本发明涉及轮式装载机，尤其涉及自适应地形平衡式装载机及其智能调平控制系统。
背景技术：
1、轮式装载机作为一种广泛应用于矿山、建筑工地、港口及林场的土石方施工机械，其作业环境往往伴随着崎岖不平的地形、松软的土壤或较大的坡度。在传统的装载机作业过程中，普遍存在以下技术瓶颈：
2、首先，车身姿态稳定性差，传统装载机主要依赖轮胎与地面的接触来维持平衡，在斜坡或凹凸不平的地面进行举升、卸料作业时，整机重心随铲斗升高而剧烈变化，若车身处于倾斜状态，极易导致物料偏载、撒漏，甚至引发整机侧翻事故，安全隐患极大；
3、其次，缺乏动态平稳性控制，现有的装载机悬挂系统多为被动式减震，当车辆满载行驶通过沟坎或碎石路面时，驾驶室颠簸剧烈，不仅降低了驾驶员的操作舒适性，且剧烈的晃动会导致铲斗内的高价值或危险物料洒出，虽然部分高端工程机械（如工程起重机）配备了液压支腿，但现有的支腿系统均为“静态支撑”设计，即必须停车、伸腿、作业、收腿、再行驶，无法满足装载机需要高频次移动、铲装、转场的工况需求。
技术实现思路
1、基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了自适应地形平衡式装载机及其智能调平控制系统。
2、本发明提出的自适应地形平衡式装载机及其智能调平控制系统，包括：
3、多维地形与姿态感知模块，用于实时采集环境与车身数据，其特征在于包含：集成安装于装载机车身内部的中央控制与惯导单元，其内置有用于获取整机实时俯仰角和横滚角的惯性测量模块；以及安装于装载机前部的前视感知单元，用于获取行驶路径前方的地形高程数据；
4、支腿状态反馈模块，包括分别设置于四个独立升降支腿上的压力传感器和位移传感器，用于反馈各支腿的触地状态及实时伸缩行程；
5、中央控制与惯导单元，作为系统的运算核心，分别与所述前视感知单元及支腿状态反馈模块信号连接；所述中央控制与惯导单元内置有多源信息融合算法，被配置为根据装载机的行驶速度判定当前工况，并在作业稳态模式与行驶动态补偿模式之间自动切换，计算并输出针对四个独立升降支腿的差异化控制指令。
6、优选的，所述中央控制与惯导单元的行驶动态补偿模式具体配置为：
7、接收所述前视感知单元采集的前方预设距离内的局部地形数据；
8、结合当前行驶速度，预测车轮接触地面起伏特征的时间窗；
9、在车轮接触起伏特征之前，生成预判性控制指令驱动对应侧的独立升降支腿进行微量伸缩调节，形成主动式悬挂阻尼以抵消车身倾斜。
10、优选的，所述中央控制与惯导单元还包括安全冗余策略模块：
11、当监测到任意一个独立升降支腿的压力传感器数据异常或失效时，自动切换至三点支撑平衡策略，利用剩余三个正常支腿维持车身基础平稳；
12、当监测到车身倾斜角度超过预设的安全阈值时，自动向装载机的工作装置发送锁止信号并触发报警。
13、一种自适应地形平衡式装载机，包括：
14、装载机本体，包括铰接连接的前车架与后车架，以及支撑车体的行走轮；
15、四点独立升降支腿系统，集成安装于所述前车架与后车架的两侧；每个支腿系统均包含液压驱动的独立升降支腿，且在所述独立升降支腿的末端设有自适应地形的自适应底座；
16、所述前视感知单元安装于所述前车架或驾驶室上方，所述中央控制与惯导单元安装于后车架或车身铰接处，用于控制装载机本体在崎岖地形下的水平姿态。
17、优选的，所述四点独立升降支腿系统的结构特征为：
18、每个独立升降支腿的独立伸缩行程范围为0至30厘米；
