CN115215235A - 地面刚度获取和施工控制方法、装置及工程机械 - Google Patents

地面刚度获取和施工控制方法、装置及工程机械 Download PDF

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CN115215235A
CN115215235A CN202110432549.8A CN202110432549A CN115215235A CN 115215235 A CN115215235 A CN 115215235A CN 202110432549 A CN202110432549 A CN 202110432549A CN 115215235 A CN115215235 A CN 115215235A
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刘延斌
郭伦文
付玲
文杰
尹莉
蒋凯歌
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Zoomlion Heavy Industry Science and Technology Co Ltd
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    • B66C23/00—Cranes comprising essentially a beam, boom, or triangular structure acting as a cantilever and mounted for translatory of swinging movements in vertical or horizontal planes or a combination of such movements, e.g. jib-cranes, derricks, tower cranes
    • B66C23/62—Constructional features or details
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Abstract

本发明实施例提供一种地面刚度的获取方法，该方法基于工程机械，所述工程机械包括车架和多个支腿，该方法包括：实时检测所述多个支腿中每个支腿的支腿反力；至少根据所述每个支腿的支腿反力以及在支腿和地面的弹性共同作用下所述每个支腿与所述车架连接处的高度变化量，确定所述每个支腿位置的地面刚度。该地面刚度获取和施工控制方法、装置及工程机械可以精确获取地面刚度，以保证工程机械的安全施工。

Description

地面刚度获取和施工控制方法、装置及工程机械
技术领域
本发明涉及工程机械技术领域，具体地涉及一种地面刚度获取和施工控制方法、装置及工程机械。
背景技术
大型工程机械，例如汽车起重机、混凝土泵车，到达施工现场后展开支腿，支撑在地面进行作业施工。某些施工场景是岩土路面，由于岩土的承载特性，不同岩土地面的承载能力差异很大，通常情况下只能通过操作机手的经验，在施工前机手对地面承载能力进行目测估计，但是往往偏差很大。
而土木工程地面承载测量手段，即通过现场原位压板试验方法，需要现场布置重物、压板、卡尺等工具，记录载荷与沉降位移，工程车辆由于移动性和体积受限，也不适用该方法。现有方法均不能实时精确地获取地面刚度，更不能实时精确地监测地面承载情况，也不能预测地面极限承载能力与地面安全承载能力，容易发生危险，造成机毁人亡的施工事故。
发明内容
本发明实施例的目的是提供一种地面刚度获取和施工控制方法、装置及工程机械，该地面刚度获取和施工控制方法、装置及工程机械可以精确获取地面刚度，以保证工程机械的安全施工。
为了实现上述目的，本发明实施例提供一种地面刚度的获取方法，该方法基于工程机械，所述工程机械包括车架和多个支腿，该方法包括：实时检测所述多个支腿中每个支腿的支腿反力；至少根据所述每个支腿的支腿反力以及在支腿和地面的弹性共同作用下所述每个支腿与所述车架连接处的高度变化量，确定所述每个支腿位置的地面刚度。
优选地，所述至少根据所述每个支腿的支腿反力以及在支腿和地面的弹性共同作用下所述每个支腿与所述车架连接处的高度变化量，确定所述每个支腿位置的地面刚度包括：在所述工程机械进行位置不变且仅上装机构的状态变化的运动后，检测所述每个支腿与所述车架连接处的高度变化量；确定所述每个支腿的支腿反力变化量；根据所述每个支腿的支腿弹性刚度、所述每个支腿的支腿反力变化量以及所述每个支腿与所述车架连接处的高度变化量，确定所述每个支腿位置的地面刚度。
优选地，所述根据所述每个支腿的支腿弹性刚度、所述每个支腿的支腿反力变化量以及所述每个支腿与所述车架连接处的高度变化量，确定所述每个支腿位置的地面刚度包括：通过以下公式计算所述每个支腿位置的地面刚度：
Figure BDA0003031942600000021
其中，kig为所述每个支腿位置的地面刚度，ΔFi为所述每个支腿的支腿反力变化量，ΔZi1为所述每个支腿与所述车架连接处的高度变化量，kib为所述每个支腿的支腿弹性刚度。
优选地，所述至少根据所述每个支腿的支腿反力以及在支腿和地面的弹性共同作用下所述每个支腿与所述车架连接处的高度变化量，确定所述每个支腿位置的地面刚度包括：在所述工程机械进行位置不变且仅上装机构的状态变化的运动后，检测所述车架中心点的高度变化量；检测以所述车架中心点为坐标原点，与所述车架的平面平行的x轴和y轴的倾角变化量；确定所述每个支腿与所述车架连接处在所述x轴和所述y轴的坐标轴中的x坐标和y坐标；确定所述每个支腿的支腿反力变化量；根据所述车架中心点的高度变化量、所述x轴和y轴的倾角变化量、所述x坐标和所述y坐标，确定在支腿和地面的弹性共同作用下所述每个支腿与所述车架连接处的高度变化量；至少根据在支腿和地面的弹性共同作用下所述每个支腿与所述车架连接处的高度变化量、所述每个支腿的支腿反力变化量以及所述每个支腿的支腿弹性刚度，确定所述每个支腿位置的地面刚度。
优选地，所述根据所述车架中心点的高度变化量、所述x轴和y轴的倾角变化量、所述x坐标和所述y坐标，确定在支腿和地面的弹性共同作用下所述每个支腿与所述车架连接处的高度变化量包括：
ΔZi1＝ΔZ0-ai·sinγy+bi·sinγx
其中，ΔZi1为在支腿和地面的弹性共同作用下所述每个支腿与所述车架连接处的高度变化量，ΔZ0为所述根据所述车架中心点的高度变化量，ai为所述x坐标，bi为所述y坐标，γx为所述x轴的倾角变化量，γy为所述y轴的倾角变化量。
