一种挖掘机控制方法及系统与流程

本发明涉及挖掘机领域，具体而言，涉及一种挖掘机控制方法及系统。

背景技术：

传统挖掘机主机工厂为了使挖掘机适用于多种不同的工况，通常在出厂前预设多种工作模式，以便操作手在不同工况下可选最接近的模式，以提升操作手驾驶舒适性；但是挖掘机在实际应用中往往会遇到各种不同的特殊工况，对操作模式都有着特殊的要求。这种内设于控制器中最接近的工作模式不能完全适应各种特殊工况。因主机工厂在出厂前无法遇见到各种特殊工况，故无法将各种操作模式全部集成于挖掘机控制器内。

不同的操作者操作同样的挖掘机往往会达到不同的操作效果，如相同工况和档位下，效率和油耗都不尽相同；这都依赖于操作者在挖掘机的控制中常年的经验积累，对于新手操作者来说，很难在较短时间掌握这项技能。

技术实现要素：

本发明实施例的目的在于提供一种挖掘机控制方法及系统，以解决挖掘机控制不够灵活的问题。

为了实现上述目的，本发明实施例采用的技术方案如下：

第一方面，本发明实施例提出一种挖掘机控制方法，包括：获取与当前模式对应的待调整控制曲线；所述待调整控制曲线表征当前操作手柄位移量与当前阀芯位移量的对应关系；所述待调整控制曲线的斜率表征挖掘机的当前反应速度；根据用户的调整命令，通过调整策略对所述待调整控制曲线进行调整，获得目标控制曲线；其中，所述调整策略包括如下任意一种：非线性调整、自动化调整、死区时长调整、线性调整；其中，所述目标控制曲线表征操作手柄位移量与阀芯位移量的目标对应关系；所述目标控制曲线的斜率表征挖掘机的目标反应速度；根据所述目标控制曲线生成目标控制程序，所述目标控制程序包含用于使挖掘机的控制曲线满足所述目标控制曲线的至少一条控制命令；

第二方面，本发明实施例还提出一种挖掘机控制系统，包括：获取模块，用于获取与当前模式对应的待调整控制曲线；所述待调整控制曲线表征当前操作手柄位移量与当前阀芯位移量的对应关系；所述待调整控制曲线的斜率表征挖掘机的当前反应速度；调整模块，用于根据用户的调整命令，通过调整策略对所述待调整控制曲线进行调整，获得目标控制曲线；其中，所述调整策略包括如下任意一种：非线性调整、或者自动化调整、或者死区时长调整、或者线性调整；处理模块，用于根据所述目标控制曲线生成目标控制程序，所述目标控制程序包含用于使挖掘机的控制曲线满足所述目标控制曲线的至少一条控制命令；用于将所述目标控制程序导入所述挖掘机的控制器，以使所述挖掘机的控制器调用所述目标控制程序。

本发明实施例所提供的掘机控制方法及系统，包括获取与当前模式对应的待调整控制曲线；待调整控制曲线表征操作手柄当前位移量与阀芯当前位移量的对应关系；待调整控制曲线的斜率表征挖掘机的当前反应速度；根据用户的调整命令，通过调整策略对待调整控制曲线进行调整，获得目标控制曲线；其中，调整策略包括如下任意一种：非线性调整、或者自动化调整、或者死区时长调整、或者线性调整；其中，目标控制曲线表征操作手柄的位移量与阀芯位移量的目标对应关系；目标控制曲线表征的斜率表征挖掘机的目标反应速度；根据目标控制曲线生成目标控制程序，目标控制程序包含用于使挖掘机的控制曲线满足目标控制曲线的至少一条控制命令。通过对挖掘机的控制曲线进行非线性调整、或者自动化调整、或者死区时长调整、或者线性调整，使得挖掘机能够灵活适应各种不同的特殊工况，提高效率，减少油耗。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1示出了本发明实施例所提供的一种挖掘机的结构示意图。

