CN111074964A - 可切换控制模式的挖掘机操控系统、方法及设备 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供了一种可切换控制模式的挖掘机操控系统、方法及设备。其中，所述系统包括：第一控制模式接收模块，用于将第一控制模式的操控指令发送至控制模块；第二控制模式接收模块，用于将第二控制模式的操控指令发送至控制模块；控制模块，用于根据所述第一控制模式的操控指令或第二控制模式的操控指令，控制执行机构。本发明实施例提供的可切换控制模式的挖掘机操控系统及设备，可以在挖掘机的远程控制模式和近程控制模式之间实现任意控制模式的切换，并保证各个模块之间进行有效通信。

Description

可切换控制模式的挖掘机操控系统、方法及设备

技术领域

本发明实施例涉及挖掘机操控技术领域，尤其涉及一种可切换控制模式的挖掘机操控系统、方法及设备。

背景技术

目前液压履带式挖掘机，普遍的操作方式是由操作人员在驾驶室内，通过手动操控装置，操控控制器的工作装置和挖掘机的行走机械进行相应动作。在这种情况下，操作人员必须时刻在驾驶室内，当遇到紧急情况时操作人员可能会面临人身伤害的危险，此外挖掘机无法进入危险场合而限制了其作业范围。有部分厂家对挖掘机操作装置进行了改良，但是这些改进增加了整机复杂度，且各模块间不能便捷交互数据。因此，开发一种可切换控制模式的挖掘机操控系统，能够有效克服上述相关技术中的缺陷，就成为业界亟待解决的技术问题。

发明内容

针对现有技术存在的上述问题，本发明实施例提供了一种可切换控制模式的挖掘机操控系统、方法及设备。

第一方面，本发明的实施例提供了一种可切换控制模式的挖掘机操控系统，包括：第一控制模式接收模块，用于将第一控制模式的操控指令发送至控制模块；第二控制模式接收模块，用于将第二控制模式的操控指令发送至控制模块；控制模块，用于根据所述第一控制模式的操控指令或第二控制模式的操控指令，控制执行机构。

在上述系统实施例内容的基础上，本发明实施例中提供的可切换控制模式的挖掘机操控系统，所述第一控制模式接收模块，包括：遥控接收器，用于对所述第一控制模式的操控指令进行编码，并将编码后的第一控制模式的操控指令发送至控制模块。

在上述系统实施例内容的基础上，本发明实施例中提供的可切换控制模式的挖掘机操控系统，所述第二控制模式接收模块，包括：先导手柄，用于将第二控制模式的若干第一操控指令，发送至控制模块；先导脚踏板，用于将第二控制模式的若干第二操控指令，发送至控制模块。

在上述系统实施例内容的基础上，本发明实施例中提供的可切换控制模式的挖掘机操控系统，所述控制模块，包括：发动机控制器，用于控制发动机的转速和扭矩；液压控制器，用于控制油缸相应的电磁比例阀开度。

在上述系统实施例内容的基础上，本发明实施例中提供的可切换控制模式的挖掘机操控系统，还包括：控制模式确定模块，用于确定采用所述第一控制模式或第二控制模式，对挖掘机进行操控；遥控发射器，用于向所述遥控接收器发送所述第一控制模式的操控指令。

第二方面，本发明的实施例提供了一种可切换控制模式的挖掘机操控方法，由第一方面所述的可切换控制模式的挖掘机操控系统实现，包括：若接收到所述第一控制模式的操控指令，则控制所述执行机构对所述挖掘机进行操控；若接收到所述第二控制模式的操控指令，则控制所述执行机构对所述挖掘机进行操控。

在上述方法实施例内容的基础上，本发明实施例中提供的可切换控制模式的挖掘机操控方法，所述第一控制模式的操控指令为遥控模式的操控指令，所述第二控制模式的操控指令为手动模式的操控指令。

