挖掘機的挖掘斗控制方法及裝置與流程

本發明涉及挖掘機控制技術領域，尤其涉及一種挖掘機的挖掘斗控制方法及裝置。

背景技術：

挖掘機是礦場較為常用的設備，發揮著重要作用。請參考圖1，圖1是一種典型的挖掘機的結構示意圖，該挖掘機包括起重臂01、挖掘斗02、推壓機構03和升降機構04，升降機構04為起吊鋼絲繩，起吊鋼絲繩繞過起重臂01(與起重臂頂端的滑輪)連接在挖掘斗02上，挖掘斗在升降機構的作用下升降，進而使得挖掘斗02繞推壓機構鉸接于起重臂01的后端轉動，在挖掘的過程中，挖掘斗02在推壓機構03的推動下進退，從而實現掘料操作。挖掘斗02通過斗桿連接筒031連接在推壓機構03的的前端上，斗桿連接筒031的運動會帶動挖掘斗一起運動。

在工作的過程中，推壓機構03推動挖掘斗02前進或后退，升降機構04實現挖掘斗02的上升或下降，也就說挖掘斗02的運動軌跡是由升降方向的起吊鋼絲繩上下運動與沿著推壓機構03的進退方向運動組合而成，相對應的，與挖掘斗02連接的斗桿連接筒031的運動軌跡也是由升降方向的起吊鋼絲繩上下運動與沿著推壓機構03的進退方向運動組合而成。

當設備正常工作時，現有的提升限位和推壓限位只能分別對提升機構04和推壓機構03進行限位保護。然而在提升、推壓未達到限位值情況下，斗桿連接筒031仍有可能碰撞起重臂01。如果經常碰撞起重臂01，挖掘機的使用壽命會大大縮短，因此需要司機謹慎操作，以避免此類情況發生，這就對司機的安全操作會造成了一定的難度。

技術實現要素：

有鑒于此，本發明公開一種挖掘機的挖掘斗的控制方法及裝置，以解決目前挖掘機工作的過程中斗桿連接筒較容易碰撞起重臂導致挖掘機的使用壽命縮短的問題。

為解決上述技術問題，本發明公開如下技術方案：

挖掘機的挖掘斗控制方法，所述挖掘機包括起重臂、挖掘斗、推壓機構和升降機構，所述挖掘斗通過斗桿連接筒連接于所述推壓機構，所述升降機構為起吊鋼絲繩，起吊鋼絲繩繞過所述起重臂，且與所述挖掘斗相連；包括如下步驟：

11)獲取所述斗桿連接筒的第一運動限位曲線和第二運動限位曲線，所述第一運動限位曲線與所述第二運動限位曲線在同一高度所對應的限位點為所述斗桿連接筒在該高度處的進退極限點，所述第一運動限位曲線與所述第二運動限位曲線之間的區域為安全運動區域；

12)控制所述挖掘斗運動以確保所述斗桿連接筒的運動空間處于所述安全運動區域。

優選的，上述控制方法中，步驟11)包括：

21)按照所述挖掘斗的升降控制精度劃分所述挖掘斗的提升高度節點；

22)依次確定每一個提升高度節點所對應的所述斗桿連接筒的前進極限點和后退極限點；

23)根據所述前進極限點和所述后退極限點確定所述第一運動限位曲線和第二運動限位曲線。

優選的，上述控制方法中，步驟12)包括：

31)采用提升行程編碼器和推壓行程編碼器分別檢測所述斗桿連接筒的當前高度和當前水平位置；

32)根據所述當前高度確定其與所述第一運動限位曲線和所述第二運動限位曲線對應的進退極限點；

33)控制所述斗桿連接筒使其當前水平位置處于所述當前高度所確定的所述進退極限點區域內。

優選的，上述控制方法中，步驟33)包括：

判斷所述當前水平位置距相對應的所述進退極限點之間的距離；

控制所述挖掘斗減速靠近所述進退極限點。

挖掘機的挖掘斗控制裝置，所述挖掘機包括起重臂、挖掘斗、推壓機構和升降機構，所述挖掘斗通過斗桿連接筒連接于所述推壓機構，所述升降機構為起吊鋼絲繩，起吊鋼絲繩繞過所述起重臂，且與所述挖掘斗相連；包括：