图2示出了本发明实施例所提供的一种挖掘机控制方法的流程示意图。

图3示出了本发明实施例所提供的一种挖掘机控制曲线的示意图。

图4示出了本发明实施例所提供的一种调整后的挖掘机控制曲线的示意图。

图5示出了本发明实施例所提供的一种挖掘机控制系统的方框示意图。

图标：100-挖掘机；110-操作手柄；115-压力传感器；120-控制器；130-比例电磁阀；140-主控阀；150-执行机构；10-死区；13-待调整控制曲线；15-目标控制曲线；200-控制系统；210-获取模块；220-调整模块；230-处理模块。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

请参照图1，为本发明实施例所提供的一种挖掘机的结构示意图。

挖掘机100包括操作手柄110、压力传感器115、控制器120、比例电磁阀130、主控阀140以及执行机构150，操作手柄110、压力传感器115、控制器120、比例电磁阀130、主控阀140以及执行机构150依次电连接。

操作手柄110用于接收用户操作生成手柄位移量信号，并将手柄位移量信号转换成电信号发送至控制器120。

在一种可能的实施例中，压力传感器115用于液控先导控制方式的挖掘机。在液控先导控制方式的挖掘机中，操作手柄110将手柄位移量信号转换成压力信号发送至压力传感器115，压力传感器115将该压力信号转换成电信号发送至控制器120。控制器120用于计算操作手柄110传输的电信号所对应的手柄位移量，并将该手柄位移量发送至比例电磁阀130。

比例电磁阀130用于接收控制器120传输的手柄位移量，将该手柄位移量转化为先导压力信号，并将该先导压力信号传输至主控阀140。

主控阀140用于接收比例电磁阀130传输的先导压力信号，根据该先导压力信号产生相应的阀芯位移量，并将阀芯位移量输出给挖掘机100执行机构150。阀芯位移量用于控制挖掘机100系统主油源的方向及流量。

执行机构150用于接收主控阀140传输的阀芯位移量，并根据该阀芯位移量控制挖掘机进行相应的运动。

请参照图2，为本发明实施例所提供的一种挖掘机控制方法的流程示意图。

步骤301，获取与当前模式对应的待调整控制曲线。

获取与当前模式对应的待调整控制曲线，即挖掘机当前模式并不符合当前工况时，需要对此时的控制曲线进行调整。

请参照图3，为本发明实施例所提供的一种挖掘机控制曲线的示意图。待调整控制曲线13的横坐标为手柄位移量，纵坐标为阀芯位移量，其斜率表征挖掘机的反应速度，斜率越大，反应速度越快，斜率越小，反应速度越慢。需要说明的是，图中仅为示例。

待调整控制曲线13表征当前操作手柄位移量与当前阀芯位移量的对应关系，待调整控制曲线13的斜率表征挖掘机的当前反应速度。

步骤302，根据用户的调整命令，通过调整策略对待调整控制曲线进行调整，获得目标控制曲线。

请参照图4，为本发明实施例所提供的一种调整后的挖掘机控制曲线的示意图。其中实线部分为待调整控制曲线13，虚线部分为调整后的目标控制曲线15。

首先由用户确定挖掘机当前的作业工况，然后选择与当前的作业工况最接近的默认控制曲线；当用户认为默认控制曲线并不符合或者并不完全符合挖掘机当前的作业工况时，用户对默认控制曲线进行修改。

用户通过智能设备或显示器对待调整控制曲线进行修改，例如，先选定待调整控制曲线的调整策略，再选定待调整控制曲线上需要调整的坐标点，然后输入新的坐标值，以获得目标控制曲线，其中，目标控制曲线表征操作手柄位移量与阀芯位移量的目标对应关系，目标控制曲线的斜率表征挖掘机的目标反应速度。

