CN216379737U - 用于作业循环识别的装置及正流量挖掘机 - Google Patents

Abstract

本申请实施例公开了一种用于作业循环识别的装置及正流量挖掘机。用于作业循环识别的装置包括先导压力采集设备，设置于正流量挖掘机的先导阀的先导油路上，用于获取所述正流量挖掘机的先导压力信号；信号转换设备，与所述先导压力采集设备电连接，用于将所述先导压力信号转换为数字信号；以及GPS终端，与所述信号转换设备电连接，用于从所述信号转换设备获取所述数字信号，并根据所述数字信号识别所述正流量挖掘机是否处于循环作业状态。其中，通过在正流量挖掘机上设置先导压力采集设备，并根据先导压力采集设备采集的先导压力信号进行循环作业状态识别，避免了安装高成本的摄像机，降低了识别成本。

Description

用于作业循环识别的装置及正流量挖掘机

技术领域

本申请涉及工程机械技术领域，具体涉及一种用于作业循环识别的装置及正流量挖掘机。

背景技术

挖掘机是用铲斗挖掘高于或低于承机面的物料，并装入运输车辆或卸至堆料场的土方机械。从近几年工程机械的发展来看，挖掘机的发展相对较快，挖掘机已经成为工程建设中最主要的工程机械之一。

正流量挖掘机存在多种不同的作业阶段，比如挖掘、提升回转、卸料、空斗返回等。现有技术中，对于正流量挖掘机的作业循环识别通常通过在挖掘机上安装摄像机，由摄像机采集挖掘机的图像，根据图像识别判断挖掘机处于哪种作业阶段，进而判断挖掘机是否处于循环作业状态。该方案需要设置多个摄像机，成本较高。

实用新型内容

本申请实施例的目的是提供一种用于作业循环识别的装置及正流量挖掘机，旨在解决现有技术中正流量挖掘机的循环作业识别成本较高的问题。

为了实现上述目的，本申请第一方面提供一种用于作业循环识别的装置，包括：

先导压力采集设备，设置于正流量挖掘机的先导阀的先导油路上，用于采集正流量挖掘机的先导压力信号；

信号转换设备，与先导压力采集设备电连接，用于将先导压力信号转换为数字信号；以及

GPS终端，与信号转换设备电连接，用于从信号转换设备获取数字信号，并根据数字信号识别正流量挖掘机是否处于循环作业状态。

在本申请实施例中，GPS终端包括：

循环识别设备，与信号转换设备通过CAN总线电连接，用于从信号转换设备获取数字信号，根据数字信号识别正流量挖掘机是否处于循环作业状态。

在本申请实施例中，先导压力采集设备包括：

动臂提升先导压力传感器，与信号转换设备电连接，用于采集动臂提升先导压力信号，并发送动臂提升先导压力信号至信号转换设备；

动臂下降先导压力传感器，与信号转换设备电连接，用于采集动臂下降先导压力信号，并发送动臂下降先导压力信号至信号转换设备。

在本申请实施例中，先导压力采集设备还包括：

斗杆回收先导压力传感器，与信号转换设备电连接，用于采集斗杆回收先导压力信号，并发送斗杆回收先导压力信号至信号转换设备；

斗杆伸张先导压力传感器，与信号转换设备电连接，用于采集斗杆伸张先导压力信号，并发送斗杆伸张先导压力信号至信号转换设备。

在本申请实施例中，先导压力采集设备还包括：

铲斗挖掘先导压力传感器，与信号转换设备电连接，用于采集铲斗挖掘先导压力信号，并发送铲斗挖掘先导压力信号至信号转换设备；

铲斗卸料先导压力传感器，与信号转换设备电连接，用于采集铲斗卸料先导压力信号，并发送铲斗卸料先导压力信号至信号转换设备。

在本申请实施例中，先导压力采集设备还包括：

回转先导压力传感器，与信号转换设备电连接，用于采集回转先导压力信号，并发送回转先导压力信号至信号转换设备。

在本申请实施例中，数字信号包括动臂提升先导压力、动臂下降先导压力、斗杆回收先导压力、斗杆伸张先导压力、铲斗挖掘先导压力、铲斗卸料先导压力和回转先导压力，作业循环阶段包括第一阶段、第二阶段、第三阶段和第四阶段；循环识别设备还用于根据动臂提升先导压力、动臂下降先导压力、斗杆回收先导压力、斗杆伸张先导压力、铲斗挖掘先导压力、铲斗卸料先导压力和回转先导压力中的两者确定正流量挖掘机在第一阶段、第二阶段、第三阶段和第四阶段中所处的阶段。

