[發明專利]挖掘機自動引導系統

有效

• 申請號: 202010774758.6
• 申請日: 2020-08-04
• 公開（公告）號: CN111708067B
• 公開（公告）日: 2022-04-12
• 發明（設計）人: 蔡德鉤;朱宏偉;葉陽升;陳鋒;張千里;姚建平;閆宏業;堯俊凱;李超;崔穎輝;劉星;張君秀;周陽宗;李斯;李吉亮;楊偉利
• 申請（專利權）人: 中國鐵道科學研究院集團有限公司鐵道建筑研究所;北京鐵科特種工程技術有限公司;中國鐵道科學研究院集團有限公司
• 主分類號: G01S19/46
• 分類號: G01S19/46;G01S19/43;G01S19/41;G01S19/45;G01S19/54;G01S19/14;E02F9/20
• 代理公司: 北京中創云知識產權代理事務所(普通合伙) 11837
• 代理人: 肖佳

1.一種挖掘機自動引導系統，其特征在于，包括：挖掘機機體(6)，所述挖掘機機體(6)的一側固定設置有操作室(11)，所述操作室(11)內部設置有挖掘機操作面板，所述挖掘機操作面板的表面固定安裝有定位定向終端(1)，所述挖掘機機體(6)的另一側固定安裝有用于方向調整的大臂(32)，所述大臂(32)的一端設置有小臂(31)，所述小臂(31)與大臂(32)的鉸接端固定安裝有第二傾角傳感器(3)，所述第二傾角傳感器(3)內置在所述鉸接端的鉸接處，小臂(31)端頭處設置有斗桿(21)，該斗桿(21)的傾斜端固定安裝有鏟斗(22)，所述鏟斗(22)與斗桿(21)的驅動端固定安裝有第一傾角傳感器(2)，所述挖掘機機體(6)的表面固定安裝有底板(401)，所述底板(401)的表面安裝有天線(4)，所述天線(4)的信號接收端與外部設有的基準站(5)的信號發射端通過無線電信號連接；

所述定位定向終端(1)包括與挖掘機操作面板固定連接的殼體(102)，所述殼體(102)的表面嵌接有觸摸屏(101)，所述觸摸屏(101)的背面固定安裝有工控主板(103)，該工控主板(103)的表面通過錫焊電路依次電性連接有基于北斗的GNSS定位定向板卡(104)、WiFi芯片(105)、以太網芯片(106)、RS232接口、CAN總線、三網通多模通信芯片(107)和中央處理器(108)；

所述GNSS定位定向板卡(104)安裝設置在所述工控主板(103)的頂部，所述工控主板(103)的表面邊側中部錫焊有WiFi芯片(105)和以太網芯片(106)，所述工控主板(103)的中部固定安裝有中央處理器(108)，所述中央處理器(108)的底部錫焊有RS232接口、CAN總線，所述RS232接口、CAN總線底部電性連接有三網通多模通信芯片(107)；

所述GNSS定位定向板卡(104)由電性連接的ZDT810定位定向芯片和ZDT820定位定向芯片組成，所述GNSS定位定向板卡(104)、WiFi芯片(105)、以太網芯片(106)、RS232接口、CAN總線、三網通多模通信芯片(107)均與中央處理器(108)錫焊電路電性連接，所述工控主板(103)和觸摸屏(101)均與挖掘機的供電單元電性連接；

所述第一傾角傳感器(2)包括與鏟斗(22)和斗桿(21)的驅動端電感應連接的第一探測頭(201)，所述第一傾角傳感器(2)還包括與第一探測頭(201)電性連接的磁敏感元件(203)，所述第一傾角傳感器(2)的內部固定安裝有基板(202)，所述基板(202)的表面分別集成有磁敏感元件(203)和微處理器，所述微處理器設置在所述基板(202)的中部，所述磁敏感元件(203)的表面電性連接有第一探測頭(201)，所述第一探測頭(201)的檢測端與磁敏感元件(203)電性連接，所述微處理器與磁敏感元件(203)電性連接，所述基板(202)和微處理器與GNSS定位定向板卡(104)電性連接，所述第一傾角傳感器(2)為雙軸傾角傳感器，且第一探測頭(201)為雙軸向電感應端頭，所述定位定向終端(1)搭載有安卓系統，且安裝有以供三維模型導航的定制軟件；

定位定向終端(1)與其他探測物件相結合使用，觸摸屏(101)結合搭載的安卓系統，設置三維挖掘機方位軟件，可直觀得出使用者操作挖掘機時挖掘機的方位、所挖掘的土壤土坡高度，感應到的物體以3D模型模型顯示在觸摸屏(101)上，顯示圖形化和三維化的信息，GNSS定位定向板卡(104)上的ZDT810定位定向芯片和ZDT820定位定向芯片調取北斗導航衛星圖像，實時反應在觸摸屏(101)的表面，在操作挖掘機挖土時，挖掘機周圍的地形發生變化后實時進行更新，三網通多模通信芯片(107)實現與衛星信號基站的無延遲連接。

2.根據權利要求1所述的一種挖掘機自動引導系統，其特征在于：所述第二傾角傳感器(3)包括與小臂(31)和大臂(32)的鉸接端固定連接的第二探測頭，所述第二探測頭與第二傾角傳感器(3)的內部電性連接，且第二傾角傳感器(3)的內部結構與第一傾角傳感器(2)相同。

3.根據權利要求2所述的一種挖掘機自動引導系統，其特征在于：所述天線(4)為GNSS天線，該GNSS天線由天線罩(402)、微帶輻射器(403)、底板(401)和高頻輸出插座組成，所述底板(401)設置在挖掘機機體(6)的表面，與所述挖掘機機體(6)固定連接，所述高頻輸出插座的頂部罩設有天線罩(402)，所述天線罩(402)的下部設有微帶輻射器(403)，所述高頻輸出插座與三網通多模通信芯片(107)無線連接，所述微帶輻射器(403)的信號接收端與基準站(5)無線連接，所述基準站(5)為RTK基準站。