优选地，所述至少根据在支腿和地面的弹性共同作用下所述每个支腿与所述车架连接处的高度变化量、所述每个支腿的支腿反力变化量以及所述每个支腿的支腿弹性刚度，确定所述每个支腿位置的地面刚度包括：通过以下公式计算所述每个支腿位置的地面刚度：
Figure BDA0003031942600000031
其中，kig为所述每个支腿位置的地面刚度，ΔFi为所述每个支腿的支腿反力变化量，kib为所述每个支腿的支腿弹性刚度，ΔZi1为在支腿和地面的弹性共同作用下所述每个支腿与所述车架连接处的高度变化量。
优选地，所述至少根据所述每个支腿的支腿反力以及在支腿和地面的弹性共同作用下所述每个支腿与所述车架连接处的高度变化量，确定所述每个支腿位置的地面刚度包括：在所述工程机械进行位置不变且上装机构的状态不变的运动后，确定所述每个支腿的支腿反力变化量；确定所述每个支腿的垂直油缸伸缩长度变化量；检测所述车架中心点的高度变化量，以作为在支腿和地面的弹性共同作用下所述每个支腿与所述车架连接处的高度变化量；根据所述每个支腿的支腿反力变化量、所述每个支腿的垂直油缸伸缩长度变化量、所述车架中心点的高度变化量以及所述每个支腿的支腿弹性刚度，确定所述每个支腿位置的地面刚度。
优选地，所述根据所述每个支腿的支腿反力变化量、所述每个支腿的垂直油缸伸缩长度变化量、所述车架中心点的高度变化量以及所述每个支腿的支腿弹性刚度，确定所述每个支腿位置的地面刚度包括：通过以下公式计算所述每个支腿位置的地面刚度：
Figure BDA0003031942600000041
其中，kig为所述每个支腿位置的地面刚度，ΔFi为所述每个支腿的支腿反力变化量，ΔZ‘0为所述根据所述车架中心点的高度变化量，kib为所述每个支腿的支腿弹性刚度，ΔLi为所述每个支腿的垂直油缸伸缩长度变化量。
本发明实施例还提供一种工程机械的施工控制方法，该方法包括：上文所述的地面刚度的获取方法；至少根据所述每个支腿位置的地面刚度，确定所述每个支腿位置的地面安全承载能力；根据所述每个支腿位置的地面安全承载能力，控制所述工程机械施工。
优选地，该方法还包括：至少根据所述每个支腿位置的地面刚度以及所述每个支腿的接地比压，确定所述每个支腿位置的地面极限承载能力；根据所述每个支腿位置的地面极限承载能力，控制所述工程机械施工。
优选地，所述至少根据所述每个支腿位置的地面刚度，确定所述每个支腿位置的地面安全承载能力包括：根据所述每个支腿位置的地面刚度以及所述每个支腿的支腿反力，确定所述每个支腿位置的地面升降位移；根据所述每个支腿位置的地面升降位移、所述每个支腿位置的初始地面刚度以及安全系数，确定所述每个支腿位置的地面安全承载能力。
优选地，所述根据所述每个支腿位置的地面升降位移、所述每个支腿位置的初始地面刚度以及安全系数，确定所述每个支腿位置的地面安全承载能力包括：通过以下公式计算所述每个支腿位置的地面安全承载能力：
[Pi]＝(1+η)kioZig
其中，[Pi]为所述每个支腿位置的地面安全承载能力，kio为所述每个支腿位置的初始地面刚度，Zig为所述每个支腿位置的地面升降位移，η为所述安全系数。
优选地，所述至少根据所述每个支腿位置的地面刚度以及所述每个支腿的接地比压，确定所述每个支腿位置的地面极限承载能力包括：根据所述每个支腿位置的地面刚度以及所述每个支腿的支腿反力，确定所述每个支腿位置的地面升降位移；确定所述每个支腿的接地比压；根据所述每个支腿位置的地面升降位移、所述每个支腿位置的初始地面刚度以及所述每个支腿的接地比压，确定所述每个支腿位置的地面极限承载能力。
优选地，所述根据所述每个支腿位置的地面升降位移、所述每个支腿位置的初始地面刚度以及所述每个支腿的接地比压，确定所述每个支腿位置的地面极限承载能力包括：通过以下公式计算所述每个支腿位置的地面极限承载能力：
Figure BDA0003031942600000051
其中，Piu为所述每个支腿位置的地面极限承载能力，kio为所述每个支腿位置的初始地面刚度，Zig为所述每个支腿位置的地面升降位移，Pi为所述每个支腿的接地比压。
优选地，该方法还包括：将所述每个支腿位置的地面刚度带入数据库得到所述每个支腿位置的地面安全承载能力；将所述每个支腿位置的地面刚度以及所述每个支腿的接地比压带入数据库得到所述每个支腿位置的地面极限承载能力；其中，所述数据库存储有所述每个支腿位置的地面刚度与所述每个支腿位置的地面安全承载能力的对应关系，和/或所述每个支腿位置的地面刚度以及所述每个支腿的接地比压与所述每个支腿位置的地面极限承载能力的对应关系。
本发明实施例还提供一种地面刚度的获取装置，该装置基于工程机械，所述工程机械包括车架和多个支腿，该装置包括：检测单元以及第一处理单元，其中，所述检测单元用于实时检测所述多个支腿中每个支腿的支腿反力；所述第一处理单元用于至少根据所述每个支腿的支腿反力以及在支腿和地面的弹性共同作用下所述每个支腿与所述车架连接处的高度变化量，确定所述每个支腿位置的地面刚度。
本发明实施例还提供一种工程机械的施工控制装置，该装置包括：上文所述的地面刚度的获取装置；第二处理单元，至少根据所述每个支腿位置的地面刚度，确定所述每个支腿位置的地面安全承载能力；控制单元，根据所述每个支腿位置的地面安全承载能力，控制所述工程机械施工。
本发明实施例还提供一种工程机械，该工程机械包括上文所述的地面刚度的获取装置；和/或上文所述的工程机械的施工控制装置。
通过上述技术方案，采用本发明提供的工程机械的施工控制方法、装置及可读存储介质，可以实时获取地面刚度，并监测地面承载状况与地面沉降情况，继而进行基于地面承载能力的安全控制，保障工机机械的安全施工。
本发明实施例的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
附图是用来提供对本发明实施例的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明实施例，但并不构成对本发明实施例的限制。在附图中：
图1是本发明一实施例提供的工程机械的地面刚度的获取方法的流程图；
图2是本发明一实施例提供的工程机械的支腿和车架的示意图；
图3是本发明一实施例提供的地面刚度的获取方法的流程图；
图4是本发明另一实施例提供的地面刚度的获取方法的流程图；
图5是本发明另一实施例提供的地面刚度的获取方法的流程图；
图6是本发明一实施例提供的工程机械的施工控制方法的流程图；
图7是本发明一实施例提供的确定地面安全承载能力的方法的流程图；
图8是本发明另一实施例提供的地面安全承载能力与地面升降位移的关系示意图；
