挖掘机的控制方法、装置以及电子设备制造方法及图纸

本公开提供了一种挖掘机的控制方法、装置以及电子设备，涉及控制技术领域，缓解了挖掘机在铲斗保持指定姿态下运行时控制存在滞后性的技术问题。该方法包括：获取铲斗关节、大臂关节和小臂关节在所述铲斗保持指定铲斗姿态之前的第一关节角度；获取所述大臂关节和所述小臂关节在所述铲斗保持所述指定铲斗姿态之后的第二关节角度以及关节角速度；根据所述第一关节角度和所述第二关节角度，确定在所述铲斗保持所述指定铲斗姿态之后所述铲斗关节应达到的目标关节角度；根据所述关节角速度，确定在所述铲斗保持所述指定铲斗姿态之后所述铲斗关节应达到的目标关节角速度；基于所述目标关节角度和所述目标关节角速度控制所述铲斗关节运动。斗关节运动。斗关节运动。

【技术实现步骤摘要】
挖掘机的控制方法、装置以及电子设备


[0001]本公开涉及控制
，尤其是涉及一种挖掘机的控制方法、装置以及电子设备。

技术介绍

[0002]挖掘机在作业过程中通常需要锁死挖掘机铲斗相对于地平面的姿态角不变，如在操作挖掘机手臂运输铲斗中的物料过程中保持铲斗水平，避免物料洒落。目前通常需要挖掘机师傅手动调节挖掘机的大臂小臂和铲斗关节运动来保证铲斗姿态不变，这在实际操作过程中较为困难且精度较低。
[0003]目前使用自动控制的技术来实现铲斗姿态的随动控制，技术上主要是基于感知关节角度反馈调节控制，但是，这种自动化控制存在一定的滞后性。

