本發(fā)明屬于一種施工機(jī)械的控制方法，具體涉及一種施工機(jī)械的控制方法用于穩(wěn)定地維持附屬裝置姿勢(shì)。

背景技術(shù)：

施工機(jī)械，例如挖掘機(jī)，通過驅(qū)動(dòng)可旋轉(zhuǎn)連接的動(dòng)臂、機(jī)械臂、以及附屬裝置可以執(zhí)行多種工作。此時(shí)，所述附屬裝置可以根據(jù)工作種類來選擇。例如，鏟斗可以執(zhí)行挖掘工作，破碎機(jī)可以執(zhí)行破碎工作，叉可以執(zhí)行搬運(yùn)工作。

但是，所述附屬裝置的活動(dòng)不僅是針對(duì)所述附屬裝置的操作，還由組合針對(duì)所述動(dòng)臂以及所述機(jī)械臂的活動(dòng)的結(jié)果所體現(xiàn)。因此，對(duì)于非熟練者而言有時(shí)不能如愿地控制所述附屬裝置。特別是在使用叉附屬裝置時(shí)，因沒能維持附屬裝置的水平有可能使裝載物掉落，由此有產(chǎn)生安全事故的顧慮。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為實(shí)現(xiàn)上述本發(fā)明的課題，本發(fā)明提供了一種根據(jù)示例性實(shí)施例的施工機(jī)械的控制方法，用于檢測包括附屬裝置的工作裝置初始位置。接收針對(duì)所述工作裝置的操作信號(hào)的步驟。利用所述初始位置以及所述操作信號(hào)生成針對(duì)所述附屬裝置的假想移動(dòng)軌跡。然后，將所述附屬裝置沿所述移動(dòng)軌跡移動(dòng)，控制主控制閥包括的閥芯活動(dòng)以使所述附屬裝置在所述初始位置一直維持入射角。

根據(jù)示例性實(shí)施例，檢測所述初始位置的步驟可以包括：利用設(shè)置在所述工作裝置的慣性測量裝置(inertiameasurementunit，imu)檢測所述工作裝置位置的步驟。

根據(jù)示例性實(shí)施例，接收所述操作信號(hào)的步驟可以包括：從第一操縱桿接收針對(duì)地面垂直方向的第一操作信號(hào)的步驟；以及從第二操縱桿接收針對(duì)地面水平方向的第二操作信號(hào)的步驟。

根據(jù)示例性實(shí)施例，生成針對(duì)所述附屬裝置的假想移動(dòng)軌跡的步驟包括：從所述接收的第一操作信號(hào)確定所述附屬裝置針對(duì)地面垂直方向的移動(dòng)速度的步驟；以及從所述接收的第二操作信號(hào)確定所述附屬裝置針對(duì)地面水平方向的移動(dòng)速度的步驟。

根據(jù)示例性實(shí)施例，所述第一操縱桿是用于控制動(dòng)臂動(dòng)作的動(dòng)臂操縱桿，所述第二操縱桿可以是用于控制機(jī)械臂動(dòng)作的機(jī)械臂操縱桿。

根據(jù)示例性實(shí)施例，控制所述閥芯活動(dòng)的步驟可以包括：利用逆運(yùn)動(dòng)學(xué)(inversekinematics)算出包括在從所述附屬裝置末端部位置到所述工作裝置的動(dòng)臂、機(jī)械臂、以及所述附屬裝置角度的步驟。

根據(jù)示例性實(shí)施例，控制所述閥芯活動(dòng)的步驟可以包括：向所述閥芯供應(yīng)先導(dǎo)信號(hào)壓的控制閥施加電動(dòng)控制信號(hào)的步驟。

根據(jù)示例性實(shí)施例，所述控制閥可以是電子比例減壓閥(electronicproportionalpressurereducing，eppr)。

根據(jù)示例性實(shí)施例，所述施工機(jī)械的控制方法還可以包括：通過反饋(feed-back)控制再算出所述動(dòng)臂、所述機(jī)械臂、以及所述附屬裝置的角度的步驟。

根據(jù)示例性實(shí)施例，所述反饋控制可以是比例積分微分(proportionalintegralderivative，pid)控制。

根據(jù)示例性實(shí)施例，所述附屬裝置可以包括叉或鏟斗。

根據(jù)示例性實(shí)施例的施工機(jī)械的控制方法可以控制附屬裝置使其維持預(yù)定入射角移動(dòng)。因此，非熟練人員同樣可以維持附屬裝置、特別是叉附屬裝置的預(yù)定入射角，由此可以防止因裝載物掉落而引發(fā)的安全事故。而且，與叉車相比安裝叉附屬裝置的挖掘機(jī)的工作半徑大很多，因此可以達(dá)成提升工作效率以及工作用途多種化的效果。

