一种装载机放平系统的控制方法和装载机放平系统与流程

1.本发明实施例涉及工程机械技术领域，尤其涉及一种装载机放平系统的控制方法和装载机放平系统。


背景技术：

2.装载机属于铲土运输机械类，广泛用于公路、铁路、建筑、水电、港口和矿山等工程建设。装载机具有作业速度快、效率高、机动性好、操作轻便等优点，因此成为工程建设中土石方施工的主要机种之一，对于加快工程建设速度，减轻劳动强度，提高工程质量，降低工程成本都发挥着重要的作用，是现代机械化施工中不可缺少的装备之一。
3.目前广泛使用的装载机，多沿用手动操作的方式进行放平，放平效率低，驾驶员劳动强度大。对远程遥控操作的装载机来说，驾驶员主要依靠车载的摄像头获取工作装置视频，并据此进行放平操作。由于视频为二维图像，没有立体感受，驾驶员很难依靠经验进行放平，效率和准确度均不能满足作业要求。行业内，也有基于角度/油缸位移传感器进行自动放平控制的，但其控制方法存在效率低，一般先将铲斗调到放平位置后再调动臂，存在不能同时动作、冲击大的问题。因此，常见的装载机放平控制方法存在效率低、冲击大的问题。


技术实现要素：

4.本发明提供一种装载机放平系统的控制方法和装载机放平系统，具有效率高、冲击小的优点，解决现有装载机放平控制方法存在的效率低、冲击大的问题。
5.根据本发明的一方面，提供了一种装载机放平系统的控制方法，应用于遥控装载机，装载机放平系统的控制方法包括：
6.根据动臂惯性测量单元的检测数据和摇臂惯性测量单元的检测数据计算当前动臂的相对角度和铲斗的相对角度；
7.确定当前动臂的相对角度、铲斗的相对角度与设定放平角度之间的差值并判断是否需要退出自动放平模式；
8.设定同时动作区域和铲斗先行区域，并基于当前动臂的相对角度和铲斗的相对角度的分布判断需要动作的电磁阀；
9.根据当前动臂的相对角度、铲斗的相对角度与设定放平角度之间的差值确定电磁阀所需的电流；
10.基于动臂油缸大腔压力和动臂角度增量确定动臂电磁阀电流的修正系数。
11.可选地，所述根据动臂惯性测量单元的检测数据和摇臂惯性测量单元的检测数据计算当前动臂的相对角度和铲斗的相对角度之前还包括：
12.获取动臂惯性测量单元的检测数据、摇臂惯性测量单元的检测数据以及车架惯性测量单元的检测数据。
13.可选地，所述根据动臂惯性测量单元的检测数据和摇臂惯性测量单元的检测数据计算当前动臂的相对角度和铲斗的相对角度包括：
14.对获取到动臂惯性测量单元的数据进行修正得到动臂相对于车辆竖直方向的相对角度；
15.将获取到摇臂惯性测量单元的数据进行修正得到摇臂相对于车辆竖直方向的相对角度；
16.根据动臂相对于车辆竖直方向的相对角度和摇臂相对于车辆竖直方向的相对角度确定铲斗相对车辆竖直方向的相对角度。
17.可选地，所述确定当前动臂的相对角度、铲斗的相对角度与设定放平角度之间的差值并判断是否需要退出自动放平模式包括：
18.分别计算当前动臂的相对角度、铲斗的相对角度与设定放平角度之间的差值，若所述差值均小于预设值，则退出自动放平模式。
19.可选地，所述设定同时动作区域和铲斗先行区域，并基于当前动臂的相对角度和铲斗的相对角度的分布判断需要动作的电磁阀包括：
20.若当前动臂的相对角度和铲斗的相对角度的值位于同时动作区域，则动臂电磁阀和铲斗电磁阀同时开启动作；若当前动臂的相对角度和铲斗的相对角度的值位于铲斗先行区域，则铲斗电磁阀开启动作；若当前动臂的相对角度和铲斗的相对角度的值位于同时动作区域和铲斗先行区域以外，则输出报警。
