[發明專利]挖掘機電子圍墻的建立方法

有效

• 申請號: 202111134390.8
• 申請日: 2021-09-27
• 公開（公告）號: CN113565165B
• 公開（公告）日: 2022-02-15
• 發明（設計）人: 張斌;宋之克;耿家文;劉立祥;藺相偉;王敦坤;邢澤成;魏紅敏;尹雪峰
• 申請（專利權）人: 徐州徐工挖掘機械有限公司
• 主分類號: E02F9/20
• 分類號: E02F9/20;E02F9/26
• 代理公司: 中國貿促會專利商標事務所有限公司 11038
• 代理人: 李輝

本發明涉及一種挖掘機電子圍墻的建立方法，其中挖掘機包括車架、可轉動地安裝在車架上的回轉平臺、可俯仰擺動地安裝在回轉平臺上的工作臂和可轉動地安裝在工作臂上的鏟斗，工作臂包括與回轉平臺鉸接的第一工作臂和與第一工作臂鉸接的第二工作臂，第二工作臂的遠離第一工作臂的一端與鏟斗鉸接，建立方法包括：建立三維坐標系，三維坐標系包括X軸、Y軸、Z軸和原點O；以及獲得挖掘機的工作臂和鏟斗的工作區域的同一高度在三維坐標系中的邊界線，包括：獲得工作區域的在高度沿挖掘機的周向上的多個邊界點在三維坐標系中的坐標；將相鄰的兩個邊界點相連，以形成依次相連的多條直線，將多條直線形成的邊界線作為電子圍墻。

技術領域

本發明涉及工程機械的自動控制技術領域，具體而言，涉及一種挖掘機電子圍墻的建立方法。

背景技術

挖掘機包括車架、安裝在車架上的回轉平臺、可俯仰擺動地安裝在回轉平臺上的第一臂、與第一臂鉸接的第二臂和與第二臂鉸接的鏟斗。回轉平臺被配置成可相對于車架在水平面內轉動，第二臂的一端與第一臂鉸接，另一端與鏟斗鉸接。第二臂被配置成可相對于第一臂在豎直平面內擺動，鏟斗被配置成可相對于第二臂在豎直平面內俯仰擺動。

挖掘機的液壓系統包括驅動回轉平臺轉動的驅動部件，驅動部件包括液壓缸和液壓馬達中的一個。液壓系統還包括驅動第一臂相對于回轉平臺俯仰擺動的第一液壓缸、用于驅動第二臂相對于第一臂擺動的第二液壓缸和驅動鏟斗相對于第二臂擺動的第三液壓缸。

挖掘機還包括檢測回轉平臺相對于車架的回轉角度的第一角度傳感器、檢測第一臂相對于回轉平臺的角度的第二角度傳感器、檢測第二臂相對于第一臂的角度的第三角度傳感器和檢測鏟斗相對于第二臂的角度的第四角度傳感器。

挖掘機的控制器與第一至第四角度傳感器以及液壓系統信號連接，以限制挖掘機的鏟斗的工作范圍，從而形成電子圍墻。

隨著科技的進步，挖掘機的智能化發展也進入了加速期，在一些救援搶險、修坡、平地等特殊作業時，或多或少的使用挖掘機進行無人駕駛施工，但是在一些特殊場合，尤其是活動空間較小，隨高度變化活動空間也變化的場合，例如礦洞挖掘，不規則深坑清理作業等，需要對挖機的工作范圍進行限制，以免造成撞車事故或者挖到不該挖的地方。

現有技術中，電子圍墻僅是考慮鏟斗與障礙物的水平距離，以限制鏟斗的工作半徑，沒有考慮復雜的具體工作場景，導致鏟斗的活動區域被限制的過大或過小。

發明內容

本發明旨在提供一種挖掘機電子圍墻的建立方法，以改善相關技術中存在挖掘機的電子圍墻與實際的工作場景不相符的問題。

根據本發明實施例的一個方面，提供了一種挖掘機電子圍墻的建立方法，其中挖掘機包括車架、可轉動地安裝在車架上的回轉平臺、可俯仰擺動地安裝在回轉平臺上的工作臂和可轉動地安裝在工作臂上的鏟斗，工作臂包括與回轉平臺鉸接的第一工作臂和與第一工作臂鉸接的第二工作臂，第二工作臂的遠離第一工作臂的一端與鏟斗鉸接，建立方法包括：建立三維坐標系，三維坐標系包括X軸、Y軸、Z軸和原點O；以及，獲得挖掘機的工作臂和鏟斗的工作區域的同一高度在三維坐標系中的邊界線，包括：獲得工作區域的在上述同一高度沿挖掘機的周向上的多個邊界點在三維坐標系中的坐標；將相鄰的兩個邊界點相連，以形成依次相連的多條直線，將多條直線形成的邊界線作為電子圍墻。

在一些實施例中，三維坐標系的X軸和Y軸位于同一水平面內，三維坐標系的Z軸沿豎直方向延伸。

在一些實施例中，三維坐標系的原點O為工作臂與回轉平臺的鉸接點。

在一些實施例中，X軸和Y軸中的一個沿挖掘機的寬度方向延伸，另一個沿挖掘機的長度方向延伸。

在一些實施例中，建立方法還包括：根據相鄰兩邊界點的坐標計算連接相鄰兩邊界點的直線的函數式y=f_n(x),其中，n為自然數且代表直線的編號； 以及，監測工作臂和/或鏟斗上的監測點的坐標,并判斷監測點的坐標是否位于邊界線內。