CN110984266A - 挖掘机动臂探照灯的控制系统、控制方法及挖掘机 - Google Patents

挖掘机动臂探照灯的控制系统、控制方法及挖掘机 Download PDF

Info

Publication number
CN110984266A
CN110984266A CN201911387874.6A CN201911387874A CN110984266A CN 110984266 A CN110984266 A CN 110984266A CN 201911387874 A CN201911387874 A CN 201911387874A CN 110984266 A CN110984266 A CN 110984266A
Authority
CN
China
Prior art keywords
bucket
searchlight
excavator
angle
point
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201911387874.6A
Other languages
English (en)
Inventor
王祥祥
石向星
周健
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sany Heavy Machinery Ltd
Original Assignee
Sany Heavy Machinery Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sany Heavy Machinery Ltd filed Critical Sany Heavy Machinery Ltd
Priority to CN201911387874.6A priority Critical patent/CN110984266A/zh
Publication of CN110984266A publication Critical patent/CN110984266A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02F—DREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F3/00—Dredgers; Soil-shifting machines
    • E02F3/04—Dredgers; Soil-shifting machines mechanically-driven
    • E02F3/28—Dredgers; Soil-shifting machines mechanically-driven with digging tools mounted on a dipper- or bucket-arm, i.e. there is either one arm or a pair of arms, e.g. dippers, buckets
    • E02F3/36—Component parts
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02F—DREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F3/00—Dredgers; Soil-shifting machines
    • E02F3/04—Dredgers; Soil-shifting machines mechanically-driven
    • E02F3/28—Dredgers; Soil-shifting machines mechanically-driven with digging tools mounted on a dipper- or bucket-arm, i.e. there is either one arm or a pair of arms, e.g. dippers, buckets
    • E02F3/36—Component parts
    • E02F3/38—Cantilever beams, i.e. booms;, e.g. manufacturing processes, forms, geometry or materials used for booms; Dipper-arms, e.g. manufacturing processes, forms, geometry or materials used for dipper-arms; Bucket-arms
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02F—DREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F3/00—Dredgers; Soil-shifting machines
    • E02F3/04—Dredgers; Soil-shifting machines mechanically-driven
    • E02F3/28—Dredgers; Soil-shifting machines mechanically-driven with digging tools mounted on a dipper- or bucket-arm, i.e. there is either one arm or a pair of arms, e.g. dippers, buckets
    • E02F3/36—Component parts
    • E02F3/42—Drives for dippers, buckets, dipper-arms or bucket-arms
    • E02F3/43—Control of dipper or bucket position; Control of sequence of drive operations
    • E02F3/435—Control of dipper or bucket position; Control of sequence of drive operations for dipper-arms, backhoes or the like
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21V—FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21V14/00—Controlling the distribution of the light emitted by adjustment of elements
    • F21V14/02—Controlling the distribution of the light emitted by adjustment of elements by movement of light sources
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21V—FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21V33/00—Structural combinations of lighting devices with other articles, not otherwise provided for

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mining & Mineral Resources (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Operation Control Of Excavators (AREA)

Abstract

本发明提供了一种挖掘机动臂探照灯的控制系统、控制方法及挖掘机，涉及挖掘机的照明设备的自动控制的技术领域，该挖掘机动臂探照灯的控制系统包括姿态检测组件、驱动装置和控制器，通过姿态检测组件检测铲斗姿态信息，姿态检测组件能够将铲斗姿态信息发送给控制器，控制器根据铲斗姿态信息分析铲斗的位置，然后根据铲斗的位置控制驱动装置带动动臂上的探照灯移动，使探照灯的光线照射在铲斗的工作区域内；保证了铲斗的工作区域内的照明，方便了操作人员夜间观察铲斗的工作区域的环境，提高了挖掘机夜间作业的工作效率，并调高了铲斗作业时的安全性。