獲取單元，用于獲取所述斗桿連接筒的第一運動限位曲線和第二運動限位曲線，所述第一運動限位曲線與所述第二運動限位曲線在同一高度所對應的限位點為所述斗桿連接筒在該高度處的進退極限點，所述第一運動限位曲線與所述第二運動限位曲線之間的區域為安全運動區域；

控制單元，用于控制所述挖掘斗運動以確保所述斗桿連接筒的運動空間處于所述安全運動區域。

優選的，上述控制裝置中，所述獲取單元包括包括：

劃分子單元，用于按照所述挖掘斗的升降控制精度劃分所述挖掘斗的提升高度節點；

第一確定子單元，用于依次確定每一個提升高度節點所對應的所述斗桿連接筒的前進極限點和后退極限點；

第二確定子單元，用于根據所述前進極限點和所述后退極限點確定所述第一運動限位曲線和第二運動限位曲線。

優選的，上述控制裝置中，所述控制單元包括：

提升行程編碼器和推壓行程編碼器，分別用于檢測所述斗桿連接筒的當前高度和當前水平位置；

第三確定子單元，用于根據所述當前高度確定其與所述第一運動限位曲線和所述第二運動限位曲線對應的進退極限點；

控制子單元，用于控制所述斗桿連接筒使其當前水平位置處于所述當前高度所確定的所述進退極限點區域內。

優選的，上述控制裝置中，所述控制子單元包括：

判斷子單元，用于判斷所述當前水平位置距相對應的所述進退極限點之間的距離；

減速移動控制模塊，用于控制所述挖掘斗減速靠近所述進退極限點。

本發明公開的挖掘機的挖掘斗的控制方法具有以下有益效果：

本發明公開的控制方法中，通過獲取第一運動限位曲線和第二運動限位曲線確定斗桿連接筒所能運動的安全區域，斗桿連接筒在此安全區域內運行時，無論出于其工作高度范圍中的何種高度，都會受到進退極限點的制約，進而確保斗桿連接筒不會觸碰挖掘機的起重臂，因此控制挖掘斗運動以確保斗桿連接筒的運動空間處于安全區域內則能避開起重臂，可見，本發明實施例公開的控制方法能解決目前挖掘機工作的過程中斗桿連接筒較容易碰撞起重臂導致挖掘機的使用壽命縮短的問題。

附圖說明

為了更清楚地說明本發明實施例或背景技術中的技術方案，下面將對實施例或背景技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，對于本領域普通技術人員而言，在不付出創造性勞動性的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。

圖1是一種典型的挖掘機的部分結構示意圖；

圖2是本發明實施例公開的挖掘機的斗桿連接筒的控制方法流程圖；

圖3是本發明實施例公開的獲取斗桿連接筒的第一運動限位曲線和第二運動限位曲線的一種具體方式的流程示意圖；

圖4是本發明實施例公開的控制挖掘斗運動以確保斗桿連接筒的運動空間處于安全區域內的一種具體方式的流程示意圖；

圖5是本發明實施例公開的挖掘機的斗桿連接筒的控制裝置結構示意圖；

圖6是本發明實施例公開的獲取單元的一種具體結構示意圖；

圖7是本發明實施例公開的控制單元的一種具體結構示意圖。

具體實施方式

為了使本技術領域的人員更好地理解本發明中的技術方案，下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明的一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都應當屬于本發明保護的范圍。

本發明實施例公開挖掘機的挖掘斗控制方法，通過控制挖掘斗的運動來達到控制與挖掘斗連接的斗桿連接筒的運動的目的，以避免斗桿連接筒在運動過程中碰撞挖掘機的起重臂。

與背景技術部分所描述的相同，本發明實施例所公開的控制方法所涉及到的挖掘機包括起重臂、挖掘斗、推壓機構和升降機構。挖掘斗通過斗桿連接筒連接于推壓機構，升降機構為起吊鋼絲繩，起吊鋼絲繩繞過起重臂，且與挖掘斗相連。在挖掘斗工作的過程中，挖掘斗的運動軌跡由升降機構和推壓機構決定，具體的，挖掘斗在不同的高度下，推壓機構都可以作用使其前進或者后退。