图9是本发明另一实施例提供的工程机械的施工控制方法的流程图；
图10是本发明一实施例提供的确定地面极限承载能力的方法的流程图；
图11是本发明一实施例提供的地面刚度的获取装置的结构框图；
图12是本发明一实施例提供的工程机械的施工控制装置的结构框图。
附图标记说明
1 检测单元 2 第一处理单元
3 第二处理单元 4 控制单元
具体实施方式
以下结合附图对本发明实施例的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明实施例，并不用于限制本发明实施例。
图1是本发明一实施例提供的地面刚度的获取方法的流程图。如图1所示，该工程机械包括多个支腿，该方法包括：
步骤S11，实时检测所述多个支腿中每个支腿的支腿反力；
例如，可以使用专用的支腿反力传感器或垂直油缸的油压传感器检测得到，通过实时的检测，不仅可以得到每个时刻的每个支腿的支腿反力，还可以随后得到任何两个时刻的支腿反力变化量。
步骤S12，至少根据所述每个支腿的支腿反力以及在支腿和地面的弹性共同作用下所述每个支腿与所述车架连接处的高度变化量，确定所述每个支腿位置的地面刚度。
例如，如图2所示，给出了支腿和车架的示意图。在此基础上，本发明提供以下三种方法确定每个支腿位置的地面刚度。
第一，在所述工程机械进行位置不变且仅上装机构的状态变化的运动后，如图3所示，包括：
步骤S31，检测所述每个支腿与所述车架连接处的高度变化量；
例如，即，通过工程机械上装机构的回转、变幅、起吊等运动，每个支腿反力得到重新调整。随着运动，每个支腿与所述车架连接处的高度都有可能发生变化。因此，可以通过每个支腿与所述车架连接处设置的激光位移传感器测量距离地面高度变化量，可以得到每个支腿与所述车架连接处的高度变化量。
步骤S32，确定所述每个支腿的支腿反力变化量；
例如，由于实时检测每个支腿的支腿反力，因此，通过计算可以得到上述运动前后每个支腿的支腿反力变化量。
步骤S33，根据所述每个支腿的支腿弹性刚度、所述每个支腿的支腿反力变化量以及所述每个支腿与所述车架连接处的高度变化量，确定所述每个支腿位置的地面刚度。
例如，支腿撑起后，在支腿反力载荷作用下，支腿结构将发生弹性变形，而岩土地面也将发生沉降变形，为便于模型推算，设置虚拟水平面，该虚拟平面应不同于地面。
因此，每个支腿与车架连接处距离虚拟水平面的距离为Zib，每个支腿与地面接触面距虚拟水平面高度为Zig。那么，有以下关系：
ΔFi＝kibΔZib (公式1)
kib为每个支腿弹性刚度，可预先在场内理想的刚性地面试验确定，ΔFi为所述每个支腿的支腿反力变化量，ΔZib为每个支腿与车架连接处距离虚拟水平面的距离变化量。
以及以下关系：
ΔFi＝kigΔZig (公式2)
式中，ΔFi为所述每个支腿的支腿反力变化量，ΔZig为每个支腿与地面接触面距虚拟水平面高度变化量，也即地面的升降变形量，kig为地面刚度。
并且，每个支腿与所述车架连接处的高度变化量受到支腿变形以及地面变形的影响，等于每个支腿与地面接触面距虚拟水平面高度变化量ΔZig以及每个支腿与车架连接处距离虚拟水平面的距离变化量ΔZib的和。
因此，结合公式1和公式2，可以得到公式3：
Figure BDA0003031942600000091
其中，kig为所述每个支腿位置的地面刚度，ΔFi为所述每个支腿的支腿反力变化量，ΔZi1为所述每个支腿与所述车架连接处的高度变化量，kib为所述每个支腿的支腿弹性刚度。
通过公式3可以得到每个支腿位置的地面刚度。
第二，在所述工程机械进行位置不变且仅上装机构的状态变化的运动后，如图4所示，包括：
步骤S41，检测所述车架中心点的高度变化量；
例如，通过工程机械上装机构的回转、变幅、起吊等运动，每个支腿反力得到重新调整，为提高检测精度，该运动尽量是大幅度。随着运动，车架与地面的高度有可能发生变化。因此，可以通过安装于车架中心点的高度传感器检测车架中心点的高度变化量。
步骤S42，检测以所述车架中心点为坐标原点，与所述车架的平面平行的x轴和y轴的倾角变化量；
例如，在车架中心点还可以设置倾角传感器，建立车架中心点为坐标原点，与所述车架的平面平行的x轴和y轴，优选该x轴和y轴与长方形的车架的边垂直。在运动之后，可以得到所述车架的平面平行的x轴和y轴的倾角变化量。
步骤S43，确定所述每个支腿与所述车架连接处在所述x轴和所述y轴的坐标轴中的x坐标和y坐标；
例如，由于该x坐标和y坐标是针对上述车架上的坐标轴上的位置，因此即使车架倾斜或运动，该x坐标和y坐标也不会变化，可由工程机械结构尺寸特性得到。
步骤S44，确定所述每个支腿的支腿反力变化量；
例如，由于实时检测每个支腿的支腿反力，因此，通过计算可以得到上述运动前后每个支腿的支腿反力变化量。
步骤S45，根据所述车架中心点的高度变化量、所述x轴和y轴的倾角变化量、所述x坐标和所述y坐标，确定在支腿和地面的弹性共同作用下所述每个支腿与所述车架连接处的高度变化量。
例如，可以通过公式(4)来计算：
ΔZi1＝ΔZ0-ai·sinγy+bi·sinγx
其中，ΔZi1为在支腿和地面的弹性共同作用下所述每个支腿与所述车架连接处的高度变化量，ΔZ0为所述根据所述车架中心点的高度变化量，ai为所述x坐标，bi为所述y坐标，γx为所述x轴的倾角变化量，γy为所述y轴的倾角变化量。
然后，再结合公式1和公式2，可以得到公式5：
Figure BDA0003031942600000101
其中，kig为所述每个支腿位置的地面刚度，ΔFi为所述每个支腿的支腿反力变化量，kib为所述每个支腿的支腿弹性刚度，ΔZi1为在支腿和地面的弹性共同作用下所述每个支腿与所述车架连接处的高度变化量。
通过公式5可以得到每个支腿位置的地面刚度。
第三，在所述工程机械进行位置不变且上装机构的状态不变的运动后(即只变化垂直油缸伸缩长度)，如图5所示，包括：
步骤S51，确定所述每个支腿的支腿反力变化量；
例如，在该实施例中，运动是要求车架保持水平。此时工程机械上装机构的状态不变，仅调节各个支腿垂直油缸伸缩。由于实时检测每个支腿的支腿反力，因此，通过计算可以得到上述运动前后每个支腿的支腿反力变化量。
步骤S52，确定所述每个支腿的垂直油缸伸缩长度变化量；
例如，由于调节了各个支腿垂直油缸伸缩，因此可以通过例如垂直油缸磁致伸缩位移传感器确定所述每个支腿的垂直油缸伸缩长度变化量。
步骤S53，检测所述车架中心点的高度变化量，以作为在支腿和地面的弹性共同作用下所述每个支腿与所述车架连接处的高度变化量；
