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原文传递一种挖掘机智能行走系统、挖掘机及控制方法

专利名称：	一种挖掘机智能行走系统、挖掘机及控制方法
摘要：	本发明涉及挖掘机控制技术领域，特别是涉及一种挖掘机智能行走系统、挖掘机及控制方法，该系统包括：水平倾角传感器，用于检测挖掘机的前后方向和左右方向的倾角信息；视觉模块，用于拍摄挖掘机行走路径区域内的图像；智能行走控制器，其可根据水平倾角传感器的倾角信息进行分析和判断后发送相应的控制指令调整挖掘机的姿态，并可根据所述摄像头拍摄的图像识别判断出路途平坦状况，断崖状况和巨石存在状况，并发出相应的控制指令进行避险；以及报警装置。本发明通过水平倾角传感器获取倾角信息，通过视觉模块获得行走路径区域内的图像，智能行走控制器控制根据倾角信息和图像来控制挖掘机改变姿态、主动避险，提升了挖掘机智能行驶的安全性。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	江苏;32
申请人：	爱克斯维智能科技(苏州)有限公司
发明人：	张彦群
专利状态：	有效
申请日期：	2019-07-17T00:00:00+0800
发布日期：	2019-11-22T00:00:00+0800
申请号：	CN201910646308.6
公开号：	CN110485502A
代理机构：	苏州根号专利代理事务所(普通合伙)
代理人：	项丽
分类号：	E02F9/00(2006.01);E;E02;E02F;E02F9
申请人地址：	215400 江苏省苏州市太仓市科教新城健雄路20号大学科技园一期3号楼301-4室
主权项：	1.一种挖掘机智能行走系统，包括电比例控制多路阀、与所述电比例控制多路阀连接的挖掘机主阀、与所述挖掘机主阀连接的主泵油路，以及主泵油路控制的挖掘机执行机构，其特征在于，还包括：水平倾角传感器，其设置在挖掘机的下车部，用于检测挖掘机的前后方向和左右方向的倾角信息；视觉模块，其包括设置在挖掘机上的至少两个摄像头以及补光光源，用于拍摄挖掘机行走路径区域内的图像；智能行走控制器，其接收所述水平倾角传感器的倾角信息和所述摄像头拍摄的图像；所述智能行走控制器将所述倾角信息与智能行走控制器中预设的倾翻阈值进行比对，判断挖掘机的倾斜状况并向所述电比例控制多路阀发送相应的控制指令；所述智能行走控制器还根据所述摄像头拍摄的图像对路途平坦状况，断崖状况和巨石存在状况进行识别判断，并向所述电比例控制多路阀发出相应的控制指令；报警装置，其与所述智能行走控制器连接。 2.根据权利要求1所述的挖掘机智能行走系统，其特征在于，所述挖掘机执行机构包括发动机、行走装置、回转装置、动臂、斗杆和工作头，所述行走装置和所述回转装置通过设置在所述行走装置上的回转平台转动连接，所述水平倾角传感器设置在所述下车部。 3.根据权利要求1所述的挖掘机智能行走系统，其特征在于，所述视觉模块还包括图像处理器，其接收所述摄像头的图像并进行处理后将图像信号发送至所述智能行走控制器。 4.根据权利要求1所述的挖掘机智能行走系统，其特征在于，所述挖掘机包括驾驶室，所述摄像头设置在所述驾驶室的顶部。 5.根据权利要求1所述的挖掘机智能行走系统，其特征在于，所述挖掘机智能行走系统还包括手动控制系统，所述手动控制系统包括电控先导手柄，所述电控先导手柄与所述电比例控制多路阀连接。 6.一种挖掘机，其特征在于，包括如权利要求1-5任一所述的挖掘机智能行走系统。 7.