申请/专利权人：中国矿业大学

申请日：2023-04-21

公开（公告）日：2024-06-14

公开（公告）号：CN116464119B

主分类号：E02F9/20

分类号：E02F9/20;G06V10/40;G06V10/24;G06V20/56

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.06.14#授权;2023.08.08#实质审查的生效;2023.07.21#公开

摘要：本发明公开了一种考虑挖掘突变载荷的矿用电铲自动作业控制方法，首先通过双目相机对所要挖掘的料堆形貌特征进行三维重现；选取函数yw＝fwx,t作为矿用电铲的一次挖掘轨迹；借助计算公式监测铲斗内挖掘物料的实时体积；当监测到铲斗前方存在大块煤岩时，记录当前铲斗齿尖位置和挖掘物料体积V1，并结合相机所获挖掘作业实际情况，选取相应的路径规划方案来规避铲斗挖掘前方大块煤岩；再次通过双目相机获取当前料堆面函数yL2＝fL2x,t；计算矿用电铲铲斗剩余可挖掘物料体积V2，并作为二次挖掘的目标函数；将规避路径的结束点作为二次挖掘的起始点，重新规划挖掘轨迹继续挖掘从而完成整个挖掘作业。本发明可有效保证铲斗的满斗率和矿用电铲的能量利用效率。

主权项：1.一种考虑挖掘突变载荷的矿用电铲自动作业控制方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤S1、在矿用电铲的关节处和双目相机的中心处分别以O0、O1、O2、O3为原点建立空间坐标系，通过D-H法得到矿用电铲工作装置运动学正解；其中O0是关节0坐标系原点，O1是关节1坐标系原点，O2是关节2坐标系原点，O3是双目相机坐标系原点；步骤S2、通过安装在矿用电铲上的双目相机，对所要挖掘的料堆形貌特征进行三维重现；步骤S3、通过Matlab中料堆的立体模型，选取合适的挖掘始末位置以及获得挖掘过程所经过的料堆面函数；t为时间，x为横坐标；步骤S4、选取函数作为矿用电铲的一次挖掘轨迹，借助电铲运动学正解和几何关系得到斗杆伸长量d与倾角θ的期望轨迹；步骤S5、令dt为矿用电铲铲斗动态挖掘深度，则，φ为矿用铲斗的齿尖转角；故铲斗内挖掘物料的实时体积；其中，表示根据料堆形貌选取的一次挖掘起始点的横坐标，表示根据料堆形貌选取的一次挖掘终止点的横坐标，ω取决于矿用电铲铲斗宽度；步骤S6、当通过在传动部安装的力传感器监测到铲斗前方存在大块煤岩时，记录当前铲斗齿尖位置和铲斗内挖掘物料体积V1，并停止挖掘工作；步骤S7、结合相机所获挖掘作业实际情况，选取相应的路径规划方案来规避铲斗挖掘前方大块煤岩；所述规划方案为：先将铲斗齿尖水平向后移动距离S，然后竖直向下移动距离H，最后再水平向前移动距离S到一次挖掘停止点的正下方点处；步骤S8、再次通过双目相机获取当前料堆面函数；步骤S9、计算矿用电铲铲斗剩余可挖掘物料体积V2，并作为二次挖掘的目标函数；步骤S10、将规避路径的结束点作为二次挖掘的起始点，重新规划挖掘轨迹继续挖掘从而完成整个挖掘作业。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 中国矿业大学 一种考虑挖掘突变载荷的矿用电铲自动作业控制方法

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