CN103354855B

CN103354855B - 挖掘控制系统及建筑机械

Info

Publication number: CN103354855B
Application number: CN201280008766.3A
Authority: CN
Inventors: 松山彻
Original assignee: Komatsu Ltd
Current assignee: Komatsu Ltd
Priority date: 2011-03-24
Filing date: 2012-02-07
Publication date: 2016-08-10
Anticipated expiration: 2032-02-07
Also published as: US20130302124A1; DE112012001013B4; CN103354855A; KR20130113515A; JPWO2012127913A1; WO2012127913A1; JP5349710B2; KR101543354B1; DE112012001013T5; US9080317B2

Abstract

挖掘控制系统（200）获取用于将第一相对速度（Q1）限制在第一候补速度（P1）所需要的大臂缸（10）的伸缩速度的第一调整速度（S1）及用于将第二相对速度（Q2）限制在第二候补速度（P2）所需要的大臂缸（10）的伸缩速度的第二调整速度（S2）。挖掘控制系统（200）选择与第一调整速度（S1）及第二调整速度（S2）中较大一方相关的候补速度（P）作为限制速度（U）。

Description

挖掘控制系统及建筑机械

技术领域

本发明涉及一种执行工作装置的速度限制的挖掘控制系统及具有该挖掘控制系统的建筑机械。

背景技术

目前，在具有工作装置的建筑机械中，公知有一种通过使铲斗沿着表示挖掘对象的目标形状的设计面移动而对规定区域进行挖掘的方法（参照专利文献1）。

具体而言，专利文献1的控制装置对由操作员输入的操作信号进行修正，使得铲斗与设计面之间的间隔越小，铲斗相对于设计面的相对速度越下降。这样，通过进行铲斗的速度限制，执行使铲斗沿着设计面自动移动的挖掘控制。

现有专利文献

专利文献

专利文献1：国际公开WO95/30059号

发明内容

（发明要解决的技术问题）

然而，如果利用专利文献1所述的挖掘控制，在对彼此邻接的第一设计面和第二设计面进行挖掘的情况下，由于在沿着第一设计面进行挖掘作业时不能识别到第二设计面，因此有可能导致损伤第二设计面。

本发明鉴于上述状况而提出，目的在于提供一种能够对多个设计面执行合适的挖掘控制的挖掘控制系统及建筑机械。

（用于解决技术问题的技术方案）

第一方式的挖掘控制系统包括工作装置、多个液压缸、候补速度获取部、限制速度选择部及液压缸控制部。工作装置由包括铲斗在内的多个被驱动部件构成，以能够转动的方式支承于车辆主体。多个液压缸分别驱动多个被驱动部件。候补速度获取部获取第一候补速度和第二候补速度，其中第一候补速度对应于表示挖掘对象的目标形状的第一设计面与铲斗之间的第一距离，第二候补速度对应于表示挖掘对象的目标形状且与第一设计面不同的第二设计面和铲斗之间的第二距离。限制速度选择部基于第一设计面与铲斗之间的相对关系及第二设计面与铲斗之间的相对关系，选择第一候补速度和第二候补速度中的一方作为限制速度。液压缸控制部将铲斗相对于第一设计面和第二设计面中的与限制速度相关的设计面的相对速度限制在限制速度。

第二方式的挖掘控制系统在第一方式的基础上，还包括相对速度获取部。相对速度获取部获取铲斗相对于第一设计面的第一相对速度及铲斗相对于第二设计面的第二相对速度。限制速度选择部基于第一相对速度与第一候补速度之间的相对关系及第二相对速度与第二候补速度之间的相对关系，选择限制速度。

