CN117286927A - 用于控制底盘调平的方法、控制器及步履式挖掘机 - Google Patents

用于控制底盘调平的方法、控制器及步履式挖掘机 Download PDF

Info

Publication number
CN117286927A
CN117286927A CN202311244950.4A CN202311244950A CN117286927A CN 117286927 A CN117286927 A CN 117286927A CN 202311244950 A CN202311244950 A CN 202311244950A CN 117286927 A CN117286927 A CN 117286927A
Authority
CN
China
Prior art keywords
leg
data
chassis
pressure
support
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202311244950.4A
Other languages
English (en)
Inventor
付玲
袁野
梁恒
李勇强
张龙
白晶
柯宝
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Zoomlion Heavy Industry Science and Technology Co Ltd
Original Assignee
Zoomlion Heavy Industry Science and Technology Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Zoomlion Heavy Industry Science and Technology Co Ltd filed Critical Zoomlion Heavy Industry Science and Technology Co Ltd
Priority to CN202311244950.4A priority Critical patent/CN117286927A/zh
Publication of CN117286927A publication Critical patent/CN117286927A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02F—DREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F9/00—Component parts of dredgers or soil-shifting machines, not restricted to one of the kinds covered by groups E02F3/00 - E02F7/00
    • E02F9/20—Drives; Control devices
    • E02F9/2025—Particular purposes of control systems not otherwise provided for

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mining & Mineral Resources (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Operation Control Of Excavators (AREA)

Abstract

本申请公开了一种用于控制底盘调平的方法、控制器及步履式挖掘机。该方法包括：获取每个支腿的支腿压力数据和每个油缸的初始位移数据；根据每个支腿的支腿压力数据和每个油缸的初始位移数据，调整每个支腿的位置，使每个支腿受力平衡；在每个支腿受力平衡的情况下，根据每个支腿的支腿压力数据确定对每个支腿进行调整的支腿调整顺序；基于支腿调整顺序，根据每个油缸的目标位移数据和获取到的底盘的倾角数据，依次对每个支腿的角度进行调整，以调平底盘；其中，每个油缸的目标位移数据是在每个支腿受力平衡的情况下获取到的每个油缸的位移数据。本申请能提高步履式挖掘机的底盘的调平效果。

