挖掘机性能评估方法、装置、系统、挖掘机及电子设备与流程

1.本技术涉及工程机械技术领域，具体涉及一种挖掘机性能评估方法、装置、系统、挖掘机及电子设备。


背景技术：

2.挖掘机的工作效率是衡量挖掘机性能的重要指标之一。相关技术中，在进行挖掘机的开发设计时，需要先试制得到实体样机，然后通过对实体样机进行挖掘测试，得到样机的工作效率，以此来判断开发挖掘机的性能，这种通过实体样机得到工作效率的方法费时费力，影响开发效率。


技术实现要素：

3.为了解决上述技术问题，本技术的实施例提供了一种挖掘机性能评估方法、装置、系统、挖掘机及电子设备，其可以在不试制实体样机的情况下，得到待评估挖掘机的工作效率，省时省力，有效地提高了开发效率。
4.第一方面，提供了一种挖掘机性能评估方法，包括：
5.根据载荷谱和第一相对位置关系，得到第一特征点和第二特征点在预设时间段内的轨迹；其中，所述载荷谱表征参考挖掘机中多个油缸的活塞位移、有杆腔压力以及无杆腔压力之间的对应关系表；所述第一相对位置关系表征待评估挖掘机中的多个特征点之间的初始相对位置关系；所述待评估挖掘机与所述参考挖掘机为相同系列挖掘机；所述第一特征点表征所述待评估挖掘机的铲斗与斗杆之间的铰接点；所述第二特征点表征所述铲斗的铲齿端点；以及
6.根据所述第一特征点和所述第二特征点的轨迹以及所述预设时间段，得到所述待评估挖掘机的工作效率；其中，所述工作效率表征所述铲斗在单位时间内的挖掘容量。
7.根据本技术的第一方面，在所述得到所述待评估挖掘机的工作效率之后，所述挖掘机性能评估方法还包括：
8.若所述工作效率小于目标效率，调整所述第一相对位置关系；
9.根据所述载荷谱和调整后的所述第一相对位置关系，得到所述第一特征点和所述第二特征点在所述预设时间段内的新轨迹；以及
10.根据所述第一特征点和所述第二特征点的新轨迹以及所述预设时间段，得到所述待评估挖掘机的工作效率。
11.根据本技术的第一方面，在所述得到所述待评估挖掘机的工作效率之后，所述挖掘机性能评估方法还包括：
12.若所述工作效率大于或者等于目标效率，根据所述载荷谱和所述第一相对位置关系，得到所述铲斗的挖掘阻力；
13.若所述铲斗的挖掘阻力小于目标阻力，调整所述第一特征点、所述第二特征点以及第三特征点之间的第二相对位置关系；其中，所述第三特征点表征所述铲斗与铲斗油缸
之间的铰接点；所述第一相对位置关系包括所述第二相对位置关系。
14.根据本技术的第一方面，在所述得到所述待评估挖掘机的工作效率之后，所述挖掘机性能评估方法还包括：
15.若所述工作效率大于或者等于目标效率，根据所述载荷谱和所述第一相对位置关系，得到所述铲斗的挖掘阻力；
16.若所述铲斗的挖掘阻力大于或者等于所述目标阻力，得到所述铲斗的挖掘力矩；
17.若所述铲斗的挖掘力矩小于目标力矩，调整所述第二相对位置关系；
18.若所述铲斗的挖掘力矩大于或者等于所述目标力矩，输出所述第一相对位置关系合格的信息。
19.根据本技术的第一方面，在所述得到第一特征点和第二特征点在预设时间段内的轨迹之后，所述挖掘机性能评估方法还包括：
20.根据所述载荷谱和所述待评估挖掘机的铲斗初始尺寸，得到第一辅助点在所述预设时间段的轨迹；其中，所述第一辅助点表征所述铲斗的底部端点；
21.若所述第一辅助点的轨迹与所述第二特征点的轨迹存在交叉，调整所述第一辅助点相对于所述第二特征点的位置；
22.若所述第一辅助点的轨迹与所述第二特征点的轨迹不存在交叉，且所述第一辅助点的轨迹完全位于所述第二特征点的轨迹之上，输出所述第一辅助点的位置合格的信息。
23.根据本技术的第一方面，在所述得到第一特征点和第二特征点在预设时间段内的轨迹之后，所述挖掘机性能评估方法还包括：
24.根据所述载荷谱和所述待评估挖掘机的铲斗初始尺寸，得到第二辅助点在所述预设时间段的轨迹；其中，所述第二辅助点表征所述铲斗的弧形壁与所述铲斗的铲齿延伸端的交点；
25.若所述第二辅助点的轨迹与所述第二特征点的轨迹存在交叉，调整所述第二辅助点相对于所述第二特征点的位置；
26.若所述第二辅助点的轨迹与所述第二特征点的轨迹不存在交叉，且所述第二辅助点的轨迹完全位于所述第二特征点的轨迹之上，输出所述第二辅助点的位置合格的信息。
27.根据本技术的第一方面，所述根据所述第一特征点和所述第二特征点的轨迹以及所述预设时间段，得到所述待评估挖掘机的工作效率包括：
28.计算所述第一特征点和所述第二特征点的轨迹在预定坐标系中的围合面积；
29.根据所述围合面积和所述预设时间段，得到所述待评估挖掘机的工作效率。
30.第二方面，还提供了一种挖掘机性能评估装置，包括：
31.第一轨迹模块，配置为根据载荷谱和第一相对位置关系，得到第一特征点和第二特征点在预设时间段内的轨迹；其中，所述载荷谱表征参考挖掘机中多个油缸的活塞位移、有杆腔压力以及无杆腔压力之间的对应关系表；所述第一相对位置关系表征待评估挖掘机中的多个特征点之间的初始相对位置关系；所述待评估挖掘机与所述参考挖掘机为相同系列挖掘机；所述第一特征点表征所述待评估挖掘机的铲斗与斗杆之间的铰接点；所述第二特征点表征所述铲斗的铲齿端点；
32.第一计算模块，配置为根据所述第一特征点和所述第二特征点的轨迹以及所述预设时间段，得到所述待评估挖掘机的工作效率；其中，所述工作效率表征所述铲斗在单位时