第三方式的挖掘控制系统在第一方式的基础上，限制速度选择部基于第一距离和第二距离选择限制速度。

（发明效果）

能够提供一种能够对多个设计面执行合适的挖掘控制的挖掘控制系统及建筑机械。

附图说明

图1是液压挖掘机100的立体图。

图2A是液压挖掘机100的侧视图。

图2B是液压挖掘机100的后视图。

图3是表示挖掘控制系统200的功能结构的框图。

图4是表示在显示部29中显示的设计地形的一例的示意图。

图5是交线47上的设计地形的剖面图。

图6是表示工作装置控制器26的结构的框图。

图7是表示铲斗8与第一设计面451之间的位置关系的示意图。

图8是表示铲斗8与第二设计面452之间的位置关系的示意图。

图9是表示第一候补速度P1与第一距离d1之间的关系的曲线图。

图10是表示第二候补速度P2与第二距离d2之间的关系的曲线图。

图11是用于说明第一调整速度S1的获取方法的视图。

图12是用于说明第二调整速度S2的获取方法的视图。

图13是用于说明挖掘控制系统200的工作的流程图。

具体实施方式

以下参照附图说明本发明的实施方式。以下，作为“建筑机械”的一例，以液压挖掘机为例说明。

〈液压挖掘机100的整体结构〉

图1是实施方式的液压挖掘机100的立体图。液压挖掘机100具有车辆主体1及工作装置2。另外，在液压挖掘机100上搭载有挖掘控制系统200。挖掘控制系统200的结构及工作将于后文叙述。

车辆主体1具有上部旋转体3、驾驶室4及行驶装置5。上部旋转体3收纳未图示的发动机和液压泵等。在上部旋转体3的后端部上配置有第一GNSS天线21及第二GNSS天线22。第一GNSS天线21与第二GNSS天线22是RTK－GNSS（Real Time Kinematic-Global Navigation Satellite Systems，GNSS为全球卫星导航系统）用天线。驾驶室4搭载于上部旋转体3的前部。在驾驶室4内配置有后述的操作装置25（参照图3）。行驶装置5具有履带5a,5b，通过旋转履带5a,5b使液压挖掘机100行驶。

工作装置2安装于车辆主体1的前部，包括大臂6、小臂7、铲斗8、大臂缸10、小臂缸11及铲斗缸12。大臂6的基端部经由大臂销13以能够摆动的方式安装于车辆主体1的前部。小臂7的基端部经由小臂销14以能够摆动的方式安装于大臂6的前端部。铲斗8以能够摆动的方式经由铲斗销15安装于小臂7的前端部。

大臂缸10、小臂缸11及铲斗缸12是分别由工作油驱动的液压缸。大臂缸10驱动大臂6。小臂缸11驱动小臂7。铲斗缸12驱动铲斗8。

在此，图2A是液压挖掘机100的侧视图。图2B是液压挖掘机100的后视图。如图2A所示，大臂6的长度即从大臂销13到小臂销14的长度为L1。小臂7的长度即从小臂销14到铲斗销15的长度为L2。铲斗8的长度即从铲斗销15到铲斗8的斗齿的前端（以下称为“刃尖8a”。）的长度为L3。

另外，如图2A所示，在大臂6、小臂7和铲斗8上分别设置有第一～第三行程传感器16～18。第一行程传感器16检测大臂缸10的行程长度（以下称为“大臂缸长度N1”）。后述的显示控制器28（参照图3）根据第一行程传感器16检测到的大臂缸长度N1计算大臂6相对于车辆主体坐标系垂直方向的倾斜角θ1。第二行程传感器17检测小臂缸11的行程长度（以下称为“小臂缸长度N2”）。显示控制器28根据第二行程传感器17检测到的小臂缸长度N2计算小臂7相对于大臂6的倾斜角θ2。第三行程传感器18检测铲斗缸12的行程长度（以下称为“铲斗缸长度N3”）。显示控制器28根据第三行程传感器18检测到的铲斗缸长度N3计算铲斗8所具有的刃尖8a相对于小臂7的倾斜角θ3。

在车辆主体1上配备有位置检测部19。位置检测部19检测液压挖掘机100的当前位置。位置检测部19具有上述第一GNSS天线21、第二GNSS天线22、三维位置传感器23和倾斜角传感器24。第一GNSS天线21及第二GNSS天线22在车宽度方向上配置为分开一定距离。与第一GNSS天线21及第二GNSS天线22收到的GNSS电波相对应的信号被输入到三维位置传感器23。三维位置传感器23检测第一GNSS天线21及第二GNSS天线22的设置位置。如图2B所示，倾斜角传感器24检测车辆主体1的车宽度方向相对于重力方向（铅直线）的倾斜角θ4。