在本申请实施例中，循环识别设备还用于：

在铲斗挖掘先导压力和斗杆回收先导压力均大于0的情况下，确定正流量挖掘机处于第一阶段；

在动臂提升先导压力和回转先导压力均大于0的情况下，确定正流量挖掘机处于第二阶段；

在铲斗卸料先导压力和斗杆伸张先导压力均大于0的情况下，确定正流量挖掘机处于第三阶段；

在动臂下降先导压力和回转先导压力均大于0的情况下，确定正流量挖掘机处于第四阶段。

在本申请实施例中，GPS终端还包括：

计数设备，与循环识别设备电连接；

循环识别设备还用于在正流量挖掘机依次处于第一阶段、第二阶段、第三阶段和第四阶段的情况下，向计数设备输出触发信号；

计数设备用于在接收到触发信号的情况下计数，以记录正流量挖掘机的循环作业次数。

在本申请实施例中，GPS终端还包括：

计时器，与循环识别设备电连接，用于记录正流量挖掘机所处的阶段的时长；

校验设备，分别与循环识别设备、计时器及计数设备电连接，用于从循环识别设备获取正流量挖掘机所处的阶段，从计时器获取时长，从计数设备获取循环作业次数，并根据正流量挖掘机所处的阶段及时长对循环作业次数进行校验和修正。

本申请第二方面提供一种正流量挖掘机，包括：

上述的用于作业循环识别的装置。

通过上述技术方案，在用于作业循环识别的装置中设置先导压力采集设备，设置于正流量挖掘机的先导阀的先导油路上，用于获取正流量挖掘机的先导压力信号；信号转换设备，与先导压力采集设备电连接，用于将先导压力信号转换为数字信号；以及GPS终端，与信号转换设备电连接，用于从信号转换设备获取数字信号，并根据数字信号识别正流量挖掘机是否处于循环作业状态。其中，通过在正流量挖掘机上设置先导压力采集设备，并根据先导压力采集设备采集的先导压力信号进行循环作业状态识别，避免了安装高成本的摄像机，降低了识别成本。

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用于作业循环识别的装置的功能模块图；

图2示意性示出了图1中用于作业循环识别的装置一可选的结构示意图；

图3示意性示出了根据本申请实施例的循环作业状态的先导压力示意图。

附图标号说明：

10 先导压力采集设备 150 铲斗挖掘先导压力传感器

20 信号转换设备 160 铲斗卸料先导压力传感器

30 GPS终端 170 回转先导压力传感器

110 动臂提升先导压力传感器 310 循环识别设备

120 动臂下降先导压力传感器 320 计数设备

130 斗杆回收先导压力传感器 330 计时器

140 斗杆伸张先导压力传感器 340 校验设备

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用于作业循环识别的装置的功能模块图。如图1所示，在本申请一实施例中，提供了一种用于作业循环识别的装置，可以包括：先导压力采集设备10，设置于正流量挖掘机的先导阀(图未示)的先导油路上，用于获取正流量挖掘机的先导压力信号；信号转换设备20，与先导压力采集设备10电连接，用于将先导压力信号转换为数字信号；以及GPS终端30，与信号转换设备20电连接，用于从信号转换设备20获取数字信号，并根据数字信号识别正流量挖掘机是否处于循环作业状态。

应当理解的是，挖掘机通常由行走机构、回转平台、动臂、抖杆、铲抖、行走马达等工作装置组成，挖掘机的作业阶段具有循环往复的特点，如一个完整的循环过程由挖掘、提升回转、卸料、空抖返回等动作组成。在正流量挖掘机的先导阀的先导油路上设置先导压力采集设备10，可以采集正流量挖掘机的各个动作对应的原始压力数据，得到模拟的先导压力信号。在具体实现中，先导压力采集设备10可以是传感器组，通过设置在先导油路的不同位置，实现不同先导压力信号的采集。

在具体实现中，先导压力数据可以是动臂先导压力信号、斗杆先导压力信号、铲斗先导压力信号和回转先导压力信号等。

先导压力采集设备10采集到先导压力信号后，信号转换设备20获取该模拟信号，将其转换为数字信号。在具体实现中，信号转换设备20可以是正流量挖掘机的控制器，控制器将数字信号通过CAN总线发送至GPS终端30，由GPS终端30进行循环作业状态识别。

