CN113073703A - 挖掘机控制方法、系统及装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种挖掘机控制方法、系统及装置，该方法包括：获取挖掘机铲斗的当前位姿信息；接收用户的第一输入，其中，所述第一输入指控制所述铲斗沿竖向和/或水平方向运动；响应于所述第一输入，结合所述铲斗的当前位姿信息，控制所述挖掘机的斗杆和动臂动作。通过结合第一输入和铲斗的当前位姿信息，控制挖掘机的斗杆和动臂运动，实现挖掘机铲斗位置的直接控制，使得挖掘机的控制更加直观和简洁，并且能够提高铲斗位置的控制精度。

Description

挖掘机控制方法、系统及装置

技术领域

本发明涉及挖掘机技术领域，尤其涉及一种挖掘机控制方法、系统及装置。

背景技术

挖掘机是工程建设中最主要的作业机械之一，挖掘机作业是通过操作手柄进行控制的。现有控制方式为：左边手柄前后移动控制斗杆伸缩，左右移动控制中央回转装置的左右转动；右变手柄前后移动控制动臂的降升运动，左右移动控制铲斗的挖卸动作。现有挖掘机控制方法操作过程较为复杂，操作难度较大，并且无法对铲斗的位置进行精确控制。

发明内容

本发明提供一种挖掘机控制方法、系统及装置，用以解决现有技术中挖掘机操作过程较为复杂，铲斗位置控制精度低的缺陷。

本发明提供一种挖掘机控制方法，包括：获取挖掘机铲斗的当前位姿信息；

接收用户的第一输入，其中，所述第一输入指控制所述铲斗沿竖向和/或水平方向运动；

响应于所述第一输入，结合所述铲斗的当前位姿信息，控制所述挖掘机的斗杆和动臂动作。

根据本发明提供一种的挖掘机控制方法，所述接收用户的第一输入，包括：

通过第一控制部件接收用户的所述第一输入，所述第一控制部件为第一手柄，所述第一手柄在所述挖掘机的驾驶室内横置；

所述第一输入包括如下操作中的至少一种：

操作所述第一手柄朝上运动，以控制所述铲斗垂直上升；

操作所述第一手柄朝下运动，以控制所述铲斗垂直下降；

操作所述第一手柄朝前运动，以控制所述铲斗水平远离；

操作所述第一手柄朝后运动，以控制所述铲斗水平靠近。

根据本发明提供一种的挖掘机控制方法，所述获取挖掘机铲斗的当前位姿信息，包括：

获取所述斗杆的第一角度信息以及所述动臂的第二角度信息；

根据所述第一角度信息、所述第二角度信息、所述斗杆的长度及所述动臂的长度，确定所述铲斗的当前位姿信息。

根据本发明提供一种的挖掘机控制方法，所述响应于所述第一输入，结合所述铲斗的当前位姿信息，控制所述挖掘机的斗杆和动臂动作，包括：

根据所述第一输入以及所述铲斗的当前位姿信息，计算斗杆油缸的第一开度以及动臂油缸的第二开度；

其中，所述斗杆油缸用于控制所述斗杆动作，所述动臂油缸用于控制所述动臂动作。

本发明还提供一种挖掘机控制系统，包括：第一控制部件、斗杆油缸、动臂油缸、控制器以及主阀；

所述控制器与所述第一控制部件及所述主阀电连接；

所述主阀与所述斗杆油缸以及所述动臂油缸以液压驱动形式连接；

所述控制器设置为基于所述第一控制部件的第一输入以及铲斗的当前位姿信息，控制所述主阀通过所述斗杆油缸和所述动臂油缸，控制所述挖掘机的斗杆和动臂动作；

其中，所述第一输入指控制所述铲斗沿竖向和/或水平方向运动。

根据本发明提供一种的挖掘机控制系统，所述第一控制部件为第一手柄，所述第一手柄在挖掘机驾驶室内横置；

所述第一输入包括如下操作中的至少一种：

操作所述第一手柄朝上运动，所述控制器控制所述铲斗垂直上升；

操作所述第一手柄朝下运动，所述控制器控制所述铲斗垂直下降；

操作所述第一手柄朝前运动，所述控制器控制所述铲斗水平远离；

操作所述第一手柄朝后运动，所述控制器控制所述铲斗水平靠近。

根据本发明提供一种的挖掘机控制系统，还包括：斗杆位姿传感器和动臂位姿传感器；

所述斗杆位姿传感器安装于所述斗杆上，所述动臂位姿传感器安装于所述动臂上；

所述控制器设置为基于所述斗杆位姿传感器获取的第一角度信息、所述动臂位姿传感器获取的第二角度信息、所述斗杆的长度及所述动臂的长度，确定所述铲斗的当前位姿信息。

本发明还提供一种挖掘机控制装置，包括：

获取模块，用于获取挖掘机铲斗的当前位姿信息；

接收模块，用于接收用户的第一输入，其中，所述第一输入指控制所述铲斗沿竖向和/或水平方向运动；

响应模块，用于响应于所述第一输入，结合所述铲斗的当前位姿信息，控制所述挖掘机的斗杆和动臂动作。

本发明还提供一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如上述任一种所述挖掘机控制方法的步骤。

本发明还提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现如上述任一种所述挖掘机控制方法的步骤。

本发明提供的挖掘机控制方法、系统及装置，通过结合第一输入和铲斗的当前位姿信息，控制挖掘机的斗杆和动臂运动，实现挖掘机铲斗位置的直接控制，使得挖掘机的控制更加直观和简洁，并且能够提高铲斗位置的控制精度。

