平地控制方法、装置和挖掘机制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种平地控制方法、装置和挖掘机，其中方法包括：确定挖掘机的铲斗齿尖在平地作业轨迹中的多个控制点；基于所述铲斗齿尖在各控制点的位置，确定所述铲斗齿尖从上一控制点移动至下一控制点的过程中所述挖掘机的各工作部件的倾角变化量；所述工作部件包括动臂、斗杆以及铲斗中的至少一个；基于各工作部件的倾角变化量，对各所述工作部件的倾角进行调整，控制所述挖掘机进行平地作业。本发明专利技术提供的平地控制方法、装置和挖掘机，实现了挖掘机平地作业的自动控制，无需人工参与，提高了挖掘机的作业效率。挖掘机的作业效率。挖掘机的作业效率。

【技术实现步骤摘要】
平地控制方法、装置和挖掘机


[0001]本专利技术涉及工程机械
，尤其涉及一种平地控制方法、装置和挖掘机。

技术介绍

[0002]挖掘机可以执行挖掘、装卸、平整、刮剥、破碎、起吊、牵引等施工作业，广泛应用于各种施工场景。其中，平整地面作业(简称平地)是挖掘机经常执行的施工作业。
[0003]现有技术中，挖掘机执行平地作业时，需要操作员根据铲斗齿尖的位置，不断调整动臂、斗杆和铲斗的位姿，协调动臂、斗杆和铲斗相互配合才能较好地完成。现有的平地控制方法非常依赖操作员的工作经验和操作技能，自动化程度低，作业效率低。

