CN111593783A - 挖掘机防碰撞控制方法、装置、系统和挖掘机 - Google Patents

Abstract

本公开提出一种挖掘机防碰撞控制方法、装置、系统和挖掘机，涉及工程机械技术领域。本公开的一种挖掘机防碰撞控制方法，包括：接收根据对挖掘机周围障碍物的实时位置探测确定的障碍物位置信息；根据障碍物位置信息确定挖掘机在运动中避免与障碍物碰撞的极限位置的极限位置信息；根据挖掘机的各个执行机构的角度探测信息确定对应执行机构相距挖掘机中心点的最远端位置的位置信息；根据各个执行机构最远端位置的位置信息和极限位置信息，确定执行机构的最远端位置是否达到极限位置；在确定存在执行机构的最远端位置达到极限位置的情况下，控制对应的执行机构停止运动。通过这样的方法，能够保证施工的安全性，也提高了挖掘机的工作效率。

Description

挖掘机防碰撞控制方法、装置、系统和挖掘机

技术领域

本公开涉及工程机械技术领域，特别是一种挖掘机防碰撞控制方法、装置、系统和挖掘机。

背景技术

随着科技的进步，工程机械领域的发展也进入了加速期，挖掘机在施工项目中发挥着重要的作用。在挖掘机械施工过程中，特别是在隧道挖掘、马路边开挖沟槽、整机正常回转、周边有架空电线等复杂工况下，很容易因为视野范围受限或机手操作失误等多种原因，意外造成自来水管道、燃气管道、电缆管道、架空高压线以及周边固定设施的严重损坏，甚至还可能出现人员伤亡等严重事故。

发明内容

本公开的一个目的在于提高挖掘机的施工安全性。

根据本公开的一些实施例的一个方面，提出一种挖掘机防碰撞控制方法，包括：接收根据对挖掘机周围障碍物的实时位置探测确定的障碍物位置信息；根据障碍物位置信息确定挖掘机在运动中避免与障碍物碰撞的极限位置的极限位置信息；根据挖掘机的各个执行机构的角度探测信息确定对应执行机构相距挖掘机中心点的最远端位置的位置信息；根据各个执行机构最远端位置的位置信息和极限位置信息，确定执行机构的最远端位置是否达到极限位置；在确定存在执行机构的最远端位置达到极限位置的情况下，控制对应的执行机构停止运动。

在一些实施例中，根据挖掘机的各个执行机构的角度探测信息确定对应执行机构相距挖掘机中心点的最远端位置的位置信息包括：通过各个执行机构的角度传感器的角度探测数据，获取各个执行机构在运动过程中产生的相对角度变化数据；根据相对角度变化数据，以及挖掘机整机和各个机构的参数，确定根据角度探测数据确定执行机构相距挖掘机中心点的最远端位置的位置信息。

在一些实施例中，执行机构包括动臂、斗杆、铲斗和车身本体。

在一些实施例中，控制对应的执行机构停止运动包括：将对应的执行机构的电磁比例阀的控制输出电流信号设置为零，停止对执行机构的控制。

在一些实施例中，挖掘机防碰撞控制方法还包括：接收用户根据当前识别的障碍物位置选择性确认、或直接输入的防碰撞模型数据，防碰撞模型数据包括防碰撞高限位信息、防碰撞低限位信息、防碰撞前限位信息、防碰撞工作装置内收限位信息、防碰撞左限位信息或防碰撞右限位信息中的一种或多种；根据障碍物位置信息确定挖掘机在运动中避免与障碍物碰撞的极限位置的极限位置信息包括：根据防碰撞模型数据和障碍物位置信息确定极限位置信息。

在一些实施例中，根据各个执行机构最远端位置的位置信息和极限位置信息，确定执行机构的最远端位置是否达到极限位置包括：根据极限位置和各个执行机构的当前角度值，确定各个执行机构的极限目标角度值；判断执行机构的当前角度值是否达到极限目标角度值；若存在执行机构的当前角度值达到极限目标角度值，则确定对应机构的最远端位置达到极限位置；若执行机构的当前角度值未达到极限目标角度值，则确定机构的最远端位置未达到极限位置。

在一些实施例中，挖掘机防碰撞控制方法还包括：在判断单元确定存在执行机构的最远端位置未达到极限位置的情况下，调节正在运动的执行机构的电磁比例阀的控制电流，驱动液压装置工作，以便执行机构正常运动。

通过这样的方法，能够通过实时的位置探测确定障碍物的位置，并根据该位置确定对挖掘机各个部位运动极限位置的限制，从而保证了施工的安全性，也避免反复设定区域边界参数，提高了挖掘机的工作效率。

根据本公开的一些实施例的一个方面，提出一种挖掘机防碰撞控制装置，包括：障碍物位置确定单元，被配置为接收根据对挖掘机周围障碍物的实时位置探测确定的障碍物位置信息；极限位置确定单元，被配置为根据障碍物位置信息确定挖掘机在运动中避免与障碍物碰撞的极限位置的极限位置信息；执行机构位置确定单元，被配置为根据挖掘机的各个执行机构的角度探测信息确定对应执行机构相距挖掘机中心点的最远端位置的位置信息；判断单元，被配置为根据各个执行机构最远端位置的位置信息和极限位置信息，确定执行机构的最远端位置是否达到极限位置；操作单元，被配置为在判断单元确定存在执行机构的最远端位置达到极限位置的情况下，控制对应的执行机构停止运动。

根据本公开的一些实施例的一个方面，提出一种挖掘机防碰撞控制装置，包括：存储器；以及耦接至存储器的处理器，处理器被配置为基于存储在存储器的指令执行上文中提到的任意一种挖掘机防碰撞控制方法。

这样的挖掘机防碰撞控制装置能够通过实时的位置探测确定障碍物的位置，并根据该位置确定对挖掘机各个部位运动极限位置的限制，从而保证了施工的安全性，也避免反复设定区域边界参数，提高了挖掘机的工作效率。

根据本公开的一些实施例的一个方面，提出一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序指令，该指令被处理器执行时实现上文中提到的任意一种挖掘机防碰撞控制方法的步骤。

