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原文传递自动铲料系统和自动铲料系统自动铲料控制方法

专利名称：	自动铲料系统和自动铲料系统自动铲料控制方法
摘要：	本发明公开了一种自动铲料系统和自动铲料系统自动铲料控制方法，属于工程机械技术领域。本发明的自动铲料系统包括装载机、扫描装置及运算装置，装载机包括铲斗和主控器，主控器与铲斗电连接；扫描装置与装载机间隔设置，用于扫描被铲物料的表面；运算装置与装载机和扫描装置间隔设置，运算装置与主控器和扫描装置通信连接；运算装置用于接收扫描装置输出的扫描数据、主控器输出的装载机动力数据及用户输入的被铲物料的目标方量，并确定铲斗的最优铲料轨迹，以使铲斗依照所述最优铲料轨迹，铲除被铲物料。本发明通过上述方案实现自动精准铲料和提高铲料效率。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	福建;35
申请人：	福建晋工新能源科技有限公司
发明人：	肖育波;柯金鐤;刘荣光;甘兴;刘凯
专利状态：	有效
申请日期：	2022-09-16T00:00:00+0800
发布日期：	2022-12-23T00:00:00+0800
申请号：	CN202211126641.2
公开号：	CN115506431A
代理机构：	深圳市恒程创新知识产权代理有限公司
代理人：	张小容
分类号：	E02F3/43;E;E02;E02F;E02F3;E02F3/43
申请人地址：	362000 福建省泉州市晋江市安海镇前埔村企业小区13-2号
主权项：	1.一种自动铲料系统，其特征在于，所述自动铲料系统包括：装载机，所述装载机包括铲斗和主控器，所述主控器与所述铲斗电连接；扫描装置，所述扫描装置与所述装载机间隔设置；所述扫描装置用于扫描被铲物料的表面；及运算装置，所述运算装置与所述装载机和所述扫描装置间隔设置，所述运算装置与所述主控器和所述扫描装置通信连接；所述运算装置用于接收所述扫描装置输出的扫描数据、所述主控器输出的装载机动力数据及用户输入的被铲物料的目标方量，并确定所述铲斗的最优铲料轨迹，以使所述铲斗依照所述最优铲料轨迹运动，铲除被铲物料。 2.如权利要求1所述的自动铲料系统，其特征在于，所述扫描装置包括：扫描仪，所述扫描仪与所述装载机和所述运算装置间隔设置，所述扫描仪与所述运算装置通信连接，所述扫描仪用于扫描被铲物料的表面，以获取所述扫描仪与被铲物料表面的扫描点的直线距离信息；和第一定位传感器，所述第一定位传感器设于所述扫描仪，所述第一定位传感器与所述运算装置通信连接，用于检测所述扫描仪垂直于铲料场所地面的第一间距信息。 3.如权利要求1所述的自动铲料系统，其特征在于，所述自动铲料系统还包括：第一车载定位传感器，所述第一车载定位传感器设于所述装载机，并位于所述装载机邻近所述铲斗的位置，所述第一车载定位传感器与所述主控器电连接；所述第一车载定位传感器用于检测所述铲斗的第一实时位置信息；和场地基准定位传感器，所述场地基准定位传感器与所述扫描装置、所述装载机及所述运算装置间隔设置；所述场地基准定位传感器与所述运算装置通信连接，用于检测基准线位置信息。 4.如权利要求3所述的自动铲料系统，其特征在于，所述自动铲料系统还包括设于所述装载机的第二车载定位传感器，所述第二车载定位传感器位于所述装载机远离所述铲斗的位置，并与所述第一车载定位传感器间隔设置；且所述第二车载定位传感器与所述主控器电连接，用于检测所述装载机的尾部的第二实时位置信息。 5.如权利要求4所述的自动铲料系统，其特征在于，所述自动铲料系统还包括设于所述装载机的第三车载定位传感器，所述第三车载定位传感器位于所述装载机的顶部位置，所述第三车载定位传感器与所述主控器电连接，用于检测所述装载机的顶部的第三实时位置信息。 