Description

用于控制底盘调平的方法、控制器及步履式挖掘机
技术领域
本申请涉及步履式挖掘机技术领域，具体地涉及一种用于控制底盘调平的方法、控制器及步履式挖掘机。
背景技术
步履式挖掘机因其具备灵活、通过性高等特点，逐渐应用在城市道路抢险、山区斜坡作业、地质灾害救援、狭窄地面通过等作业场景。目前，现有的底盘调平方式通过在底盘上设置的双轴倾角传感器检测底盘的倾斜角度，以根据底盘的倾斜角度判断整机倾斜方向，进而使用负反馈调节驱动电磁阀，以控制相应的支腿油缸运动，使底盘保持水平。然而，通过双轴倾角传感器检测倾斜角度，并进一步根据倾斜角度进行控制，这一调平方式不能确定支腿的受力情况，容易因支腿受力不平衡造成底盘在调平后再次倾斜。因此，现有技术的底盘调平方式存在因支腿受力不平衡而导致调平效果较差的问题。
发明内容
本申请实施例的目的是提供一种用于控制底盘调平的方法、控制器及步履式挖掘机，用以解决现有技术的底盘调平方式因支腿受力不平衡而导致调平效果较差的问题。
为了实现上述目的，本申请第一方面提供一种用于控制底盘调平的方法，应用于步履式挖掘机的控制器，步履式挖掘机包括多个支腿，每个支腿内包括油缸，多个支腿与步履式挖掘机的底盘连接，该方法包括：
获取每个支腿的支腿压力数据和每个油缸的初始位移数据；
根据每个支腿的支腿压力数据和每个油缸的初始位移数据，调整每个支腿的位置，使每个支腿受力平衡；
在每个支腿受力平衡的情况下，根据每个支腿的支腿压力数据确定对每个支腿进行调整的支腿调整顺序；
基于支腿调整顺序，根据每个油缸的目标位移数据和获取到的底盘的倾角数据，依次对每个支腿的角度进行调整，以调平底盘；其中，每个油缸的目标位移数据是在每个支腿受力平衡的情况下获取到的每个油缸的位移数据。
在本申请实施例中，根据每个支腿的支腿压力数据和每个油缸的初始位移数据，调整每个支腿的位置，使每个支腿受力平衡，包括：
根据每个支腿的支腿压力数据确定每个支腿的支腿压力相对偏差值；
结合每个支腿的支腿压力相对偏差值和每个油缸的初始位移数据输出对应的受力平衡控制信号，以调整每个支腿的位置，使每个支腿受力平衡。
在本申请实施例中，结合每个支腿的支腿压力相对偏差值和每个油缸的初始位移数据输出对应的受力平衡控制信号，包括：
对于任一支腿，判断任一支腿的支腿压力相对偏差值是否小于预设偏差值；
在判定任一支腿的支腿压力相对偏差值小于预设偏差值的情况下，结合任一支腿的支腿压力相对偏差值和任一支腿的初始位移数据输出任一支腿的受力平衡控制信号。
在本申请实施例中，任一支腿的受力平衡控制信号包括第一位移距离和第一位移速度，第一位移距离满足公式(1)：
s1＝s0+Δs； (1)
其中，s1为第一位移距离，s0为初始位移数据中的初始位移距离，Δs为位移增量；
第一位移速度满足公式(2)：
其中，v1为第一位移速度，vj为基础速度，ΔP为支腿压力相对偏差值，K1为预设速度调节系数。
在本申请实施例中，多个支腿包括四个支腿，根据每个支腿的支腿压力数据确定对每个支腿进行调整的支腿调整顺序，包括：
根据每个支腿的支腿压力数据确定每个支腿的支腿压力相对偏差值；
将多个支腿的支腿压力相对偏差值中的最小值对应的支腿作为基准支腿，以及将处于基准支腿的对角位置的支腿作为第一调整支腿；
比较多个支腿中的除基准支腿和第一调整支腿以外的两个支腿的支腿压力相对偏差值；
将两个支腿中支腿压力相对偏差值的较大值对应的支腿作为第二调整支腿，以及将两个支腿中支腿压力相对偏差值的较小值对应的支腿作为第三调整支腿；
按照第一调整支腿、第二调整支腿和第三调整支腿的顺序确定支腿调整顺序，其中，第一调整支腿的调整顺序先于第二调整支腿，第二调整支腿的调整顺序先于第三调整支腿。
在本申请实施例中，根据每个支腿的支腿压力数据确定每个支腿的支腿压力相对偏差值，包括：
根据多个支腿的支腿压力数据确定支腿压力平均值；
对于任一支腿，根据任一支腿的支腿压力数据和支腿压力平均值确定任一支腿的支腿压力相对偏差值。
在本申请实施例中，基于支腿调整顺序，根据每个油缸的目标位移数据和获取到的底盘的倾角数据，依次对每个支腿的角度进行调整，包括：
在倾角数据不处于预设范围的情况下，根据倾角数据所处的范围确定底盘的倾斜方向和非倾斜方向；
根据倾角数据和目标位移数据输出对应的角度调节控制信号；
通过角度调节控制信号，基于支腿调整顺序，依次控制位于底盘的倾斜方向的支腿上升，以及依次控制位于底盘的非倾斜方向的支腿下降，直至倾角数据处于预设范围，以完成对每个支腿的角度的调整。
在本申请实施例中，在倾角数据为正值且依次控制位于底盘的倾斜方向的支腿上升，或者倾角数据为负值且依次控制位于底盘的非倾斜方向的支腿下降的情况下，角度调节控制信号中的第二位移距离满足公式(3)：
在倾角数据为负值且依次控制位于底盘的倾斜方向的支腿上升，或者倾角数据为正值且依次控制位于底盘的非倾斜方向的支腿下降的情况下，角度调节控制信号中的第二位移距离满足公式(4)：
其中，s2为第二位移距离，s为目标位移数据中的目标位移距离，Δs为位移增量，K2为预设位移调节系数，为倾角数据。
本申请第二方面提供一种控制器，包括：
存储器，被配置成存储指令；以及
处理器，被配置成从存储器调用指令以及在执行指令时能够实现上述的用于控制底盘调平的方法。
本申请第三方面提供一种步履式挖掘机，包括：
控制器；
底盘，与控制器通信；
多个支腿，每个支腿内包括油缸，多个支腿与底盘连接。
在本申请实施例中，步履式挖掘机还包括：
倾角传感器，设置于底盘上，被配置成采集倾角数据；
多个压力传感器，每个压力传感器分别设置于对应的油缸内，多个压力传感器被配置成采集多个支腿的支腿压力数据；
多个油缸位移传感器，每个油缸位移传感器分别设置于对应的油缸内，多个油缸位移传感器被配置成采集多个油缸的初始位移数据和目标位移数据。
本申请第四方面提供一种机器可读存储介质，该机器可读存储介质上存储有指令，该指令用于使得机器执行上述的用于控制底盘调平的方法。