通过执行这样的存储介质上的指令，能够通过实时的位置探测确定障碍物的位置，并根据该位置确定对挖掘机各个部位运动极限位置的限制，从而保证了施工的安全性，也避免反复设定区域边界参数，提高了挖掘机的工作效率。

根据本公开的一些实施例的一个方面，提出一种挖掘机防碰撞控制系统，包括：障碍物位置探测器，被配置为通过对挖掘机周围障碍物的位置探测确定障碍物位置信息；角度传感器，被配置为获取挖掘机的各个执行机构的角度探测信息；上文中提到的任意一种挖掘机防碰撞控制装置，与障碍物位置探测器和角度传感器信号连接；和驱动组件，与挖掘机防碰撞控制装置信号连接，被配置为在挖掘机防碰撞控制装置的控制下驱动挖掘机的执行机构运动。

在一些实施例中，障碍物位置探测器包括：位于挖掘机顶部的雷达探测器，被配置为发出激光束，获取周围障碍物的雷达点云数据；和位置确定控制器，被配置为根据雷达探测器获取的雷达点云数据，确定障碍物的物理特性和位置坐标。

在一些实施例中，角度传感器包括：动臂角度传感器，被配置为获取动臂在上升或下降过程中相对于水平面的当前角度值；斗杆角度传感器，被配置为获取斗杆在外展或者内收过程中的相对于动臂的当前角度值；铲斗角度传感器，被配置为获取铲斗在外展或者内收过程中相对于斗杆的当前角度值；和车身回转角度传感器，被配置为车身回转方向相对于履带正前方的当前角度值。

在一些实施例中，驱动组件包括：电磁比例阀，被配置为根据来自挖掘机防碰撞控制装置的控制信号调节执行机构的油缸或车身回转马达运动；其中，电磁比例阀包括阀芯和比例电磁线圈；比例电磁线圈被配置为根据控制信号驱动阀芯，改变与电磁比例阀连通的液压油回路里油量的多少，以便驱动组件往复运动；油缸，被配置为在电磁比例阀的调节下伸出和回缩；车身回转马达，被配置为在电磁比例阀的调节下回转。

在一些实施例中，电磁比例阀包括：动臂电磁比例阀，被配置为根据来自挖掘机防碰撞控制装置的控制信号调节动臂油缸的运动；斗杆电磁比例阀，被配置为根据来自挖掘机防碰撞控制装置的控制信号调节斗杆油缸的运动；铲斗电磁比例阀，被配置为根据来自挖掘机防碰撞控制装置的控制信号调节铲斗油缸的运动；和车身回转马达电磁比例阀，被配置为根据来自挖掘机防碰撞控制装置的控制信号调节回转马达向左和向右回转，以控制挖掘机车身回转的角度。

在一些实施例中，挖掘机防碰撞控制系统还包括：输入和显示装置，被配置为接收用户根据当前识别的障碍物位置选择性确认、或直接输入的防碰撞模型数据，防碰撞模型数据包括防碰撞高限位信息、防碰撞低限位信息、防碰撞前限位信息、防碰撞工作装置内收限位信息、防碰撞左限位信息或防碰撞右限位信息中的一种或多种。

这样的挖掘机防碰撞控制系统能够通过实时的位置探测确定障碍物的位置，并根据该位置确定对挖掘机各个部位运动极限位置的限制，从而保证了施工的安全性，也避免反复设定区域边界参数，提高了挖掘机的工作效率。

根据本公开的一些实施例的一个方面，提出一种挖掘机，包括上文中提到的任意一种挖掘机防碰撞控制系统。

这样的挖掘机能够通过实时的位置探测确定障碍物的位置，并根据该位置确定对挖掘机各个部位运动极限位置的限制，从而保证了施工的安全性，也避免反复设定区域边界参数，提高了挖掘机的工作效率。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本公开的进一步理解，构成本公开的一部分，本公开的示意性实施例及其说明用于解释本公开，并不构成对本公开的不当限定。在附图中：

图1为本公开的挖掘机防碰撞控制方法的一些实施例的流程图。

图2为本公开的挖掘机防碰撞控制方法的另一些实施例的流程图。

图3为本公开的挖掘机防碰撞控制装置的一些实施例的示意图。

图4为本公开的挖掘机防碰撞控制装置的另一些实施例的示意图。

图5为本公开的挖掘机防碰撞控制系统的一些实施例的示意图。

图6为本公开的挖掘机防碰撞控制系统的另一些实施例的示意图。

图7为本公开的挖掘机的一些实施例的示意图。

图8为本公开的挖掘机的执行机构活动区域的一些实施例的示意图。

具体实施方式

下面通过附图和实施例，对本公开的技术方案做进一步的详细描述。

相关技术中往往通过在施工过程中通过砌筑防护墙或设置警戒区域的方式进行施工安全保障。这样的安全保障方式需要额外增加成本购置防护装置，且需要做很多准备工作，施工效率低下；在施工过程中，挖机手需要时刻注意判断施工区域附近的环境变化，严重分散挖机手精力，存在施工安全隐患。

本公开的挖掘机防碰撞控制方法的一些实施例的流程图如图1所示。

在步骤101中，接收来自探测装置的障碍物位置信息。在一些实施例中，探测装置可以实时对挖掘机周围进行探测，并根据探测数据确定障碍物位置信息。在一些实施例中，障碍物位置信息可以为障碍物坐标。在一些实施例中，障碍物位置信息的参照物可以为挖掘机以外的一个或多个物体。

在一些实施例中，探测装置的探测器部分可以固定安装在挖掘机车顶，从而保证探测范围，减少遮挡。当挖掘机移动时探测器也随之移动，实时发送探测束，获取周围障碍物的点云信息；探测装置的控制器分析和处理点云数据，精确计算出周围障碍物的物理特性和详细位置坐标。

在步骤102中，根据障碍物位置信息确定挖掘机在运动中避免与障碍物碰撞的极限位置的极限位置信息。在一些实施例中，极限位置可以为与障碍物位置有预定距离的位置，从而为采用本公开的挖掘机防碰撞控制方法生成阻止挖掘机运动的决策、执行该决策提供缓冲时间，进一步提高安全性。

在步骤103中，根据挖掘机的各个执行机构的角度探测信息确定对应执行机构相距挖掘机中心点的最远端位置的位置信息。在一些实施例中，执行机构可以包括动臂、斗杆、铲斗和车身本体。

