【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及挖掘机械作业，具体涉及一种基于激光导引的建筑场地整平作业方法、系统、挖掘机、计算机介质和计算机。
技术介绍
1、建筑物在建筑施工前，通常需要对建筑地面进行场地整平作业，只有当整平作业完成后，才开始进行基坑挖掘等后续建筑施工工序；场地整平作业，是将建筑施工现场整平成施工所需要的设计平面，其中，施工所需要的设计平面是事先确定的场地设计标高所在的平面。
2、在场地整平作业整平的过程中，传统的做法是：首先进行标高导测，再定位放线，然后挖掘机以放线为标准，进行整平作业；在整平作业时，需要挖掘机操作手相当熟练挖掘机动臂、斗杆、铲斗的协调动作，且将挖掘机要处于水平位置，不能在前后左右方向出现倾斜，才能保证铲斗斗齿在场地整平时，保持作业路径是一条水平线，掌握不好挖掘机操作，就会造成“上坡下坡”、“深挖浅挖、”“落地砸坑”、“啃地坑洼”等地面倾斜、凹凸不平等问题。
3、目前，随着工程作业智能化的发展，出现了一些智能场地整平方法。这种方法需要gnss系统，通过卫星定位系统gps定位，为提高定位精度，增加rtk基站差分设备，从而确定挖掘机实时的水平位置，指导挖掘机整平作业，提升了整平作业的效率和整平精度；然而，目前这种方法的缺点是采用设备复杂，设置繁琐，成本高，有些信号较差区域会出现挖掘机不能正常作业或出现作业误差甚至错误的问题。
4、因此，目前亟需一种能够实现在无人操作的状态下，挖掘机完成建筑施工场地整平作业，且避免挖掘机造成作业异常问题的建筑场地整平作业方法。
技术实现
1、为了克服以上不足，本专利技术的目的是提供一种基于激光导引的建筑场地整平作业方法、系统、计算机介质和计算机，其使用设备简单，成本低，辅助挖掘机整平作业，可以有效避免挖掘机在进行场地整平作业时，出现“上坡下坡”、“深挖浅挖、”“落地砸坑”、“啃地坑洼”等地面倾斜、凹凸不平问题。
2、为解决上述技术问题，本专利技术提供了基于激光导引的建筑场地整平作业方法，包括：根据标尺和导引激光，对所述挖掘机和标高进行0位标定，以此确定待作业的挖掘机与标高水平面的高差，同时建立挖掘机的上车坐标系；将挖掘机动作至整平作业的初始姿态；执行整平作业操作，包括：第一整平作业动作，包括：使挖掘机的动臂与斗杆进行第一协同动作；第二整平作业动作，包括：使挖掘机的动臂与斗杆进行第二协同动作；其中，在执行第一整平作业动作和第二整平作业动作时，使挖掘机的铲斗和斗杆处于预设角度。
3、通过采用上述技术方案，能够根据挖掘机的标高水平面高差，计算动臂、斗杆、铲斗的伸展和收缩角度，确保挖掘机铲斗齿尖走行在建筑场地整平水平面上；进而实现在无人操作的状态下，挖掘机通过自身的控制，完成建筑施工场地整平的工作，可以有效避免挖掘机进行场地整平时，出现“上坡下坡”、“深挖浅挖、”“落地砸坑”、“啃地坑洼”等地面倾斜、凹凸不平等问题。
4、作为本专利技术的一种优选方式，建立挖掘机的上车坐标系包括：将挖掘机的上车回转平台中心设为坐标原点o，将挖掘机的水平方向设为x轴，将待作业挖掘机的竖直方向设为y轴，进而将坐标原点o至挖掘机的下车履带接触地面距离设为；将挖掘机的动臂转轴轴心、斗杆转轴轴心、铲斗转轴轴心、动臂油缸转轴轴心、斗杆油缸转轴轴心、铲斗油缸转轴轴心分别设为a、b、c、d、e、f；将动臂转轴轴心a位于y轴，且与坐标原点o的垂直距离设为；将挖掘机的动臂长度设为，使动臂绕a轴旋转，且将动臂与y轴正方向夹角设为；将挖掘机的斗杆长度设为，使斗杆绕b轴旋转，且将斗杆与y轴负方向夹角设为；将铲斗转轴轴心c至挖掘机的铲斗顶端的长度设为，使挖掘机的铲斗绕c轴旋转。
5、作为本专利技术的一种优选方式，将待作业挖掘机动作至整平作业的初始姿态包括：将挖掘机的铲斗和斗杆，距离斗杆垂直位置向挖掘机前方伸展角；将挖掘机的动臂与上车回转平台角度角；将挖掘机的铲斗插入相对设计标高的预设深度。
6、作为本专利技术的一种优选方式，在执行第一整平作业动作或第二整平作业动作中，所述方法还包括：将铲斗的运动轨迹分解为x方向和y方向的运动：，其中，为铲斗在x方向的运动轨迹，为铲斗在y方向的运动轨迹；计算动臂绕回a的转动方程为：，其中，是动臂在初始姿态时的回转角度位置，是动臂的运动轨迹；计算斗杆绕回b的转动方程为：，其中，是斗杆在初始姿态时的回转角度位置，是斗杆的运动轨迹；计算铲斗绕回c的转动方程为：，其中，是铲斗在初始姿态时的回转角度位置，且，是铲斗的运动轨迹。
