[发明专利]一种挖掘机施工引导系统及施工方法

权利要求书

1.一种挖掘机施工引导系统，包括挖掘机车体(1)、动臂(2)、斗杆(3)以及铲斗(4)，其特征在于：所述挖掘机车体(1)和/或动臂(2)上设有用于测量推算动臂(2)位姿信息的定位模块以及所述挖掘机上设有用于测量液压油缸的伸缩长度的测量组件。

2.根据权利要求1所述的挖掘机施工引导系统，其特征在于：还包括测量终端，所述测量终端用于接收定位模块和测量组件的测量信息；根据测量信息计算动臂(2)、斗杆(3)以及铲斗(4)的位姿信息；利用软件建立施工地地形模型和铲斗模型，并根据铲斗(4)的位姿信息确定铲斗模型的位姿，从而确定斗齿的空间位置；根据斗齿的路径轨迹模拟施工工地地形施工情况。

3.根据权利要求1所述的挖掘机施工引导系统，其特征在于：所述定位模块包括设置在动臂(2)上的至少两个第一卫星天线；

还包括设置在动臂(2)或挖掘机车体(1)上的倾斜仪(5)，或，

设置在动臂(2)上的，且与至少两个第一卫星天线不处于同一空间直线上的第二卫星天线。

4.根据权利要求1所述的挖掘机施工引导系统，其特征在于：所述测量组件包括位移传感器、测量绳、回卷装置以及套管，所述测量绳的一端与液压油缸的活动端连接，另一端与回卷装置连接，所述位移传感器用于测量测量绳拉出长度，所述套管套设在测量绳上，所述套管的一端与液压油缸的输出端连接。

5.一种挖掘机施工引导系统施工方法，其特征在于：包括

根据定位模块测量推算动臂(2)的位姿信息；

根据测量模块及动臂(2)的位姿信息测量推算斗杆(3)和铲斗(4)的位姿信息；

根据铲斗(4)的位姿信息确定斗齿的路径轨迹；

利用软件建立施工地地形模型和铲斗(4)模型，并根据铲斗(4)的位姿信息确定铲斗(4)模型的位姿；

根据斗齿的路径轨迹模拟施工工地地形施工情况。

6.根据权利要求5所述的挖掘机施工引导系统施工方法，其特征在于：所述施工地地形模型包括实际地形模型和设计地形模型，所述设计地形模型为挖掘的目标地形的三维坐标数据仿真模型。

7.根据权利要求6所述的挖掘机施工引导系统施工方法，其特征在于：模拟施工工地地形施工挖掘情况时，根据斗齿的路径轨迹面调整实际地形模型的高程，得出施工后的实际地形模型，通过施工后实际地形模型与设计地形模型比对，确定实际工地施工情况，具体当斗齿的路径轨迹面的坐标高程低于经过点的实际地形模型高程时，将该点实际地形模型坐标的高程修改为当前斗齿路径轨迹面与该点竖线交点的高程。

8.根据权利要求5所述的挖掘机施工引导系统施工方法，其特征在于：所述定位模块包括设置在动臂(2)上的至少两个第一卫星天线；

还包括设置在动臂(2)或挖掘机车体(1)上的倾斜仪(5)，或，

设置在动臂(2)上的，且与至少两个第一卫星天线不处于同一空间直线上的第二卫星天线。

9.根据权利要求5所述的挖掘机施工引导系统施工方法，其特征在于：所述测量模块包括设置在挖掘机上的测量组件，所述测量组件用于测量斗杆液压油缸(14)和/或铲斗液压油缸(15)的伸缩长度，根据液压油缸的伸缩长度以及动臂(2)的位姿信息推算得到斗杆(3)和铲斗(4)的位姿信息。

10.根据权利要求9所述的挖掘机施工引导系统施工方法，其特征在于：所述测量组件包括位移传感器、测量绳、回卷装置、套管，所述测量绳的一端与液压油缸的活动端连接，另一端与回卷装置连接，所述位移传感器用于测量测量绳拉出长度，所述套管套设在测量绳上，所述套管的一端与液压油缸的输出端连接。