21.可选地，所述根据当前动臂的相对角度、铲斗的相对角度与设定放平角度之间的差值确定电磁阀所需的电流包括：
22.基于当前动臂的相对角度、铲斗的相对角度与设定放平角度之间的差值并通过pid控制算法确定电磁阀所需的电流。
23.可选地，所述基于动臂油缸大腔压力和动臂角度增量确定动臂电磁阀电流的修正系数包括：
24.若动臂油缸大腔压力和动臂角度增量均小于设定值，则动臂电磁阀电流的修正系数为第一修正系数；若动臂油缸大腔压力和动臂角度增量中的任一大于设定值，则动臂电磁阀电流的修正系数为第一修正系数；其中，所述第一修正系数大于所述第二修正系数。
25.可选地，所述基于动臂油缸大腔压力和动臂角度增量确定动臂电磁阀电流的修正系数之后还包括：通过模糊控制或者最优控制对动臂电磁阀电流的修正系数进行优化调整。
26.根据本发明的另一方面，提供了一种装载机放平系统，该装载机放平系统包括：动臂惯性测量单元、摇臂惯性测量单元、车架惯性测量单元、动作手柄、动臂压力传感器、整车控制器、显示屏、集成按键面板、动臂电磁阀、铲斗电磁阀、动臂油缸和铲斗油缸；
27.所述动作手柄安装在驾驶室或远程遥控驾驶舱内，所述动作手柄与所述整车控制器电连接，所述动作手柄用于完成动臂以及铲斗的相关动作；
28.所述动臂压力传感器安装于动臂油缸大腔侧，所述动臂压力传感器与所述整车控制器电连接，所述动臂压力传感器用于实时采集动臂下降过程中动臂油缸的大腔压力；
29.所述动臂惯性测量单元、所述摇臂惯性测量单元和所述车架惯性测量单元分别安装于动臂、摇臂和车架上，且均与所述整车控制器电连接，所述动臂惯性测量单元用于实时检测动臂相对于垂直地平面方向的夹角，所述摇臂惯性测量单元用于实时检测摇臂相对于垂直地平面方向的夹角，所述车架惯性测量单元用于实时检测车架相对于垂直地平面方向
的夹角；
30.所述集成按键面板和所述显示屏均安装在驾驶室或远程遥控驾驶舱内，所述集成按键面板和所述显示屏用于装载机放平参数的设定；
31.所述动臂电磁阀连接在所述整车控制器和所述动臂油缸之间，所述动臂电磁阀用于控制所述动臂油缸；
32.所述铲斗电磁阀连接在所述整车控制器和所述铲斗油缸之间，所述铲斗电磁阀用于控制所述铲斗油缸。
33.可选地，所述动作手柄上设置放平按键和结束放平按键，所述放平按键和所述结束放平按键均为触发型按键。
34.本发明实施例的技术方案，提出了一种装载机放平系统的控制方法实现了装载机机具的自动放平，相较于运用角度传感器和油缸位移传感器的方案，可以排除车辆本身倾斜对放平精度的影响。基于动臂、铲斗角度划定同时动作区域，实现动臂和铲斗的同时动作，提高放平效率。基于动臂油缸压力和动臂角度增量，对动臂下降速度进行修正，降低了动臂下降过程的冲击。综上所述，本发明克服了现有装载机放平控制方法存在的效率低、冲击大的问题。
35.应当理解，本部分所描述的内容并非旨在标识本发明的实施例的关键或重要特征，也不用于限制本发明的范围。本发明的其它特征将通过以下的说明书而变得容易理解。
附图说明
36.为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
37.图1是根据本发明实施例提供的一种装载机放平系统的控制方法的流程图；
38.图2是根据本发明实施例提供的一种带有倾角的连杆机构示意图；
39.图3是根据本发明实施例提供的一种装载机工作装置的结构示意图；
40.图4是根据本发明实施例提供的一种装载机工作装置的分析计算示意图；
41.图5是根据本发明实施例提供的一种同时动作区域和铲斗先行区域的示意图；
42.图6是根据本发明实施例提供的一种模糊控制器的工作原理示意图；
