【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种抖铲作业的控制方法、控制系统及装载机，属于装载机。
技术介绍
1、目前装载机铲掘作业完成时，大部分物料位于铲斗前侧，甚至高于铲斗边缘。在铲斗离开物料表面那一刻，需要执行抖铲动作，将多余物料抖落并使物料铺平整个铲斗。
2、如果不执行抖铲或抖铲角度不够，物料堆积在铲斗前侧，运输中则会落料在地面形成障碍物降低通行效率，地面落料过多时需要频繁维护作业场地；运输中落料还会造成总运输量下降。物料堆积在铲斗前侧，造成装载机整体重心前移，行驶中遇到坡道或颠簸，造成车身不稳定甚至有倾覆风险；由于车辆重心前移，造成更高的能量损耗和轮胎磨损。
3、现有装载机抖铲的是解决装载机铲斗工作时附着泥土，当泥土到达一定厚度后会影响工作，只能人工除土从而造成效率低下的问题的。
4、现有装载机抖铲控制都是人工操作控制手柄来控制转斗油缸长度，从而达到控制铲斗的。
5、例如专利cn211285766公开了一种控制装载机铲斗振动来清除铲斗附着泥土的方法，通过多次来回振动铲斗实现附着泥土从铲斗掉落。此方法是人工操作控制手柄实现的，实现铲斗上附着泥土掉落，并不适用无人驾驶装载机，不能解决物料位于铲斗前侧、甚至高于铲斗边缘的问题。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种抖铲作业的控制方法、控制系统及装载机，能够进行满料抖铲作业和/或铺平抖铲作业，保证装载机在铲掘后运输前物料铺平整个铲斗。为达到上述目的，本专利技术是采用下述技术方案实现
2、第一方面，本专利技术提供一种抖铲作业的控制方法，包括：
3、响应于铲斗斗齿与物料表面存在距离，获取当前时刻铲斗内物料超出铲斗边缘高度和铲斗角度；
4、当铲斗内物料超出铲斗边缘高度小于等于0时，响应于当前时刻铲斗角度超出铲斗平衡角度区间，得到铺平抖铲作业数据；
5、当铲斗内物料超出铲斗边缘高度大于0时，根据先验数据表得到满料抖铲作业数据；获取抖铲作业后铲斗角度，响应于抖铲作业后铲斗角度超出铲斗平衡角度区间，得到铺平抖铲作业数据。
6、结合第一方面，可选地，所述铲斗内物料超出铲斗边缘高度，通过以下步骤获得：
7、根据动臂角度传感器采集的动臂角度θ和已知的动臂长度l1利用l1*sinθ得到动臂举升高度h1；
8、根据铲斗角度传感器采集的铲斗角度α和已知的齿尖到铲斗与动臂铰接点距离l2利用l2*sinα得到铲斗齿尖高度h2；
9、将已知的动臂与车身铰接点到地面的高度h3与h1、h2求和，得到铲斗齿尖到地面高度h1；
10、根据安装在驾驶室顶部前侧激光雷达识别得到铲斗内物料最高点到地面的高度h4、铲斗内物料次高点到地面的高度h5、铲斗内物料第三高点到地面的高度h6；
11、计算h4、h5、h6的平均值得到铲斗内物料到地面的高度h2；
12、利用h2-h1，得到铲斗内物料超出铲斗边缘高度。
13、结合第一方面，可选地，铲斗角度超出铲斗平衡角度区间，得到铺平抖铲作业数据，包括：
14、计算铲斗角度与铲斗平衡角度区间的边界值的差值，分别为第一差值和第二差值；
15、比较第一差值与第二差值的大小，其中差值较小对应的铲斗平衡角度区间的边界值为铺平抖铲作业数据中抖铲目标角度；
16、利用隶属度函数将第一差值与第二差值中的较小值映射为{1,2,3,4,5}数据集合中的隶属度数值；
17、基于所述隶属度数值，匹配先验数据表中对应等级的加速度值，得到铺平抖铲作业数据中抖铲目标加速度。
18、结合第一方面，可选地，当铲斗内物料超出铲斗边缘高度小于等于0时，若铲斗角度未超出铲斗平衡角度区间，不输出铺平抖铲作业数据。
19、结合第一方面，可选地，所述先验数据表提供铲斗内物料超出铲斗边缘高度的5个距离等级，分别为20厘米、40厘米、60厘米、80厘米和100厘米，各距离等级对应不同的抖铲目标角度和抖铲目标加速度；
20、所述铲斗内物料超出铲斗边缘高度大于0时，根据先验数据表得到满料抖铲作业数据，包括：计算铲斗内物料超出铲斗边缘高度与各距离等级的差值，输出差值最小的距离等级对应的抖铲目标角度和抖铲目标加速度为满料抖铲作业数据。
21、结合第一方面，可选地，还包括更新先验数据表：
22、获取满料抖铲作业后铲斗内物料超出铲斗边缘高度h3；
23、当10≥h3＞0厘米时，先验数据表中各距离等级对应的抖铲目标角度增加5%；
24、当20≥h3＞10厘米时，先验数据表中各距离等级对应的抖铲目标角度增加10%；
25、当h3＞20厘米时，先验数据表中各距离等级对应的抖铲目标角度增加20%。
26、结合第一方面，可选地，各距离等级对应的抖铲目标角度和抖铲目标加速度，随铲斗内物料超出铲斗边缘高度增加而增加。
27、结合第一方面，可选地，所述抖铲作业数据包括抖铲目标角度和抖铲目标加速度，还包括根据抖铲作业数据输出转斗油缸的运行数据，包括以下步骤：
