[发明专利]一种基于角度传感器的挖机相对坐标解算系统

说明书

本发明提供了一种基于角度传感器的挖机相对坐标解算系统，包括位于挖机斗柄的第一传感器、位于挖机摇杆的第二传感器、位于挖机动臂的第三传感器和位于挖机车身的第四传感器，所述第四传感器通过CAN总线的方式与第一传感器、第二传感器和第三传感器进行通信，本发明系统的测量精度高，纯机械式测量方案，测量精度可到1cm，数据不受外部环境影响。

技术领域

本发明涉及数据采集领域，具体涉及到一种基于角度传感器的挖机相对坐标解算系统。

背景技术

现阶段挖掘机能解算出挖掘机铲尖坐标的厂家技术方案大部分采用角度传感器的方案，但是仅有少数厂家能有稳定的传感器和解算方案；

现在市场上的产品中仅有Trimble和Topcon能提供稳定性和精度同时满足的方案，但是他们的成本较贵，不合适国内高精度方案的推广和应用。

发明内容

为了解决上述不足的缺陷，本发明提供了一种基于角度传感器的挖机相对坐标解算系统，本发明系统的测量精度高，纯机械式测量方案，测量精度可到1cm，数据不受外部环境影响。

本发明提供了一种基于角度传感器的挖机相对坐标解算系统，包括位于挖机斗柄的第一传感器、位于挖机摇杆的第二传感器、位于挖机动臂的第三传感器和位于挖机车身的第四传感器，所述第四传感器通过CAN总线的方式与第一传感器、第二传感器和第三传感器进行通信。

上述的系统，其中，所述第一传感器、第二传感器和第三传感器为单轴的角度传感器，所述第四传感器为双轴传感器。

上述的系统，其中，所述第一传感器、第二传感器和第三传感器均设置有角度计算单元和数据输出单元，所述第四传感器设置有角度计算单元、数据输出单元和数据计算单元。

上述的系统，其中，计算方式为：其中S1：车身和大臂连接点到大臂和小臂的连接点的直线长度；S2:大臂和小臂的连接点到小臂和挖斗的连接点的直线距离；S3：小臂和挖斗连接点到挖斗铲尖的距离；a1:大臂与水平面的夹角；a2:大臂和小臂的夹角，a3:小臂和挖斗的夹角；L:挖斗铲尖到大臂销子的水平距离；H：挖斗铲尖到大臂销子的垂直距离。

上述的系统，其中，所述第一传感器、第二传感器、第三传感器和第四传感器均采用M12的航插接口，防护等级IP67，采用M12的5芯线首尾串联接入到系统里。

本发明提供了一种基于角度传感器的挖机相对坐标解算系统具有以下有益效果：非直接接触式测量，安装和原有设备独立，不影响原有系统的各项参数。安装简单，使用寿命长；测量精度高，纯机械式测量方案，测量精度可到1cm，数据不受外部环境影响；数据通信采用CAN总线方式，抗干扰能力强，对于错误数据具备一定的自动纠错能力；系统高度独立，每个单独的角度传感器稳定可靠，系统内部数据传输采用一路CAN总线，对外数据输出采用另外一路CAN数据，相互数据独立，数据输出的CAN总线可以直接系统CAN中直接为其他系统提供结果数据；计算单元独立，每个角度传感器都可以作为计算单元独立运算结果。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明及其特征、外形和优点将会变得更明显。在全部附图中相同的标记指示相同的部分。并未刻意按照比例绘制附图，重点在于示出本发明的主旨。

图1为本发明中涉及的系统结构框图。

图2为本发明中涉及的挖掘机角度计算模型。

图3为本发明中涉及的单轴传感器角度定义示意图。

具体实施方式

在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本发明更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员而言显而易见的是，本发明可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中，为了避免与本发明发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。