例如，可以通过安装于车架中心点的高度传感器检测车架中心点的高度变化量。
步骤S54，根据所述每个支腿的支腿反力变化量、所述每个支腿的垂直油缸伸缩长度变化量、所述车架中心点的高度变化量以及所述每个支腿的支腿弹性刚度，确定所述每个支腿位置的地面刚度。
例如，结合公式1和公式2，可以得到公式6：
Figure BDA0003031942600000111
其中，kig为所述每个支腿位置的地面刚度，ΔFi为所述每个支腿的支腿反力变化量，ΔZ‘0为所述根据所述车架中心点的高度变化量，kib为所述每个支腿的支腿弹性刚度，ΔLi为所述每个支腿的垂直油缸伸缩长度变化量。
通过公式6可以得到每个支腿位置的地面刚度。
图6是本发明一实施例提供的工程机械的施工控制方法的流程图。如图6所示，在得到每个支腿位置的地面刚度之后，可以控制施工，包括：
步骤S61，至少根据所述每个支腿位置的地面刚度，确定所述每个支腿位置的地面安全承载能力；
例如，如图7所示，包括：
步骤S71，根据所述每个支腿位置的地面刚度以及所述每个支腿的支腿反力，确定所述每个支腿位置的地面升降位移；
例如，通过公式2，可以根据所述每个支腿位置的地面刚度以及所述每个支腿的支腿反力，得到所述每个支腿位置的地面升降位移。
步骤S72，根据所述每个支腿位置的地面升降位移、所述每个支腿位置的初始地面刚度以及安全系数，确定所述每个支腿位置的地面安全承载能力。
例如，如图8所示，地面安全承载能力与地面升降位移呈该曲线关系，可以理解的是，地面刚度即为曲线斜率。因此，地面安全承载能力可以通过以下公式7得到：
[Pi]＝(1+η)kioZig (公式7)
其中，[Pi]为所述每个支腿位置的地面安全承载能力，kio为所述每个支腿位置的初始地面刚度(可以通过以上公式3或4或5得到，即如图所示斜率)，Zig为所述每个支腿位置的地面升降位移，η为所述安全系数，优选取10～50％。
步骤S62，根据所述每个支腿位置的地面安全承载能力，控制所述工程机械施工。
例如，当某个支腿位置的地面的承载力达到或接近地面安全承载能力时，可以发出报警。超过地面安全承载能力，例如达到110～120％的地面安全承载能力时，可以切断工程机械的操作动作，并往反方向进行安全操作。
图9是本发明另一实施例提供的工程机械的施工控制方法的流程图。如图9所示，该方法包括：
步骤S91，至少根据所述每个支腿位置的地面刚度以及所述每个支腿的接地比压，确定所述每个支腿位置的地面极限承载能力；
例如，如图10所示，该方法包括：
步骤S101，根据所述每个支腿位置的地面刚度以及所述每个支腿的支腿反力，确定所述每个支腿位置的地面升降位移；
例如，通过公式2，可以根据所述每个支腿位置的地面刚度以及所述每个支腿的支腿反力，得到所述每个支腿位置的地面升降位移。
步骤S102，确定所述每个支腿的接地比压；
例如，可以通过计算每个支腿的支腿反力与支腿的支脚板面积的比值得到。
步骤S103，根据所述每个支腿位置的地面升降位移、所述每个支腿位置的初始地面刚度以及所述每个支腿的接地比压，确定所述每个支腿位置的地面极限承载能力。
例如，可以通过以下公式8计算所述每个支腿位置的地面极限承载能力：
Figure BDA0003031942600000131
其中，Piu为所述每个支腿位置的地面极限承载能力，kio为所述每个支腿位置的初始地面刚度，Zig为所述每个支腿位置的地面升降位移，Pi为所述每个支腿的接地比压。
步骤S92，根据所述每个支腿位置的地面极限承载能力，控制所述工程机械施工。
例如，当某个支腿位置的地面的承载力达到例如75～95％的极限承载能力时，可以切断工程机械的操作动作，并往反方向进行安全操作。
在此需要说明的是，如常规的理解，由于每个支腿支撑位置不同，因此地面承载能力也会不同。因此本发明中所有与支腿相关的参数之间的每次计算，都是使用同一支腿的与支腿相关的参数进行的，而不会使用不同支腿的与支腿相关的参数进行，例如对于上文所述的每个支腿的支撑位置的地面刚度、地面安全承载能力以及地面极限承载能力的计算，应先针对第一支腿得到支撑位置的地面刚度、地面安全承载能力以及地面极限承载能力，然后再同样得到第二支腿、第三支腿和第四支腿的支撑位置的地面刚度、地面安全承载能力以及地面极限承载能力。
上述方法为保证结果准确性，往往需要采集较多的数据量，结果出来较慢。因此，本发明还可采取各种岩土类型的承载数据库系统匹配方法，该数据库是类似各种岩土类型的承载曲线，可通过预先在实验室标准工况下试验测量、或岩土相关理论模型推导来进行建立，包含地面极限承载能力、安全承载能力以及少数几个数据点(例如支腿反力和地面升降位移)的对应关系，从而在实车时，带入该数据点的数据，以自动匹配各个支腿位置的地面对应的岩土类型，继而同样得到各个支腿位置的地面极限承载能力和安全承载能力，从而达到快速生成结果的目的。
图11是本发明一实施例提供的地面刚度的获取装置的结构框图。如图11所示，该装置基于工程机械，所述工程机械包括车架和多个支腿，该装置包括：检测单元1以及第一处理单元2，其中，所述检测单元1用于实时检测所述多个支腿中每个支腿的支腿反力；所述第一处理单元2用于至少根据所述每个支腿的支腿反力以及在支腿和地面的弹性共同作用下所述每个支腿与所述车架连接处的高度变化量，确定所述每个支腿位置的地面刚度。
图12是本发明一实施例提供的工程机械的施工控制装置的结构框图。如图12所示，该装置包括：上文所述的地面刚度的获取装置；第二处理单元3，至少根据所述每个支腿位置的地面刚度，确定所述每个支腿位置的地面安全承载能力；控制单元4，根据所述每个支腿位置的地面安全承载能力，控制所述工程机械施工。
本发明实施例还提供一种工程机械，该工程机械包括上文所述的地面刚度的获取装置；和/或上文所述的工程机械的施工控制装置。
上文所述的工程机械、地面刚度的获取装置、工程机械的施工控制装置与上文所述的地面刚度的获取方法、工程机械的施工控制方法的实施例类似，在此不再赘述。
所示地面刚度的获取装置、所述工程机械的施工控制装置包括处理器和存储器，上述检测单元、第一处理单元、第二处理单元以及控制单元等均作为程序单元存储在存储器中，由处理器执行存储在存储器中的上述程序单元来实现相应的功能。
处理器中包含内核，由内核去存储器中调取相应的程序单元。内核可以设置一个或以上，通过调整内核参数来获取地面刚度以及控制工程机械的施工。
存储器可能包括计算机可读介质中的非永久性存储器，随机存取存储器(RAM)和/或非易失性内存等形式，如只读存储器(ROM)或闪存(flash RAM)，存储器包括至少一个存储芯片。
