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原文传递挖掘机自动驾驶系统及控制方法

专利名称：	挖掘机自动驾驶系统及控制方法
摘要：	本发明公开了一种挖掘机自动驾驶系统及控制方法，属于工程机械控制系统领域。挖掘机自动驾驶系统包括：分别安装在动臂、斗杆、铲斗的姿态传感器，安装在回转支承上的回转支承转角传感器，分别安装在操纵手柄和主控阀之间各先导油路上用于控制驱动主控阀的先导压力传感器、先导压力电磁阀，控制器，各个传感器与所述控制器输入端连接，各个电磁阀与所述控制器控制端连接；同时本发明公开了挖掘机自动驾驶系统控制方法的具体工作流程。本发明提供的挖掘机自动驾驶系统及控制方法，可实现挖掘机的自动驾驶功能，从而替代驾驶员完成大部分重复性劳动，为驾驶员赢得休息时间，保证工作效率和施工安全。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	山东;37
申请人：	山东临工工程机械有限公司
发明人：	姜良志;张奇;张涛;许晓焱;孙晶;王新超;史晓宁
专利状态：	有效
申请日期：	2018-12-28T00:00:00+0800
发布日期：	2019-04-26T00:00:00+0800
申请号：	CN201811618029.0
公开号：	CN109680740A
代理机构：	青岛发思特专利商标代理有限公司
代理人：	杜家成
分类号：	E02F3/43(2006.01);E;E02;E02F;E02F3
申请人地址：	276023 山东省临沂市经济技术开发区临工路126号山东临工工程机械有限公司
主权项：	1.一种挖掘机自动驾驶系统，其特征在于：包括：分别安装在动臂、斗杆、铲斗、回转支承上的动臂姿态传感器、斗杆姿态传感器、铲斗姿态传感器、回转支承转角传感器(7)，分别安装在操纵手柄和主控阀之间各先导油路上的动臂提升先导压力传感器(8)、动臂提升先导压力电磁阀(16)、动臂下降先导压力传感器(10)、动臂下降先导压力电磁阀(18)，铲斗外翻先导压力传感器(9)、铲斗外翻先导压力电磁阀(17)、铲斗挖掘先导压力传感器(11)、铲斗挖掘先导压力电磁阀(19)、斗杆挖掘先导压力传感器(12)、斗杆挖掘先导压力电磁阀(20)、斗杆外翻先导压力传感器(14)、斗杆外翻先导压力电磁阀(22)、右回转先导压力传感器(13)、右回转先导压力电磁阀(21)、左回转先导压力传感器(15)、左回转先导压力电磁阀(23)，控制器，上述各个传感器与所述控制器输入端连接，上述各个电磁阀与所述控制器控制端连接。 2.根据权利要求1所述的挖掘机自动驾驶系统，其特征在于：所述动臂姿态传感器包括动臂转角传感器(1)和动臂油缸位移传感器(2)。 3.根据权利要求1所述的挖掘机自动驾驶系统，其特征在于：所述斗杆姿态传感器包括斗杆转角传感器(3)和斗杆油缸位移传感器(4)。 4.根据权利要求1所述的挖掘机自动驾驶系统，其特征在于：所述铲斗姿态传感器包括铲斗转角传感器(5)和铲斗油缸位移传感器(6)。 5.一种挖掘机自动驾驶系统的控制方法，其特征在于：包括以下工作步骤： (1)驾驶员操作挖掘机正常施工，控制器实时采集动臂、斗杆、铲斗和回转支撑的姿态，计算该工况下的平均挖掘深度、每循环挖掘偏移量和卸载偏移量； (2)启动自动驾驶功能，定义挖掘起点a和挖掘终点b，结合平均挖掘深度H形成挖掘范围立体围栏，定义卸载起点c和卸载终点d形成卸载范围围栏，同时确定挖掘初始姿态和终止姿态、卸载初始姿态和终止姿态； (3)检测动臂姿态是否到达挖掘初始姿态，若动臂实时姿态高于挖掘初始姿态，控制器输出电流至动臂下降先导压力电磁阀(18)驱动动臂下降直至到达挖掘初始姿态，若动臂实时姿态低于挖掘初始姿态，控制器输出电流至动臂提升先导压力电磁阀(16)驱动动臂上升直至到达挖掘初始姿态； (4)检测斗杆姿态是否到达挖掘初始姿态，若斗杆实时姿态高于挖掘初始姿态，控制器输出电流至斗杆挖掘先导压力电磁阀(20)驱动斗杆挖掘直至到达挖掘初始姿态，若斗杆实时姿态低于挖掘初始姿态，控制器输出电流至斗杆外翻先导压力电磁阀(22)驱动斗杆外翻直至到达挖掘初始姿态； (5)检测铲斗姿态是否到达挖掘初始姿态，若铲斗实时姿态高于挖掘初始姿态，控制器输出电流至铲斗挖掘先导压力电磁阀(19)驱动铲斗挖掘直至到达挖掘初始姿态，若铲斗实时姿态低于挖掘初始姿态，控制器输出电流至铲斗外翻先导压力电磁阀(17)驱动铲斗外翻直至到达挖掘初始姿态； (6)检测回转实时姿态是否到达挖掘初始姿态，若回转实时姿态偏右，控制器输出电流至左回转先导压力电磁阀(23)驱动向左回转直至到达挖掘初始姿态，若回转实时姿态偏左，控制器输出电流至右回转先导压力电磁阀(21)驱动向右回转直至到达挖掘初始姿态； (7)若动臂、斗杆、铲斗和回转均到达挖掘初始姿态，控制器输出电流至斗杆挖掘先导压力电磁阀(20)和铲斗挖掘先导压力电磁阀(19)开始挖掘物料直至斗杆和铲斗实时姿态到达挖掘终止姿态； (8)若斗杆和铲斗均达到挖掘终止姿态，控制器输出电流至动臂提升先导压力电磁阀(16)和左回转先导压力电磁阀(23)或右回转先导压力电磁阀(21)开始转移物料直至动臂和回转到达卸载初始姿态； (9)若动臂和回转均到达卸载初始姿态，控制器输出电流至斗杆外翻先导压力电磁阀(22)和铲斗外翻先导压力电磁阀(17)开始卸载物料直至斗杆和铲斗到达卸载终止姿态； (10)根据每循环挖掘偏移量和卸载偏移量，计算下一循环挖掘范围立体围栏内的挖掘初始姿态和终止姿态及卸载范围围栏内卸载初始姿态和终止姿态。 (11)重复步骤(3)～步骤(10)，开始下一工作循环。
所属类别：	发明专利