一种挖掘机轨迹规划与控制系统技术方案

本发明专利技术公开了一种挖掘机轨迹规划与控制系统，通过PID控制将将实际测量值与规划运动值进行比较，控制动臂油缸、斗杆油缸、铲斗油缸、液压旋转马达运动，如此将实际轨迹进行校准。本发明专利技术对挖掘机工作装置的运动实现自动准确的控制，在给定铲斗期望运动轨迹的情况下,对挖掘机的工作装置的运动进行控制,实现对期望轨迹跟踪。

【技术实现步骤摘要】
一种挖掘机轨迹规划与控制系统
本专利技术属于挖掘机领域，由其涉及一种挖掘机轨迹规划与控制系统。
技术介绍
液压挖掘机在矿山、建筑业等领域中有着重要的地位。为了提高挖掘机的工作效率、改善其工作特性、缩短循环周期、降低能源消耗、改善工作环境及减轻操作强度,是液压挖掘机一直需要解决的问题。其中最重要的就是挖掘轨迹的确定，具体的就是铲斗轨迹的确定，其一直是一个不能进行准确控制的难题。
技术实现思路
本专利技术为了解决上述问题，提供了一种挖掘机轨迹规划与控制系统。本专利技术具体采用以下技术方案实现，一种挖掘机轨迹规划与控制系统，系统轨迹规划器1、动臂PID控制器2、斗杆PID控制器3、铲斗PID控制器4、回转平台PID控制器5、动臂油缸位移传感器6、斗杆油缸位移传感器7、铲斗油缸位移传感器8、回转平台角度传感器9、动臂油缸10、斗杆油缸11、铲斗油缸12、回转平台13、液压旋转马达14、动臂电液比例阀15、斗杆电液比例阀16、铲斗电液比例阀17、回转平台电液比例阀18、液压泵19；液压泵19的出油口分别连接动臂电液比例阀15、斗杆电液比例阀16、铲斗电液比例阀17和回转平台电液比例阀18，所述动臂电液比例阀15连接动臂油缸10，所述斗杆电液比例阀16连接斗杆油缸11，所述铲斗电液比例阀17连接铲斗油缸12，所述回转平台电液比例阀18连接液压旋转马达14，轨迹规划器1连接动臂PID控制器2、斗杆PID控制器3、铲斗PID控制器4和回转平台PID控制器5，所述动臂PID控制器2、斗杆PID控制器3、铲斗PID控制器4、回转平台PID控制器5分别连接动臂电液比例阀15、斗杆电液比例阀16、铲斗电液比例阀17、回转平台电液比例阀18的两个控制端，动臂油缸位移传感器6、斗杆油缸位移传感器7、铲斗油缸位移传感器8、回转平台角度传感器9分别检测动臂油缸10的位移、斗杆油缸11的位移、铲斗油缸12的位移、回转平台13的旋转角度，并将检测到的数据分别传动到动臂PID控制器2、斗杆PID控制器3、铲斗PID控制器4和回转平台PID控制器5中，动臂PID控制器2、斗杆PID控制器3、铲斗PID控制器4和回转平台PID控制器5将实际测量值与规划运动值进行比较，控制动臂油缸10、斗杆油缸11、铲斗油缸12、液压旋转马达14运动，如此将实际轨迹进行校准。本专利技术有益的效果：对挖掘机工作装置的运动实现自动准确的控制，在给定铲斗期望运动轨迹的情况下,对挖掘机的工作装置的运动进行控制,实现对期望轨迹跟踪。附图说明图1规划与控制系统结构示意简图；图中1、轨迹规划器，2、动臂PID控制器，3、斗杆PID控制器，4、铲斗PID控制器，5、回转平台PID控制器，6、动臂油缸位移传感器，7、斗杆油缸位移传感器，8、铲斗油缸位移传感器，9、回转平台角度传感器，10、动臂油缸，11、斗杆油缸，12、铲斗油缸，13、回转平台，14、液压旋转马达，15、动臂电液比例阀，16、斗杆电液比例阀，17、铲斗电液比例阀，18、回转平台电液比例阀，19、液压泵。具体实施方式下面结合附图对本专利技术作进一步说明。如图1所示，本专利技术提供了一种挖掘机轨迹规划与控制系统，系统轨迹规划器1、动臂PID控制器2、斗杆PID控制器3、铲斗PID控制器4、回转平台PID控制器5、动臂油缸位移传感器6、斗杆油缸位移传感器7、铲斗油缸位移传感器8、回转平台角度传感器9、动臂油缸10、斗杆油缸11、铲斗油缸12、回转平台13、液压旋转马达14、动臂电液比例阀15、斗杆电液比例阀16、铲斗电液比例阀17、回转平台电液比例阀18、液压泵19。