Description

挖掘机动臂探照灯的控制系统、控制方法及挖掘机
技术领域
本发明涉及挖掘机的照明设备的自动控制技术领域，尤其是涉及一种挖掘机动臂探照灯的控制系统、控制方法及挖掘机。
背景技术
挖掘机是工程机械中非常重要的一种设备，广泛被应用于建筑、交通、军工等工程作业中，随着基础建设的发展以及房地产等行业的开发，挖掘机的需求进一步加大，同时夜间施工也越来越多。挖掘机动臂上安装的探照灯是其照明系统中不可或缺的一部分，然而现有挖掘机动臂上的探照灯的照明方向只能沿着动臂，探照灯的照明方向固定，大大限制其照明范围。在挖掘机夜间实际工作中，难以根据实际需要将动臂上的探照灯照射到相应位置，也即无法根据铲斗的实际位置，将光线照射到是铲斗的工作区域，降低了挖掘机夜间作业的工作效率，也存在作业安全风险。
为了提高挖掘机夜间作业的工作效率，扩大动臂灯的照明范围，使驾驶员能根据实际需要将动臂灯自适应照射到目标位置。本发明即是在现有动臂灯的基础上发明一种动臂灯自适应的控制方式。
发明内容
本发明的第一目的在于提供一种挖掘机动臂探照灯的控制系统，以缓解挖掘机夜间作业时，难以根据实际需要将动臂上的探照灯照射到相应位置，导致挖掘机夜间作业的工作效率降低的技术问题。
本发明的第二目的在于提供一种挖掘机，以缓解挖掘机夜间作业时，难以根据实际需要将动臂上的探照灯照射到相应位置，导致挖掘机夜间作业的工作效率降低的技术问题。
本发明的第三目的在于提供一种挖掘机动臂探照灯的控制方法，以缓解挖掘机夜间作业时，难以根据实际需要将动臂上的探照灯照射到相应位置，导致挖掘机夜间作业的工作效率降低的技术问题。
本发明提供的挖掘机动臂探照灯的控制系统，所述控制系统包括姿态检测组件、驱动装置和控制器；
所述驱动装置安装在挖掘机的动臂上，且与挖掘机的探照灯连接，以驱动所述探照灯移动；
所述姿态检测组件用于检测当前状态的挖掘机的铲斗姿态信息，所述姿态检测组件与所述控制器连接，所述控制器用于接收所述姿态检测组件检测的铲斗姿态信息，并根据所述铲斗姿态信息控制所述驱动装置带动所述探照灯移动，以使所述探照灯的光线照射在铲斗的工作区域内。
进一步地，所述控制系统还包括检测探照灯的照射方向的光线角度传感器，所述光线角度传感器安装在所述驱动装置上，且所述光线角度传感器与所述探照灯能够在所述驱动装置的作用下同步移动；
所述光线角度传感器与所述控制器连接，所述控制器根据所述光线角度传感器的反馈信息判断所述探照灯是否移动到位。
进一步地，所述姿态检测组件包括动臂角度传感器、斗杆角度传感器和铲斗角度传感器；
所述动臂角度传感器安装在挖掘机的动臂上，用于检测所述动臂相对水平面的倾斜角度，所述斗杆角度传感器安装在挖掘机的斗杆上，用于检测所述斗杆相对动臂的倾斜角度，所述铲斗角度传感器安装在挖掘机的铲斗上，用于检测所述铲斗相对斗杆的倾斜角度；
所述动臂角度传感器、所述斗杆角度传感器和所述铲斗角度传感器均与所述控制器连接，所述控制器根据所述动臂角度传感器、所述斗杆角度传感器和所述铲斗角度传感器的反馈信息，控制所述驱动装置带动所述探照灯移动。
本发明提供的挖掘机，包括动臂和探照灯，所述挖掘机还包括如上述所述的挖掘机动臂探照灯的控制系统，所述探照灯通过所述驱动装置安装在所述动臂上。
优选的，所述控制器设置在所述挖掘机的驾驶室内。
优选的，所述驱动装置通过固定杆安装在所述动臂上。
本发明提供的挖掘机动臂探照灯的控制方法，应用于控制器，所述控制方法包括：
获取当前状态的铲斗姿态信息，根据当前状态的铲斗姿态信息，分析探照灯能够将光线照射在铲斗的工作区域内的目标照射角度，根据所述目标照射角度控制驱动装置带动所述探照灯移动，以使探照灯移动到所述目标照射角度。
进一步地，所述控制方法还包括：获取当前状态的探照灯的实际照射角度，在所述实际照射角度超出目标照射角度时，控制所述驱动装置动作，将探照灯移动到目标照射角度。
进一步地，所述获取当前状态的铲斗姿态信息，根据当前状态的铲斗姿态信息，分析探照灯能够将光线照射在铲斗的工作区域内的目标照射角度包括：
获取动臂相对水平面的倾斜角度、斗杆相对动臂的倾斜角度和铲斗相对斗杆的倾斜角度；
根据所述动臂相对水平面的倾斜角度、所述斗杆相对动臂的倾斜角度和所述铲斗相对斗杆的倾斜角度分析所述探照灯能够将光线照射在铲斗的工作区域内的目标照射角度。
进一步地，所述分析探照灯能够将光线照射在铲斗的工作区域内的目标照射角度包括：
根据动臂的位置建立直角坐标系，其中，所述动臂与挖掘机的底座连接的一端为原点A，垂直于挖掘机的底座平面的方向为Y轴，所述动臂在所述挖掘机的底座的投影的延伸方向为X轴，所述动臂与所述斗杆的连接位置为B点，所述斗杆与所述铲斗的连接位置为C点，所述铲斗的斗口边缘为D点，所述探照灯的驱动装置的固定杆在B点与动臂连接，探照灯的驱动装置与固定杆的连接点为E点；
