定单元 960。 标定触发单元可 以是一个输入装置， 以使混凝土泵车位置检测装置根据输入装置的 输入进 行对超声波传输速率的标定； 也可以将标定触发单元与处理器 910相连， 以根据预定的策略， 在预定的状态下触发标定单元 960, 对超声波传输速 率的标定。

为了使混凝土泵车位置检测装置能够产生更多 的信息， 为臂架的智能 控制系统提供更多参考信息， 更准确地获得臂架运动的引导信息， 还可以 使处理器 910能够根据获得的混凝土出口 E在所述参考坐标系中的实时坐 标参数和初始坐标参数获得混凝土出口 E在所述参考坐标系中的实时运动 方向和实时运动速度， 初始坐标参数可以存储在存储单元 950中， 也可以 存储在处理器 910中； 初始坐标参数还可以根据处理器 910获得的混凝土 出口 E实时坐标参数进行更新， 以在下一处理周期中， 以更新过的坐标参 数作为初始坐标参数， 获得混凝土出口 E在所述参考坐标系中的实时运动 方向和实时运动速度。 其具体处理过程参考方法部分实施例三提供的 混凝 土泵车位置检测方法， 在此不再赘述。

在提供上述混凝土泵车位置检测装置的基础上 ， 本发明还提供了一种 混凝土泵车， 包括底座 10、 转台 11、 臂架 9, 转台 11通过回转机构安装 在底座 10上， 臂架 9包括软管 17和多节顺序铰接的臂段， 臂架 9的基臂 12与转台 11相连， 软管 17连接在臂架 9末臂段 16的臂架末端 20; 还包 括智能控制系统，所述智能控制系统用于控制 臂架末端 20在基础坐标系中 的位置， 可以是背景技术中的描述的智能控制系统； 与现有技术的区别在 于， 还包括上述任一种混凝土泵车位置检测装置， 所述智能控制系统根据 处理器 910获得的信息获得臂架运动的引导信息，以控 制臂架末端 20运动 方向及运动速度， 使臂架末端 20随混凝土出口 E移动， 使臂架末端 20到 达或保持在预定的位置。

混凝土泵车的智能控制系统对臂架系统 8以基础坐标系为基础控制臂 架末端 20的动作； 只要是混凝土泵车位置检测装置的参考坐标系 0与基 础坐标系之间存在确定的关系， 就可以将混凝土出口 E在参考坐标系中的 实时坐标参数、 运动方向或运动速度等相关信息转换为在基础 坐标系中的 相关信息;在检测基点位于臂架 9上时， 根据臂架 9与转台 11之间角度及 各臂段之间的夹角， 就可以获得检测基点的坐标参考参数； 这样， 智能控 制系统就可以根据混凝土出口 E在基础坐标系上的相关信息， 确定臂架末 端 20的运动方向及速度，按照预定的方式通过控� ��液压马达、液压缸的协 调动作控制臂架末端 20的运动路径、 运动速度， 实现臂架末端 20与混凝 土出口 E的随动。 优选的技术方案是， 使参考坐标系 0与基础坐标系相重 合， 以为智能控制系统控制臂架末端 20的运动路径提供方便。

在臂架末端 20随混凝土出口位置移动时，就可以实现臂架� ��统 8在操 作人员的引导操作下动作， 到达预定的浇注位置， 保证混凝土浇注作业的 质量。

请再参考图 11 , 为了方便操作人员的引导操作， 可以在软管 17上设 置一个操作手柄 1010, 以方法操作人员的操作， 同时， 操作手柄 1010上 可以设置相应的控制装置 1011 , 以在特定工况下进行操作模式的选择， 如 在选择随动模式时， 使臂架末端 20随混凝土出口 E位置而调整， 在紧急 情况下， 可以通过应急模式， 使臂架系统 8停止动作， 等等。

以上所述仅是本发明的优选实施方式， 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的前提下， 还可以做出若干改进 和润饰， 这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。