需要说明的是，调整策略包括内置微调、完全调整、导入控制程序、导出控制程序以及恢复出厂设置。内置微调为一般调整，一般调整的本质为线性调整；完全调整包括一般调整和高级调整，其中高级调整包括死区时长调整、线性调整、非线性调整以及自动化调整。

导入控制程序为：用户将经验丰富的用户所调整的适应特定工况的控制程序导入挖掘机，并以此控制程序控制挖掘机运行。

导出控制程序为：用户将自己调整的适应特定工况的控制程序导出至服务端或者其他智能设备。

恢复出厂设置：当用户认为挖掘机当前的目标控制程序已经不再适应当前工况，点击恢复出厂设置按钮，可以恢复默认控制曲线所对应的控制程序，并以默认控制曲线所对应的控制程序控制挖掘机运行。

非线性调整为：根据用户的非线性调整指令，调整待调整控制曲线在不同时间段的斜率。先选定待调整控制曲线的调整策略为非线性调整，再选定待调整控制曲线上需要调整的多个坐标点，当需要调整的坐标点数量大于一定阈值时，待调整控制曲线的增益为非线性，然后输入新的坐标值，以获得非线性控制曲线，使得挖掘机能够灵活适应各种不同的特殊工况。

在一种可能的实施例中，智能设备或显示器为触摸屏时，用户可以直接拖动待调整控制曲线，以改变待调整控制曲线的非线性增益。

自动化调整为：根据用户的自动化调整指令，调整待调整控制曲线呈周期性变化。

例如，当挖掘机执行挖土、装车的任务时，用户可以分别调整一个周期内挖土时的待调整控制曲线和装车时的待调整控制曲线，以获取自动化运行控制曲线。挖土时的待调整控制曲线和装车时的待调整控制曲线共同组成一个周期，用户点击自动运行按钮后，挖掘机按照自动化运行控制曲线自动、循环执行挖土、装车动作，此过程中，不需要人为驱动操作手柄，当不需要挖掘机自动运行时，点击取消按钮，挖掘机停止自动运行。

死区时长调整为：根据用户的死区时长调整指令，调整待调整控制曲线的死区时长。

请继续参照图3，为本发明实施例所提供的一种挖掘机控制曲线的示意图。

死区10时长为操作手柄移动而动臂保持不动的状态的时长，如图3所示。

先选定待调整控制曲线的调整策略为死区时长调整，再选定待调整控制曲线与横坐标相交的坐标点，然后输入新的坐标值，使得该坐标点左移或者右移，以获得目标控制曲线。

例如，当挖掘机摇晃比较厉害时，需要适当延长挖掘机的死区时长。

线性调整为：根据用户的线性调整指令，调整待调整控制曲线的斜率。

根据用户的线性调整指令，调整待调整控制曲线的横坐标、纵坐标的最大值或/最小值以及待调整控制曲线的斜率，以获得线性控制曲线。

步骤303，根据目标控制曲线生成目标控制程序。

目标控制程序包含用于使挖掘机的控制曲线满足目标控制曲线的至少一条控制命令。

步骤304，将目标控制程序导入所述挖掘机的控制器，以使挖掘机的控制器调用目标控制程序。

控制器根据目标控制程序计算操作手柄传输的电信号所对应的手柄位移量，并将该操作手柄位移量发送至比例电磁阀。

步骤305，将目标控制程序导出、加密并发送至服务端。

将目标控制程序保存至存储器，导出目标控制程序，进行加密后发送至服务端，以使服务端对目标控制程序进行综合管理，服务端接收到的所有目标控制程序免费公开或者付费销售，或者自主设定免费试用时间，免费试用时间后需要通过作者授权的形式激活程序，方可继续使用作者自定议的目标控制程序。同时，服务端将接收到的所有目标控制程序所对应的挖掘机的主要性能参数进行综合分析，如效率、油耗等，生成目标控制程序主要性能参数报表，用户根据标控制程序主要性能参数报表购买符合自己工况的最优性价比的目标程序做为自己挖掘机的控制程序。用户在挖掘机厂官方网站申请上传自主开发的某特定工况下的控制程序并授权挖掘机厂进行挖掘机作业性能参数监控。