根据所述动臂相对水平面的倾斜角度θ1、所述斗杆相对动臂的倾斜角度θ2和所述铲斗相对斗杆的倾斜角度θ3，通过公式
Xb＝a×cosθ1
Yb＝a×sinθ1
Xd＝a×sinθ1+b×sin(θ1+θ2)+c×sin(θ1+θ2+θ3)
Yd＝a×cosθ1+b×cos(θ1+θ2)+c×cos(θ1+θ2+θ3)
计算B点和D的坐标信息；其中，B点的坐标为(Xb,Yb)，Xb为B点与Y轴的垂直距离，Yb为B点与X轴的垂直距离；D点的坐标为(Xd,Yd)，Xd为D点距离Y轴的垂直距离，Yd为D点距离X轴的垂直距离；a为A点与B点的连线AB的长度，b为B点与C点的连线BC的长度；c为C点与D点的连线CD的长度；
根据B点的坐标信息以及D点的坐标信息，计算B点与D点连线BD的长度e：
Figure BDA0002342058590000041
根据连线BD的长度e、连线CD的长度c以及所述铲斗相对斗杆的倾斜角度θ3，通过公式
Figure BDA0002342058590000051
计算连线BD与连线BC的夹角角度θ5；其中，π为圆周率，表示180度；
根据连线BD与连线BC的夹角角度θ5以及所述斗杆相对动臂的倾斜角度θ2计算连线BD与连线AB的夹角角度θ6，θ6＝π-θ2-θ5；
根据连线BD与连线AB的夹角角度θ6以及B点和E点的连线BE与连线AB之间的夹角θ4，计算连线BD与连线BE的夹角角度θ7，θ7＝θ4+θ6；
根据连线BD与连线BE的夹角角度θ7、连线BD的长度e以及连线BE的长度d，利用公式
Figure BDA0002342058590000052
计算探照灯能够将光线照射在铲斗的工作区域内的目标照射角度θt。
本发明提供的挖掘机动臂探照灯的控制系统包括姿态检测组件、驱动装置和控制器，通过姿态检测组件检测当前状态的铲斗姿态信息，且姿态检测组件能够将铲斗姿态信息发送给控制器，控制器根据铲斗姿态信息分析铲斗的位置，然后根据铲斗的位置控驱动装置带动动臂上的探照灯移动，使探照灯的光线照射在铲斗的工作区域内。本发明挖掘机动臂探照灯的控制系统能够根据铲斗姿态信息控制驱动装置使动臂上的探照灯移动，从而在铲斗在任意姿态状态下，都可以通过调节驱动装置使探照灯照射到铲斗的工作区域内，保证了铲斗的工作区域内的照明，方便了操作人员夜间观察铲斗的工作区域的环境，提高了挖掘机夜间作业的工作效率，并调高了铲斗作业时的安全性。
本发明提供的挖掘机包括本发明提供的挖掘机动臂探照灯的控制系统，与本发明提供的挖掘机动臂探照灯的控制系统具有相同的有益效果，通过对本发明提供的挖掘机动臂探照灯的控制系统的效果的描述，能够直观的获得，在此不再赘述。
本发明提供的挖掘机动臂探照灯的控制方法，控制器获取当前状态的铲斗姿态信息，根据当前状态的铲斗姿态信息，分析探照灯能够将光线照射在铲斗的工作区域内的目标照射角度，并根据目标照射角度控制驱动装置动作，将探照灯移动到目标照射角度。从而在铲斗在任意姿态状态下，都可以通过调节驱动装置使探照灯照射到铲斗的工作区域内，保证了铲斗的工作区域内的照明，方便了操作人员夜间观察铲斗的工作区域的环境，提高了挖掘机夜间作业的工作效率，并调高了铲斗作业时的安全性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的挖掘机动臂探照灯的控制系统示意简图；
图2为本发明实施例提供的挖掘机动臂探照灯的控制系统的控制原理示意简图；
图3为本发明实施例提供的挖掘机动臂探照灯的控制方法的坐标示意简图；
图4为本发明实施例提供的挖掘机动臂探照灯的控制方法的铲斗调整状态的示意简图；
图5为本发明实施例提供的挖掘机动臂探照灯的控制方法的流程图。
图标：100-姿态检测组件；110-动臂角度传感器；120-斗杆角度传感器；130-铲斗角度传感器；200-控制器；300-驱动装置；400-光线角度传感器；1-动臂；2-斗杆；3-铲斗；4-探照灯。
具体实施方式
下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例一
如图1-图2所示，本发明实施例提供一种挖掘机动臂探照灯的控制系统，包括姿态检测组件100、驱动装置300和控制器200。其中，挖掘机的探照灯4通过驱动装置300安装在挖掘机的动臂1上，姿态检测组件100用于检测当前状态的挖掘机的铲斗姿态信息。姿态检测组件100与控制器200连接，控制器200用于接收姿态检测组件100检测的挖掘机的铲斗姿态信息，并根据铲斗姿态信息控制驱动装置300带动探照灯移动，以使探照灯4的光线照射在铲斗3的工作区域内。