间内的挖掘容量。
33.第三方面，还提供了一种挖掘机性能评估系统，包括；
34.如前所述的挖掘机性能评估装置；
35.测定装置，与所述挖掘机性能评估装置通讯连接，所述测定装置用于测定所述参考挖掘机的载荷谱。
36.第四方面，还提供了一种挖掘机，所述挖掘机应用如前所述的挖掘机性能评估方法而得到。
37.第五方面，还提供了一种电子设备，包括：
38.处理器；
39.以及用于存储所述处理器可执行指令的存储器；其中，所述处理器用于执行上述实施例所述的挖掘机性能评估方法。
40.本技术实施例提供的挖掘机性能评估方法、装置、系统、挖掘机及电子设备，其根据载荷谱和第一相对位置关系，得到第一特征点和第二特征点在预设时间段内的轨迹，然后根据第一特征点和第二特征点的轨迹以及预设时间段得到待评估挖掘机的工作效率，也就是说，可以在不试制实体样机的情况下，依靠参考挖掘机的载荷谱和待评估挖掘机的多个特征点之间的初始第一相对位置关系，可以得到待评估挖掘机的工作效率，省时省力，有效地提高了挖掘机的开发效率。
附图说明
41.通过结合附图对本技术实施例进行更详细的描述，本技术的上述以及其他目的、特征和优势将变得更加明显。附图用来提供对本技术实施例的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本技术实施例一起用于解释本技术，并不构成对本技术的限制。在附图中，相同的参考标号通常代表相同部件或步骤。
42.图1为本技术一示例性实施例提供的挖掘机性能评估方法的流程示意图。
43.图2为本技术一示例性实施例提供的载荷谱的示意图。
44.图3为本技术一示例性实施例提供的待评估挖掘机的示意图。
45.图4为本技术另一示例性实施例提供的挖掘机性能评估方法的流程示意图。
46.图5为本技术另一示例性实施例提供的挖掘机性能评估方法的流程示意图。
47.图6为本技术另一示例性实施例提供的挖掘机性能评估方法的流程示意图。
48.图7为本技术另一示例性实施例提供的挖掘机性能评估方法的流程示意图。
49.图8为本技术一示例性实施例提供的第一辅助点的轨迹与第二特征点轨迹交叉的示意图。
50.图9为本技术一示例性实施例提供的第一辅助点的轨迹与第二特征点轨迹不交叉的示意图。
51.图10为本技术另一示例性实施例提供的挖掘机性能评估方法的流程示意图。
52.图11为本技术一示例性实施例提供的根据第一特征点和第二特征点的轨迹以及预设时间段，得到待评估挖掘机的工作效率的流程示意图。
53.图12为本技术一示例性实施例提供的第一特征点和第二特征点的轨迹示意图。
54.图13为本技术一示例性实施例提供的挖掘机性能评估装置的结构框图。
55.图14为本技术另一示例性实施例提供的挖掘机性能评估装置的结构框图。
56.图15为本技术一示例性实施例提供的挖掘机性能评估系统的结构框图。
57.图16为本技术一示例性实施例提供的电子设备的结构框图。
具体实施方式
58.下面，将参考附图详细地描述根据本技术的示例实施例。显然，所描述的实施例仅仅是本技术的一部分实施例，而不是本技术的全部实施例，应理解，本技术不受这里描述的示例实施例的限制。
59.图1为本技术一示例性实施例提供的挖掘机性能评估方法的流程示意图。如图1所示，本技术实施例提供的挖掘机性能评估方法包括：
60.s210：根据载荷谱和第一相对位置关系，得到第一特征点和第二特征点在预设时间段内的轨迹。
61.具体地，载荷谱表征参考挖掘机中多个油缸的活塞位移、有杆腔压力以及无杆腔压力之间的对应关系表，参考挖掘机与待评估挖掘机属于相同系列的挖掘机，同系列的挖掘通常采用相似的技术和设计，例如，相似的液压系统、控制系统、挖掘机构等，在实际应用中，也可以以挖掘机的吨位作为区分不同系列的标准，例如，处于45-65吨范围内采用相似的技术和设计的挖掘机可以认为是同系列的挖掘机，相关技术中对于相同系列挖掘机的划分原则也有详细记载，本文不再详细介绍。因此，测定得到的参考挖掘机的载荷谱也可以作为待评估挖掘机多个油缸的活塞位移、有杆腔压力以及无杆腔压力之间的参考关系数据。
62.图2为本技术一示例性实施例提供的载荷谱的示意图。如图2所示，在测定参考挖掘机的载荷谱的过程中，通过不断调整参考挖掘机的动臂油缸的活塞位移、斗杆油缸的活塞位移、铲斗油缸的活塞位移等，来测定不同油缸的有杆腔压力和无杆腔压力，通过载荷谱也可以获取参考挖掘机的铲斗在测定过程中的运动轨迹。
63.需要说明的是，前述的第一相对关系表征待评估挖掘机中的多个特征点之间的初始相对位置关系。在对待评估挖掘机进行性能评估之前，根据设计需求，可以得到待评估挖掘机各个部件和部位的初始尺寸，这些初始尺寸可以在图纸中进行标注。需要说明的是，待评估挖掘机的特征点可以包括不同部件之间的铰接点、相同部件的不同部位之间的铰接点等，根据待评估挖掘机的初始尺寸，可以得到待评估挖掘机中的多个特征点之间的初始相对位置关系，即前述的第一相对关系。
64.图3为本技术一示例性实施例提供的待评估挖掘机的示意图。如图3所示，前述的第一特征点(图3中的g点)可以理解为评估挖掘机的铲斗与斗杆之间的铰接点，第二特征点(图3中的j点)可以理解为待评估挖掘的铲斗的铲齿端点。应当理解的是，根据载荷谱和第一相对位置关系，可以确定第一特征点和第二特征点在不同时刻的位置坐标，然后根据第一特征点在预设时间段内的多个位置坐标，得到第一特征点在预设时间段内的轨迹，同理可得到第二特征点在预设时间段内的轨迹。
