挖掘机卸料辅助作业方法、装置、系统及挖掘机与流程

本发明涉及挖掘机，尤其涉及一种挖掘机卸料辅助作业方法、装置、系统及挖掘机。

背景技术：

1、挖掘机装车卸料作业是挖掘机的一种重要的工作场景，如何快速地将物料卸在指定位置是这个过程急需解决的问题。

2、传统操作方式包括人工操纵装车卸料以及通过提供轨迹控制实现全自动装车卸料的方式。人工操纵的方式，存在作业重复性高、工作强度大以及因操控人员对车斗与挖掘机的相对位置把握不准，而导致的无法精准装车，进而降低作业效率的缺陷。而全自动的方式，由于所需的参数(作业路径的始末位置坐标等)在连续作业过程中一直变动，且采集新位置信息的过程较为繁琐，导致系统不能很快地进行轨迹重新计算，拖慢了自动装车的作业节奏。另外，规划控制下的挖掘机工作精度和速度都会受到恶劣工况的影响，这将进一步降低自动装车的效率。

技术实现思路

1、本发明提供一种挖掘机卸料辅助作业方法、装置、系统及挖掘机，用以解决现有技术中挖掘机卸料作业效率低、速度慢、精度低的缺陷，实现挖掘机的高效、快速、精确卸料作业。

2、本发明提供一种挖掘机卸料辅助作业方法，应用于挖掘机辅助卸料模式，包括：

3、获取挖掘机的姿态信息；

4、根据所述姿态信息，确定所述挖掘机的铲斗最低点、装料车车斗中目标卸料点以及所述挖掘机的目标回转区域；

5、在所述挖掘机被输入的操作信号控制进行卸料作业的过程中，当所述挖掘机的铲斗最低点位于所述目标回转区域时，发出第一提示信息，在所述挖掘机的铲斗最低点与所述目标卸料点之间的距离小于设定距离时，发出第二提示信息。

6、根据本发明提供的一种挖掘机卸料辅助作业方法，根据所述姿态信息，确定所述挖掘机的铲斗最低点、目标卸料点以及所述挖掘机的目标回转区域，具体包括：

7、根据所述姿态信息，确定所述挖掘机的铲斗最低点和所述挖掘机的铲斗齿尖坐标；

8、在所述挖掘机的铲斗齿尖分别靠近所述装料车车斗两侧的第一特征点和第二特征点时，根据所述铲斗齿尖坐标，获取所述第一特征点和所述第二特征点，并根据所述姿态信息，获取所述第一特征点对应的第一回转边界角以及所述第二特征点对应的第二回转边界角；

9、确定所述第一回转边界角和所述第二回转边界角之间的区域为目标回转区域；

10、根据所述第一特征点和所述第二特征点，计算所述目标卸料点。

11、根据本发明提供的一种挖掘机卸料辅助作业方法，还包括：

12、根据所述第一特征点和所述第二特征点计算所述铲斗的最低安全高度；

13、当所述铲斗最低点低于所述最低安全高度时，限制所述挖掘机的回转角，使所述回转角小于所述第一回转边界角和所述第二回转边界角中的最小值；

14、当所述铲斗最低点位于所述目标回转区域时，限制所述挖掘机的铲斗位置，使所述挖掘机的铲斗最低点高于所述最低安全高度。

15、根据本发明提供的一种挖掘机卸料辅助作业方法，还包括：

16、当所述铲斗最低点低于所述最低安全高度时，发出预警信息。

17、根据本发明提供的一种挖掘机卸料辅助作业方法，所述挖掘机的姿态信息包括：所述挖掘机的铲斗和斗杆之间的第一角度信息、所述挖掘机的斗杆与水平面之间的第二角度信息、所述挖掘机的动臂与水平面之间的第三角度信息、所述挖掘机的上车身与水平面之间的第四角度信息以及所述挖掘机的上车身和下车身之间的第五角度信息。

18、根据本发明提供的一种挖掘机卸料辅助作业方法，在所述发出第二提示信息之后，还包括：控制所述挖掘机的铲斗完成卸料动作

19、本发明还提供一种挖掘机卸料辅助作业装置，包括：

20、姿态采集单元，用于采集挖掘机的姿态信息；

21、辅助控制器，用于根据所述姿态信息，确定所述挖掘机的铲斗最低点、装料车车斗中目标卸料点以及所述挖掘机的目标回转区域，并在所述挖掘机被输入的操作信号控制进行卸料作业的过程中，当所述挖掘机的铲斗最低点位于所述目标回转区域时，发出第一提示信息，在所述挖掘机的铲斗最低点与所述目标卸料点之间的距离小于设定距离时，发出第二提示信息。