43.图7是根据本发明实施例提供的一种自动放平控制的流程图；
44.图8是根据本发明实施例提供的一种装载机放平系统的结构示意图；
45.图9是根据本发明实施例提供的一种动作手柄及按键的结构示意图；
46.图10是根据本发明实施例提供的一种进入自动放平模式的流程图；
47.图11是根据本发明实施例提供的一种装载机工作控制流程示意图。
具体实施方式
48.为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人
员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
49.需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
50.图1是根据本发明实施例提供的一种装载机放平系统的控制方法的流程图，参考图1，本发明实施例提供了一种装载机放平系统的控制方法，应用于遥控装载机，装载机放平系统的控制方法具体包括以下步骤：
51.s110、根据动臂惯性测量单元的检测数据和摇臂惯性测量单元的检测数据计算当前动臂的相对角度和铲斗的相对角度。
52.具体的，将获取到的动臂惯性测量单元的检测数据进行修正，得到当前动臂相对于车辆竖直方向的相对角度；将获取到的摇臂惯性测量单元的检测数据进行修正，得到摇臂相对于车辆竖直方向的相对角度；以动臂的转动中心点为圆心，以车辆前进方向为x轴，建立直角坐标系，可分别计算出摇臂转动中心点、铲斗转动中心点、摇臂与连杆的连接点的坐标，依据已知的数据，求出当前铲斗相对车辆竖直方向的相对角度。并判断当前动臂的相对角度和当前铲斗的相对角度的值是否超出机械结构限制的范围，若超出范围，则数据或车辆故障，需输出报警。
53.s120、确定当前动臂的相对角度、铲斗的相对角度与设定放平角度之间的差值并判断是否需要退出自动放平模式。
54.具体的，基于当前动臂的相对角度、铲斗的相对角度，分别计算当前动臂的相对角度、当前铲斗的相对角度与设定的放平角度之间的差值，若动臂、铲斗角度的差值均小于设定值，则判定目前已完成自动放平，退出自动放平模式。
55.s130、设定同时动作区域和铲斗先行区域，并基于当前动臂的相对角度和铲斗的相对角度的分布判断需要动作的电磁阀。
56.具体的，若当前动臂的相对角度和铲斗的相对角度的值位于同时动作区域，则动臂电磁阀和铲斗电磁阀同时开启动作。若当前动臂的相对角度和铲斗的相对角度的值位于铲斗先行区域，则仅铲斗电磁阀开启动作。若当前动臂的相对角度和铲斗的相对角度的值位于同时动作区域和铲斗先行区域以外的区域，则输出报警。
57.s140、根据当前动臂的相对角度、铲斗的相对角度与设定放平角度之间的差值确定电磁阀所需的电流。
58.具体的，基于当前动臂的相对角度与设定的放平角度之间的差值，当前铲斗的相对角度与设定的放平角度之间的差值，运用pid控制算法，分别计算动臂电磁阀和铲斗电磁阀所需的电流。
59.s150、基于动臂油缸大腔压力和动臂角度增量确定动臂电磁阀电流的修正系数。
60.具体的，基于动臂油缸大腔压力和动臂角度增量，计算动臂电磁阀电流的修正系
数。若动臂油缸大腔压力和动臂角度增量均小于设定值，则修正系数为第一修正系数；若动臂油缸大腔压力和动臂角度增量中的任一个大于设定值，则修正系数为第二修正系数。其中，第二修正系数为小于第一修正系数的参数，由实际测试给出。