65.在一实施例中，将载荷谱和第一相对位置关系的相关数据结合exce l宏命令和绘图命令可以得到第一特征点和第二特征点在预设时间段内的轨迹。
66.在一实施例中，第一特征点的轨迹可以为点或者曲线；第二特征点的轨迹可以为点或者曲线。
67.结合图3，以第二特征点为例，第二特征点的位置坐标可以理解为第二特征点相对于图3中a点的坐标，具体计算结果如下：
68.第二特征点(j点)相对于a点的坐标表达式为：
[0069][0070]
其中，x
ja
表征j点相对于a点的横坐标，y
ja
表征j点相对于a点的纵坐标，x
ba
表征b点相对于a点的横坐标，y
ba
表征b点相对于a点的纵坐标，x
jb
表征j点相对于b点的横坐标，y
jb
表征j相对于b点的纵坐标；x
ba
、y
ba
均可以通过前述的第一相对位置关系。
[0071]
其中，j点相对于a点的坐标可以通过如下算式计算：
[0072][0073]
其中，x
kb
表征k点相对于b点的横坐标，y
ja
表征k点相对于a点的纵坐标；∠klg、∠lgj在第一相对位置关系确定的情况下均可通过余弦定理求得；
[0074]
其中，k点相对于b点的坐标可以通过如下算式计算：
[0075][0076]
其中，∠ekn和∠knb均可以通过余弦定理。
[0077]
综上，可以得到不同时刻第二特征点(j点)的位置坐标，从而得到第二特征点在预设时间段内的轨迹，同理可以得到第一特征点在预设时间段内的轨迹。
[0078]
s220：根据第一特征点和第二特征点的轨迹以及预设时间段，得到待评估挖掘机的工作效率。
[0079]
具体地，工作效率可以理解为铲斗在单位时间内的挖掘容量，而根据第一特征点和第二特征点的轨迹可以计算得到铲斗在预设时间段的总体挖掘容量，结合预设时间段，可以计算得到铲斗在单位时间内的挖掘容量，即待评估挖掘机的工作效率。
[0080]
本技术实施例提供的挖掘机性能评估方法，其根据载荷谱和第一相对位置关系，得到第一特征点和第二特征点在预设时间段内的轨迹，然后根据第一特征点和第二特征点的轨迹以及预设时间段得到待评估挖掘机的工作效率，也就是说，可以在不试制实体样机的情况下，依靠参考挖掘机的载荷谱和待评估挖掘机的多个特征点之间的初始第一相对位置关系，得到待评估挖掘机的工作效率，省时省力，有效地提高了挖掘机的开发效率。
[0081]
图4为本技术另一示例性实施例提供的挖掘机性能评估方法的流程示意图。如图4所示，在步骤s220之后，挖掘机性能评估方法还包括：
[0082]
s230：若工作效率小于目标效率，调整第一相对位置关系。
[0083]
具体地，目标效率可以通过设计需求得到，通过工作效率与目标效率相比较，可以确定执行步骤s220之后得到的工作效率是否满足设计需求。若工作效率小于目标效率，可以认为工作效率不满足设计需求，在此种情况下，可以通过调整第一相对位置关系，来调整待评估挖掘机的工作效率。
[0084]
在一实施例中，调整第一相对位置关系可以包括调整不同特征点的之间的距离、
调整不同特征点之间的相对方位等。例如，如图2所示，可以调整ab距离、bg距离、ng距离、kl距离、nk距离等，还可以调整b相对a的方位角度、g相对于a的方位角度、j相对于g的方位角度等。
[0085]
s240：根据载荷谱和调整后的第一相对位置关系，得到第一特征点和第二特征点在预设时间段内的新轨迹。
[0086]
具体地，在调整第一相对位置关系后，第一特征点和第二特征点的轨迹对应发生变化，步骤s240与步骤s210的执行过程类似，可以得到第一特征点和第二特征点在预设时间段内的新轨迹。
[0087]
s250：根据第一特征点和第二特征点的新轨迹以及预设时间段，得到待评估挖掘机的工作效率。
[0088]
具体地，步骤s250与步骤s220的执行过程类似，可以在调整第一相对位置关系后，再次得到评估挖掘机的工作效率。
[0089]
在一实施例中，如果执行步骤s250之后得到的工作效率依然小于目标效率，那么可以再次执行步骤s230、步骤s240以及步骤s250，也就是说，在实际应用中，可以循环多次执行步骤s230、步骤s240以及步骤s250，直至待评估挖掘机的工作效率大于或者等于目标效率。
[0090]
图5为本技术另一示例性实施例提供的挖掘机性能评估方法的流程示意图。如图5所示，在步骤s220之后，挖掘机性能评估方法还包括：
[0091]
s260：若工作效率大于或者等于目标效率，根据载荷谱和第一相对位置关系，得到铲斗的挖掘阻力。
[0092]
具体地，若工作效率大于或者等于目标效率，可以认为待评估挖掘机的工作效率满足了设计要求，进一步地，可以根据载荷谱和第一相对位置关系，得到铲斗的挖掘阻力。也就是说，在工作效率满足设计要求的情况下，还需要判定铲斗的挖掘阻力是否满足设计需求，方便设计完成后的挖掘机可以保证挖掘效率，减少铲斗的磨损。
[0093]
具体地，铲斗的挖掘阻力可以通过下列等式计算得到：
[0094][0095][0096][0097][0098][0099]