〈挖掘控制系统200的结构〉

图3是表示挖掘控制系统200的功能结构的框图。挖掘控制系统200包括操作装置25、工作装置控制器26、比例控制阀27、显示控制器28及显示部29。

操作装置25接受驱动工作装置2的操作员的操作并输出与操作员的操作相对应的操作信号。具体而言，操作装置25具有大臂操作部件31、小臂操作部件32、铲斗操作部件33。大臂操作部件31包括大臂操作杆31a及大臂操作检测部31b。大臂操作杆31a接受操作员对大臂6的操作。大臂操作检测部31b根据大臂操作杆31a的操作输出大臂操作信号M1。小臂操作杆32a接受操作员对小臂7的操作。小臂操作检测部32b根据小臂操作杆32a的操作输出小臂操作信号M2。铲斗操作部件33包括铲斗操作杆33a及铲斗操作检测部33b。铲斗操作杆33a接受操作员对铲斗8的操作。铲斗操作检测部33b根据铲斗操作杆33a的操作输出铲斗操作信号M3。

工作装置控制器26从操作装置25获取大臂操作信号M1、小臂操作信号M2及铲斗操作信号M3。工作装置控制器26从第一～第三行程传感器16～ 18获取大臂缸长度N1、小臂缸长度N2及铲斗缸长度N3。工作装置控制器26将基于这些各种信息的控制信号输出到比例控制阀27。由此，工作装置控制器26能够执行使铲斗8沿着多个设计面45（参照图4）自动移动的挖掘控制。此时，工作装置控制器26如后文所述在对大臂操作信号M1进行修正后将其输出到比例控制阀27。另一方面，工作装置控制器26对小臂操作信号M2和铲斗操作信号M3不进行修正并将它们输出到比例控制阀27。工作装置控制器26的功能及工作将于后文叙述。

比例控制阀27配置于大臂缸10、小臂缸11及铲斗缸12与未图示的液压泵之间。比例控制阀27将与来自工作装置控制器26的控制信号相对应的流量的工作油分别供给到大臂缸10、小臂缸11及铲斗缸12。

显示控制器28具有RAM、ROM等储存部28a及CPU等运算部28b。储存部28a储存包括上述大臂6的长度L1、小臂7的长度L2、铲斗8的长度L3在内的工作装置数据。工作装置数据包括大臂6的倾斜角θ1、小臂7的倾斜角θ2、铲斗8的倾斜角θ3各自的最小值及最大值。显示控制器28能够利用无线或有线的通信方式与工作装置控制器26通信。显示控制器28的储存部28a预先储存表示工作区域内的三维设计地形的形状和位置的设计地形数据。显示控制器28基于设计地形和来自上述各种传感器的检测结果等在显示部29中显示设计地形。

在此，图4是表示在显示部29中显示的设计地形的一例的示意图。如图4所示，设计地形由多个设计面45构成，各个设计面45由三角形多面体表现。多个设计面45分别表示工作装置2的挖掘对象的目标形状。工作装置控制器26使铲斗8沿着通过铲斗8的刃尖8a的当前位置的平面46与多个设计面45的交线47移动。需要说明的是，在图4中只对多个设计面中的一个设计面标记了符号45而省略了其他设计面的符号。

图5是交线47上的设计地形的剖面图，是在显示部29中显示的设计地形的一例的示意图。如图5所示，本实施方式的设计地形包括第一设计面451、第二设计面452及速度限制干预线C。

第一设计面451是位于液压挖掘机100侧方位置的倾斜面。第二设计面452是从第一设计面451的下端向液压挖掘机100的附近延伸的水平面。在本实施方式中，操作员使铲斗8从第一设计面451的上方向第二设计面452移动，从而使铲斗8沿着第一设计面451和第二设计面452进行挖掘。

速度限制干预线C划分执行后述的速度限制的区域。如后文所述，在铲斗8侵入速度限制干预线C的内侧时，执行基于挖掘控制系统200的速度限制。速度限制干预线C设定在分别距第一设计面451及第二设计面452有直线距离h的位置。优选将直线距离h设定为操作员对工作装置2的操作感未受影响的距离。

〈工作装置控制器26的结构〉

图6是表示工作装置控制器26的结构的框图。图7表示铲斗8与第一设计面451之间的位置关系的示意图。图8是表示铲斗8与第二设计面452之间的位置关系的示意图。图7和图8表示同一时刻的铲斗8的位置。需要说明的是，以下着眼于多个设计面中的第一设计面451和第二设计面452进行说明。

如图6所示，工作装置控制器26包括相对距离获取部261、候补速度获取部262、相对速度获取部263、调整速度获取部264、限制速度选择部265和液压缸控制部266。