本发明实施例提供了一种存储介质，其上存储有程序，该程序被处理器执行时实现所述地面刚度的获取方法、工程机械的施工控制方法。
本发明实施例提供了一种处理器，所述处理器用于运行程序，其中，所述程序运行时执行所述地面刚度的获取装置、工程机械的施工控制方法。
本发明实施例提供了一种设备，设备包括处理器、存储器及存储在存储器上并可在处理器上运行的程序，处理器执行程序时实现以下步骤：
实时检测所述多个支腿中每个支腿的支腿反力；至少根据所述每个支腿的支腿反力以及在支腿和地面的弹性共同作用下所述每个支腿与所述车架连接处的高度变化量，确定所述每个支腿位置的地面刚度。
优选地，所述至少根据所述每个支腿的支腿反力以及在支腿和地面的弹性共同作用下所述每个支腿与所述车架连接处的高度变化量，确定所述每个支腿位置的地面刚度包括：在所述工程机械进行位置不变且仅上装机构的状态变化的运动后，检测所述每个支腿与所述车架连接处的高度变化量；确定所述每个支腿的支腿反力变化量；根据所述每个支腿的支腿弹性刚度、所述每个支腿的支腿反力变化量以及所述每个支腿与所述车架连接处的高度变化量，确定所述每个支腿位置的地面刚度。
优选地，所述根据所述每个支腿的支腿弹性刚度、所述每个支腿的支腿反力变化量以及所述每个支腿与所述车架连接处的高度变化量，确定所述每个支腿位置的地面刚度包括：通过以下公式计算所述每个支腿位置的地面刚度：
Figure BDA0003031942600000161
其中，kig为所述每个支腿位置的地面刚度，ΔFi为所述每个支腿的支腿反力变化量，ΔZi1为所述每个支腿与所述车架连接处的高度变化量，kib为所述每个支腿的支腿弹性刚度。
优选地，所述至少根据所述每个支腿的支腿反力以及在支腿和地面的弹性共同作用下所述每个支腿与所述车架连接处的高度变化量，确定所述每个支腿位置的地面刚度包括：在所述工程机械进行位置不变且仅上装机构的状态变化的运动后，检测所述车架中心点的高度变化量；检测以所述车架中心点为坐标原点，与所述车架的平面平行的x轴和y轴的倾角变化量；确定所述每个支腿与所述车架连接处在所述x轴和所述y轴的坐标轴中的x坐标和y坐标；确定所述每个支腿的支腿反力变化量；根据所述车架中心点的高度变化量、所述x轴和y轴的倾角变化量、所述x坐标和所述y坐标，确定在支腿和地面的弹性共同作用下所述每个支腿与所述车架连接处的高度变化量；至少根据在支腿和地面的弹性共同作用下所述每个支腿与所述车架连接处的高度变化量、所述每个支腿的支腿反力变化量以及所述每个支腿的支腿弹性刚度，确定所述每个支腿位置的地面刚度。
优选地，所述根据所述车架中心点的高度变化量、所述x轴和y轴的倾角变化量、所述x坐标和所述y坐标，确定在支腿和地面的弹性共同作用下所述每个支腿与所述车架连接处的高度变化量包括：
ΔZi1＝ΔZ0-ai·sinγy+bi·sinγx
其中，ΔZi1为在支腿和地面的弹性共同作用下所述每个支腿与所述车架连接处的高度变化量，ΔZ0为所述根据所述车架中心点的高度变化量，ai为所述x坐标，bi为所述y坐标，γx为所述x轴的倾角变化量，γy为所述y轴的倾角变化量。
优选地，所述至少根据在支腿和地面的弹性共同作用下所述每个支腿与所述车架连接处的高度变化量、所述每个支腿的支腿反力变化量以及所述每个支腿的支腿弹性刚度，确定所述每个支腿位置的地面刚度包括：通过以下公式计算所述每个支腿位置的地面刚度：
Figure BDA0003031942600000171
其中，kig为所述每个支腿位置的地面刚度，ΔFi为所述每个支腿的支腿反力变化量，kib为所述每个支腿的支腿弹性刚度，ΔZi1为在支腿和地面的弹性共同作用下所述每个支腿与所述车架连接处的高度变化量。
优选地，所述至少根据所述每个支腿的支腿反力以及在支腿和地面的弹性共同作用下所述每个支腿与所述车架连接处的高度变化量，确定所述每个支腿位置的地面刚度包括：在所述工程机械进行位置不变且上装机构的状态不变的运动后，确定所述每个支腿的支腿反力变化量；确定所述每个支腿的垂直油缸伸缩长度变化量；检测所述车架中心点的高度变化量，以作为在支腿和地面的弹性共同作用下所述每个支腿与所述车架连接处的高度变化量；根据所述每个支腿的支腿反力变化量、所述每个支腿的垂直油缸伸缩长度变化量、所述车架中心点的高度变化量以及所述每个支腿的支腿弹性刚度，确定所述每个支腿位置的地面刚度。
优选地，所述根据所述每个支腿的支腿反力变化量、所述每个支腿的垂直油缸伸缩长度变化量、所述车架中心点的高度变化量以及所述每个支腿的支腿弹性刚度，确定所述每个支腿位置的地面刚度包括：通过以下公式计算所述每个支腿位置的地面刚度：
Figure BDA0003031942600000181
其中，kig为所述每个支腿位置的地面刚度，ΔFi为所述每个支腿的支腿反力变化量，ΔZ‘0为所述根据所述车架中心点的高度变化量，kib为所述每个支腿的支腿弹性刚度，ΔLi为所述每个支腿的垂直油缸伸缩长度变化量。
至少根据所述每个支腿位置的地面刚度，确定所述每个支腿位置的地面安全承载能力；根据所述每个支腿位置的地面安全承载能力，控制所述工程机械施工。
优选地，该方法还包括：至少根据所述每个支腿位置的地面刚度以及所述每个支腿的接地比压，确定所述每个支腿位置的地面极限承载能力；根据所述每个支腿位置的地面极限承载能力，控制所述工程机械施工。
优选地，所述至少根据所述每个支腿位置的地面刚度，确定所述每个支腿位置的地面安全承载能力包括：根据所述每个支腿位置的地面刚度以及所述每个支腿的支腿反力，确定所述每个支腿位置的地面升降位移；根据所述每个支腿位置的地面升降位移、所述每个支腿位置的初始地面刚度以及安全系数，确定所述每个支腿位置的地面安全承载能力。
优选地，所述根据所述每个支腿位置的地面升降位移、所述每个支腿位置的初始地面刚度以及安全系数，确定所述每个支腿位置的地面安全承载能力包括：通过以下公式计算所述每个支腿位置的地面安全承载能力：
[Pi]＝(1+η)kioZig
其中，[Pi]为所述每个支腿位置的地面安全承载能力，kio为所述每个支腿位置的初始地面刚度，Zig为所述每个支腿位置的地面升降位移，η为所述安全系数。
优选地，所述至少根据所述每个支腿位置的地面刚度以及所述每个支腿的接地比压，确定所述每个支腿位置的地面极限承载能力包括：根据所述每个支腿位置的地面刚度以及所述每个支腿的支腿反力，确定所述每个支腿位置的地面升降位移；确定所述每个支腿的接地比压；根据所述每个支腿位置的地面升降位移、所述每个支腿位置的初始地面刚度以及所述每个支腿的接地比压，确定所述每个支腿位置的地面极限承载能力。