第三方面，本发明实施例还提供了一种可切换控制模式的挖掘机操控装置，包括：

第一控制模式操控模块，用于若接收到所述第一控制模式的操控指令，则控制所述执行机构对所述挖掘机进行操控；

第二控制模式操控模块，用于若接收到所述第二控制模式的操控指令，则控制所述执行机构对所述挖掘机进行操控。

第四方面，本发明的实施例提供了一种电子设备，包括：

至少一个处理器；以及

与处理器通信连接的至少一个存储器，其中：

存储器存储有可被处理器执行的程序指令，处理器调用程序指令能够实现第二方面的各种可能的实现方式中任一种可能的实现方式所提供的可切换控制模式的挖掘机操控方法。

第五方面，本发明的实施例提供了一种非暂态计算机可读存储介质，非暂态计算机可读存储介质存储计算机指令，计算机指令使计算机实现第二方面的各种可能的实现方式中任一种可能的实现方式所提供的可切换控制模式的挖掘机操控方法。

本发明实施例提供的可切换控制模式的挖掘机操控系统、方法及设备，通过第一控制模式接收模块或第二控制模式接收模块，向控制器发送自动模式或手动模式的操控指令，可以在挖掘机的远程控制模式和近程控制模式之间实现任意控制模式的切换，并保证各个模块之间进行有效通信。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做一简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，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可切换控制模式的挖掘机操控系统结构示意图；

图2为本发明实施例提供的可切换控制模式的挖掘机操控方法流程示意图；

图3为本发明实施例提供的可切换控制模式的挖掘机操控系统整体结构示意图；

图4为本发明实施例提供的挖掘机远程操控和近程操控切换流程示意图；

图5为本发明实施例提供的可切换控制模式的挖掘机操控装置结构示意图；

图6为本发明实施例提供的电子设备的实体结构示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中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。另外，本发明提供的各个实施例或单个实施例中的技术特征可以相互任意结合，以形成可行的技术方案，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时，应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

本发明实施例提供了一种可切换控制模式的挖掘机操控系统，参见图1，该系统包括：第一控制模式接收模块101，用于将第一控制模式的操控指令发送至控制模块103；第二控制模式接收模块102，用于将第二控制模式的操控指令发送至控制模块103；控制模块103，用于根据所述第一控制模式的操控指令或第二控制模式的操控指令，控制执行机构104。

基于上述系统实施例的内容，作为一种可选的实施例，本发明实施例中提供的可切换控制模式的挖掘机操控系统，所述第一控制模式接收模块，包括：遥控接收器，用于对所述第一控制模式的操控指令进行编码，并将编码后的第一控制模式的操控指令发送至控制模块。

基于上述系统实施例的内容，作为一种可选的实施例，本发明实施例中提供的可切换控制模式的挖掘机操控系统，所述第二控制模式接收模块，包括：先导手柄，用于将第二控制模式的若干第一操控指令，发送至控制模块；先导脚踏板，用于将第二控制模式的若干第二操控指令，发送至控制模块。

基于上述系统实施例的内容，作为一种可选的实施例，本发明实施例中提供的可切换控制模式的挖掘机操控系统，所述控制模块，包括：发动机控制器，用于控制发动机的转速和扭矩；液压控制器，用于控制油缸相应的电磁比例阀开度。

基于上述系统实施例的内容，作为一种可选的实施例，本发明实施例中提供的可切换控制模式的挖掘机操控系统，还包括：控制模式确定模块，用于确定采用所述第一控制模式或第二控制模式，对挖掘机进行操控；遥控发射器，用于向所述遥控接收器发送所述第一控制模式的操控指令。

