[发明专利]智能铰接式动臂挖掘系统

说明书

智能铰接式动臂挖掘系统的实施例包括：终止于挖掘工具中的铰接式动臂组件、电动液压(EH)致动子系统，以及动臂组件跟踪传感器，该动臂组件跟踪传感器提供指示挖掘工具移动的跟踪数据。控制器架构可在挖掘深度限制模式下操作，在该挖掘深度限制模式下，控制器架构：(i)利用由动臂组件跟踪传感器提供的跟踪数据来跟踪挖掘工具相对于虚拟挖掘底面的当前位置；(ii)确定铰接式动臂组件的由操作员命令的移动将何时导致虚拟挖掘底面被挖掘工具破裂；以及(iii)当确定铰接式动臂组件的由操作员命令的移动将导致虚拟挖掘底面的破裂时，控制EH致动子系统以便以防止虚拟挖掘底面被挖掘工具破裂的方式更改由操作员命令的移动。

技术领域

本公开涉及可在智能控制模式下操作的铰接式动臂挖掘系统，该智能控制模式例如为挖掘深度限制模式，在该模式下，操作员输入命令被选择性地更改以防止虚拟挖掘底面被反铲式铲斗或其他安装在动臂上的挖掘工具破裂。

背景技术

某些作业车辆通常配备有铰接式动臂挖掘组件，该铰接式动臂挖掘组件终止于诸如反铲式铲斗、螺旋钻、挖沟机或液压锤之类的挖掘工具中。如在拖拉机的反铲式附接件的情况下那样，铰接式动臂挖掘组件可以被制造为模块化单元，旨在由操作员进行快速的现场附接和拆卸。可替代地，如在履带式挖掘机和一些牵引式挖掘机的情况下那样，铰接式动臂挖掘组件可以以非模块化的方式接合到作业车辆的底盘，不旨在进行快速的现场拆卸和互换。无论是以模块化还是非模块化的方式实现，都可以利用由电子控制器执行的电动液压(EH)控制方案来控制铰接式动臂挖掘组件。在铰接式动臂挖掘组件的操作期间，经由操作员接口(例如，包括操纵杆或类似的手动控制件)输入的操作员输入命令被传输到控制器，控制器将操作员输入命令转换为相应的阀控制信号。阀控制信号然后被传输到阀致动器，阀致动器调节流量控制阀以改变流向集成在铰接式动臂组件中的液压缸的液压流体流量。响应于液压流体流量的这种变化，液压缸适当地伸出或缩回，以便以由作业车辆操作员所命令的方式移动铰接式动臂挖掘动臂组件(特别是挖掘工具)。

发明内容

在各个实施例中，智能铰接式动臂挖掘系统包括：铰接式动臂组件，该铰接式动臂组件终止于挖掘工具中；电动液压(EH)致动子系统，该电动液压(EH)致动子系统包括集成到铰接式动臂组件中的液压缸；以及动臂组件跟踪传感器，该动臂组件跟踪传感器联接到铰接式动臂组件并且被配置为提供指示挖掘工具移动的跟踪数据。控制器架构联接到EH致动子系统和动臂组件跟踪传感器。控制器架构可在挖掘深度限制模式下操作，在该挖掘深度限制模式下，控制器架构：(i)利用由动臂组件跟踪传感器提供的跟踪数据来跟踪挖掘工具相对于虚拟挖掘底面的当前位置；(ii)至少部分地基于铰接式动臂组件的当前位置，确定铰接式动臂组件的由操作员命令的移动将何时导致虚拟挖掘底面被挖掘工具破裂；以及(iii)当确定铰接式动臂组件的由操作员命令的移动将导致虚拟挖掘底面的破裂时，控制EH致动子系统，以便以防止虚拟挖掘底面被挖掘工具破裂的方式更改由操作员命令的移动。

在另外的实施例中，智能铰接式动臂挖掘系统包括：EH致动子系统，该EH致动子系统包括集成到铰接式动臂组件中的液压缸；动臂组件跟踪传感器，该动臂组件跟踪传感器联接到铰接式动臂组件并且被配置为提供指示挖掘工具移动的跟踪数据；以及操作员接口，该操作员接口被配置为接收指导铰接式动臂组件的移动的操作员输入命令。控制器架构联接到EH致动子系统、操作员接口以及动臂组件跟踪传感器。控制器架构被配置为：(i)利用由动臂组件跟踪传感器提供的跟踪数据来跟踪挖掘工具相对于二维平面的当前位置，该二维平面限定了利用挖掘工具所期望创建的挖掘特征的边界；以及(ii)响应于经由操作员接口接收到的操作员输入命令，控制EH致动子系统以使挖掘工具的切铲边缘沿着二维平面移动而不会使该二维平面破裂。

一个或多个实施例的细节在附图和以下描述中阐明。根据说明书、附图和权利要求书，其他特征和优点将变得显而易见。

附图说明

下文将结合以下附图描述本公开的至少一个示例：