其中，ek表征铲斗油缸的活塞位移，可以通过载荷谱得到；
[0100]
[0101]
α1+α7＝∠enk+∠kng＝∠eng为定值，可以计算得到；
[0102]
根据上述等式和载荷谱，可以计算得到不同时刻的kg、α4、α5、α6和α7值，继而可以得到不同时刻的待评估挖掘机四连杆结构的传动比i：
[0103][0104]
然后，可以得到铲斗的挖掘阻力fb：
[0105][0106]
s270：若铲斗的挖掘阻力小于目标阻力，调整第一特征点、第二特征点以及第三特征点之间的第二相对位置关系。
[0107]
具体地，若铲斗的挖掘阻力小于目标阻力，那么可以认为铲斗的挖掘阻力无法满足设计要求，需要调整铲斗的挖掘阻力。具体通过调整第一特征点、第二特征点以及第三特征点之间的第二相对位置关系来调整铲斗的挖掘阻力。
[0108]
需要说明的是，第三特征点表征铲斗与铲斗油缸之间的铰接点，由于第一特征点、第二特征点以及第三特征点均与铲斗密切联系，因此，第一特征点、第二特征点以及第三特征点之间的第二相对位置关系与铲斗的挖掘阻力的密切相关，而第二相对位置关系对前述的工作效率的影响较小。这样，调整第二相对位置关系不仅可以起到调整铲斗的挖掘阻力的作用，也能够避免工作效率的变化较大，使得工作效率可以处于满足设计要求的范围内。
[0109]
图6为本技术另一示例性实施例提供的挖掘机性能评估方法的流程示意图。如图6所示，在步骤s220之后，挖掘机性能评估方法还包括：
[0110]
s260：若工作效率大于或者等于目标效率，根据载荷谱和第一相对位置关系，得到铲斗的挖掘阻力。
[0111]
具体地，步骤s260的具体执行内容可以参考前述内容。
[0112]
s280：若铲斗的挖掘阻力大于或者等于目标阻力，得到铲斗的挖掘力矩。
[0113]
具体地，若铲斗的挖掘阻力大于或者等于目标阻力，可以认为待评估挖掘机的铲斗的挖掘阻力满足了设计要求，进一步地，可以根据挖掘阻力和对应力臂计算得到铲斗的挖掘力矩，其中，力臂可以根据前述的第一相对位置关系得到。
[0114]
应当理解的是，执行步骤s280之后，还需要判定铲斗的挖掘力矩是否满足设计需求，方便设计完成后的挖掘机可以保证挖掘效率，减少铲斗的磨损。
[0115]
s290：若铲斗的挖掘力矩小于目标力矩，调整第二相对位置关系。
[0116]
具体地，若铲斗的挖掘力矩小于目标力矩，那么可以认为铲斗的挖掘力矩无法满足设计要求，需要调整铲斗的挖掘力矩。具体通过调整第二相对位置关系来调整铲斗的挖掘力矩。
[0117]
需要说明的是，由于第二相对位置关系均与铲斗密切联系，因此，第二相对位置关系与铲斗的挖掘力矩的密切相关，而第二相对位置关系对前述的工作效率的影响较小。这样，调整第二相对位置关系不仅可以起到调整铲斗的挖掘力矩的作用，也能够避免工作效率的变化较大，使得工作效率可以处于满足设计要求的范围内。
[0118]
s310：若铲斗的挖掘力矩大于或者等于目标力矩，输出第一相对位置关系合格的
信息。
[0119]
具体地，若铲斗的挖掘力矩大于或者等于目标力矩，可以认为铲斗的挖掘力矩满足设计要求，结合前面挖掘阻力和工作效率满足设计要求的结果，可以输出第一相对位置关系合格的信息，然后可以根据第一相对位置关系和载荷谱进行新挖掘机的生产。
[0120]
应当理解的是，第一相对位置关系包括第二相对位置关系，输出第一相对位置关系合格的信息后，可以认为第二相对位置关系也是属于合格的状态。
[0121]
图7为本技术另一示例性实施例提供的挖掘机性能评估方法的流程示意图。如图7所示，在步骤s210之后，挖掘机性能评估方法还包括：
[0122]
s320：根据载荷谱和待评估挖掘机的铲斗初始尺寸，得到第一辅助点在预设时间段的轨迹。
[0123]
具体地，第一辅助点(图3中的p2点)表征铲斗的底部端点。与步骤s210执行步骤类似地，可以根据载荷谱和待评估挖掘机的铲斗初始尺寸，确定第一辅助点在预设时间段内的多个位置坐标，然后得到第一辅助点在预设时间段的轨迹。
[0124]
在一实施例中，步骤s320与步骤s210可以同时执行；或者，也可以先执行步骤s320，再执行步骤s210；或者，也可以先执行步骤s210，再执行步骤s320。
[0125]
s330：若第一辅助点的轨迹与第二特征点的轨迹存在交叉，调整第一辅助点相对于第二特征点的位置。
[0126]
图8为本技术一示例性实施例提供的第一辅助点的轨迹与第二特征点轨迹交叉的示意图。如图8所示，具体地，第一辅助点(p2点)的轨迹与第二特征点(j点)的轨迹存在交叉，可以认为第一辅助点(p2点)的挖深大于第二特征点(j点)处的挖深，使得铲斗挖掘过程中，p2点需较大的力将阻挡其运动的物料推开，继而完成挖掘过程，这样，加剧了铲斗底部的磨损，降低了铲斗的使用寿命。因此，若第一辅助点的轨迹与第二特征点的轨迹存在交叉，则需要调整第一辅助点相对于第二特征点的位置，避免出现第一辅助点的轨迹与第二特征点的轨迹存在交叉的情况，降低铲斗的磨损，延长铲斗的使用寿命。
[0127]
应当理解的是，在执行步骤s330之后，如果依然存在第一辅助点的轨迹与第二特征点的轨迹相互交叉的情况，则可以多次执行步骤s330，直至第一辅助点的轨迹与第二特征点的轨迹不存在交叉的情况，再执行后续的步骤s340。