技术实现思路

[0004]本公开的目的在于提供一种挖掘机的控制方法、装置以及电子设备，以缓解挖掘机在铲斗保持指定姿态下运行时控制存在滞后性的技术问题。
[0005]第一方面，本公开实施例提供了一种挖掘机的控制方法，所述挖掘机包含座舱、大臂、小臂以及铲斗；所述方法包括：
[0006]获取铲斗关节、大臂关节和小臂关节在所述铲斗保持指定铲斗姿态之前的第一关节角度；其中，所述铲斗关节为所述铲斗与所述小臂连接的关节，所述小臂关节为所述小臂与所述大臂连接的关节，所述大臂关节为所述大臂与所述座舱连接的关节；
[0007]获取所述大臂关节和所述小臂关节在所述铲斗保持所述指定铲斗姿态之后的第二关节角度以及关节角速度；
[0008]根据所述第一关节角度和所述第二关节角度，确定在所述铲斗保持所述指定铲斗姿态之后所述铲斗关节应达到的目标关节角度；
>[0009]根据所述关节角速度，确定在所述铲斗保持所述指定铲斗姿态之后所述铲斗关节应达到的目标关节角速度；
[0010]基于所述目标关节角度和所述目标关节角速度控制所述铲斗关节运动。
[0011]第二方面，提供了一种挖掘机的控制装置，所述挖掘机包含座舱、大臂、小臂以及铲斗；包括：
[0012]第一获取模块，用于获取铲斗关节、大臂关节和小臂关节在所述铲斗保持指定铲斗姿态之前的第一关节角度；其中，所述铲斗关节为所述铲斗与所述小臂连接的关节，所述小臂关节为所述小臂与所述大臂连接的关节，所述大臂关节为所述大臂与所述座舱连接的关节；
[0013]第二获取模块，用于获取所述大臂关节和所述小臂关节在所述铲斗保持所述指定铲斗姿态之后的第二关节角度以及关节角速度；
[0014]第一确定模块，用于根据所述第一关节角度和所述第二关节角度，确定在所述铲
斗保持所述指定铲斗姿态之后所述铲斗关节应达到的目标关节角度；
[0015]第二确定模块，用于根据所述关节角速度，确定在所述铲斗保持所述指定铲斗姿态之后所述铲斗关节应达到的目标关节角速度；
[0016]控制模块，用于基于所述目标关节角度和所述目标关节角速度控制所述铲斗关节运动。
[0017]第三方面，本公开实施例又提供了一种电子设备，包括存储器、处理器，所述存储器中存储有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计算机程序时实现上述的第一方面所述方法。
[0018]第四方面，本公开实施例又提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机可运行指令，所述计算机可运行指令在被处理器调用和运行时，所述计算机可运行指令促使所述处理器运行上述的第一方面所述方法。
[0019]本公开实施例带来了以下有益效果：
[0020]本公开实施例提供的一种挖掘机的控制方法、装置以及电子设备，能够获取铲斗关节、大臂关节和小臂关节在铲斗保持指定铲斗姿态之前的第一关节角度，其中，铲斗关节为铲斗与小臂连接的关节，小臂关节为小臂与大臂连接的关节，大臂关节为大臂与座舱连接的关节，获取大臂关节和小臂关节在铲斗保持指定铲斗姿态之后的第二关节角度以及关节角速度，然后，根据第一关节角度和第二关节角度确定在铲斗保持指定铲斗姿态之后铲斗关节应达到的目标关节角度，根据关节角速度确定在铲斗保持指定铲斗姿态之后铲斗关节应达到的目标关节角速度，最后基于目标关节角度和目标关节角速度控制铲斗关节运动，本方案中，在挖掘机大臂和小臂关节任意运动时为了控制铲斗相对于水平面的姿态角不变，控制铲斗关节运动的依据不仅有关节角度还包含有角速度，不仅能够基于位置反馈的调节项消除仅使用速度控制带来的角度累计误差，而且速度项能够实现及时响应挖掘机手臂不同的操作速度，实现控制速度自适应，即通过关节角度与角速度联合调节控制铲斗随动控制，能够自适应挖掘机大臂和小臂的运动和控制速度，实现了作业速度自适应的挖掘机铲斗姿态保持控制，可以动态适应不同的手臂运动速度，以达到在手臂任意遥控运动期间使铲斗姿态全局保持不变的效果，而且还能够根据大小臂的角度信息消除铲斗锁死角度的全局累积误差，缓解了挖掘机在铲斗保持指定姿态下运行时控制存在滞后性的技术问题。
[0021]为使本公开的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。
附图说明
[0022]为了更清楚地说明本公开具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式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公开的一些实施方式，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。
[0023]图1为本公开实施例提供的挖掘机的控制方法的流程示意图；
[0024]图2为本公开实施例提供的挖掘机的控制方法的另一流程示意图；
[0025]图3为本公开实施例提供的大小臂遥控速度对应铲斗姿态保持误差的一个示例；
[0026]图4为本公开实施例提供的在普通挖掘机模型上安装的倾角传感器的一个示例；
[0027]图5为本公开实施例提供的直臂挖掘机模型的一个示例；
[0028]图6为本公开实施例提供的一种挖掘机的控制装置的结构示意图；
[0029]图7示出了本公开实施例所提供的一种电子设备的结构示意图。
具体实施方式
[0030]为使本公开实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本公开的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本公开一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本公开中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本公开保护的范围。
[0031]本公开实施例中所提到的术语“包括”和“具有”以及它们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括其他没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
[0032]目前，可以使用自动控制的技术来实现铲斗姿态的随动控制，技术上主要是基于感知关节角度反馈调节控制，这种自动化控制存在一定滞后性且控制速度不够平稳。
[0033]例如，依靠挖掘机操作员的经验同时手动控制挖掘机的大臂、小臂和铲本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种挖掘机的控制方法，其特征在于，所述挖掘机包含座舱、大臂、小臂以及铲斗；所述方法包括：获取铲斗关节、大臂关节和小臂关节在所述铲斗保持指定铲斗姿态之前的第一关节角度；其中，所述铲斗关节为所述铲斗与所述小臂连接的关节，所述小臂关节为所述小臂与所述大臂连接的关节，所述大臂关节为所述大臂与所述座舱连接的关节；获取所述大臂关节和所述小臂关节在所述铲斗保持所述指定铲斗姿态之后的第二关节角度以及关节角速度；根据所述第一关节角度和所述第二关节角度，确定在所述铲斗保持所述指定铲斗姿态之后所述铲斗关节应达到的目标关节角度；根据所述关节角速度，确定在所述铲斗保持所述指定铲斗姿态之后所述铲斗关节应达到的目标关节角速度；基于所述目标关节角度和所述目标关节角速度控制所述铲斗关节运动。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述目标关节角度和所述目标关节角速度控制所述铲斗关节运动，包括：根据所述目标关节角度、所述目标关节角速度以及所述铲斗关节在所述铲斗保持所述指定铲斗姿态之后的第三关节角度，确定针对所述铲斗关节输出的控制角速度；基于所述控制角速度控制所述铲斗关节运动。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据所述目标关节角度、所述目标关节角速度以及所述铲斗关节在所述铲斗保持所述指定铲斗姿态之后的第三关节角度，确定针对所述铲斗关节输出的控制角速度，包括：通过下述公式确定针对所述铲斗关节输出的控制角速度：其中，为所述目标关节角速度；pid为比例积分微分控制控制系统；为所述目标关节角度；为所述铲斗关节在所述铲斗保持所述指定铲斗姿态之后的第三关节角度。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述指定铲斗姿态通过所述铲斗相对于水平面的姿态角表示。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述第一关节角度和所述第二关节角度，确定在所述铲斗保持所述指定铲斗姿态之后所述铲斗关节应达到的目标关节角度，包括：通过下述公式确定在所述铲斗保持所述指定铲斗姿态之后所述铲斗关节应达到的目标关节角度：其中，为所述第一关节角度中的铲斗关节角度；为所述第一关节角度中的大臂关节角度；为所述第一关节角度中的小臂关节角度；为所述第二关节角度中的大臂关节角
度；为所述第二关节角度中的小臂关节角度。6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述关节角速度，确定在所述铲斗保持所述指定铲斗姿态之后所述铲斗关节应达到的目标关节角速度，包括：通过下述公式确定在所述铲斗保持所述指定铲斗姿态之后所述铲斗关节应达到的目标关节角速度：其中，为所述关节角速度中的大臂关节角速度；为所述关节角速度中的小臂关节角速度。7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取所述大臂关节和所述小臂关节在所述铲斗保持所述指定铲斗姿态之后的第二关节角度以及关节角速度，包括：获取所述大臂关节和所述小臂关节在所述铲斗保持所述指定铲斗姿态之后每隔指定运行周期对应时刻的第二关节角度以及关节角速度。8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取铲斗关节、大臂关节和小臂关节在所述铲斗保持指定铲斗姿态之前的第一关节角度，包括：获取铲斗关节、大臂关节和小臂关节在所述铲斗保持指定铲斗姿态之前最后时刻的第一关节角度。9.根据权利要求1所述的方法，其特...

【专利技术属性】
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：