检测工程机械的臂架振动的方法、 装置、 系统及工程机械 技术领域 本发明涉及一种振动参数测量技术领域， 尤其涉及一种检测工程机械的臂架振动 的方法、 装置、 系统及工程机械。 背景技术 在具有臂架的工程机械的相关的研究工作中， 往往需要研究臂架的振动情况， 即 臂架的稳定性。 以混凝土泵车的臂架的振动为例， 对于臂架的振动参数 （主要包括振 动位移和振动频率） 的检测， 现有技术中的检测方法主要有人工测量、 采用拉线传感 器或加速度传感器或红外测距传感器等方法。 其中， 人工测量的方法一般是在所测臂 架的端部悬挂一条作为标志的绳子， 通过人工测量记录绳子与地面距离的变化， 检测 出臂架端点的振动情况；使用拉线传感器和红 外测距传感器测量臂架振动的方法类似， 都是通过安装在臂架端部的传感器感测臂架端 部与地面的距离， 进而得到臂架末端的 实际位移， 从而得到臂架的振动位移和频率； 加速度传感器用于感测臂架末端的振动 加速力， 根据该加速力最终得到臂架端部的振动位移和 频率。 上述的检测方法中的人工测量的方法费时费力 ， 耗费的人力成本大， 工作量大， 采集数据困难， 且精确度低， 无法做到对臂架振动参数的实时监测， 不利于分析。 而 其他的使用拉线传感器、 红外传感器和加速度传感器等的方法也仅能检 测到臂架端部 振动位移的情况， 无法记录和分析臂架姿态对臂架振动的影响。 具体地， 例如使用加 速度传感器时， 如使用单轴加速度传感器， 则只能检测到一个方向上的振动情况， 且 不易确定所测点的位置， 从而不利于记录和分析臂架姿态对臂架振动的 影响。 发明内容 本发明所要解决的技术问题是提供一种检测臂 架振动参数的方法、 装置、 系统及 工程机械， 该方法、 装置及系统能够提供对工程机械的臂架在不同 姿态下的振动情况 的检测。 为解决上述技术问题， 根据本发明的一个方面， 提供了一种检测工程机械的臂架 振动的方法， 该方法包括： 在多个时刻读取臂架的水平面内的旋转角度和 竖直面内的 旋转角度， 其中， 水平面内的旋转角度为臂架在三维坐标系的 XOY面上的投影与三 维坐标系的 X轴之间的夹角； 竖直面内的旋转角度为臂架与三维坐标系的 XOY面之 间的夹角； 三维坐标系的坐标原点为臂架的一个端部， 三维坐标系的 XOY面位于水 平面内， XOZ面位于竖直面内； 根据臂架的长度、 各个时刻所读取的水平面内的旋转 角度和竖直面内的旋转角度计算出臂架的端部 在各个时刻的三维坐标； 根据计算得到 的各个时刻的三维坐标， 得到三维坐标随时间变化的情况。 进一步地， 臂架的水平面内的旋转角度由设置在工程机械 上的编码器感测； 竖直 面内的旋转角度由设置在臂架上的倾角传感器 感测。 进一步地， 在读取水平面内的旋转角度和竖直面内的旋转 角度之前， 该方法还包 括： 设定水平面内的旋转角度的基准点； 设定竖直面内的旋转角度的基准点。 进一步地， 根据计算得到的各个时刻的三维坐标， 得到三维坐标随时间变化的情 况的步骤包括：分别制作出臂架的端部的三维 坐标中的每一个随时间变化的时间 -坐标 曲线。 进一步地， 在分别制作出臂架的端部的三维坐标中的每一 个随时间变化的时间- 坐标曲线后， 该方法还包括： 根据每条时间-坐标曲线计算出相应的时间 -振动位移曲 线和时间-振动频率曲线。 进一步地， 臂架为多节， 各节臂架之间的水平面内的旋转角度相同， 编码器设置 在工程机械的转台上， 感测与转台连接的第一节臂架的水平面内的旋 转角度。 