一种挖掘机远程启停控制系统及方法
阅读说明：本技术 一种挖掘机远程启停控制系统及方法 (Remote start-stop control system and method for excavator ) 是由 王勇 王峰 胡超 杨裕丰 汪允显 李志鹏 陈文杰 李敏 于 2021-08-31 设计创作，主要内容包括：一种挖掘机远程启停控制系统,包括远程操作平台和车载控制系统,远程操作平台包括监视屏,车载控制系统包括车载通讯装置、车载影像系统和主控制器,车载影像系统包括全景摄像头；车载控制系统还包括蓄电池、电源继电器,蓄电池通过导线为车载通讯装置提供电源,并通过电源继电器为车载影像系统、主控制器供电。本发明可实现遥控挖掘机的远程电源节能管理功能,通过车载电源继电器通断控制实现系统电源工作模式与低功耗模式的切换,以有效提升挖掘机的待机时间,避免蓄电池快速亏电,本发明可实现遥控挖掘机的远程启停控制功能,并获取分析挖掘机周边作业环境的全景影像信息及系统启停信息,以有效提高远程遥控启停作业的安全性。(A remote start-stop control system of an excavator comprises a remote operation platform and a vehicle-mounted control system, wherein the remote operation platform comprises a monitoring screen, the vehicle-mounted control system comprises a vehicle-mounted communication device, a vehicle-mounted image system and a main controller, and the vehicle-mounted image system comprises a panoramic camera; the vehicle-mounted control system further comprises a storage battery and a power supply relay, wherein the storage battery supplies power to the vehicle-mounted communication device through a wire and supplies power to the vehicle-mounted image system and the main controller through the power supply relay. The remote control excavator power supply energy-saving management system can realize the remote power supply energy-saving management function of the remote control excavator, realize the switching between the system power supply working mode and the low power consumption mode through the on-off control of the vehicle-mounted power supply relay so as to effectively improve the standby time of the excavator and avoid the rapid power shortage of the storage battery.)
技术领域
本发明涉及挖掘机控制技术领域，具体是一种挖掘机远程启停控制系统及方法。
背景技术
随着科学技术的迅猛发展，现代工业生产的机械设备正逐步走向自动化、信息化与智能化，其中远程遥控挖掘机的研究工作具有很重要的工程意义，能够避免驾驶员身临现场进行操作，远离环境恶劣或特殊危险施工场所，以确保作业安全。