在一些实施例中，可以读取当前的例如动臂、斗杆、铲斗和车身本体在工作过程中的当前的角度信息，通过执行机构各自角度值和整机机械机构参数逆向推导出整机机械结构部件相对于机身中心点的最远端位置的坐标信息。

在步骤104中，根据各个执行机构最远端位置的位置信息和极限位置信息，确定执行机构的最远端位置是否达到极限位置。在一些实施例中，可以将整机任何执行机构最远端当前坐标值与步骤102中获取的极限位置的坐标值进行比较，判断当前坐标值是否与最近障碍物的距离小于等于预定距离(预定距离大于等于0)。如果小于等于预定距离，则执行步骤105。

在步骤105中，在确定存在执行机构的最远端位置达到极限位置的情况下，控制对应的执行机构停止运动。在一些实施例中，可以将动臂、斗杆、铲斗和车身回转体的电磁比例阀的输出控制信号逐渐减小直至为零，在防碰撞极限范围内停止对所述动臂、斗杆、铲斗和回转体油缸和马达的控制，以实现所述动臂、斗杆、铲斗和回转装置分别停止运动，充分发挥防碰撞的安全保障作用。

通过这样的方法，能够通过实时的位置探测确定障碍物的位置，并根据该位置确定对挖掘机各个部位运动极限位置的限制，从而保证了施工的安全性，也避免反复设定区域边界参数，提高了挖掘机的工作效率。

在一些实施例中，可以通过各个执行机构的角度传感器的角度探测数据，获取各个执行机构在运动过程中产生的相对角度变化数据，进而根据相对角度变化数据，以及挖掘机整机和各个机构的参数，确定根据角度探测数据确定执行机构相距挖掘机中心点的最远端位置的位置信息。通过这样的方法，能够通过多个角度传感器的当前数据和历史数据的配合得到对应执行机构当前的位置、姿态的状态，减少所需的传感器外设数量，提高挖掘机各执行机构最远端位置确定的准确度。

在一些实施例中，还可以预先、或在防碰撞控制过程中，接收用户根据当前识别的障碍物位置选择性确认、或直接输入的防碰撞模型数据，防碰撞模型数据包括防碰撞高限位信息、防碰撞低限位信息、防碰撞前限位信息、防碰撞工作装置内收限位信息、防碰撞左限位信息或防碰撞右限位信息中的一种或多种。通过这样的方法，能够便于人工参与控制，提高了防碰撞控制的人工可控程度，提高了灵活性。在一些实施例中，用户可以根据需求，选择性的对一个或多个方向的保护功能进行选择性的使用，或配置不同的参数，从而应对复杂的施工环境，提高环境适应程度。

在一些实施例中，还可以将极限位置转化为对各个执行机构的角度限位信息，进而利用角度之间的比较判断执行机构是否达到极限位置。例如，可以根据极限位置和各个执行机构的当前角度值，确定各个执行机构的极限目标角度值。进一步的，判断执行机构的当前角度值是否达到极限目标角度值。若存在执行机构的当前角度值达到极限目标角度值，则确定对应机构的最远端位置达到极限位置；若执行机构的当前角度值未达到极限目标角度值，则确定机构的最远端位置未达到极限位置。

通过这样的方法，能够利用角度之间的比较确定执行机构是否达到极限位置，降低了对执行机构实时最远端位置计算的复杂度，提高了决策效率，提高了阻止执行机构进一步运动的速度，从而进一步提高安全性。

本公开的挖掘机防碰撞控制方法的另一些实施例的流程图如图2所示。

在步骤201中，接收根据对挖掘机周围障碍物的实时位置探测确定的障碍物位置信息。

在步骤202中，接收用户根据当前识别的障碍物位置选择性确认、或直接输入的防碰撞模型数据。

在步骤203中，根据防碰撞模型数据和障碍物位置信息确定极限位置信息。

在步骤204中，根据挖掘机的各个执行机构的角度探测信息确定对应执行机构相距挖掘机中心点的最远端位置的位置信息

在步骤205中，判断执行机构的最远端位置是否达到极限位置。若未达到极限位置，即暂时没有碰撞风险，则执行步骤206；若达到极限位置，则执行步骤207。

在步骤206中，根据正常施工需求调节正在运动的执行机构的电磁比例阀的控制电流，驱动液压装置工作，以便执行机构正常运动，返回步骤204，实现对各个执行机构位置的持续监测。

在步骤207中，将对应的执行机构的电磁比例阀的控制输出电流信号设置为零，停止对执行机构的控制。

通过这样的方法，能够供用户设置防碰撞模型数据，并结合实时的探测数据确定阻止机构运动的极限位置，提高可控性和灵活度；能够灵活的获得各个方向的障碍，对各个执行机构在各个方向的防碰撞控制。

在一些实施例中，对于执行机构的控制可以包括对具备碰撞风险的执行机构的控制，还包括对与其运动相关联的执行机构的控制。例如：由于动臂装置安装在回转转台上，回转装置可以认定为是动臂的父项运动机构；同理地，动臂装置是斗杆装置的父项运动机构；同理地，斗杆装置是铲斗装置的父项运动机构。综合动臂、斗杆、铲斗和回转装置的工作姿态，整机在运动过程中，任一执行机构工作装置最远端当前坐标值达到动防碰撞的极限位置的坐标值，挖掘机防碰撞控制装置会将当前运动的执行机构电磁比例阀、其父项运动机构的电磁比例阀，以及其父项运动机构的父项运动机构的电磁比例阀的控制输出电流信号设置为零，停止对所述执行机构、父项运动机构以及父项运动机构的父项运动机构的控制，执行机构活动区域被限定在防碰撞范围内；当前运动机构的活动区域被程序限定后，如果其子项运动机构的最远端当前坐标值未达到防碰撞的极限坐标值，并且其子项运动机构仍然执行正常的控制信号，则其子项运动机构维持当前运动指令继续运动。

通过这样的方法，通过对执行机构相关联的机构之间的控制，保障各个在运动顺序上、位置上具备关联关系的执行机构相互配合，进一步提高对挖掘机各个部分的控制的可靠性，提高安全防护的可靠度。