附图说明

为了更清楚地说明本发明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是本发明提供的挖掘机控制方法的流程示意图；

图2是本发明提供的挖掘机第一手柄的操作示意图；

图3是本发明提供的挖掘机第一手柄的控制示意图；

图4是本发明提供的挖掘机第二手柄的操作示意图；

图5是本发明提供的挖掘机第二手柄的控制示意图；

图6是本发明提供的挖掘机手柄横置的方位示意图；

图7是本发明提供的挖掘机铲斗的当前位姿信息示意图；

图8是本发明提供的挖掘机控制系统的结构示意图；

图9是本发明提供的挖掘机控制装置的结构示意图；

图10是本发明提供的电子设备的结构示意图。

附图标记：

1：铲斗； 2：斗杆； 3：动臂；

4：驾驶室； 5：行走机构； 20：第一手柄；

40：第二手柄； 61：第一踏板； 62：第二踏板；

81：斗杆位姿传感器； 82：动臂位姿传感器； 83：控制器；

84：主阀。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明中的附图，对本发明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作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。

挖掘机，又称为挖土机，是工程建设中最主要的作业机械之一，用于完成挖坑、开沟、装载和简单平整场地等作业。

挖掘机的结构主要包括：动力装置、工作装置、回转机构、操纵机构、传动机构、行走机构和辅助设施等。

传动机构将动力装置提供的动力传递给液压马达或液压缸等执行元件，驱动工作装置动作，从而完成各种作业。

工作装置是挖掘机的主要作业机构，包括动臂、斗杆和铲斗等机构。

工作装置中的动臂、斗杆和铲斗，由传动机构中对应的动臂油缸、斗杆油缸和铲斗油缸驱动，完成铲斗提升、下降、挖掘及卸载等作业。

需要说明的是，动臂油缸和斗杆油缸分别驱动动臂和斗杆完成动作，从而实现铲斗位置的改变；与铲斗连接的铲斗油缸主要驱动铲斗完成卸载和挖掘动作。

相关技术中，通过左边操作手柄和右边操作手柄进行控制，完成挖掘机的回转、挖掘卸载和上升下降等作业。

通过控制左边操作手柄的前后移动，控制斗杆前后移动，完成斗杆的卸载和挖掘动作；通过控制左边操作手柄的左后移动，控制回转装置的左右转动，完成机身的左后回转，机身包括驾驶室和工作装置。

通过控制右边操作手柄的前后移动，控制动臂的提升和下降；通过控制右边操作手柄的左后移动，控制铲斗完成挖掘和卸载的动作。

相关技术中，需要共同操作左边操作手柄和右边操作手柄，控制斗杆以及动臂完成动作，才能控制铲斗位置的改变，操作复杂且操作精度低。

下面结合图1至图7描述本发明的提供的挖掘机控制方法，该控制方法的执行主体可以为挖掘机的控制器，或者云端，或者边缘服务器。

如图1所示，本发明提供挖掘机控制方法，包括步骤110至步骤130。

步骤110、获取挖掘机铲斗1的当前位姿信息。

动臂3和斗杆2是支撑铲斗1的主要结构，铲斗1的位置是由动臂3和斗杆2的位置共同决定的，动臂3和斗杆2进行动作后，铲斗位置发生相应的改变。

铲斗1当前所处的位置，也即铲斗1的当前位姿信息，如图7所示，当前位姿信息包括铲斗1的垂直高度信息H和水平距离信息L。

铲斗1的垂直高度信息H可以为铲斗1相对于行走机构5所接触的地面在竖直方向上的距离；水平距离信息L可以为铲斗1相对于驾驶室4水平方向上的距离。

挖掘机铲斗1的当前位姿信息，可通过用户直接肉眼观察或测量工具测量，进行大致确定；也可以通过其他测量仪器，进行精确确定。

获取挖掘机铲斗1的当前位姿信息，可以根据当前位姿信息以及挖掘机的作业需求，改变铲斗1的位置。

步骤120、接收用户的第一输入，其中，第一输入指控制铲斗1沿竖向和/或水平方向运动。

用户通过挖掘机的控制部件，输入控制挖掘机作业的第一输入。

其中，第一输入可以表现为如下至少一种方式：

其一，第一输入可以为实体控制的输入，实体控制部件可为手柄或按钮等。

在该实施方式中，实体控制部件为手柄时，接收用户的第一输入，可以表现为，接收用户操作手柄不同方向上的指向信息。

在该实施方式中，实体控制部件为按钮时，接收用户的第一输入，可以表现为，接收用户按压对应按钮的第一输入，第一输入也可以为同时按压多个按钮的组合操作。

其二、第一输入可以表现为触控输入，包括但不限于点击输入、滑动输入和按压输入等。

该实施方式中，接收用户的第一输入，可以表现为，接收用户在控制端显示屏的显示区域内，对目标控件的触控操作。

其三、第一输入也可以表现为语音输入。

在该实施方式中，接收用户的第一输入，可以表现为，控制端接收如“铲斗挖掘”或“铲斗卸载”等语音信息。

需要说明的是，用户控制挖掘机作业时，可以在驾驶室4内输入第一输入，也可以在驾驶室4外输入第一输入，对应控制部件可设置于挖掘机的驾驶室4内，也可设置于挖掘机的驾驶室4外，便于用户远程进行挖掘机的作业操作。