如图7所示，相对距离获取部261获取垂直于第一设计面451的第一方向上的刃尖8a与第一设计面451之间的第一距离d1。如图8所示，相对距离获取部261获取垂直于第二设计面452的第二方向上的刃尖8a与第二设计面452之间的第二距离d2。相对距离获取部261基于从显示控制器28获取的设计地形数据、液压挖掘机100的当前位置数据以及从第一～第三行程传感器16～18获取的大臂缸长度N1、小臂缸长度N2、铲斗缸长度N3计算出第一距离d1及第二距离d2。相对距离获取部261将第一距离d1和第二距离d2输出到候补速度获取部262。需要说明的是，在本实施方式中第一距离d1比第二距离d2小。

候补速度获取部262获取与第一距离d1相对应的第一候补速度P1和与第二距离d2相对应的第二候补速度P2。在此，第一候补速度P1是与第一距离d1对应而划一（画一）地确定的速度。如图9所示，第一候补速度P1在第一距离d1为直线距离h以上时达到最大，并随着第一距离d1与直线距离h相比变小而变慢。同样地，第二候补速度P2是与第二距离d2对应而划一地确定的速度。如图10所示，第二候补速度P2在第二距离d2为直线距离h以上时达到最大，并随着第二距离d2与直线距离h相比变小而变慢。候补速度获取部262将第一候补速度P1及第二候补速度P2输出到调整速度获取部264 及限制速度选择部265。需要说明的是，在图9中，向第一设计面451接近的方向为负方向。在图10中，向第二设计面452接近的方向为负方向。在本实施方式中，第一候补速度P1比第二候补速度P2慢。

相对速度获取部263基于从操作装置25获取的大臂操作信号M1、小臂操作信号M2及铲斗操作信号M3计算出刃尖8a的速度Q。另外，如图7所示，相对速度获取部263基于速度Q获取刃尖8a相对于第一设计面451的第一相对速度Q1。如图8所示，相对速度获取部263基于速度Q获取刃尖8a相对于第二设计面452的第二相对速度Q2。相对速度获取部263将第一相对速度Q1和第二相对速度Q2输送到调整速度获取部264。

调整速度获取部264从候补速度获取部262获取第一候补速度P1并从相对速度获取部263获取第一相对速度Q1。调整速度获取部264获取用于将第一相对速度Q1限制在第一候补速度P1所需要的大臂缸10的伸缩速度的第一调整速度S1。

在此，图11是用于说明第一调整速度S1的获取方法的视图。如图11所示，为了将第一相对速度Q1控制在第一候补速度P1，需要使第一相对速度Q1减少第一差值R1（＝Q1－P1）。另一方面，需要仅通过以大臂销13为中心的大臂6的旋转速度的减速而调整大臂6的速度，以便第一相对速度Q减小第一差值R1。由此，能够获取基于第一差值R1的第一调整速度S1。

另外，调整速度获取部264从候补速度获取部262获取第二候补速度P2并且从相对速度获取部263获取第二相对速度Q2。调整速度获取部264获取用于将第二相对速度Q2限制在第二候补速度P2所需要的大臂缸10的伸缩速度的第二调整速度S2。

在此，图12是用于说明第二调整速度S2的获取方法的视图。如图12所示，为了将第二相对速度Q2控制在第二候补速度P2，需要使第二相对速度Q2减少第二差值R2（＝Q2－P2）。另一方面，需要仅通过以大臂销13为中心的大臂6的旋转速度的减速而调整大臂6的速度，以便第二相对速度Q2减小第二差值R2。由此，能够获取基于第二差值R2的第二调整速度S2。

在本实施方式中，如图11及图12所示，不管第一差值R1与第二差值R2是否相等，第一调整速度S1都比第二调整速度S2大。这是因为，在通过变更以大臂销13为中心的大臂6的旋转速度来调整刃尖8a的速度Q时，越是具有接近基准线AX（大臂销13与刃尖8a的连线）方向的速度向量，越难以受到大臂6的旋转速度变更而引起的影响。即，在本实施方式中，第一相对速度Q1与第二相对速度Q2相比，通过大臂6的旋转速度的变更来进行调整是困难的。

限制速度选择部265从候补速度获取部262获取第一候补速度P1及第二候补速度P2，并且从调整速度获取部264获取第一调整速度S1及第二调整速度S2。限制速度选择部265基于第一调整速度S1及第二调整速度S2，选择第一候补速度P1和第二候补速度P2中的一方作为限制速度U。具体而言，限制速度选择部265在第一调整速度S1比第二调整速度S2大时，选择第一候补速度P1作为限制速度U。另一方面，限制速度选择部265在第二调整速度S2比第一调整速度S1大时，选择第二候补速度P2作为限制速度U。在本实施方式中，因为第一调整速度S1比第二调整速度S2大，所以限制速度选择部265选择第一候补速度P1作为限制速度U。