通过上述技术方案，获取每个支腿的支腿压力数据和每个油缸的初始位移数据，再根据每个支腿的支腿压力数据和每个油缸的初始位移数据，调整每个支腿的位置，使每个支腿受力平衡。在每个支腿受力平衡的情况下，根据每个支腿的支腿压力数据确定对每个支腿进行调整的支腿调整顺序，随后基于支腿调整顺序，根据每个油缸的目标位移数据和获取到的底盘的倾角数据，依次对每个支腿的角度进行调整，以调平底盘。本申请通过先根据每个支腿的支腿压力数据和每个油缸的初始位移数据，调整每个支腿的位置，使每个支腿受力平衡，再根据每个油缸的目标位移数据和获取到的底盘的倾角数据，依次对每个支腿的角度进行调整，这降低了多个支腿的受力不平衡而对底盘的调平效果造成的影响，使得底盘调平后更为稳定。
本申请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申请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申请实施例，但并不构成对本申请实施例的限制。在附图中：
图1示意性示出了根据本申请实施例的一种步履式挖掘机的下车结构图；
图2示意性示出了根据本申请实施例的一种步履式挖掘机的控制原理图；
图3示意性示出了根据本申请实施例的一种用于控制底盘调平的方法的流程图；
图4示意性示出了根据本申请实施例的一种控制器的结构框图。
附图标记说明
1 左前支腿油缸位移传感器 2 右前支腿油缸位移传感器
3左后支腿油缸位移传感器 4 右后支腿油缸位移传感器
5 左前支腿压力传感器 6 右前支腿压力传感器
7 左后支腿压力传感器 8 右后支腿压力传感器
201 控制器 202 显示器
203 操控面板
具体实施方式
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，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申请实施例，并不用于限制本申请实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
需要说明，若本申请实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
另外，若本申请实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，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，也不在本申请要求的保护范围之内。
图1示意性示出了根据本申请实施例的一种步履式挖掘机的下车结构图。如图1所示，步履式挖掘机包括多个支腿。以步履式挖掘机的车头方向为前方向，多个支腿可以包括左前支腿、右前支腿、左后支腿和右后支腿。需要说明的是，支腿的数量并不局限于四个，可以根据实际需求更改。每个支腿内设置有油缸，并且，每个油缸内设置有压力传感器和油缸位移传感器。通过左前支腿油缸位移传感器1、右前支腿油缸位移传感器2、左后支腿油缸位移传感器3和右后支腿油缸位移传感器4，可以分别采集每个油缸的初始位移数据和目标位移数据。通过左前支腿压力传感器5、右前支腿压力传感器6、左后支腿压力传感器7和右后支腿压力传感器8，可以分别采集左前支腿、右前支腿、左后支腿和右后支腿的支腿压力数据。
图2示意性示出了根据本申请实施例的一种步履式挖掘机的控制原理图。如图2所示，控制器201分别与显示器202、操控面板203、多个油缸位移传感器和多个压力传感器通信。显示器202可以用于显示工作模式及各个参数。操控面板203可以用于切换工作模式。多个油缸位移传感器包括左前支腿油缸位移传感器1、右前支腿油缸位移传感器2、左后支腿油缸位移传感器3和右后支腿油缸位移传感器4。多个压力传感器包括左前支腿压力传感器5、右前支腿压力传感器6、左后支腿压力传感器7和右后支腿压力传感器8。根据多个油缸位移传感器发送的初始位移数据和目标位移数据，以及多个压力传感器发送的支腿压力数据，控制器201可以输出对应的控制信号，以控制多个支腿上升或下降。
图3示意性示出了根据本申请实施例的一种用于控制底盘调平的方法的流程图。如图3所示，本申请实施例提供一种用于控制底盘调平的方法，应用于步履式挖掘机的控制器，步履式挖掘机包括多个支腿，每个支腿内包括油缸，多个支腿与步履式挖掘机的底盘连接，该方法可以包括下列步骤：
步骤301、获取每个支腿的支腿压力数据和每个油缸的初始位移数据；
步骤302、根据每个支腿的支腿压力数据和每个油缸的初始位移数据，调整每个支腿的位置，使每个支腿受力平衡；
步骤303、在每个支腿受力平衡的情况下，根据每个支腿的支腿压力数据确定对每个支腿进行调整的支腿调整顺序；
步骤304、基于支腿调整顺序，根据每个油缸的目标位移数据和获取到的底盘的倾角数据，依次对每个支腿的角度进行调整，以调平底盘；其中，每个油缸的目标位移数据是在每个支腿受力平衡的情况下获取到的每个油缸的位移数据。
在本申请实施例中，步履式挖掘机的工作模式包括手动模式、越野模式和行走模式。在步履式挖掘机处于越野模式或行走模式的情况下，控制器可以对步履式挖掘机的底盘进行调平。步履式挖掘机包括多个支腿，多个支腿与步履式挖掘机的底盘连接，且每个支腿内设置有油缸，每个油缸内均设置有压力传感器和油缸位移传感器。首先，控制器可以检测每个压力传感器发送的支腿压力信号，并对支腿压力信号进行归一化处理，从而得到每个支腿的支腿压力数据。并且，控制器可以获取油缸位移传感器采集的每个油缸的初始位移数据。同时，步履式挖掘机的底盘上设置有倾角传感器，控制器也可以获取到倾角传感器采集的底盘的倾角数据。根据多个支腿的支腿压力数据，控制器可以确定支腿压力平均值，进而确定每个支腿的支腿压力相对偏差值。这样，根据每个支腿的支腿压力相对偏差值，控制器可以确定需要进行受力平衡调整的支腿。在确定需要进行受力平衡调整的支腿后，控制器可以根据支腿对应的支腿压力相对偏差值和初始位移数据输出支腿的受力平衡控制信号，从而调整支腿的位置，使得每个支腿受力平衡。
