铲斗动力可控式挖掘机的制作方法

本发明涉及建筑机械领域，尤其涉及一种铲斗动力可控式挖掘机。

背景技术：

挖掘机，又称挖掘机械(excavatingmachinery)，又称挖土机，是用铲斗挖掘高于或低于承机面的物料，并装入运输车辆或卸至堆料场的土方机械。

挖掘机挖掘的物料主要是土壤、煤、泥沙以及经过预松后的土壤和岩石。从近几年工程机械的发展来看，挖掘机的发展相对较快，挖掘机已经成为工程建设中最主要的工程机械之一。挖掘机最重要的三个参数：操作重量(质量)，发动机功率和铲斗斗容。

然而，当前的挖掘机存在以下缺陷，不能基于铲斗下方物体的硬度自适应确定挖掘的输出功率，以及行走效率不高等。

技术实现要素：

为了解决上述问题，本发明提供了一种铲斗动力可控式挖掘机，采用图像识别方式，对铲斗下方物体的硬度进行准确判断，同时，优化了现有技术中的挖掘机的行走机构，提高了挖掘机的行走效率。

根据本发明的一方面，提供了一种铲斗动力可控式挖掘机，所述挖掘机包括：

行走主架构，包括引导轮、缓冲弹簧、支重轮、履带导向装置、托链轮、旋转多路控制阀、履带主链节、行走履带和行走马达，所述行走马达设置在所述行走履带组成的环内，且位于所述行走履带组成的环的后部，所述履带板位于所述行走履带之上，所述引导轮设置在所述行走履带组成的环内，且位于所述行走履带组成的环的前部，所述支重轮设置在所述行走履带组成的环内，且位于所述行走履带组成的环的中部；

铲斗，设置在所述引导轮的前方，用于执行对前方物体的挖掘操作；

动力控制设备，与所述铲斗连接，用于为所述铲斗的挖掘操作提供不同功率的动力，所述动力控制设备接收目标功率数值，以为所述铲斗的挖掘操作输出与所述目标功率数值相同的动力功率；

枪式摄像机，设置在所述铲斗的顶部，用于对所述铲斗的下方待挖掘物体进行成像，以获得实时下方图像，并输出所述实时下方图像；

cf存储卡，用于预先存储预设面积阈值以及散射对照表，所述散射对照表保存了雾霾浓度与空气对光线散射等级之间的映射关系；

雾霾测量仪，用于对当前空气中的雾霾浓度进行实时测量，以获得实时雾霾浓度，并输出所述实时雾霾浓度；

散射分析设备，分别与所述cf存储卡和所述雾霾测量仪连接，用于基于所述实时雾霾浓度和所述散射对照表确定当前空气对光线的散射等级，以获得所述实时散射等级，并输出所述实时散射等级。

本发明至少具有以下五个重要发明点：

(1)对铲斗的下方待挖掘物体进行成像，基于成像图像整体灰度值确定对应的物体硬度值，从而为铲斗提供自适应的动力功率提供有价值的参考数据；

(2)搭建了包括引导轮、缓冲弹簧、支重轮、履带导向装置、托链轮、旋转多路控制阀、履带主链节、行走履带和行走马达的行走主架构，提高了挖掘机的行走效率；

(3)只对图像中相对更有效的亮度信号成分进行直方图均衡化处理，以有效减少图像处理的运算时间；

(4)在雾霾测量仪的测量数据的基础上，基于成像环境中空气的实时散射状况克服当前成像干扰，以获得更为清晰的高质量成像图像；

(5)根据图像的水平分辨率与垂直分辨率的乘积确定执行图像中较小目标区域消除的参考面积阈值，从而提高了图像目标区域消除的自适应水准。

附图说明

以下将结合附图对本发明的实施方案进行描述，其中：

图1为根据本发明实施方案示出的铲斗动力可控式挖掘机的结构示意图。

具体实施方式

下面将参照附图对本发明的铲斗动力可控式挖掘机的实施方案进行详细说明。

当前，挖掘机存在多个需要改进之处，例如行走效率和挖掘功率控制，导致当前的挖掘机性能不高。为了克服上述不足，本发明搭建了一种铲斗动力可控式挖掘机，对挖掘机的性能进行了增强。

图1为根据本发明实施方案示出的铲斗动力可控式挖掘机的结构示意图，所述挖掘机包括：

行走主架构，包括引导轮、缓冲弹簧、支重轮、履带导向装置、托链轮、旋转多路控制阀、履带主链节、行走履带和行走马达，所述行走马达设置在所述行走履带组成的环内，且位于所述行走履带组成的环的后部，所述履带板位于所述行走履带之上，所述引导轮设置在所述行走履带组成的环内，且位于所述行走履带组成的环的前部，所述支重轮设置在所述行走履带组成的环内，且位于所述行走履带组成的环的中部；

铲斗，设置在所述引导轮的前方，用于执行对前方物体的挖掘操作。

接着，继续对本发明的铲斗动力可控式挖掘机的具体结构进行进一步的说明。

在所述铲斗动力可控式挖掘机中，还包括：

动力控制设备，与所述铲斗连接，用于为所述铲斗的挖掘操作提供不同功率的动力，所述动力控制设备接收目标功率数值，以为所述铲斗的挖掘操作输出与所述目标功率数值相同的动力功率。

