CN113566943A - 挖掘机的物料称重方法、装置、挖掘机及可读存储介质 - Google Patents

挖掘机的物料称重方法、装置、挖掘机及可读存储介质 Download PDF

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Abstract

本发明涉及物料装卸技术领域，公开了一种挖掘机的物料称重方法、装置、挖掘机及可读存储介质。其中，该方法包括：获取动臂油缸的力矩、挖掘装置的质量力矩以及铲斗物料重心到动臂轴销的距离，其中挖掘装置包括动臂、斗杆和铲斗；计算动臂油缸的力矩与挖掘装置的质量力矩之间的差值；基于差值与铲斗物料重心到动臂轴销的距离的比值，确定铲斗物料重量。通过实施本发明，实现了铲斗物料重量的自动称重，无需介入人为判断，从而能够有效监测挖掘机的挖掘量，便于合理分配挖掘机的工作时间。

Description

挖掘机的物料称重方法、装置、挖掘机及可读存储介质
技术领域
本发明涉及物料装卸技术领域，具体涉及一种挖掘机的物料称重方法、装置、挖掘机及可读存储介质。
背景技术
挖掘机作为机械行业中应用广泛的挖掘工具，其在实际中经常配合卡车来完成矿石、沙土等物料的装卸。为了提高挖掘机生产力通常在挖掘机上配置称重系统以准确记录工作量，减少过磅时间，避免超载过载，并有利于合理安排挖掘机工作时间，延长挖掘机使用寿命。目前挖掘机上配置的称重系统主要依赖动态倾角传感器获取位姿和运动学信息进行称重计算。对于配备有数字油缸的挖掘机，尽管无需使用倾角传感器，通过数字油缸输出的位移信号即可计算挖掘机工作装置位姿，但是对于挖掘机物料的称重仍需要人为介入判断，难以实现物料的自动称重。
发明内容
有鉴于此，本发明实施例提供了一种挖掘机的物料称重方法、装置、挖掘机及可读存储介质，以解决挖掘机物料难以实现自动称重的问题。
根据第一方面，本发明实施例提供了一种挖掘机的物料称重方法，包括：获取动臂油缸的力矩、挖掘装置的质量力矩以及铲斗物料重心到动臂轴销的距离，所述挖掘装置包括动臂、斗杆和铲斗；计算所述动臂油缸的力矩与所述挖掘装置的质量力矩之间的差值；基于所述差值与所述铲斗物料重心到动臂轴销的距离的比值，确定铲斗物料重量。
本发明实施例提供的挖掘机的物料称重方法，通过获取动臂油缸的力矩、挖掘装置的质量力矩以及铲斗物料重心到动臂轴销的距离，计算动臂油缸的力矩与挖掘装置的质量力矩之间的差值，再基于差值与铲斗物料重心到动臂轴销的距离的比值，确定铲斗物料重量。由此实现了铲斗物料重量的自动称重，无需介入人为判断，从而能够有效监测挖掘机的挖掘量，便于合理分配挖掘机的工作时间。
结合第一方面，在第一方面的第一实施方式中，所述铲斗物料重心到动臂轴销的距离，包括：获取轴销距离、挖掘装置的油缸位移；其中，所述轴销距离包括动臂的第一轴销距离和斗杆的第二轴销距离；基于所述挖掘装置的油缸位移，计算所述动臂与水平面之间的第一夹角、所述斗杆与水平面之间的第二夹角以及所述铲斗与水平面之间的第三夹角；基于所述第一轴销距离、所述第二轴销距离、所述第一夹角、所述第二夹角以及所述第三夹角，确定铲斗物料重心到动臂轴销的距离。
本发明实施例提供的挖掘机的物料称重方法，通过获取轴销距离、挖掘装置的油缸位移，并基于挖掘装置的油缸位移，分别计算出动臂与水平面之间的第一夹角、斗杆与水平面之间的第二夹角以及铲斗与水平面之间的第三夹角，再基于第一轴销距离、第二轴销距离、第一夹角、第二夹角以及第三夹角，计算出铲斗物料重心到动臂轴销的距离。由此无需在挖掘机上设置动态倾角传感器，通过油缸位移即可确定出挖掘装置各部件与水平面之间的夹角，节省了挖掘机的使用成本。
结合第一方面第一实施方式，在第一方面的第二实施方式中，所述获取动臂油缸的力矩，包括：获取所述动臂油缸的实时推力以及所述实时推力对所述动臂轴销的力臂；计算所述实时推力与所述力臂的乘积值，得到动臂油缸力矩。