在每个支腿受力平衡的情况下，控制器可以获取油缸位移传感器采集的每个油缸的目标位移数据，并根据每个支腿的支腿压力相对偏差值确定对每个支腿进行调整的支腿调整顺序。进一步地，控制器可以判断倾角数据是否处于预设范围，并在倾角数据不处于预设范围的情况下，根据倾角数据确定底盘的倾斜方向和非倾斜方向。其中，预设范围可以根据实际情况进行调整。在确定底盘的倾斜方向和非倾斜方向后，控制器可以根据支腿调整顺序依次对支腿进行调整。在调整任意一个支腿时，控制器可以根据倾角数据和任意一个支腿对应的油缸的目标位移数据输出角度调节控制信号，以使得任意一个支腿上升或下降，从而达到调平底盘的目的。调整过程中，控制器可以采用比例积分微分(ProportionalIntegral Differential，PID)算法实时调整油缸控制电流，使得油缸运动更为平稳和准确。
通过上述技术方案，获取每个支腿的支腿压力数据和每个油缸的初始位移数据，再根据每个支腿的支腿压力数据和每个油缸的初始位移数据，调整每个支腿的位置，使每个支腿受力平衡。在每个支腿受力平衡的情况下，根据每个支腿的支腿压力数据确定对每个支腿进行调整的支腿调整顺序，随后基于支腿调整顺序，根据每个油缸的目标位移数据和获取到的底盘的倾角数据，依次对每个支腿的角度进行调整，以调平底盘。本申请通过先根据每个支腿的支腿压力数据和每个油缸的初始位移数据，调整每个支腿的位置，使每个支腿受力平衡，再根据每个油缸的目标位移数据和获取到的底盘的倾角数据，依次对每个支腿的角度进行调整，这降低了多个支腿的受力不平衡而对底盘的调平效果造成的影响，使得底盘调平后更为稳定。
在本申请实施例中，步骤302、根据每个支腿的支腿压力数据和每个油缸的初始位移数据，调整每个支腿的位置，使每个支腿受力平衡，可以包括：
根据每个支腿的支腿压力数据确定每个支腿的支腿压力相对偏差值；
结合每个支腿的支腿压力相对偏差值和每个油缸的初始位移数据输出对应的受力平衡控制信号，以调整每个支腿的位置，使每个支腿受力平衡。
在本申请实施例中，控制器可以根据每个支腿的支腿压力数据和每个油缸的初始位移数据调整每个支腿，使每个支腿受力平衡。根据多个支腿的支腿压力数据，控制器可以确定支腿压力平均值。进而，控制器可以根据任一支腿的支腿压力数据和支腿压力平均值确定任一支腿的支腿压力相对偏差值。这样，根据每个支腿的支腿压力相对偏差值，控制器可以确定需要进行受力平衡调整的支腿。在确定需要进行受力平衡调整的支腿后，控制器可以根据支腿对应的支腿压力相对偏差值和初始位移数据输出支腿的受力平衡控制信号，从而驱动支腿下降。这样，可以使得每个支腿受力平衡。
在本申请实施例中，结合每个支腿的支腿压力相对偏差值和每个油缸的初始位移数据输出对应的受力平衡控制信号，可以包括：
对于任一支腿，判断任一支腿的支腿压力相对偏差值是否小于预设偏差值；
在判定任一支腿的支腿压力相对偏差值小于预设偏差值的情况下，结合任一支腿的支腿压力相对偏差值和任一支腿的初始位移数据输出任一支腿的受力平衡控制信号。
在本申请实施例中，控制器可以结合每个支腿的支腿压力相对偏差值和每个油缸的初始位移数据输出对应的受力平衡控制信号。在确定多个支腿中的每个支腿的支腿压力相对偏差值后，控制器可以判断任一支腿的支腿压力相对偏差值是否小于预设偏差值。预设偏差值可以根据实际情况进行调整。若任一支腿的支腿压力相对偏差值小于预设偏差值，那么控制器可以结合任一支腿的支腿压力相对偏差值和任一支腿的初始位移数据输出任一支腿的受力平衡控制信号。若任一支腿的支腿压力相对偏差值大于或等于预设偏差值，那么控制器不需要针对该支腿输出对应的受力平衡控制信号。在一个示例中，若左前支腿的支腿压力相对偏差值小于-0.1，那么控制器可以确定左前支腿与地面的支撑力偏小，需要进行调整，此时输出左前支腿对应的受力平衡控制信号，以驱动左前支腿下降。这样，控制器可以确定需要进行受力平衡调整的支腿，进而输出对应的受力平衡控制信号。
在本申请实施例中，任一支腿的受力平衡控制信号可以包括第一位移距离和第一位移速度，第一位移距离可以满足公式(1)：
s1＝s0+Δs； (1)
其中，s1为第一位移距离，s0为初始位移数据中的初始位移距离，Δs为位移增量；
第一位移速度可以满足公式(2)：
其中，v1为第一位移速度，vj为基础速度，ΔP为支腿压力相对偏差值，K1为预设速度调节系数。
在本申请实施例中，在确定需要进行受力平衡调整的任一支腿后，控制器可以输出任一支腿的受力平衡控制信号，从而控制任一支腿下降。其中，任一支腿的受力平衡控制信号包括第一位移距离和第一位移速度。根据位移增量和初始位移数据中的初始位移距离，控制器可以确定第一位移距离。根据基础速度、任一支腿的支腿压力相对偏差值和预设速度调节系数，控制器可以确定第一位移速度。基础速度和位移增量均需要通过调试步履式挖掘机来确定。
在本申请实施例中，多个支腿可以包括四个支腿，根据每个支腿的支腿压力数据确定对每个支腿进行调整的支腿调整顺序，可以包括：
根据每个支腿的支腿压力数据确定每个支腿的支腿压力相对偏差值；
将多个支腿的支腿压力相对偏差值中的最小值对应的支腿作为基准支腿，以及将处于基准支腿的对角位置的支腿作为第一调整支腿；
比较多个支腿中的除基准支腿和第一调整支腿以外的两个支腿的支腿压力相对偏差值；
将两个支腿中支腿压力相对偏差值的较大值对应的支腿作为第二调整支腿，以及将两个支腿中支腿压力相对偏差值的较小值对应的支腿作为第三调整支腿；
按照第一调整支腿、第二调整支腿和第三调整支腿的顺序确定支腿调整顺序，其中，第一调整支腿的调整顺序先于第二调整支腿，第二调整支腿的调整顺序先于第三调整支腿。