[0128]
需要说明的是，调整第一辅助点相对于第二特征点的位置可以包括调整第一辅助点与第二特征点之间的距离、调整第一辅助点与第二特征点之间的相对方位等。
[0129]
s340：若第一辅助点的轨迹与第二特征点的轨迹不存在交叉，且第一辅助点的轨迹完全位于第二特征点的轨迹之上，输出第一辅助点的位置合格的信息。
[0130]
图9为本技术一示例性实施例提供的第一辅助点的轨迹与第二特征点轨迹不交叉的示意图。如图9所示，若第一辅助点的轨迹(p2点)与第二特征点(j点)的轨迹不存在交叉，且第一辅助点(p2点)的轨迹完全位于第二特征点(j点)的轨迹之上，则可以认为铲斗挖掘过程中，p2点不需使用额外的力来将阻挡其运动的物料推开，这样，可以降低铲斗的磨损，延长铲斗的使用寿命，因此，在此种情况下，可以输出第一辅助点的位置合格的信息，不用再次调整第一辅助点相对于第二特征点的位置。
[0131]
图10为本技术另一示例性实施例提供的挖掘机性能评估方法的流程示意图。如图10所示，在步骤s210之后，挖掘机性能评估方法还包括：
[0132]
s350：根据载荷谱和待评估挖掘机的铲斗初始尺寸，得到第二辅助点在预设时间段的轨迹。
[0133]
具体地，第二辅助点(图3中的p1点)表征铲斗的弧形壁与铲斗的铲齿延伸端的交点。与步骤s210执行步骤类似地，可以根据载荷谱和待评估挖掘机的铲斗初始尺寸，确定第二辅助点在预设时间段内的多个位置坐标，然后得到第二辅助点在预设时间段的轨迹。
[0134]
在一实施例中，步骤s350与步骤s210可以同时执行；或者，也可以先执行步骤s350，再执行步骤s210；或者，也可以先执行步骤s210，再执行步骤s350。
[0135]
s360：若第二辅助点的轨迹与第二特征点的轨迹存在交叉，调整第二辅助点相对于第二特征点的位置。
[0136]
具体地，第二辅助点的轨迹与第二特征点的轨迹存在交叉的情况，可以参考前述第一辅助点的轨迹与第二特征点的轨迹存在交叉的情况。若第二辅助点的轨迹与第二特征点的轨迹存在交叉，同样会导致铲斗挖掘过程中，p1点需较大的力将阻挡其运动的物料推开，继而完成挖掘过程，这样，加剧了铲斗底部的磨损，降低了铲斗的使用寿命。因此，需要调整第二辅助点相对于第二特征点的位置，避免出现第二辅助点的轨迹与第二特征点的轨迹存在交叉的情况，降低铲斗的磨损，延长铲斗的使用寿命。
[0137]
应当理解的是，在执行步骤s360之后，如果依然存在第一辅助点的轨迹与第二特征点的轨迹相互交叉的情况，则可以多次执行步骤s360，直至第一辅助点的轨迹与第二特征点的轨迹不存在交叉的情况，再执行后续的步骤s370。
[0138]
s370：若第二辅助点的轨迹与第二特征点的轨迹不存在交叉，且第二辅助点的轨迹完全位于第二特征点的轨迹之上，输出第二辅助点的位置合格的信息。
[0139]
具体地，步骤s370的执行过程与步骤s340的执行过程类似，若第二辅助点的轨迹(p1点)与第二特征点(j点)的轨迹不存在交叉，且第二辅助点(p1点)的轨迹完全位于第二特征点(j点)的轨迹之上，则可以认为铲斗挖掘过程中，p1点不需使用额外的力来将阻挡其运动的物料推开，这样，可以降低铲斗的磨损，延长铲斗的使用寿命，因此，在此种情况下，可以输出第二辅助点的位置合格的信息，不用再次调整第二辅助点相对于第二特征点的位置。
[0140]
图11为本技术一示例性实施例提供的根据第一特征点和第二特征点的轨迹以及预设时间段，得到待评估挖掘机的工作效率的流程示意图。
[0141]
如图11所示，步骤s220包括：
[0142]
s221：计算第一特征点和第二特征点的轨迹在预定坐标系中的围合面积。
[0143]
具体地，由于第一特征点和第二特征点分别位于铲斗开口相对的两端，第一特征点和第二特征点的轨迹在预定坐标系中的围合面积可以理解为铲斗在预设时间段内的总体挖掘容量。
[0144]
图12为本技术一示例性实施例提供的第一特征点和第二特征点的轨迹示意图。如图12所示，在一实施例中，若第一特征点在预设时间段内的轨迹为一个点，第一特征点预设时间段内的轨迹为一段曲线，那么第一特征点和第二特征点的轨迹在预定坐标系中的围合面积可以理解为表征第一特征点轨迹的点与表征第二特征点轨迹的曲线的起点、终点连线所围合的扇形面积。
[0145]
在一实施例中，若第一特征点在预设时间段内的轨迹为一段曲线，第一特征点预
设时间段内的轨迹为一段曲线，那么第一特征点和第二特征点的轨迹在预定坐标系中的围合面积可以理解为表征第一特征点轨迹的曲线的起点、终点分别与表征第二特征点轨迹的曲线的起点、终点的连线所围的图形面积。
[0146]
s222：根据围合面积和预设时间段，得到待评估挖掘机的工作效率。
[0147]
具体地，围合面积除以预设时间段后的结果表征铲斗在单位时间内的挖掘容量，即可以得到待评估挖掘机的工作效率。
[0148]
