[发明专利]一种挖掘机半自动施工控制系统及控制方法

权利要求书

1.一种挖掘机半自动施工控制系统，其特征在于，包括传感器模块、控制模块、测量模块和操作模块，传感器模块和测量模块将数据传输至控制模块，控制模块将反馈信息传输至操作模块；所述传感器模块包括铲斗油缸位移传感器、动臂角度传感器和斗杆角度传感器；所述控制模块包括三维数字建模单元和工程设计单元；所述测量模块包括高度测量装置、长度测量装置和角度测量装置；所述操作模块包括斗杆挖掘手柄和显示器；所述操作模块的斗杆挖掘手柄包括左手边和右手柄，斗杆挖掘手柄与主控制器相连，所述传感器模块与副控制器相连，主控制器和副控制器共同控制发动机和液压系统工作；所述控制模块的三维数字建模单元具体是根据测量模块获取的现场实际数据建立三维数字模型，所述工程设计单元包括施工设计数据录入和施工目的作业控制；所述控制模块使用的控制器为WW控制器或TD控制器。

2.一种挖掘机半自动控制系统的控制方法，其特征在于，利用权利要求1所述的挖掘机半自动施工控制系统，包括坡度控制和目标平面控制，所述测量模块将测量数据输入控制模块，所述控制模块通过建立坐标系实现高程、平整度和坡度的计算，同时所述传感器模块将挖掘机设备的情况反馈至控制模块，人工输入工程设计数据至控制模块，所述控制模块将反馈的校正输出信号传递到操作模块，挖掘机进入两连动操作或三连动操作的半自动状态。

3.根据权利要求2所述的一种挖掘机半自动控制系统的控制方法，其特征在于，所述坡度控制具体是，通过工程设计单元的施工设计数据录入部分输入斜坡的角度、长度和高度，进而确定铲斗的起点设置和终点设置，所述控制器模块根据铲斗的斗齿运动路径计算斜坡角度，显示器显示施工斜坡的角度。

4.根据权利要求2所述的一种挖掘机半自动控制系统的控制方法，其特征在于，所述目标平面设定具体是，设置目标平面的高度和长度，铲斗的斗齿沿目标平面平稳移动实现目标平面清除。

5.根据权利要求2所述的一种挖掘机半自动控制系统的控制方法，其特征在于，所述两连动操作具体为，操作挖掘机将铲斗齿尖放到起点位置；点动两连动按钮，控制器模块接收信号后，进入两连动操作半自动施工状态；控制器模块向显示器发送施工模式信息；拉动斗杆挖掘手柄开启半自动施工状态，防止目标平面被破坏；再次点动两连动按钮，进入普通操作模式；动臂上升操作执行后，也会进入普通操作模式；铲斗齿尖与目标平面的高度差值通过测量模块将测量结果发给显示器。

6.根据权利要求2所述的一种挖掘机半自动控制系统的控制方法，其特征在于，所述三连动操作具体为，操作挖掘机，将铲斗放到起点位置；点动三连动按钮，控制器模块接收信号后，进入三连动操作半自动施工状态；控制器模块向显示器发送施工模式信息；拉动斗杆挖掘手柄开启半自动施工状态，防止目标平面被破坏；再次点动三连动按钮，进入普通操作模式；动臂上升操作执行后，也会进入普通操作模式；铲斗齿尖与目标平面的高度差值通过测量模块将测量结果发给显示器。