本实施例中，驱动装置300可通过固定杆安装在动臂1上，探照灯4可以在电机的驱动作用下调整照射角度，具体的，驱动装置300可以是电机配合丝杠的形式，例如，探照灯4铰接在固定杆上，电机配合丝杠带动探照灯4以探照灯4与固定杆的铰接位置为转动点转动，以调整探照灯的照射角度。需要说明的是，驱动装置300也可以是多个驱动机构的组合形式，例如既可以实现探照灯4的俯仰角度调整，又可以实现探照灯在水平面内方向的调整的复合动作驱动机构，作为该复核动作驱动机构的一种形式，可以是在转盘上安装气缸实现，自然也可以是现有其他常规技术。优选的，本实施例的探照灯4通过倾斜设置的固定杆安装在驱动装置300上方，且在驱动装置300的作用下，探照灯4能够上下、左右移动，以达到探照灯4照射向铲斗3的光线的角度调节的目的。
铲斗姿态信息通常而言指的是铲斗3的位置信息，本实施例中实际上是铲斗的角度信息。
本实施例挖掘机动臂探照灯的控制系统包括姿态检测组件100、驱动装置300和控制器200，通过姿态检测组件100检测当前状态的铲斗姿态信息，且姿态检测组件100能够将铲斗姿态信息发送给控制器200，控制器200根据铲斗姿态信息分析铲斗3的位置，然后根据铲斗3的位置控驱动装置300带动动臂1上的探照灯4移动，使探照灯4的光线照射在铲斗3的工作区域内。本实施例挖掘机动臂探照灯的控制系统能够根据铲斗姿态信息控制驱动装置300使动臂1上的探照灯4移动，从而在铲斗3在任意姿态状态下，都可以通过调节驱动装置300使探照灯4照射到铲斗3的工作区域内，保证了铲斗3的工作区域内的照明，方便了操作人员夜间观察铲斗3的工作区域的环境，提高了挖掘机夜间作业的工作效率，并调高了铲斗3作业时的安全性。
进一步地，本实施例挖掘机动臂探照灯的控制系统还包括检测探照灯的照射方向的光线角度传感器400，光线角度传感器400安装在驱动装置300上，且光线角度传感器400与探照灯能够在驱动装置300的作用下同步移动；光线角度传感器400与控制器200连接，控制器200根据光线角度传感器400的反馈信息判断探照灯是否移动到位。
具体的，光线角度传感器400用于感知和传递光线角度信号给控制器200。光线角度传感器400可以是现有常规的能够检测倾角的倾角传感器或角度传感器。本实施例中，光线角度传感器400可与探照灯4固定为一体，在探照灯4角度发生变化时，光线角度传感器400的角度也发生变化，所以光线角度传感器400可以感应探照灯4的角度的变化。在预先安装时，优选的，将光线角度传感器400的角度与探照灯4的照射范围的中心线的角度设置一致，也即光线角度传感器400能够直接反应探照灯4的直射方向的角度。光线角度传感器400的反馈信息，实际上也即是探照灯4的照射方向的角度信息。
本实施例挖掘机动臂探照灯的控制系统的光线角度传感器400，在实际使用时，由于光线角度传感器400直接反应了探照灯4的照射方向，所以控制器200可根据光线角度传感器400的反馈的探照灯4的照射方向的角度信息，判断是否需要移动探照灯4；也可根据光线角度传感器400的反馈的探照灯4的照射方向的角度信息判断驱动装置300是否将探照灯4移动到位。
作为本发明的一个具体实施方式，姿态检测组件100包括动臂角度传感器110、斗杆角度传感器120和铲斗角度传感器130。动臂角度传感器110安装在挖掘机的动臂1上，用于检测动臂1相对水平面的倾斜角度，斗杆角度传感器120安装在挖掘机的斗杆2上，用于检测斗杆2相对动臂1的倾斜角度，铲斗角度传感器130安装在挖掘机的铲斗3上，用于检测铲斗3相对斗杆2的倾斜角度。动臂角度传感器110、斗杆角度传感器120和铲斗角度传感器130均与控制器200连接，控制器200根据动臂角度传感器110、斗杆角度传感器120和铲斗角度传感器130的反馈信息，控制驱动装置300带动探照灯移动。
动臂角度传感器110、斗杆角度传感器120和铲斗角度传感器130均是现有常规能够检测角度的倾角传感器或角度传感器。动臂角度传感器110的反馈信息是动臂1相对水平面的倾斜角度θ1的角度信息，也即图3所示的，连线AB与X轴之间的夹角。斗杆角度传感器120的反馈信息是斗杆2相对动臂1的倾斜角度θ2的角度信息，也即图3所示的，连线BC与连线AB的延长线的夹角。铲斗角度传感器130的反馈信息是铲斗3相对斗杆2的倾斜角度θ3，也即图3所示的，连线CD与连线BC延长线的夹角。