当然，第一输入也可以表现为其他形式，包括但不限于字符输入等，具体可根据实际需要决定，本发明实施例对此不作限定。

第一输入指控制铲斗1沿竖向和/或水平方向运动，也即，第一输入是改变铲斗1在竖直方向上和水平方向上位置的控制指令，表现为控制挖掘机铲斗1达到目标位置的输入。

相关技术中，通过左手手柄和右手手柄的不同输入，分别驱动斗杆2和动臂3动作，从而改变铲斗1的位置。

第一输入指控制铲斗1沿竖向和/或水平方向运动，是控制斗杆2和动臂3动作，是直接改变铲斗1的位置的输入，相比利用不同输入间接实现铲斗位置的改变，简化了铲斗位置的控制过程，使得挖掘机的操作更加直观和简便。

步骤130、响应于第一输入，结合铲斗1的当前位姿信息，控制挖掘机的斗杆2和动臂3动作。

第一输入是改变铲斗1在竖直方向上和水平方向上位置的控制指令，响应于第一输入，控制挖掘机的铲斗1达到目标位置。

挖掘机铲斗1的当前位姿信息，也即铲斗1当前所处的位置，结合控制挖掘机铲斗1达到目标位置的第一输入，可以得到铲斗1从当前位置达到目标位置，斗杆2和动臂3所需要移动的距离以及方向。

例如，挖掘机的铲斗1当前是放置于地面上的，需要将铲斗1提升到距离地面上方2米的目标位置，根据铲斗1当前所处的位置，结合用户的第一输入，控制动臂3向上提升2米并控制斗杆2前后移动达到目标位置。

在控制铲斗位置改变时，以当前位姿信息为基础，结合第一输入的目标位置，能够有效提高铲斗位置的控制精度。

根据本发明提供的挖掘机控制方法，通过结合第一输入和铲斗的当前位姿信息，控制挖掘机的斗杆和动臂运动，实现挖掘机铲斗位置的直接控制，使得挖掘机的控制更加直观和简洁，并且能够提高铲斗位置的控制精度。

在一些实施例中，通过第一控制部件接收用户的第一输入，第一控制部件适于朝多个方向运动，操作第一控制部件朝多个方向运动，对应控制铲斗1沿竖向或水平方向上运动。

其中，第一输入包括如下操作中的至少一种：

其一、操作挖掘机的第一控制部件朝第一方向运动，以控制铲斗1垂直上升；

其二、操作挖掘机的第一控制部件朝第二方向运动，以控制铲斗1垂直下降；

其三、操作挖掘机的第一控制部件朝第三方向运动，以控制铲斗1水平远离；

其四、操作挖掘机的第一控制部件朝第四方向运动，以控制铲斗1水平靠近。

第一控制部件是第一输入的输入装置，其中，第一控制部件可以表现为如下至少一种方式：

其一，第一控制部件可以为实体控制部件，如手柄或按钮等。

第一控制部件为手柄时，手柄是竖直放置于驾驶室4内的，手柄可以朝向多个方向运动，手柄多个方向运动对应不同的第一输入，对应铲斗1不同方向上位置改变的控制命令。

例如，操作手柄朝前运动，即第一方向，对应控制铲斗1垂直上升；操作手柄朝后运动，即第二方向，对应控制铲斗1垂直下降；操作手柄朝左运动，即第三方向，对应控制铲斗1水平远离；操作手柄朝右运动，即第四方向，对应控制铲斗1水平靠近。

需要说明的是，朝前、朝后、朝左和朝右，代表的第一方向、第二方向、第三方向和第四方向，是以手柄竖立状态为参考标注，用于清楚地表述位置关系。

第一控制部件为按钮时，按钮所处的面板可分布有多个方向的组合按钮，不同方向按钮对应不同的第一输入，对应铲斗1不同方向上位置改变的控制命令。

例如，点击前方按钮，即第一方向的按钮，对应控制铲斗1垂直上升；点击后方按钮，即第二方向的按钮，对应控制铲斗1垂直下降；点击左方按钮，即第三方向的按钮，对应控制铲斗1水平远离；点击右方按钮，即第四方向的按钮，对应控制铲斗1水平靠近。

需要说明的是，前方、后方、左方和右方，是以组合按钮中心为参考标注，用于清楚地表述按钮位置关系。

其二、第一控制部件可以为虚拟控制部件，对第一控制部件的输入包括但不限于点击输入、滑动输入、按压输入和语音输入等。

该实施方式中，用户在控制端显示屏的显示区域内，对第一控制部件多个方向的触控操作，对应不同的第一输入，对应控制铲斗1在不同方向上运动。

例如，在控制端显示屏的显示区域内，控制第一控制部件向第一方向运动，对应控制铲斗1垂直上升；控制第一控制部件向第二方向运动，对应控制铲斗1垂直下降；控制第一控制部件向第三方向运动，对应控制铲斗1水平远离；控制第一控制部件向第四方向运动，对应控制铲斗1水平靠近。