技术实现思路

[0004]本专利技术提供一种平地控制方法、装置和挖掘机，用于解决现有技术中挖掘机的平地控制方法自动化程度低，作业效率低的技术问题。
[0005]本专利技术提供一种平地控制方法，包括：
[0006]确定挖掘机的铲斗齿尖在平地作业轨迹中的多个控制点；
[0007]基于所述铲斗齿尖在各控制点的位置，确定所述铲斗齿尖从上一控制点移动至下一控制点的过程中所述挖掘机的各工作部件的倾角变化量；所述工作部件包括动臂、斗杆以及铲斗中的至少一个；
[0008]基于各工作部件的倾角变化量，对各所述工作部件的倾角进行调整，控制所述挖掘机进行平地作业。
[0009]根据本专利技术提供的平地控制方法，所述基于所述铲斗齿尖在各控制点的位置，确定所述铲斗齿尖从上一控制点移动至下一控制点的过程中所述挖掘机的各工作部件的倾角变化量，包括：
[0010]基于所述铲斗齿尖在上一控制点的位置、以及动臂支点的位置，确定所述铲斗齿尖与动臂支点之间的第一相对位移；
[0011]基于所述铲斗齿尖在下一控制点的位置、以及动臂支点的位置，确定所述铲斗齿尖与动臂支点之间的第二相对位移；
[0012]基于所述第一相对位移、所述第二相对位移、以及所述铲斗齿尖与动臂支点之间的相对位移与各工作部件的倾角之间的对应关系，确定所述挖掘机的各工作部件的倾角变化量。
[0013]根据本专利技术提供的平地控制方法，所述基于所述第一相对位移、所述第二相对位移、以及所述铲斗齿尖与动臂支点之间的相对位移与各工作部件的倾角之间的对应关系，确定所述挖掘机的各工作部件的倾角变化量，包括：
[0014]基于所述第一相对位移、以及所述铲斗齿尖与动臂支点之间的相对位移与各工作部件的倾角之间的对应关系，确定所述挖掘机的各工作部件的第一倾角；
[0015]基于所述第二相对位移、以及所述铲斗齿尖与动臂支点之间的相对位移与各工作
部件的倾角之间的对应关系，确定所述挖掘机的各工作部件的第二倾角；
[0016]基于各工作部件的第一倾角和第二倾角，确定各所述工作部件的倾角变化量。
[0017]根据本专利技术提供的平地控制方法，所述铲斗齿尖与动臂支点之间的相对位移与各工作部件的倾角之间的对应关系基于如下步骤确定：
[0018]基于D
‑
H模型构建动臂坐标系、斗杆坐标系、铲斗坐标系以及铲斗齿尖坐标系；
[0019]基于动臂倾角，确定动臂坐标系至斗杆坐标系的第一变换矩阵；
[0020]基于斗杆倾角和动臂长度，确定斗杆坐标系至铲斗坐标系的第二变换矩阵；
[0021]基于铲斗倾角和斗杆长度，确定铲斗坐标系至铲斗齿尖坐标系的第三变换矩阵；
[0022]基于第一、第二及第三变换矩阵，确定动臂坐标系至铲斗齿尖坐标系的第四变换矩阵；
[0023]基于所述第四变换矩阵，确定所述铲斗齿尖与动臂支点之间的相对位移与各工作部件的倾角之间的对应关系。
[0024]根据本专利技术提供的平地控制方法，在所述确定挖掘机的铲斗齿尖在平地作业轨迹中的多个控制点的步骤之前包括：
[0025]对平地作业区域进行作业任务规划；
[0026]基于平地作业区域中各个子作业区域的作业状态和/或所述挖掘机所处的位置，确定所述挖掘机的目标子作业区域；
[0027]基于所述目标子作业区域的作业起点和作业终点，确定所述挖掘机的平地作业轨迹。
[0028]本专利技术提供一种平地控制装置，包括：
[0029]控制点确定单元，用于确定挖掘机的铲斗齿尖在平地作业轨迹中的多个控制点；
[0030]倾角确定单元，用于基于所述铲斗齿尖在各控制点的位置，确定所述铲斗齿尖从上一控制点移动至下一控制点的过程中所述挖掘机的各工作部件的倾角变化量；所述工作部件包括动臂、斗杆以及铲斗中的至少一个；
[0031]平地控制单元，用于基于各工作部件的倾角变化量，对各所述工作部件的倾角进行调整，控制所述挖掘机进行平地作业。
[0032]根据本专利技术提供的平地控制装置，还包括：
[0033]任务规划单元，用于对平地作业区域进行作业任务规划；具体地，基于平地作业区域中各个子作业区域的作业状态和/或所述挖掘机所处的位置，确定所述挖掘机的目标子作业区域；并基于所述目标子作业区域的作业起点和作业终点，确定所述挖掘机的平地作业轨迹。
[0034]本专利技术提供一种挖掘机，包括所述的平地控制装置。
[0035]本专利技术提供一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现所述平地控制方法的步骤。
[0036]本专利技术提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现所述平地控制方法的步骤。
[0037]本专利技术提供的平地控制方法、装置和挖掘机，根据铲斗齿尖在平地作业轨迹中的多个控制点的位置，确定挖掘机的各工作部件的倾角变化量，其中，工作部件包括动臂、斗
杆以及铲斗中的至少一个；根据各工作部件的倾角变化量，对各工作部件的倾角进行调整，控制挖掘机进行平地作业，实现了挖掘机平地作业的自动控制，无需人工参与，提高了挖掘机的作业效率，同时，由于整个平地控制过程受到平地作业轨迹中的控制点约束，提高了挖掘机的平地精度。
附图说明
[0038]为了更清楚地说明本专利技术或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0039]图1为本专利技术提供的平地控制方法的流程示意图；
[0040]图2为本专利技术提供的铲斗齿尖与动臂支点之间的相对位移的计算示意图；
[0041]图3为本专利技术提供的平地控制装置的结构示意图；
[0042]图4为本专利技术提供的平地控制系统的结构示意图；
[0043]图5为本专利技术提供的任务规划模块的工作示意图；
[0044]图6为本专利技术提供的平地任务规划的栅格示意图；
[0045]图7为本专利技术提供的单次平地任务的轨迹示意图；
[0046]图8为本专利技术提供的挖掘机的结构示意图；
[0047]图9为本专利技术提供的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种平地控制方法，其特征在于，包括：确定挖掘机的铲斗齿尖在平地作业轨迹中的多个控制点；基于所述铲斗齿尖在各控制点的位置，确定所述铲斗齿尖从上一控制点移动至下一控制点的过程中所述挖掘机的各工作部件的倾角变化量；所述工作部件包括动臂、斗杆以及铲斗中的至少一个；基于各工作部件的倾角变化量，对各所述工作部件的倾角进行调整，控制所述挖掘机进行平地作业。2.根据权利要求1所述的平地控制方法，其特征在于，所述基于所述铲斗齿尖在各控制点的位置，确定所述铲斗齿尖从上一控制点移动至下一控制点的过程中所述挖掘机的各工作部件的倾角变化量，包括：基于所述铲斗齿尖在上一控制点的位置、以及动臂支点的位置，确定所述铲斗齿尖与动臂支点之间的第一相对位移；基于所述铲斗齿尖在下一控制点的位置、以及动臂支点的位置，确定所述铲斗齿尖与动臂支点之间的第二相对位移；基于所述第一相对位移、所述第二相对位移、以及所述铲斗齿尖与动臂支点之间的相对位移与各工作部件的倾角之间的对应关系，确定所述挖掘机的各工作部件的倾角变化量。3.根据权利要求2所述的平地控制方法，其特征在于，所述基于所述第一相对位移、所述第二相对位移、以及所述铲斗齿尖与动臂支点之间的相对位移与各工作部件的倾角之间的对应关系，确定所述挖掘机的各工作部件的倾角变化量，包括：基于所述第一相对位移、以及所述铲斗齿尖与动臂支点之间的相对位移与各工作部件的倾角之间的对应关系，确定所述挖掘机的各工作部件的第一倾角；基于所述第二相对位移、以及所述铲斗齿尖与动臂支点之间的相对位移与各工作部件的倾角之间的对应关系，确定所述挖掘机的各工作部件的第二倾角；基于各工作部件的第一倾角和第二倾角，确定各所述工作部件的倾角变化量。4.根据权利要求2所述的平地控制方法，其特征在于，所述铲斗齿尖与动臂支点之间的相对位移与各工作部件的倾角之间的对应关系基于如下步骤确定：基于D
‑
H模型构建动臂坐标系、斗杆坐标系、铲斗坐标系以及铲斗齿尖坐标系；基于动臂倾角，确定动臂坐标系至斗杆坐...

【专利技术属性】
技术研发人员：陆有康，颜焱，余洋，
申请(专利权)人：上海华兴数字科技有限公司，
类型：发明
国别省市：