根据本发明的另一个方面， 还提供了一种检测工程机械的臂架振动的装置 ， 该装 置包括： 接收设备， 用于在多个时刻读取臂架的水平面内的旋转角 度和竖直面内的旋 转角度， 其中， 水平面内的旋转角度为臂架在三维坐标系的 XOY面上的投影与三维 坐标系的 X轴之间的夹角； 竖直面内的旋转角度为臂架与三维坐标系的 XOY面之间 的夹角； 三维坐标系的坐标原点为臂架的一个端部， 三维坐标系的 XOY面位于水平 面内， XOZ 面位于竖直面内； 计算设备， 用于根据臂架的长度、 各个时刻所读取的 水平面内的旋转角度和竖直面内的旋转角度计 算出臂架的端部在各个时刻的三维坐 标； 获取设备， 用于根据计算得到的各个时刻的三维坐标， 得到三维坐标随时间变化 的情况。 进一步地， 该装置还包括： 第一设定设备， 用于在读取水平面内的旋转角度和竖 直面内的旋转角度之前， 根据编码器的安装位置设定水平面内的旋转角 度的基准点； 第二设定设备， 用于根据倾角传感器的安装位置设定竖直面内 的旋转角度的基准点。 根据本发明的又一个方面， 还提供了一种检测工程机械的臂架振动的系统 ， 该系 统包括上述的任何一种检测工程机械的臂架振 动的装置。 根据本发明的又一个方面， 还提供了一种工程机械， 该工程机械包括上述的检测 工程机械的臂架振动的系统。 本发明具有以下有益效果： 本发明的检测工程机械的臂架振动的方法获得 臂架的水平面内的旋转角度以及竖 直面内的旋转角度， 本领域技术人员可以理解， 对于一节臂架来说， 根据其长度、 水 平面内的旋转角度和竖直面内的旋转角度， 可以计算出该节臂架端部的三维坐标， 并 可以根据臂架端部各个时刻的三维坐标得到三 维坐标变化的情况。 由于使用此方法和 相应的检测装置以及检测系统能够获得各节 （包括一节的情况） 臂架端部在多个时刻 的三维坐标， 从而可以记录所检测端点在各个时刻的空间位 置， 以得到臂架在各个时 刻的姿态； 再通过三维坐标随时间的变化， 可以直接检测到端点在各个时刻在不同方 向上的振动位移， 所以实现了方便地检测臂架在不同姿态下分别 在三维方向上的振动 情况。 另外， 此方法更加智能化、 自动化， 避免了人工记录臂架端部坐标的工作， 并 且检测结果更精确。 除了上面所描述的目的、特征和优点之外， 本发明还有其它的目的、特征和优点。 下面将参照图， 对本发明作进一步详细的说明。 附图说明 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。 在附图中： 图 1是根据本发明的第一实施例的检测工程机械� �臂架振动的方法的示意图； 图 2是根据本发明的第二实施例的检测工程机械� �臂架振动的方法中所建立的三 维坐标系与被检测的臂架之间位置关系的示意 图； 图 3是根据本发明的第二实施例的检测工程机械� �臂架振动的方法的示意图； 图 4 是根据本发明的第三实施例的检测工程机械的 臂架振动的装置的组成示意 图； 图 5 是根据本发明的第四实施例的检测工程机械的 臂架振动的装置的组成示意 图。 具体实施方式 以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明 ， 但是本发明可以由权利要求限定 和覆盖的多种不同方式实施。 如图 1所示， 在根据本发明的第一实施例中， 被检测的工程机械为混凝土泵车的 臂架， 检测混凝土泵车的臂架振动的方法包括： 步骤 S102: 在多个时刻读取臂架的水平面内的旋转角度， 和该节臂架的竖直面内 的旋转角度； 之后执行的步骤 S104: 根据臂架的长度、 各个时刻所读取的水平面的旋转角度、 竖直面内的旋转角度计算出臂架的端部在各个 时刻的三维坐标； 之后执行的步骤 S106: 根据计算得到的各个时刻三维坐标， 得到三维坐标随时间 变化的情况。 