在本申请实施例中，控制器可以根据每个支腿的支腿压力数据确定对每个支腿进行调整的支腿调整顺序。多个支腿可以包括四个支腿。在步履式挖掘机包括四个支腿的情况下，控制器可以根据每个支腿的支腿压力数据确定每个支腿的支腿压力相对偏差值，并将多个支腿的支腿压力相对偏差值中的最小值对应的支腿作为基准支腿，以及将处于基准支腿的对角位置的支腿作为第一调整支腿。随后控制器可以比较多个支腿中的除基准支腿和第一调整支腿以外的两个支腿的支腿压力相对偏差值，再将两个支腿中支腿压力相对偏差值的较大值对应的支腿作为第二调整支腿，以及将两个支腿中支腿压力相对偏差值的较小值对应的支腿作为第三调整支腿。在确定了第一调整支腿、第二调整支腿和第三调整支腿的情况下，控制器按照第一调整支腿、第二调整支腿和第三调整支腿的顺序确定支腿调整顺序，并且，第一调整支腿的调整顺序先于第二调整支腿，第二调整支腿的调整顺序先于第三调整支腿。这样，控制器可以确定支腿调整顺序，便于后续对多个支腿的角度进行调整。
在本申请实施例中，根据每个支腿的支腿压力数据确定每个支腿的支腿压力相对偏差值，可以包括：
根据多个支腿的支腿压力数据确定支腿压力平均值；
对于任一支腿，根据任一支腿的支腿压力数据和支腿压力平均值确定任一支腿的支腿压力相对偏差值。
在本申请实施例中，控制器可以根据每个支腿的支腿压力数据确定每个支腿的支腿压力相对偏差值。控制器可以根据多个支腿的支腿压力数据确定支腿压力平均值。然后，控制器可以基于支腿压力平均值确定每个支腿的支腿压力相对偏差值。在确定每个支腿的支腿压力相对偏差值过程中，对于任一支腿，控制器可以根据任一支腿的支腿压力数据和支腿压力平均值确定任一支腿的支腿压力相对偏差值。支腿压力相对偏差值满足公式(5)：
其中，ΔP为支腿压力相对偏差值，P为支腿压力数据，为支腿压力平均值。
这样，控制器可以确定每个支腿的支腿压力相对偏差值，便于后续调整每个支腿的受力情况以及确定支腿调整顺序。
在本申请实施例中，基于支腿调整顺序，根据每个油缸的目标位移数据和获取到的底盘的倾角数据，依次对每个支腿的角度进行调整，可以包括：
在倾角数据不处于预设范围的情况下，根据倾角数据所处的范围确定底盘的倾斜方向和非倾斜方向；
根据倾角数据和目标位移数据输出对应的角度调节控制信号；
通过角度调节控制信号，基于支腿调整顺序，依次控制位于底盘的倾斜方向的支腿上升，以及依次控制位于底盘的非倾斜方向的支腿下降，直至倾角数据处于预设范围，以完成对每个支腿的角度的调整。
在本申请实施例中，控制器可以依次对每个支腿的角度进行调整，从而调平底盘。具体地，可以根据倾角传感器的安装位置建立坐标系，坐标系的原点可以根据实际情况进行调整。坐标系以步履式挖掘机的前后方向为X轴，以步履式挖掘机的左右方向为Y轴。那么在底盘往左右方向倾斜时对应翻滚角x，在底盘往前后方向倾斜时对应俯仰角y。需要说明的是，坐标系的X轴和Y轴可以调整，并不局限于此。倾角数据包括翻滚角x和俯仰角y。控制器可以判断翻滚角x和俯仰角y是否处于预设范围。在翻滚角x不处于预设范围的情况下，根据翻滚角x所处的范围确定底盘的倾斜方向和非倾斜方向。在俯仰角y不处于预设范围的情况下，根据俯仰角y所处的范围确定底盘的倾斜方向和非倾斜方向。在确定底盘的倾斜方向和非倾斜方向后，控制器可以根据倾角数据和目标位移数据输出对应的角度调节控制信号。通过角度调节控制信号，控制器可以按照支腿调整顺序依次控制位于底盘的倾斜方向的支腿上升，以及依次控制位于底盘的非倾斜方向的支腿下降，直至翻滚角x和俯仰角y均处于预设范围，以完成对每个支腿的角度的调整。
在一个示例中，预设范围为负2度至2度的范围，当翻滚角x大于2度，此时可以确定左前支腿和左后支腿处于底盘的倾斜方向，右前支腿和右后支腿处于底盘的非倾斜方向，那么控制器可以根据翻滚角x和目标位移数据输出对应的角度调节控制信号控制左前支腿和左后支腿上升，以及控制右前支腿和右后支腿下降。在另一个示例中，预设范围为负2度至2度的范围，当俯仰角y大于2度，此时可以确定左前支腿和右前支腿处于底盘的倾斜方向，左后支腿和右后支腿处于底盘的非倾斜方向，那么控制器可以根据俯仰角y和目标位移数据输出对应的角度调节控制信号控制左前支腿和右前支腿上升，以及控制左后支腿和右后支腿下降。这样，可以调平步履式挖掘机的底盘。
在本申请实施例中，在倾角数据为正值且依次控制位于底盘的倾斜方向的支腿上升，或者倾角数据为负值且依次控制位于底盘的非倾斜方向的支腿下降的情况下，角度调节控制信号中的第二位移距离满足公式(3)：
在倾角数据为负值且依次控制位于底盘的倾斜方向的支腿上升，或者倾角数据为正值且依次控制位于底盘的非倾斜方向的支腿下降的情况下，角度调节控制信号中的第二位移距离满足公式(4)：
其中，s2为第二位移距离，s为目标位移数据中的目标位移距离，Δs为位移增量，K2为预设位移调节系数，为倾角数据。
在本申请实施例中，在每个支腿受力平衡后，控制器获取油缸位移传感器发送的目标位移数据。由于在调整每个支腿受力后，每个油缸的位移数据可能发生变化，因此需要再次获取油缸位移传感器发送的每个油缸的目标位移数据。角度调节控制信号包括第二位移距离和第二位移速度。这样，按照支腿调整顺序，根据倾角数据为正值或负值，并结合目标位移数据中的目标位移距离、位移增量、预设位移调节系数和倾角数据确定第二位移距离，以及将第二位移速度确定为预设速度，控制器可以输出对应的角度调节控制信号。预设速度需要对步履式挖掘机进行调试后根据实际情况确定。这样，控制器可以输出角度调节控制信号，进而控制多个支腿上升或下降。
图4示意性示出了根据本申请实施例的一种控制器的结构框图。如图4所示，本申请实施例提供一种控制器，可以包括：
存储器410，被配置成存储指令；以及
处理器420，被配置成从存储器410调用指令以及在执行指令时能够实现上述的用于控制底盘调平的方法。