优选地，所述根据所述每个支腿位置的地面升降位移、所述每个支腿位置的初始地面刚度以及所述每个支腿的接地比压，确定所述每个支腿位置的地面极限承载能力包括：通过以下公式计算所述每个支腿位置的地面极限承载能力：
Figure BDA0003031942600000191
其中，Piu为所述每个支腿位置的地面极限承载能力，kio为所述每个支腿位置的初始地面刚度，Zig为所述每个支腿位置的地面升降位移，Pi为所述每个支腿的接地比压。
优选地，该方法还包括：将所述每个支腿位置的地面刚度带入数据库得到所述每个支腿位置的地面安全承载能力；将所述每个支腿位置的地面刚度以及所述每个支腿的接地比压带入数据库得到所述每个支腿位置的地面极限承载能力；其中，所述数据库存储有所述每个支腿位置的地面刚度与所述每个支腿位置的地面安全承载能力的对应关系，和/或所述每个支腿位置的地面刚度以及所述每个支腿的接地比压与所述每个支腿位置的地面极限承载能力的对应关系。
本文中的设备可以是服务器、PC、PAD、手机等。
本申请还提供了一种计算机程序产品，当在数据处理设备上执行时，适于执行初始化有如下方法步骤的程序：
实时检测所述多个支腿中每个支腿的支腿反力；至少根据所述每个支腿的支腿反力以及在支腿和地面的弹性共同作用下所述每个支腿与所述车架连接处的高度变化量，确定所述每个支腿位置的地面刚度。
优选地，所述至少根据所述每个支腿的支腿反力以及在支腿和地面的弹性共同作用下所述每个支腿与所述车架连接处的高度变化量，确定所述每个支腿位置的地面刚度包括：在所述工程机械进行位置不变且仅上装机构的状态变化的运动后，检测所述每个支腿与所述车架连接处的高度变化量；确定所述每个支腿的支腿反力变化量；根据所述每个支腿的支腿弹性刚度、所述每个支腿的支腿反力变化量以及所述每个支腿与所述车架连接处的高度变化量，确定所述每个支腿位置的地面刚度。
优选地，所述根据所述每个支腿的支腿弹性刚度、所述每个支腿的支腿反力变化量以及所述每个支腿与所述车架连接处的高度变化量，确定所述每个支腿位置的地面刚度包括：通过以下公式计算所述每个支腿位置的地面刚度：
Figure BDA0003031942600000201
其中，kig为所述每个支腿位置的地面刚度，ΔFi为所述每个支腿的支腿反力变化量，ΔZi1为所述每个支腿与所述车架连接处的高度变化量，kib为所述每个支腿的支腿弹性刚度。
优选地，所述至少根据所述每个支腿的支腿反力以及在支腿和地面的弹性共同作用下所述每个支腿与所述车架连接处的高度变化量，确定所述每个支腿位置的地面刚度包括：在所述工程机械进行位置不变且仅上装机构的状态变化的运动后，检测所述车架中心点的高度变化量；检测以所述车架中心点为坐标原点，与所述车架的平面平行的x轴和y轴的倾角变化量；确定所述每个支腿与所述车架连接处在所述x轴和所述y轴的坐标轴中的x坐标和y坐标；确定所述每个支腿的支腿反力变化量；根据所述车架中心点的高度变化量、所述x轴和y轴的倾角变化量、所述x坐标和所述y坐标，确定在支腿和地面的弹性共同作用下所述每个支腿与所述车架连接处的高度变化量；至少根据在支腿和地面的弹性共同作用下所述每个支腿与所述车架连接处的高度变化量、所述每个支腿的支腿反力变化量以及所述每个支腿的支腿弹性刚度，确定所述每个支腿位置的地面刚度。
优选地，所述根据所述车架中心点的高度变化量、所述x轴和y轴的倾角变化量、所述x坐标和所述y坐标，确定在支腿和地面的弹性共同作用下所述每个支腿与所述车架连接处的高度变化量包括：
ΔZi1＝ΔZ0-ai·sinγy+bi·sinγx
其中，ΔZi1为在支腿和地面的弹性共同作用下所述每个支腿与所述车架连接处的高度变化量，ΔZ0为所述根据所述车架中心点的高度变化量，ai为所述x坐标，bi为所述y坐标，γx为所述x轴的倾角变化量，γy为所述y轴的倾角变化量。
优选地，所述至少根据在支腿和地面的弹性共同作用下所述每个支腿与所述车架连接处的高度变化量、所述每个支腿的支腿反力变化量以及所述每个支腿的支腿弹性刚度，确定所述每个支腿位置的地面刚度包括：通过以下公式计算所述每个支腿位置的地面刚度：
Figure BDA0003031942600000211
其中，kig为所述每个支腿位置的地面刚度，ΔFi为所述每个支腿的支腿反力变化量，kib为所述每个支腿的支腿弹性刚度，ΔZi1为在支腿和地面的弹性共同作用下所述每个支腿与所述车架连接处的高度变化量。
优选地，所述至少根据所述每个支腿的支腿反力以及在支腿和地面的弹性共同作用下所述每个支腿与所述车架连接处的高度变化量，确定所述每个支腿位置的地面刚度包括：在所述工程机械进行位置不变且上装机构的状态不变的运动后，确定所述每个支腿的支腿反力变化量；确定所述每个支腿的垂直油缸伸缩长度变化量；检测所述车架中心点的高度变化量，以作为在支腿和地面的弹性共同作用下所述每个支腿与所述车架连接处的高度变化量；根据所述每个支腿的支腿反力变化量、所述每个支腿的垂直油缸伸缩长度变化量、所述车架中心点的高度变化量以及所述每个支腿的支腿弹性刚度，确定所述每个支腿位置的地面刚度。
优选地，所述根据所述每个支腿的支腿反力变化量、所述每个支腿的垂直油缸伸缩长度变化量、所述车架中心点的高度变化量以及所述每个支腿的支腿弹性刚度，确定所述每个支腿位置的地面刚度包括：通过以下公式计算所述每个支腿位置的地面刚度：
Figure BDA0003031942600000221
其中，kig为所述每个支腿位置的地面刚度，ΔFi为所述每个支腿的支腿反力变化量，ΔZ‘0为所述根据所述车架中心点的高度变化量，kib为所述每个支腿的支腿弹性刚度，ΔLi为所述每个支腿的垂直油缸伸缩长度变化量。
至少根据所述每个支腿位置的地面刚度，确定所述每个支腿位置的地面安全承载能力；根据所述每个支腿位置的地面安全承载能力，控制所述工程机械施工。
优选地，该方法还包括：至少根据所述每个支腿位置的地面刚度以及所述每个支腿的接地比压，确定所述每个支腿位置的地面极限承载能力；根据所述每个支腿位置的地面极限承载能力，控制所述工程机械施工。
优选地，所述至少根据所述每个支腿位置的地面刚度，确定所述每个支腿位置的地面安全承载能力包括：根据所述每个支腿位置的地面刚度以及所述每个支腿的支腿反力，确定所述每个支腿位置的地面升降位移；根据所述每个支腿位置的地面升降位移、所述每个支腿位置的初始地面刚度以及安全系数，确定所述每个支腿位置的地面安全承载能力。
优选地，所述根据所述每个支腿位置的地面升降位移、所述每个支腿位置的初始地面刚度以及安全系数，确定所述每个支腿位置的地面安全承载能力包括：通过以下公式计算所述每个支腿位置的地面安全承载能力：
[Pi]＝(1+η)kioZig