在该实施方式中，第一控制部件的输入为语音输入时，可以为“向前、向后、向左和向右”的指向语音输入，也可以为“铲斗垂直上升、铲斗垂直下降、铲斗水平远离以及铲斗水平靠近”的指令语音输入。

需要说明的是，第一控制部件可以在驾驶室4内，也可以设置于驾驶室4外，便于用户远程进行挖掘机的作业操作。

当然，第一控制部件也可以是为其他控制部件，具体可根据实际需要决定，本发明实施例对此不作限定。

相关技术中，挖掘机的左边操作手柄前后移动，控制斗杆2前后移动，右边操作手柄前后移动，控制动臂3的提升和下降，两边手柄分别对应不同的结构部件，需要两个手柄，也即两个控制部件，共同操作才能控制铲斗1达到目标位置。

第一控制部件朝多个方向运动，对应控制铲斗1在多个方向上运动，通过一个部件的操作就能直接控制铲斗1到达目标位置，控制过程更加直观和简洁，便于用户操作。

具体实施时，第一控制部件适于朝多个方向运动，对应控制铲斗1垂直上升、铲斗1垂直下降、铲斗1水平远离以及铲斗1水平靠近，还可以设置一个第二控制部件。

第二控制部件可以是与第一控制部件相同的控制部件，也可以是与第一控制部件不同的控制部件。

第二控制部件适于朝多个方向运动，对应不同的第二输入，对应控制机身的左右回转以及铲斗1挖掘和卸载。

通过第一控制部件的第一输入，直接控制挖掘机铲斗1达到目标位置，使得挖掘机铲斗1的操作更加直观、简便，降低操作难度，使得用户能够快速熟练掌握操作技术，进而提高作业效率。

在一些实施例中，如图2和图3所示，通过第一控制部件接收用户的第一输入，第一控制部件为第一手柄20，第一手柄20在挖掘机的驾驶室4内横置。

通过第一手柄20接收的第一输入包括如下操作中的至少一种：

其一、操作第一手柄20朝上运动，以控制铲斗1垂直上升；

其二、操作第一手柄20朝下运动，以控制铲斗1垂直下降；

其三、操作第一手柄20朝前运动，以控制铲斗1水平远离；

其四、操作第一手柄20朝后运动，以控制铲斗1水平靠近。

第一手柄20在驾驶室4内横置，手柄由原先竖直放置状态的向前、向后、向左和向右的运动方向，变为了向上、向下、向前和向后的运动方向。

将第一手柄20水平横置，由上下方向的指向直接控制铲斗1竖直方向的位置变化，由前后方向的指向直接控制铲斗1水平方向的位置变化，使得第一手柄20的操作更加直观。

具体实施时，还可以设置一个第二手柄40，以第二手柄40为第二控制部件。

第二手柄40适于朝多个方向运动，对应不同的第二输入，对应控制机身的左后回转以及铲斗1挖掘和卸载。

如图4和图5所示，操作第二手柄40朝上运动，以控制机身左回转；操作第二手柄40朝下运动，以控制机身右回转；操作第二手柄40朝前运动，以控制铲斗1卸载；操作第二手柄40朝后运动，以控制铲斗1挖掘。

如图6所示，第一手柄20和第二手柄40相对设置，横置于驾驶室4内；驾驶室4内还有第一踏板61和第二踏板62，竖置于驾驶室4内。

需要说明的是，图6中右边的操作手柄为第一手柄20，左边的操作手柄为第二手柄40，只是用于清楚地表述位置关系，在实际应用过程中，可以根据用户的惯用方式进行切换。

具体实施时，可以通过功能切换按钮或其他切换方式，将右边的第一手柄20切换为第二手柄40，左边的第二手柄40切换为第一手柄20。

将第一手柄20水平横置于驾驶室4内，通过操作第一手柄20的前后上下移动直接控制铲斗1竖直方向和水平方向上位置的改变，使得第一手柄20对铲斗位置的控制操作更加直观，降低操作难度，能使用户快速熟练掌握操作技术，从而提高作业效率。

在一些实施例中，获取斗杆2的第一角度信息以及动臂3的第二角度信息；根据第一角度信息、第二角度信息、斗杆2的长度及动臂3的长度，确定铲斗1的当前位姿信息。

结合位姿传感器测量的斗杆2和动臂3角度信息，以及挖掘机本身的尺寸信息，根据机构运动学理论，可计算出铲斗1的当前位姿信息。

在斗杆2上安装位姿传感器，实时测量斗杆2的第一角度信息；并在动臂3上安装位姿传感器，实时测量动臂3的第二角度信息。

其一，安装的两个位姿传感器可以为倾角传感器。

斗杆2上安装位姿传感器可以测量斗杆2的倾斜角度，也就是斗杆2的第一角度信息。

动臂3上安装位姿传感器可以测量动臂3的倾斜角度，也就是动臂3的第二角度信息。

结合第一角度信息、第二角度信息、斗杆2的长度及动臂3的长度，根据机构运动学理论，可以计算得到铲斗1的当前位置，也即铲斗1的当前位姿信息。

其二，安装的两个位姿传感器也可以为角度传感器。

斗杆2上安装位姿传感器可以测量斗杆2的旋转角度，也就是斗杆2的第一角度信息。

动臂3上安装位姿传感器可以测量动臂3的旋转角度，也就是动臂3的第二角度信息。

结合第一角度信息、第二角度信息、斗杆2的长度及动臂3的长度，根据机构运动学理论，可以计算得到铲斗1的当前位姿信息。

结合斗杆2和动臂3角度信息以及挖掘机本身的尺寸信息，根据机构运动学理论，计算出铲斗1的当前位姿信息，根据当前位姿信息以及挖掘机的作业需求，能够提高挖掘机铲斗位置变化的精度。