61.动臂油缸大腔压力主要表征铲斗内负载的大小，动臂角度增量为当前动臂的相对角度与设定的放平角度之间的差值与上一个控制循环的当前动臂的相对角度与设定的放平角度之间的差值相减后的值，表征动臂下降的速度；若铲斗内负载过大，或动臂下降速度过快，均会引起车辆巨大的抖动，因此，需要对动臂实际下降速度进行修正。最终输出至动臂电磁阀的电流为pid控制器输出值与修正系数的乘积，铲斗电磁阀的电流不需修正。
62.本发明实施例的技术方案，提出了一种装载机放平系统的控制方法实现了装载机机具的自动放平，相较于运用角度传感器和油缸位移传感器的方案，可以排除车辆本身倾斜对放平精度的影响。基于动臂、铲斗角度划定同时动作区域，实现动臂和铲斗的同时动作，提高放平效率。基于动臂油缸压力和动臂角度增量，对动臂下降速度进行修正，降低了动臂下降过程的冲击。综上所述，本发明克服了现有装载机放平控制方法存在的效率低、冲击大的问题。
63.可选地，根据动臂惯性测量单元的检测数据和摇臂惯性测量单元的检测数据计算当前动臂的相对角度和铲斗的相对角度之前还包括：
64.获取动臂惯性测量单元的检测数据、摇臂惯性测量单元的检测数据以及车架惯性测量单元的检测数据。
65.图2是根据本发明实施例提供的一种带有倾角的连杆机构示意图，参考图2，具体的，上述获取的检测数据均为相对于地平面的绝对角度，其中，定义车架与地平面在车辆前进方向上的夹角为ω，则需要先判断ω的值是否在车辆允许的最大前后倾角范围内，若超出允许范围，则有发生溜车翻车的可能性，需输出报警。
66.图3是根据本发明实施例提供的一种装载机工作装置的结构示意图，图4是根据本发明实施例提供的一种装载机工作装置的分析计算示意图，参考图2、图3和图4，可选地，根据动臂惯性测量单元的检测数据和摇臂惯性测量单元的检测数据计算当前动臂的相对角度和铲斗的相对角度包括：
67.对获取到动臂惯性测量单元的数据进行修正得到动臂相对于车辆竖直方向的相对角度；
68.将获取到摇臂惯性测量单元的数据进行修正得到摇臂相对于车辆竖直方向的相对角度；
69.根据动臂相对于车辆竖直方向的相对角度和摇臂相对于车辆竖直方向的相对角度确定铲斗相对车辆竖直方向的相对角度。
70.具体的，将获取到的动臂惯性测量单元的检测数据，基于ω进行修正，可以得到当前动臂相对于车辆竖直方向的相对角度α。将获取到的摇臂惯性测量单元的检测数据，基于ω进行修正，可以得到摇臂相对于车辆竖直方向的相对角度β。
71.以动臂的转动中心点a为圆心，以车辆前进方向为x轴，建立直角坐标系，可分别计算出摇臂转动中心点b的坐标(xb，yc)、铲斗转动中心点c的坐标(xc，yc)、摇臂与连杆的连接点e的坐标(xe，ye)，计算公式具体如下：
72.xc＝l2*sinα
73.yc＝-l2*cosα
74.xb＝l1*sin(a1+α)
75.yb＝-l1*cos(a1+α)
76.xe＝xb+l3*sinβ
77.ye＝yb+l3*cosβ
78.其中，d为地平面的一点，f为连杆上的一点，g为铲斗上的一点。
79.依据已知的数据，求出当前铲斗相对车辆竖直方向的相对角度γ，计算公式具体如下：
[0080][0081]
并判断当前动臂的相对角度α和当前铲斗的相对角度γ的值是否超出机械结构限制的范围，若超出范围，则数据或车辆故障，需输出报警。
[0082]
可选地，确定当前动臂的相对角度、铲斗的相对角度与设定放平角度之间的差值并判断是否需要退出自动放平模式包括：
[0083]
分别计算当前动臂的相对角度、铲斗的相对角度与设定放平角度之间的差值，若差值均小于预设值，则退出自动放平模式。
[0084]
具体的，基于α、γ，计算当前动臂的相对角度α与设定动臂的放平角度α0之间的差值e