图13为本技术一示例性实施例提供的挖掘机性能评估装置的结构框图。如图13所示，本技术实施例提供的挖掘机性能评估装置500包括：第一轨迹模块510，配置为根据载荷谱和第一相对位置关系，得到第一特征点和第二特征点在预设时间段内的轨迹；其中，载荷谱表征参考挖掘机中多个油缸的活塞位移、有杆腔压力以及无杆腔压力之间的对应关系表；第一相对位置关系表征待评估挖掘机中的多个特征点之间的初始相对位置关系；待评估挖掘机与参考挖掘机为相同系列挖掘机；第一特征点表征待评估挖掘机的铲斗与斗杆之间的铰接点；第二特征点表征铲斗的铲齿端点；第一计算模块520，配置为根据第一特征点和第二特征点的轨迹以及预设时间段，得到待评估挖掘机的工作效率；其中，工作效率表征铲斗在单位时间内的挖掘容量。
[0149]
本技术实施例提供的挖掘机性能评估装置，其根据载荷谱和第一相对位置关系，得到第一特征点和第二特征点在预设时间段内的轨迹，然后根据第一特征点和第二特征点的轨迹以及预设时间段得到待评估挖掘机的工作效率，也就是说，可以在不试制实体样机的情况下，依靠参考挖掘机的载荷谱和待评估挖掘机的多个特征点之间的初始第一相对位置关系，可以得到待评估挖掘机的工作效率，省时省力，有效地提高了挖掘机的开发效率。
[0150]
图14为本技术另一示例性实施例提供的挖掘机性能评估装置的结构框图。如图14所示，在一实施例中，挖掘机性能评估装置500包括第一调整模块530，配置为若工作效率小于目标效率，调整第一相对位置关系；第二轨迹模块540，配置为根据载荷谱和调整后的第一相对位置关系，得到第一特征点和第二特征点在预设时间段内的新轨迹；第二计算模块550，配置为根据第一特征点和第二特征点的新轨迹以及预设时间段，得到待评估挖掘机的工作效率。
[0151]
如图14所示，在一实施例中，挖掘机性能评估装置500包括第三计算模块560，配置为若工作效率大于或者等于目标效率，根据载荷谱和第一相对位置关系，得到铲斗的挖掘阻力；第二调整模块570，配置为若铲斗的挖掘阻力小于目标阻力，调整第一特征点、第二特征点以及第三特征点之间的第二相对位置关系；其中，第三特征点表征铲斗与铲斗油缸之间的铰接点；第一相对位置关系包括第二相对位置关系。
[0152]
如图14所示，在一实施例中，挖掘机性能评估装置500包括第三计算模块560，配置为若工作效率大于或者等于目标效率，根据载荷谱和第一相对位置关系，得到铲斗的挖掘阻力；第四计算模块580，配置为若铲斗的挖掘阻力大于或者等于目标阻力，得到铲斗的挖掘力矩；第三调整模块590，配置为若铲斗的挖掘力矩小于目标力矩，调整第二相对位置关系；第一输出模块610，配置为若铲斗的挖掘力矩大于或者等于目标力矩，输出第一相对位置关系合格的信息。
[0153]
如图14所示，在一实施例中，挖掘机性能评估装置500包括第三轨迹模块620，配置为根据载荷谱和待评估挖掘机的铲斗初始尺寸，得到第一辅助点在预设时间段的轨迹；其
中，第一辅助点表征铲斗的底部端点；第三调整模块630，配置为若第一辅助点的轨迹与第二特征点的轨迹存在交叉，调整第一辅助点相对于第二特征点的位置；第二输出模块640，配置为若第一辅助点的轨迹与第二特征点的轨迹不存在交叉，且第一辅助点的轨迹完全位于第二特征点的轨迹之上，输出第一辅助点的位置合格的信息。
[0154]
如图14所示，在一实施例中，挖掘机性能评估装置500包括第四轨迹模块650，配置为根据载荷谱和待评估挖掘机的铲斗初始尺寸，得到第二辅助点在预设时间段的轨迹；其中，第二辅助点表征铲斗的弧形壁与铲斗的铲齿延伸端的交点；第四调整模块660，配置为若第二辅助点的轨迹与第二特征点的轨迹存在交叉，调整第二辅助点相对于第二特征点的位置；第三输出模块670，配置为若第二辅助点的轨迹与第二特征点的轨迹不存在交叉，且第二辅助点的轨迹完全位于第二特征点的轨迹之上，输出第二辅助点的位置合格的信息。
[0155]
如图14所示，在一实施例中，第一计算模块520包括第五计算模块521，配置为计算第一特征点和第二特征点的轨迹在预定坐标系中的围合面积；第六计算模块522，配置为根据围合面积和预设时间段，得到待评估挖掘机的工作效率。
[0156]
图15为本技术一示例性实施例提供的挖掘机性能评估系统的结构框图。如图15所示，本技术实施例提供的挖掘机性能评估系统800包括；如前所述的挖掘机性能评估装置500；以及测定装置810，与挖掘机性能评估装置500通讯连接，测定装置810用于测定参考挖掘机的载荷谱。
[0157]
本技术实施例提供的挖掘机性能评估系统包括前述的挖掘机性能评估装置，其具备挖掘机性能评估装置的全部功能，具体有益效果可以参考挖掘机性能评估装置的有益效果。
[0158]
本技术实施例还提供了一种挖掘机，该挖掘机是应用如前所述的挖掘机性能评估方法而得到，其在开发的过程中不用试制实体样机，依靠参考挖掘机的载荷谱和待评估挖掘机的多个特征点之间的初始第一相对位置关系，可以得到工作效率，省时省力，有效地提高了开发效率。
[0159]
图16为本技术一示例性实施例提供的电子设备的结构框图。如图16所示，该电子设备900可以是第一设备和第二设备中的任一个或两者、或与它们独立的单机设备，该单机设备可以与第一设备和第二设备进行通信，以从它们接收所采集到的输入信号。
[0160]
如图16所示，电子设备900包括一个或多个处理器910和存储器920。存储器920用于存储处理器910可执行指令，处理器910用于执行如前所述的挖掘机性能评估方法。
[0161]
处理器910可以是中央处理单元(cpu)或者具有数据处理能力和/或指令执行能力的其他形式的处理单元，并且可以控制电子设备900中的其他组件以执行期望的功能。