28、基于铲斗角度与抖铲目标角度，确定转斗油缸的伸缩量；
29、基于转斗油缸的伸缩量与抖铲目标加速度，确定转斗油缸的伸缩速度。
30、第二方面，本专利技术提供一种抖铲作业的控制系统，包括：用于采集铲斗斗齿与物料表面距离的距离传感器、用于计算铲斗内物料超出铲斗边缘高度的距离计算组件、用于采集铲斗角度的铲斗角度传感器以及控制器和转斗油缸；
31、所述控制器的输入端连接所述距离传感器、距离计算组件和铲斗角度传感器的输出端，所述控制器的输出端连接所述转斗油缸；
32、所述控制器用于根据距离传感器、距离计算组件和铲斗角度传感器采集的数据，得到满料抖铲作业数据和/或铺平抖铲作业数据，根据抖铲作业数据输出转斗油缸的控制信号。
33、第三方面，本专利技术提供一种装载机，所述装载机配置有第二方面所述的抖铲作业的控制系统，在第一方面所述的抖铲作业的控制方法的控制下进行抖铲作业。
34、与现有技术相比，本专利技术实施例所提供的一种抖铲作业的控制方法、控制系统及装载机所达到的有益效果包括：
35、本专利技术响应于铲斗斗齿与物料表面存在距离，获取当前时刻铲斗内物料超出铲斗边缘高度和铲斗角度；当铲斗内物料超出铲斗边缘高度小于等于0时，响应于当前时刻铲斗角度超出铲斗平衡角度区间，得到铺平抖铲作业数据；本专利技术能够在铲斗未满料且物料不均匀时进行铺平作业；
36、本专利技术当铲斗内物料超出铲斗边缘高度大于0时，根据先验数据表得到满料抖铲作业数据；获取抖铲作业后铲斗角度，响应于抖铲作业后铲斗角度超出铲斗平衡角度区间，得到铺平抖铲作业数据；本专利技术能够在满料时进行满料抖铲作业将多余物料提前抖落；本专利技术能够在满料且物料不均匀时进行铺平作业；
37、本专利技术能够解决无人驾驶装载机铲掘完成后物料本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种抖铲作业的控制方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的抖铲作业的控制方法，其特征在于，所述铲斗内物料超出铲斗边缘高度，通过以下步骤获得：
3.根据权利要求1所述的抖铲作业的控制方法，其特征在于，铲斗角度超出铲斗平衡角度区间，得到铺平抖铲作业数据，包括：
4.根据权利要求1所述的抖铲作业的控制方法，其特征在于，当铲斗内物料超出铲斗边缘高度小于等于0时，若铲斗角度未超出铲斗平衡角度区间，不输出铺平抖铲作业数据。
5.根据权利要求1所述的抖铲作业的控制方法，其特征在于，所述先验数据表提供铲斗内物料超出铲斗边缘高度的5个距离等级，分别为20厘米、40厘米、60厘米、80厘米和100厘米，各距离等级对应不同的抖铲目标角度和抖铲目标加速度；
6.根据权利要求5所述的抖铲作业的控制方法，其特征在于，还包括更新先验数据表：
7.根据权利要求5所述的抖铲作业的控制方法，其特征在于，各距离等级对应的抖铲目标角度和抖铲目标加速度，随铲斗内物料超出铲斗边缘高度增加而增加。
8.根据权利要求1所述的抖铲作
9.一种抖铲作业的控制系统，其特征在于，包括：用于采集铲斗斗齿与物料表面距离的距离传感器、用于计算铲斗内物料超出铲斗边缘高度的距离计算组件、用于采集铲斗角度的铲斗角度传感器以及控制器和转斗油缸；
10.一种装载机，其特征在于，所述装载机配置有权利要求9所述的抖铲作业的控制系统，在权利要求1~8任一项所述的抖铲作业的控制方法的控制下进行抖铲作业。
...【技术特征摘要】
1.一种抖铲作业的控制方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的抖铲作业的控制方法，其特征在于，所述铲斗内物料超出铲斗边缘高度，通过以下步骤获得：
3.根据权利要求1所述的抖铲作业的控制方法，其特征在于，铲斗角度超出铲斗平衡角度区间，得到铺平抖铲作业数据，包括：
4.根据权利要求1所述的抖铲作业的控制方法，其特征在于，当铲斗内物料超出铲斗边缘高度小于等于0时，若铲斗角度未超出铲斗平衡角度区间，不输出铺平抖铲作业数据。
5.根据权利要求1所述的抖铲作业的控制方法，其特征在于，所述先验数据表提供铲斗内物料超出铲斗边缘高度的5个距离等级，分别为20厘米、40厘米、60厘米、80厘米和100厘米，各距离等级对应不同的抖铲目标角度和抖铲目标加速度；
6.根据权利要求5所述的抖铲作业的控...
【专利技术属性】
技术研发人员：任良才，刘杰，高警卫，
申请(专利权)人：江苏徐工国重实验室科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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