在一些实施例中，根据第一输入以及铲斗1的当前位姿信息，计算斗杆油缸的第一开度以及动臂油缸的第二开度；其中，斗杆油缸用于控制斗杆2动作，动臂油缸用于控制动臂3动作。

以第一控制部件为第一手柄20为例，操作手柄向上运动，控制铲斗1垂直上升；操作手柄向下运动，控制铲斗1垂直下降；操作手柄向前运动，控制铲斗1水平远离；操作手柄向后运动，控制铲斗1水平靠近。

第一输入是改变铲斗1在竖直方向上和水平方向上位置的控制指令，响应于第一输入，控制挖掘机铲斗1达到目标位置。

第一输入是移动铲斗1的目标位置，当前位姿信息是铲斗1的当前位置，控制铲斗1从当前位置到达目标位置，控制斗杆2和动臂3进行动作。

以当前位姿信息为基础，第一输入为目标，计算到达目标位置斗杆2和动臂3进行动作分别需要的幅度以及方向，并计算控制斗杆2和动臂3进行动作的对应油缸所需的第一开度和第二开度。

斗杆油缸与斗杆2相连，斗杆油缸的开度达到第一开度，斗杆2进行相应的动作；动臂油缸和动臂3相连，动臂油缸的开度达到第二开度，动臂3进行相应的动作。

斗杆油缸以第一开度控制斗杆2动作，动臂油缸以第二开度控制动臂3动作，斗杆2和动臂3完成对应开度的动作后，铲斗1的位置发生改变，铲斗1从当前位置到达目标位置。

通过结合第一输入和当前位姿信息，计算斗杆2和动臂3对应油缸的第一开度和第二开度，控制斗杆2和动臂3完成对应开度的动作，使得铲斗1从当前位置达到目标位置，提高铲斗位置的控制精度。