本公开的挖掘机防碰撞控制装置的一些实施例的示意图如图3所示。

障碍物位置确定单元301能够接收来自探测装置的障碍物位置信息。在一些实施例中，探测装置可以实时对挖掘机周围进行探测，并根据探测数据确定障碍物位置信息。在一些实施例中，障碍物位置信息可以为障碍物坐标。

极限位置确定单元302能够根据障碍物位置信息确定挖掘机在运动中避免与障碍物碰撞的极限位置的极限位置信息。在一些实施例中，极限位置可以为与障碍物位置有预定距离的位置，从而为采用本公开的挖掘机防碰撞控制方法生成阻止挖掘机运动的决策、执行该决策提供缓冲时间，进一步提高安全性。

执行机构位置确定单元303能够根据挖掘机的各个执行机构的角度探测信息确定对应执行机构相距挖掘机中心点的最远端位置的位置信息。在一些实施例中，执行机构可以包括动臂、斗杆、铲斗和车身本体。

判断单元304能够根据各个执行机构最远端位置的位置信息和极限位置信息，确定执行机构的最远端位置是否达到极限位置。在一些实施例中，可以将整机任何执行机构最远端当前坐标值与步骤102中获取的极限位置的坐标值进行比较，判断当前坐标值是否与最近障碍物的距离小于等于预定距离(预定距离大于等于0)。

操作单元305能够在确定存在执行机构的最远端位置达到极限位置的情况下，控制对应的执行机构停止运动。在一些实施例中，可以将动臂、斗杆、铲斗和车身回转体的电磁比例阀的输出控制信号逐渐减小直至为零，在防碰撞极限范围内停止对所述动臂、斗杆、铲斗和回转体油缸和马达的控制，以实现所述动臂、斗杆、铲斗和回转装置分别停止运动，充分发挥防碰撞的安全保障作用。

这样的装置能够通过实时的位置探测确定障碍物的位置，并根据该位置确定对挖掘机各个部位运动极限位置的限制，从而保证了施工的安全性，也避免反复设定区域边界参数，提高了挖掘机的工作效率。

本公开挖掘机防碰撞控制装置的一个实施例的结构示意图如图4所示。挖掘机防碰撞控制装置包括存储器401和处理器402。其中：存储器401可以是磁盘、闪存或其它任何非易失性存储介质。存储器用于存储上文中挖掘机防碰撞控制方法的对应实施例中的指令。处理器402耦接至存储器401，可以作为一个或多个集成电路来实施，例如微处理器或微控制器。该处理器402用于执行存储器中存储的指令，能够保证了施工的安全性，提高了挖掘机的工作效率。

在另一个实施例中，一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序指令，该指令被处理器执行时实现挖掘机防碰撞控制方法对应实施例中的方法的步骤。本领域内的技术人员应明白，本公开的实施例可提供为方法、装置、或计算机程序产品。因此，本公开可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本公开可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用非瞬时性存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本公开是参照根据本公开实施例的方法、设备(系统)和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

至此，已经详细描述了本公开。为了避免遮蔽本公开的构思，没有描述本领域所公知的一些细节。本领域技术人员根据上面的描述，完全可以明白如何实施这里公开的技术方案。

可能以许多方式来实现本公开的方法以及装置。例如，可通过软件、硬件、固件或者软件、硬件、固件的任何组合来实现本公开的方法以及装置。用于所述方法的步骤的上述顺序仅是为了进行说明，本公开的方法的步骤不限于以上具体描述的顺序，除非以其它方式特别说明。此外，在一些实施例中，还可将本公开实施为记录在记录介质中的程序，这些程序包括用于实现根据本公开的方法的机器可读指令。因而，本公开还覆盖存储用于执行根据本公开的方法的程序的记录介质。

本公开的挖掘机防碰撞控制系统的一些实施例的示意图如图5所示。

障碍物位置探测器501，能够通过对挖掘机周围障碍物的位置探测确定障碍物位置信息。在一些实施例中，障碍物位置探测器501可以包括位于挖掘机顶部的雷达探测器以及与雷达探测器信号连接的位置确定控制器。雷达探测器能够发出激光束，获取周围障碍物的雷达点云数据，位置确定控制器根据雷达探测器获取的雷达点云数据，确定障碍物的物理特性和位置坐标。障碍物位置探测器501得到的障碍物位置信息发送给挖掘机防碰撞控制装置503。

角度传感器502，能够获取挖掘机的各个执行机构的角度探测信息。在一些实施例中，角度传感器有多个，位于不同的执行机构，测量对应执行机构的角度变化情况。在一些实施例中，角度传感器502包括：动臂角度传感器，能够获取动臂在上升或下降过程中相对于水平面的当前角度值；斗杆角度传感器，能够获取斗杆在外展或者内收过程中的相对于动臂的当前角度值；铲斗角度传感器，能够获取铲斗在外展或者内收过程中相对于斗杆的当前角度值；和车身回转角度传感器，能够车身回转方向相对于履带正前方的当前角度值。各个角度传感器502将得到的角度探测信息发送给挖掘机防碰撞控制装置503。

挖掘机防碰撞控制装置503可以为上文中提到的任意一种，执行上文中提到的任意一种挖掘机防碰撞控制方法。挖掘机防碰撞控制装置503根据来自障碍物位置探测器501和角度传感器502的数据，生成对驱动组件504的控制策略，并向各个驱动组件504发送控制信息。

驱动组件504，与挖掘机防碰撞控制装置信号连接，能够在挖掘机防碰撞控制装置的控制下驱动挖掘机的执行机构运动。

这样的挖掘机防碰撞控制系统能够通过实时的位置探测确定障碍物的位置，并根据该位置确定对挖掘机各个部位运动极限位置的限制，从而保证了施工的安全性，也避免反复设定区域边界参数，提高了挖掘机的工作效率。

在一些实施例中，针对每个执行机构的驱动组件504可以包括：电磁比例阀，能够根据来自挖掘机防碰撞控制装置的控制信号调节执行机构的油缸或车身回转马达运动；其中，电磁比例阀包括阀芯和比例电磁线圈；比例电磁线圈能够根据控制信号驱动阀芯，改变与电磁比例阀连通的液压油回路里油量的多少，以便驱动组件往复运动；油缸，能够在电磁比例阀的调节下伸出和回缩；车身回转马达，能够在电磁比例阀的调节下回转。