一种如权利要求1-5任意一项所述挖掘机智能行走系统的控制方法，其特征在于，包括断崖避让模式、巨石避让模式和防倾翻模式，其中：断崖避让模式：当挖掘机的行进路径上存在断崖、断壁时，所述倾翻控制器根据所述视觉模块拍摄的图像识别出断崖、断壁的位置，并向电比例控制多路阀发出控制信号，控制所述挖掘机在断崖、断壁的一定距离外移动，避开所述断崖、断壁移动行进；巨石避让模式：当挖掘机的行进路径上存在不可翻越的巨石时，所述智能行走控制器根据所述视觉模块拍摄的图像识别出巨石的位置，并向电比例控制多路阀发出控制信号，控制所述挖掘机执行机构在巨石的一定距离外移动，避开所述巨石移动行进；防倾翻模式：当挖掘机的水平倾角传感器检测的前后方向倾角和/或左右方向倾角信息超出预设倾翻阈值时，所述智能行走控制器向电比例控制多路阀发出控制信号，控制所述挖掘机执行机构采取上车平衡策略、后退策略、前进方向调整策略、停车报警策略的其中一种或多种防倾翻策略调整挖掘机的姿态以防止倾翻，直至挖掘机的水平倾角传感器检测的前后方向倾角和左右方向倾角信息均在预设倾翻阈值内，挖掘机继续移动前行。 8.根据权利要求7所述挖掘机智能行走系统的控制方法，其特征在于，所述防倾翻模式还包括：所述智能行走控制器设置有防倾翻预设调整次数，当所述挖掘机执行机构调整挖掘机的姿态的实际调整次数超过所述防倾翻预设调整次数时，所述水平倾角传感器检测的前后方向倾角和/或左右方向倾角信息仍超出预设倾翻阈值时，所述智能行走控制器发出停机信号，控制所述挖掘机执行机构停止工作，所述报警装置报警。 9.根据权利要求7所述挖掘机智能行走系统的控制方法，其特征在于，所述倾翻阈值包括前后方向倾翻阈值和左右方向倾翻阈值。 10.根据权利要求7-9任一所述挖掘机智能行走系统的控制方法，其特征在于，包括以下步骤： (1)系统启动； (2)视觉模块扫视挖掘机的工作区域； (3)确定移动目标位置，挖掘机的中央控制器规划行进路径； (4)调整档位，进入移动模式； (5)视觉模块获取行走路径区域内的图像； (6)智能行走控制器根据视觉模块传送的图像信息判断行走路径范围内是否存在断崖、断壁，当存在断崖、断壁时，智能行走控制器根据所述视觉模块拍摄的图像识别出断崖、断壁的位置，并向电比例控制多路阀发出控制信号，控制所述挖掘机在断崖、断壁的一定距离外移动，避开所述断崖、断壁移动行进；否则继续移动前行； (7)智能行走控制器根据视觉模块传送的图像信息判断行走路径范围内是否存在不可翻越的巨石，当存在巨石时，智能行走控制器根据所述视觉模块拍摄的图像识别出巨石的位置，并向电比例控制多路阀发出控制信号，控制所述挖掘机在断崖、断壁的一定距离外移动，避开所述巨石移动行进；否则继续移动前行； (8)挖掘机移动行进过程中，当挖掘机的水平倾角传感器检测的前后方向倾角和/或左右方向倾角信息超出预设倾翻阈值时，所述智能行走控制器向电比例控制多路阀发出控制信号，控制所述挖掘机执行机构采取上车平衡策略后退策略和前进方向调整策略、停车报警策略的其中一种或多种防倾翻策略调整挖掘机的姿态以防止倾翻，直至挖掘机的水平倾角传感器检测的前后方向倾角和左右方向倾角信息均在预设倾翻阈值内，挖掘机继续移动前行；当所述挖掘机执行机构采取防倾翻策略调整挖掘机的姿态次数超过智能行走控制器设置的防倾翻预设次数时，挖掘机的水平倾角传感器检测的前后方向倾角和/或左右方向倾角信息仍超出预设倾翻阈值，所述智能行走控制器发出停机信号和报警信号，所述挖掘机停机，报警装置报警，结束；否则继续移动前行； (9)到达目标位置后结束，挖掘机停止移动；否则返回步骤(6)。
所属类别：	发明专利