需要说明的是，GPS终端30通常安装在挖掘机的驾驶室座椅后面，具备数据存储、处理和上传能力，可以实现挖掘机的有效监控，本申请实施例中，循环作业状态识别在GPS终端30实现，而GPS终端30可以实现将数据上传至服务器，以便于循环作业状态识别后，其他平台通过服务器获取数据。

本申请实施例通过在用于作业循环识别的装置中设置先导压力采集设备10，设置于正流量挖掘机的先导阀的先导油路上，用于获取正流量挖掘机的先导压力信号；信号转换设备20，与先导压力采集设备10电连接，用于将先导压力信号转换为数字信号；以及GPS终端30，与信号转换设备20电连接，用于从信号转换设备20获取数字信号，并根据数字信号识别正流量挖掘机是否处于循环作业状态。其中，通过在正流量挖掘机上设置先导压力采集设备10，并根据先导压力采集设备10采集的先导压力信号进行循环作业状态识别，避免了安装高成本的摄像机，降低了识别成本。

图2是图1中用于作业循环识别的装置一可选的结构示意图。一并参照图1及图2，在具体实现中，GPS终端30可以包括：循环识别设备310，与信号转换设备20通过CAN总线电连接，用于从信号转换设备20获取数字信号，根据数字信号识别正流量挖掘机是否处于循环作业状态。

进一步地，先导压力采集设备10可以包括：动臂提升先导压力传感器110，与信号转换设备20电连接，用于采集动臂提升先导压力信号，并发送动臂提升先导压力信号至信号转换设备20；动臂下降先导压力传感器120，与信号转换设备20电连接，用于采集动臂下降先导压力信号，并发送动臂下降先导压力信号至信号转换设备20。

信号转换设备20接收到动臂提升先导压力信号后，可以将其转换为数字的动臂提升先导压力，并发送至循环识别设备310；接收到动臂下降先导压力信号后，可以将其转换为数字的动臂下降先导压力，并发送至循环识别设备310。

先导压力采集设备10还可以包括：斗杆回收先导压力传感器130，与信号转换设备20电连接，用于采集斗杆回收先导压力信号，并发送斗杆回收先导压力信号至信号转换设备20；斗杆伸张先导压力传感器140，与信号转换设备20电连接，用于采集斗杆伸张先导压力信号，并发送斗杆伸张先导压力信号至信号转换设备20。

信号转换设备20接收到斗杆回收先导压力信号后，可以将其转换为数字的斗杆回收先导压力，并发送至循环识别设备310；接收到斗杆伸张先导压力信号后，可以将其转换为数字的斗杆伸张先导压力，并发送至循环识别设备310。

先导压力采集设备10还可以包括：铲斗挖掘先导压力传感器150，与信号转换设备20电连接，用于采集铲斗挖掘先导压力信号，并发送铲斗挖掘先导压力信号至信号转换设备20；铲斗卸料先导压力传感器160，与信号转换设备20电连接，用于采集铲斗卸料先导压力信号，并发送铲斗卸料先导压力信号至信号转换设备20。

信号转换设备20接收到铲斗挖掘先导压力信号后，可以将其转换为数字的铲斗挖掘先导压力，并发送至循环识别设备310；接收到铲斗卸料先导压力信号后，可以将其转换为数字的铲斗卸料先导压力，并发送至循环识别设备310。

先导压力采集设备10还可以包括：回转先导压力传感器170，与信号转换设备20电连接，用于采集回转先导压力信号，并发送回转先导压力信号至信号转换设备20。

信号转换设备20接收到回转先导压力信号后，可以将其转换为数字的回转先导压力，并发送至循环识别设备310。

一并参照图3，图3示意性示出了根据本申请实施例的循环作业状态的先导压力示意图。在一个示例中，可以将正流量挖掘机的作业阶段分为第一阶段、第二阶段、第三阶段和第四阶段，其中，第一阶段为挖掘，第二阶段为提升回转、第三阶段为卸料，第四阶段为返回，则循环识别设备310可以根据动臂提升先导压力、动臂下降先导压力、斗杆回收先导压力、斗杆伸张先导压力、铲斗挖掘先导压力、铲斗卸料先导压力和回转先导压力中的两者确定正流量挖掘机在第一阶段、第二阶段、第三阶段和第四阶段中所处的阶段。