控制器200先根据动臂角度传感器110、斗杆角度传感器120和铲斗角度传感器130的反馈信息计算出探照灯4能够将光线照射在铲斗3的工作区域内的目标照射角度，而后分析光线角度传感器400检测的当前状态的探照灯4的实际照射角度，在实际照射角度与目标照射角度不一致时，控制驱动装置300带动探照灯移动。
需要说明的是，目标照射角度可以是在计算得到的标准目标照射角度上下浮动一定范围的角度范围，实际照射角度与目标照射角度不一致，实际上也即是，实际照射角度超出目标照射角度的角度范围。
本实施例中，控制器200具体计算方法可参见实施例二挖掘机动臂探照灯的控制方法的介绍。
需要说明的是，控制器200内设置有多目标运算函数，运算函数的公式可如实施例二挖掘机动臂探照灯的控制方法所示。控制器200的操作流程如图2所示，控制器200的数据采集模块接收动臂角度传感器110、斗杆角度传感器120和铲斗角度传感器130的反馈信息，而后多目标函数运算模块计算获知探照灯能够将光线照射在铲斗3的工作区域内的目标照射角度，也即计算获知光线角度传感器400的目标角度；然后将目标照射角度与光线角度传感器400检测的当前状态的探照灯4的实际照射角度比较，如果两者不一致，通过控制的偏角PID控制模块控制驱动装置300带动探照灯4以及光线角度传感器400移动。
其中，偏角PID调节模块是比例积分微分的缩写，是现有常规的控制模块中的一种。
综上所述，本实施例挖掘机动臂探照灯的控制系统能够使探照灯4在铲斗3的工作区域内形成较佳较大的照射范围，减少驾驶员失业盲区，提高了夜间作业效率。
本实施例还提供一种挖掘机，挖掘机包括动臂1、探照灯4以及本实施例提供的挖掘机动臂探照灯的控制系统，其中，驱动装置300安装在动臂1上，探照灯(4)安装在驱动装置300上。
优选的，控制器200安装在挖掘机的驾驶室内。
本实施例挖掘机包括本实施例提供的挖掘机动臂探照灯的控制系统，与本实施例挖掘机动臂探照灯的控制系统具有相同的有益效果，通过对本实施例挖掘机动臂探照灯的控制系统的效果的描述，能够直观的获得，在此不再赘述。
实施例二
如图3-图5所示，本实施例提供一种挖掘机动臂探照灯的控制方法，该控制方法可以基于实施例一提供的挖掘机动臂探照灯的控制系统，或基于实施例一提供的挖掘机。
本实施例挖掘机动臂探照灯的控制方法，应用于控制器200，包括：获取当前状态的铲斗姿态信息，根据当前状态的铲斗姿态信息，分析探照灯4能够将光线照射在铲斗3的工作区域内的目标照射角度，根据目标照射角度控制驱动装置300带动探照灯移动，以使探照灯移动到目标照射角度。
具体的，本实施例挖掘机动臂探照灯的控制方法包括：
步骤S101：获取动臂1相对水平面的倾斜角度、斗杆2相对动臂1的倾斜角度和铲斗3相对斗杆2的倾斜角度。
其中，动臂1相对水平面的倾斜角度可通过动臂角度传感器110的反馈信息，分析获得，斗杆2相对动臂1的倾斜角度可通过斗杆角度传感器120的反馈信息，分析获得，铲斗3相对斗杆2的倾斜角度可通过铲斗角度传感器130的反馈信息，分析获得。
步骤S102：根据动臂1相对水平面的倾斜角度、斗杆2相对动臂1的倾斜角度和铲斗3相对斗杆2的倾斜角度分析探照灯能够将光线照射在铲斗3的工作区域内的目标照射角度。
下面给出步骤S102的一种具体计算方式：
根据动臂1的位置建立直角坐标系，其中，动臂1与挖掘机的底座连接的一端为原点A，垂直于挖掘机的底座平面的方向为Y轴，动臂1在挖掘机的底座的投影的延伸方向为X轴，动臂1与斗杆2的连接位置为B点，斗杆2与铲斗3的连接位置为C点，铲斗3的斗口边缘为D点，探照灯的驱动装置300的固定杆在B点与动臂1连接，探照灯的驱动装置300与固定杆的连接点为E点；
根据动臂1相对水平面的倾斜角度θ1、斗杆2相对动臂1的倾斜角度θ2和铲斗3相对斗杆2的倾斜角度θ3，通过公式
Xb＝a×cosθ1
Yb＝a×sinθ1
Xd＝a×sinθ1+b×sin(θ1+θ2)+c×sin(θ1+θ2+θ3)
Yd＝a×cosθ1+b×cos(θ1+θ2)+c×cos(θ1+θ2+θ3)
计算B点和D的坐标信息。其中，B点的坐标为(Xb,Yb)，Xb为B点与Y轴的垂直距离，Yb为B点与X轴的垂直距离；D点的坐标为(Xd,Yd)，Xd为D点距离Y轴的垂直距离，Yd为D点距离X轴的垂直距离；a为A点与B点的连线AB的长度，b为B点与C点的连线BC的长度；c为C点与D点的连线CD的长度。
根据B点的坐标信息以及D点的坐标信息，计算B点与D点连线BD的长度e：
Figure BDA0002342058590000121
根据连线BD的长度e、连线CD的长度c以及铲斗3相对斗杆2的倾斜角度θ3，通过公式