具体地，在本申请实施例中，处理器420可以被配置成：
获取每个支腿的支腿压力数据和每个油缸的初始位移数据；
根据每个支腿的支腿压力数据和每个油缸的初始位移数据，调整每个支腿的位置，使每个支腿受力平衡；
在每个支腿受力平衡的情况下，根据每个支腿的支腿压力数据确定对每个支腿进行调整的支腿调整顺序；
基于支腿调整顺序，根据每个油缸的目标位移数据和获取到的底盘的倾角数据，依次对每个支腿的角度进行调整，以调平底盘；其中，每个油缸的目标位移数据是在每个支腿受力平衡的情况下获取到的每个油缸的位移数据。
进一步地，处理器420还可以被配置成：
根据每个支腿的支腿压力数据确定每个支腿的支腿压力相对偏差值；
结合每个支腿的支腿压力相对偏差值和每个油缸的初始位移数据输出对应的受力平衡控制信号，以调整每个支腿的位置，使每个支腿受力平衡。
进一步地，处理器420还可以被配置成：
对于任一支腿，判断任一支腿的支腿压力相对偏差值是否小于预设偏差值；
在判定任一支腿的支腿压力相对偏差值小于预设偏差值的情况下，结合任一支腿的支腿压力相对偏差值和任一支腿的初始位移数据输出任一支腿的受力平衡控制信号。
在本申请实施例中，任一支腿的受力平衡控制信号包括第一位移距离和第一位移速度，第一位移距离满足公式(1)：
s1＝s0+Δs； (1)
其中，s1为第一位移距离，s0为初始位移数据中的初始位移距离，Δs为位移增量；
第一位移速度满足公式(2)：
其中，v1为第一位移速度，vj为基础速度，ΔP为支腿压力相对偏差值，K1为预设速度调节系数。
进一步地，处理器420还可以被配置成：
根据每个支腿的支腿压力数据确定每个支腿的支腿压力相对偏差值；
将多个支腿的支腿压力相对偏差值中的最小值对应的支腿作为基准支腿，以及将处于基准支腿的对角位置的支腿作为第一调整支腿；
比较多个支腿中的除基准支腿和第一调整支腿以外的两个支腿的支腿压力相对偏差值；
将两个支腿中支腿压力相对偏差值的较大值对应的支腿作为第二调整支腿，以及将两个支腿中支腿压力相对偏差值的较小值对应的支腿作为第三调整支腿；
按照第一调整支腿、第二调整支腿和第三调整支腿的顺序确定支腿调整顺序，其中，第一调整支腿的调整顺序先于第二调整支腿，第二调整支腿的调整顺序先于第三调整支腿。
进一步地，处理器420还可以被配置成：
根据多个支腿的支腿压力数据确定支腿压力平均值；
对于任一支腿，根据任一支腿的支腿压力数据和支腿压力平均值确定任一支腿的支腿压力相对偏差值。
进一步地，处理器420还可以被配置成：
在倾角数据不处于预设范围的情况下，根据倾角数据所处的范围确定底盘的倾斜方向和非倾斜方向；
根据倾角数据和目标位移数据输出对应的角度调节控制信号；
通过角度调节控制信号，基于支腿调整顺序，依次控制位于底盘的倾斜方向的支腿上升，以及依次控制位于底盘的非倾斜方向的支腿下降，直至倾角数据处于预设范围，以完成对每个支腿的角度的调整。
在本申请实施例中，在倾角数据为正值且依次控制位于底盘的倾斜方向的支腿上升，或者倾角数据为负值且依次控制位于底盘的非倾斜方向的支腿下降的情况下，角度调节控制信号中的第二位移距离满足公式(3)：
在倾角数据为负值且依次控制位于底盘的倾斜方向的支腿上升，或者倾角数据为正值且依次控制位于底盘的非倾斜方向的支腿下降的情况下，角度调节控制信号中的第二位移距离满足公式(4)：
其中，s2为第二位移距离，s为目标位移数据中的目标位移距离，Δs为位移增量，K2为预设位移调节系数，为倾角数据。
通过上述技术方案，获取每个支腿的支腿压力数据和每个油缸的初始位移数据，再根据每个支腿的支腿压力数据和每个油缸的初始位移数据，调整每个支腿的位置，使每个支腿受力平衡。在每个支腿受力平衡的情况下，根据每个支腿的支腿压力数据确定对每个支腿进行调整的支腿调整顺序，随后基于支腿调整顺序，根据每个油缸的目标位移数据和获取到的底盘的倾角数据，依次对每个支腿的角度进行调整，以调平底盘。本申请通过先根据每个支腿的支腿压力数据和每个油缸的初始位移数据，调整每个支腿的位置，使每个支腿受力平衡，再根据每个油缸的目标位移数据和获取到的底盘的倾角数据，依次对每个支腿的角度进行调整，这降低了多个支腿的受力不平衡而对底盘的调平效果造成的影响，使得底盘调平后更为稳定。
本申请实施例还提供一种步履式挖掘机，包括：
控制器；
底盘，与控制器通信；
多个支腿，每个支腿内包括油缸，多个支腿与底盘连接。
在本申请实施例中，步履式挖掘机包括控制器、底盘和多个支腿。控制器与底盘通信，多个支腿与底盘连接。每个支腿内均设有油缸。由此，控制器可以发送相应的受力平衡控制信号和角度调节控制信号，通过受力平衡控制信号和角度调节控制信号实时调整油缸控制电流，并输出油缸控制电流至比例电磁阀，以驱动油缸运动，从而调整多个支腿，可以使底盘调平。
在本申请实施例中，步履式挖掘机还包括：
倾角传感器，设置于底盘上，被配置成采集倾角数据；
多个压力传感器，每个压力传感器分别设置于对应的油缸内，多个压力传感器被配置成采集多个支腿的支腿压力数据；
多个油缸位移传感器，每个油缸位移传感器分别设置于对应的油缸内，多个油缸位移传感器被配置成采集多个油缸的初始位移数据和目标位移数据。
在本申请实施例中，步履式挖掘机还包括倾角传感器、多个压力传感器和多个油缸位移传感器。倾角传感器设置于底盘上，可以用于采集底盘的倾角数据。多个压力传感器中的每个压力传感器分别设置于对应的每个油缸内，可以用于采集每个支腿的支腿压力数据。多个压力传感器为电压型压力传感器。多个油缸位移传感器中的每个油缸位移传感器分别设置于对应的每个油缸内，可以用于采集每个油缸的初始位移数据和目标位移数据。
本申请实施例还提供一种机器可读存储介质，该机器可读存储介质上存储有指令，该指令用于使得机器执行上述的用于控制底盘调平的方法。
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 (12)