其中， 水平面内的旋转角度 θο为臂架在三维坐标系的 ΧΟΥ面上的投影与三维坐 标系的 X轴之间的夹角； 竖直面内的旋转角度 为臂架与三维坐标系的 ΧΟΥ面之间 的夹角； 三维坐标系的坐标原点为臂架的一个端部 0， 三维坐标系的 ΧΟΥ面位于水 平面内， ΧΟΖ面位于竖直面内； 由于使用此方法能够获得臂架端部在多个时刻 的三维坐标， 从而可以记录所检测 端点在各个时刻的空间位置， 进而可以得到臂架在各个时刻的姿态； 再通过臂架端部 的三维坐标随时间的变化，可以直接检测到端 点在各个时刻在不同方向上的振动位移， 从而实现了方便地检测臂架在不同姿态下分别 在三维方向上的振动情况。 另外， 此方 法更加智能化、 自动化， 避免了人工记录臂架端部坐标的工作， 并且检测结果更精确。 优选地， 臂架的水平面内的旋转角度可以由设置在工程 机械上的编码器感测， 该 编码器可以例如设置在控制臂架在水平面内旋 转的电机或减速器上； 臂架的竖直面内 的旋转角度可以由设置在臂架上的倾角传感器 来感测。 如图 2所示， 在第二实施例中将以具有四节臂架的混凝土泵 车为例对本发明进行 具体说明， 在本实施例中， 各节臂架的水平面内的旋转角度均为 θ。， 而各节臂架的竖 直面内的旋转角度依次为 6i、 θ ₂ 、 θ ₃ 、 θ ₄ , 各节臂架的长度依次为 dl、 d2、 d3、 d4， 并且各节臂架的端部依次为 A、 B、 C、 D。 从图 2中可以看出， 在本实施例中， 混凝土泵车上的各节臂架的水平面内的旋转 角度相同， 也就是， 各节臂架之间只在同一个竖直平面内相对旋转 ， 编码器设置在驱 动臂架在水平面内旋转的电机上的减速器上。 从而编码器所感测到的第一节臂架的水 平面内的旋转角度 θ。也同时是其他各节臂架的水平面内的旋转� ��度。 当然， 本实施例 选取了最简单的情况， 在实践中， 各节臂架之间也可以具有水平面上的相互旋转 ， 从 而使各节臂架在水平面内的旋转角度不同。 如图 2所示， 在本实施例中， 该三维坐标系以臂架的一个端部为原点 0， 包括相 互垂直的 X轴、 Υ轴和 Ζ轴， ΧΟΥ面位于水平面内， ΧΟΖ面位于竖直面内。 其中， 各节臂架的水平面内的旋转角度 θο为各节臂架在三维坐标系的 ΧΟΥ面上的投影与三 维坐标系的 X轴之间的夹角； 各节臂架的竖直面内的旋转角度 6i、 θ ₂ 、 θ ₃ 、 θ ₄ 为各节 臂架与三维坐标系的 ΧΟΥ平面之间的夹角。 在此三维坐标系中， 很容易根据各节臂 架的长度以及各节臂架的水平面内的旋转角度 和竖直面内的旋转角度而计算出各节臂 架的端部 、 B、 C、 D的三维坐标， 各节臂架的端部 、 B、 C、 D的三维坐标分别为 ( XA,YA,Z _A ) ( XB,YB,Z _B ) ( XC,YC,Z _C ) ( X _D ,Y _D ,Z _D )。 如图 3所示， 在根据本发明的第二实施例中， 步骤 S202和步骤 S204分别与第一 实施例中的步骤 S102和步骤 S104相同， 并且在步骤 S202之前， 还包括： 步骤 S201：设定水平面内的旋转角度 θ。的基准点，并设定竖直面内的旋转角度 、 θ ₂ 、 θ ₃ 、 θ ₄ 的基准点。 其中， 当使用编码器检测臂架在水平面内的旋转角度 时， 将臂架固定在认为规定 的合适的旋转位置上， 并将来自编码器的脉冲数清零， 即设定好了水平面内的旋转角 度 θ。的基准点。 当使用倾角传感器检测臂架在竖直面内的旋转 角度时， 将臂架固定在 规定的合适的竖直面上的位置上，并将来自倾 角传感器的电信号定义为零度的电信号， 即设定好了水平面内的旋转角度 θο的基准点。 优选地， 在步骤 204， 即计算出各节臂架的端部 A、 B、 C、 D在各个时刻的三维 坐标之后， 还包括： 步骤 S206: 分别制作出各节臂架的端部 A、 B、 C、 D的三维坐标中的每一个随时 间变化的时间 -坐标曲线，也就是对于每节臂架的端部的三� �坐标（例如端部 A的三个 坐标 X _A 、 Y _A 、 Z _A ) 分别制作出时间-坐标曲线 （图中未示出）。 