Figure BDA0002342058590000122
计算连线BD与连线BC的夹角角度θ5；其中，π为圆周率，表示180度。
根据连线BD与连线BC的夹角角度θ5以及斗杆2相对动臂1的倾斜角度θ2计算连线BD与连线AB的夹角角度θ6，θ6＝π-θ2-θ5。
根据连线BD与连线AB的夹角角度θ6以及B点和E点的连线BE与连线AB之间的夹角θ4，计算连线BD与连线BE的夹角角度θ7，θ7＝θ4+θ6。其中，连线BE与连线AB之间的夹角θ4是固定杆与动臂1之间的夹角，其是固定值，保持不变，可通过安装时测量获知该角度值，并将该角度值输入至控制器内。
根据连线BD与连线BE的夹角角度θ7、连线BD的长度e以及连线BE的长度d，利用公式
Figure BDA0002342058590000131
计算光线照射在铲斗3的工作区域内的目标照射角度θt。
本实施例还包括预先判断是否需要调整驱动装置300的步骤，也即还包括：步骤S103：获取当前状态的探照灯实际照射角度，在实际照射角度超出目标照射角度时，控制驱动装置300动作，将探照灯4移动到目标照射角度。
当前状态的探照灯4的实际照射角度可通过光线角度传感器400获知，光线角度传感器400实际上测量的是图3中DE连线与BE连线的角度。图4中给出的是铲斗3的两种姿态的示意图。点画线显示的是之前的铲斗3的姿态，其中，C1是之前的铲斗3与斗杆2的连接点，D1是之前的铲斗3的斗口边缘，相应的θt1为之前的探照灯实际照射角度；C是当前的铲斗3与斗杆2的连接点，D是当前的铲斗3的斗口边缘，探照灯的目标照射角度为θt，此时只需要控制驱动装置300带动探照灯4移动θr的角度即可，θr为目标照射角度θt与实际照射角度θt1的角度差。
本实施例挖掘机动臂探照灯的控制方法，控制器200获取当前状态的铲斗姿态信息，根据当前状态的铲斗姿态信息，分析探照灯4能够将光线照射在铲斗3的工作区域内的目标照射角度，并根据目标照射角度控制驱动装置300动作，将探照灯4移动到目标照射角度。从而在铲斗3在任意姿态状态下，都可以通过调节驱动装置300使探照灯4照射到铲斗3的工作区域内，保证了铲斗3的工作区域内的照明，方便了操作人员夜间观察铲斗3的工作区域的环境，提高了挖掘机夜间作业的工作效率，并调高了铲斗3作业时的安全性。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种挖掘机动臂探照灯的控制系统，其特征在于，所述控制系统包括姿态检测组件(100)、驱动装置(300)和控制器(200)；
所述驱动装置(300)安装在挖掘机的动臂(1)上，且与挖掘机的探照灯(4)连接，以驱动所述探照灯(4)移动；
所述姿态检测组件(100)用于检测当前状态的挖掘机的铲斗姿态信息，所述姿态检测组件(100)与所述控制器(200)连接，所述控制器(200)用于接收所述姿态检测组件(100)检测的铲斗姿态信息，并根据所述铲斗姿态信息控制所述驱动装置(300)带动所述探照灯(4)移动，以使所述探照灯(4)的光线照射在铲斗(3)的工作区域内。
2.根据权利要求1所述的挖掘机动臂探照灯的控制系统，其特征在于，所述控制系统还包括检测探照灯(4)的照射方向的光线角度传感器(400)，所述光线角度传感器(400)安装在所述驱动装置(300)上，且所述光线角度传感器(400)与所述探照灯(4)能够在所述驱动装置(300)的作用下同步移动；
所述光线角度传感器(400)与所述控制器(200)连接，所述控制器(200)根据所述光线角度传感器(400)的反馈信息判断所述探照灯(4)是否移动到位。
3.根据权利要求2所述的挖掘机动臂探照灯的控制系统，其特征在于，所述姿态检测组件(100)包括动臂角度传感器(110)、斗杆角度传感器(120)和铲斗角度传感器(130)；
所述动臂角度传感器(110)安装在挖掘机的动臂(1)上，用于检测所述动臂(1)相对水平面的倾斜角度，所述斗杆角度传感器(120)安装在挖掘机的斗杆(2)上，用于检测所述斗杆(2)相对动臂(1)的倾斜角度，所述铲斗角度传感器(130)安装在挖掘机的铲斗(3)上，用于检测所述铲斗(3)相对斗杆(2)的倾斜角度；
所述动臂角度传感器(110)、所述斗杆角度传感器(120)和所述铲斗角度传感器(130)均与所述控制器(200)连接，所述控制器(200)根据所述动臂角度传感器(110)、所述斗杆角度传感器(120)和所述铲斗角度传感器(130)的反馈信息，控制所述驱动装置(300)带动所述探照灯移动。