例如，申请号“CN201911321277.3多目视觉系统及挖掘机远程操控方法”的中国发明专利申请公布说明书公开了一种多目视觉系统及挖掘机远程操控方法，该方案通过对挖掘机进行全方位多层级监控，以提高挖掘机远程遥控作业的质量和效率。虽然可实现驾驶员对挖掘机的远程操作，但未给出挖掘机低功耗待机、远程通断电、远程启动及停机等问题的解决方案。现有遥控挖掘机在进行远程作业前后，仍需要人工前往挖掘机进行通断电或启停操作，费时费力，且存在潜在的安全隐患。因此，需要进一步解决挖掘机远程启停、电源管理等问题，提高远程无人化操作水平，从而提升作业效率与安全性。
发明内容
为了解决上述现有技术中存在的缺陷，本发明提供一种一种挖掘机远程启停控制系统及方法，包括车载控制系统与远程操作平台，远程操作平台可通过车载通讯装置实现对挖掘机的远程通断电、启动、停机以及低功耗电源管理功能，并获取分析挖掘机周边作业环境的全景影像信息及系统启停信息，以有效提升远程遥控启停作业的安全性。
本发明采用的技术方案：一种挖掘机远程启停控制系统，包括远程操作平台和车载控制系统，所述的远程操作平台包括监视屏，所述的车载控制系统包括车载通讯装置、车载影像系统和主控制器，所述的车载影像系统包括全景摄像头；所述的车载控制系统还包括蓄电池、电源继电器，所述的蓄电池通过导线为车载通讯装置提供电源，并通过电源继电器为车载影像系统、主控制器供电。
优选的，所述的远程操作平台还包括远程电源开关、远程启动按键、远程停止按键和操作机构。
优选的，所述的监视屏包括：施工监视屏、左侧监视屏、右侧监视屏、尾部监视屏和前部监视屏，所述的尾部监视屏、前部监视屏、左侧监视屏与右侧监视屏分别拼接位于施工监视屏的上、下、左、右位置，构成挖掘机周边作业环境的全景影像信息。
优选的，所述的全景摄像头包括：顶部摄像头、前部摄像头、左侧摄像头、右侧摄像头与尾部摄像头，所述的顶部摄像头安装于挖掘机驾驶室的顶部，前部摄像头安装于挖掘机转台的前部，左侧摄像头安装于挖掘机转台的中部左侧，右侧摄像头安装于挖掘机转台的中部右侧，尾部摄像头安装于挖掘机配重的尾部。
一种挖掘机远程启停控制方法，包括挖掘机远程启动方法和挖掘机远程停机方法，包括以下步骤：
挖掘机远程启动方法
A1：驾驶员通过远程操作平台发送通电指令；
A2：车载控制系统检测挖掘机电源是否正常接通，若电源无法接通则排查电源故障；
A3：若电源正常接通，则通过车载影像系统采集并传送回挖掘机周边作业环境信息，驾驶员判断周边作业环境是否安全，若作业环境存在安全隐患，则排查安全隐患；若作业环境无安全隐患，则可通过远程操作平台发送启动指令；
A4：车载控制系统分析挖掘机启动信息是否正常，若启动信息异常，则排查启动故障；若挖掘机启动信息正常，则可执行后续操作；
挖掘机远程停机方法
B1：驾驶员通过远程操作平台发送停机指令；
B2：车载控制系统分析挖掘机停机信息是否正常，若停机异常，则排查停机故障；
B3：若停机信息正常，挖掘机停机后，远程操作平台发出断电指令；
B4：车载控制系统判断挖掘机电源是否正常断开，若电源无法断开，则排查电源故障；
B5：若挖掘机电源正常断开，则电源系统进入低功耗待机模式。
本发明的有益效果：1、本发明可实现遥控挖掘机的远程电源节能管理功能，通过车载电源继电器通断控制实现系统电源工作模式与低功耗模式的切换，以有效提升挖掘机的待机时间，避免蓄电池快速亏电。
2、本发明可实现遥控挖掘机的远程启停控制功能，并获取分析挖掘机周边作业环境的全景影像信息及系统启停信息，以有效提高远程遥控启停作业的安全性。
附图说明
图1是本发明的电气连接关系示意图；
图2是本发明的远程操作平台示意图；
图3是本发明的远程启动方法流程图；
图4是本发明的远程停机方法流程图；
图中：1、施工监视屏，2、左侧监视屏，3、右侧监视屏，4、尾部监视屏，5、前部监视屏，6、远程通电开关，7、远程启动按键，8、远程停机按键。
具体实施方式
为了进一步说明本发明的技术细节及其优点，现结合附图进行说明。
如图1所示，车载控制系统由车载通讯装置、车载影像系统、主控制器、车载其它负荷、蓄电池、电源继电器等构成；蓄电池通过导线为车载通讯装置提供电源，并通过电源继电器为车载影像系统、主控制器与车载其它负荷供电。车载通讯装置、车载影像系统、主控制器及车载其它负荷之间通过导线进行信息传输。
车载通讯装置安装于挖掘机驾驶室顶部，与远程操作平台采用无线通讯连接，可将采集的车载影像信息、主控制器及车载其它负荷参数实时发送给远程操作平台，并接受远程操作平台的通电与启动等指令信息。车载通讯装置在无指令信息期间处于低功耗省电待机模式。