具体地，循环识别设备310可以在铲斗挖掘先导压力和斗杆回收先导压力均大于0的情况下，确定正流量挖掘机处于第一阶段；在动臂提升先导压力和回转先导压力均大于0的情况下，确定正流量挖掘机处于第二阶段；在铲斗卸料先导压力和斗杆伸张先导压力均大于0的情况下，确定正流量挖掘机处于第三阶段；在动臂下降先导压力和回转先导压力均大于0的情况下，确定正流量挖掘机处于第四阶段。

当然，循环识别设备310还可以用于根据正流量挖掘机所处的阶段的顺序确定正流量挖掘机是否处于循环作业状态。具体地，当正流量挖掘机所处的阶段依次为第一阶段、第二阶段、第三阶段和第四阶段时，可以确定其处于循环作业状态。

需要强调的是，由于正流量挖掘机处于不同的阶段时，正流量挖掘机的动作均不相同，本申请实施例采用先导压力作为判断正流量挖掘机是否处于循环作业状态的依据，相较于采用主泵压力作为判断依据而言，更容易区分出正流量挖掘机的不同作业阶段，可以得到更为准确的判定结果。

进一步地，GPS终端30还包括：计数设备320，与循环识别设备310电连接；循环识别设备310还用于在正流量挖掘机依次处于第一阶段、第二阶段、第三阶段和第四阶段的情况下，向计数设备320输出触发信号；计数设备320用于在接收到触发信号的情况下计数，以记录正流量挖掘机的循环作业次数。

应当理解的是，当正流量挖掘机处于循环作业状态时，可以根据各个动作的先导压力进行特征分析，实时统计正流量挖掘机的循环作业次数；如果不处于循环作业状态，则自动过滤掉该先导压力数据，再对下一组数据进行识别统计。

进一步地，GPS终端30还包括：计时器330，与循环识别设备310电连接，用于记录正流量挖掘机所处的阶段的时长；校验设备340，分别与循环识别设备310、计时器330及计数设备320电连接，用于从循环识别设备310获取正流量挖掘机所处的阶段，从计时器330获取时长，从计数设备320获取循环作业次数，并根据正流量挖掘机所处的阶段及时长对循环作业次数进行校验和修正。

由于挖掘机在工作中可能会有多余的动作，或者驾驶员不按挖掘机操作规范操作，会对挖掘机的阶段判定产生干扰，因此，在确定正流量挖掘机所处的阶段以及循环作业次数时，还可以通过自动校验提高数据的准确性。具体地，可以先对正流量挖掘机所处的阶段进行修正，再对循环作业次数进行校验和修正。

具体地，循环识别设备310可以确定正流量挖掘机的当前作业阶段及前一作业阶段；根据前一作业阶段对当前作业阶段进行修正。例如，在当前作业阶段为第三阶段或第四阶段，且前一作业阶段为第一阶段的情况下，将当前作业阶段修正为第一阶段；在当前作业阶段为第一阶段或第四阶段，且前一作业阶段为第二阶段的情况下，将当前作业阶段修正为第二阶段；在当前作业阶段为第一阶段或第二阶段，且前一作业阶段为第三阶段的情况下，将当前作业阶段修正为第三阶段；在当前作业阶段为第二阶段或第三阶段，且前一作业阶段为第四阶段的情况下，将当前作业阶段修正为第四阶段。

校验设备340获取正流量挖掘机所处的阶段和时长后，可以根据预设规则确定循环作业次数是否有效。例如，在正流量挖掘机所处的阶段连续出现第一阶段、第二阶段、第三阶段和第四阶段时，进一步判断第一阶段的时长是否小于8s，第二阶段的时长是否小于12s，第三阶段的时长是否小于5s，第四阶段的时长是否小于12s，只有这四个阶段的时长同时满足要求时，作业循环次数才有效，循环识别设备310才向计数设备320输出触发信号，如此保障了作业循环次数计数的准确性。

通过上述自动校验，可以准确及时地消除挖掘机工作中动作多余、动作不规范给作业循环识别和统计带来的干扰，使作业循环识别结果更加准确。

本实用新型实施例还提出一种正流量挖掘机，正流量挖掘机包括上述实施例中描述的用于作业循环识别的装置。正流量挖掘机的用于作业循环识别的装置的结构可参照上述实施例，在此不再赘述；可以理解的是，由于本实施例的正流量挖掘机采用了上述用于作业循环识别的装置的技术方案，因此正流量挖掘机具有上述所有的有益效果。