但是，本發(fā)明的效果不以上述言及的效果所限定，在不脫離本發(fā)明的思想以及領(lǐng)域范圍內(nèi)，可以以多種形態(tài)擴(kuò)張。

附圖說明

圖1是施工機(jī)械的側(cè)面示意圖。

圖2是根據(jù)示例性實(shí)施例的施工機(jī)械的控制系統(tǒng)的模塊示意圖。

圖3是利用圖2的控制系統(tǒng)控制施工機(jī)械的方法流程示意圖。

圖4至圖6是根據(jù)駕駛?cè)瞬僮鞯母綄傺b置活動(dòng)的示意圖。

附圖標(biāo)記說明

10：施工機(jī)械20：上部旋轉(zhuǎn)體

30：下部行駛體40：駕駛腔室

50：工作裝置60：動(dòng)臂

62：動(dòng)臂油缸70：機(jī)械臂

72：機(jī)械臂油缸80：附屬裝置

82：附屬裝置油缸100：操作裝置

102：第一操縱桿104：第二操縱桿

110：檢測裝置112：第一傳感器

114：第二傳感器116：第三傳感器

120：控制裝置122：接收部

124：軌跡生成部126：精細(xì)算出部

128：控制信號(hào)輸出部130：控制閥

140：主控制閥c：移動(dòng)軌跡

e1：起始點(diǎn)e2：結(jié)束點(diǎn)

θ1：第一角度θ2：第二角度

θ1：第一角度θ2：第二角度

具體實(shí)施方式

對(duì)于本文公開的本發(fā)明的實(shí)施例，特定的結(jié)構(gòu)或功能性說明僅僅用于說明本發(fā)明的實(shí)施例，本發(fā)明的實(shí)施例可以以多種形態(tài)實(shí)施并且并不限定于本文說明的實(shí)施例。

本發(fā)明可以有多種變化并可以具有多種形態(tài)，將特定的實(shí)施例示例在示意圖并詳細(xì)地在本文說明。但該實(shí)施例不被本發(fā)明特定的公開形態(tài)限定，并且包括本發(fā)明的思想以及技術(shù)范圍包括的所有變化，等同物以及代替物。

第一，第二等用語可以在說明多種構(gòu)成要素時(shí)使用，但所述構(gòu)成要素不被所述用語限定。使用所述用語的目的可以在于區(qū)別一個(gè)構(gòu)成要素與另一個(gè)構(gòu)成要素。例如，在不脫離本發(fā)明的權(quán)利要求的范圍下，第一構(gòu)成要素可以命名為第二構(gòu)成要素，類似的第二構(gòu)成要素可以命名為第一構(gòu)成要素。

在提到一個(gè)構(gòu)成要素‘連接’或‘銜接’在另一構(gòu)成要素時(shí)，有可能與那個(gè)另一構(gòu)成要素直接連接或鏈接，但中間同樣有可能存在其他的構(gòu)成要素。相反地，提到一個(gè)構(gòu)成要素‘直接連接’或‘直接銜接’時(shí)，中間不存在其他構(gòu)成要素。說明構(gòu)成要素之間關(guān)系的其他表達(dá)，即‘…之間’和‘就在…之間’或‘…相鄰’和‘…直接相鄰’同樣跟上述情況相同。

在本申請(qǐng)使用的用語僅僅用于說明特定實(shí)施例而使用的，沒有限定本發(fā)明的意圖。除上下文明確地表示不同之外，單數(shù)的表達(dá)包括復(fù)數(shù)。在本申請(qǐng)，‘包括’或‘具有’等用語用于指定設(shè)計(jì)的特征、數(shù)字、步驟、動(dòng)作、構(gòu)成要素、部件或其組合物的存在，而不是提前排除一個(gè)或一個(gè)以上的其他特征或數(shù)字、步驟、動(dòng)作、構(gòu)成要素、部件或其組合物的存在或其他附加的可能性。

沒有另行定義時(shí)，包括技術(shù)性或科學(xué)性用語，在這里使用的所有用語與本發(fā)明技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員通常理解的用語具有相同含義。通常的使用的，像在字典定義的用語與關(guān)聯(lián)技術(shù)的上下文具有的含義一致，除本申請(qǐng)明確定義外，不被詮釋成異常或過度的形式的含義。

以下，參照附圖，詳細(xì)地說明本發(fā)明的實(shí)施例。對(duì)示意圖的相同的構(gòu)成要素使用相同的附圖標(biāo)記，對(duì)相同的構(gòu)成要素省略重復(fù)的說明。