结合第一方面第二实施方式，在第一方面的第三实施方式中，获取所述实时推力对所述动臂轴销的力臂，包括：获取挖掘机上车身与所述挖掘装置之间的几何信息，以及所述挖掘机上车身与水平面之间的第四夹角；基于所述第四夹角、所述第一夹角以及所述几何信息，确定出所述动臂轴销到所述动臂油缸的垂直距离；其中，所述垂直距离为所述实时推力对所述动臂轴销的力臂。
结合第一方面第二实施方式，在第一方面的第四实施方式中，获取所述动臂油缸的实时推力，包括：获取所述动臂油缸的有杆腔压力、无杆腔压力以及油缸尺寸参数；基于所述有杆腔压力、所述无杆腔压力以及所述油缸尺寸参数，确定所述动臂油缸的实时推力。
本发明实施例提供的挖掘机的物料称重方法，通过获取动臂油缸的有杆腔压力、无杆腔压力以及油缸尺寸参数，确定动臂油缸的实时推力，并通过获取挖掘机上车身与所述挖掘装置之间的几何信息，以及挖掘机上车身与水平面之间的第四夹角，确定出实时推力对动臂轴销的力臂，计算实时推力与力臂的乘积值，得到动臂油缸力矩，以便根据力矩平衡原理计算出铲斗物料重量，由此实现铲斗物料的自动称重。
结合第一方面，在第一方面的第五实施方式中，所述挖掘机的物料称重方法还包括：获取挖掘机在物料挖掘过程中的工作状态；基于不同的所述工作状态下所述铲斗中物料的实时重量，确定所述铲斗物料重量。
本发明实施例提供的挖掘机的物料称重方法，通过获取挖掘机在物料挖掘过程中的工作状态，分别确定处于不同工作状态时的铲斗物料重量，由此实现了挖掘过程中铲斗物料重量的实时称重，便于用户根据各个挖掘机的铲斗物料重量合理安排挖掘机的工作时间，以延长挖掘机的使用寿命。
结合第一方面第五实施方式，在第一方面的第六实施方式中，所述挖掘机的物料称重方法还包括：累计所述物料挖掘过程中的所述铲斗物料重量，得到累计物料重量；判断所述累计物料重量是否超过预设目标装载量；当所述累计物料重量超过所述预设目标装载量时，发出警报信息。
本发明实施例提供的挖掘机的物料称重方法，通过累计物料挖掘过程中的铲斗物料重量，得到挖掘机的累计物料重量，并在累计物料重量超过预设目标装载量时，发出警报信息，避免出现因卡车过载而造成用户被罚款情况。
根据第二方面，本发明实施例提供了一种挖掘机的物料称重装置，包括：获取模块，用于获取动臂油缸的力矩、挖掘装置的质量力矩以及铲斗物料重心到动臂轴销的距离，所述挖掘装置包括动臂、斗杆和铲斗；第一计算模块，用于计算所述动臂油缸的力矩与所述挖掘装置的质量力矩之间的差值；第二计算模块，用于基于所述差值与所述铲斗物料重心到动臂轴销的距离的比值，确定铲斗物料重量。
本发明实施例提供的挖掘机的物料称重装置，通过获取动臂油缸的力矩、挖掘装置的质量力矩以及铲斗物料重心到动臂轴销的距离，计算动臂油缸的力矩与挖掘装置的质量力矩之间的差值，再基于差值与铲斗物料重心到动臂轴销的距离的比值，确定铲斗物料重量。由此实现了铲斗物料重量的自动称重，无需介入人为判断，从而能够有效监测挖掘机的挖掘量，便于合理分配挖掘机的工作时间。
根据第三方面，本发明实施例提供了一种挖掘机，包括：存储器和处理器，所述存储器和所述处理器之间互相通信连接，所述存储器中存储有计算机指令，所述处理器通过执行所述计算机指令，从而执行第一方面或第一方面任一实施方式所述的挖掘机的物料称重方法。
根据第四方面，本发明实施例提供了一种电子设备，包括：存储器和处理器，所述存储器和所述处理器之间互相通信连接，所述存储器中存储有计算机指令，所述处理器通过执行所述计算机指令，从而执行第一方面或第一方面任一实施方式所述的挖掘机的物料称重方法。
根据第五方面，本发明实施例提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机指令，所述计算机指令用于使计算机执行第一方面或第一方面任一实施方式所述的挖掘机的物料称重方法。