在所述铲斗动力可控式挖掘机中，还包括：

枪式摄像机，设置在所述铲斗的顶部，用于对所述铲斗的下方待挖掘物体进行成像，以获得实时下方图像，并输出所述实时下方图像；

cf存储卡，用于预先存储预设面积阈值以及散射对照表，所述散射对照表保存了雾霾浓度与空气对光线散射等级之间的映射关系。

在所述铲斗动力可控式挖掘机中，还包括：

雾霾测量仪，用于对当前空气中的雾霾浓度进行实时测量，以获得实时雾霾浓度，并输出所述实时雾霾浓度；

散射分析设备，分别与所述cf存储卡和所述雾霾测量仪连接，用于基于所述实时雾霾浓度和所述散射对照表确定当前空气对光线的散射等级，以获得所述实时散射等级，并输出所述实时散射等级；

图像去散射设备，分别与所述枪式摄像机和所述散射分析设备连接，用于接收所述实时下方图像和所述实时散射等级，基于所述实时散射等级对所述实时下方图像进行去散射的复原处理，以获得并输出去散射处理图像；

均衡化处理设备，与所述图像去散射设备连接，用于接收所述去散射处理图像，对所述去散射处理图像中的亮度信号执行直方图均衡化处理而同时对所述去散射处理图像中的两个色差信号不执行任何直方图均衡化处理以获得均衡化图像；

目标处理设备，分别与所述均衡化处理设备和所述cf存储卡连接，用于接收所述均衡化图像，识别出所述均衡化图像中的各个目标连通区域，用于计算所述均衡化图像中每一个目标连通区域的面积，将所述均衡化图像中面积小于等于预设面积阈值的目标连通区域消除，以获得目标简化图像，在所述目标处理设备中，每一个目标连通区域的面积用其包括的像素点的总数来表示，所述预设面积阈值为所述均衡化图像水平分辨率与所述均衡化图像垂直分辨率的乘积的万分之七，当所述均衡化图像水平分辨率与所述均衡化图像垂直分辨率的乘积的万分之七为非整数时，对所述均衡化图像水平分辨率与所述均衡化图像垂直分辨率的乘积的万分之七取整后获得的值作为所述预设面积阈值；

像素分析设备，与所述目标处理设备连接，用于接收所述目标简化图像，并获取所述目标简化图像的各个像素点的灰度值，并对所述目标简化图像的各个像素点的灰度值进行求均值计算，以获得所述目标简化图像的图像灰度值；

物体硬度匹配设备，与所述像素分析设备连接，用于接收所述图像灰度值，并从灰度硬度匹配表中搜索与所述图像灰度值对应的硬度值以作为目标硬度值输出，其中，所述灰度硬件匹配表保存了以不同灰度值为索引所分别对应的各个硬度值；

动力提取设备，分别与所述物体硬度匹配设备和所述动力控制设备连接，用于接收所述目标硬度值，并基于所述目标硬度值确定对应的目标功率数值，并输出所述目标功率数值。

在所述铲斗动力可控式挖掘机中，还包括：

驾驶室，设置在所述履带板的上方，且位于所述行走履带组成的环的前部的正上方，用于容置驾驶员对挖掘机执行各项操作。

在所述铲斗动力可控式挖掘机中：

所述动力控制设备为铲斗油缸，所述动力控制设备通过连杆与所述铲斗连接。

在所述铲斗动力可控式挖掘机中：

所述cf存储卡设置在驾驶室的仪表盘内，与所述物体硬度匹配设备连接，用于预先存储所述灰度硬度匹配表。

以及在所述铲斗动力可控式挖掘机中：

所述驾驶室的仪表盘内包括液晶显示屏，所述液晶显示屏与所述枪式摄像机连接；

其中，所述液晶显示屏用于接收所述实时下方图像，并实时显示所述实时下方图像。

另外，在所述枪式摄像机中还包括a/d转换器，用于将光电转换后的模拟信号进行a/d转换，以获得要输出的所述实时下方图像。模数转换器即a/d转换器，或简称adc，通常是指一个将模拟信号转变为数字信号的电子元件。通常的模数转换器是将一个输入电压信号转换为一个输出的数字信号。由于数字信号本身不具有实际意义，仅仅表示一个相对大小。故任何一个模数转换器都需要一个参考模拟量作为转换的标准，比较常见的参考标准为最大的可转换信号大小。而输出的数字量则表示输入信号相对于参考信号的大小。

模拟数字转换器的分辨率是指，对于允许范围内的模拟信号，它能输出离散数字信号值的个数。这些信号值通常用二进制数来存储，因此分辨率经常用比特作为单位，且这些离散值的个数是2的幂指数。例如，一个具有8位分辨率的模拟数字转换器可以将模拟信号编码成256个不同的离散值(因为2^8＝256)，从0到255(即无符号整数)或从-128到127(即带符号整数)，至于使用哪一种，则取决于具体的应用。

采用本发明的铲斗动力可控式挖掘机，针对现有技术中挖掘机性能低下的技术问题，一方面，对铲斗的下方待挖掘物体进行成像，基于成像图像整体灰度值确定对应的物体硬度值，从而为铲斗提供自适应的动力功率提供有价值的参考数据，另一方面，(2)搭建了包括引导轮、缓冲弹簧、支重轮、履带导向装置、托链轮、旋转多路控制阀、履带主链节、行走履带和行走马达的行走主架构，提高了挖掘机的行走效率，更重要的是，只对图像中相对更有效的亮度信号成分进行直方图均衡化处理，以有效减少图像处理的运算时间，在雾霾测量仪的测量数据的基础上，基于成像环境中空气的实时散射状况克服当前成像干扰，以获得更为清晰的高质量成像图像，以及根据图像的水平分辨率与垂直分辨率的乘积确定执行图像中较小目标区域消除的参考面积阈值，从而提高了图像目标区域消除的自适应水准。

可以理解的是，虽然本发明已以较佳实施例披露如上，然而上述实施例并非用以限定本发明。对于任何熟悉本领域的技术人员而言，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。