圖1是施工機(jī)械的側(cè)面圖。

參照?qǐng)D1，施工機(jī)械10可以包括上部旋轉(zhuǎn)體20、下部行駛體30、駕駛腔室40、以及工作裝置50。例如，所述施工機(jī)械可以是挖掘機(jī)。

將上部旋轉(zhuǎn)體20搭載在下部行駛體30上，在與地面平行的平面上進(jìn)行旋轉(zhuǎn)以設(shè)定工作方向，并且可以通過驅(qū)動(dòng)工作裝置50來執(zhí)行工作。此時(shí)，利用安裝在上部旋轉(zhuǎn)體20后方的平衡器可以維持工作中施工機(jī)械10的平衡。

下部行駛體30支撐上部旋轉(zhuǎn)體20以及駕駛腔室40，利用在發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的動(dòng)力可以使施工機(jī)械10行駛。雖然在圖1中圖示的下部行駛體30是履帶類型的，但是下部行駛體30形態(tài)并不限定于此。例如，所述下部行駛體可以具有車輪類型的形態(tài)。

駕駛腔室40設(shè)置在上部旋轉(zhuǎn)體20，并且搭載在內(nèi)部的駕駛?cè)丝梢圆倏v施工機(jī)械10。駕駛腔室40內(nèi)部可以具備用于操縱上部旋轉(zhuǎn)體20、下部行駛體30、以及工作裝置50的各種操縱裝置。

工作裝置50安裝在上部旋轉(zhuǎn)體20并且面向前方，可以執(zhí)行挖掘、破碎等多種工作。工作裝置50可以包括動(dòng)臂60、機(jī)械臂70、附屬裝置80、以及用于驅(qū)動(dòng)他們的油壓油缸(動(dòng)臂油缸62，機(jī)械臂油缸72，附屬裝置油缸82)。

動(dòng)臂60以可旋轉(zhuǎn)貼附在上部旋轉(zhuǎn)體20，并且可以通過動(dòng)臂油缸62的驅(qū)動(dòng)上升或下降。機(jī)械臂70以可旋轉(zhuǎn)連接在動(dòng)臂60的一端部，并且通過驅(qū)動(dòng)機(jī)械臂油缸72可以執(zhí)行外翻或內(nèi)鉤動(dòng)作。附屬裝置80以可旋轉(zhuǎn)連接在機(jī)械臂70的下端部，并且通過驅(qū)動(dòng)附屬裝置油缸82可以執(zhí)行外翻或內(nèi)鉤動(dòng)作。圖1中附屬裝置80被圖示為叉(fork)，但不以此限定。例如，所述附屬裝置可以是鏟斗。

如圖1所示，工作裝置50通過工作人操作從第一位置移動(dòng)到第二位置。此時(shí)，所述第一位置是附屬裝置80的末端部位于起始點(diǎn)e1的情況，其在圖1以實(shí)線表示；所述第二位置是附屬裝置80的末端部位于結(jié)束點(diǎn)e2的情況，其在圖1以虛線表示。在起始點(diǎn)e1附屬裝置80的入射角是第一角度θ1，在結(jié)束點(diǎn)附屬裝置80的入射角可以是第二角度θ2。此時(shí)，所述入射角是在附屬裝置80前進(jìn)或后退時(shí)產(chǎn)生的角度，可以定義為從附屬裝置80和機(jī)械臂70的連接部向附屬裝置末端部延長的直線與地面垂直方向產(chǎn)生的角度。

圖2是根據(jù)示例性實(shí)施例的施工機(jī)械的控制系統(tǒng)的模塊示意圖。

參照?qǐng)D1以及圖2，施工機(jī)械的控制系統(tǒng)可以包括：用于產(chǎn)生針對(duì)工作裝置50的操作信號(hào)的操作信號(hào)100；用于測量工作裝置50位置的檢測裝置110；利用所述操作信號(hào)以及所述位置信息確定附屬裝置80的移動(dòng)軌跡，以此生成控制工作裝置50活動(dòng)的控制信號(hào)的控制裝置120；接收所述控制信號(hào)以此產(chǎn)生與其對(duì)應(yīng)的先導(dǎo)信號(hào)壓的控制閥130；以及根據(jù)所述先導(dǎo)信號(hào)壓大小控制向工作裝置50提供工作油量的主控制閥140(maincontrolvalve，簡稱為mcv)。

操作裝置100設(shè)置在駕駛腔室40內(nèi)部，并且通過駕駛?cè)瞬僮鞒潭瓤梢援a(chǎn)生驅(qū)動(dòng)工作裝置50的操作信號(hào)。例如，所述操作裝置可以是操縱桿。操作裝置100產(chǎn)生的所述操作信號(hào)可以輸入至控制裝置120的接收部122。

