[发明专利]一种挖掘装载机智能铲掘控制系统、方法及挖掘装载机

说明书

本发明公开了挖掘装载机技术领域的一种挖掘装载机智能铲掘控制系统、方法及挖掘装载机，依据物料特征自动选择最佳铲掘轨迹，铲掘操作不依赖于操作者的经验，具有作业效率高、能耗低等优点。控制器接收料堆堆积角识别系统发送的堆积角偏差和铲斗左右距离识别系统发送的距离偏差，基于堆积角偏差和距离偏差向转向系统发送控制指令，转向系统调整铲斗与料堆的相对位置；接收料堆堆积角识别系统发送的左、右堆积角和筛分称重装置发送的物料特征参数，基于左、右堆积角和物料特征参数在铲掘轨迹数据库中匹配最优的铲掘轨迹；基于最优的铲掘轨迹和铲斗的齿尖与铲斗正前方料堆的距离，向前进系统和铲掘系统发送控制指令以执行铲掘作业。

技术领域

本发明属于挖掘装载机技术领域，具体涉及一种挖掘装载机智能铲掘控制系统、方法及挖掘装载机。

背景技术

挖掘装载机作为一种多用途的工程机械，在工程建设领域发挥着重大的作用。在整个铲掘作业循环过程中，铲斗的铲掘物料作业过程作业姿态最为复杂，作业阻力最大，且能量消耗占据比重最大。由于挖掘装载机的作业对象是多种多样的岩土介质，特性相差较大，不同作业对象对应着不同的最佳铲掘方式。目前国内挖掘装载机铲掘作业通常的方式是，操作者凭借整机的牵引力将铲斗一次性插入物料，然后操纵动臂手柄和铲斗手柄来实现铲斗的回转和提升来完成铲掘作业，完全依赖于操作者的经验，存在作业效率低和能耗高的问题。

发明内容

为解决现有技术中的不足，本发明提供一种挖掘装载机智能铲掘控制系统、方法及挖掘装载机，可以依据物料特征自动选择最佳铲掘轨迹，铲掘操作不依赖于操作者的经验，具有作业效率高、能耗低等优点。

为达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：一种挖掘装载机智能铲掘控制系统，包括：分别与控制器电连接的筛分称重装置、料堆堆积角识别系统、铲斗左右距离识别系统、铲斗插入料堆识别系统、转向系统、铲掘轨迹数据库、前进系统和铲掘系统；控制器接收料堆堆积角识别系统发送的堆积角偏差和铲斗左右距离识别系统发送的距离偏差，并基于堆积角偏差和距离偏差向转向系统发送控制指令，使转向系统调整铲斗与料堆的相对位置；控制器接收料堆堆积角识别系统发送的左、右堆积角和筛分称重装置发送的物料特征参数，并基于左、右堆积角和物料特征参数在铲掘轨迹数据库中匹配最优的铲掘轨迹；控制器基于最优的铲掘轨迹和铲斗插入料堆识别系统发送的铲斗的齿尖与铲斗正前方料堆的距离，向前进系统和铲掘系统发送控制指令以执行铲掘作业。

进一步地，所述料堆堆积角识别系统、铲斗左右距离识别系统和铲斗插入料堆识别系统均同时与距离传感器一、距离传感器二、距离传感器三和距离传感器四电连接；所述距离传感器一和距离传感器二固定在左摇臂上，上下布置，用于获取与铲斗左侧正前方料堆的距离参数；所述距离传感器三和距离传感器四固定在右摇臂上，上下布置，用于获取与铲斗右侧正前方料堆的距离参数。

进一步地，所述料堆堆积角识别系统根据所述距离传感器一和距离传感器二采集到的距离参数计算左堆积角；根据所述距离传感器三和距离传感器四采集到的距离参数计算右堆积角；根据左堆积角和右堆积角计算堆积角偏差；当堆积角偏差超过预设的堆积角偏差阈值时，控制器向转向系统发送控制指令，转向系统调整铲斗与料堆的相对位置；当堆积角偏差满足预设的堆积角偏差阈值时，控制器计算左堆积角和右堆积角的平均值，作为料堆堆积角，以供铲掘轨迹数据库调用。

进一步地，所述铲斗左右距离识别系统根据所述距离传感器一和距离传感器二采集到的左侧距离参数、所述距离传感器三和距离传感器四采集到的右侧距离参数计算相对误差；当相对误差超过预设的距离偏差阈值时，控制器向转向系统发送控制指令，转向系统调整铲斗与料堆的相对位置。