下面对本发明提供的挖掘机控制系统进行描述，下文描述的挖掘机控制系统是基于上文描述的挖掘机控制方法进行控制的。

本发明提供的一种挖掘机控制系统，如图8所示，包括：第一控制部件、斗杆油缸、动臂油缸、控制器83以及主阀84。

控制器83与第一控制部件及主阀84电连接，接收第一控制部件的第一输入，通过主阀84控制斗杆油缸和动臂油缸的开度，进而控制斗杆2和动臂3动作。

主阀84与斗杆油缸以及动臂油缸以液压驱动形式连接，控制斗杆油缸和动臂油缸中液体的压力、流量和方向，驱动斗杆2和动臂3进行动作。

铲斗1的位置是由动臂3和斗杆2的位置共同决定的，动臂油缸和斗杆油缸分别驱动动臂3和斗杆2动作，从而实现铲斗位置的改变。

控制器83设置为基于第一控制部件的第一输入以及铲斗1的当前位姿信息，控制主阀84通过斗杆油缸和动臂油缸，控制挖掘机的斗杆2和动臂3动作。

挖掘机铲斗1的当前位姿信息是铲斗1当前所处的位置，可通过用户直接肉眼观察或测量工具测量，进行大致确定；也可以通过其他测量仪器，进行精确确定。

如图7所示，铲斗1的当前位姿信息包括铲斗1的垂直高度信息H和水平距离信息L。

铲斗1的垂直高度信息H可以为铲斗1相对于行走机构5所接触的地面的竖直方向上的距离，水平距离信息L可以为铲斗1相对于驾驶室4水平方向上的距离。

第一控制部件是第一输入的输入装置，其中，第一控制部件可以表现为如下至少一种方式：

其一，第一控制部件可以为实体控制部件，如手柄或按钮等。

第一控制部件为手柄时，接收用户的第一输入，可以表现为，接收用户操作手柄不同方向上的指向信息。

第一控制部件为按钮时，接收用户的第一输入，可以表现为，接收用户按压对应的按钮的第一输入，第一输入也可以为同时按压多个按钮的组合操作。

其二、第一控制部件可以为虚拟控制部件，对第一控制部件的第一输入包括但不限于点击输入、滑动输入、按压输入和语音输入等。

第一输入为点击输入、滑动输入和按压输入等触控输入时，接收用户的第一输入，可以表现为，接收用户在控制端显示屏的显示区域内，对目标控件的触控操作。

第一输入为语音输入时，接收用户的第一输入，可以表现为，控制端接收如“铲斗挖掘”或“铲斗卸载”等语音。

当然，第一控制部件和第一输入也可以表现为其他形式，具体可根据实际需要决定，本发明实施例对此不作限定。

需要说明的是，第一控制部件可以在驾驶室4内，也可以设置于驾驶室4外，便于用户远程进行挖掘机的作业操作。

其中，第一输入指控制铲斗1沿竖向或水平方向运动，也即，第一输入是改变铲斗1在竖直方向上和水平方向上位置的控制指令，表现为控制挖掘机铲斗1达到目标位置的输入。

具体实施时，第一控制部件适于朝多个方向运动，操作第一控制部件朝多个方向运动，对应控制铲斗1沿竖向或水平方向上运动。

其中，第一输入包括如下操作中的至少一种：

其一、操作挖掘机的第一控制部件朝第一方向运动，控制器83控制铲斗1垂直上升；

其二、操作挖掘机的第一控制部件朝第二方向运动，控制器83控制铲斗1垂直下降；

其三、操作挖掘机的第一控制部件朝第三方向运动，控制器83控制铲斗1水平远离；

其四、操作挖掘机的第一控制部件朝第四方向运动，控制器83控制铲斗1水平靠近。

结合挖掘机铲斗1的当前位姿信息，控制挖掘机铲斗1达到目标位置的第一输入，能够得到铲斗1从当前位置达到目标位置，斗杆2和动臂3进行动作，需要移动的距离以及方向。

在控制铲斗位置改变时，以当前位姿信息为基础，结合第一输入的目标位置，能有效提高铲斗位置变化的精度。

根据本发明提供的挖掘机控制系统，通过第一控制部件接收第一输入和铲斗的当前位姿信息，控制挖掘机的斗杆和动臂运动，实现挖掘机铲斗位置的直接控制，使得挖掘机控制更加直观和简洁，并且能够提高控制铲斗位置的控制精度。

在一些实施例中，如图2和图3所示，第一控制部件为第一手柄20，第一手柄20在挖掘机驾驶室4内横置。

通过第一手柄20接收的第一输入包括如下操作中的至少一种：

其一、操作第一手柄20朝上运动，控制器83控制铲斗1垂直上升；

其二、操作第一手柄20朝下运动，控制器83控制铲斗1垂直下降；

其三、操作第一手柄20朝前运动，控制器83控制铲斗1水平远离；

其四、操作第一手柄20朝后运动，控制器83控制铲斗1水平靠近。

第一手柄20在驾驶室4内横置，手柄由原先竖直放置状态的向前、向后、向左和向右的运动方向，变为了向上、向下、向前和向后的运动方向。

将第一手柄20水平横置，由上下方向的指向直接控制铲斗1竖直方向的位置变化，由前后方向的指向直接控制铲斗1水平方向的位置变化，使得第一手柄20的操作更加直观。

具体实施时，还可以设置一个第二手柄40，以第二手柄40为第二控制部件。

第二手柄40适于朝多个方向运动，对应不同的第二输入，对应控制机身的左后回转以及铲斗1挖掘和卸载。

如图4和图5所示，操作第二手柄40朝上运动，控制器83控制机身左回转；操作第二手柄40朝下运动，控制器83控制机身右回转；操作第二手柄40朝前运动，控制器83控制铲斗1卸载；操作第二手柄40朝后运动，控制器83控制铲斗1挖掘。

如图6所示，第一手柄20和第二手柄40相对设置，横置于驾驶室4内；驾驶室4内还有第一踏板61和第二踏板62，竖置于驾驶室4内。

需要说明的是，图6中右边的操作手柄为第一手柄20，左边的操作手柄为第二手柄40，只是用于清楚地表述位置关系，在实际应用过程中，可以根据用户的惯用方式进行切换。

具体实施时，可以通过功能切换按钮或其他切换方式，将右边的第一手柄20切换为第二手柄40，左边的第二手柄40切换为第一手柄20。

将第一手柄20水平横置于驾驶室4内，通过操作第一手柄20的前后上下移动直接控制铲斗1竖直方向和水平方向上位置的改变，使得第一手柄20对铲斗位置的控制操作更加直观，降低操作难度，能使用户快速熟练掌握操作技术，从而提高作业效率。

在一些实施例中，该系统还包括：斗杆位姿传感器81和动臂位姿传感器82，斗杆，位姿传感器81安装于斗杆2上，动臂位姿传感器82安装于动臂3上；控制器83设置为基于斗杆位姿传感器81获取的第一角度信息、动臂位姿传感器82获取的第二角度信息、斗杆2的长度及动臂3的长度，确定当前位姿信息。

结合斗杆位姿传感器81和动臂位姿传感器82测量的斗杆2和动臂3角度信息，以及挖掘机本身的尺寸信息，根据机构运动学理论可计算出铲斗1的当前位姿信息。

在斗杆2上安装斗杆位姿传感器81，实时测量斗杆2的第一角度信息；并在动臂3上安装动臂位姿传感器82，实时测量动臂3的第二角度信息。

其一，斗杆位姿传感器81和动臂位姿传感器82可以为倾角传感器。

斗杆位姿传感器81测量的第一角度信息是斗杆2的倾斜角度，动臂位姿传感器82测量的第二角度信息是动臂3的倾斜角度。

结合第一角度信息、第二角度信息、斗杆2的长度及动臂3的长度，根据机构运动学理论，可以计算得到铲斗1的当前位置，也即铲斗1的当前位姿信息。

其二，斗杆位姿传感器81和动臂位姿传感器82也可以为角度传感器。

斗杆位姿传感器81测量的第一角度信息是斗杆2的旋转角度，动臂位姿传感器82测量的第二角度信息是动臂3的旋转角度。

结合第一角度信息、第二角度信息、斗杆2的长度及动臂3的长度，根据机构运动学理论，可以计算得到铲斗1的当前位姿信息。

通过斗杆2和动臂3角度信息以及挖掘机本身的尺寸信息，根据机构运动学理论，计算出铲斗1的当前位姿信息，根据当前位姿信息以及挖掘机的作业需求，能够提高挖掘机铲斗位置变化的精度。