液压缸控制部266将刃尖8a相对于与被选择作为限制速度U的候补速度P相关的设计面45的相对速度Q限制在限制速度U。在本实施方式中，为了仅通过大臂6的旋转速度的减速将第一相对速度Q1控制在第一候补速度P1，液压缸控制部266修正大臂操作信号M1并将修正后的大臂操作信号M1输出到比例控制阀27。另一方面，工作装置控制器26对小臂操作信号M2及铲斗操作信号M3不进行修正并将它们输出到比例控制阀27。

由此，经由比例控制阀27供给到大臂缸10、小臂缸11及铲斗缸12的工作油的流量被控制，从而控制刃尖8a的相对速度Q。在本实施方式中，因为选择第一候补速度P1作为限制速度U，所以液压缸控制部266将刃尖8a的第一相对速度Q1限制在第一候补速度P1。

〈挖掘控制系统200的工作〉

图13是用于说明挖掘控制系统200的工作的流程图。

在步骤S10中，挖掘控制系统200获取设计地形数据及液压挖掘机100的当前位置数据。

在步骤S20中，挖掘控制系统200获取大臂缸长度N1、小臂缸长度N2及铲斗缸长度N3。

在步骤S30中，挖掘控制系统200基于设计地形数据、当前位置数据、大臂缸长度N1、小臂缸长度N2及铲斗缸长度N3计算出第一距离d1及第二距离d2（参照图7、图8）。

在步骤S40中，挖掘控制系统200获取与第一距离d1相对应的第一候补速度P1和与第二距离d2相对应的第二候补速度P2（参照图9、图10）。

在步骤S50中，挖掘控制系统200基于大臂操作信号M1、小臂操作信号M2及铲斗操作信号M3，计算出刃尖8a的速度Q（参照图7、图8）。

在步骤S60中，挖掘控制系统200基于速度Q获取第一相对速度Q1及第二相对速度Q2（参照图7、图8）。

在步骤S70中，挖掘控制系统200获取用于将第一相对速度Q1限制在第一候补速度P1所需要的大臂缸10的伸缩速度的第一调整速度S1（参照图11）。

在步骤S80中，挖掘控制系统200获取用于将第二相对速度Q2限制在第二候补速度P2所需要的大臂缸10的伸缩速度的第二调整速度S2。（参照图12）。

在步骤S90中，挖掘控制系统200基于第一调整速度S1及第二调整速度S2，选择第一候补速度P1及第二候补速度P2中的一方作为限制速度U。挖掘控制系统200选择与第一调整速度S1和第二调整速度S2中较大的一方相关的候补速度P作为限制速度U。

在步骤S100中，挖掘控制系统200将刃尖8a相对于与被选择作为限制速度U的候补速度P相关的设计面45的相对速度Q限制在限制速度U。

〈作用及效果〉

（1）本实施方式的挖掘控制系统200获取用于将第一相对速度Q1限制在第一候补速度P1所需要的大臂缸10的伸缩速度的第一调整速度S1和用于将第二相对速度Q2限制在第二候补速度P2所需要的大臂缸10的伸缩速度的第二调整速度S2。挖掘控制系统200选择与第一调整速度S1和第二调整速度S2中较大的一方相关的候补速度P作为限制速度U。

这样，在第一设计面451和第二设计面452存在时的挖掘控制中，基于大臂缸10的伸缩速度的调整速度S执行对刃尖8a的速度限制。因此，能够以第一设计面451与第二设计面452中的大臂缸10的伸缩速度的调整速度S较大的一方作为基准执行速度限制。

在此，如果在以调整速度S小的设计面45为基准进行速度限制后，以调整速度S较大的设计面45为基准进行速度限制，则存在来不及调整大臂缸10的伸缩速度的情况。在这种情况下，如果刃尖8a越过目标设计面45则不能按照设计面的挖掘，另外如果强行调整大臂缸10就会产生紧急驱动引起的冲击，从而不能执行合适的挖掘控制。

另一方面，如上所述，利用本实施方式的挖掘控制系统200，因为以调整速度S大的设计面45为基准执行速度限制，所以能够使大臂缸10的调整具有富余。因此，能够抑制刃尖8a越过设计面45及紧急驱动引起的冲击的产生，从而能够执行合适的挖掘控制。