将所述目标控制程序导出的方式包括：通过usb接口访问存储器；通过蓝牙与智能设备联接导出所述目标控制程序；通过wi-fi与智能设备导出所述目标控制程序；通过第三方无线网络联接智能设备导出所述目标控制程序；通过gps导出所述目标控制程序。

请继续参照图4，为本发明实施例所提供的一种挖掘机控制系统的方框示意图。

挖掘机控制系统200包括获取模块210、调整模块220以及处理模块230。

获取模块210用于获取与当前模式对应的待调整控制曲线；所述待调整控制曲线表征当前操作手柄位移量与当前阀芯位移量的对应关系；所述待调整控制曲线的斜率表征挖掘机的当前反应速度。

可以理解的是，在一种可能的实施例中，获取模块210用于执行步骤301。

调整模块220用于根据用户的调整命令，通过调整策略对所述待调整控制曲线进行调整，获得目标控制曲线；其中，所述调整策略包括如下任意一种：非线性调整、自动化调整、死区时长调整、线性调整；其中，所述目标控制曲线表征操作手柄位移量与阀芯位移量的目标对应关系；所述目标控制曲线的斜率表征挖掘机的目标反应速度。

可以理解的是，在一种可能的实施例中，调整模块220用于执行步骤302。

处理模块230用于根据所述目标控制曲线生成目标控制程序，所述目标控制程序包含用于使挖掘机的控制曲线满足所述目标控制曲线的至少一条控制命令；用于将所述目标控制程序导入所述挖掘机的控制器，以使所述挖掘机的控制器调用所述目标控制程序。

可以理解的是，在一种可能的实施例中，处理模块230用于执行步骤303、步骤304以及步骤305。

综上所述，本发明实施例所提供的挖掘机控制方法及系统，包括获取与当前模式对应的待调整控制曲线；待调整控制曲线表征操作手柄当前位移量与阀芯当前位移量的对应关系；待调整控制曲线的斜率表征挖掘机的当前反应速度；根据用户的调整命令，通过调整策略对待调整控制曲线进行调整，获得目标控制曲线；其中，调整策略包括如下任意一种：非线性调整、或者自动化调整、或者死区时长调整、或者线性调整；其中，目标控制曲线表征操作手柄的位移量与阀芯位移量的目标对应关系；目标控制曲线表征的斜率表征挖掘机的目标反应速度；根据目标控制曲线生成目标控制程序，目标控制程序包含用于使挖掘机的控制曲线满足目标控制曲线的至少一条控制命令。通过对挖掘机的控制曲线进行非线性调整、或者自动化调整、或者死区时长调整、或者线性调整，使得挖掘机能够灵活适应各种不同的特殊工况，提高效率，减少油耗。

本领域内的技术人员应明白，本发明实施例可提供为方法、装置、设备或计算机程序产品。因此，本发明实施例可采用完全硬件实施例、完全软件实施例或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明实施例可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、cd-rom、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本发明实施例是参照根据本发明实施例的方法、装置、设备和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

在本发明实施例所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，也可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置和方法实施例仅仅是示意性的，例如，附图中的流程图和框图显示了根据本发明的多个实施例的装置、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或代码的一部分，所述模块、程序段或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现方式中，方框中所标注的功能也可以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。

另外，在本发明各个实施例中的各功能模块可以集成在一起形成一个独立的部分，也可以是各个模块单独存在，也可以两个或两个以上模块集成形成一个独立的部分。

所述功能如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：u盘、移动硬盘、只读存储器(rom，read-onlymemory)、随机存取存储器(ram，randomaccessmemory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅为本发明的可选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。