根據(jù)示例性實(shí)施例，操作裝置100可以包括用于產(chǎn)生針對(duì)動(dòng)臂60的操作信號(hào)的第一操縱桿102以及用于產(chǎn)生針對(duì)機(jī)械臂70的操作信號(hào)的第二操縱桿104。駕駛?cè)送ㄟ^操作第一操縱桿102可以將動(dòng)臂60上升或下降，通過操作第二操縱桿104可以將機(jī)械臂70外翻或內(nèi)鉤。此時(shí)，第一操縱桿102以及第二操縱桿104可以產(chǎn)生與駕駛?cè)瞬僮髁繉?duì)應(yīng)的操作信號(hào)。例如，所述第一操縱桿可以產(chǎn)生與駕駛?cè)瞬僮髁繉?duì)應(yīng)的動(dòng)臂60移動(dòng)信號(hào)，所述第二操縱桿可以產(chǎn)生與駕駛?cè)瞬僮髁繉?duì)應(yīng)的機(jī)械臂70移動(dòng)信號(hào)。

另外，當(dāng)通過將要后述的選擇開關(guān)選擇水平維持模式時(shí)，第一操縱桿102以及第二操縱桿104可以分別產(chǎn)生與駕駛?cè)瞬僮髁繉?duì)應(yīng)的、與附屬裝置80的垂直方向以及水平方向的移動(dòng)量相關(guān)的操作信號(hào)。例如，選擇所述水平維持模式狀態(tài)時(shí)，通過駕駛?cè)藢?duì)第一操縱桿102的操作程度可以確定針對(duì)附屬裝置80的地面垂直方向的移動(dòng)量，通過駕駛?cè)藢?duì)第二操縱桿104的操作程度可以確定針對(duì)附屬裝置80的地面水平方向的移動(dòng)量。由此，第一操縱桿102以及第二操縱桿104可以分別只產(chǎn)生有關(guān)附屬裝置80垂直方向以及水平方向移動(dòng)量的操作信號(hào)。

檢測裝置110設(shè)置在工作裝置50，并且可以檢測工作裝置50的位置、角度等信息。例如，所述檢測裝置可以是慣性測量裝置(inertiameasurementunit，簡稱為imu)。所述慣性測量裝置可以包括用于檢測直線運(yùn)動(dòng)的三個(gè)加速度儀以及用于檢測旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的三個(gè)角速度儀，并且可以測量工作裝置50的運(yùn)動(dòng)方向、姿勢(shì)、以及位置、速度等。檢測裝置110設(shè)置在工作裝置50，由此檢測裝置110可以檢測針對(duì)工作裝置50的位置、角度等相關(guān)信息。

根據(jù)示例性實(shí)施例，檢測裝置110可以包括分別設(shè)置在動(dòng)臂60、機(jī)械臂70、以及附屬裝置80的第一傳感器112、第二傳感器114、第三傳感器116。第一傳感器112可以檢測動(dòng)臂60的位置以及角度，第二傳感器114可以檢測機(jī)械臂70的位置以及角度，第三傳感器116可以檢測附屬裝置80位置以及角度。此時(shí)，從第三傳感器116檢測的信息可以包括針對(duì)附屬裝置末端部的位置以及入射角的相關(guān)信息。控制裝置120利用從第一傳感器112、第二傳感器114、第三傳感器116測量的信息可以掌握分別動(dòng)臂60、機(jī)械臂70、以及附屬裝置80的準(zhǔn)確位置。

所述獲取的詳細(xì)信息通過無線通信，例如，控制器局域網(wǎng)(controllerareanetwork，簡稱為can)、本地內(nèi)聯(lián)網(wǎng)(localinterconnectnetwork，簡稱為lin)、flexray等無線通信可以發(fā)送到控制裝置120。不同于此，檢測裝置110通過有線可以直接與控制裝置120連接。

控制裝置120從操作裝置100以及檢測裝置110分別接收操作信號(hào)以及位置信息，利用此信息可以確定附屬裝置末端部的移動(dòng)軌跡并且可以確定工作裝置50的各部分的角度以使附屬裝置80維持預(yù)定入射角。此時(shí)，維持所述入射角可以是驅(qū)動(dòng)工作裝置50中裝載在附屬裝置80的貨物不掉落的充分條件。例如，重新參照?qǐng)D1，附屬裝置80的末端部從起始點(diǎn)e1到結(jié)束點(diǎn)e2沿移動(dòng)軌跡c移動(dòng)過程中可以維持附屬裝置80的預(yù)定入射角。即，第一角度θ1可以具有與第二角度θ2相同的大小。