其中，[Pi]为所述每个支腿位置的地面安全承载能力，kio为所述每个支腿位置的初始地面刚度，Zig为所述每个支腿位置的地面升降位移，η为所述安全系数。
优选地，所述至少根据所述每个支腿位置的地面刚度以及所述每个支腿的接地比压，确定所述每个支腿位置的地面极限承载能力包括：根据所述每个支腿位置的地面刚度以及所述每个支腿的支腿反力，确定所述每个支腿位置的地面升降位移；确定所述每个支腿的接地比压；根据所述每个支腿位置的地面升降位移、所述每个支腿位置的初始地面刚度以及所述每个支腿的接地比压，确定所述每个支腿位置的地面极限承载能力。
优选地，所述根据所述每个支腿位置的地面升降位移、所述每个支腿位置的初始地面刚度以及所述每个支腿的接地比压，确定所述每个支腿位置的地面极限承载能力包括：通过以下公式计算所述每个支腿位置的地面极限承载能力：
Figure BDA0003031942600000231
其中，Piu为所述每个支腿位置的地面极限承载能力，kio为所述每个支腿位置的初始地面刚度，Zig为所述每个支腿位置的地面升降位移，Pi为所述每个支腿的接地比压。
优选地，该方法还包括：将所述每个支腿位置的地面刚度带入数据库得到所述每个支腿位置的地面安全承载能力；将所述每个支腿位置的地面刚度以及所述每个支腿的接地比压带入数据库得到所述每个支腿位置的地面极限承载能力；其中，所述数据库存储有所述每个支腿位置的地面刚度与所述每个支腿位置的地面安全承载能力的对应关系，和/或所述每个支腿位置的地面刚度以及所述每个支腿的接地比压与所述每个支腿位置的地面极限承载能力的对应关系。
本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请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，本申请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。
本申请是参照根据本申请实施例的方法、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。
在一个典型的配置中，计算设备包括一个或多个处理器(CPU)、输入/输出接口、网络接口和内存。
存储器可能包括计算机可读介质中的非永久性存储器，随机存取存储器(RAM)和/或非易失性内存等形式，如只读存储器(ROM)或闪存(flash RAM)。存储器是计算机可读介质的示例。
计算机可读介质包括永久性和非永久性、可移动和非可移动媒体可以由任何方法或技术来实现信息存储。信息可以是计算机可读指令、数据结构、程序的模块或其他数据。计算机的存储介质的例子包括，但不限于相变内存(PRAM)、静态随机存取存储器(SRAM)、动态随机存取存储器(DRAM)、其他类型的随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、快闪记忆体或其他内存技术、只读光盘只读存储器(CD-ROM)、数字多功能光盘(DVD)或其他光学存储、磁盒式磁带，磁带磁磁盘存储或其他磁性存储设备或任何其他非传输介质，可用于存储可以被计算设备访问的信息。按照本文中的界定，计算机可读介质不包括暂存电脑可读媒体(transitory media)，如调制的数据信号和载波。
还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、商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他要素，或者是还包括为这种过程、方法、商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“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的权利要求范围之内。

Claims (18)

1.一种地面刚度的获取方法，其特征在于，该方法基于工程机械，所述工程机械包括车架和多个支腿，该方法包括：
实时检测所述多个支腿中每个支腿的支腿反力；
至少根据所述每个支腿的支腿反力以及在支腿和地面的弹性共同作用下所述每个支腿与所述车架连接处的高度变化量，确定所述每个支腿位置的地面刚度。
2.根据权利要求1所述的地面刚度的获取方法，其特征在于，所述至少根据所述每个支腿的支腿反力以及在支腿和地面的弹性共同作用下所述每个支腿与所述车架连接处的高度变化量，确定所述每个支腿位置的地面刚度包括：
在所述工程机械进行位置不变且仅上装机构的状态变化的运动后，
检测所述每个支腿与所述车架连接处的高度变化量；
确定所述每个支腿的支腿反力变化量；
根据所述每个支腿的支腿弹性刚度、所述每个支腿的支腿反力变化量以及所述每个支腿与所述车架连接处的高度变化量，确定所述每个支腿位置的地面刚度。
3.根据权利要求2所述的地面刚度的获取方法，其特征在于，所述根据所述每个支腿的支腿弹性刚度、所述每个支腿的支腿反力变化量以及所述每个支腿与所述车架连接处的高度变化量，确定所述每个支腿位置的地面刚度包括：
通过以下公式计算所述每个支腿位置的地面刚度：
Figure FDA0003031942590000011
其中，kig为所述每个支腿位置的地面刚度，ΔFi为所述每个支腿的支腿反力变化量，ΔZi1为所述每个支腿与所述车架连接处的高度变化量，kib为所述每个支腿的支腿弹性刚度。
4.根据权利要求1所述的地面刚度的获取方法，其特征在于，所述至少根据所述每个支腿的支腿反力以及在支腿和地面的弹性共同作用下所述每个支腿与所述车架连接处的高度变化量，确定所述每个支腿位置的地面刚度包括：
在所述工程机械进行位置不变且仅上装机构的状态变化的运动后，
检测所述车架中心点的高度变化量；
检测以所述车架中心点为坐标原点，与所述车架的平面平行的x轴和y轴的倾角变化量；
确定所述每个支腿与所述车架连接处在所述x轴和所述y轴的坐标轴中的x坐标和y坐标；
确定所述每个支腿的支腿反力变化量；
根据所述车架中心点的高度变化量、所述x轴和y轴的倾角变化量、所述x坐标和所述y坐标，确定在支腿和地面的弹性共同作用下所述每个支腿与所述车架连接处的高度变化量；
至少根据在支腿和地面的弹性共同作用下所述每个支腿与所述车架连接处的高度变化量、所述每个支腿的支腿反力变化量以及所述每个支腿的支腿弹性刚度，确定所述每个支腿位置的地面刚度。
5.根据权利要求4所述的地面刚度的获取方法，其特征在于，所述根据所述车架中心点的高度变化量、所述x轴和y轴的倾角变化量、所述x坐标和所述y坐标，确定在支腿和地面的弹性共同作用下所述每个支腿与所述车架连接处的高度变化量包括：