在一些实施例中，控制器83设置为基于第一控制部件的第一输入以及铲斗1的当前位姿信息，计算斗杆油缸的第一开度以及动臂油缸的第二开度；

并且，控制器83设置为以第一开度，控制主阀84，通过斗杆油缸控制斗杆2动作；控制器83设置为以第二开度，控制主阀84，通过动臂油缸控制动臂3动作。

第一输入是改变铲斗1在竖直方向上和水平方向上位置的控制指令，响应于第一输入，控制器83控制挖掘机铲斗1达到目标位置。

第一输入是移动铲斗1的目标位置，当前位姿信息是铲斗1的当前位置，控制铲斗1从当前位置到达目标位置，控制斗杆2和动臂3进行动作。

根据第一输入以及当前位姿信息，计算第一开度以及第二开度；斗杆油缸以第一开度控制斗杆2动作，动臂油缸以第二开度控制动臂3动作。

以当前位姿信息为基础，第一输入为目标，计算到达目标位置斗杆2和动臂3进行动作分别需要的幅度以及方向，并计算控制斗杆2和动臂3进行动作的对应油缸所需的第一开度和第二开度。

斗杆油缸与斗杆2相连，斗杆油缸的开度达到第一开度，斗杆2进行相应的动作；动臂油缸和动臂3相连，动臂油缸的开度达到第二开度，动臂3进行相应的动作。

斗杆油缸控制斗杆2动作，斗杆油缸控制动臂3动作，斗杆2和动臂3完成对应开度的动作后，铲斗位置发生改变，铲斗1从当前位置到达目标位置。

通过结合第一输入和当前位姿信息，计算斗杆2和动臂3对应油缸的第一开度和第二开度，控制斗杆2和动臂3完成对应开度的动作，使得铲斗1从当前位置达到目标位置，能够提高铲斗位置的控制精度。

下面对本发明提供的挖掘机控制装置进行描述，下文描述的挖掘机控制装置与上文描述的挖掘机控制方法可相互对应参照。

如图9所示，本发明提供一种挖掘机控制装置，包括：

获取模块910，用于获取挖掘机铲斗1的当前位姿信息；

接收模块920，用于接收用户的第一输入，其中，第一输入指控制铲斗1沿竖向和/或水平方向运动；

响应模块930，用于响应于第一输入，结合铲斗1的当前位姿信息，控制挖掘机的斗杆2和动臂3动作。

根据本发明提供的挖掘机控制装置，通过结合第一输入和铲斗的当前位姿信息，控制挖掘机的斗杆和动臂运动，实现挖掘机铲斗位置的直接控制，使得挖掘机的控制更加直观和简洁，并且能够提高铲斗位置的控制精度。

在一些实施例中，接收模块920中接收的第一输入包括如下操作中的至少一种：

其一、操作挖掘机的第一控制部件朝第一方向运动，以控制铲斗1垂直上升；

其二、操作挖掘机的第一控制部件朝第二方向运动，以控制铲斗1垂直下降；

其三、操作挖掘机的第一控制部件朝第三方向运动，以控制铲斗1水平远离；

其四、操作挖掘机的第一控制部件朝第四方向运动，以控制铲斗1水平靠近。

在一些实施例中，第一控制部件为第一手柄，第一手柄在挖掘机的驾驶室内横置；

接收模块920中接收的第一输入包括如下操作中的至少一种：

其一、操作第一手柄朝上运动，以控制铲斗1垂直上升；

其二、操作第一手柄朝下运动，以控制铲斗1垂直下降；

其三、操作第一手柄朝前运动，以控制铲斗1水平远离；

其四、操作第一手柄朝后运动，以控制铲斗1水平靠近。

在一些实施例中，获取模块910，还用于获取斗杆2的第一角度信息以及动臂3的第二角度信息；根据第一角度信息、第二角度信息、斗杆2的长度及动臂3的长度，确定铲斗1的当前位姿信息。

在一些实施例中，响应模块930，用于根据第一输入以及铲斗1的当前位姿信息，计算斗杆油缸的第一开度以及动臂油缸的第二开度；其中，斗杆油缸用于控制斗杆2动作，动臂油缸用于控制动臂3动作。

图10示例了一种电子设备的实体结构示意图，如图10所示，该电子设备可以包括：处理器(processor)1010、通信接口(Communications Interface)1020、存储器(memory)1030和通信总线1040，其中，处理器1010，通信接口1020，存储器1030通过通信总线1040完成相互间的通信。处理器1010可以调用存储器1030中的逻辑指令，以执行挖掘机控制方法，该方法包括：获取挖掘机铲斗的当前位姿信息；接收用户的第一输入，其中，第一输入指控制铲斗沿竖向和/或水平方向运动；响应于第一输入，结合铲斗的当前位姿信息，控制挖掘机的斗杆和动臂动作。

