一种步履式挖掘机车身姿态智能控制方法和系统与流程2026-08-22 02:27:43
本发明涉及步履挖自动控制，具体涉及一种步履式挖掘机车身姿态智能控制方法和系统。
1、为了实现自动化智能化控制车辆，减少劳动强度，改善步履式挖机的驾驶难度和对复杂地形的适应能力。目前的步履挖为发动机驱动液压泵，由液压系统作为整车动力源与动力输送方式。步履挖整车包含发动机系统、液压系统、电控系统等。整车由整车ecu控制液压阀，控制相应液压油驱动整车行走、转向、回转、作业等。
2、步履挖主要工作地形为山地斜坡作业，整车运动结构包含挖斗、可伸缩斗杆、动臂、回转支座、左前腿、左后腿、右前腿、右后腿、左前支爪、右前支爪等。四条支腿均设置有独立的升降油缸，四条支腿的升降更好的适应在山地作业时的地形，同时对驾驶员驾驶技术要求很高，在作业状态时，发动机支腿容易出现虚支撑的情况，支腿通常由支腿油缸以及油缸铰接点组成，传统的升降支腿技术由驾驶员目测控制液压阀体调节支腿升降，在作业姿态到行走姿态的互相转换时，依靠人力对工作装置进行收撤。姿态转换过程费时费力，在车况和地形复杂的环境下，容易造成意外事故的发生。因此，设计一种智能行走，支腿一键升降，工作装置自动收撤的实现方法非常有必要。
1、本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种步履式挖掘机车身姿态智能控制方法和系统，通过设置多组传感器，检测车身姿态信息，并输送至控制器，判断车辆状态是否符合车辆安全条件，根据各结构部件的位置计算整车重心，保证整车重心在四条支腿支撑范围内，保证了调节以及行驶作业过程的安全性。
5、s2、获取底盘前后左右的倾斜角度值，根据所述倾斜角度值判断车身姿态是否安全，若车身姿态不安全，则执行s7，否则执行s3；
6、s3、获取装置状态参数，所述装置状态参数包括各个工作油缸位置、各个铰点相铰接的两部分机构的回转角度、中央回转体的回转角度和各个液压油缸压力值中的一种或多种；
7、s4、根据所述装置状态参数，计算整车重心位置，判断整车重心位置是否在安全范围内，若整车重心位置在安全范围内，则执行s5，否则执行s7；
8、s5、判断所述装置状态参数是否均在安全阈值内，若所有装置状态参数均在安全阈值内，执行s6，否则执行s7；
13、判断所述水平度是否在预设的安全水平度阈值内，若处于预设的安全水平度阈值内，则车身姿态安全，否则车身姿态不安全。
14、进一步地，s4中，判断整车重心位置是否在安全范围内，包括：若所述整车重心位置在车辆四支腿的支撑范围内且留有预设的安全余量，则整车重心位置在安全范围内，否则不在。
16、判断所述各个工作油缸位置是否均处于油缸极限位置内或处于油缸极限位置，如是，则在安全阈值内，否则不在安全阈值内；
17、判断所述各个铰点相铰接的两部分机构的回转角度是否均在预设的安全转角范围内且均未超出最大转角位置，如是，则在安全阈值内，否则不在安全阈值内；
18、判断所述各个液压油缸压力值是否均在预设的压力安全范围内，如是，则在安全阈值内，否则不在安全阈值内。
19、进一步地，s6中，所述控制车身运动，包括控制各轮胎回转角度、底盘相对于四轮平面的高度、上车体相对于下车体的回转角度以及工作装置的收展动作中的一种或多种；
21、所述工作装置的收展动作，包括步履挖动臂的举升动作、斗杆的展收动作、斗杆的伸缩动作以及挖斗的内外翻动作中的一种或多种。
22、进一步地，所述一键转换车身姿态操作包括：四轮转角调节、底盘升降调节、支爪收放、上车体回转调节和工作装置收展操作。
23、进一步地，所述s6中，完成一键转换车身姿态操作后，还包括检测一键转换车身姿态操作是否到位，具体包括：四轮转角调节是否到位、底盘升降调节是否到位、支爪收放是否到位、上车体回转调节是否到位和工作装置收展操作是否到位；
24、若一键转换车身姿态操作到位，则执行s7，否则重复执行s2-s6，直至一键转换车身姿态操作到位。
25、进一步地，所述s2中，在执行s7前，还需要反馈车身姿态是否安全的信息；
27、和/或，所述s5中，在执行s7前，还需要反馈不在安全阈值内的装置状态参数。
30、处理器，用于执行所述指令，使得所述控制器执行实现本发明提供的步履式挖掘机车身姿态智能控制方法的操作。
31、第三方面，本发明提供了一种步履式挖掘机车身姿态智能控制系统，包括：
34、车身信息监测模块，用于检测底盘前后左右的倾斜角度值、各个工作油缸位置、各个铰点相铰接的两部分机构的回转角度、中央回转体的回转角度和各个液压油缸压力值中的一种或多种，并发送给所述控制器；
35、显示模块，用于接收所述控制器发送的车身姿态是否安全的信息、整车重心位置数据和不在安全阈值内的装置状态参数中的一种或多种并进行显示；
36、执行机构，用于接收所述控制器下发的指令，进行一键转换车身姿态操作。
37、所述车身信息监测模块包括轮胎摆角传感器、液压油压力传感器、铰点回转角度传感器、中央回转角度传感器、油缸位置传感器和车身倾角传感器中的一种或多种；
38、所述执行机构包括大臂举升油缸、抖杆收展油缸、抖杆伸缩油缸、挖斗油缸、轮胎摆角油缸和支撑油缸中的一种或多种；
41、本发明提供的步履式挖掘机车身姿态智能控制方法基于本发明提供的步履式挖掘机车身姿态智能控制系统，通过检测车身姿态信息和装置状态参数，并输送至控制器，判断车身姿态是否安全，根据各结构部件的位置计算整车重心，保证整车重心在四条支腿支撑范围内，保证了调节以及行驶作业过程的安全性。
42、控制系统对车体和工作装置协同控制，能够实现一键车身姿态转换，且工作装置自动化调节，包含动臂的升降、斗杆的收展、斗杆的伸缩和挖斗的收展。
