一种无人化高推高挖装备及远程操控方法与流程

本发明涉及土方装备，尤其涉及一种无人化高推高挖装备及远程操控方法。

背景技术：

1、高推高挖装备即挖掘机，是一种重型施工机械，主要用于挖掘或移动土方、石料以及其它材料等作业。挖掘机广泛应用于建筑工程、矿山、农业、基础设施建设、公共事业和其它领域。

2、在挖掘机的运作中，驾驶员通常需要具备专业技能和相关安全操作知识，并且需要保持良好状态以确保安全和高效，随着移动互联网的迅速发展，移动设备数量不断增加，对数据存储和处理能力也越来越高，在这种背景下，云计算技术应运而生。云计算可以将各种软件和服务部署在远程服务器上，并通过互联网提供给终端用户访问。移动互联网应用部署时，将其部署在云上，可以降低应用开发和运行成本，同时提高可扩展性和安全性等方面的优势，无论是从控制方式、安全性还是运行成本上，无人化高推高挖装备已逐渐形成未来发展趋势。

技术实现思路

1、本发明的目的是为了解决现有技术中存在的安全性差、远程操控可行性低的缺点，而提出的一种无人化高推高挖装备。

2、为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

3、本发明第一方面提供了一种无人化高推高挖装备,包括履带移动机构、回转平台、力臂机构、铲斗和控制系统，所述回转平台设置在履带移动机构的中部支架上，所述力臂机构设置在回转平台顶部的一侧，所述力臂机构包括主动杆和从动杆，所述主动杆和从动杆活动连接，所述铲斗活动连接在从动杆的末端，所述控制系统用于控制所述履带移动机构、回转平台、力臂机构按照既定的轨迹进行移动。

4、作为本发明优选的技术方案，所述控制系统包括液压系统、视频采集系统和处理器，所述液压系统用于驱动所述力臂机构的运动，所述视频采集系统用于采集装备当前工作的环境信息，所述处理器用于处理视频采集系统的视频数据以及控制所述液压系统。

5、作为本发明优选的技术方案，所述液压系统包括第一液压缸、第二液压缸和第三液压缸组成，所述第一液压缸的一端固定连接在回转平台的顶部，所述第一液压缸的另一端固定连接在主动杆，所述第二液压缸的一端固定连接在主动杆的顶部，所述第二液压缸的另一端固定连接在从动杆上，所述第三液压缸固定再从动杆上，第三液压缸的末端与铲斗连接。

6、作为本发明优选的技术方案，所述视频采集系统包括第一摄像头、第二摄像头和一个360度全景摄像头，所述第一摄像头安装在所述主动杆的侧面，且靠近所述回转平台的一端，所述第一摄像头的视频取景方向朝向从动杆，所述第二摄像头固定安装在第三液压缸上，且靠近所述主动杆的一端，所述第二摄像头的视频取景方向朝向铲斗，所述360度全景摄像头通过固定杆固定安装在回转平台的顶部。

7、作为本发明优选的技术方案，所述控制系统还包括数据传输模块、显示器和操控摇杆，显示器和操控摇杆布置在工作站内，且所述显示器和操控摇杆均通过数据传输模块与装备实现信号传输。

8、本发明另一方面提供了一种无人化高推高挖装备的远程操控方法，用于上述的高推高挖装备，包括：

9、s1：工作站获取对设备的操作权限，接收并判断视频采集系统、液压系统的各项数据是否正常；

10、若数据正常，进入到s2；

11、若数据传输不正常，机修人员对装备进行检修，检修后重新校验各项数据是否正常，数据正常后，进入到s2；

12、s2：视频采集系统采集工作设备当前环境的视频信息并传输给处理器，处理器对视频采集系统采集的实时视频信息进行处理，处理后的视频数据通过工作站内的显示器进行展示；

13、s3：工作站人员根据显示器展示的实时画面，通过操控摇杆远程操控，装备在接收到操控指令后进入工作状态。

14、作为本发明优选的技术方案，所述s1中的操作权限包括视频采集系统的数据传输与读取权限、操控摇杆对装备的控制权限；

15、其中，控制权限包括控制履带移动机构的前进和后退、回转平台转动以及在液压系统的驱动下力臂机构完成挖掘动作。

16、作为本发明优选的技术方案，所述s2中的数据处理的过程包括：

17、s21：准备图形分类模型和图形数据库，图形数据库取用通过视频采集系统采集的视频作抽帧处理后生成的图形数据，并用图形数据库对图形分类模型进行模型训练，其中图形分类模型选用yolov4预训练模型；