[0162]
存储器920可以包括一个或多个计算机程序产品，所述计算机程序产品可以包括各种形式的计算机可读存储介质，例如易失性存储器和/或非易失性存储器。所述易失性存储器例如可以包括随机存取存储器(ram)和/或高速缓冲存储器(cache)等。所述非易失性存储器例如可以包括只读存储器(rom)、硬盘、闪存等。在所述计算机可读存储介质上可以存储一个或多个计算机程序指令，处理器910可以运行所述程序指令，以实现上文所述的本技术的各个实施例的控制方法以及/或者其他期望的功能。在所述计算机可读存储介质中还可以存储诸如输入信号、信号分量、噪声分量等各种内容。
[0163]
在一个示例中，电子设备900还可以包括：输入装置930和输出装置940，这些组件
通过总线系统和/或其他形式的连接机构(未示出)互连。
[0164]
在该控制器是单机设备时，该输入装置930可以是通信网络连接器，用于从第一设备和第二设备接收所采集的输入信号。
[0165]
此外，该输入装置930还可以包括例如键盘、鼠标等等。
[0166]
该输出装置940可以向外部输出各种信息，包括确定出的距离信息、方向信息等。该输出装置940可以包括例如显示器、扬声器、打印机、以及通信网络及其所连接的远程输出设备等等。
[0167]
当然，为了简化，图16中仅示出了该电子设备900中与本技术有关的组件中的一些，省略了诸如总线、输入/输出接口等等的组件。除此之外，根据具体应用情况，电子设备900还可以包括任何其他适当的组件。
[0168]
所述计算机程序产品可以以一种或多种程序设计语言的任意组合来编写用于执行本技术实施例操作的程序代码，所述程序设计语言包括面向对象的程序设计语言，诸如java、c++等，还包括常规的过程式程序设计语言，诸如“c”语言或类似的程序设计语言。程序代码可以完全地在用户计算设备上执行、部分地在用户设备上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户计算设备上部分在远程计算设备上执行、或者完全在远程计算设备或服务器上执行。
[0169]
所述计算机可读存储介质可以采用一个或多个可读介质的任意组合。可读介质可以是可读信号介质或者可读存储介质。可读存储介质例如可以包括但不限于电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的系统、装置或器件，或者任意以上的组合。可读存储介质的更具体的例子(非穷举的列表)包括：具有一个或多个导线的电连接、便携式盘、硬盘、随机存取存储器(ram)、只读存储器(rom)、可擦式可编程只读存储器(eprom或闪存)、光纤、便携式紧凑盘只读存储器(cd-rom)、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。
[0170]
以上结合具体实施例描述了本技术的基本原理，但是，需要指出的是，在本技术中提及的优点、优势、效果等仅是示例而非限制，不能认为这些优点、优势、效果等是本技术的各个实施例必须具备的。另外，上述公开的具体细节仅是为了示例的作用和便于理解的作用，而非限制，上述细节并不限制本技术为必须采用上述具体的细节来实现。
[0171]
本技术中涉及的器件、装置、设备、系统的方框图仅作为例示性的例子并且不意图要求或暗示必须按照方框图示出的方式进行连接、布置、配置。如本领域技术人员将认识到的，可以按任意方式连接、布置、配置这些器件、装置、设备、系统。诸如“包括”、“包含”、“具有”等等的词语是开放性词汇，指“包括但不限于”，且可与其互换使用。这里所使用的词汇“或”和“和”指词汇“和/或”，且可与其互换使用，除非上下文明确指示不是如此。这里所使用的词汇“诸如”指词组“诸如但不限于”，且可与其互换使用。
[0172]
还需要指出的是，在本技术的装置、设备和方法中，各部件或各步骤是可以分解和/或重新组合的。这些分解和/或重新组合应视为本技术的等效方案。
[0173]
提供所公开的方面的以上描述以使本领域的任何技术人员能够做出或者使用本技术。对这些方面的各种修改对于本领域技术人员而言是非常显而易见的，并且在此定义的一般原理可以应用于其他方面而不脱离本技术的范围。因此，本技术不意图被限制到在此示出的方面，而是按照与在此公开的原理和新颖的特征一致的最宽范围。
[0174]
为了例示和描述的目的已经给出了以上描述。此外，此描述不意图将本技术的实
施例限制到在此公开的形式。尽管以上已经讨论了多个示例方面和实施例，但是本领域技术人员将认识到其某些变型、修改、改变、添加和子组合。

技术特征：
