如何準(zhǔn)確定位智能化挖掘機的鏟斗位置？

在“新基建”和“中國制造2025”的政策推動下，技術(shù)革新傳統(tǒng)行業(yè)的浪潮四起，工程機械設(shè)備智能化、無人化的升級革新可以顯著減少作業(yè)安全事故、降本增效，賦能工程機械企業(yè)提升產(chǎn)品競爭力，行業(yè)的發(fā)展朝著智能化方向升級日漸清晰。智能挖掘機，將不再那么嚴(yán)重的依賴人的經(jīng)驗，而是附加的傳感器和感知系統(tǒng)，讓挖掘機眼觀六路、耳聽八方。

挖掘機采用支持GPS的軟件控制器，接收有關(guān)挖掘機的所有必要數(shù)據(jù)：鏟斗確切位置信息，動臂擺動角度等。挖掘機操作界面上顯示一臺虛擬挖掘機，展示設(shè)備的實際移動等相關(guān)位置信息。操作員按照指示移動鏟斗，工程機械需在室外和各種天氣條件下進(jìn)行作業(yè)，無懼灰塵、污垢、極端溫濕度挑戰(zhàn)，哪怕車輛部件浸入積水中作業(yè)。

1. 目標(biāo)

挖掘機鏟斗的定位精度一般在 ±2cm 內(nèi)，工程車輛上所采用的傳感器技術(shù)和控制系統(tǒng)必須能可靠確保實現(xiàn)該精度，而無需在挖掘機外部使用其他的單獨測量設(shè)備。在挖掘機工作期間，使用外部設(shè)備需要耗時的重復(fù)測量。挖掘機上所安裝的設(shè)備，須能經(jīng)受與挖掘工作相關(guān)的環(huán)境影響以及機械沖擊。同時，在移動過程中，實時準(zhǔn)確測量機器手臂和鏟斗的角度位置信息。

2. 解決方案

我們將慣性測量單元F99系列安裝在動臂、鏟斗和底盤的運動部件上。通過這些設(shè)備測量加速度和轉(zhuǎn)速，并用該數(shù)據(jù)計算運動部件的動態(tài)角度。此外，在機器的運動過程中，還記錄了鏟尖位置。外部GPS數(shù)據(jù)的集成，可實現(xiàn)挖掘機鏟斗的絕對位置測量。如沒有GPS數(shù)據(jù)部署，哪怕地理位置的附加信息缺失，但仍會可靠記錄與地面間的絕對位移。

3. 技術(shù)特性

■沿三軸方向測量傾角、加速度和轉(zhuǎn)速； ■可調(diào)節(jié)補償范圍； ■防護(hù)等級：IP68/IP69K； ■溫度范圍：–40°C 至 +85°C； ■外殼可承受高達(dá) 100g 的機械沖擊； ■參數(shù)化接口； ■輸出格式和值可供選擇； ■適用于動態(tài)應(yīng)用； ■通過 E1 認(rèn)證。

4. 產(chǎn)品優(yōu)勢

智能傳感器融合算法，通過加速度傳感器和陀螺儀的智能連接，可靠補償外部加速度。與同類設(shè)備不同是，其補償范圍可自行調(diào)整。根據(jù)挖掘機的特定運動輪廓定制角度精度。該傳感器專為戶外使用開發(fā)，具有 IP68/IP69K 防護(hù)等級，并通過 E1 認(rèn)證，適用于公共道路應(yīng)用。

5. 特性一覽

亮點

■準(zhǔn)確定位挖掘機鏟，實現(xiàn)準(zhǔn)確可靠的挖掘工作； ■堅固耐用的設(shè)計，適用于嚴(yán)苛條件的戶外應(yīng)用； ■耐灰塵、污垢、濕度和極端溫度； ■沿三軸方向進(jìn)行傾角、加速度和轉(zhuǎn)速測量； ■可調(diào)節(jié)補償范圍，用于調(diào)整角度精度。

審核編輯 ：李倩