本發(fā)明涉及挖掘機控制，具體為一種挖掘機分布式后備電源機箱控制方法及控制系統(tǒng)。

背景技術：

1、挖掘機后備電源機箱是為挖掘機提供備用電源的系統(tǒng)，通常用于在主電源故障、洞穴或深處作業(yè)以及緊急情況下，確保挖掘機的正常運行；這種后備電源機箱采用可充電電池組或發(fā)電機組的形式，設計為穩(wěn)定、可靠，并能滿足挖掘機在需要時的電力需求；同時在電動挖掘機自身電源的電量耗盡時，能夠使用后備電源對鏟斗進行控制，從而防止鏟斗動作中斷造成事故。

2、現(xiàn)有的用于挖掘機后備電源機箱的控制方面的方法，通常是通過將電池模塊與動力電池組相結合，確保電動挖掘機的驅動系統(tǒng)的需求功率始終處于最大值，從而實現(xiàn)電動挖掘機能夠一直工作；這種改進方法雖能確保電動挖掘機的工作效率，但僅能在電池模塊中的電量充足時確保功率，當電動挖掘機的鏟斗執(zhí)行鏟斗動作期間出現(xiàn)電池模塊的電量耗盡時，動力電池組雖能繼續(xù)為電動挖掘機供電但仍會導致鏟斗的鏟斗動作存在卡頓，從而導致鏟斗動作因中斷而造成的事故，比如在公開號為cn112878416a的專利申請中，公開了電動挖掘機工作模式控制方法、系統(tǒng)及電動挖掘機，該方案就是通過使電源模塊和動力電池組同時給驅動系統(tǒng)供電，使得電動挖掘機驅動系統(tǒng)的需求功率能夠一直被滿足，電動挖掘機可以一直正常工作，提高了電動挖掘機的工作效率，而其他的用于挖掘機后備電源機箱的控制方面的方法，通常是采用補電模塊在電源的電量耗盡時為電源進行及時補電，這種改進方法仍無法解決當電動挖掘機的鏟斗執(zhí)行鏟斗動作期間出現(xiàn)電池模塊的電量耗盡時，會導致鏟斗的鏟斗動作存在卡頓，從而導致鏟斗動作因中斷而造成的事故的問題，鑒于此，有必要對現(xiàn)有的用于挖掘機后備電源機箱的控制方面的方法進行改進。

技術實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明旨在至少在一定程度上解決現(xiàn)有技術中的技術問題之一，通過提出一種挖掘機分布式后備電源機箱控制方法及控制系統(tǒng)，用于解決現(xiàn)有的用于挖掘機后備電源機箱的控制方法中，當電動挖掘機的鏟斗執(zhí)行鏟斗動作期間出現(xiàn)電池模塊的電量耗盡時，會導致鏟斗的鏟斗動作存在卡頓，從而導致鏟斗動作因中斷而造成的事故的問題。

2、為實現(xiàn)上述目的，第一方面，本技術提供一種挖掘機分布式后備電源機箱控制方法，包括如下步驟：

3、基于實現(xiàn)鏟斗功能時進行的多個鏟斗動作獲取每個鏟斗功能對應的鏟斗代碼；

4、使用鏟斗分析方法對每個鏟斗動作進行分析，基于分析結果獲取每個鏟斗動作的耗電曲線以及切換曲線；

5、在挖掘機運作時，實時獲取挖掘機電源內的剩余電量，并使用電源分析方法基于剩余電量以及輸入的鏟斗功能的指令設定啟動后備電源機箱的時間。

6、進一步地，基于實現(xiàn)鏟斗功能時進行的多個鏟斗動作獲取每個鏟斗功能對應的鏟斗代碼包括：

7、將挖掘機的電氣控制設備控制鏟斗時鏟斗能夠實現(xiàn)的多個動作分別記為鏟斗動作cd1至鏟斗動作cdn；將挖掘機實際運行中能夠使用鏟斗實現(xiàn)的多個功能分別記為鏟斗功能cg1至鏟斗功能cgm；