19、所述独立升降支腿被配置为具有收纳状态和工作状态；在收纳状态下，支腿完全回缩并嵌入所述前车架或后车架的轮廓线内部，使所述自适应底座的高度高于行走轮的接地平面，以保证车辆行驶的离地间隙。
20、优选的，所述前视感知单元为激光雷达或双目视觉相机，其安装视场覆盖行走轮前方3米范围内的地形地貌。
21、装载机的自适应地形平衡控制方法，包括以下步骤：
22、s1数据融合：中央控制与惯导单元实时接收内部惯导模块的车身姿态数据、来自前视感知单元的地形点云数据以及各独立升降支腿的反馈数据，构建车身-地形相对位姿模型；
23、s2模式判定：检测行走轮的转速状态；若车速为零且收到作业指令，进入s3作业稳态调平步骤；若检测到车辆处于移动状态，进入s4行驶动态补偿步骤；
24、s3作业稳态调平步骤：控制四个独立升降支腿下探，直至自适应底座触地，根据重力方向解算目标平面，驱动各支腿调节至目标高度直至车身水平度误差小于预设阈值，并锁定液压回路；
25、s4行驶动态补偿步骤：基于前视感知单元采集的数据预测路面起伏，对独立升降支腿进行实时微调。
26、优选的，所述s3作业稳态调平步骤中，对于目标平面的解算包括两种可选策略：
27、绝对水平策略：以重力垂直线为基准，将车身姿态调整至绝对水平，适用于高精度吊装或液体容器搬运；
28、相对姿态策略：保持驾驶室水平，允许底盘跟随地形具有一定倾角，适用于松软地面的挖掘作业以保证轮胎附着力。
29、优选的，所述s4行驶动态补偿步骤具体包括：
30、计算左侧车轮与右侧车轮即将经过路面的高程差；
31、当高程差超过设定的舒适度阈值时，指令低处一侧的支腿伸出或高处一侧的支腿收缩，以减小车身的横滚角变化率。
32、优选的，还包括异常处理步骤：
33、在执行s3或s4步骤过程中，若任一支腿的压力传感器反馈值在预设时间内未发生变化或突变为零，判定该支腿悬空或失效，系统立即停止该支腿动作并保持其余支腿当前状态。
34、本发明的有益效果如下：
35、1、作业稳态下的四点独立支撑与闭环调平：本发明在装载机前车架与后车架两侧布置四个独立升降支腿，并在支腿末端设置自适应底座，配合中央控制与惯导单元对俯仰角、横滚角的实时获取，实现对四支腿伸缩量的差异化控制，从而在停车举升、卸料或需要稳定平台的工况下建立四点支撑并将车身姿态调整至预设目标姿态，降低高重心作业时的倾覆风险并提升卸料可控性。
36、2、行驶过程的预判式动态补偿：本发明在车辆前部设置前视感知单元，对行走轮前方预设距离内的地形高程进行获取，并结合车辆行驶速度形成预测时间窗，在车轮即将接触路面起伏之前输出预判性控制指令，使对应侧支腿进行微量伸缩调节，以抑制横滚角变化率与俯仰扰动，降低运输过程的物料晃动与洒落概率，并改善崎岖路面的通过平顺性。
37、3、通过性与结构集成兼顾：独立升降支腿设置为收纳状态与工作状态，在收纳状态下支腿回缩并嵌入车架轮廓线内部，且自适应底座高于行走轮接地平面，从而避免支腿结构在转场行驶时降低离地间隙或发生刮碰干涉，保证装载机机动性与通过性。
38、4、安全冗余与异常处置：本发明在控制系统中设置安全冗余策略与异常处理逻辑，当监测到任一支腿压力传感器数据异常或失效时，系统能够切换至三点支撑平衡策略以维持基础稳定；当倾角超出安全阈值时向工作装置发送锁止信号并触发报警；在执行调平或动态补偿过程中若发现某支腿反馈值在预设时间内无变化或突变为零，则判定其悬空或失效并停止该支腿动作，从而提高系统在恶劣工况下的可靠性与可控性。