根據(jù)示例性實(shí)施例，控制裝置120可以包括接收部122、軌跡生成部124、精細(xì)算出部126、以及控制信號(hào)輸出部128。

接收部122從操作裝置100接收駕駛?cè)说牟僮餍盘?hào)，從檢測裝置110接收針對(duì)工作裝置50的位置信息。

軌跡生成部124利用通過接收部122接收的操作信號(hào)以及位置信息可以生成用于附屬裝置80維持預(yù)定入射角并移動(dòng)的移動(dòng)軌跡c。

具體而言，軌跡生成部124將從檢測裝置110接收的初期附屬裝置末端部位置可以設(shè)定為所述移動(dòng)軌跡起始點(diǎn)e1。然后，從操作裝置100接收的所述操作信號(hào)預(yù)測附屬裝置末端部的運(yùn)動(dòng)方向以及速度等，以此可以設(shè)定假想的結(jié)束點(diǎn)e2。例如，通過從所述第一操縱桿接收的操作信號(hào)可以預(yù)測所述附屬裝置針對(duì)地面垂直方向的移動(dòng)量，通過從所述第二操縱桿接收的操作信號(hào)可以預(yù)測所述附屬裝置在地面水平方向的移動(dòng)量。通過組合所述垂直方向以及所述水平方向的移動(dòng)量可以設(shè)定所述結(jié)束點(diǎn)。針對(duì)所述附屬裝置末端部的移動(dòng)軌跡c可以是連接所述起始點(diǎn)e1與所述結(jié)束點(diǎn)e2的假想線路。

而且，通過所述預(yù)測的移動(dòng)量可以確定附屬裝置80的移動(dòng)速度。例如，隨著對(duì)第一操縱桿102的操作量變大可以增加附屬裝置80在所述垂直方向的移動(dòng)速度，隨著對(duì)第二操縱桿104的操作量變大可以增加附屬裝置80在所述水平方向的移動(dòng)速度。

精細(xì)算出部126可以算出附屬裝置80的末端部沿著從軌跡生成部124生成的所述移動(dòng)軌跡c移動(dòng)的過程，用于維持附屬裝置80預(yù)定入射角的工作裝置50的角度。例如，所述精細(xì)算出部利用逆運(yùn)動(dòng)學(xué)(inversekinematics)可以算出從所述附屬裝置80的末端部到所述動(dòng)臂、所述機(jī)械臂、以及所述附屬裝置的角度。

控制信號(hào)輸出部128可以輸出用于體現(xiàn)從精細(xì)算出部126算出的工作裝置50角度的控制信號(hào)。所述控制信號(hào)輸入至控制閥130，以此可以控制從控制閥130輸入到主控制閥140的先導(dǎo)信號(hào)壓大小。即，在操作裝置100產(chǎn)生的操作信號(hào)在經(jīng)由控制裝置120過程中被修正，所述修正的操作信號(hào)可以輸入到控制閥130。

控制閥130可以從先導(dǎo)泵(未圖示)接收控制油供應(yīng)，以產(chǎn)生用于移動(dòng)主控制閥140閥芯的先導(dǎo)信號(hào)壓。例如，所述控制閥可以是電子比例減壓閥(electronicproportionalpressurereducing，簡稱為eppr)。所述電子比例減壓閥可以產(chǎn)生與從控制信號(hào)輸出部128接收的控制信號(hào)大小成比例的先導(dǎo)信號(hào)壓。根據(jù)所述先導(dǎo)信號(hào)壓大小可以確定所述閥芯的移動(dòng)量，由此可以確定向油壓油缸(動(dòng)臂油缸62，機(jī)械臂油缸72，附屬裝置油缸82)供應(yīng)的工作油量。

根據(jù)示例性實(shí)施例，控制閥130可以包括向所述閥芯供應(yīng)先導(dǎo)信號(hào)壓的多個(gè)電子比例減壓閥。例如，所述控制閥130可以包括向動(dòng)臂閥芯(未圖示)供應(yīng)的先導(dǎo)信號(hào)壓的第一電子比例減壓閥以及第二電子比例減壓閥、向機(jī)械臂閥芯(未圖示)供應(yīng)的先導(dǎo)信號(hào)壓的第三電子比例減壓閥以及第四電子比例減壓閥、以及向附屬裝置閥芯(未圖示)供應(yīng)的先導(dǎo)信號(hào)壓的第五電子比例減壓閥以及第六電子比例減壓閥。所述第一電子比例減壓閥可以產(chǎn)生用于上升動(dòng)臂60的先導(dǎo)信號(hào)壓，所述第二電子比例減壓閥可以產(chǎn)生用于下降動(dòng)臂60的先導(dǎo)信號(hào)壓。所述第三電子比例減壓閥以及所述第五電子比例減壓閥分別可以產(chǎn)生用于外翻機(jī)械臂70以及附屬裝置80的先導(dǎo)信號(hào)壓，所述第四電子比例減壓閥以及所述第六電子比例減壓閥分別可以產(chǎn)生用于內(nèi)鉤機(jī)械臂70以及附屬裝置80的先導(dǎo)信號(hào)壓。