8、對于任意一個鏟斗功能cgm1，將挖掘機實現(xiàn)鏟斗功能cgm1時依次做出的鏟斗動作cd分別記為鏟斗功能動作gd1至鏟斗功能動作gdk；對于任意一個鏟斗功能動作gdk1，將鏟斗功能動作gdk1在鏟斗動作cd中的編號記為鏟斗功能動作gdk1的代碼編號；獲取所有鏟斗功能動作gd對應的代碼編號，并將鏟斗功能動作gd1至鏟斗功能動作gdk的代碼編號依次放入數組am1中并由左至右依次排列，其中，數組am1的長度為k，將鏟斗功能動作gdk1的位置編號記為k1。

9、進一步地，基于實現(xiàn)鏟斗功能時進行的多個鏟斗動作獲取每個鏟斗功能對應的鏟斗代碼還包括：

10、獲取所有鏟斗功能cg對應的數組a，并將數組a內的數字構成的代碼記為鏟斗功能cg對應的鏟斗代碼。

11、進一步地，鏟斗分析方法包括：

12、建立平面直角坐標系，記為動作分析坐標系，其中，動作分析坐標系的x軸的單位為百分比，y軸的單位為耗電量；將挖掘機正常使用的電源記為常備電源，將常備電源耗盡后使用的后備的電源記為后備電源；對于任意一個鏟斗動作cd，將挖掘機實現(xiàn)鏟斗動作cd時消耗的電量與常備電源的總電量的比值記為動作比例，將動作比例×100％的值記為動作百分比，將100％除以動作百分比并向下取整的值記為t；將動作分析坐標系的x軸中0至100的區(qū)間平均分為t份，并從左至右將所有份依次記為分析份fx1至分析份fxt；對于任意一個分析份fxt1，將挖掘機的常備電源中的電量調整至分析份fxt1的最左側點對應的數值，并在此時控制挖掘機實現(xiàn)鏟斗動作cd，將此時消耗的電量記為分析電量，將橫坐標為分析份fxt1的最左側點且縱坐標為分析電量所對應的點記為耗電點hdt1。

13、進一步地，鏟斗分析方法還包括：

14、獲取所有分析份fx對應的耗電點hd，并將所有耗電點hd對應的散點圖擬合成的曲線記為鏟斗動作cd的耗電曲線；獲取所有鏟斗動作cd對應的耗電曲線。

15、進一步地，鏟斗分析方法還包括：

16、對于任意一個鏟斗動作cdn1，將含有鏟斗動作cdn1的鏟斗功能cg對應的數組a記為分析數組，對于任意一個分析數組，當分析數組中鏟斗動作cdn1對應的位置編號等于1時，對該分析數組結束分析；當分析數組中鏟斗動作cdn1對應的位置編號大于1時，將處于鏟斗動作cdn1的位置編號前一位的位置編號對應的鏟斗動作cd記為關聯(lián)動作ld；對所有分析數字進行分析后將鏟斗動作cdn1對應的所有關聯(lián)動作ld依次記為關聯(lián)動作ld1至關聯(lián)動作ldq；

17、對于任意一個關聯(lián)動作ldq1，獲取鏟斗動作cdn1的耗電曲線所在的動作分析坐標系，對于動作分析坐標系內的任意一個分析份fxt1，將挖掘機的常備電源中的電量調整至分析份fxt1的最左側點對應的數值且將此時挖掘機的動作調整至關聯(lián)動作ldq1，控制挖掘機實現(xiàn)鏟斗動作cdn1，將此時消耗的電量記為消耗電量，將橫坐標為分析份fxt1的最左側點且縱坐標為消耗電量所對應的點記為消耗點xht1；

18、獲取所有分析份fx對應的消耗點xh，并將所有消耗點xh對應的散點圖擬合成的曲線記為鏟斗動作cdn1和關聯(lián)動作ldq1的切換曲線；對于鏟斗動作cdn1的耗電曲線中的任意一點(x1，y1)，將鏟斗動作cdn1和關聯(lián)動作ldq1的切換曲線中橫坐標為x1的點的縱坐標記為y2，將y1與y2的差值的絕對值記為切換額外電量，獲取鏟斗動作cdn1的耗電曲線與鏟斗動作cdn1和關聯(lián)動作ldq1的切換曲線對應的所有切換額外電量中的最大值，記為切換最大電量。