α
，当前铲斗的相对角度γ与设定的铲斗放平角度γ0之间的差值e
γ
，计算公式如下所示：
[0085]
|e
α
|＝|α-α0|
[0086]
|e
γ
|＝|γ-γ0|
[0087]
若e
α
、e
γ
均小于设定值，则判定目前装载机已完成自动放平，退出自动放平模式。
[0088]
图5是根据本发明实施例提供的一种同时动作区域和铲斗先行区域的示意图，参考图5，可选地，设定同时动作区域和铲斗先行区域，并基于当前动臂的相对角度和铲斗的相对角度的分布判断需要动作的电磁阀包括：
[0089]
若当前动臂的相对角度和铲斗的相对角度的值(α，γ)位于同时动作区域，则动臂电磁阀和铲斗电磁阀同时开启动作；若当前动臂的相对角度和铲斗的相对角度的值(α，γ)位于铲斗先行区域，则铲斗电磁阀开启动作；若当前动臂的相对角度和铲斗的相对角度的值(α，γ)位于同时动作区域和铲斗先行区域以外，则输出报警。
[0090]
具体的，设定同时动作区域和铲斗先行区域，其中，图5中s1-s2-s3-s4-s5围成的区域为同时动作区域。其中，两条竖直虚线对应动臂的最大角度与最小角度(机械结构限制)，两条水平虚线对应铲斗的最大角度与最小角度(机械结构限制)；其中，s1点对应的铲斗角度为γ0(设定的铲斗放平角度)，s2点对应铲斗角度最小时，同时动作时能完成放平的最小动臂角度，s5点对应铲斗角度最大时，同时动作时能完成放平的最小动臂角度。
[0091]
若(α，γ)值位于同时动作区域，则动臂电磁阀和铲斗电磁阀同时开启动作。若(α，
γ)值位于铲斗先行区域，则仅铲斗电磁阀开启动作；若(α，γ)值位于虚线以外区域，则输出报警。
[0092]
可选地，根据当前动臂的相对角度、铲斗的相对角度与设定放平角度之间的差值确定电磁阀所需的电流包括：
[0093]
基于当前动臂的相对角度、铲斗的相对角度与设定放平角度之间的差值并通过pid控制算法确定电磁阀所需的电流。
[0094]
具体的，基于e
α
和e
γ
，运用pid控制算法，分别计算动臂电磁阀和铲斗电磁阀所需的电流。
[0095]
可选地，基于动臂油缸大腔压力和动臂角度增量确定动臂电磁阀电流的修正系数包括：
[0096]
若动臂油缸大腔压力和动臂角度增量均小于设定值，则动臂电磁阀电流的修正系数为第一修正系数；若动臂油缸大腔压力和动臂角度增量中的任一大于设定值，则动臂电磁阀电流的修正系数为第一修正系数；其中，第一修正系数大于第二修正系数。
[0097]
具体的，若动臂油缸大腔压力和动臂角度增量均小于设定值，则动臂电磁阀电流的修正系数k＝k1＝1，若动臂油缸大腔压力和动臂角度增量中的任一个大于设定值，则动臂电磁阀电流的修正系数k＝k2。其中，k2为小于1参数，具体由实际测试给出。修正系数调整的表格如下所示：
[0098][0099]
其中，动臂油缸大腔压力主要表征铲斗内负载的大小，动臂角度增量δe
α
为当前e
α
与上一个控制循环的e
α
差值，表征动臂下降的速度；若铲斗内负载过大，或动臂下降速度过快，均会引起车辆巨大的抖动，因此需要对动臂实际下降速度进行修正。最终输出至动臂电磁阀的电流为pid控制器输出值与修正系数k的乘积，铲斗电流不需修正。
[0100]
图6是根据本发明实施例提供的一种模糊控制器的工作原理示意图，参考图6，可选地，基于动臂油缸大腔压力和动臂角度增量确定动臂电磁阀电流的修正系数之后还包括：通过模糊控制或者最优控制对动臂电磁阀电流的修正系数进行优化调整。
[0101]