主控制閥140利用設(shè)置在內(nèi)部的多個(gè)所述閥芯可以控制向所述油壓油缸(動(dòng)臂油缸62，機(jī)械臂油缸72，附屬裝置油缸82)供應(yīng)的工作油。例如，根據(jù)動(dòng)臂閥芯移動(dòng)方向可以僅向選自動(dòng)臂油缸62上升側(cè)腔室與下降側(cè)腔室中的一個(gè)腔室供應(yīng)工作油，根據(jù)所述動(dòng)臂閥芯移動(dòng)程度可以確定向動(dòng)臂油缸62供應(yīng)的工作油量。

此時(shí)，通過從控制閥130供應(yīng)的先導(dǎo)信號(hào)壓方向以及大小可以確定所述閥芯的移動(dòng)方向以及移動(dòng)程度。而且，通過從控制信號(hào)輸出部128接收的控制信號(hào)可以確定在所述控制閥130產(chǎn)生的先導(dǎo)信號(hào)壓方向以及大小。結(jié)果，由控制裝置120控制油壓油缸(動(dòng)臂油缸62，機(jī)械臂油缸72，附屬裝置油缸82)的活動(dòng)，附屬裝置80可以被控制成維持預(yù)定入射角的狀態(tài)沿所述移動(dòng)軌跡c移動(dòng)。

根據(jù)示例性實(shí)施例，所述施工機(jī)械的控制系統(tǒng)還可以包括用于確定是否使用所述控制系統(tǒng)的選擇開關(guān)(未圖示)。例如，所述選擇開關(guān)可以是設(shè)置在駕駛腔室40內(nèi)部的導(dǎo)通截止(on-off)開關(guān)。駕駛?cè)藢⑺鲞x擇開關(guān)導(dǎo)通，所述施工機(jī)械控制系統(tǒng)將被激活并且如上述可以控制工作裝置50的移動(dòng)。即，附屬裝置80以維持預(yù)定入射角的狀態(tài)沿所述移動(dòng)軌跡c移動(dòng)。不同于此，駕駛?cè)藢⑺鲞x擇開關(guān)截止，所述施工機(jī)械控制系統(tǒng)將不被激活并且可以根據(jù)駕駛?cè)瞬僮鱽眚?qū)動(dòng)工作裝置50。此時(shí)，根據(jù)駕駛?cè)说哪芰τ锌赡懿荒芫S持預(yù)定的附屬裝置80入射角。

如上述，根據(jù)示例性實(shí)施例的施工機(jī)械控制系統(tǒng)可以控制附屬裝置，使其維持預(yù)定入射角來移動(dòng)。由此，非熟練人員同樣可以維持附屬裝置、特別是叉附屬裝置的入射角，從而可以防止因裝載物掉落而導(dǎo)致的安全事故。而且，裝載叉附屬裝置的挖掘機(jī)與叉車相比工作半徑大很多，因此可以實(shí)現(xiàn)提升工作效率以及工作用途多樣化的效果。

圖3是利用圖2的控制系統(tǒng)控制施工機(jī)械方法的流程示意圖。圖4至圖6是根據(jù)駕駛?cè)说牟僮饕苿?dòng)的附屬裝置活動(dòng)示意圖。

參照?qǐng)D3，步驟s100，判斷是否選擇水平維持模式。

例如，駕駛?cè)死迷O(shè)置在駕駛腔室40內(nèi)部的選擇開關(guān)可以確定是否使用水平維持模式。當(dāng)沒有選擇水平維持模式時(shí)，控制閥130可以產(chǎn)生與駕駛?cè)瞬僮餍盘?hào)對(duì)應(yīng)的先導(dǎo)信號(hào)壓。由此，工作裝置50的各油壓油缸(動(dòng)臂油缸62，機(jī)械臂油缸72，附屬裝置油缸82)可以供應(yīng)有與所述操作信號(hào)對(duì)應(yīng)的量的工作油。不同于此，當(dāng)選擇水平維持模式時(shí)，所述操作信號(hào)由控制裝置120加工并且可以向控制閥130提供以使附屬裝置80可以維持水平。