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是根据本发明实施例的挖掘机的物料称重方法的流程图；
图2是根据本发明实施例的挖掘机的物料称重方法的另一流程图；
图3是根据本发明实施例的挖掘机的物料称重方法的另一流程图；
图4是根据本发明实施例的挖掘机上车身、动臂、斗杆及铲斗的示意图；
图5是根据本发明实施例的挖掘机的物料称重装置的结构框图；
图6是本发明实施例提供的挖掘机的硬件结构示意图。
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。
为了提高挖掘机生产力通常在挖掘机上配置称重系统以准确记录工作量，减少过磅时间，避免超载过载，并有利于合理安排挖掘机工作时间，延长挖掘机使用寿命。目前挖掘机上配置的称重系统主要依赖动态倾角传感器获取位姿和运动学信息进行称重计算。对于配备有数字油缸的挖掘机，尽管无需使用倾角传感器，通过数字油缸输出的位移信号即可计算挖掘机工作装置位姿，但是对于挖掘机物料的称重仍需要人为介入判断，难以实现物料的自动称重。
基于此，本发明技术方案通过在挖掘机上设置数字油缸，并基于数字油缸的位移实现每一铲斗物料的自动称重，无需介入人为判断，从而能够有效监测挖掘机的挖掘量。
根据本发明实施例，提供了一种挖掘机的物料称重方法的实施例，需要说明的是，在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行，并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。
在本实施例中提供了一种挖掘机的物料称重方法，可用于挖掘机等工程机械设备上，图1是根据本发明实施例的挖掘机的物料称重方法的流程图，如图1所示，该流程包括如下步骤：
S11，获取动臂油缸的力矩、挖掘装置的质量力矩以及铲斗物料重心到动臂轴销的距离，其中，挖掘装置包括动臂、斗杆和铲斗。
挖掘机的动臂、斗杆、铲斗上分别安装数字油缸，如图4所示，动臂油缸的力矩为动臂上设置的数字油缸所产生的力矩。挖掘装置的质量力矩为挖掘装置质量所产生的力矩，具体地，挖掘装置设置在挖掘机上车身，包括动臂、斗杆和铲斗。其中，挖掘机工作装置质量产生的力矩可由以下公式获得：
Mmass＝m1gρ1cos(α1+θ1)+m2g(l1cosα1+ρ2cos(α2+θ2))+m3g(l1cosα1+l2cosα2+ρ3cos(α3+θ3))
其中，(ρ1,θ1)、(ρ2,θ2)和(ρ3,θ3)分别为动臂、斗杆和铲斗的重心极坐标，其可以根据出厂标定进行确定；m1、m2以及m3分别为动臂、斗杆和铲斗的质量，其可以根据过出厂标定确定。
铲斗物料重心到动臂轴销的距离为铲斗满载物料时的重心到动臂轴销(与挖掘机上车身所连接轴销)的距离。该距离可以根据动臂的尺寸及其与水平面的夹角、斗杆尺寸及其与水平面的夹角以及铲斗尺寸及其与水平面的夹角计算得到。
S12，计算动臂油缸的力矩与挖掘装置的质量力矩之间的差值。
若动臂油缸的力矩为MF，挖掘装置的质量力矩为Mmass，则计算动臂油缸的力矩与挖掘装置的质量力矩之间的差值为：MF-Mmass。
S13，基于差值与铲斗物料重心到动臂轴销的距离的比值，确定铲斗物料重量。
在得到动臂油缸的力矩、挖掘装置的质量力矩与铲斗物料重心到动臂轴销的距离后，利用力矩平衡公式即可计算得到铲斗物料重量。具体地，动臂油缸的力矩与挖掘装置的质量力矩之间的差值为MF-Mmass，铲斗物料重量为m，铲斗物料重心到动臂轴销的距离为lm，则根据力矩平衡公式可以得到：MF-Mmass＝mglm，从而可以根据差值MF-Mmass与铲斗物料重心到动臂轴销的距离lm的比值，计算得到铲斗物料重量m。