具体的，出于成本、实用性考虑，对动臂电磁阀的电流修正，通过压力和角度变化量设定了k值参数，仅进行了限值。实际上可以通过模糊控制、最优控制等控制方法，对k值进行进一步的细化，使控制更加精准。
[0102]
模糊规则：动臂大腔压力p越大，系数k越小；动臂角度增量δe越大，系数k越小。
[0103]
模糊规则表：kmax为系数k的最大取值，一般为1；kmin为系数k的最小取值，由测试人员在最严酷的工况下测试给出；系数k分为最大(kmax)、少量减小(ns)、中量减小(ms)、大量减小(nb)、最小(kmin)5级。模糊规则表的表格如下所示：
[0104][0105]
基于模糊规则，建立模糊控制器。对动臂油缸大腔压力p和动臂角度增量δe进行模糊化处理，然后根据模糊规则进行模糊推理，最后进行去模糊化处理得到更为精准的电流修正系数k。
[0106]
图7是根据本发明实施例提供的一种自动放平控制的流程图，参考图7，图7示例性的示出了装载机自动放平控制判断和执行的全过程。
[0107]
图8是根据本发明实施例提供的一种装载机放平系统的结构示意图，参考图8，本发明实施例还提供了一种装载机放平系统，该装载机放平系统包括：动臂惯性测量单元10、摇臂惯性测量单元20、车架惯性测量单元30、动作手柄40、动臂压力传感器50、整车控制器60、显示屏70、集成按键面板80、动臂电磁阀90、铲斗电磁阀100、动臂油缸110和铲斗油缸120；动作手柄40安装在驾驶室或远程遥控驾驶舱内，动作手柄40与整车控制器60电连接，动作手柄40用于完成动臂以及铲斗的相关动作；动臂压力传感器50安装于动臂油缸110大腔侧，动臂压力传感器50与整车控制器60电连接，动臂压力传感器50用于实时采集动臂下降过程中动臂油缸110的大腔压力；动臂惯性测量单元10、摇臂惯性测量单元20和车架惯性测量单元30分别安装于动臂、摇臂和车架上，且均与整车控制器60电连接，动臂惯性测量单元10用于实时检测动臂相对于垂直地平面方向的夹角，摇臂惯性测量单元20用于实时检测摇臂相对于垂直地平面方向的夹角，车架惯性测量单元30用于实时检测车架相对于垂直地平面方向的夹角；集成按键面板80和显示屏70均安装在驾驶室或远程遥控驾驶舱内，集成按键面板80和显示屏70用于装载机放平参数的设定；动臂电磁阀90连接在整车控制器60和动臂油缸110之间，动臂电磁阀90用于控制动臂油缸110；铲斗电磁阀100连接在整车控制器60和铲斗油缸120之间，铲斗电磁阀100用于控制铲斗油缸120。
[0108]
本实施例中的装载机放平系统实现了装载机机具的自动放平，动作手柄可以按键触发，不需要司机一直按着；设置退出按键和操作手柄两种可选择的退出操作，使得司机操作更便捷。通过配置有动臂惯性测量单元、摇臂惯性测量单元以及车架惯性测量单元，相较于运用角度传感器和油缸位移传感器的方案，可以排除车辆本身倾斜对放平精度的影响。基于动臂、铲斗角度划定同时动作区域，实现动臂和铲斗的同时动作，提高放平效率。基于动臂油缸压力和动臂角度增量，对动臂下降速度进行修正，降低了动臂下降过程的冲击。
[0109]
图9是根据本发明实施例提供的一种动作手柄及按键的结构示意图，参考图9，可选地，动作手柄40上设置放平按键41和结束放平按键42，放平按键41和结束放平按键42均为触发型按键。
[0110]
图10是根据本发明实施例提供的一种进入自动放平模式的流程图，参考图9和图10，具体的，当放平按键41被触发，且结束放平按键42未被触发，且动作手柄40位于中位区间内，装载机进入自动放平模式。此时，按下结束放平按键42或者朝任意方向操作动作手柄