當(dāng)選擇水平維持模式時(shí)，步驟s110，檢測附屬裝置末端部的位置；步驟s120，接收駕駛?cè)说牟僮餍盘?hào)。

控制裝置120的接收部122從檢測裝置110可以接收針對(duì)工作裝置50的位置信息。具體而言，分別設(shè)置在動(dòng)臂60、機(jī)械臂70、以及附屬裝置80的第一傳感器112、第二傳感器114、第三傳感器116可以檢測動(dòng)臂60、機(jī)械臂70、以及附屬裝置80的位置、角度、運(yùn)動(dòng)方向、速度等相關(guān)信息。特別地，是附屬裝置80時(shí)可以包括附屬裝置末端部的位置以及入射角的相關(guān)信息。例如第一傳感器112、第二傳感器114、第三傳感器116可以是慣性測量裝置(imu)。所述檢測的信息通過無線通信可以輸入至接收部122。

另外，駕駛?cè)说牟僮餍盘?hào)可以從操作裝置100產(chǎn)生。例如，所述操作裝置可以是操縱桿。駕駛?cè)瞬僮魉霾倏v桿，所述操縱桿可以產(chǎn)生與駕駛?cè)瞬僮髁繉?duì)應(yīng)的操作信息。所述產(chǎn)生的操作信號(hào)可以輸入至控制裝置120的接收部122。

根據(jù)示例性實(shí)施例，操作裝置100可以包括用于產(chǎn)生針對(duì)動(dòng)臂60的操作信號(hào)的第一操縱桿102以及用于產(chǎn)生針對(duì)機(jī)械臂70的操作信號(hào)的第二操縱桿104。當(dāng)沒有選擇水平維持模式時(shí)，駕駛?cè)送ㄟ^操作第一操縱桿102可以上升或下降動(dòng)臂60，通過操作第二操縱桿104可以外翻或內(nèi)鉤機(jī)械臂70。

另外，當(dāng)選擇水平維持模式時(shí)，可以與操縱桿(第一操縱桿102，第二操縱桿104)操作量對(duì)應(yīng)地分別產(chǎn)生針對(duì)附屬裝置80的垂直方向以及水平方向的操作信號(hào)。例如，第一操縱桿102可以與駕駛?cè)瞬僮髁繉?duì)應(yīng)地產(chǎn)生針對(duì)地面垂直方向的操作信號(hào)，第二操縱桿104可以與駕駛?cè)瞬僮髁繉?duì)應(yīng)地產(chǎn)生針對(duì)地面水平方向的操作信號(hào)。所述產(chǎn)生的操作信號(hào)可以分別輸入至控制裝置120的接收部122。

步驟s130，生成針對(duì)所述附屬裝置末端部的移動(dòng)軌跡。

軌跡生成部124將初始的附屬裝置末端部位置設(shè)定為軌跡的起始點(diǎn)e1，從所述操作信號(hào)預(yù)測附屬裝置末端部的運(yùn)動(dòng)方向以及速度等，由此可以設(shè)定假想的結(jié)束點(diǎn)e2。例如，從針對(duì)第一操縱桿102的操作信號(hào)可以預(yù)測與地面垂直方向的移動(dòng)量，從針對(duì)第二操縱桿104的操作信號(hào)可以預(yù)測與地面水平方向的移動(dòng)量。通過所述移動(dòng)量的組合可以設(shè)定所述結(jié)束點(diǎn)e2。針對(duì)所述附屬裝置末端部的移動(dòng)軌跡c可以是連接所述起始點(diǎn)e1與所述結(jié)束點(diǎn)e2的假想線路。

而且，根據(jù)所述預(yù)測的移動(dòng)量同樣可以確定附屬裝置80的移動(dòng)速度。例如，隨著針對(duì)第一操縱桿102的操作量α變大可以增加附屬裝置80的所述垂直方向移動(dòng)速度，隨著針對(duì)第二操縱桿104的操作量β變大可以增加附屬裝置80的所述水平方向移動(dòng)速度。

在圖4至圖6詳細(xì)地圖示了通過駕駛?cè)瞬僮鞯母綄傺b置80的活動(dòng)。

參照?qǐng)D4，在選擇水平維持模式的狀態(tài)駕駛?cè)酥徊僮鞯谝徊倏v桿102，可以將針對(duì)所述附屬裝置末端部的移動(dòng)軌跡c設(shè)定為與地面垂直的方向。此時(shí)，根據(jù)針對(duì)第一操縱桿102的操作量α可以確定所述結(jié)束點(diǎn)e2的位置以及附屬裝置80的垂直方向移動(dòng)速度。例如，隨著相對(duì)于所述第一操縱桿操作量α變大可以增加附屬裝置80的所述垂直方向移動(dòng)速度。