（2）本实施方式的挖掘控制系统200通过大臂缸10的伸缩速度的调整来执行速度限制。

因此，通过只修正与操作员的操作相对应的操作信号中的大臂操作信号M1来执行速度限制。即，大臂6、小臂7及铲斗8中不按照操作员的操作驱动的只有大臂6。因此，与调整大臂6、小臂7及铲斗8中两个以上的被驱动部件的伸缩速度的情况相比，能够抑制操作员的操作感受损。

〈其他实施方式〉

以上说明了本发明的一实施方式，但是本发明不限于上述实施方式，在不脱离本发明要旨的范围内能够进行各种变更。

（A）在上述实施方式中，挖掘控制系统200基于第一调整速度S1和第二调整速度S2，选择第一候补速度P1和第二候补速度P2中的一方作为限制速度U，但是不限于此。作为限制速度U，挖掘控制系统200可以基于第一设计面451与铲斗8之间的相对关系和第二设计面452与铲斗8的相对关系进行选择。例如，作为限制速度U，挖掘控制系统200能够基于第一距离d1和第二距离d2进行选择。在这种情况下，在第一距离d1比第二距离d2小时，选择第一候补速度P1作为限制速度U，在第一距离d2比第二距离d1小时，选择第二候补速度P2作为限制速度U。

（B）在上述实施方式中，挖掘控制系统200对多个设计面45中的第一设计面451和第二设计面452这两个设计面执行挖掘控制，但是不限于此。挖掘控制系统200可以对三个以上的设计面45执行挖掘控制。在这种情况下，挖掘控制系统200可以比较所有设计面45的调整速度S来选择限制速度U。

（C）在上述实施方式中，挖掘控制系统200通过大臂6的旋转速度的减速将相对速度抑制到限制速度，但是不限于此。挖掘控制系统200除了调整大臂6的旋转速度以外，也可以调整小臂7与铲斗8中的至少一方的旋转速度。由此，因为能够抑制平行于设计面45方向的铲斗8的速度由于速度限制而降低，所以能够抑制操作员的操作感受损。需要说明的是，在这种情况下，可以计算出大臂6、小臂7及铲斗8各自的调整速度之和（总计）作为调整速度S。

（D）在上述实施方式中，挖掘控制系统200基于从操作装置25获取的操作信号M计算刃尖8a的速度Q，但是不限于此。挖掘控制系统200能够基于从第一～第三行程传感器16～18获取的各缸长度N1～N3在单位时间的变化量计算出速度Q。在这种情况下，与基于操作信号M计算出速度Q的情况相比，能够精确地计算出速度Q。

（E）在上述实施方式中，挖掘控制系统200着眼于铲斗8的刃尖8a的速度执行速度限制，但是不限于此。例如，挖掘控制系统200可以着眼于铲斗8的底面速度执行速度限制。

（F）在上述实施方式中，如图9和图10所示，候补速度与距离具有线性关系，但是并不限于此。将候补速度与距离之间的关系可以适当地设定，可以不是线性的，也可以不通过原点。

工业实用性

本发明因为能够提供能够对多个设计面执行合适的挖掘控制的工作装置控制系统，所以在建筑机械领域中是有用的。

符号说明

1…车辆主体、2…工作装置、3…上部旋转体、4…驾驶室、5…行驶装置、5a,5b…履带、6…大臂、7…小臂、8…铲斗、8a…刃尖、10…大臂缸、11…小臂缸、12…铲斗缸、13…大臂销、14…小臂销、15…铲斗销、16…第一行程传感器、17…第二行程传感器、18…第三行程传感器、19…位置检测部、21…第一GNSS天线、22…第二GNSS天线、23…三维位置传感器、24…倾斜角传感器、25…操作装置、26…工作装置控制器、261…相对距离获取部、262…候补速度获取部、263…相对速度获取部、264…调整速度获取部、265…限制速度选择部、266…液压缸控制部、27…比例控制阀、28…显示控制器、29…显示部、31…大臂操作部件、…32小臂操作部件、33…铲斗操作部件、45…设计面、451…第一设计面、452…第二设计面、100…液压挖掘机、200…挖掘控制系统、C…速度限制干预线、h…直线距离。