本实施例提供的挖掘机的物料称重方法，通过获取动臂油缸的力矩、挖掘装置的质量力矩以及铲斗物料重心到动臂轴销的距离，计算动臂油缸的力矩与挖掘装置的质量力矩之间的差值，再基于差值与铲斗物料重心到动臂轴销的距离的比值，确定铲斗物料重量。由此实现了铲斗物料重量的自动称重，无需介入人为判断，从而能够有效监测挖掘机的挖掘量，便于合理分配挖掘机的工作时间。
在本实施例中提供了一种挖掘机的物料称重方法，可用于挖掘机，图2是根据本发明实施例的挖掘机的物料称重方法的流程图，如图2所示，该流程包括如下步骤：
S21，获取动臂油缸的力矩、挖掘装置的质量力矩以及铲斗物料重心到动臂轴销的距离，其中，挖掘装置包括动臂、斗杆和铲斗。
具体地，上述步骤S21中铲斗物料重心到动臂轴销的距离的计算步骤可以包括：
S211，获取轴销距离、挖掘装置的油缸位移；其中，轴销距离包括动臂的第一轴销距离和斗杆的第二轴销距离。
动臂分别通过轴销与上车身和斗杆连接，斗杆分别通过轴销与动臂和铲斗连接，此处的轴销距离为动臂两端轴销对应的第一轴销距离以及斗杆两端轴销对应的第二轴销距离，如图4所示。挖掘装置的油缸位移包括动臂油缸的位移、斗杆油缸的位移以及铲斗油缸的位移，动臂油缸的位移可以通过动臂上设置的数字油缸获取，斗杆油缸的位移可以通过斗杆上设置的数字油缸获取，铲斗油缸的位移则可以通过铲斗上设置的数字油缸获取。
S212，获取挖掘机上车身与水平面之间的第四夹角，基于挖掘装置的油缸位移以及所述第四夹角，计算动臂与水平面之间的第一夹角、斗杆与水平面之间的第二夹角以及铲斗与水平面之间的第三夹角。
挖掘机上车身与水平面之间的第四夹角α0可以通过设置在挖掘机上车身的惯性质量单元测量得到。在挖掘机动臂，斗杆，铲斗分别安装数字油缸，并在获取到三个数字油缸的位移d1、d2、d3后，通过三个数字油缸位移以及挖掘装置的尺寸(动臂，斗杆，铲斗的尺寸，包括长度、轴销位置以及数字油缸位置等)，根据挖掘装置的尺寸与数字油缸的位移，并结合动臂、斗杆、铲斗与数字油缸之间几何关系分别计算动臂与水平面之间的第一夹角α1、斗杆与水平面之间的第二夹角α2以及铲斗与水平面之间的第三夹角α3。以α1为例，通过动臂数字油缸位移获取动臂对应的数字油缸长度lDE，利用余弦定理可求出∠DOE。第一夹角α1角可由以下公式求得：
α1＝∠DOE-∠AOE+α0-∠x0OD
其中，∠AOE与∠x0OD为固定角度。
第二夹角α2以及第三夹角α3均可以通过上述方法计算得到，此处不再赘述。
S213，基于第一轴销距离、第二轴销距离、第一夹角、第二夹角以及第三夹角，确定铲斗物料重心到动臂轴销的距离。
挖掘机可以根据动臂与水平面之间的第一夹角、斗杆与水平面之间的第二夹角以及铲斗与水平面之间的第三夹角，结合动臂、斗杆和铲斗三者的尺寸以及三者之间的几何关系，计算得到铲斗满载物料时的重心坐标。再根据第一轴销距离、第二轴销距离、第一夹角、第二夹角以及重心坐标，计算得到铲斗物料重心到动臂轴销的距离：
lm＝l1cosα1+l2cosα2+ρ3cos(α3+θ3)
其中，l1为动臂对应的第一轴销距离；l2为斗杆对应的第二轴销距离；α1为动臂与水平面之间的第一夹角；α2为斗杆与水平面之间的第二夹角；(ρ3,θ3)为铲斗物料重心坐标。由于物料在铲斗中实际位置为不确定量，物料重心在挖掘完成后与铲斗自身重心重合，因此可以铲斗自身重心作为物料重心。
具体地，上述步骤S21中获取动臂油缸的力矩，可以包括：
S214，获取动臂油缸的实时推力以及实时推力对动臂轴销的力臂。
动臂油缸的实时推力为动臂上设置的数字油缸所产生的推力，实时推力对动臂轴销的力臂为动臂轴销到实时推力作用线的垂直距离。
具体地，获取动臂油缸的实时推力的步骤可以包括：
(1)获取动臂油缸的有杆腔压力、无杆腔压力以及油缸尺寸参数。