6.一种如权利要求1至5中任一自动铲料系统的自动铲料控制方法，其特征在于，所述自动铲料系统自动铲料控制方法包括以下步骤：所述运算装置接收所述扫描装置输出的被铲物料的扫描数据，所述运算装置根据所述扫描数据计算被铲物料的表面数据；所述运算装置接收主控器发送的装载机动力数据，并根据所述装载机动力数据，确定所述铲斗的收斗举升轨迹；所述运算装置根据目标方量和所述收斗举升轨迹确定所述铲斗的最优铲料轨迹，并控制所述铲斗依照所述最优铲料轨迹运动。 7.如权利要求6所述的自动铲料系统自动铲料控制方法，其特征在于，所述运算装置接收所述扫描装置输出的被铲物料的扫描数据，所述运算装置根据所述扫描数据计算被铲物料的表面数据的步骤包括：所述运算装置接收所述扫描仪输出的自身与被铲物料表面的扫描点之间的直线距离信息；所述运算装置接收所述第一定位传感器检测的所述扫描仪垂直于铲料场地地面的第一间距信息；所述运算装置根据所述直线距离信息与所述第一间距信息计算被铲物料表面的扫描点垂直于铲料场地地面的厚度信息，并根据所述厚度信息确定被铲物料的表面数据。 8.如权利要求6所述的自动铲料系统自动铲料控制方法，其特征在于，所述运算装置根据目标方量和所述收斗举升轨迹确定所述铲斗的最优铲料轨迹，并控制所述铲斗依照所述最优铲料轨迹运动的步骤包括：所述运算装置接收所述目标方量和所述表面数据，预估所述装载机的预设推进距离；所述运算装置根据所述预设推进距离和所述收斗举升轨迹，计算所述装载机的第一方量；所述运算装置将所述第一方量与所述目标方量进行比对，以确定与所述目标方量匹配的最优推进距离。 9.如权利要求8所述的自动铲料系统自动铲料控制方法，其特征在于，所述运算装置将所述第一方量与所述目标方量进行比对，以确定与所述目标方量匹配的最优推进距离的步骤包括：若所述运算装置判定所述第一方量等于所述目标方量，则以所述预设推进距离为最优推进距离；若所述运算装置判定所述第一方量不等于所述目标方量，则将所述预设推进距离执行预设迭代运算步骤，以获得与所述目标方量匹配的更新推进距离，并以所述更新推进距离为最优推进距离。 10.如权利要求9所述的自动铲料系统自动铲料控制方法，其特征在于，所述预设迭代运算步骤包括：所述运算装置判定所述第一方量小于所述目标方量时，则将所述预设推进距离增加预设阈值得出更新推进距离；所述运算装置判定所述第一方量大于所述目标方量时，则所述预设推进距离减去预设阈值得出更新推进距离；所述运算装置根据所述更新推进距离和所述收斗举升轨迹，计算所述装载机当前的实际方量；所述运算装置判定所述实际方量等于所述目标方量时，则以所述更新推进距离为最优推进距离；所述运算装置判定所述实际方量不等于所述目标方量时，则继续执行所述运算装置判定所述第一方量小于所述目标方量时，则将所述预设推进距离增加预设阈值得出更新推进距离；所述运算装置判定所述第一方量大于所述目标方量时，则所述预设推进距离减去预设阈值得出更新推进距离的步骤，直至所述更新推进距离对应的方量等于所述目标方量为止。 11.如权利要求6所述的自动铲料系统自动铲料控制方法，其特征在于，所述扫描装置向所述运算装置输出被铲物料的扫描数据，所述运算装置根据所述扫描数据计算被铲物料的表面数据的步骤之前还包括：所述运算装置接收所述第一车载定位传感器检测的第一实时位置信息和所述场地基准定位传感器检测的基准线位置信息，并根据所述第一实时位置信息和基准线位置信息，计算所述铲斗移动至所述场地基准定位传感器正下方的第一行进距离；所述运算装置接收所述扫描装置扫描被铲物料的底部和所述场地基准定位传感器正下方之间的第二行进距离，并根据所述第一行进距离和所述第二行进距离确定装载机的平移移动轨迹；所述运算装置控制所述装载机依照所述平移移动轨迹移动。