这样的驱动组件504能够通过与挖掘机防碰撞控制装置交互的电磁比例阀的调节，控制油缸或回转马达的工作，从而实现针对对应执行机构运动的控制。

在一些实施例中，针对动臂的驱动组件可以包括动臂电磁比例阀和动臂油缸，动臂电磁比例阀能够根据来自挖掘机防碰撞控制装置的控制信号调节动臂油缸的运动。针对斗杆的驱动组件可以包括斗杆电磁比例阀和斗杆油缸，斗杆电磁比例阀能够根据来自挖掘机防碰撞控制装置的控制信号调节斗杆油缸的运动。针对铲斗的驱动组件可以包括铲斗电磁比例阀和铲斗油缸，铲斗电磁比例阀能够根据来自挖掘机防碰撞控制装置的控制信号调节铲斗油缸的运动。针对车身本体的驱动组件可以包括车身回转马达电磁比例阀和车身回转马达，车身回转马达电磁比例阀能够根据来自挖掘机防碰撞控制装置的控制信号调节回转马达向左和向右回转，以控制挖掘机车身回转的角度。

这样的系统能够通过对于动臂、斗杆、铲斗以及车身本体的驱动组件的控制，实现对动臂、斗杆、铲斗在各个方向上的运动，以及车身本体回转的控制，从而在对应执行机构在达到极限位置时及时阻止其继续运动，保证各个执行机构的施工安全，提高施工安全保障的全面性。

在一些实施例中，如图5所示，挖掘机防碰撞控制系统还可以包括输入和显示装置505，能够接收用户根据当前识别的障碍物位置选择性确认、或直接输入的防碰撞模型数据，防碰撞模型数据包括防碰撞高限位信息、防碰撞低限位信息、防碰撞前限位信息、防碰撞工作装置内收限位信息、防碰撞左限位信息或防碰撞右限位信息中的一种或多种。

这样的控制系统能够供用户设置防碰撞模型数据，并结合实时的探测数据确定阻止机构运动的极限位置，提高可控性和灵活度。

在一些实施例中，输入和显示装置505就可以为触摸式显示装置，从而提高用户选择、输入的便捷性。触摸式显示装置可以是同时具备触摸功能和显示功能的便携式计算机类产品，也可以是同时具备触摸功能和显示功能的触摸屏类产品，也可是同时具备触摸功能和显示功能的手机类产品，也可以是本发明实施例未列出的同时具备触摸功能和显示功能的其他终端设备或仪表。

在一些实施例中，电磁比例阀可以包括：动臂电磁比例阀，能够根据来自挖掘机防碰撞控制装置的控制信号调节动臂油缸的运动；斗杆电磁比例阀，能够根据来自挖掘机防碰撞控制装置的控制信号调节斗杆油缸的运动；铲斗电磁比例阀，能够根据来自挖掘机防碰撞控制装置的控制信号调节铲斗油缸的运动；和车身回转马达电磁比例阀，能够根据来自挖掘机防碰撞控制装置的控制信号调节回转马达向左和向右回转，以控制挖掘机车身回转的角度。

在一些实施例中，障碍物位置探测器501可以为激光雷达感知系统。激光雷达感知技术，通常是指利用激光雷达作为传感器，获取场景地图数据，使确定目标实现同步定位与场景地图构建。激光雷达可以在高速旋转时向周围发射激光束，激光碰到周围物体并返回，便可计算出确定目标与周边物体的距离和空间坐标数据，保证探测的灵敏度、准确度和效率。采用激光雷达感知系统负责探测周围可能与挖掘机发生碰撞的装置，并生成相应的坐标值，降低挖掘机防碰撞控制装置的运算压力。

通过采用向例如触摸式显示装置的输入和显示装置505里输入目标防碰撞模型数据；采用挖掘机防碰撞控制装置读取各个角度传感器的角度变化数据，并结合防碰撞模型，自动限定工作装置的活动区域范围，完成防碰撞保护功能；由于该种防碰撞的参数是以车辆以外的某个参照物的实际物理坐标为基准完成的，所以在车辆移动后，当前设定的区域边界限定的参数始终有效，不论车辆如何移动，本套区域边界限定功能均能起到保护作用。

这样的挖掘机防碰撞控制系统提升了自动化施工水平，提高了施工精度；减少了施工人员配置，降低了施工风险；节省了施工时间，有效地提升了工作效率。

本公开的挖掘机防碰撞控制系统的另一些实施例的示意图如图6所示。挖掘机防碰撞控制系统可以包括：动臂角度传感器11、斗杆角度传感器12、铲斗角度传感器13、车身回转角度传感器14、挖掘机防碰撞控制装置20、动臂驱动组件31、斗杆驱动组件32、铲斗驱动组件33、回转驱动组件34、激光雷达感知系统的雷达探测器41、位置确定控制器42以及触摸式显示装置50。动臂角度传感器11、斗杆角度传感器12、铲斗角度传感器13、车身回转角度传感器14、位置确定控制器42以及触摸式显示装置50均与挖掘机防碰撞控制装置20相连接，挖掘机防碰撞控制装置20与动臂驱动组件31、斗杆驱动组件32、铲斗驱动组件33和回转驱动组件34相连接。

激光雷达感知系统的雷达探测器41固定安装车辆顶部，负责实时发送激光束并根据实物反射的信号建立点云数据信息，同时点云数据信息通过数据线传输给激光雷达感知系统的位置确定控制器(或者可以称为图像分析控制器)42；图像分析控制器42将点云数据生成环境栅格地图，并根据栅格地图中的高度信息，完成障碍物定位算法，最终精确区分出障碍物物理特性和详细位置坐标，再发送给挖掘机防碰撞控制装置20。在一些实施例中，雷达探测器41可以通过数据线与图像分析控制器42连接，雷达探测器41将探测到的点云数据传输给图像分析控制器42。在一些实施例中，图像分析控制器42可以通过数据线与挖掘机的挖掘机防碰撞控制装置20连接，将运算出的挖掘机的动态定位信息传输给挖掘机防碰撞控制装置20。

