[發(fā)明專利]一種挖掘機輔助作業(yè)控制方法及系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201911418527.5
• 申請日: 2019-12-31
• 公開（公告）號: CN111042245B
• 公開（公告）日: 2022-04-05
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 姜雷;雷保軍
• 申請（專利權(quán)）人: 濰柴動力股份有限公司
• 主分類號: E02F3/43
• 分類號: E02F3/43
• 代理公司: 北京集佳知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11227
• 代理人: 溫可睿

1.一種挖掘機輔助作業(yè)控制方法，其特征在于，所述方法包括：

在接收到作業(yè)操作指令的情況下，獲取挖掘機的鏟斗傾角、斗桿傾角、動臂傾角和機身傾角；其中，所述鏟斗傾角是通過鏟斗傾角傳感器采集的、所述斗桿傾角是通過斗桿傾角傳感器采集的、所述動臂傾角是通過動臂傾角傳感器采集的、所述機身傾角是通過機身傾角傳感器采集的，所述鏟斗傾角傳感器安裝于所述挖掘機的搖桿上、通過四連桿角度推算所述鏟斗傾角；

至少基于所述鏟斗傾角、所述斗桿傾角、所述動臂傾角和所述機身傾角控制所述挖掘機的主閥動作，通過所述主閥的油路驅(qū)動油缸動作，以控制所述挖掘機的鏟斗挖掘/卸載、斗桿挖掘/卸載、以及動臂提升/下降，從而實現(xiàn)所述挖掘機的鏟斗沿直線/斜線運動；

所述至少基于所述鏟斗傾角、所述斗桿傾角、所述動臂傾角和所述機身傾角控制所述挖掘機的主閥動作，包括：

根據(jù)所述鏟斗傾角、所述斗桿傾角、所述動臂傾角和所述機身傾角計算所述挖掘機鏟斗的實際斗尖位置；

利用所述實際斗尖位置預(yù)測所述作業(yè)操作指令對應(yīng)的所述挖掘機鏟斗的斗尖運動軌跡；

從所述斗尖運動軌跡上確定所述挖掘機鏟斗的目標斗尖位置，并通過所述目標斗尖位置計算目標鏟斗傾角、目標斗桿傾角、目標動臂傾角和目標機身傾角；

生成與所述鏟斗傾角與所述目標鏟斗傾角的偏差量、所述斗桿傾角與所述目標斗桿傾角的偏差量、所述動臂傾角與所述目標動臂傾角的偏差量、以及所述機身傾角與所述目標機身傾角的偏差量相對應(yīng)的鏟斗預(yù)控制參數(shù)、斗桿預(yù)控制參數(shù)和動臂預(yù)控制參數(shù)；

至少基于所述鏟斗預(yù)控制參數(shù)、所述斗桿預(yù)控制參數(shù)和所述動臂預(yù)控制參數(shù)控制所述主閥動作，具體是，至少將所述鏟斗預(yù)控制參數(shù)、所述斗桿預(yù)控制參數(shù)和所述動臂預(yù)控制參數(shù)作為控制器的輸入信號，所述控制器基于所述輸入信號輸出控制信號，所述控制信號控制所述挖掘機的主閥動作。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述至少基于所述鏟斗預(yù)控制參數(shù)、所述斗桿預(yù)控制參數(shù)和所述動臂預(yù)控制參數(shù)控制所述主閥動作之前，所述方法還包括：

按照預(yù)設(shè)的動臂控制規(guī)則對所述鏟斗預(yù)控制參數(shù)、所述斗桿預(yù)控制參數(shù)和所述動臂預(yù)控制參數(shù)進行處理；其中，

所述動臂控制規(guī)則包括在所述挖掘機正向運動的過程中，所述挖掘機的斗桿與預(yù)定工作面垂直前所述動臂預(yù)控制參數(shù)表征動臂提升，所述挖掘機的斗桿與所述預(yù)定工作面垂直后所述動臂預(yù)控制參數(shù)表征動臂下降；在所述挖掘機反向運動過程中，所述挖掘機的斗桿與所述預(yù)定工作面垂直前所述動臂預(yù)控制參數(shù)表征動臂提升，所述挖掘機的斗桿與所述預(yù)定工作面垂直后所述動臂預(yù)控制參數(shù)表征動臂下降。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法還包括：

獲取所述挖掘機的負載信息，所述負載信息是通過負載傳感器采集的；其中，所述負載傳感器包括發(fā)動機轉(zhuǎn)速傳感器、檔位傳感器和斗桿油缸壓力傳感器中的一種或多種；

所述至少基于所述鏟斗預(yù)控制參數(shù)、所述斗桿預(yù)控制參數(shù)和所述動臂預(yù)控制參數(shù)控制所述主閥動作，包括：

基于所述鏟斗預(yù)控制參數(shù)、所述斗桿預(yù)控制參數(shù)、所述動臂預(yù)控制參數(shù)和斗桿負載參數(shù)控制所述主閥動作。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法還包括：

在所述動臂預(yù)控制參數(shù)表征動臂提升的情況下，生成與所述動臂預(yù)控制參數(shù)相對應(yīng)的斗桿優(yōu)先控制參數(shù)；其中，所述斗桿優(yōu)先控制參數(shù)為所述挖掘機的動臂提升對斗桿優(yōu)先閥的控制參數(shù)；

所述至少基于所述鏟斗預(yù)控制參數(shù)、所述斗桿預(yù)控制參數(shù)和所述動臂預(yù)控制參數(shù)控制所述主閥動作，通過所述主閥的油路驅(qū)動油缸動作，以控制所述挖掘機的鏟斗挖掘/卸載、斗桿挖掘/卸載、以及動臂提升/下降，包括：

基于所述鏟斗預(yù)控制參數(shù)、所述斗桿預(yù)控制參數(shù)、所述動臂預(yù)控制參數(shù)和所述斗桿優(yōu)先控制參數(shù)控制所述主閥動作，通過所述主閥的油路驅(qū)動油缸動作，以控制所述挖掘機的鏟斗挖掘/卸載、斗桿挖掘/卸載、動臂提升/下降、以及動臂提升對斗桿的優(yōu)先。