挖掘机智能辅助施工基准修正方法、系统及挖掘机技术方案

本发明专利技术涉及挖掘机，为解决现有挖掘机智能辅助施工系统在挖掘机移动后需要重新设定施工基准的问题，本发明专利技术构造一种挖掘机智能辅助施工基准设定方法、系统及挖掘机，修正方法步骤如下：挖掘机更换作业地点移动前后均将挖掘机铲斗放置于地面上同一固定参考物顶部触碰固定参考物并检测挖掘机的姿态参数，依据检测到的姿态参数分别计算挖掘机移动前后铲斗上触碰部件与挖掘机上参考点在竖直方向上的距离，依据移动前后的距离修正挖掘机移动之前的施工基准值得到挖掘机移动之后的施工基准值。本发明专利技术挖掘机使用挖掘机智能辅助施工基准修正系统，依照修正方法修正施工基准值，从而无需在挖掘机移动后重新设定施工基准。需在挖掘机移动后重新设定施工基准。需在挖掘机移动后重新设定施工基准。

【技术实现步骤摘要】
挖掘机智能辅助施工基准修正方法、系统及挖掘机


[0001]本专利技术涉及一种挖掘机，更具体地说，涉及一种挖掘机智能辅助施工基准设定方法、系统及挖掘机。

技术介绍

[0002]挖掘机在进行一些作业时可以借助智能辅助施工系统以减轻操作劳动强度，提高作业精度。作业面是以地面作为参考，智能辅助施工系统是以挖掘机整机坐标系为参考，因此借助智能辅助施工系统需要设定施工基准，以建立作业面与整机坐标系之间的位置关系。
[0003]在挖掘机上的整机坐标系中，通常是以回转中心轴线为Y轴，Y轴与履带着地面的交点为坐标原点O，以动臂、斗杆和铲斗的中位面在履带着地面上的投影为X轴。施工基准是作业面上具有高度含义的点，例如在进行平地作业时，施工基准是平地之后地面的高度，在修坡时施工基准为坡顶高度或坡底高度，挖沟时施工基准为沟底的高度。设定基准是测量计算施工基准与挖掘机上某点的高度差，通常是施工基准与整机坐标系中坐标原点之间的高度差。
[0004]挖掘机在一个作业点完成作业后需要移动至下一作业点继续作业，由于地形地貌的差异，挖掘机移动至新的作业地点位置时，其姿态以及挖掘机的位置高度也随之发生变化，因此挖掘机在移动至新的作业地点时需要重新设定施工基准。由于移动到新的施工作业地点，挖掘机在其可触及范围内没有可用的准确参考点，重新设定施工基准可能存在不方便，甚至重新设定的施工基准与原施工基准存在较大误差。