40，均可快速退出自动放平模式。放平按键41和结束放平按键42均为触发型按键，当按键被按下时有信号输出，松手无信号输出。动作手柄40的中位区间根据手柄的性能设定，主要考虑动作手柄40中位点漂移的问题。
[0111]
图11是根据本发明实施例提供的一种装载机工作控制流程示意图，参考图11，整车控制器根据获取到的放平角度、车架倾角、放平开关通断、放平开关开度、动臂压力传感器、动臂惯性测量单元以及铲斗惯性测量单元信息进行处理，从而通过动臂电磁阀和铲斗电磁阀分别实现动臂油缸和铲斗油缸的控制，最终完成动臂和铲斗的位移调节控制。
[0112]
需要说明的是装载机放平系统中装载机的工作状态包括：举升限位状态、同时动作可以放平、同时动作不能放平和放平状态。
[0113]
上述具体实施方式，并不构成对本发明保护范围的限制。本领域技术人员应该明白的是，根据设计要求和其他因素，可以进行各种修改、组合、子组合和替代。任何在本发明的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明保护范围之内。

技术特征：
1.一种装载机放平系统的控制方法，应用于遥控装载机，其特征在于，包括：根据动臂惯性测量单元的检测数据和摇臂惯性测量单元的检测数据计算当前动臂的相对角度和铲斗的相对角度；确定当前动臂的相对角度、铲斗的相对角度与设定放平角度之间的差值并判断是否需要退出自动放平模式；设定同时动作区域和铲斗先行区域，并基于当前动臂的相对角度和铲斗的相对角度的分布判断需要动作的电磁阀；根据当前动臂的相对角度、铲斗的相对角度与设定放平角度之间的差值确定电磁阀所需的电流；基于动臂油缸大腔压力和动臂角度增量确定动臂电磁阀电流的修正系数。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据动臂惯性测量单元的检测数据和摇臂惯性测量单元的检测数据计算当前动臂的相对角度和铲斗的相对角度之前还包括：获取动臂惯性测量单元的检测数据、摇臂惯性测量单元的检测数据以及车架惯性测量单元的检测数据。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据动臂惯性测量单元的检测数据和摇臂惯性测量单元的检测数据计算当前动臂的相对角度和铲斗的相对角度包括：对获取到动臂惯性测量单元的数据进行修正得到动臂相对于车辆竖直方向的相对角度；将获取到摇臂惯性测量单元的数据进行修正得到摇臂相对于车辆竖直方向的相对角度；根据动臂相对于车辆竖直方向的相对角度和摇臂相对于车辆竖直方向的相对角度确定铲斗相对车辆竖直方向的相对角度。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述确定当前动臂的相对角度、铲斗的相对角度与设定放平角度之间的差值并判断是否需要退出自动放平模式包括：分别计算当前动臂的相对角度、铲斗的相对角度与设定放平角度之间的差值，若所述差值均小于预设值，则退出自动放平模式。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述设定同时动作区域和铲斗先行区域，并基于当前动臂的相对角度和铲斗的相对角度的分布判断需要动作的电磁阀包括：若当前动臂的相对角度和铲斗的相对角度的值位于同时动作区域，则动臂电磁阀和铲斗电磁阀同时开启动作；若当前动臂的相对角度和铲斗的相对角度的值位于铲斗先行区域，则铲斗电磁阀开启动作；若当前动臂的相对角度和铲斗的相对角度的值位于同时动作区域和铲斗先行区域以外，则输出报警。