4.一种挖掘机，包括动臂(1)和探照灯(4)，其特征在于，所述挖掘机还包括如权利要求1-3任一项所述的挖掘机动臂探照灯的控制系统，所述探照灯(4)通过所述驱动装置(300)安装在所述动臂(1)上。
5.根据权利要求4所述的挖掘机，其特征在于，所述控制器(200)设置在所述挖掘机的驾驶室内。
6.根据权利要求4所述的挖掘机，其特征在于，所述驱动装置(300)通过固定杆安装在所述动臂(1)上。
7.一种挖掘机动臂探照灯的控制方法，应用于控制器(200)，其特征在于，所述控制方法包括：
获取当前状态的铲斗姿态信息，根据当前状态的铲斗姿态信息，分析探照灯(4)能够将光线照射在铲斗(3)的工作区域内的目标照射角度，根据所述目标照射角度控制驱动装置(300)带动所述探照灯(4)移动，以使探照灯(4)移动到所述目标照射角度。
8.根据权利要求7所述的挖掘机动臂探照灯的控制方法，其特征在于，所述控制方法还包括：获取当前状态的探照灯(4)的实际照射角度，在所述实际照射角度超出目标照射角度时，控制所述驱动装置(300)动作，将探照灯(4)移动到目标照射角度。
9.根据权利要求8所述的挖掘机动臂探照灯的控制方法，其特征在于，所述获取当前状态的铲斗姿态信息，根据当前状态的铲斗姿态信息，分析探照灯(4)能够将光线照射在铲斗(3)的工作区域内的目标照射角度，包括：
获取动臂(1)相对水平面的倾斜角度、斗杆(2)相对动臂(1)的倾斜角度和铲斗(3)相对斗杆(2)的倾斜角度；
根据所述动臂(1)相对水平面的倾斜角度、所述斗杆(2)相对动臂(1)的倾斜角度和所述铲斗(3)相对斗杆(2)的倾斜角度分析所述探照灯(4)能够将光线照射在铲斗(3)的工作区域内的目标照射角度。
10.根据权利要求9所述的挖掘机动臂探照灯的控制方法，其特征在于，所述分析探照灯(4)能够将光线照射在铲斗(3)的工作区域内的目标照射角度包括：
根据动臂(1)的位置建立直角坐标系，其中，所述动臂(1)与挖掘机的底座连接的一端为原点A，垂直于挖掘机的底座平面的方向为Y轴，所述动臂(1)在所述挖掘机的底座的投影的延伸方向为X轴，所述动臂(1)与所述斗杆(2)的连接位置为B点，所述斗杆(2)与所述铲斗(3)的连接位置为C点，所述铲斗(3)的斗口边缘为D点，所述探照灯(4)的驱动装置(300)的固定杆在B点与动臂(1)连接，探照灯(4)的驱动装置(300)与固定杆的连接点为E点；
根据所述动臂(1)相对水平面的倾斜角度θ1、所述斗杆(2)相对动臂(1)的倾斜角度θ2和所述铲斗(3)相对斗杆(2)的倾斜角度θ3，通过公式
Xb＝a×cosθ1
Yb＝a×sinθ1
Xd＝a×sinθ1+b×sin(θ1+θ2)+c×sin(θ1+θ2+θ3)
Yd＝a×cosθ1+b×cos(θ1+θ2)+c×cos(θ1+θ2+θ3)
计算B点和D的坐标信息；其中，B点的坐标为(Xb,Yb)，Xb为B点与Y轴的垂直距离，Yb为B点与X轴的垂直距离；D点的坐标为(Xd,Yd)，Xd为D点距离Y轴的垂直距离，Yd为D点距离X轴的垂直距离；a为A点与B点的连线AB的长度，b为B点与C点的连线BC的长度；c为C点与D点的连线CD的长度；
根据B点的坐标信息以及D点的坐标信息，计算B点与D点连线BD的长度e：
Figure FDA0002342058580000041
根据连线BD的长度e、连线CD的长度c以及所述铲斗(3)相对斗杆(2)的倾斜角度θ3，通过公式
Figure FDA0002342058580000042
计算连线BD与连线BC的夹角角度θ5；其中，π为圆周率，表示180度；
根据连线BD与连线BC的夹角角度θ5以及所述斗杆(2)相对动臂(1)的倾斜角度θ2计算连线BD与连线AB的夹角角度θ6，θ6＝π-θ2-θ5；
根据连线BD与连线AB的夹角角度θ6以及B点和E点的连线BE与连线AB之间的夹角θ4，计算连线BD与连线BE的夹角角度θ7，θ7＝θ4+θ6；
根据连线BD与连线BE的夹角角度θ7、连线BD的长度e以及连线BE的长度d，利用公式
Figure FDA0002342058580000043
计算探照灯(4)能够将光线照射在铲斗(3)的工作区域内的目标照射角度θt。
CN201911387874.6A 2019-12-27 2019-12-27 挖掘机动臂探照灯的控制系统、控制方法及挖掘机 Pending CN110984266A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201911387874.6A CN110984266A (zh) 2019-12-27 2019-12-27 挖掘机动臂探照灯的控制系统、控制方法及挖掘机