技术实现思路

[0005]本专利技术要解决的技术问题是现有挖掘机智能辅助施工系统在挖掘机移动后需要重新设定施工基准的问题，而提供一种挖掘机智能辅助施工基准设定方法、系统及挖掘机，在挖掘机移动时方便地获取与移动前施工基准相对准确的施工基准。
[0006]本专利技术为实现其目的的技术方案是这样的：构造一种挖掘机智能辅助施工基准修正方法，其特征在于步骤如下：
[0007]挖掘机更换作业地点移动前后均将挖掘机铲斗放置于地面上同一固定参考物顶部触碰固定参考物并检测挖掘机的姿态参数，依据检测到的姿态参数分别计算挖掘机移动前后铲斗上触碰部件与挖掘机上参考点在竖直方向上的移动前距离Y1和移动后距离Y2；
[0008]依据移动前距离Y1和移动后距离Y2修正挖掘机移动之前的施工基准值Y
o
得到挖掘机移动之后的施工基准值Y
n
，其中Y
n
＝Y
o
+Y2‑
Y1。
[0009]在本专利技术中，挖掘机在作业过程中移动时，利用固定参考物计算挖掘机移动前后的高度差，并利用该高度差修正施工基准值，从而避免挖掘机移动后重新设定施工基准。
[0010]本专利技术挖掘机智能辅助施工基准修正方法中，所述挖掘机上参考点为挖掘机回转平台的回转中心轴线与履带着地面的交点。
[0011]本专利技术挖掘机智能辅助施工基准修正方法中，挖掘机移动前后检测的姿态参数包括铲斗与斗杆之间的铲斗角度、斗杆与动臂之间的斗杆角度、动臂与回转平台之间的动臂角度、回转平台与行走架之间的回转角度、行走架相对水平面的整机倾角。
[0012]本专利技术挖掘机智能辅助施工基准修正方法中，所述挖掘机铲斗触碰固定参考物的触碰部件是位于铲斗斗口处的斗齿或刀板。
[0013]本专利技术挖掘机智能辅助施工基准修正方法中，铲斗触碰固定参考物时通过图像识别单元识别触碰部件触碰接触点所在位置，依据移动前后检测到的姿态参数分别计算触碰部件中心点与挖掘机上参考点在竖直方向上的移动前中心距离y1和移动后中心距离y2，依据移动前后检测的回转角度和整机倾角分别计算移动前后触碰部件与水平地面的移动前夹角θ1和移动后夹角θ2，依据移动前夹角θ1和移动后夹角θ2分别计算移动前后触碰点与触碰部件中点在竖直方向上的移动前高度差h1和移动后高度差h2，依据移动前中心距离y1和移动后中心距离y2、移动前高度差h1和移动后高度差h2分别计算移动前距离Y1和移动后距离Y2，其中Y1＝y1‑
h1，Y2＝y2‑
h2。
[0014]本专利技术为实现其目的的技术方案是这样的：构造一种挖掘机智能辅助施工基准修正系统，其特征在于包括：
[0015]操纵装置，用于操控挖掘机移动和铲斗触碰固定参照物；
[0016]检测装置，用于挖掘机移动前后铲斗触碰同一固定参照物顶部时两次检测挖掘机姿态参数；
[0017]修正指令输入装置，用于发送运行施工基准修正程序和获取挖掘机姿态参数的操作指令；
[0018]控制器，用于运行施工基准修正程序，依据获取的姿态参数计算铲斗触碰部件与固定参考物顶部触碰时铲斗触碰部件与挖掘机上参考点在竖直方向上的移动前距离Y1和移动后距离Y2并依据计算结果修正挖掘机移动之前的施工基准值Y
o
得到挖掘机移动之后的施工基准值Y
n
，其中Y
n
＝Y
o
+Y2‑
Y1。
[0019]本专利技术挖掘机智能辅助施工基准修正系统中，修正系统还包括图像识别单元，用于获取挖掘机移动前后铲斗上触碰部件触碰固定参考物时的触碰图像并识别触碰点在触碰部件上位置；控制器依据移动前后检测的姿态参数和触碰点在触碰部件上的位置分别计算挖掘机移动前后触碰点与触碰部件中点在竖直方向上的移动前高度差h1和移动后高度差h2、触碰部件中心点与挖掘机上参考点在竖直方向上的移动前中心距离y1和移动后中心距离y2，依据移动前中心距离y1和移动后中心距离y2、移动前高度差h1和移动后高度差h2分别计算移动前距离Y1和移动后距离Y2，其中Y1＝y1‑
h1，Y2＝y2‑
h2。
[0020]本专利技术挖掘机智能辅助施工基准修正系统中，所述检测装置包括铲斗角度传感器、斗杆角度传感器、动臂角度传感器、回转角度传感器、整机倾角传感器。
[0021]本专利技术挖掘机智能辅助施工基准修正系统中，修正系统还包括与控制器连接的显示装置，所述显示装置配置为显示施工基准修正操作指导模拟图例和控制器的计算结果。
[0022]本专利技术为实现其目的的技术方案是这样的：构造一种挖掘机，其特征在于具有前述的挖掘机智能辅助施工基准修正系统。
[0023]本专利技术与现有技术相比，本专利技术挖掘机在使用智能辅助施工进行作业过程中需要移动时，使用挖掘机智能辅助施工基准修正系统，依照修正方法修正施工基准值，从而无需
在挖掘机移动后重新设定施工基准。
附图说明
[0024]图1是本专利技术挖掘机的结构示意图。
[0025]图2是本专利技术挖掘机智能辅助施工基准修正系统的结构框图。
[0026]图3是本专利技术挖掘机智能辅助施工基准修正方法流程图。
[0027]图4是本专利技术铲斗与固定参照物触碰点位置高度修正示意图。
[0028]图5是本专利技术挖掘机智能辅助施工施工作业示意图。
[0029]图中零部件名称及序号：
[0030]下部车身1、回转平台2、动臂3、斗杆4、铲斗5、动臂油缸6、斗杆油缸7、铲斗油缸8、整机倾角传感器9、回转角本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种挖掘机智能辅助施工基准修正方法，其特征在于步骤如下：挖掘机更换作业地点移动前后均将挖掘机铲斗放置于地面上同一固定参考物顶部触碰固定参考物并检测挖掘机的姿态参数，依据检测到的姿态参数分别计算挖掘机移动前后铲斗上触碰部件与挖掘机上参考点在竖直方向上的移动前距离Y1和移动后距离Y2；依据移动前距离Y1和移动后距离Y2修正挖掘机移动之前的施工基准值Y
o
得到挖掘机移动之后的施工基准值Y
n
，其中Y
n
＝Y
o
+Y2‑
Y1。2.根据权利要求1所述的挖掘机智能辅助施工基准修正方法，其特征在于所述挖掘机上参考点为挖掘机回转平台的回转中心轴线与履带着地面的交点。3.根据权利要求1或2所述的挖掘机智能辅助施工基准修正方法，其特征在于挖掘机移动前后检测的姿态参数包括铲斗与斗杆之间的铲斗角度、斗杆与动臂之间的斗杆角度、动臂与回转平台之间的动臂角度、回转平台与行走架之间的回转角度、行走架相对水平面的整机倾角。4.根据权利要求3所述的挖掘机智能辅助施工基准修正方法，其特征在于所述挖掘机铲斗触碰固定参考物的触碰部件是位于铲斗斗口处的斗齿或刀板。5.根据权利要求4所述的挖掘机智能辅助施工基准修正方法，其特征在于铲斗触碰固定参考物时通过图像识别单元识别触碰部件触碰接触点所在位置，依据移动前后检测到的姿态参数分别计算触碰部件中心点与挖掘机上参考点在竖直方向上的移动前中心距离y1和移动后中心距离y2，依据移动前后检测的回转角度和整机倾角分别计算移动前后触碰部件与水平地面的移动前夹角θ1和移动后夹角θ2，依据移动前夹角θ1和移动后夹角θ2分别计算移动前后触碰点与触碰部件中点在竖直方向上的移动前高度差h1和移动后高度差h2，依据移动前中心距离y1和移动后中心距离y2、移动前高度差h1和移动后高度差h2分别计算移动前距离Y1和移动后距离Y2，其中Y1＝y1‑
h1，Y2＝y2‑
h2。6.一种挖掘机智...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘建，李文新，林圣文，董必成，黄虹溥，钟家怡，邵敬凯，姚喻凡，
申请(专利权)人：柳工常州机械有限公司广西柳工机械股份有限公司，
类型：发明
国别省市：