6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据当前动臂的相对角度、铲斗的相对角度与设定放平角度之间的差值确定电磁阀所需的电流包括：基于当前动臂的相对角度、铲斗的相对角度与设定放平角度之间的差值并通过pid控制算法确定电磁阀所需的电流。7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于动臂油缸大腔压力和动臂角度增量确定动臂电磁阀电流的修正系数包括：若动臂油缸大腔压力和动臂角度增量均小于设定值，则动臂电磁阀电流的修正系数为
第一修正系数；若动臂油缸大腔压力和动臂角度增量中的任一大于设定值，则动臂电磁阀电流的修正系数为第一修正系数；其中，所述第一修正系数大于所述第二修正系数。8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于动臂油缸大腔压力和动臂角度增量确定动臂电磁阀电流的修正系数之后还包括：通过模糊控制或者最优控制对动臂电磁阀电流的修正系数进行优化调整。9.一种装载机放平系统，其特征在于，包括：动臂惯性测量单元、摇臂惯性测量单元、车架惯性测量单元、动作手柄、动臂压力传感器、整车控制器、显示屏、集成按键面板、动臂电磁阀、铲斗电磁阀、动臂油缸和铲斗油缸；所述动作手柄安装在驾驶室或远程遥控驾驶舱内，所述动作手柄与所述整车控制器电连接，所述动作手柄用于完成动臂以及铲斗的相关动作；所述动臂压力传感器安装于动臂油缸大腔侧，所述动臂压力传感器与所述整车控制器电连接，所述动臂压力传感器用于实时采集动臂下降过程中动臂油缸的大腔压力；所述动臂惯性测量单元、所述摇臂惯性测量单元和所述车架惯性测量单元分别安装于动臂、摇臂和车架上，且均与所述整车控制器电连接，所述动臂惯性测量单元用于实时检测动臂相对于垂直地平面方向的夹角，所述摇臂惯性测量单元用于实时检测摇臂相对于垂直地平面方向的夹角，所述车架惯性测量单元用于实时检测车架相对于垂直地平面方向的夹角；所述集成按键面板和所述显示屏均安装在驾驶室或远程遥控驾驶舱内，所述集成按键面板和所述显示屏用于装载机放平参数的设定；所述动臂电磁阀连接在所述整车控制器和所述动臂油缸之间，所述动臂电磁阀用于控制所述动臂油缸；所述铲斗电磁阀连接在所述整车控制器和所述铲斗油缸之间，所述铲斗电磁阀用于控制所述铲斗油缸。10.根据权利要求9所述的装载机放平系统，其特征在于，所述动作手柄上设置放平按键和结束放平按键，所述放平按键和所述结束放平按键均为触发型按键。

技术总结
本发明公开了一种装载机放平系统的控制方法和装载机放平系统。装载机放平系统的控制方法应用于遥控装载机，包括根据动臂惯性测量单元的检测数据和摇臂惯性测量单元的检测数据计算当前动臂的相对角度和铲斗的相对角度；确定当前动臂的相对角度、铲斗的相对角度与设定放平角度之间的差值并判断是否需要退出自动放平模式；设定同时动作区域和铲斗先行区域，并基于当前动臂的相对角度和铲斗的相对角度的分布判断需要动作的电磁阀；根据当前动臂的相对角度、铲斗的相对角度与设定放平角度之间的差值确定电磁阀所需的电流；基于动臂油缸大腔压力和动臂角度增量确定动臂电磁阀电流的修正系数。本发明装载机放平系统的控制方法具有效率高、冲击小的优点。冲击小的优点。冲击小的优点。


技术研发人员：迟峰 张建 刘成全 徐腾飞
受保护的技术使用者：山东临工工程机械有限公司
技术研发日：2023.05.26
技术公布日：2023/8/13