1.一种用于控制底盘调平的方法，其特征在于，应用于步履式挖掘机的控制器，所述步履式挖掘机包括多个支腿，每个支腿内包括油缸，所述多个支腿与所述步履式挖掘机的底盘连接，所述方法包括：
获取每个支腿的支腿压力数据和每个油缸的初始位移数据；
根据所述每个支腿的支腿压力数据和所述每个油缸的初始位移数据，调整所述每个支腿的位置，使所述每个支腿受力平衡；
在所述每个支腿受力平衡的情况下，根据所述每个支腿的支腿压力数据确定对所述每个支腿进行调整的支腿调整顺序；
基于所述支腿调整顺序，根据所述每个油缸的目标位移数据和获取到的所述底盘的倾角数据，依次对所述每个支腿的角度进行调整，以调平底盘；其中，所述每个油缸的目标位移数据是在所述每个支腿受力平衡的情况下获取到的每个油缸的位移数据。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述每个支腿的支腿压力数据和所述每个油缸的初始位移数据，调整所述每个支腿的位置，使所述每个支腿受力平衡，包括：
根据所述每个支腿的支腿压力数据确定所述每个支腿的支腿压力相对偏差值；
结合所述每个支腿的支腿压力相对偏差值和每个油缸的初始位移数据输出对应的受力平衡控制信号，以调整所述每个支腿的位置，使所述每个支腿受力平衡。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，结合所述每个支腿的支腿压力相对偏差值和每个油缸的初始位移数据输出对应的受力平衡控制信号，包括：
对于任一支腿，判断所述任一支腿的支腿压力相对偏差值是否小于预设偏差值；
在判定所述任一支腿的支腿压力相对偏差值小于预设偏差值的情况下，结合所述任一支腿的支腿压力相对偏差值和所述任一支腿的初始位移数据输出所述任一支腿的受力平衡控制信号。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述任一支腿的受力平衡控制信号包括第一位移距离和第一位移速度，所述第一位移距离满足公式(1)：
s1＝s0+Δs； (1)
其中，s1为所述第一位移距离，s0为所述初始位移数据中的初始位移距离，Δs为位移增量；
所述第一位移速度满足公式(2)：
其中，v1为所述第一位移速度，vj为基础速度，ΔP为所述支腿压力相对偏差值，K1为预设速度调节系数。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述多个支腿包括四个支腿，所述根据所述每个支腿的支腿压力数据确定对所述每个支腿进行调整的支腿调整顺序，包括：
根据所述每个支腿的支腿压力数据确定所述每个支腿的支腿压力相对偏差值；
将多个支腿的支腿压力相对偏差值中的最小值对应的支腿作为基准支腿，以及将处于所述基准支腿的对角位置的支腿作为第一调整支腿；
比较所述多个支腿中的除所述基准支腿和所述第一调整支腿以外的两个支腿的支腿压力相对偏差值；
将所述两个支腿中支腿压力相对偏差值的较大值对应的支腿作为第二调整支腿，以及将所述两个支腿中支腿压力相对偏差值的较小值对应的支腿作为第三调整支腿；
按照所述第一调整支腿、第二调整支腿和第三调整支腿的顺序确定所述支腿调整顺序，其中，所述第一调整支腿的调整顺序先于所述第二调整支腿，所述第二调整支腿的调整顺序先于所述第三调整支腿。
6.根据权利要求2至5中任一项所述的方法，其特征在于，所述根据所述每个支腿的支腿压力数据确定所述每个支腿的支腿压力相对偏差值，包括：
根据多个支腿的支腿压力数据确定支腿压力平均值；
对于任一支腿，根据所述任一支腿的支腿压力数据和所述支腿压力平均值确定所述任一支腿的支腿压力相对偏差值。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，基于所述支腿调整顺序，根据所述每个油缸的目标位移数据和获取到的所述底盘的倾角数据，依次对所述每个支腿的角度进行调整，包括：
在所述倾角数据不处于预设范围的情况下，根据所述倾角数据所处的范围确定所述底盘的倾斜方向和非倾斜方向；
根据所述倾角数据和所述目标位移数据输出对应的角度调节控制信号；
通过所述角度调节控制信号，基于所述支腿调整顺序，依次控制位于所述底盘的倾斜方向的支腿上升，以及依次控制位于所述底盘的非倾斜方向的支腿下降，直至所述倾角数据处于预设范围，以完成对所述每个支腿的角度的调整。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，在所述倾角数据为正值且依次控制位于所述底盘的倾斜方向的支腿上升，或者所述倾角数据为负值且依次控制位于所述底盘的非倾斜方向的支腿下降的情况下，所述角度调节控制信号中的第二位移距离满足公式(3)：
在所述倾角数据为负值且依次控制位于所述底盘的倾斜方向的支腿上升，或者所述倾角数据为正值且依次控制位于所述底盘的非倾斜方向的支腿下降的情况下，所述角度调节控制信号中的第二位移距离满足公式(4)：
其中，K2为所述第二位移距离，s为所述目标位移数据中的目标位移距离，Δs为位移增量，K2为预设位移调节系数，为所述倾角数据。
9.一种控制器，其特征在于，包括：
存储器，被配置成存储指令；以及
处理器，被配置成从所述存储器调用所述指令以及在执行所述指令时能够实现根据权利要求1至8中任一项所述的用于控制底盘调平的方法。
10.一种步履式挖掘机，其特征在于，包括：
根据权利要求9所述的控制器；
底盘，与所述控制器通信；
多个支腿，每个支腿内包括油缸，所述多个支腿与所述底盘连接。
11.根据权利要求10所述的步履式挖掘机，其特征在于，所述步履式挖掘机还包括：
倾角传感器，设置于所述底盘上，被配置成采集倾角数据；
多个压力传感器，每个压力传感器分别设置于对应的油缸内，所述多个压力传感器被配置成采集所述多个支腿的支腿压力数据；
多个油缸位移传感器，每个油缸位移传感器分别设置于对应的油缸内，所述多个油缸位移传感器被配置成采集多个油缸的初始位移数据和目标位移数据。
12.一种机器可读存储介质，其特征在于，该机器可读存储介质上存储有指令，该指令用于使得机器执行根据权利要求1至8中任一项所述的用于控制底盘调平的方法。
CN202311244950.4A 2023-09-25 2023-09-25 用于控制底盘调平的方法、控制器及步履式挖掘机 Pending CN117286927A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202311244950.4A CN117286927A (zh) 2023-09-25 2023-09-25 用于控制底盘调平的方法、控制器及步履式挖掘机

