[發(fā)明專利]挖掘機控制方法、裝置、挖掘機及存儲介質(zhì)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202111083054.5
• 申請日: 2021-09-15
• 公開（公告）號: CN113737885A
• 公開（公告）日: 2021-12-03
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張越;隋少龍
• 申請（專利權(quán)）人: 北京拓疆者智能科技有限公司
• 主分類號: E02F9/20
• 分類號: E02F9/20;E02F9/22
• 代理公司: 北京辰權(quán)知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11619
• 代理人: 王衛(wèi)麗

1.一種挖掘機控制方法，其特征在于，所述方法包括：

獲取挖掘機各運動部件的液壓缸的伸縮桿伸長量；

根據(jù)所述伸縮桿伸長量和預(yù)設(shè)的挖掘機參數(shù)模型確定所述挖掘機的當(dāng)前位姿；

計算所述挖掘機從所述當(dāng)前位姿到預(yù)設(shè)的目標(biāo)位姿做直線運動的期望路線；

通過調(diào)節(jié)各液壓缸的伸縮桿伸長量，控制所述挖掘機使其按照所述期望路線進行作業(yè)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述運動部件包括動臂、斗桿及搖桿，獲取挖掘機各運動部件運動的液壓缸的伸縮桿伸長量，包括：

通過分別安裝于動臂、斗桿及搖桿的液壓缸上的傳感器獲取各運動部件對應(yīng)的伸縮桿伸長量。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，根據(jù)所述伸縮桿伸長量和預(yù)設(shè)的挖掘機參數(shù)模型確定所述挖掘機的當(dāng)前位姿，包括：

根據(jù)所述伸縮桿伸長量、所述液壓缸的配置參數(shù)以及所述挖掘機各運動部件的長度，計算所述挖掘機末端執(zhí)行器關(guān)節(jié)的當(dāng)前位置；

根據(jù)所述挖掘機末端執(zhí)行器關(guān)節(jié)的當(dāng)前位置和所述挖掘機參數(shù)模型，計算挖掘機的當(dāng)前位姿。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，根據(jù)所述伸縮桿伸長量、所述液壓缸的配置參數(shù)以及所述挖掘機各運動部件的長度，計算挖掘機末端執(zhí)行器關(guān)節(jié)的當(dāng)前位置，包括：

建立垂直于地面的平面坐標(biāo)系，所述平面坐標(biāo)系的原點為動臂與旋轉(zhuǎn)平臺的連接關(guān)節(jié)；

根據(jù)下面公式計算挖掘機末端執(zhí)行器關(guān)節(jié)的當(dāng)前位置坐標(biāo)：

x_e,i＝acosθ_B+bcosθ_A,

y_e,i＝asinθ_B+bsinθ_A,

其中x_e,i，y_e,i分別為挖掘機末端執(zhí)行器關(guān)節(jié)的當(dāng)前位置坐標(biāo)，a為動臂的長度，b為斗桿的長度，θ_B為動臂與指定參考面的夾角，θ_A為斗桿與指定參考面的夾角。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，根據(jù)下面公式計算挖掘機末端執(zhí)行器關(guān)節(jié)的當(dāng)前位置坐標(biāo)之前，還包括：

根據(jù)下面公式計算動臂與斗桿之間的第一夾角：

其中，θ_夾角為所述第一夾角，l_主臂為動臂的液壓缸固定端到動臂與斗桿的轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)之間的距離，l_從臂為動臂的液壓缸伸縮端到動臂與斗桿的轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)之間的距離，l_液壓缸為動臂液壓缸的缸體長度，l_伸長量為動臂液壓缸的伸縮桿長度；

根據(jù)所述第一夾角和所述末端執(zhí)行器關(guān)節(jié)的當(dāng)前位置坐標(biāo)計算各運動部件與所述指定參考面的夾角。

6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，計算所述挖掘機從所述當(dāng)前位姿到預(yù)設(shè)的目標(biāo)位姿做直線運動的期望路線，包括：

確定預(yù)設(shè)的目標(biāo)位姿對應(yīng)的挖掘機末端執(zhí)行器關(guān)節(jié)的目標(biāo)位置；

在所述當(dāng)前位置與所述目標(biāo)位置之間的直線路徑上插值，獲得所述期望路線。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，所述液壓缸包括比例電磁閥，所述調(diào)節(jié)各運動部件的液壓缸的伸縮桿伸長量，包括：

根據(jù)所述期望路線上的插值，確定各插值位置處各運動部件的實時位姿；

根據(jù)所述實時位姿生成相應(yīng)的實時脈沖寬度調(diào)制信號，以控制各運動部件的液壓缸的伸縮桿伸長量。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，計算挖掘機末端執(zhí)行器關(guān)節(jié)的當(dāng)前位置和各運動部件與指定參考面的夾角之后，還包括：

將角度換算為液壓缸的伸縮桿伸長量，且通過求均差得到各液壓缸的伸縮線速度，并形成線速度的時間輸出列表；

將所述線速度乘以一個補償因子，得到對應(yīng)的脈沖寬度調(diào)制信號值的時間輸出列表。