电源继电器由控制线圈与通断触点构成，其控制线圈与车载通讯装置端口连接，利用通断触点实现蓄电池电能的管理。当车载通讯装置端口输出激活电源继电器线圈，电源继电器触点接通将蓄电池电源输送至车载影像系统、主控制器与车载其它负荷，整车电源处于正常工作模式，待发电机运转后为蓄电池补充电能。当车载通讯装置端口输出未激活电源继电器线圈，则电源继电器触点断开车载影像系统、主控制器与车载其它负荷工作电源，整车电源处于低功耗省电模式，以保证车载通讯装置长时间待机工作。
车载影像系统由影像控制模块与多个摄像头组成，其中多个摄像头具体包括顶部摄像头、前部摄像头、左侧摄像头、右侧摄像头与尾部摄像头，分别位于挖掘机驾驶室的顶部、转台的前部、转台的中部左侧、转台的中部右侧以及配重的尾部位置。顶部摄像头对应采集挖掘机工作装置区域影像，前部摄像头对应采集挖掘机履带前方区域影像，左侧摄像头对应采集挖掘机转台左侧区域影像，右侧摄像头对应采集挖掘机转台右侧区域影像，尾部摄像头对应采集挖掘机配重后部区域影像。影像控制模块分别与多个摄像头导线连接，并将采集到的影像信息通过车载通讯装置发送给远程操作平台。
如图2所示，远程操作平台由监视屏、远程通电开关、远程启动按键、远程停机按键及操作机构等组成，其中监视屏包括施工监视屏1、左侧监视屏2、右侧监视屏3、尾部监视屏4与前部监视屏5；施工监视1屏位于中间位置，尾部监视屏4、前部摄像头、左侧监视屏2与右侧监视屏3分别拼接位于施工监视屏1的上、下、左、右位置。施工监视屏1实时显示顶部摄像头采集的挖掘机工作装置区域影像，尾部监视屏4实时显示尾部摄像头采集的挖掘机配重尾部区域影像，前部监视屏5实时显示前部摄像头采集的挖掘机履带前方区域影像，左侧监视屏2实时显示左侧摄像头采集的挖掘机转台左侧区域影像，右侧监视屏3实时显示右侧摄像头采集的挖掘机转台右侧区域影像，从而实现挖掘机周围360°全景影像监测及碰撞预警功能，让驾驶员远程作业的同时，并能清楚感知挖掘机周围是否存在行人、移动物体、障碍物等安全隐患。远程通电开关6、远程启动按键7与远程停机按键8设置在右扶手箱上方，用于驾驶员实施远程通电与启停操作。
本申请的实施例还提供了一种挖掘机远程启动方法，所述方法包括：
步骤1：在挖掘机低功耗待机模式下，驾驶员由远程操作平台发送远程通电指令；即在远程操作平台右扶手箱将远程通电开关6置于“ON”位置，通过无线信号向挖掘机车载通讯装置发送通电指令。
步骤2：车载通讯装置接收到远程操作平台发送来的通电指令，则从低功耗待机模式转入工作模式，并通过其端口激活电源继电器线圈，使其触点接通为挖掘机整车负载提供工作电源，进一步获取车载影像系统、主控制器及车载其它负荷信息。此时，判断挖掘机电源是否正常接通；若电源无法接通，则排查电源故障；
步骤3：若挖掘机电源正常接通，则通过车载影像系统传送回的信息分析挖掘机周边作业环境是否安全，具体判断挖掘机周围是否存在行人、移动物体、障碍物等安全隐患；若作业环境存在安全隐患，则禁止启动，须先排查安全隐患；
步骤4：若作业环境无安全隐患，则可通过远程操作平台发送启动指令；即在远程操作平台右扶手箱按下远程启动按键7，通过无线信号向挖掘机车载通讯装置发送启动指令。
步骤5：利用车载通讯装置采集到的主控制器及车载其它负荷启动运行参数，分析挖掘机启动信息是否正常。若启动信息异常，包括启动超时、转速异常、压力异常、温度异常、润滑异常、蓄电池电量低、燃油及冷却液位不足、发动机报警等问题，则终止启动过程，须排查相关启动故障；
步骤6：若挖掘机启动信息正常，则驾驶员可执行后续正常操作。
本申请的实施例还提供了一种挖掘机远程停机方法，所述方法包括：
步骤1：在挖掘机工作模式下，驾驶员由远程操作平台发送远程停机指令；即在远程操作平台右扶手箱按下远程停机按键8，通过无线信号向挖掘机车载通讯装置发送停机指令。
步骤2：分析挖掘机停机信息是否正常，停机信息包括：通过车载影像系统传送回的挖掘机周边作业环境影像，判断挖掘机作业环境是否存在危险区域、紧急避让等安全隐患，还有挖掘机是否满足发动机低怠速、系统无故障报警等停机条件；若停机异常，则排查相关停机故障；
步骤3：若挖掘机正常停机，即发动机转速降为零后，驾驶员由远程操作平台发送远程断电指令，即在远程操作平台右扶手箱将远程通电开关6置于“OFF”位置，通过无线信号向挖掘机车载通讯装置发送断电指令。
步骤4：判断挖掘机电源是否正常断开，即电源继电器触点断开车载影像系统、主控制器与车载其它负荷工作电源；若电源无法断开，则排查电源故障；
步骤5：若挖掘机电源正常断开，则电源系统进入低功耗待机模式。