一种挖掘机操作方法与流程

本发明涉及仪表领域，特别是涉及一种挖掘机操作方法。

背景技术：

挖掘机仪表是现代挖掘机座舱中必须具备的组成部分，操作人员通过仪表对挖掘机的运行状态信息进行监控，调节控制系统的参数与作业模式。电控挖掘机使用一组位姿传感器组件实时监测挖掘机车体、动臂、斗杆和铲斗的空间位置与姿态信息，作为挖掘机控制系统的输入数据形成闭环控制。这种相对于传统挖掘机的新特性，会改变挖掘机的操作与使用方式，包括：挖掘机的车体、动臂、斗杆与铲斗空间位置关系与姿态关系的实时显示；铲斗作业轨迹的实时绘制；基于轨迹控制的精确自动作业。这些新的操作与使用方式需要新的仪表装置为其提供人机交互的接口、功能使用的方法与相应的操作界面。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种适用于电控挖掘机触控仪表装置的数据可视化方法，该方法可以实现挖掘机车体、动臂、斗杆与铲斗的空间位置与姿态的实时显示，铲斗齿尖位置的空间坐标的实时计算，作业轨迹的同步绘制，以及自动作业的参数设置与状态监控。

本发明提供一种挖掘机操作方法，所述方法包括：

接收自动作业功能参数，所述自动作业功能参数包括挖掘次数、挖掘深度、挖掘角度和挖掘方向；

根据所述自动作业功能参数执行挖掘动作。

可选的，在所述根据所述自动作业功能参数执行挖掘动作之后，所述方法还包括：

获取与所述挖掘机作业管理相关的电气系统、液压系统和发动机系统的状态信息；

解析状态信息，生成动作指令；

将所述动作指令发送至can总线通讯模块。

可选的，在所述生成动作指令之后，所述方法还包括：

显示所述动作指令。

可选的，在所述根据所述自动作业功能参数执行挖掘动作之后，所述方法还包括：

获取至少三个角度传感器的状态数据；

解析所述状态数据，获得至少三个角度信息；

对至少三个角度信息进行空间坐标转换与姿态换算处理，获得所述挖掘机的可动机械结构的当前位置姿态；

可选的，所述方法还包括：

对所述当前位置姿态进行图形化显示。

可选的，所述方法还包括：

接收作业轨迹绘制参数；

根据所述当前位置姿态，绘制实际作业轨迹；

比对所述作业轨迹绘制参数和所述实际作业轨迹，得到作业误差。

可选的，所述接收作业轨迹绘制参数，具体包括：

通过触控采集，或语音采集方式接收作业轨迹绘制参数。

可选的，在所述绘制实际作业轨迹之后，所述还包括：

对所述实际作业轨迹进行图形化显示。

可选的，在所述得到作业误差之后，所述还包括：

对所述作业误差进行图形化显示。

本发明的有益效果：设计了一种挖掘机的触控仪表装置，该装置利用多视图的图形化界面以及触控按钮与虚拟键盘，可以为挖掘机的操作人员提供对于电控挖掘机的新特性进行操作的人机交互接口。挖掘机的操作人员在使用电控挖掘机进行作业的过程中，可以更直观的实时监控挖掘机车体、动臂、斗杆与铲斗的空间位置与姿态，可以同步的获取铲斗的齿尖位置与作业轨迹，可以实现自动作业的参数设置与状态监控，提高作业精度，减轻工作负担。

附图说明

图1是本发明所述挖掘机触控仪表装置结构图；

图2是本发明所述挖掘机触控仪表装置在挖掘机车体中的布局示意图；

图3是发明所述挖掘机触控仪表装置仪表软件实现方法流程图；

其中,101-工业触控一体机、102-车上电源模块、103-can总线数据连接线、104-挖掘机控制器、105-发动机电瓶、106-挖掘机座舱、107-挖掘机设备舱。

具体实施方式

提出了一种电控挖掘机触控仪表装置的数据可视化方法。

所述电控挖掘机触控仪表装置包括工业触控一体机101、车上电源模块102、can总线数据连接线103。

所述工业触控一体机101与车上电源模块102通过12伏电源线缆连接。工业触控一体机101通过视can总线数据连接线103与挖掘机控制器连接。

在挖掘机运行过程中，所述挖掘机触控仪表装置通过can总线数据连接线103与挖掘机控制器连接，挖掘机控制器将挖掘机操纵机构状态数据、座舱电气系统开关数据、车上传感器数据、发动机与液压系统(电控多路阀、电控泵)状态信息发送给工业触控一体机101，由工业触控一体机101中的仪表软件进行综合处理，以图形化的显示方式在工业触控一体机101的10.1英寸彩色显示屏上按照不同的功能页面进行分类显示。挖掘机操作人员可以使用仪表软件设计的一系列触控按钮与虚拟键盘在工业触控一体机101的触控屏幕上直接进行页面切换、信息浏览以及功能设置。挖掘机操作人员在使用过程中对工业触控一体机101中的仪表软件所进行的操作，将会通过can总线数据连接线103实时地反馈给挖掘机控制器，完成挖掘机作业功能的闭环控制。同时，工业触控一体机101还通过专用的电源线缆与车上电源模块102连接，由车上电源模块102为其提供12伏直流稳压供电。