7、作为本专利技术的一种优选方式，在执行整平作业操作中，所述方法还包括：以b轴为转轴，计算和的运动轨迹为：，，其中，为b在x方向上的运动轨迹，为b在y方向上的运动轨迹；以a轴为转轴，计算b的运动轨迹为：，，计算a的运动轨迹为：，其中，为a在x方向上的运动轨迹，为a在x方向上的运动轨迹。
8、作为本专利技术的一种优选方式，在执行整平作业操作时，所述方法还包括：使挖掘机的铲斗斗齿走行在待作业建筑场地的预设标高水平面上，使铲斗斗齿在y方向上的位移为0，所述计算过程为：，其中，在预设临界面之前，斗杆在y轴方向的下降量通过动臂绕a轴旋转的y轴方向提升量来平衡；在预设临界面之后，斗杆在y轴方向的上升量通过动臂绕a轴旋转的y轴方向下降量来平衡，所述计算过程为：。
9、作为本专利技术的一种优选方式，在执行整平作业操作时，所述挖掘机的下车保持停止，转轴a停留在时刻，其中：，其中，对于所述挖掘机的上车坐标系，a的位置坐标为；由此，和的转动关系为：
10、。
11、作为本专利技术的一种优选方式，在所述挖掘机位于同一位置完成预设次数的整平作业操作后，所述方法包括：使挖掘机沿预设整平路线，移动至下一连续作业的位置；根据标尺和导引激光，重新确定待作业的挖掘机与标高水平面的高差；将挖掘机重新动作至整平作业的初始姿态；执行下一整平作业操作。
12、通过采用上述技术方案，通过多位置连续施工，能够实现整平作业的无缝连接，有助于提高施工流程的连贯性，避免不必要的中断和停顿；且，通过再次高差确定和复位操作，确保在不同作业位置时挖掘机的整平状态准确无误，并确保挖掘机始终处于适当的工作姿态，以此维持整平的一致性、稳定性，进而提高整平作业的精准度。
13、本专利技术还提供一种挖掘机，包括：挖掘机身；传感单元，包括激光发射器、角度传感器、倾角传感器，所述激光发射器安装于待作业挖掘机上，用于识别挖掘机与标高水平面的高差；所述角度传感器安装于待作业挖掘机的上车回转平台上，通过角度传感器识别挖掘机的回转角度；所述倾角传感器分别安装于待作业挖掘机的机身、动臂、斗杆和铲斗上，通过倾角传感器识别挖掘机的水平角度及动臂、斗杆、铲斗的伸展和收缩角度；控制单元，用于控制挖掘机和传感单元配合，执行建筑场地整平作业。
14、本专利技术还提供一种基于激光导引的建筑场地整平作业系统，包括所述的一种挖掘机，还包括：标尺，若干个标尺在建筑施工场地内沿预设轨迹阵列式布置，且每个标尺设有刻度标识；作业调整模块，用于根据标尺本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于激光导引的建筑场地整平作业方法，其特征在于，
2.根据权利要求1所述的建筑场地整平作业方法，其特征在于，
3.根据权利要求2所述的建筑场地整平作业方法，其特征在于，
4.根据权利要求2或3所述的建筑场地整平作业方法，其特征在于，
5.根据权利要求4所述的建筑场地整平作业方法，其特征在于，
6.根据权利要求5所述的建筑场地整平作业方法，其特征在于，
7.根据权利要求6所述的建筑场地整平作业方法，其特征在于，
8.根据权利要求1所述的建筑场地整平作业方法，其特征在于，
9.一种挖掘机，其特征在于，包括：
10.一种基于激光导引的建筑场地整平作业系统，其特征在于，包括权利要求9所述的一种挖掘机，还包括：
【技术特征摘要】
1.一种基于激光导引的建筑场地整平作业方法，其特征在于，
2.根据权利要求1所述的建筑场地整平作业方法，其特征在于，
3.根据权利要求2所述的建筑场地整平作业方法，其特征在于，
4.根据权利要求2或3所述的建筑场地整平作业方法，其特征在于，
5.根据权利要求4所述的建筑场地整平作业方法，其特征在于，
...
【专利技术属性】
技术研发人员：张彦群，
申请(专利权)人：爱克斯维智能科技苏州有限公司，
类型：发明
国别省市：
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