本发明实施例还提供了一种可切换控制模式的挖掘机操控方法，由前述任一方法实施例中所述的可切换控制模式的挖掘机操控系统实现，参见图2，该方法包括：

201、若接收到所述第一控制模式的操控指令，则控制所述执行机构对所述挖掘机进行操控；

202、若接收到所述第二控制模式的操控指令，则控制所述执行机构对所述挖掘机进行操控。

基于上述方法实施例的内容，作为一种可选的实施例，本发明实施例中提供的可切换控制模式的挖掘机操控方法，所述第一控制模式的操控指令为遥控模式的操控指令，所述第二控制模式的操控指令为手动模式的操控指令。

本发明实施例提供的可切换控制模式的挖掘机操控系统和方法，通过第一控制模式接收模块或第二控制模式接收模块，向控制器发送自动模式或手动模式的操控指令，可以在挖掘机的远程控制模式和近程控制模式之间实现任意控制模式的切换，并保证各个模块之间进行有效通信。

为了更加清晰的阐述本发明的技术方案的本质，在上述实施例的基础上，拟提出一个整体的实施例，从整体上展现本发明技术方案的全貌。需要说明的是，该整体实施例仅仅是为了将本发明的技术本质进一步体现出来，并不是对本发明保护范围的限制，本领域技术人员在本发明各个实施例的基础上，通过组合技术特征，得到的任何满足本发明技术方案本质的组合型技术方案，只要能够实际实施，均在本专利的保护范围之内。本发明整体实施例提供的可切换控制模式的挖掘机操控系统可以参见图3，当在显示器上选择了远程操作功能时(显示器上可以实现远程近程操控模式选择，钥匙开关功能，急停开关功能及模式功能)，则以遥控发射器上的摇杆和开关的信号为动作指令(如回转/行走/铲斗/斗杆/动臂/钥匙开关/急停开关/模式等动作指令)，通过无线传输发送到遥控接收器后，遥控接收器将其编码为CAN指令，通过CAN总线发送至液压控制器，液压控制器根据当前各压力传感器值和/或液压油温等参数，实时控制各油缸对应的电磁比例阀开度(如泵比例阀和/或先导比例阀的开度)；CAN指令同时发送至发动机控制器，发动机控制器综合判断实时转速/温度/机油压力等参数，实时控制发动机的转速和扭矩。同样地，当在显示器上选择了近程操作功能时，则以先导手柄(实现回转/铲斗/斗杆/动臂等操控指令)和先导脚踏板(实现行走指令)信号为动作指令，其发送到CAN总线后，液压控制器和发动机控制器将执行与远程操作时同样的处理。当紧急停止开关被触发后，则不论在远程状态还是近程状态，都将无条件的将所有的比例阀输出置零。

各模块功能如下：

遥控发射器和遥控接收器为远程操作装置，通过无线通信技术进行数据交互。遥控发射器上含有多个摇杆，用于控制回转/行走/铲斗/斗杆/动臂等动作。

遥控发射器上有多个开关，用于控制发动机启停/灯光/喇叭等动作。遥控发射器接收摇杆动作后，转换成数字信号，通过无线通信将其传输给遥控接收器。遥控接收器将这些控制信号编码为CAN指令后，发送到CAN总线上。

先导手柄和先导脚踏板为近程操作装置，采集操作人员对回转/行走/铲斗/斗杆/动臂的控制指令。先导手柄和脚踏板也具有CAN通信功能，可以将这些控制指令转换成CAN指令后发送到CAN总线上。

显示器能将整机的工作状态直观的在界面上显示，同时还能采集钥匙开关的上电/启动命令，也能控制先导电磁阀和启动继电器的基本作动。远程和近程操作的切换，也是在显示器的按键和界面进行操作的。

发动机控制器，能采集发动机的转速/温度(如冷却液温度)/机油压力，能控制发动机的转速和扭矩，采用标准J1939协议进行数据收发。

液压控制器，可输出稳定的电流用于控制泵比例阀，使泵排量根据远程/近程控制操作装置的模式进行实时调节。还可输出PWM波形对先导比例阀进行控制，实现回转/行走/铲斗/斗杆/动臂油缸的控制。