此外，上述的存储器1030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方法的全部或部分步骤。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。

另一方面，本发明还提供一种计算机程序产品，所述计算机程序产品包括存储在非暂态计算机可读存储介质上的计算机程序，所述计算机程序包括程序指令，当所述程序指令被计算机执行时，计算机能够执行上述各方法所提供的挖掘机控制方法，该方法包括：获取挖掘机铲斗的当前位姿信息；接收用户的第一输入，其中，第一输入指控制铲斗沿竖向和/或水平方向运动；响应于第一输入，结合铲斗的当前位姿信息，控制挖掘机的斗杆和动臂动作。

又一方面，本发明还提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现以执行上述各提供的挖掘机控制方法，该方法包括：获取挖掘机铲斗的当前位姿信息；接收用户的第一输入，其中，第一输入指控制铲斗沿竖向和/或水平方向运动；响应于第一输入，结合铲斗的当前位姿信息，控制挖掘机的斗杆和动臂动作。

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)执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。

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)

1.一种挖掘机控制方法，其特征在于，包括：

获取挖掘机铲斗的当前位姿信息；

接收用户的第一输入，其中，所述第一输入指控制所述铲斗沿竖向和/或水平方向运动；

响应于所述第一输入，结合所述铲斗的当前位姿信息，控制所述挖掘机的斗杆和动臂动作。

2.根据权利要求1所述的挖掘机控制方法，其特征在于，所述接收用户的第一输入，包括：

通过第一控制部件接收用户的所述第一输入，所述第一控制部件为第一手柄，所述第一手柄在所述挖掘机的驾驶室内横置；

所述第一输入包括如下操作中的至少一种：

操作所述第一手柄朝上运动，以控制所述铲斗垂直上升；

操作所述第一手柄朝下运动，以控制所述铲斗垂直下降；

操作所述第一手柄朝前运动，以控制所述铲斗水平远离；

操作所述第一手柄朝后运动，以控制所述铲斗水平靠近。

3.根据权利要求1或2所述的挖掘机控制方法，其特征在于，所述获取挖掘机铲斗的当前位姿信息，包括：

获取所述斗杆的第一角度信息以及所述动臂的第二角度信息；

根据所述第一角度信息、所述第二角度信息、所述斗杆的长度及所述动臂的长度，确定所述铲斗的当前位姿信息。

4.根据权利要求1或2所述的挖掘机控制方法，其特征在于，所述响应于所述第一输入，结合所述铲斗的当前位姿信息，控制所述挖掘机的斗杆和动臂动作，包括：

根据所述第一输入以及所述铲斗的当前位姿信息，计算斗杆油缸的第一开度以及动臂油缸的第二开度；

其中，所述斗杆油缸用于控制所述斗杆动作，所述动臂油缸用于控制所述动臂动作。

5.一种挖掘机控制系统，其特征在于，包括：第一控制部件、斗杆油缸、动臂油缸、控制器以及主阀；

所述控制器与所述第一控制部件及所述主阀电连接；

所述主阀与所述斗杆油缸以及所述动臂油缸以液压驱动形式连接；

所述控制器设置为基于所述第一控制部件的第一输入以及铲斗的当前位姿信息，控制所述主阀通过所述斗杆油缸和所述动臂油缸，控制所述挖掘机的斗杆和动臂动作；

其中，所述第一输入指控制所述铲斗沿竖向和/或水平方向运动。

6.根据权利要求5所述的挖掘机控制系统，其特征在于，所述第一控制部件为第一手柄，所述第一手柄在挖掘机驾驶室内横置；

所述第一输入包括如下操作中的至少一种：

操作所述第一手柄朝上运动，所述控制器控制所述铲斗垂直上升；

操作所述第一手柄朝下运动，所述控制器控制所述铲斗垂直下降；

操作所述第一手柄朝前运动，所述控制器控制所述铲斗水平远离；

操作所述第一手柄朝后运动，所述控制器控制所述铲斗水平靠近。

7.根据权利要求5所述的挖掘机控制系统，其特征在于，还包括：斗杆位姿传感器和动臂位姿传感器；

所述斗杆位姿传感器安装于所述斗杆上，所述动臂位姿传感器安装于所述动臂上；

所述控制器设置为基于所述斗杆位姿传感器获取的第一角度信息、所述动臂位姿传感器获取的第二角度信息、所述斗杆的长度及所述动臂的长度，确定所述铲斗的当前位姿信息。

8.一种挖掘机控制装置，其特征在于，包括：

获取模块，用于获取挖掘机铲斗的当前位姿信息；

接收模块，用于接收用户的第一输入，其中，所述第一输入指控制所述铲斗沿竖向和/或水平方向运动；

响应模块，用于响应于所述第一输入，结合所述铲斗的当前位姿信息，控制所述挖掘机的斗杆和动臂动作。

9.一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现如权利要求1至4任一项所述挖掘机控制方法的步骤。

10.一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至4任一项所述挖掘机控制方法的步骤。

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