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202311244950.4A CN117286927A (zh) 2023-09-25 2023-09-25 用于控制底盘调平的方法、控制器及步履式挖掘机

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN117286927A true CN117286927A (zh) 2023-12-26

Family

ID=89247514

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202311244950.4A Pending CN117286927A (zh) 2023-09-25 2023-09-25 用于控制底盘调平的方法、控制器及步履式挖掘机

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN117286927A (zh)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10407282B2 (en) Position control of a boom tip
CN102529907B (zh) 平台支腿自动调平控制方法和系统以及具有该系统的调平设备
EP2982639B1 (en) A lateral stability system
JPH0780411B2 (ja) 車輌用アクテイブサスペンシヨン
CN110985465B (zh) 一种调平腿落地检测方法
CN106986276B (zh) 一种具有虚腿识别功能的支腿自动调平方法
CN110673653A (zh) 工程机械的防倾翻控制方法、装置及该工程机械
CN117286927A (zh) 用于控制底盘调平的方法、控制器及步履式挖掘机
CN110155892A (zh) 一种支腿自动调平方法
CN108116987B (zh) 支腿调平方法、系统及工程机械
US8437911B2 (en) Ride height control system and method for controlling load distribution at target ride height in a vehicle suspension system
CN115182407B (zh) 用于控制臂架的方法、装置、控制器及工程机械
CN111608392B (zh) 用于混凝土设备的防倾翻控制方法和系统、混凝土设备
KR101298616B1 (ko) 발사 플랫폼 수평 제어방법
CN115010019A (zh) 伸缩臂机械设备控制装置、控制方法及伸缩臂机械设备
JP2000118956A (ja) 角度制御方法及び角度制御装置
KR100237149B1 (ko) 현수하중 안정제어장치
CN112469658A (zh) 起重机
CN116902838A (zh) 用于转台调平的控制方法及装置、起重设备及处理器
KR102667197B1 (ko) 4륜 구동 주행 로봇의 수평 자세 유지 제어 장치 및 방법
JPH05173646A (ja) 電気油圧サーボ機構
CN116176199A (zh) 用于悬架调平的控制方法及悬架调平控制装置
Li et al. Research on Electromechanical Four-Point Leveling Control System Based on MPC
CN116002585A (zh) 用于升降机构的控制方法、装置、处理器及可读存储介质
KR20240024662A (ko) 4륜 구동 주행 로봇의 수평 자세 유지 제어 장치 및 방법

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination