[发明专利]一种挖掘机智能行走系统、挖掘机及控制方法

说明书

本发明涉及挖掘机控制技术领域，特别是涉及一种挖掘机智能行走系统、挖掘机及控制方法，该系统包括：水平倾角传感器，用于检测挖掘机的前后方向和左右方向的倾角信息；视觉模块，用于拍摄挖掘机行走路径区域内的图像；智能行走控制器，其可根据水平倾角传感器的倾角信息进行分析和判断后发送相应的控制指令调整挖掘机的姿态，并可根据所述摄像头拍摄的图像识别判断出路途平坦状况，断崖状况和巨石存在状况，并发出相应的控制指令进行避险；以及报警装置。本发明通过水平倾角传感器获取倾角信息，通过视觉模块获得行走路径区域内的图像，智能行走控制器控制根据倾角信息和图像来控制挖掘机改变姿态、主动避险，提升了挖掘机智能行驶的安全性。

技术领域

本发明涉及挖掘机控制技术领域，特别是涉及一种液压挖掘机智能行走系统及控制方法。

背景技术

挖掘机是土石方工程的主要设备，挖掘机在作业时具有作业环境复杂，作业工况多变，作业形式多样等特点。现有技术中，挖掘机通常采用人工操控的方式移动行进，但是由于实际施工工地环境有时候较为复杂和恶劣，使得人工操作的难度提高，驾驶安全性较低。传统挖掘机的操作安全性完全依赖驾驶员的经验与能力，当挖掘机工作在较大坡度，在坑洼道路行进时，挖掘机容易失稳，严重时会发生挖掘机倾翻的事故。

随着无人驾驶智能汽车技术的不断发展，市场上也逐渐开始出现无人驾驶挖掘机，通过多项人工智能技术，使得挖掘机的操控难度降低，复杂环境下的挖掘机驾驶安全性得以提升。但是，目前无人驾驶挖掘机的改进主要还是集中在自主作业模式方面，比如实现自主挖沟、甩方、装车等作业，以及智能称重等功能。面对复杂、危险工作环境下的行走控制，目前仍然主要依靠人工驾驶或者遥控驾驶实现。现有技术的挖掘机缺乏可靠的防倾翻功能，也无法针对行走路径中的断崖、断壁、巨石进行有效自动规避，当人工驾驶或自动驾驶时，挖掘机出现倾翻事故的风险较大，一旦倾翻则损失严重。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的缺陷，提供一种能够有效防止倾翻、安全性更高的挖掘机智能行走系统及其控制方法，以及采用该系统的挖掘机。

为了达到上述目的，本发明的第一方面是提供一种挖掘机智能行走系统，它包括电比例控制多路阀、与所述电比例控制多路阀连接的挖掘机主阀、与所述挖掘机主阀连接的主泵油路，以及主泵油路控制的挖掘机执行机构，它还包括：

水平倾角传感器，其设置在挖掘机的下车部，用于检测挖掘机的前后方向和左右方向的倾角信息；

视觉模块，其包括设置在挖掘机上的至少两个摄像头以及补光光源，用于拍摄挖掘机行走路径区域内的图像；

智能行走控制器，其接收所述水平倾角传感器的倾角信息和所述摄像头拍摄的图像；所述智能行走控制器将所述倾角信息与智能行走控制器中预设的倾翻阈值进行比对，判断挖掘机的倾斜状况并向所述电比例控制多路阀发送相应的控制指令；所述智能行走控制器还根据所述摄像头拍摄的图像对路途平坦状况，断崖状况和巨石存在状况进行识别判断，并向所述电比例控制多路阀发出相应的控制指令；

报警装置，其与所述智能行走控制器连接。

其中，所述挖掘机执行机构包括发动机、行走装置、回转装置、动臂、斗杆和工作头，优选地，所述行走装置和所述回转装置通过设置在所述行走装置上的回转平台转动连接，所述水平倾角传感器设置在所述下车部。

优选地，所述视觉模块还包括图像处理器，其接收所述摄像头的图像并进行处理后将图像信号发送至所述智能行走控制器。摄像头拍摄的图像经过图像分析处理后，转换为图像信号发送至智能行走控制器，智能行走控制器根据图像信号进行识别和判断，得出挖掘机的行进路径范围内是否路面平坦，是否存在断崖、断壁，是否存在不可翻越的巨石等结果。智能行走控制器再根据判断结果进一步发出控制信号控制挖掘机移动行进。