Claims

1.一种挖掘控制系统，其特征在于，包括：

工作装置，由包括铲斗在内的多个被驱动部件构成，能够转动地支承于车辆主体；

多个液压缸，分别驱动多个所述被驱动部件；

候补速度获取部，获取第一候补速度和第二候补速度，该第一候补速度对应于表示挖掘对象的目标形状的第一设计面与所述铲斗之间的第一距离，该第二候补速度对应于表示挖掘对象的目标形状且与所述第一设计面不同的第二设计面与所述铲斗之间的第二距离，第二设计面设置成与第一设计面彼此邻接；

限制速度选择部，基于所述第一设计面与所述铲斗之间的相对关系及所述第二设计面与所述铲斗之间的相对关系，选择所述第一候补速度和所述第二候补速度中的一方作为限制速度；

液压缸控制部，将所述铲斗相对于所述第一设计面和所述第二设计面中的与所述限制速度相关的设计面的相对速度限制在所述限制速度。

2.如权利要求1所述的挖掘控制系统，其特征在于，

所述第一候补速度随着所述第一距离变小而变慢；

所述第二候补速度随着所述第二距离变小而变慢。

3.如权利要求1或2所述的挖掘控制系统，其特征在于，

包括相对速度获取部，所述相对速度获取部获取所述铲斗相对于所述第一设计面的第一相对速度及所述铲斗相对于所述第二设计面的第二相对速度，

所述限制速度选择部基于所述第一相对速度与所述第一候补速度之间的相对关系及所述第二相对速度与所述第二候补速度之间的相对关系，选择所述限制速度。

4.如权利要求3所述的挖掘控制系统，其特征在于，

包括调整速度获取部，所述调整速度获取部获取第一调整速度和第二调整速度，该第一调整速度与用于将所述第一相对速度限制在所述第一候补速度所需要的多个所述液压缸各自的伸缩速度的目标速度相对应，该第二调整速度与用于将所述第二相对速度限制在所述第二候补速度所需要的多个所述液压缸各自的伸缩速度的目标速度相对应；

所述限制速度选择部在所述第一调整速度比所述第二调整速度大时，选择所述第一候补速度作为所述限制速度，在所述第二调整速度比所述第一调整速度大时，选择所述第二候补速度作为所述限制速度。

5.如权利要求4所述的挖掘控制系统，其特征在于，

多个所述被驱动部件包括能够转动地安装于所述车辆主体的大臂，

多个所述液压缸包括驱动所述大臂的大臂缸，

所述第一调整速度及所述第二调整速度分别与所述大臂缸的伸缩速度的调整速度一致。

6.如权利要求4所述的挖掘控制系统，其特征在于，

多个所述被驱动部件包括能够转动地安装于所述车辆主体的大臂及与所述大臂和所述铲斗连结的小臂，

多个所述液压缸包括驱动所述大臂的大臂缸及驱动所述小臂的小臂缸，

所述第一调整速度及所述第二调整速度分别与所述大臂缸及所述小臂缸各自的伸缩速度的目标速度一致。

7.如权利要求3所述的挖掘控制系统，其特征在于，

包括操作部件，所述操作部件接收驱动所述工作装置的操作员的操作并根据所述操作员的操作输出操作信号，

所述相对速度获取部基于所述操作信号获取所述第一相对速度和所述第二相对速度。

8.如权利要求4所述的挖掘控制系统，其特征在于，

9.如权利要求5所述的挖掘控制系统，其特征在于，

10.如权利要求6所述的挖掘控制系统，其特征在于，

11.如权利要求3所述的挖掘控制系统，其特征在于，

所述相对速度获取部基于多个所述液压缸各自的伸缩速度的总计，获取所述第一相对速度和所述第二相对速度。

12.如权利要求4所述的挖掘控制系统，其特征在于，

13.如权利要求5所述的挖掘控制系统，其特征在于，

14.如权利要求6所述的挖掘控制系统，其特征在于，

15.如权利要求1或2所述的挖掘控制系统，其特征在于，

所述限制速度选择部基于所述第一距离和所述第二距离选择所述限制速度。

16.如权利要求15所述的挖掘控制系统，其特征在于，

所述限制速度选择部在所述第一距离比所述第二距离小时，选择第一候补速度作为所述限制速度，在所述第二距离比所述第一距离小时，选择所述第二候补速度作为所述限制速度。

17.一种建筑机械，其特征在于，包括车辆主体及如权利要求1至16中任一项所述的挖掘控制系统。