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 (11)

1.一种用于作业循环识别的装置，其特征在于，包括：

先导压力采集设备，设置于正流量挖掘机的先导阀的先导油路上，用于采集所述正流量挖掘机的先导压力信号；

信号转换设备，与所述先导压力采集设备电连接，用于将所述先导压力信号转换为数字信号；以及

GPS终端，与所述信号转换设备电连接，用于从所述信号转换设备获取所述数字信号，并根据所述数字信号识别所述正流量挖掘机是否处于循环作业状态。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述GPS终端包括：

循环识别设备，与所述信号转换设备通过CAN总线电连接，用于从所述信号转换设备获取所述数字信号，根据所述数字信号识别所述正流量挖掘机是否处于循环作业状态。

3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述先导压力采集设备包括：

动臂提升先导压力传感器，与所述信号转换设备电连接，用于采集动臂提升先导压力信号，并发送所述动臂提升先导压力信号至所述信号转换设备；

动臂下降先导压力传感器，与所述信号转换设备电连接，用于采集动臂下降先导压力信号，并发送所述动臂下降先导压力信号至所述信号转换设备。

4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述先导压力采集设备还包括：

斗杆回收先导压力传感器，与所述信号转换设备电连接，用于采集斗杆回收先导压力信号，并发送所述斗杆回收先导压力信号至所述信号转换设备；

斗杆伸张先导压力传感器，与所述信号转换设备电连接，用于采集斗杆伸张先导压力信号，并发送所述斗杆伸张先导压力信号至所述信号转换设备。

5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述先导压力采集设备还包括：

铲斗挖掘先导压力传感器，与所述信号转换设备电连接，用于采集铲斗挖掘先导压力信号，并发送所述铲斗挖掘先导压力信号至所述信号转换设备；

铲斗卸料先导压力传感器，与所述信号转换设备电连接，用于采集铲斗卸料先导压力信号，并发送所述铲斗卸料先导压力信号至所述信号转换设备。

6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述先导压力采集设备还包括：

回转先导压力传感器，与所述信号转换设备电连接，用于采集回转先导压力信号，并发送所述回转先导压力信号至所述信号转换设备。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述数字信号包括动臂提升先导压力、动臂下降先导压力、斗杆回收先导压力、斗杆伸张先导压力、铲斗挖掘先导压力、铲斗卸料先导压力和回转先导压力，所述作业循环阶段包括第一阶段、第二阶段、第三阶段和第四阶段；

所述循环识别设备还用于根据动臂提升先导压力、动臂下降先导压力、斗杆回收先导压力、斗杆伸张先导压力、铲斗挖掘先导压力、铲斗卸料先导压力和回转先导压力中的两者确定所述正流量挖掘机在所述第一阶段、第二阶段、第三阶段和第四阶段中所处的阶段。

8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述循环识别设备还用于：

在所述铲斗挖掘先导压力和所述斗杆回收先导压力均大于0的情况下，确定所述正流量挖掘机处于所述第一阶段；

在所述动臂提升先导压力和所述回转先导压力均大于0的情况下，确定所述正流量挖掘机处于所述第二阶段；

在所述铲斗卸料先导压力和所述斗杆伸张先导压力均大于0的情况下，确定所述正流量挖掘机处于所述第三阶段；

在所述动臂下降先导压力和所述回转先导压力均大于0的情况下，确定所述正流量挖掘机处于所述第四阶段。

9.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述GPS终端还包括：

计数设备，与所述循环识别设备电连接；

所述循环识别设备还用于在所述正流量挖掘机依次处于所述第一阶段、所述第二阶段、所述第三阶段和所述第四阶段的情况下，向所述计数设备输出触发信号；

所述计数设备用于在接收到所述触发信号的情况下计数，以记录所述正流量挖掘机的循环作业次数。

10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述GPS终端还包括：

计时器，与所述循环识别设备电连接，用于记录所述正流量挖掘机所处的阶段的时长；

校验设备，分别与所述循环识别设备、所述计时器及所述计数设备电连接，用于从所述循环识别设备获取所述正流量挖掘机所处的阶段，从所述计时器获取所述时长，从所述计数设备获取所述循环作业次数，并根据所述正流量挖掘机所处的阶段及所述时长对所述循环作业次数进行校验和修正。

11.一种正流量挖掘机，其特征在于，包括：

根据权利要求1至10中任意一项所述的用于作业循环识别的装置。

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