数字油缸包括有杆腔和无杆腔，动臂上设置的数字油缸的有杆腔和无杆腔上均设置有压力传感器，以获取动臂油缸的有杆腔压力和无杆腔压力。油缸尺寸参数包括油缸活塞面积和油缸活塞杆面积，油缸尺寸参数可以在安装数字油缸时输入挖掘机存储器，挖掘机在计算油缸实时推力时则可以调取动臂上设置的数字油缸的尺寸参数。
(2)基于有杆腔压力、无杆腔压力以及油缸尺寸参数，确定动臂油缸的实时推力。
根据有杆腔压力、无杆腔压力以及油缸尺寸参数，可以得到动臂油缸的实时推力，其计算公式如下：
F＝p1A1-p2(A1-A2)+Ff
其中，F为动臂油缸的实时推力；p1为有杆腔压力；p2为无杆腔压力；A1为动臂油缸的活塞面积；A2为动臂油缸的活塞杆面积；Ff为摩擦力。
具体地，获取实时推力对动臂轴销的力臂的步骤可以包括：
(1)获取挖掘机上车身与挖掘装置之间的几何信息。
几何信息用于表征动臂、斗杆、铲斗与挖掘机上车身之间的几何位置关系，该几何信息可以基于动臂、斗杆和铲斗的尺寸信息，动臂、斗杆和铲斗之间的连接位置以及动臂与上车身的连接位置确定。
(2)基于第四夹角、第一夹角以及几何信息，确定出动臂轴销到动臂油缸的垂直距离，其中，垂直距离为实时推力对动臂轴销的力臂。
通过与水平面之间的第四夹角α0、动臂与水平面之间的第一夹角α1以及几何信息，计算出动臂轴销到动臂油缸的垂直距离，即动臂油缸的实时推力对动臂轴销的力臂。如图4所示，动臂轴销到动臂油缸的垂直距离计算方法如下：
r＝lODcos∠ODE
Figure BDA0003187518000000091
其中，lOD为动臂轴销到动臂油缸起点的距离；lDE为动臂数字油缸起点到终点的距离；lOE为动臂轴销到动臂数字油终点的距离。
S215，计算实时推力与力臂的乘积值，得到动臂油缸力矩。
根据实时推力以及力臂，可以得到动臂油缸力矩，其计算公式如下：
MF＝r·F
其中，MF为动臂油缸的力矩；F为动臂油缸的实时推力；r为力臂。
S22，计算动臂油缸的力矩与挖掘装置的质量力矩之间的差值。详细说明参见上述实施例对应步骤S12的相关描述，此处不再赘述。
S23，基于差值与铲斗物料重心到动臂轴销的距离的比值，确定铲斗物料重量。详细说明参见上述实施例对应步骤S13的相关描述，此处不再赘述。
本实施例提供的挖掘机的物料称重方法，通过获取轴销距离、挖掘装置的油缸位移，并基于挖掘装置的油缸位移，分别计算出动臂与水平面之间的第一夹角、斗杆与水平面之间的第二夹角以及铲斗与水平面之间的第三夹角，再基于第一轴销距离、第二轴销距离、第一夹角、第二夹角以及第三夹角，计算出铲斗物料重心到动臂轴销的距离。由此无需在挖掘机上设置动态倾角传感器，通过油缸位移即可确定出挖掘装置各部件与水平面之间的夹角，节省了挖掘机的使用成本。通过获取动臂油缸的有杆腔压力、无杆腔压力以及油缸尺寸参数，确定动臂油缸的实时推力，并通过获取挖掘机上车身与所述挖掘装置之间的几何信息，以及挖掘机上车身与水平面之间的第四夹角，确定出实时推力对动臂轴销的力臂，计算实时推力与力臂的乘积值，得到动臂油缸力矩，以便根据力矩平衡原理计算出铲斗物料重量，由此实现铲斗物料的自动称重。
在本实施例中提供了一种挖掘机的物料称重方法，可用于挖掘机，图3是根据本发明实施例的挖掘机的物料称重方法的流程图，如图3所示，该流程包括如下步骤：
S31，获取动臂油缸的力矩、挖掘装置的质量力矩以及铲斗物料重心到动臂轴销的距离，其中，挖掘装置包括动臂、斗杆和铲斗。详细说明参见上述实施例对应步骤S11的相关描述，此处不再赘述。
S32，计算动臂油缸的力矩与挖掘装置的质量力矩之间的差值。详细说明参见上述实施例对应步骤S12的相关描述，此处不再赘述。
S33，基于差值与铲斗物料重心到动臂轴销的距离的比值，确定铲斗物料重量。详细说明参见上述实施例对应步骤S13的相关描述，此处不再赘述。
S34，获取挖掘机在物料挖掘过程中的工作状态。
挖掘机的完整挖掘过程包括挖掘、回转、卸载和回路四个阶段，工作状态用于表征挖掘机当前所处阶段。具体地，挖掘机的处理器可以根据铲斗的角度变化、动臂油缸的位移以及提升速度判断挖掘机处于挖掘阶段还是卸载阶段，可以根据挖掘机上车身的回转角度、角速度以及回转方向判断挖掘机处于回转阶段还是回路阶段，从而实现对工作状态的判定。
S35，基于不同的工作状态下铲斗中物料的实时重量，确定铲斗物料重量。
挖掘机处于不同的工作状态时，其处理器可以根据工作状态的不同计算当前工作状态下铲斗中物料的实时重量。具体地，当挖掘机完成挖掘时，挖掘机的控制器能够根据上述实施例中的铲斗物料重量的计算方法计算当前铲斗中物料的实时重量并予以输出；当挖掘机处于回转阶段时，挖掘机的控制器从历史计算得到的各个铲斗物料重量中选取最稳定的物料重量作为准确称重；当挖掘机处于卸载阶段时，挖掘机的控制器则可以根据上述实施例中的铲斗物料重量的计算方法计算铲斗内的实时物料重量并予以输出，以使挖掘机驾驶员能够了解到物料的卸载状况；当挖掘机处于回路阶段时，挖掘机的控制器则可以将回转阶段确定的准确称重记入挖掘机对应的卡车总载量。
S36，累计物料挖掘过程中的铲斗物料重量，得到累计物料重量。
累计物料重量为挖掘机在回路阶段中卸载到对应卡车中的总物料量。挖掘机的控制器则将每次挖掘过程回转阶段中确定的准确称重累计至挖掘机对应的卡车的当前物料总量，得到挖掘机对应的累计物料重量。
S37，判断累计物料重量是否超过预设目标装载量。
预设目标装载量为目标总装载量的预设比例所对应的物料装载量。其中，目标总装载量可以由用户根据卡车实际容量进行手动输入；预设比例可以为95％，可以为90％，也可以为其他值，此处不作具体限定，本领域技术人员可以根据实际需要确定。
挖掘机的控制器可以对累计物料重量和预设目标装载量进行比较，以确定累计物料重量是否超过预设目标装载量，当累计物料重量超过预设目标装载量时，执行步骤S38，否则继续向卡车进行物料卸载。
S38，发出警报信息。
当累计物料重量超过预设目标装载量时，表示挖掘机的卡车出现超载情况，此时挖掘机可以发出警报信息以提醒用户停止物料卸载。其中，警报信息可以蜂鸣声，可以是语音提醒，也可以是提示灯闪烁，当然还可以为其他形式的警报，此处不作具体限定，本领域技术人员可以根据实际需要确定。
本实施例提供的挖掘机的物料称重方法，通过获取挖掘机在物料挖掘过程中的工作状态，分别确定处于不同工作状态时的铲斗物料重量，由此实现了挖掘过程中铲斗物料重量的实时称重。通过累计物料挖掘过程中的铲斗物料重量，得到挖掘机的累计物料重量，并在累计物料重量超过预设目标装载量时，发出警报信息，避免出现用户因过载而被罚款情况。
在本实施例中还提供了一种挖掘机的物料称重装置，该装置用于实现上述实施例及优选实施方式，已经进行过说明的不再赘述。如以下所使用的，术语“模块”可以实现预定功能的软件和/或硬件的组合。尽管以下实施例所描述的装置较佳地以软件来实现，但是硬件，或者软件和硬件的组合的实现也是可能并被构想的。
本实施例提供一种挖掘机的物料称重装置，如图5所示，包括：
获取模块41，用于获取动臂油缸的力矩、挖掘装置的质量力矩以及铲斗物料重心到动臂轴销的距离，其中，挖掘装置包括动臂、斗杆和铲斗。详细说明参见上述方法实施例对应的相关描述，此处不再赘述。
第一计算模块42，用于计算动臂油缸的力矩与挖掘装置的质量力矩之间的差值。详细说明参见上述方法实施例对应的相关描述，此处不再赘述。
第二计算模块43，用于基于差值与铲斗物料重心到动臂轴销的距离的比值，确定铲斗物料重量。详细说明参见上述方法实施例对应的相关描述，此处不再赘述。
本实施例中的挖掘机的物料称重装置是以功能单元的形式来呈现，这里的单元是指ASIC电路，执行一个或多个软件或固定程序的处理器和存储器，和/或其他可以提供上述功能的器件。
上述各模块的更进一步的功能描述与上述对应实施例相同，在此不再赘述。
本发明实施例还提供一种挖掘机，挖掘机上包括电子设备，该电子设备具有上述图5所示的挖掘机的物料称重装置。
请参阅图6，图6是本发明可选实施例提供的一种电子设备的结构示意图，如图6所示，该电子设备可以包括：至少一个处理器601，例如CPU(Central Processing Unit，中央处理器)，至少一个通信接口603，存储器604，至少一个通信总线602。其中，通信总线602用于实现这些组件之间的连接通信。其中，通信接口603可以包括显示屏(Display)、键盘(Keyboard)，可选通信接口603还可以包括标准的有线接口、无线接口。存储器604可以是高速RAM存储器(Random Access Memory，易挥发性随机存取存储器)，也可以是非不稳定的存储器(non-volatile memory)，例如至少一个磁盘存储器。存储器604可选的还可以是至少一个位于远离前述处理器601的存储装置。其中处理器601可以结合图5所描述的装置，存储器604中存储应用程序，且处理器601调用存储器604中存储的程序代码，以用于执行上述任一方法步骤。
其中，通信总线602可以是外设部件互连标准(peripheral componentinterconnect，简称PCI)总线或扩展工业标准结构(extended industry standardarchitecture，简称EISA)总线等。通信总线602可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。为便于表示，图6中仅用一条粗线表示，但并不表示仅有一根总线或一种类型的总线。
其中，存储器604可以包括易失性存储器(英文：volatile memory)，例如随机存取存储器(英文：random-access memory，缩写：RAM)；存储器也可以包括非易失性存储器(英文：non-volatile memory)，例如快闪存储器(英文：flash memory)，硬盘(英文：hard diskdrive，缩写：HDD)或固态硬盘(英文：solid-state drive，缩写：SSD)；存储器604还可以包括上述种类存储器的组合。
其中，处理器601可以是中央处理器(英文：central processing unit，缩写：CPU)，网络处理器(英文：network processor，缩写：NP)或者CPU和NP的组合。
其中，处理器601还可以进一步包括硬件芯片。上述硬件芯片可以是专用集成电路(英文：application-specific integrated circuit，缩写：ASIC)，可编程逻辑器件(英文：programmable logic device，缩写：PLD)或其组合。上述PLD可以是复杂可编程逻辑器件(英文：complex programmable logic device，缩写：CPLD)，现场可编程逻辑门阵列(英文：field-programmable gate array，缩写：FPGA)，通用阵列逻辑(英文：generic arraylogic,缩写：GAL)或其任意组合。
可选地，存储器604还用于存储程序指令。处理器601可以调用程序指令，实现如本申请图1至图3实施例中所示的挖掘机的物料称重方法。
本发明实施例还提供了一种非暂态计算机存储介质，所述计算机存储介质存储有计算机可执行指令，该计算机可执行指令可执行上述任意方法实施例中的挖掘机的物料称重方法的处理方法。其中，所述存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(Read-OnlyMemory，ROM)、随机存储记忆体(Random Access Memory，RAM)、快闪存储器(FlashMemory)、硬盘(Hard Disk Drive，缩写：HDD)或固态硬盘(Solid-State Drive，SSD)等；所述存储介质还可以包括上述种类的存储器的组合。
虽然结合附图描述了本发明的实施例，但是本领域技术人员可以在不脱离本发明的精神和范围的情况下做出各种修改和变型，这样的修改和变型均落入由所附权利要求所限定的范围之内。

Claims (10)

1.一种挖掘机的物料称重方法，其特征在于，包括：
获取动臂油缸的力矩、挖掘装置的质量力矩以及铲斗物料重心到动臂轴销的距离，所述挖掘装置包括动臂、斗杆和铲斗；
计算所述动臂油缸的力矩与所述挖掘装置的质量力矩之间的差值；
基于所述差值与所述铲斗物料重心到动臂轴销的距离的比值，确定铲斗物料重量。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述铲斗物料重心到动臂轴销的距离，包括：
获取轴销距离、挖掘装置的油缸位移；其中，所述轴销距离包括动臂的第一轴销距离和斗杆的第二轴销距离；
获取挖掘机上车身与水平面之间的第四夹角，基于所述挖掘装置的油缸位移以及所述第四夹角，计算所述动臂与水平面之间的第一夹角、所述斗杆与水平面之间的第二夹角以及所述铲斗与水平面之间的第三夹角；
基于所述第一轴销距离、所述第二轴销距离、所述第一夹角、所述第二夹角以及所述第三夹角，确定铲斗物料重心到动臂轴销的距离。
3.根据权利要求2所述方法，其特征在于，所述获取动臂油缸的力矩，包括：
获取所述动臂油缸的实时推力以及所述实时推力对所述动臂轴销的力臂；
计算所述实时推力与所述力臂的乘积值，得到动臂油缸力矩。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，获取所述实时推力对所述动臂轴销的力臂，包括：
获取挖掘机上车身与所述挖掘装置之间的几何信息；
基于所述第四夹角、所述第一夹角以及所述几何信息，确定出所述动臂轴销到所述动臂油缸的垂直距离；
其中，所述垂直距离为所述实时推力对所述动臂轴销的力臂。
5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，获取所述动臂油缸的实时推力，包括：
获取所述动臂油缸的有杆腔压力、无杆腔压力以及油缸尺寸参数；
基于所述有杆腔压力、所述无杆腔压力以及所述油缸尺寸参数，确定所述动臂油缸的实时推力。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：
获取挖掘机在物料挖掘过程中的工作状态；
基于不同的所述工作状态下所述铲斗中物料的实时重量，确定所述铲斗物料重量。
7.根据权利要求6所述方法，其特征在于，还包括：
累计所述物料挖掘过程中的所述铲斗物料重量，得到累计物料重量；
判断所述累计物料重量是否超过预设目标装载量；
当所述累计物料重量超过所述预设目标装载量时，发出警报信息。
8.一种挖掘机的物料称重装置，其特征在于，包括：
获取模块，用于获取动臂油缸的力矩、挖掘装置的质量力矩以及铲斗物料重心到动臂轴销的距离，所述挖掘装置包括动臂、斗杆和铲斗；
第一计算模块，用于计算所述动臂油缸的力矩与所述挖掘装置的质量力矩之间的差值；
第二计算模块，用于基于所述差值与所述铲斗物料重心到动臂轴销的距离的比值，确定铲斗物料重量。
9.一种挖掘机，其特征在于，包括：
存储器和处理器，所述存储器和所述处理器之间互相通信连接，所述存储器中存储有计算机指令，所述处理器通过执行所述计算机指令，从而执行权利要求1-7任一项所述的挖掘机的物料称重方法。
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有计算机指令，所述计算机指令用于使计算机执行权利要求1-7任一项所述的挖掘机的物料称重方法。
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