19、進一步地，鏟斗分析方法還包括：

20、獲取鏟斗動作cdn1和所有關聯(lián)曲線ld的切換曲線以及對應的所有切換最大電量；

21、獲取所有鏟斗動作cd對應的切換曲線以及切換最大電量。

22、進一步地，電源分析方法包括：

23、在挖掘機運作時，將挖掘機常備電源內的實時電量記為實時電量，將實時電量除以常備電源的總電量后乘以100％的值記為實時百分比；基于輸入的指令將挖掘機即將執(zhí)行的鏟斗功能cg記為實時鏟斗功能，對于實時鏟斗功能內的任意一個鏟斗功能動作gd，將鏟斗功能動作gd對應的耗電曲線中橫坐標為實時百分比的點的縱坐標記為常規(guī)耗電值；獲取所有鏟斗功能動作gd對應的常規(guī)耗電值，并將所有常規(guī)耗電值的和記為常規(guī)耗電總值；

24、對于實時鏟斗功能對應的任意一個位置編號大于1的鏟斗功能動作gd，將實時鏟斗功能對應的數組a中鏟斗功能動作gd的位置編號前一位的位置編號對應的鏟斗功能動作gd記為實時關聯(lián)動作；將鏟斗功能動作gd和實時關聯(lián)動作對應的切換最大電量記為切換耗電值；獲取實時鏟斗功能對應的所有位置編號大于1的鏟斗功能動作gd對應的切換耗電值的和，并記為切換耗電總值；將切換耗電總值與常規(guī)耗電總值的和記為功能總耗量。

25、進一步地，電源分析方法還包括：

26、當實時電量大于功能總耗量時，不設定后備電源機箱的啟動時間；當實時電量小于等于功能總耗量且大于常規(guī)耗電總值時，將后備電源機箱的啟動時間設定為實時鏟斗功能的運作期間；當實時電量小于等于常規(guī)耗電總值時，啟動后備電源機箱。

27、第二方面，本技術還提供一種挖掘機分布式后備電源機箱控制系統(tǒng)，包括鏟斗功能分析模塊、電量消耗分析模塊以及后備電源控制模塊；

28、鏟斗功能分析模塊用于基于實現(xiàn)鏟斗功能時進行的多個鏟斗動作獲取每個鏟斗功能對應的鏟斗代碼；

29、電量消耗分析模塊用于使用鏟斗分析方法對每個鏟斗動作進行分析，基于分析結果獲取每個鏟斗動作的鏟斗消耗電量以及鏟斗切換電量；

30、后備電源控制模塊用于在挖掘機運作時，實時獲取挖掘機電源內的剩余電量，并使用電源分析方法基于剩余電量以及輸入的鏟斗功能的指令設定啟動后備電源機箱的時間。

31、本發(fā)明的有益效果：本發(fā)明首先基于實現(xiàn)鏟斗功能時進行的多個鏟斗動作獲取每個鏟斗功能對應的鏟斗代碼，這樣的好處在于，通過獲取每個鏟斗功能對應的鏟斗代碼，有助于在后續(xù)對每個鏟斗功能以及每個鏟斗動作進行分析時，能夠基于鏟斗代碼對鏟斗動作在被鏟斗實現(xiàn)時所消耗的電量進行綜合分析，從而確保后備電源機箱在被啟動時能夠滿足實時的鏟斗動作需求，防止鏟斗執(zhí)行鏟斗動作期間出現(xiàn)電池模塊的電量耗盡時，會導致鏟斗的鏟斗動作存在卡頓，從而導致鏟斗動作因中斷而造成的事故的問題；

32、本發(fā)明還使用鏟斗分析方法對每個鏟斗動作進行分析，基于分析結果獲取每個鏟斗動作的耗電曲線以及切換曲線；最后在挖掘機運作時，實時獲取挖掘機電源內的剩余電量，并使用電源分析方法基于剩余電量以及輸入的鏟斗功能的指令設定啟動后備電源機箱的時間，這樣的好處在于，通過獲取耗電曲線以及切換曲線，基于剩余電量以及輸入的鏟斗功能的指令設定啟動后備電源機箱的時間，能夠在挖掘機的電源即將耗盡時，對后備電源機箱的開啟時間進行有效判斷，防止因開啟過早導致電量浪費以及開啟過晚導致鏟斗的鏟斗動作存在卡頓，進而避免鏟斗動作因中斷而造成的事故。