ΔZi1＝ΔZ0-ai·sinγy+bi·sinγx
其中，ΔZi1为在支腿和地面的弹性共同作用下所述每个支腿与所述车架连接处的高度变化量，ΔZ0为所述根据所述车架中心点的高度变化量，ai为所述x坐标，bi为所述y坐标，γx为所述x轴的倾角变化量，γy为所述y轴的倾角变化量。
6.根据权利要求4所述的地面刚度的获取方法，其特征在于，所述至少根据在支腿和地面的弹性共同作用下所述每个支腿与所述车架连接处的高度变化量、所述每个支腿的支腿反力变化量以及所述每个支腿的支腿弹性刚度，确定所述每个支腿位置的地面刚度包括：
通过以下公式计算所述每个支腿位置的地面刚度：
Figure FDA0003031942590000031
其中，kig为所述每个支腿位置的地面刚度，ΔFi为所述每个支腿的支腿反力变化量，kib为所述每个支腿的支腿弹性刚度，ΔZi1为在支腿和地面的弹性共同作用下所述每个支腿与所述车架连接处的高度变化量。
7.根据权利要求1所述的地面刚度的获取方法，其特征在于，所述至少根据所述每个支腿的支腿反力以及在支腿和地面的弹性共同作用下所述每个支腿与所述车架连接处的高度变化量，确定所述每个支腿位置的地面刚度包括：
在所述工程机械进行位置不变且上装机构的状态不变的运动后，
确定所述每个支腿的支腿反力变化量；
确定所述每个支腿的垂直油缸伸缩长度变化量；
检测所述车架中心点的高度变化量，以作为在支腿和地面的弹性共同作用下所述每个支腿与所述车架连接处的高度变化量；
根据所述每个支腿的支腿反力变化量、所述每个支腿的垂直油缸伸缩长度变化量、所述车架中心点的高度变化量以及所述每个支腿的支腿弹性刚度，确定所述每个支腿位置的地面刚度。
8.根据权利要求7所述的地面刚度的获取方法，其特征在于，所述根据所述每个支腿的支腿反力变化量、所述每个支腿的垂直油缸伸缩长度变化量、所述车架中心点的高度变化量以及所述每个支腿的支腿弹性刚度，确定所述每个支腿位置的地面刚度包括：
通过以下公式计算所述每个支腿位置的地面刚度：
Figure FDA0003031942590000041
其中，kig为所述每个支腿位置的地面刚度，ΔFi为所述每个支腿的支腿反力变化量，ΔZ‘0为所述根据所述车架中心点的高度变化量，kib为所述每个支腿的支腿弹性刚度，ΔLi为所述每个支腿的垂直油缸伸缩长度变化量。
9.一种工程机械的施工控制方法，其特征在于，该方法包括：
权利要求1-8中任一项权利要求所述的地面刚度的获取方法；
至少根据所述每个支腿位置的地面刚度，确定所述每个支腿位置的地面安全承载能力；
根据所述每个支腿位置的地面安全承载能力，控制所述工程机械施工。
10.根据权利要求9所述的工程机械的施工控制方法，其特征在于，该方法还包括：
至少根据所述每个支腿位置的地面刚度以及所述每个支腿的接地比压，确定所述每个支腿位置的地面极限承载能力；
根据所述每个支腿位置的地面极限承载能力，控制所述工程机械施工。
11.根据权利要求9所述的工程机械的施工控制方法，其特征在于，所述至少根据所述每个支腿位置的地面刚度，确定所述每个支腿位置的地面安全承载能力包括：
根据所述每个支腿位置的地面刚度以及所述每个支腿的支腿反力，确定所述每个支腿位置的地面升降位移；
根据所述每个支腿位置的地面升降位移、所述每个支腿位置的初始地面刚度以及安全系数，确定所述每个支腿位置的地面安全承载能力。
12.根据权利要求11所述的工程机械的施工控制方法，其特征在于，所述根据所述每个支腿位置的地面升降位移、所述每个支腿位置的初始地面刚度以及安全系数，确定所述每个支腿位置的地面安全承载能力包括：
通过以下公式计算所述每个支腿位置的地面安全承载能力：
[Pi]＝(1+η)kioZig
其中，[Pi]为所述每个支腿位置的地面安全承载能力，kio为所述每个支腿位置的初始地面刚度，Zig为所述每个支腿位置的地面升降位移，η为所述安全系数。
13.根据权利要求10所述的工程机械的施工控制方法，其特征在于，所述至少根据所述每个支腿位置的地面刚度以及所述每个支腿的接地比压，确定所述每个支腿位置的地面极限承载能力包括：
根据所述每个支腿位置的地面刚度以及所述每个支腿的支腿反力，确定所述每个支腿位置的地面升降位移；
确定所述每个支腿的接地比压；
根据所述每个支腿位置的地面升降位移、所述每个支腿位置的初始地面刚度以及所述每个支腿的接地比压，确定所述每个支腿位置的地面极限承载能力。
14.根据权利要求13所述的工程机械的施工控制方法，其特征在于，所述根据所述每个支腿位置的地面升降位移、所述每个支腿位置的初始地面刚度以及所述每个支腿的接地比压，确定所述每个支腿位置的地面极限承载能力包括：
通过以下公式计算所述每个支腿位置的地面极限承载能力：
Figure FDA0003031942590000061
其中，Piu为所述每个支腿位置的地面极限承载能力，kio为所述每个支腿位置的初始地面刚度，Zig为所述每个支腿位置的地面升降位移，Pi为所述每个支腿的接地比压。
15.根据权利要求10所述的工程机械的施工控制方法，其特征在于，该方法还包括：
将所述每个支腿位置的地面刚度带入数据库得到所述每个支腿位置的地面安全承载能力；
将所述每个支腿位置的地面刚度以及所述每个支腿的接地比压带入数据库得到所述每个支腿位置的地面极限承载能力；
其中，所述数据库存储有所述每个支腿位置的地面刚度与所述每个支腿位置的地面安全承载能力的对应关系，和/或所述每个支腿位置的地面刚度以及所述每个支腿的接地比压与所述每个支腿位置的地面极限承载能力的对应关系。
16.一种地面刚度的获取装置，其特征在于，该装置基于工程机械，所述工程机械包括车架和多个支腿，该装置包括：
检测单元以及第一处理单元，其中，
所述检测单元用于实时检测所述多个支腿中每个支腿的支腿反力；
所述第一处理单元用于至少根据所述每个支腿的支腿反力以及在支腿和地面的弹性共同作用下所述每个支腿与所述车架连接处的高度变化量，确定所述每个支腿位置的地面刚度。
17.一种工程机械的施工控制装置，其特征在于，该装置包括：
权利要求16所述的地面刚度的获取装置；
第二处理单元，至少根据所述每个支腿位置的地面刚度，确定所述每个支腿位置的地面安全承载能力；
控制单元，根据所述每个支腿位置的地面安全承载能力，控制所述工程机械施工。
18.一种工程机械，其特征在于，该工程机械包括权利要求16所述的地面刚度的获取装置；和/或权利要求17所述的工程机械的施工控制装置。
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