触摸式显示装置50能够显示系统数据和设置系统参数，并与挖掘机防碰撞控制装置20保持数据通讯。在一些实施例中，触摸式显示装置50可以通过数据线与挖掘机的挖掘机防碰撞控制装置20连接，可以将挖掘机防碰撞控制装置20内部数据按要求进行分类显示，同样地也可以通过触摸式显示装置50的输入界面将系统参数输入到挖掘机防碰撞控制装置20内部；

动臂角度传感器11能够接收动臂在提升或者下降过程中的角度变化数据，并将角度数据发送给挖掘机防碰撞控制装置20。在一些实施例中，动臂角度传感器11可以通过数据线与挖掘机防碰撞控制装置20连接，将接收的角度变化数据的信号传输给挖掘机防碰撞控制装置20。挖掘机防碰撞控制装置20根据角度变化数据得到动臂运行工作状态，在动臂当前角度值达到设定目标值时，挖掘机防碰撞控制装置20停止向动臂驱动组件31发送控制信号。动臂驱动组件31根据控制信号调节动臂装置的上升或下降。

斗杆角度传感器12能够接收斗杆在提升或者下降过程中的角度变化数据，并将角度数据发送给挖掘机防碰撞控制装置20。在一些实施例中，斗杆角度传感器12通过数据线与挖掘机的挖掘机防碰撞控制装置20连接，将接收的角度变化数据的信号传输给挖掘机防碰撞控制装置20。挖掘机防碰撞控制装置20根据角度变化数据得到斗杆运行工作状态，在斗杆当前角度值达到设定目标值时，挖掘机防碰撞控制装置20停止向斗杆驱动组件32发送控制信号。斗杆驱动组件32根据控制信号调节斗杆装置的外展或者内收。

铲斗角度传感器13能够接收铲斗在提升或者下降过程中的角度变化数据，并将角度数据发送给挖掘机防碰撞控制装置20。在一些实施例中，铲斗角度传感器13通过数据线与挖掘机的挖掘机防碰撞控制装置20连接，将接收的角度变化数据的信号传输给挖掘机防碰撞控制装置20。挖掘机防碰撞控制装置20根据角度变化数据得到铲斗运行工作状态，在铲斗当前角度值达到设定目标值时，挖掘机防碰撞控制装置20停止向铲斗驱动组件33发送控制信号。铲斗驱动组件33根据控制信号调节铲斗装置的外展或者内收；

车身回转角度传感器14能够检测车身回转动作后相对于履带正前方的角度变化数据，并将回转角度数据发送给挖掘机防碰撞控制装置20。车身回转角度传感器14通过数据线与挖掘机的挖掘机防碰撞控制装置20连接，将接收的角度变化数据的信号传输给挖掘机防碰撞控制装置20。挖掘机防碰撞控制装置20能够根据各角度变化数据得到车身工作装置的具体状态，此角度数据作为输出动臂目标角度、斗杆目标角度、铲斗目标角度值以及回转目标角度值所需的其中一个必要数据所使用。

在一些实施例中，挖掘机防碰撞控制装置20可以根据动臂角度传感器11、斗杆角度传感器12、铲斗角度传感器13和回转角度传感器14的数据，经过运算获得动臂、斗杆、铲斗以及回转体的运动状态和运动速度。

在一些实施例中，根据动臂角度变化数据可以得到动臂升降过程的相对于车身水平方向的相对角度值，根据斗杆角度变化数据可以得到斗杆伸缩过程的相对于动臂铰链中心线的相对角度值，根据铲斗角度变化数据可以得到铲斗伸缩过程的相对于斗杆铰链中心线的相对角度值；根据回转角度变化数据可以得到车身回转过程的旋转角度；根据动臂、斗杆、铲斗和回转的角度变化数据可以计算得到挖掘机工作装置的实时姿态；可知，挖掘机工作装置的工作状态信息包括工作装置的实时姿态和各装置部件最远端的实时坐标值，也直接决定了工作装置所能触及的极限范围。

挖掘机防碰撞控制装置20可以在工作装置的运行姿态未达到防碰撞设定目标值时，将控制信号正常发送给动臂驱动组件31、斗杆驱动组件32和铲斗驱动组件33；如果挖掘机防碰撞控制装置20判断出工作装置的运行姿态即将达到防碰撞设定目标值时，须及时进行减速直至在工作装置运动到防碰撞设定的精度范围内停止控制。

这样的挖掘机防碰撞控制系统能够通过激光雷达感知技术完成车辆外部障碍物定位坐标信息；通过控制装置分析前后不同时间段工作装置的角度变化信息，来自动计算出挖掘机在各种姿态下所属每个工作装置的当前位置；当检测到挖掘机某个工作装置的当前位置即将触及外部障碍物时，控制器会自动发出调节信号，使当前工作装置延运动方向提前减速直至停止在满足精度要求的防碰撞范围内，既能保证挖掘机有足够的施展空间，还能有效保障挖掘机的工作装置与周围设施不会发生碰撞。另外，由于该种防碰撞的参数是以车辆以外的某个参照物的物理坐标为基准完成的，因此在车辆移动后，控制器可以实时获取周围障碍物的实际距离，并对工作装置的伸展幅度进行限制，不论车辆如何移动，防碰撞功能均能起到保护作用。

在一些实施例中，挖掘机防碰撞控制系统可以通过如下的流程运转。激光雷达感知系统探测周围可能与挖掘机发生碰撞的装置，并生成相应的坐标值。挖掘机防碰撞控制系统在接收到防碰撞功能启动指令后，挖掘机防碰撞控制装置开始按照触摸式显示装置上设计的防碰撞模型自动计算防碰撞范围限定坐标值；当调整动臂、斗杆和铲斗的运行角度，并通过执行机构各自角度值和整机机械机构参数逆向推导出整机机械结构部件相对于机身中心点的最远端位置的精确坐标信息；当整机任何执行机构最远端坐标值达到障碍物实际坐标值前，控制装置立即停止执行机构角度调整动作，从而实现挖掘机防碰撞控制功能。鉴于防碰撞模型是在激光雷达感知系统分析处理后建立的，通过在触摸式显示装置里面设定必要参数确定的，不论车辆是固定还是移动，挖掘机防碰撞控制技术均能够保护机器在安全范围内作业，通过控制技术自动限制机器超出设定的安全边界，及时停止液压系统工作，以防止意外事故发生，降低用户的停机时间和施工成本。

本公开还出提出一种挖掘机，包括上文中提到的任意一种挖掘机防碰撞控制系统，能够对挖掘机的各个执行机构进行控制，能够通过实时的位置探测确定障碍物的位置，并根据该位置确定对挖掘机各个部位运动极限位置的限制，从而保证了施工的安全性，也避免反复设定区域边界参数，提高了挖掘机的工作效率。

在一些实施例中，本公开的挖掘机可以如图7所示。

动臂驱动组件31包括相互连接的动臂电磁比例阀311和动臂油缸312，动臂电磁比例阀311与挖掘机防碰撞控制装置20相连接，动臂油缸312与挖掘机的动臂相连接；动臂电磁比例阀311在接收到挖掘机防碰撞控制装置20发送的控制电流后，调节动臂油缸312的伸缩，以实现动臂的提升或者下降。

动臂电磁比例阀311包括动臂阀芯和动臂比例电磁线圈；动臂比例电磁线圈作为动臂阀芯的先导部件，改变与动臂电磁比例阀连通的动臂液压油回路里油量的多少，以调节动臂驱动油缸312的回油量；从而起到增加或减小动臂的运行速度的作用。

相似的，斗杆驱动组件32包括相互连接的斗杆电磁比例阀321和斗杆油缸322，斗杆电磁比例阀321与挖掘机防碰撞控制装置20相连接，斗杆油缸322与挖掘机的斗杆相连接；斗杆电磁比例阀321在接收到挖掘机防碰撞控制装置20发送的控制电流后，调节斗杆油缸322的伸缩，以实现斗杆的外展或者内收；

斗杆电磁比例阀321包括斗杆阀芯和斗杆比例电磁线圈；斗杆比例电磁线圈作为斗杆阀芯的先导部件，改变与斗杆电磁比例阀连通的斗杆液压油回路里油量的多少，以调节斗杆驱动油缸322的回油量；从而起到增加或减小斗杆的运行速度的作用；

相似的，铲斗驱动组件33包括相互连接的铲斗电磁比例阀331和铲斗油缸332，铲斗电磁比例阀331与挖掘机防碰撞控制装置20相连接，铲斗油缸332与挖掘机的铲斗相连接；铲斗电磁比例阀331在接收到挖掘机防碰撞控制装置20发送的控制电流后，调节铲斗油缸332的伸缩，以实现铲斗的外展或者内收。

铲斗电磁比例阀331包括铲斗阀芯和铲斗比例电磁线圈；铲斗比例电磁线圈作为铲斗阀芯的先导部件，改变与铲斗电磁比例阀连通的铲斗液压油回路里油量的多少，以调节铲斗驱动油缸332的回油量；从而起到增加或减小铲斗的运行速度的作用；

另外，回转驱动组件34包括相互连接的回转电磁比例阀341和回转马达342，回转电磁比例阀341与挖掘机防碰撞控制装置20相连接，回转马达342与挖掘机的回转体相连接；回转电磁比例阀341在接收到挖掘机防碰撞控制装置20发送的控制电流后，调节回转马达342的回转，以实现回转体的左转或右转；

回转电磁比例阀341包括回转阀芯和回转比例电磁线圈；回转比例电磁线圈作为回转阀芯的先导部件，改变与回转电磁比例阀连通的回转液压油回路里油量的多少，以调节回转驱动马达342的回油量；从而起到增加或减小回转的运行速度的作用。

这样的挖掘机提升了自动化施工水平，提高了施工精度；减少了施工人员配置，降低了施工风险；节省了施工时间，有效地提升了工作效率。

本公开的挖掘机的执行机构活动区域的一些实施例的示意图如图8所示。

811是针对A、B、C、D、E、F和G点围成的足够大施工空间，也就是811路径以内的区域即是挖掘机执行机构理论上可以作业的最大活动区域；本公开实施例列举的斜线截面空间812所示的空间(其中阴影为扫描得到的点云示意，其灰度并不影响本公开的技术方案)，是激光雷达探测到已知的实际障碍物的成像的一部分，812所属的整个阴影空间即是整个执行机构可能发生碰撞的区域空间。障碍物位置探测器经过分析处理自动生成防碰撞活动区域坐标数据；当防碰撞功能开启后，动臂、斗杆、铲斗以及回转装置的移动范围则被限定在812截面所限定的区域范围内，任何执行机构运行过程中在即将触碰到812截面对应的坐标值前，则对应的执行机构及其父项机构停止工作。

本发明实施例所提供的方法，其实现原理及产生的技术效果和前述装置实施例相同，为简要描述，方法实施例部分未提及之处，可参考前述装置实施例中相应内容。

在本发明实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明的描述中，需要说明的是，并未对所述传感器或其他装置的安装方位或位置进行精确指定，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统、装置和方法，可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的信号连接，可以是电信号连接，也可以是通讯信号连接，也可以是本发明实施例未列出的能够保证信号收发的其他信号连接方式。

本发明实施例所述的防碰撞功能启动指令可以从所述触摸式显示装置上的启动控件给定，通过与本机控制器通讯连接的电脑或者手机或者其他可操作界面给定。

最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本公开的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本公开进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本公开的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本公开技术方案的精神，其均应涵盖在本公开请求保护的技术方案范围当中。

Claims (17)

1.一种挖掘机防碰撞控制方法，包括：

接收根据对挖掘机周围障碍物的实时位置探测确定的障碍物位置信息；

根据所述障碍物位置信息确定挖掘机在运动中避免与所述障碍物碰撞的极限位置的极限位置信息；

根据挖掘机的各个执行机构的角度探测信息确定对应执行机构相距所述挖掘机中心点的最远端位置的位置信息；

根据各个执行机构最远端位置的位置信息和所述极限位置信息，确定所述执行机构的最远端位置是否达到所述极限位置；

在确定存在执行机构的最远端位置达到所述极限位置的情况下，控制对应的执行机构停止运动。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述根据挖掘机的各个执行机构的角度探测信息确定对应执行机构相距所述挖掘机中心点的最远端位置的位置信息包括：