18、s22：将训练后的模型通过计算机语言进行编译后写入处理器；

19、s23：处理器对接收到的视频数据进行预处理，预处理后的视频数据通过该图形分类模型对接收的视频数据进行标记处理，处理后的视频数据传输到显示器行显示。

20、作为本发明优选的技术方案，所述预处理的过程包括对采集的视频画面进行去噪、平滑、变换处理操作。

21、本发明的有益效果为：该种无人化高推高挖装备由视频采集系统、液压系统及数据传输模块组成，可以将装备当前的环境情况通过摄像头进行采集，并对图像经过处理后进行展示，处理过程中对画面中的物体进行分类，辅助操作人员远程操作，可以大幅提高远程操控的可行性；同时由于操作人员位于工作站对装备进行远程操控，避免现场的突发状况导致的人员伤害，降低施工过程的安全隐患。

技术特征：

1.一种无人化高推高挖装备,包括履带移动机构(1)、回转平台(2)、力臂机构(3)、铲斗(4)和控制系统(5)，所述回转平台(2)设置在履带移动机构(1)的中部支架上，所述力臂机构(3)设置在回转平台(2)顶部的一侧，所述力臂机构(3)包括主动杆(31)和从动杆(32)，所述主动杆(31)和从动杆(32)活动连接，所述铲斗(4)活动连接在从动杆(32)的末端，其特征在于，所述控制系统(5)用于控制所述履带移动机构(1)、回转平台(2)、力臂机构(3)按照既定的轨迹进行移动。

2.根据权利要求1所述的一种无人化高推高挖装备，其特征在于，所述控制系统(5)包括液压系统(501)、视频采集系统(502)和处理器(506)，所述液压系统(501)用于驱动所述力臂机构(3)的运动，所述视频采集系统(502)用于采集装备当前工作的环境信息，所述处理器(506)用于处理视频采集系统(502)的视频数据以及控制所述液压系统(501)。

3.根据权利要求1所述的一种无人化高推高挖装备，其特征在于，所述液压系统(501)包括第一液压缸(5011)、第二液压缸(5012)和第三液压缸(5013)组成，所述第一液压缸(5011)的一端固定连接在回转平台(2)的顶部，所述第一液压缸(5011)的另一端固定连接在主动杆(31)，所述第二液压缸(5012)的一端固定连接在主动杆(31)的顶部，所述第二液压缸(5012)的另一端固定连接在从动杆(32)上，所述第三液压缸(5013)固定再从动杆(32)上，第三液压缸(5013)的末端与铲斗(4)连接。

4.根据权利要求1所述的一种无人化高推高挖装备，其特征在于，所述视频采集系统(502)包括第一摄像头(5021)、第二摄像头(5022)和一个360度全景摄像头(5023)，所述第一摄像头(5021)安装在所述主动杆(31)的侧面，且靠近所述回转平台(2)的一端，所述第一摄像头(5021)的视频取景方向朝向从动杆(32)，所述第二摄像头(5022)固定安装在第三液压缸(5013)上，且靠近所述主动杆(31)的一端，所述第二摄像头(5022)的视频取景方向朝向铲斗(4)，所述360度全景摄像头(5023)通过固定杆(6)固定安装在回转平台(2)的顶部。

5.根据权利要求1所述的一种无人化高推高挖装备，其特征在于，所述控制系统(5)还包括数据传输模块(503)、显示器(504)和操控摇杆(505)，显示器(504)和操控摇杆(505)布置在工作站内，且所述显示器(504)和操控摇杆(505)均通过数据传输模块(503)与装备实现信号传输。

6.一种无人化高推高挖装备的远程操控方法，用于上述的高推高挖装备，其特征在于，包括：

7.根据权利要求6所述的一种无人化高推高挖装备的远程操控方法，其特征在于，所述s1中的操作权限包括视频采集系统(502)的数据传输与读取权限、操控摇杆(505)对装备的控制权限；

8.根据权利要求6所述的一种无人化高推高挖装备的远程操控方法，其特征在于，所述s2中的数据处理的过程包括：

9.根据权利要求8所述的一种无人化高推高挖装备的远程操控方法，其特征在于，所述预处理的过程包括对采集的视频画面进行去噪、平滑、变换处理操作。

技术总结
本发明公开了一种无人化高推高挖装备及远程操控方法，包括履带移动机构、回转平台、力臂机构、铲斗和控制系统，所述回转平台设置在履带移动机构的中部支架上，所述力臂机构设置在回转平台顶部的一侧，所述力臂机构包括主动杆和从动杆，所述主动杆和从动杆活动连接，所述铲斗活动连接在从动杆的末端，其特征在于，所述控制系统用于控制所述履带移动机构、回转平台、力臂机构按照既定的轨迹进行移动。本发明在实施例中该种无人化高推高挖装备由视频采集系统、液压系统及数据传输模块组成，实现对装备的远程操控；同时由于操作人员位于工作站对装备进行远程操控，避免现场的突发状况导致的人员伤害，降低施工过程的安全隐患。

技术研发人员：杨训超,钱义明
受保护的技术使用者：江苏戎金燚电子科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15