[發明專利]一種挖掘機自動引導施工系統及施工方法

在審

• 申請號: 201810854907.2
• 申請日: 2018-07-31
• 公開（公告）號: CN108894272A
• 公開（公告）日: 2018-11-27
• 發明（設計）人: 王奉秒;陳維雄;陳會君;劉靖宇;夏金玲;徐敦輝;袁淑芬
• 申請（專利權）人: 青島雷沃工程機械有限公司
• 主分類號: E02F9/20
• 分類號: E02F9/20;E02F9/22
• 代理公司: 青島智地領創專利代理有限公司 37252
• 代理人: 陳海濱

本發明提供了一種挖掘機自動引導施工系統及施工方法，解決了挖掘機自動施工和實施管控施工精度的技術問題，挖掘機自動引導系統包括衛星、基站、GPS信號接收器、電臺、整車控制器、整車引導控制器、姿態傳感器和整機液壓控制器，利用該系統進行施工方法，首先將施工位置和施工工況輸入整車控制器，然后根據GPS信號接收器確認挖掘機位置，通過姿態傳感器接收實時工況信息，工況信息反饋至整車引導控制器后計算施工誤差，將誤差反饋至整車控制器，整車控制器進一步調整挖掘機施工動作。本發明還具有施工精度高，避免了人工測量，降低了對施工人員的技術要求，降低施工成本，提高了施工效率。

技術領域

本發明涉及一種挖掘機自動施工技術領域，尤其是一種挖掘機的自動引導施工控制系統及利用該系統施工的方法。

背景技術

電控操作系統的發展為挖掘機的自動化施工奠定了基礎，其中挖掘機的控制系統結構包括：操縱手柄、控制裝置、先導控制比例閥，利用各控制信息對回轉、動臂、斗桿、鏟斗等4個動作機構的8個動作先導控制比例閥進行控制。電子控制技術在液壓挖掘機節能技術上也得到了廣泛的應用，主要圍繞挖掘機各重要部件，例如變量泵、行走馬達、回轉馬達、發動機和各種控制閥進行控制優化，圍繞液壓挖掘機整機進行展開，實現液壓系統與負載、發動機與變量泵系統的最佳綜合控制。目前大多數施工項目施工流程是人工測繪、物理標定、挖掘機施工和人工測繪驗收，施工存在對施工工人能力要求高、人員數量要求多、施工成本昂貴等問題。

發明內容

為解決挖掘機自動施工和實施管控施工精度的技術問題，本發明提供了一種挖掘機自動引導施工系統及施工方法，具體技術方案如下。

一種挖掘機自動引導施工系統，包括衛星、基站、GPS信號接收器、電臺、整車控制器、整車引導控制器、姿態傳感器和整機液壓控制器；所述衛星和GPS信號接收器用于挖掘機的精準定位和行進導向；所述基站通過發射無線電波向電臺發送控制信號和通訊信號；所述電臺、整車控制器、整車引導控制器、姿態傳感器和整機液壓控制器安裝在挖掘機上；所述姿態傳感器至少設置有3個，用于反饋挖掘機工況信息；所述整車控制器向挖掘機的整機液壓控制器發送控制信號，所述整車引導控制器控制挖掘機的行進和運動路線。

進一步的，基站記錄并反饋挖掘機所處的海拔高度、溫度、風力大小和所處位置水深的實時信息，所述姿態傳感器反饋挖掘機斗桿、動臂和鏟斗的轉動角度和位置以及挖掘機的行進速度、方向、傾角位置的實時信息。

進一步的，基站是可移動基站，基站設置在工程車上跟隨挖掘機施工地點移動。

進一步的，整車引導控制器與GPS信號接收器、電臺和姿態傳感器之間實時傳輸工況信息，所述整車引導控制器和整車控制器相連，整車控制器和整機液壓控制器相連。

進一步的，姿態傳感器包括鏟斗油缸位移傳感器、動臂角度傳感器和斗桿角度傳感器。

一種挖掘機自動引導施工方法，利用上述一種挖掘機自動引導施工系統，包括以下步驟：將施工位置和施工工況輸入整車控制器；根據GPS信號接收器獲取的衛星定位信息確認挖掘機位置；通過挖掘機的姿態傳感器接收實時工況信息，并將工況信息反饋至整車引導控制器；整車控制器計算施工誤差，將誤差反饋至整車控制器，整車控制器進一步調整挖掘機的施工動作。

本發明的有益效果包括：(1)通過衛星定位系統和姿態傳感器控制系統，實現了挖掘機的實時定位從而引導挖局自動行進，并根據工況信息自動完成施工，解決了特殊情況下的作業，例如水下作業、高危區域作業等情況下的挖掘機施工；(2)利用自動引導施工系統的施工方法，實現了工況信息反饋至整車引導控制器后計算施工誤差，將誤差反饋至整車控制器，整車控制器進一步調整挖掘機施工動作，實現了挖掘機施工系統的自動施工；(3)本發明還具有施工精度高，避免了人工測量，降低對施工人員的技術要求，降低施工成本，提高施工效率等優點。

附圖說明

圖1是挖掘機自動引導施工系統示意圖；