【技术实现步骤摘要】
挖掘机挖斗关节信息的确定方法、装置及电子设备
[0001]本申请涉及机械
,尤其是涉及一种挖掘机挖斗关节信息的确定方法、装置及电子设备。
技术介绍
[0002]挖掘机的自动化或者半自动化作业需要通过传感器获得挖斗关节的角度和角速度实时信息,现有技术方案主要分为改造挖斗关节结构和粘贴倾角传感器的方案。改造挖斗关节结构会来更大的改造成本代价,同时不便于拆解维修或更换传感器,需要厂商的支持。在挖掘机部件上粘贴倾角传感器的方案由于其很小的硬件改造代价和容易操作,备受业界欢迎。
[0003]目前,倾角传感器的粘贴位置主要分为直接粘贴在挖斗表面和粘贴在挖斗关节连杆处两种,在挖斗上粘贴倾角传感器的方案可以非常容易的获得挖斗姿态信息,但由于挖斗需要频繁和施工环境产生交互和碰撞,很容易损坏粘贴在挖斗上的倾角传感器。同时由于不同作业类型的需求,挖掘机可能会更换挖斗类型,因此把倾角传感器直接粘贴在挖斗上测量其角度和角速度实时数据的方案不满足更换挖斗的需求。
[0004]不同于挖掘机其他关节结构,挖斗关节为复杂的四连杆推动结构,其中涉及许多参数需要准确得到才能建立倾角传感器读数和挖斗关节信息的关系。倾角传感器直接粘贴在挖斗关节连杆处的方案目前还未有准确地标定方式。
技术实现思路
[0005]本申请的目的在于提供一种挖掘机挖斗关节信息的确定方法、装置及电子设备,通过设置于挖掘机的小臂上以及挖斗关节处第一连杆上的倾角传感器所采集的数据以及预先获取的标定参数,可以准确地确定出挖斗关节信息,并且满足更换挖斗的需 ...
【技术保护点】
【技术特征摘要】 【专利技术属性】
1.一种挖掘机挖斗关节信息的确定方法,其特征在于,所述挖掘机的小臂上安装有第一倾角传感器;与所述小臂连接的挖斗关节处的指定连杆上安装有第二倾角传感器;所述指定连杆为挖斗关节处的四个连杆中的任一个;所述方法包括:获取所述第一倾角传感器测量的第一当前角度、所述第二倾角传感器测量的第二当前角度;根据所述第一当前角度、所述第二当前角度以及预先获取的所述挖掘机的挖斗标定参数,确定所述挖掘机的当前挖斗关节信息;其中,所述挖斗标定参数包括:长度参数和角度参数;所述长度参数包括挖掘机挖斗关节处的四个连杆分别对应的长度;所述角度参数包括:第一标定角度和第二标定角度;所述当前挖斗关节信息包括:当前关节角度。2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述挖斗表面安装有第三倾角传感器;获取所述第一倾角传感器测量的第一当前角度、所述第二倾角传感器测量的第二当前角度的步骤之前,还包括:获取多组传感器数据;每组所述传感器数据包括:第一倾角传感器对应的第一角度,第二倾角传感器对应的第二角度、第三倾角传感器对应的第三角度;根据多组传感器数据以及优化算法对目标函数进行最优求解,确定所述挖掘机的挖斗标定参数;其中,所述目标函数包括:最小化关节角度偏差与关节角速度偏差之和;所述关节角度偏差包括第一关节角度与第二关节角度的差值的平方;所述关节角速度偏差包括第一关节角速度与第二关节角速度的差值的平方;所述第一关节角度、所述第一关节角速度基于所述多组传感器数据中的第一角度、第二角度确定;所述第二关节角度、所述第二关节角速度基于所述多组传感器数据中的第一角度、所述第三角度确定。3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述指定连杆为连接挖斗油缸和小臂的可转动连杆;所述第一关节角度对应的第一角度计算式如下:其中,α(θ1,θ2)表示挖掘机挖斗的第一关节角度;DE表示所述指定连杆的长度;EF表示连接挖斗油缸和挖斗的可转动连杆的长度;AF表示挖斗上的不可转动的连杆的长度;AD表示小臂上的不可转动的连杆的长度;k表示第一标定角度;m表示第二标定角度;θ1表示所述第一倾角传感器测量的第一角度;θ2表示所述第二倾角传感器测量的第二角度;所述第一关节角速度对应的第一角速度计算式通过对所述第一角度计算式中的第一角度、第二角度求导得到;所述第一角速度计算式表征关节角速度与所述第一倾角传感器测量的第一角速度、第二倾角传感器测量的第二角速度的对应关系。4.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,所述第一角度计算式的确定过程如下:根据四连杆模型图,得到关节角度的第一表达式;所述第一表达式如下:
α(θ1,θ2)=∠CAB=2π
‑
∠CAD
‑
∠DAE
‑
∠EAF
‑
∠FAB;其中,2π
‑
∠CAD
‑
∠FAB=k;根据余弦定理,确定第二表达式;所述第二表达式如下:其中,∠EDA=θ2‑
技术研发人员:陈广大,陈赢峰,范长杰,胡志鹏,
申请(专利权)人:网易杭州网络有限公司,
类型:发明
国别省市:
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