液压泵19的出油口分别连接动臂电液比例阀15、斗杆电液比例阀16、铲斗电液比例阀17和回转平台电液比例阀18，所述动臂电液比例阀15连接动臂油缸10，所述斗杆电液比例阀16连接斗杆油缸11，铲斗电液比例阀17连接铲斗油缸12，所述回转平台电液比例阀18连接液压旋转马达14，轨迹规划器1连接动臂PID控制器2、斗杆PID控制器3、铲斗PID控制器4和回转平台PID控制器5，动臂PID控制器2、斗杆PID控制器3、铲斗PID控制器4、回转平台PID控制器5分别连接动臂电液比例阀15、斗杆电液比例阀16、铲斗电液比例阀17、回转平台电液比例阀18的两个控制端，动臂油缸位移传感器6、斗杆油缸位移传感器7、铲斗油缸位移传感器8、回转平台角度传感器9分别检测动臂油缸10的位移、斗杆油缸11的位移、铲斗油缸12的位移、回转平台13的旋转角度，并将检测到的数据分别传动到动臂PID控制器2、斗杆PID控制器3、铲斗PID控制器4和回转平台PID控制器5中，所述动臂PID控制器2、斗杆PID控制器3、铲斗PID控制器4和回转平台PID控制器5将实际测量值与规划运动值进行比较，控制动臂油缸10、斗杆油缸11、铲斗油缸12、液压旋转马达14运动，如此将实际轨迹进行校准。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种挖掘机轨迹规划与控制系统，所述系统包括轨迹规划器1、动臂PID控制器2、斗杆PID控制器3、铲斗PID控制器4、回转平台PID控制器5、动臂油缸位移传感器6、斗杆油缸位移传感器7、铲斗油缸位移传感器8、回转平台角度传感器9、动臂油缸10、斗杆油缸11、铲斗油缸12、回转平台13、液压旋转马达14、动臂电液比例阀15、斗杆电液比例阀16、铲斗电液比例阀17、回转平台电液比例阀18、液压泵19；所述轨迹规划器1用于接收外部输入的铲斗位置指令，并将其分解成动臂、斗杆、铲斗和回转平台的分运动；所述液压泵19的出油口分别连接动臂电液比例阀15、斗杆电液比例阀16、铲斗电液比例阀17和回转平台电液比例阀18，所述动臂电液比例阀15连接动臂油缸10，所述斗杆电液比例阀16连接斗杆油缸11，所述铲斗电液比例阀17连接铲斗油缸12，所述回转平台电液比例阀18连接液压旋转马达14；所述轨迹规划器1连接动臂PID控制器2、斗杆PID控制器3、铲斗PID控制器4和回转平台PID控制器5，所述动臂PID控制器2、斗杆PID控制器3、铲斗PID控制器4、回转平台PID控制器5分别连接动臂电液比例阀15、斗杆电液比例阀16、铲斗电液比例阀17、回转平台电液比例阀18的两个控制端；所述动臂油缸位移传感器6、斗杆油缸位移传感器7、铲斗油缸位移传感器8、回转平台角度传感器9分别检测动臂油缸10的位移、斗杆油缸11的位移、铲斗油缸12的位移、回转平台13的旋转角度，并将检测到的数据分别传动到动臂PID控制器2、斗杆PID控制器3、铲斗PID控制器4和回转平台PID控制器5中，所述动臂PID控制器2、斗杆PID控制器3、铲斗PID控制器4和回转平台PID控制器5将实际测量值与规划运动值进行比较，控制动臂油缸10、斗杆油缸11、铲斗油缸12、液压旋转马达14运动，如此将实际轨迹进行校准。...

【技术特征摘要】
1.一种挖掘机轨迹规划与控制系统，所述系统包括轨迹规划器1、动臂PID控制器2、斗杆PID控制器3、铲斗PID控制器4、回转平台PID控制器5、动臂油缸位移传感器6、斗杆油缸位移传感器7、铲斗油缸位移传感器8、回转平台角度传感器9、动臂油缸10、斗杆油缸11、铲斗油缸12、回转平台13、液压旋转马达14、动臂电液比例阀15、斗杆电液比例阀16、铲斗电液比例阀17、回转平台电液比例阀18、液压泵19；所述轨迹规划器1用于接收外部输入的铲斗位置指令，并将其分解成动臂、斗杆、铲斗和回转平台的分运动；所述液压泵19的出油口分别连接动臂电液比例阀15、斗杆电液比例阀16、铲斗电液比例阀17和回转平台电液比例阀18，所述动臂电液比例阀15连接动臂油缸10，所述斗杆电液比例阀16连接斗杆油缸11，所述铲斗电液比例阀17连接铲斗油缸12，所述回转平台电液比例阀18连接液压旋转马达14；所述轨迹规...

【专利技术属性】
技术研发人员：梁晶晶，
申请(专利权)人：马鞍山松鹤信息科技有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽,34