切换远程和近程操控的流程可以参见图4，从开始控制后，首先判断是否需要控制挖掘机急停，若需要急停则输出置零，进而控制转速和扭矩逐渐归零；若不需要急停，则判断是否进行远程操作，若进行远程操作，则遥控发射器发出工作装置指令及行走指令，通过作业模式，控制转速和扭矩达到相应的值，之后控制比例阀，重复新一轮远程和近程操控的切换流程；若不需要进行远程操作，则发出先导手柄信号和先导脚踏板信号，通过作业模式，控制转速和扭矩达到相应的值，之后控制比例阀，重复新一轮远程和近程操控的切换流程。

本发明整体实施例提供的可切换控制模式的挖掘机操控系统，采用远程遥控和近程控制相结合的控制装置，拓展了控制机的使用范围，危险场合可使用远程遥控，常规工况使用近程控制。简化了操作流程，远程遥控装置与近程控制装置可通过显示器一键切换，液压控制器自动根据不同数据来源，输出对应的控制命令。采用CAN总线连接所有功能模块，系统结构简单明了，且实现了数据共享。其兼具远程控制和近程控制功能，通过远程/近程切换按键，可选择无线远程遥控操作，及近程电控先导手柄操作。遥控发射器和遥控接收器通过无线通信技术进行数据交互，遥控发射器上有多个摇杆和开关，其功能与电控先导手柄和脚踏板相同。遥控接收器，液压控制器，显示器，发动机控制器，先导手柄和先导脚踏板，均通过CAN总线进行连接，形成一个实时高效的系统，即能减少系统复杂度，又能提高数据交互速度。

本发明的方法实施例的实现基础是通过具有处理器功能的设备进行程序化的处理实现的。因此在工程实际中，可以将本发明方法实施例的技术方案及其功能封装成各种模块。基于这种现实情况，在上述方法实施例的基础上，本发明的实施例提供了一种可切换控制模式的挖掘机操控装置，该装置用于执行上述方法实施例中的可切换控制模式的挖掘机操控方法。参见图5，该装置包括：

第一控制模式操控模块501，用于若接收到所述第一控制模式的操控指令，则控制所述执行机构对所述挖掘机进行操控；

第二控制模式操控模块502，用于若接收到所述第二控制模式的操控指令，则控制所述执行机构对所述挖掘机进行操控。

本发明实施例提供的可切换控制模式的挖掘机操控装置，采用第一控制模式操控模块和第二控制模式操控模块，通过第一控制模式接收模块或第二控制模式接收模块，向控制器发送自动模式或手动模式的操控指令，可以在挖掘机的远程控制模式和近程控制模式之间实现任意控制模式的切换，并保证各个模块之间进行有效通信。

本发明实施例的系统和方法是依托电子设备实现的，因此对相关的电子设备有必要做一下介绍。基于此目的，本发明的实施例提供了一种电子设备，如图6所示，该电子设备包括：至少一个处理器(processor)601、通信接口(Communications Interface)604、至少一个存储器(memory)602和通信总线603，其中，至少一个处理器601，通信接口604，至少一个存储器602通过通信总线603完成相互间的通信。至少一个处理器601可以调用至少一个存储器602中的逻辑指令，以实现如下系统或方法，所述系统包括：第一控制模式接收模块，用于将第一控制模式的操控指令发送至控制模块；第二控制模式接收模块，用于将第二控制模式的操控指令发送至控制模块；控制模块，用于根据所述第一控制模式的操控指令或第二控制模式的操控指令，控制执行机构。所述方法包括：若接收到所述第一控制模式的操控指令，则控制所述执行机构对所述挖掘机进行操控；若接收到所述第二控制模式的操控指令，则控制所述执行机构对所述挖掘机进行操控。