請參考圖2，本發明實施例公開的挖掘機的挖掘斗控制方法，包括如下步驟：

S100、獲取斗桿連接筒的第一運動限位曲線和第二運動限位曲線。

如上文所述，挖掘機在工作的過程中，斗桿連接筒會隨著挖掘斗一起運動，在升降和進退的運動中，斗桿連接筒在每一個高度都有進退極限點，即前進極限點和后退極限點，所有的前進極限點連成的運動軌跡曲線為第一運動限位曲線，所有的后退極限點連成的運動軌跡曲線為第二運動限位曲線。基于此，步驟S100中，第一運動限位曲線和第二運動限位曲線在同一高度所對應的限位點為斗桿連接筒在該高度的進退極限點，第一運動限位曲線與第二運動限位曲線之間的區域為安全區域，挖掘斗在運動的過程中，斗桿連接筒在此安全區域內運動不會碰撞挖掘機的起重臂。

S200、控制挖掘斗運動以確保斗桿連接筒的運動空間處于安全區域。

本步驟的目的在于，控制挖掘斗運動的過程中確保斗桿連接筒在安全區域內運動，此種情況下，斗桿連接筒則不會觸碰挖掘機的起重臂，也就不會存在損壞起重臂的問題。通常情況下，步驟S200可以由控制設備來實現自動控制，控制設備根據安全區域的范圍來調整挖掘斗的運動，進而確保斗桿連接筒的活動區域。

本發明實施例公開的控制方法中，通過獲取第一運動限位曲線和第二運動限位曲線確定斗桿連接筒所能運動的安全區域，斗桿連接筒在此安全區域內運行時，無論出于其工作高度范圍中的何種高度，都會受到進退極限點的制約，進而確保斗桿連接筒不會觸碰挖掘機的起重臂，因此控制挖掘斗運動以確保斗桿連接筒的運動空間處于安全區域內則能避開起重臂，可見，本發明實施例公開的控制方法能解決目前挖掘機工作的過程中斗桿連接筒較容易碰撞起重臂導致挖掘機的使用壽命縮短的問題。

請參考圖3，步驟S100可以包括如下步驟：

S110、劃分挖掘斗的提升高度節點。

不同的挖掘機中，挖掘斗的升降控制精度不同，相對應地，其停留的高度位置不同，例如某臺挖掘機，其依次控制結束，挖掘斗至少上升或下降0.2m，那從最低位置(例如地面)上升的過程中，挖掘斗在0m，0.2m，0.4m等位置停留，為此，根據挖掘斗的升降控制精度來劃分挖掘斗的提升高度節點才有意義，斗桿連接筒在這些提升高度節點對應的位置前進或后退才會發生與起重臂的碰撞。

S120、確定斗桿連接筒的前進極限點和后退極限點。

本步驟在步驟S110之后，依次確定每一個提升高度節點所對應的斗桿連接筒的前進極限點和后退極限點，具體的，前進極限點和后退極限點是斗桿連接筒在某一提升高度節點上所能移動的極限位置，該極限位置以不觸碰挖掘機的起重臂為準。

S130、確定第一運動限位曲線和第二運動限位曲線。

本步驟根據步驟S120中的所有前進極限點和后退極限點確定第一運動限位曲線和第二運動限位曲線。

上述第一運動限位曲線和第二運動限位曲線的獲取方式能夠根據挖掘機的升降控制精度來確定進退極限點，進而能較為有效，且高效地確定第一運動限位曲線和第二運動限位曲線。

請參考圖4，步驟S200可以包括如下步驟：

S210、檢測斗桿連接筒的當前高度和當前水平位置。

本步驟可以采用提升行程編碼器和推壓行程編碼器來分別檢測斗桿連接筒的當前高度和當前水平位置。

S220、根據當前高度確定其與第一運動限位曲線和第二運動限位曲線對應的進退極限點。

S230、控制斗桿連接筒使其當前水平位置處于當前高度所確定的進退極限點所對應的區域內。

上述方案通過具體檢測的方式能來確定斗桿連接筒的當前高度和當前水平位置，進而根據當前高度來確定當前水平位置，進而能夠控制其移動的距離，最終確保斗桿連接筒在安全區域內運動。

具體的，步驟S230可以包括如下步驟：

步驟A、判斷當前水平位置距相對應的進退極限點之間的距離。

步驟B、控制挖掘斗減速靠近進退極限點，以確保斗桿連接筒的當前位置處于當前高度所確定的進退極限點所對應的區域內。

基于本發明實施例公開的控制方法，本發明實施例還公開一種挖掘機的挖掘斗控制裝置，同樣，挖掘機包括起重臂、挖掘斗、推壓機構和升降機構，挖掘斗通過斗桿連接筒連接于推壓機構，升降機構為起吊鋼絲繩，起吊鋼絲繩繞過起重臂，且與挖掘斗相連。