所述工业触控一体机101中的仪表软件，通过挖掘机车体、动臂、斗杆与铲斗上安装的传感器实时地获取车体的空间三维坐标(经纬度与高度)、车体的纵向与横向倾角以及铲斗与斗杆、斗杆与动臂、动臂与车体之间的夹角数据。仪表软件使用后视图与俯视图两种显示方式将接收到的传感器信息实时地映射到视图中的挖掘机三维模型上。这种将关键信息融合在多视图三维模型上的显示方法，能够使挖掘机操作人员对于挖掘机车体、动臂、斗杆与铲斗的空间位置与姿态进行更直观的监控。同时基于这些传感器数据，仪表软件通过空间坐标转换，实时地计算铲斗齿尖位置的空间坐标，通过can总线数据连接线103将该坐标发送给挖掘机控制器，作为控制器的运算输入与决策依据。其次，仪表软件利用计算得出的实时齿尖位置坐标，按照操作人员设定的坐标精度，在工业触控一体机101的10.1英寸彩色显示屏上同步的绘制挖掘机铲斗的运动轨迹，便于操作人员精确的监控作业轨迹。最后，仪表软件通过叠加在挖掘机、装载车辆与类型作业面三维模型上的信息标签、触控按钮与虚拟键盘，实现了操作人员对于电控挖掘机自动作业功能的更直观的状态监控与功能设置。

下面将结合附图，对本发明所述做进一步描述。

本实施例一种电控挖掘机的触控仪表装置由图1中模块组成。所述挖掘机触控仪表装置包括工业触控一体机101、车上电源模块102、can总线数据连接线103。工业触控一体机101与车上电源模块102通过12伏电源线缆连接。工业触控一体机101通过视can总线数据连接线103与挖掘机控制器连接。

图2为本发明所述挖掘机触控仪表装置在挖掘机车体中的布局示意图。包括工业触控一体机101、车上电源模块102、can总线数据连接线103、挖掘机控制器104、发动机电瓶105、挖掘机座舱106、挖掘机设备舱107。

其中，工业触控一体机201安装在操作人员右前方，通过工装固定在挖掘机座舱106的设备支架上。车上电源模块102通过工装固定在挖掘机设备舱107中的设备托架上。can总线数据连接线103内埋布设在挖掘机座舱106的地板线槽与挖掘机设备舱107的舱壁线槽中。

所述挖掘机触控仪表装置在挖掘机运行过程中，工业触控一体机101通过can总线数据连接线103与挖掘机控制器104连接，挖掘机控制器104将挖掘机运行状态信息发送给工业触控一体机101，由工业触控一体机101中的仪表软件进行综合处理，显示在工业触控一体机101的显示屏上。挖掘机操作人员使用仪表软件在工业触控一体机101上进行状态监控与功能设置。挖掘机操作人员所进行的操作，将会通过can总线数据连接线103实时地反馈给挖掘机控制器104，完成挖掘机作业功能的闭环控制。同时，工业触控一体机101还通过专用的电源线缆与车上电源模块102连接，由车上电源模块102为其提供12伏直流稳压供电。

所述仪表软件对于电控挖掘机的如下三类新特性的人机交互实现方法如图3中的流程图所示。

实施例一

挖掘机车体与其可动机械结构位置姿态信息的实时显示：

如图3所示，本发明所述仪表装置电源开启后，can总线通讯模块自动开始接收数据，从中筛选出传感器数据进行can协议解析，然后使用解析后的传感器数据进行空间坐标转换与姿态换算。计算后的数据分别用于三维模型位置姿态的映射与齿尖位置轨迹的计算。映射后的三维模型位姿信息用于仪表视图的图形化显示，操作人员可以读取相关的数据，实现挖掘机车体与其可动机械结构位置姿态信息的实时显示。

实施例二

挖据机铲斗齿尖位置坐标的实时计算与作业轨迹的同步绘制：

如图3所示，操作人员通过本发明所述仪表装置输入作业轨迹绘制参数并打开作业轨迹绘制开关，然后利用上述空间坐标转换与姿态换算后得到的数据进行齿尖位置轨迹的计算。计算得到的数据用于二位曲线的坐标映射。映射后的二维曲线坐标信息用于仪表视图的图形化显示，操作人员可以读取相关的数据，实现挖据机铲斗齿尖位置坐标的实时计算与作业轨迹的同步绘制。

实施例三

挖掘机自动作业功能的状态监控与功能设置：

如图3所示，操作人员通过本发明所述仪表装置输入自动作业的功能参数并打开自动作业的启停开关。从can总线通讯模块自动接收的数据中筛选出作业管理数据进行can协议解析，然后使用解析后的作业管理数据进行自动作业的信息映射。映射后的自动作业信息用于仪表视图的图形化显示，操作人员可以读取相关的数据，实现挖掘机自动作业功能的状态监控与功能设置。