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龙图腾网获悉大连理工大学申请的专利一种基于远程监控的自主作业智能矿用电铲系统获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN116065646B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-07-25发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202310076690.8，技术领域涉及：E02F3/30；该发明授权一种基于远程监控的自主作业智能矿用电铲系统是由宋学官;连楷研;胡正国;付涛;曹旭阳;龙秀华设计研发完成，并于2023-02-07向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种基于远程监控的自主作业智能矿用电铲系统在说明书摘要公布了：一种基于远程监控的自主作业智能矿用电铲系统，属于挖掘机技术领域。首先，在现有的矿用电铲结构添加激光雷达并在操控室内安装远程控制系统，通过激光雷达获取矿料的点云数据，根据多点云的建模精度，并提取固有特征；其次，根据挖掘机的位置和姿态信息，由任务规划层和运动规划层组成的规划层可以生成挖掘轨迹，并将规划好的最优挖掘轨迹在上位控制中心转化为参考轨迹，反馈给PLC、控制中心；最后，将改装后的矿用挖掘机的规模样机进行集成，通过5G通信技术实时监控样机的工作情况，验证该算法的优越性和适用性。本发明能够在远程挖掘机的基础上，充分考虑能耗和挖掘体积对挖掘工作的影响，提高挖掘效率、能够提高满斗率、降低能耗；能够实时监控并及时处理突发状况保障人员安全。

本发明授权一种基于远程监控的自主作业智能矿用电铲系统在权利要求书中公布了：1.一种基于远程监控的自主作业智能矿用电铲系统，其特征在于，所述自主作业智能矿用电铲系统UES包括上位控制中心、下位控制中心；基于改装偶的矿用挖掘机样机实现，改装具体为：在动臂顶部安装相机和拉力传感器；在斗杆上安装倾斜传感器；在控制室安装三维激光雷达和惯性传感器；在控制室后安装无线电装置、电控柜和传感器数据收集箱；具体如下： 第一步，挖掘机样机的电铲先旋转到矿车，此时激光雷达旋转到物料前，激光雷达开始多次扫描物料，生成物料点云数据；激光雷达扫描完毕，将生成的物料点云数据发送到上位控制中心，并将电铲旋转到物料前；上位控制中心采用促进稀疏性的多项式响应面SPPRS提取数据的固有特征，并根据已提取的固有特征进行建模； 第二步，在第一步的物料模型上建立笛卡尔坐标系，O′表示物料模型底部，Sx表示朝向物料内部的水平方向，Sy表示垂直地面竖直向上的方向；上位控制中心在物料模型上采用基于物理的分析方法和数据驱动方法相结合的混合方法对挖掘力进行预测，挖掘力预测曲线与地面真实曲线一致；根据物料模型、挖掘力预测结果和挖掘机的位置和姿态信息，上层控制中心在上述的坐标系中生成挖掘体积大、能耗小、挖掘时间短的多项式函数挖掘轨迹；具体的： 定义一种基于多项式的点对点PTP轨迹生成策略来描述整个挖掘轨迹；在坐标系中挖掘轨迹可表示为： 其中，ann为正整数表示多项式系数，t表示时间；UES的挖掘轨迹规划问题是生成一个挖掘体积大、能耗小、挖掘时间短的挖掘轨迹，从初始点到最终点切入矿堆，达到最小的能耗和时间，最大的采矿量； 在生成挖掘轨迹中，上位控制中心先生成一条初始轨迹，然后根据总目标函数J的大小，逐渐调节多项式系数，多次迭代后使总目标函数J达到最优值；总目标函数J是每个子目标的权重之和： J＝ω1J1+ω2J2+ω3J3#4 其中，J1为挖掘时间，J2为能耗，J3为采掘量；ω1为挖掘时间权重系数、ω2为能耗权重系数、ω3为挖掘体积权重系数，权重系数是根据专家操作员的人工操作数据确定的； 第三步，为了提高挖掘轨迹跟踪的精度，在上位控制中心中使用一种深度学习增强的跟踪控制策略，将第二步规划好的挖掘轨迹转化为参考轨迹，然后反馈给电控柜中的PLC；PLC通过变频器、逆变器及相关执行器控制电铲按照参考轨迹进行工作；挖掘结束后，电铲旋转到矿车的位置，将物料倒在矿车上，此时激光雷达旋转到物料前，重新扫描物料建立模型；所述电铲系统按照前三步顺序循环工作；同时，拉力传感器检测连接动臂的绳索拉力，倾斜传感器检测斗杆的角度，惯性传感器检测电铲旋转的速度，传感器数据采集箱将传感器数据反馈给PLC和上位控制中心；当数据异常时，PLC控制整个样机停止工作； 第四步，上位控制中心接收到异常数据后，通过无线电装置将动臂、斗杆、铲斗的状态信息传输到远程控制室；操作人在远程控制室根据状态信息和相机画面进行分析，对挖掘机进行远程控制。

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