請參考圖5，本發明實施例公開的控制裝置包括：

獲取單元100，用于獲取斗桿連接筒的第一運動限位曲線和第二運動限位曲線。

如上文所述，挖掘機在工作的過程中，斗桿連接筒會隨著挖掘斗一起運動，在升降和進退的運動中，斗桿連接筒在每一個高度都有進退極限點，即前進極限點和后退極限點，所有的前進極限點連成的運動軌跡曲線為第一運動限位曲線，所有的后退極限點連成的運動軌跡曲線為第二運動限位曲線。基于此，第一運動限位曲線和第二運動限位曲線在同一高度所對應的限位點為斗桿連接筒在該高度的進退極限點，第一運動限位曲線與第二運動限位曲線之間的區域為安全區域，挖掘斗在運動的過程中，斗桿連接筒在此安全區域內運動不會碰撞挖掘機的起重臂。

控制單元200，用于控制挖掘斗運動以確保斗桿連接筒的運動空間處于安全區域。

控制單元200的作用在于，控制挖掘斗運動的過程中確保斗桿連接筒在安全區域內運動，此種情況下，斗桿連接筒則不會觸碰挖掘機的起重臂，也就不會存在損壞起重臂的問題。通常情況下，控制單元200可以由控制設備來實現自動控制，控制設備根據安全區域的范圍來調整挖掘斗的運動，進而確保斗桿連接筒的活動區域。

請參考圖6，獲取單元100可以包括：

劃分子單元110，用于劃分挖掘斗的提升高度節點。

不同的挖掘機中，挖掘斗的升降控制精度不同，相對應地，其停留的高度位置不同，例如某臺挖掘機，其依次控制結束，挖掘斗至少上升或下降0.2m，那從最低位置(例如地面)上升的過程中，挖掘斗在0m，0.2m，0.4m等位置停留，為此，根據挖掘斗的升降控制精度來劃分挖掘斗的提升高度節點才有意義，斗桿連接筒在這些提升高度節點對應的位置前進或后退才會發生與起重臂的碰撞。

第一確定子單元120，用于確定斗桿連接筒的前進極限點和后退極限點。

第一確定子單元120，用于依次確定每一個提升高度節點所對應的斗桿連接筒的前進極限點和后退極限點，具體的，前進極限點和后退極限點是斗桿連接筒在某一提升高度節點上所能移動的極限位置，該極限位置以不觸碰挖掘機的起重臂為準。

第二確定子單元130，用于確定第一運動限位曲線和第二運動限位曲線。

第二確定子單元130根據第一確定子單元120確定的所有前進極限點和后退極限點確定第一運動限位曲線和第二運動限位曲線。

上述第一運動限位曲線和第二運動限位曲線的獲取方式能夠根據挖掘機的升降控制精度來確定進退極限點，進而能較為有效，且高效地確定第一運動限位曲線和第二運動限位曲線。

請參考圖7，控制單元200可以包括：

提升行程編碼器210和推壓行程編碼器220，用于分別檢測斗桿連接筒的當前高度和當前水平位置。

第三確定子單元230，用于根據當前高度確定其與第一運動限位曲線和第二運動限位曲線對應的進退極限點。

控制子單元240，用于控制斗桿連接筒使其當前水平位置處于當前高度所確定的進退極限點所對應的區域內。

上述方案通過具體檢測的方式能來確定斗桿連接筒的當前高度和當前水平位置，進而根據當前高度來確定當前水平位置，進而能夠控制其移動的距離，最終確保斗桿連接筒在安全區域內運動。

具體的，控制子單元240可以包括：

判斷子單元，用于判斷當前水平位置距相對應的進退極限點之間的距離。

減速移動控制模塊，用于控制挖掘斗減速靠近進退極限點，以確保斗桿連接筒的當前位置處于當前高度所確定的進退極限點所對應的區域內。

本文中，各個優選方案僅僅重點描述的是與其它方案的不同，各個優選方案只要不沖突，都可以任意組合，組合后所形成的實施例也在本說明書所公開的范疇之內，考慮到文本簡潔，本文就不再對組合所形成的實施例進行單獨描述。

以上所述僅是本發明的具體實施方式，使本領域技術人員能夠理解或實現本發明。對這些實施例的多種修改對本領域的技術人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本發明的精神或范圍的情況下，在其它實施例中實現。因此，本發明將不會被限制于本文所示的這些實施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點相一致的最寬的范圍。