1.一种挖掘机性能评估方法，其特征在于，包括：根据载荷谱和第一相对位置关系，得到第一特征点和第二特征点在预设时间段内的轨迹；其中，所述载荷谱表征参考挖掘机中多个油缸的活塞位移、有杆腔压力以及无杆腔压力之间的对应关系表；所述第一相对位置关系表征待评估挖掘机中的多个特征点之间的初始相对位置关系；所述待评估挖掘机与所述参考挖掘机为相同系列挖掘机；所述第一特征点表征所述待评估挖掘机的铲斗与斗杆之间的铰接点；所述第二特征点表征所述铲斗的铲齿端点；以及根据所述第一特征点和所述第二特征点的轨迹以及所述预设时间段，得到所述待评估挖掘机的工作效率；其中，所述工作效率表征所述铲斗在单位时间内的挖掘容量。2.根据权利要求1所述的挖掘机性能评估方法，其特征在于，在所述得到所述待评估挖掘机的工作效率之后，所述挖掘机性能评估方法还包括：若所述工作效率小于目标效率，调整所述第一相对位置关系；根据所述载荷谱和调整后的所述第一相对位置关系，得到所述第一特征点和所述第二特征点在所述预设时间段内的新轨迹；以及根据所述第一特征点和所述第二特征点的新轨迹以及所述预设时间段，得到所述待评估挖掘机的工作效率。3.根据权利要求1所述的挖掘机性能评估方法，其特征在于，在所述得到所述待评估挖掘机的工作效率之后，所述挖掘机性能评估方法还包括：若所述工作效率大于或者等于目标效率，根据所述载荷谱和所述第一相对位置关系，得到所述铲斗的挖掘阻力；若所述铲斗的挖掘阻力小于目标阻力，调整所述第一特征点、所述第二特征点以及第三特征点之间的第二相对位置关系；其中，所述第三特征点表征所述铲斗与铲斗油缸之间的铰接点；所述第一相对位置关系包括所述第二相对位置关系。4.根据权利要求1所述的挖掘机性能评估方法，其特征在于，在所述得到所述待评估挖掘机的工作效率之后，所述挖掘机性能评估方法还包括：若所述工作效率大于或者等于目标效率，根据所述载荷谱和所述第一相对位置关系，得到所述铲斗的挖掘阻力；若所述铲斗的挖掘阻力大于或者等于所述目标阻力，得到所述铲斗的挖掘力矩；若所述铲斗的挖掘力矩小于目标力矩，调整所述第二相对位置关系；若所述铲斗的挖掘力矩大于或者等于所述目标力矩，输出所述第一相对位置关系合格的信息。5.根据权利要求1所述的挖掘机性能评估方法，其特征在于，在所述得到第一特征点和第二特征点在预设时间段内的轨迹之后，所述挖掘机性能评估方法还包括：根据所述载荷谱和所述待评估挖掘机的铲斗初始尺寸，得到第一辅助点在所述预设时间段的轨迹；其中，所述第一辅助点表征所述铲斗的底部端点；若所述第一辅助点的轨迹与所述第二特征点的轨迹存在交叉，调整所述第一辅助点相对于所述第二特征点的位置；若所述第一辅助点的轨迹与所述第二特征点的轨迹不存在交叉，且所述第一辅助点的轨迹完全位于所述第二特征点的轨迹之上，输出所述第一辅助点的位置合格的信息。
6.根据权利要求1所述的挖掘机性能评估方法，其特征在于，在所述得到第一特征点和第二特征点在预设时间段内的轨迹之后，所述挖掘机性能评估方法还包括：根据所述载荷谱和所述待评估挖掘机的铲斗初始尺寸，得到第二辅助点在所述预设时间段的轨迹；其中，所述第二辅助点表征所述铲斗的弧形壁与所述铲斗的铲齿延伸端的交点；若所述第二辅助点的轨迹与所述第二特征点的轨迹存在交叉，调整所述第二辅助点相对于所述第二特征点的位置；若所述第二辅助点的轨迹与所述第二特征点的轨迹不存在交叉，且所述第二辅助点的轨迹完全位于所述第二特征点的轨迹之上，输出所述第二辅助点的位置合格的信息。7.根据权利要求1所述的挖掘机性能评估方法，其特征在于，所述根据所述第一特征点和所述第二特征点的轨迹以及所述预设时间段，得到所述待评估挖掘机的工作效率包括：计算所述第一特征点和所述第二特征点的轨迹在预定坐标系中的围合面积；根据所述围合面积和所述预设时间段，得到所述待评估挖掘机的工作效率。8.一种挖掘机性能评估装置，其特征在于，包括：第一轨迹模块，配置为根据载荷谱和第一相对位置关系，得到第一特征点和第二特征点在预设时间段内的轨迹；其中，所述载荷谱表征参考挖掘机中多个油缸的活塞位移、有杆腔压力以及无杆腔压力之间的对应关系表；所述第一相对位置关系表征待评估挖掘机中的多个特征点之间的初始相对位置关系；所述待评估挖掘机与所述参考挖掘机为相同系列挖掘机；所述第一特征点表征所述待评估挖掘机的铲斗与斗杆之间的铰接点；所述第二特征点表征所述铲斗的铲齿端点；第一计算模块，配置为根据所述第一特征点和所述第二特征点的轨迹以及所述预设时间段，得到所述待评估挖掘机的工作效率；其中，所述工作效率表征所述铲斗在单位时间内的挖掘容量。9.一种挖掘机性能评估系统，其特征在于，包括；如权利要求8所述的挖掘机性能评估装置；测定装置，与所述挖掘机性能评估装置通讯连接，所述测定装置用于测定所述参考挖掘机的载荷谱。10.一种挖掘机，其特征在于，所述挖掘机应用如权利要求1至7中任一项所述的挖掘机性能评估方法而得到。11.一种电子设备，其特征在于，包括：处理器；以及用于存储所述处理器可执行指令的存储器；其中，所述处理器用于执行如权利要求1至7中任一项所述的挖掘机性能评估方法。

技术总结
本申请涉及一种挖掘机性能评估方法、装置、系统、挖掘机及电子设备，涉及工程机械技术领域，该挖掘机性能评估方法包括根据载荷谱和第一相对位置关系，得到第一特征点和第二特征点在预设时间段内的轨迹；根据第一特征点和第二特征点的轨迹以及预设时间段，得到待评估挖掘机的工作效率。该挖掘机性能评估方法、装置、系统、挖掘机及电子设备可以在不试制实体样机的情况下，得到待评估挖掘机的工作效率，省时省力，有效地提高了开发效率。有效地提高了开发效率。有效地提高了开发效率。


技术研发人员：张国涛 王传伟 吕梁 谢京波
受保护的技术使用者：三一重机有限公司
技术研发日：2023.05.31
技术公布日：2023/8/21