通过各个执行机构的角度传感器的角度探测数据，获取各个执行机构在运动过程中产生的相对角度变化数据；

根据所述相对角度变化数据，以及挖掘机整机和各个机构的参数，确定根据所述角度探测数据确定执行机构相距所述挖掘机中心点的最远端位置的位置信息。

3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述执行机构包括动臂、斗杆、铲斗和车身本体。

4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述控制对应的执行机构停止运动包括：

将对应的执行机构的电磁比例阀的控制输出电流信号设置为零，停止对所述执行机构的控制。

5.根据权利要求1所述的方法，还包括：

接收用户根据当前识别的障碍物位置选择性确认、或直接输入的防碰撞模型数据，所述防碰撞模型数据包括防碰撞高限位信息、防碰撞低限位信息、防碰撞前限位信息、防碰撞工作装置内收限位信息、防碰撞左限位信息或防碰撞右限位信息中的一种或多种；

所述根据所述障碍物位置信息确定挖掘机在运动中避免与所述障碍物碰撞的极限位置的极限位置信息包括：根据所述防碰撞模型数据和所述障碍物位置信息确定所述极限位置信息。

6.根据权利要求1～5任意一项所述的方法，其中，所述根据各个执行机构最远端位置的位置信息和所述极限位置信息，确定所述执行机构的最远端位置是否达到所述极限位置包括：

根据所述极限位置和各个执行机构的当前角度值，确定各个执行机构的极限目标角度值；

判断执行机构的当前角度值是否达到所述极限目标角度值；若存在执行机构的当前角度值达到所述极限目标角度值，则确定对应机构的最远端位置达到所述极限位置；若执行机构的当前角度值未达到所述极限目标角度值，则确定机构的最远端位置未达到所述极限位置。

7.根据权利要求1所述的方法，还包括：

在所述判断单元确定存在执行机构的最远端位置未达到所述极限位置的情况下，调节正在运动的执行机构的电磁比例阀的控制电流，驱动液压装置工作，以便执行机构正常运动。

8.一种挖掘机防碰撞控制装置，包括：

障碍物位置确定单元，被配置为接收根据对挖掘机周围障碍物的实时位置探测确定的障碍物位置信息；

极限位置确定单元，被配置为根据所述障碍物位置信息确定挖掘机在运动中避免与所述障碍物碰撞的极限位置的极限位置信息；

执行机构位置确定单元，被配置为根据挖掘机的各个执行机构的角度探测信息确定对应执行机构相距所述挖掘机中心点的最远端位置的位置信息；

判断单元，被配置为根据各个执行机构最远端位置的位置信息和所述极限位置信息，确定所述执行机构的最远端位置是否达到所述极限位置；

操作单元，被配置为在所述判断单元确定存在执行机构的最远端位置达到所述极限位置的情况下，控制对应的执行机构停止运动。

9.一种挖掘机防碰撞控制装置，包括：

存储器；以及

耦接至所述存储器的处理器，所述处理器被配置为基于存储在所述存储器的指令执行如权利要求1至7任一项所述的方法。

10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序指令，该指令被处理器执行时实现权利要求1至7任意一项所述的方法的步骤。

11.一种挖掘机防碰撞控制系统，包括：

障碍物位置探测器，被配置为通过对挖掘机周围障碍物的实时位置探测确定障碍物位置信息；

角度传感器，被配置为获取挖掘机的各个执行机构的角度探测信息；

权利要求8或9所述的挖掘机防碰撞控制装置，与所述障碍物位置探测器和所述角度传感器信号连接；和

驱动组件，与所述挖掘机防碰撞控制装置信号连接，被配置为在所述挖掘机防碰撞控制装置的控制下驱动挖掘机的执行机构运动。

12.根据权利要求11所述的系统，其中，所述障碍物位置探测器包括：

位于挖掘机顶部的雷达探测器，被配置为发出激光束，获取周围障碍物的雷达点云数据；和

位置确定控制器，被配置为根据所述雷达探测器获取的雷达点云数据，确定障碍物的物理特性和位置坐标。

13.根据权利要求11或12所述的系统，其中，所述角度传感器包括：

动臂角度传感器，被配置为获取动臂在上升或下降过程中相对于水平面的当前角度值；

斗杆角度传感器，被配置为获取斗杆在外展或者内收过程中的相对于动臂的当前角度值；

铲斗角度传感器，被配置为获取铲斗在外展或者内收过程中相对于斗杆的当前角度值；和

车身回转角度传感器，被配置为车身回转方向相对于履带正前方的当前角度值。

14.根据权利要求11所述的系统，其中，所述驱动组件包括：

电磁比例阀，被配置为根据来自所述挖掘机防碰撞控制装置的控制信号调节执行机构的油缸或车身回转马达运动；其中，所述电磁比例阀包括阀芯和比例电磁线圈；所述比例电磁线圈被配置为根据所述控制信号驱动所述阀芯，改变与电磁比例阀连通的液压油回路里油量的多少，以便所述驱动组件往复运动；

油缸，被配置为在所述电磁比例阀的调节下伸出和回缩；

车身回转马达，被配置为在所述电磁比例阀的调节下回转。

15.根据权利要求14所述的系统，其中，所述电磁比例阀包括：

动臂电磁比例阀，被配置为根据来自所述挖掘机防碰撞控制装置的控制信号调节动臂油缸的运动；

斗杆电磁比例阀，被配置为根据来自所述挖掘机防碰撞控制装置的控制信号调节斗杆油缸的运动；

铲斗电磁比例阀，被配置为根据来自所述挖掘机防碰撞控制装置的控制信号调节铲斗油缸的运动；和

车身回转马达电磁比例阀，被配置为根据来自所述挖掘机防碰撞控制装置的控制信号调节回转马达向左和向右回转，以控制挖掘机车身回转的角度。

16.根据权利要求11所述的系统，还包括：

输入和显示装置，被配置为接收用户根据当前识别的障碍物位置选择性确认、或直接输入的防碰撞模型数据，所述防碰撞模型数据包括防碰撞高限位信息、防碰撞低限位信息、防碰撞前限位信息、防碰撞工作装置内收限位信息、防碰撞左限位信息或防碰撞右限位信息中的一种或多种。

17.一种挖掘机，包括权利要求11～16任意一项所述的挖掘机防碰撞控制系统。

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