有了这些时间-坐标曲 线， 能更直观地了解各个臂架端部的位置变化情况 。 更优选地， 在步骤 S206后， 还包括： 步骤 S208:根据每条时间-坐标曲线计算出相应的时间 -振动位移曲线和时间 -振动 频率曲线（或者其他与振动情况相关的曲线） 。 可以理解， 由于如上文所述， 每节臂架 的端部有三个坐标，所以对于每节臂架的端部 都可以相应做出 3条时间-振动位移曲线 和 3条时间-振动频率曲线。 在本实施例中， 因为共有 4节臂架， 所以共可以做出 12 条时间-振动位移曲线和 12条时间-振动频率曲线。 另外， 如上文所述， 优选地， 在本实施例中， 各节臂架之间的水平面内的旋转角 度相同， 均为 θο， 在此情况中， 编码器设置在工程机械的转台上， 感测与转台连接的 第一节臂架的水平面内的旋转角度即可。 本发明还提供了一种检测工程机械的臂架振动 的装置。 如图 4所示， 根据本发明 的第三实施例的该装置包括接收设备 101、 计算设备 102和获取设备 103。 具体地， 接收设备 101用于在多个时刻读取臂架的水平面内的旋转 角度和该节臂 架的竖直面内的旋转角度。 其中， 水平面内的旋转角度为臂架在三维坐标系的 ΧΟΥ 面上的投影与三维坐标系的 X轴之间的夹角； 竖直面内的旋转角度为臂架与三维坐标 系的 ΧΟΥ面之间的夹角； 三维坐标系的坐标原点为臂架的一个端部 0， 三维坐标系 的 ΧΟΥ面位于水平面内， ΧΟΖ面位于竖直面内。 计算设备 102用于根据臂架的长度、 各个时刻所读取的水平面内的旋转角度和竖 直面内的旋转角度计算出臂架的端部在各个时 刻的三维坐标。 获取设备 103用于根据计算得到的各个时刻的三维坐标， 得到三维坐标随时间变 化的情况。 优选地， 如图 5所示根据本发明的第四实施例的该装置还包� �第一设定设备 104 和第二设定设备 105。 该第一设定设备 104用于在读取水平面内的旋转角度和竖直面 内的旋转角度之前， 设定水平面内的旋转角度的基准点； 该第二设定设备 105用于设 定竖直面内的旋转角度的基准点。 本发明还提供了一种检测工程机械的臂架振动 的系统， 该系统包括上述的任何一 种检测工程机械的臂架振动的装置。 优选地， 该系统还可以包括设置在工程机械上的 编码器和设置在臂架上的倾角传感器。 其中编码器用于感测各节臂架的水平面内的旋 转角度， 并输出与其对应的信号； 倾角传感器用于感测臂架的竖直面内的旋转角 度， 并输出与其对应的信号。 该检测工程机械的臂架振动的装置与编码器和 倾角传感器分 别连接， 接收编码器和倾角传感器输出的信号， 根据各节臂架的长度、 水平面内的旋 转角度和竖直面内的旋转角度计算出各节臂架 的端部的三维坐标， 并根据计算得到的 三维坐标的变化情况， 确定各节臂架的振动参数。 由于使用上述装置及系统能够计算获得各节臂 架端部在多个时刻的三维坐标， 从 而可以记录所检测端点在各个时刻的空间位置 ，进而可以得到臂架在各个时刻的姿态; 再通过臂架端部的三维坐标随时间的变化， 可以直接检测到端点在各个时刻在不同方 向上的振动位移， 即实现了方便地检测臂架在不同姿态下分别在 三维方向上的振动情 况。 另外， 此方法、 装置和系统更加智能化、 自动化， 避免了人工记录臂架端部坐标 的工作， 并且检测结果更精确。 以上所述仅为本发明的优选实施例而已， 并不用于限制本发明， 对于本领域的技 术人员来说， 本发明可以有各种更改和变化。 凡在本发明的精神和原则之内， 所作的 任何修改、 等同替换、 改进等， 均应包含在本发明的保护范围之内。