22、本发明还提供一种挖掘机辅助作业系统，包括上述挖掘机卸料辅助作业装置。

23、根据本发明提供的一种挖掘机辅助作业系统，还包括远程遥控装置；

24、所述远程遥控装置包括手柄、显示屏和第一车联网控制单元；

25、所述手柄和所述显示屏均与所述第一车联网控制单元连接；所述第一车联网控制单元用于将所述手柄发出的操作信息传输到所述挖掘机卸料辅助作业装置，并将从所述挖掘机卸料辅助作业装置接收到的挖掘机工况信息显示于所述显示屏；

26、所述挖掘机卸料辅助作业装置还包括第二车联网控制单元，所述第二车联网控制单元，与所述第一车联网控制单元和所述辅助控制器均连接，用于接收所述第一车联网控制单元传输的所述操作信息，并将所述挖掘机工况信息传输到所述第一车联网控制单元。

27、本发明还提供一种挖掘机，包括上述所述挖掘机卸料辅助作业装置或上述任一种所述挖掘机卸料辅助作业系统。

28、本发明提供的挖掘机卸料辅助作业方法、装置、系统及挖掘机，首先获取挖掘机的姿态信息，然后根据姿态信息，计算挖掘机的铲斗最低点、装料车车斗中目标卸料点以及挖掘机的目标回转区域，并在所述挖掘机被输入的操作信号控制进行卸料作业的过程中，当挖掘机的铲斗最低点位于所述目标回转区域时，发出第一提示信息，以告知操控人员挖掘机的回转角度已到达目标回转区域，使得操控人员不必再去调整挖掘机的回转角度，减少了挖掘机调整回转角度所需时间。当挖掘机的铲斗最低点与目标卸料点之间的距离小于设定距离时，发出第二提示信息，以告知操控人员挖掘机的铲斗已到达目标卸料区域。本发明通过计算目标回转区域以及目标卸料点，精确限定了挖掘机的卸料区间，提高了挖掘机卸料的精确性。根据计算的目标回转区域和目标卸料点，在挖掘机的铲斗到达不同位置时，发出不同的提示信息，引导操作人员快速完成挖掘机卸料作业，提高了挖掘机卸料效率。

技术特征：

1.一种挖掘机辅助作业方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的挖掘机辅助作业方法，其特征在于，根据所述姿态信息，确定所述挖掘机的铲斗最低点、装料车车斗中目标卸料点以及所述挖掘机的目标回转区域，具体包括：

3.根据权利要求2所述的挖掘机辅助作业方法，其特征在于，还包括：

4.根据权利要求3所述的挖掘机辅助作业方法，其特征在于，还包括：

5.根据权利要求1所述的挖掘机辅助作业方法，其特征在于，所述挖掘机的姿态信息包括：所述挖掘机的铲斗和斗杆之间的第一角度信息、所述挖掘机的斗杆与水平面之间的第二角度信息、所述挖掘机的动臂与水平面之间的第三角度信息、所述挖掘机的上车身与水平面之间的第四角度信息以及所述挖掘机的上车身和下车身之间的第五角度信息。

6.根据权利要求1所述的挖掘机辅助作业方法，其特征在于，在所述发出第二提示信息之后，还包括：控制所述挖掘机的铲斗完成卸料动作。

7.一种挖掘机卸料辅助作业装置，其特征在于，包括：

8.一种挖掘机卸料辅助作业系统，其特征在于，包括如权利要求7所述的挖掘机卸料辅助作业装置。

9.根据权利要求8所述的挖掘机卸料辅助作业系统，其特征在于，还包括远程遥控装置；

10.一种挖掘机，其特征在于，包括权利要求7所述的挖掘机卸料辅助作业装置或权利要求8-9任一所述的挖掘机卸料辅助作业系统。

技术总结
本发明提供一种挖掘机辅助作业方法、装置、系统及挖掘机，属于挖掘机技术领域，方法包括：获取挖掘机的姿态信息；根据姿态信息，确定挖掘机的铲斗最低点、装料车车斗中目标卸料点以及挖掘机的目标回转区域；在挖掘机被输入的操作信号控制进行卸料作业的过程中，当挖掘机的铲斗最低点位于目标回转区域时，发出第一提示信息，在挖掘机的铲斗最低点与目标卸料点之间的距离小于设定距离时，发出第二提示信息。本发明通过计算目标回转区域以及目标卸料点，精确限定了卸料区间，提高了卸料的精确性。根据计算的目标回转区域和目标卸料点，在铲斗到达不同位置时，发出不同的提示信息，引导操作人员快速完成挖掘机卸料作业，提高了卸料效率。

技术研发人员：蒋志远,余江平,谢必鲜
受保护的技术使用者：上海三一重机股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15