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201911387874.6A CN110984266A (zh) 2019-12-27 2019-12-27 挖掘机动臂探照灯的控制系统、控制方法及挖掘机

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN110984266A true CN110984266A (zh) 2020-04-10

Family

ID=70078568

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201911387874.6A Pending CN110984266A (zh) 2019-12-27 2019-12-27 挖掘机动臂探照灯的控制系统、控制方法及挖掘机

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN110984266A (zh)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112012263A (zh) * 2020-08-26 2020-12-01 上海三一重机股份有限公司 工作灯调节方法、装置及工作灯控制系统
CN113382520A (zh) * 2021-06-25 2021-09-10 三一重机有限公司 照明控制方法、系统及挖掘机
CN114245534A (zh) * 2021-11-26 2022-03-25 三一重机有限公司 作业机械的灯光控制方法、装置及作业机械
CN114837253A (zh) * 2022-05-19 2022-08-02 瑞诺(济南)动力科技有限公司 一种流动机械工作区域的标识方法及设备
CN115492188A (zh) * 2022-10-21 2022-12-20 四川鼎鸿智电装备科技有限公司 用于挖掘机的感知随动控制装置、控制方法以及挖掘机

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002339401A (ja) * 2001-05-17 2002-11-27 Yanmar Diesel Engine Co Ltd 作業機の照明装置
KR20110036803A (ko) * 2011-03-16 2011-04-11 박정득 굴삭기 작업등의 조사방향 조정장치
US20170120800A1 (en) * 2015-10-30 2017-05-04 Deere & Company Work vehicles including implement-responsive optical systems
CN107740448A (zh) * 2017-11-30 2018-02-27 南京工业大学 一种无人自动化挖掘机智能施工系统
CN110374162A (zh) * 2019-06-28 2019-10-25 三一重机有限公司 灯光追踪系统及挖掘机

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002339401A (ja) * 2001-05-17 2002-11-27 Yanmar Diesel Engine Co Ltd 作業機の照明装置
KR20110036803A (ko) * 2011-03-16 2011-04-11 박정득 굴삭기 작업등의 조사방향 조정장치
US20170120800A1 (en) * 2015-10-30 2017-05-04 Deere & Company Work vehicles including implement-responsive optical systems
CN107740448A (zh) * 2017-11-30 2018-02-27 南京工业大学 一种无人自动化挖掘机智能施工系统
CN110374162A (zh) * 2019-06-28 2019-10-25 三一重机有限公司 灯光追踪系统及挖掘机

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112012263A (zh) * 2020-08-26 2020-12-01 上海三一重机股份有限公司 工作灯调节方法、装置及工作灯控制系统
CN113382520A (zh) * 2021-06-25 2021-09-10 三一重机有限公司 照明控制方法、系统及挖掘机
CN113382520B (zh) * 2021-06-25 2024-06-28 三一重机有限公司 照明控制方法、系统及挖掘机
CN114245534A (zh) * 2021-11-26 2022-03-25 三一重机有限公司 作业机械的灯光控制方法、装置及作业机械
CN114245534B (zh) * 2021-11-26 2023-09-26 三一重机有限公司 作业机械的灯光控制方法、装置及作业机械
CN114837253A (zh) * 2022-05-19 2022-08-02 瑞诺(济南)动力科技有限公司 一种流动机械工作区域的标识方法及设备
CN114837253B (zh) * 2022-05-19 2023-12-22 瑞诺(济南)动力科技有限公司 一种流动机械工作区域的标识方法及设备
CN115492188A (zh) * 2022-10-21 2022-12-20 四川鼎鸿智电装备科技有限公司 用于挖掘机的感知随动控制装置、控制方法以及挖掘机
CN115492188B (zh) * 2022-10-21 2024-03-26 四川鼎鸿智电装备科技有限公司 用于挖掘机的感知随动控制装置、控制方法以及挖掘机

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN110984266A (zh) 挖掘机动臂探照灯的控制系统、控制方法及挖掘机
US9500339B2 (en) Method and a device for testing a lighting driving assistance system
CN111448354B (zh) 工程机械用的提醒注意装置
US10131270B2 (en) Vehicle headlamp device
CN109564086B (zh) 工程机械
US20150149045A1 (en) Vehicle headlamp light distribution control apparatus
CN110248843A (zh) 用于产生可变的远光灯光分布的方法和设备
CN110376595B (zh) 自动装车机车辆测量系统
CN114368693B (zh) 用于臂架的防碰撞方法、装置、处理器及起重机
KR20200051254A (ko) 헤드램프 제어 장치 및 방법
JP5107813B2 (ja) 車両用灯具およびその光軸調整システム
JP7415346B2 (ja) 取り付け角度調整方法、及び、ターゲット板
CN113165856A (zh) 具有防撞装置的起重机及安装这种防撞装置的方法
JP2007275952A (ja) 溶接線の非接触自動検出方法及びその装置
US20050174785A1 (en) Automatic leveling apparatus and method of headlamp for vehicle
KR102306606B1 (ko) 전조등 검사 장치
CN110258425B (zh) 抑尘车用臂架系统及其控制方法和控制系统、抑尘车
JP2003262090A (ja) トンネル掘削機の位置計測装置
JP2012126200A (ja) 配光制御システム及び配光制御装置
TW202019641A (zh) 機械臂控制方法及機械臂
KR100967580B1 (ko) 태양광 조광장치
KR20190010133A (ko) 차량 전조등 조사각 제어 시스템 및 그 방법
CN108291392A (zh) 作业车辆
KR101934797B1 (ko) 차량용 램프 검사 시스템
KR101489834B1 (ko) 차량용 헤드램프 시스템의 힐스 장치 및 그 제어 방법

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20200410

RJ01 Rejection of invention patent application after publication