此外，上述的至少一个存储器602中的逻辑指令可以通过软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述的全部系统或部分系统，全部方法或部分方法。例如一种系统，包括：第一控制模式接收模块，用于将第一控制模式的操控指令发送至控制模块；第二控制模式接收模块，用于将第二控制模式的操控指令发送至控制模块；控制模块，用于根据所述第一控制模式的操控指令或第二控制模式的操控指令，控制执行机构。例如一种方法，包括：若接收到所述第一控制模式的操控指令，则控制所述执行机构对所述挖掘机进行操控；若接收到所述第二控制模式的操控指令，则控制所述执行机构对所述挖掘机进行操控。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)实现各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法或系统。

附图中的流程图和框图显示了根据本发明的多个实施例的系统、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。基于这种认识，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或代码的一部分，所述模块、程序段或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现方式中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。

在本专利中，术语"包括"、"包含"或者其任何其它变体意在涵盖非排它性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其它要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句"包括……"限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

最后应说明的是：以上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精神和范围。

Claims (10)

1.一种可切换控制模式的挖掘机操控系统，其特征在于，包括：

第一控制模式接收模块，用于将第一控制模式的操控指令发送至控制模块；

第二控制模式接收模块，用于将第二控制模式的操控指令发送至控制模块；

控制模块，用于根据所述第一控制模式的操控指令或第二控制模式的操控指令，控制执行机构。

2.根据权利要求1所述的可切换控制模式的挖掘机操控系统，其特征在于，所述第一控制模式接收模块，包括：

遥控接收器，用于对所述第一控制模式的操控指令进行编码，并将编码后的第一控制模式的操控指令发送至控制模块。

3.根据权利要求1所述的可切换控制模式的挖掘机操控系统，其特征在于，所述第二控制模式接收模块，包括：

先导手柄，用于将第二控制模式的若干第一操控指令，发送至控制模块；

先导脚踏板，用于将第二控制模式的若干第二操控指令，发送至控制模块。

4.根据权利要求1所述的可切换控制模式的挖掘机操控系统，其特征在于，所述控制模块，包括：

发动机控制器，用于控制发动机的转速和扭矩；

液压控制器，用于控制油缸相应的电磁比例阀开度。

5.根据权利要求2所述的可切换控制模式的挖掘机操控系统，其特征在于，还包括：

控制模式确定模块，用于确定采用所述第一控制模式或第二控制模式，对挖掘机进行操控；

遥控发射器，用于向所述遥控接收器发送所述第一控制模式的操控指令。

6.一种可切换控制模式的挖掘机操控方法，由权利要求1至5中任一权利要求所述的可切换控制模式的挖掘机操控系统实现，其特征在于，包括：

若接收到所述第一控制模式的操控指令，则控制所述执行机构对所述挖掘机进行操控；

若接收到所述第二控制模式的操控指令，则控制所述执行机构对所述挖掘机进行操控。

7.根据权利要求6所述的可切换控制模式的挖掘机操控方法，其特征在于，所述第一控制模式的操控指令为遥控模式的操控指令，所述第二控制模式的操控指令为手动模式的操控指令。

8.一种可切换控制模式的挖掘机操控装置，其特征在于，包括：

第一控制模式操控模块，用于若接收到所述第一控制模式的操控指令，则控制所述执行机构对所述挖掘机进行操控；

第二控制模式操控模块，用于若接收到所述第二控制模式的操控指令，则控制所述执行机构对所述挖掘机进行操控。

9.一种电子设备，其特征在于，包括：

至少一个处理器、至少一个存储器、通信接口和总线；其中，

所述处理器、存储器、通信接口通过所述总线完成相互间的通信；

所述存储器存储有可被所述处理器执行的程序指令，所述处理器调用所述程序指令，以实现如权利要求6至7任一项权利要求所述的方法。

10.一种非暂态计算机可读存储介质，其特征在于，所述非暂态计算机可读存储介质存储计算机指令，所述计算机指令使所述计算机实现如权利要求6至7中任一项权利要求所述的方法。

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