參照?qǐng)D5，在選擇水平維持模式的狀態(tài)駕駛?cè)酥徊僮鞯诙倏v桿104，可以將針對(duì)所述附屬裝置末端部的移動(dòng)軌跡c設(shè)定為與地面水平的方向。此時(shí)，根據(jù)針對(duì)第二操縱桿104的操作量β可以確定所述結(jié)束點(diǎn)e2的位置以及附屬裝置80的水平方向移動(dòng)速度。例如，隨著相對(duì)于所述第二操縱桿操作量β變大可以增加附屬裝置80的所述水平方向移動(dòng)速度。

參照?qǐng)D6，在選擇水平維持模式的狀態(tài)駕駛?cè)送瑫r(shí)操作第一操縱桿102以及第二操縱桿104，可以將針對(duì)所述附屬裝置末端部的移動(dòng)軌跡c設(shè)定為相對(duì)于地面傾斜預(yù)定角度的方向。即，通過第一操縱桿102的操作量α以及第二操縱桿104的操作量β的組合可以確定所述結(jié)束點(diǎn)e2的位置。而且，通過第一操縱桿102的操作量α可以確定附屬裝置80的垂直方向移動(dòng)速度，通過第二操縱桿104的操作量β可以確定附屬裝置80的水平方向移動(dòng)速度。

步驟s140，算出用于維持所述附屬裝置預(yù)定入射角的工作裝置50的角度。

由軌跡生成部124產(chǎn)生針對(duì)所述附屬裝置末端部的移動(dòng)軌跡c，精細(xì)算出部126利用逆運(yùn)動(dòng)學(xué)(inversekinematics)可以算出用于滿足所述移動(dòng)軌跡c的動(dòng)臂60、機(jī)械臂70、以及附屬裝置80的角度。

然后，步驟s150，控制信號(hào)輸出部128可以輸出用于使動(dòng)臂60、機(jī)械臂70、以及附屬裝置80維持所述算出的角度的控制信號(hào)。所述控制信號(hào)輸入至控制閥130并可以產(chǎn)生與其相應(yīng)大小的先導(dǎo)信號(hào)壓。所述先導(dǎo)信號(hào)壓可以移動(dòng)主控制閥140的閥芯，動(dòng)臂油缸62、機(jī)械臂油缸72、以及附屬裝置油缸82可以被供應(yīng)與所述控制信號(hào)相應(yīng)量的工作油。由此，附屬裝置80可以以維持預(yù)定入射角狀態(tài)沿所述移動(dòng)軌跡c移動(dòng)。

根據(jù)示例性實(shí)施例，所述施工機(jī)械的控制方法通過反饋(feed-back)控制可以提高準(zhǔn)確性以及穩(wěn)定性。具體地，步驟s160，工作裝置50在沿所述移動(dòng)軌跡c移動(dòng)過程中，接收部122可以持續(xù)接收針對(duì)工作裝置50的位置信息。軌跡生成部124將當(dāng)前的附屬裝置末端部位置設(shè)定為新起始點(diǎn)，以此為基礎(chǔ)可以生成新移動(dòng)軌跡。精細(xì)算出部126算出用于滿足所述新移動(dòng)軌跡的工作裝置50的角度，控制信號(hào)輸出部128同樣針對(duì)所述新移動(dòng)軌跡可以修正針對(duì)控制閥130的控制信號(hào)。例如，所述反饋控制可以是比例積分微分控制(proportionalintegralderivativecontrol，簡稱為pid控制)。

步驟s170，當(dāng)附屬裝置末端部當(dāng)前位置與所述結(jié)束點(diǎn)e2一致時(shí)結(jié)束所述水平維持模式。

不同于此，當(dāng)附屬裝置末端部沒有達(dá)到所述結(jié)束點(diǎn)e2時(shí)可以反映駕駛?cè)说囊鈭D以結(jié)束所述水平維持模式。例如，駕駛?cè)藢Ⅰ{駛腔室40內(nèi)部的所述選擇開關(guān)未激活，或操作了附屬裝置80時(shí)同樣可以結(jié)束所述水平維持模式。

如上述所述，根據(jù)示例性實(shí)施例的施工機(jī)械控制系統(tǒng)可以控制附屬裝置，使其維持預(yù)定入射角來移動(dòng)。由此，非熟練人員同樣可以維持附屬裝置、特別是叉附屬裝置的入射角，從而可以防止由裝載物掉落而導(dǎo)致的安全事故。而且，裝載叉附屬裝置的挖掘機(jī)與叉車相比工作半徑大很多，因此可以達(dá)成提升工作效率以及工作用途多樣化的效果。

以上實(shí)施例用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案，但本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解在不脫離記載在本發(fā)明權(quán)利要求書的思想以及領(lǐng)域范圍內(nèi)，本發(fā)明可以進(jìn)行多種修正以及變更。