專(zhuān)利名稱(chēng)：用于控制鏟斗的運(yùn)動(dòng)的系統(tǒng)、方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及控制工業(yè)機(jī)器、比如電動(dòng)纜索挖掘機(jī)的鏟斗的運(yùn)動(dòng)。
背景技術(shù)：
電動(dòng)纜索或動(dòng)力挖掘機(jī)及其它工業(yè)機(jī)器為操作者提供了用于在整個(gè)工作循環(huán)中控制例如鏟斗的運(yùn)動(dòng)和位置的粗略操作控制。工作循環(huán)包括四個(gè)主要鏟斗運(yùn)動(dòng)挖掘、擺動(dòng)、傾倒和返回。操作者能夠執(zhí)行這些運(yùn)動(dòng)的速度和效率可總體上影響挖掘機(jī)和礦的生產(chǎn)率。然而，當(dāng)在工作循環(huán)內(nèi)執(zhí)行這些運(yùn)動(dòng)并嘗試實(shí)現(xiàn)期望的位置時(shí)(例如，用于挖掘的期望的鏟斗位置)，粗略的操作控制限制了操作者以最有效或最佳的方式實(shí)現(xiàn)期望運(yùn)動(dòng)的能力。

實(shí)用新型內(nèi)容這樣，本實(shí)用新型提供用于控制鏟斗的運(yùn)動(dòng)使得操作者期望的鏟斗位置或軌跡用于自動(dòng)地優(yōu)化鏟斗運(yùn)動(dòng)的系統(tǒng)、方法和裝置。例如，控制器構(gòu)造成監(jiān)測(cè)工業(yè)機(jī)器的關(guān)于工業(yè)機(jī)器的吊桿輪廓的界限的參數(shù)。監(jiān)測(cè)的參數(shù)包括鏟斗的位置、與一個(gè)或更多個(gè)操作者輸入裝置相關(guān)的一個(gè)或更多個(gè)輸出信號(hào)、起重馬達(dá)的特性、和推壓馬達(dá)的特性。基于這些參數(shù)，控制器能夠確定鏟斗的計(jì)算的軌跡或期望的將來(lái)位置是否將超出吊桿輪廓的界限。控制器隨后可不考慮來(lái)自一個(gè)或更多個(gè)操作者輸入裝置的操作者基準(zhǔn)、并朝替代的將來(lái)位置自動(dòng)地控制鏟斗。當(dāng)鏟斗到達(dá)替代的將來(lái)位置或者來(lái)自一個(gè)或更多個(gè)操作者輸入裝置的操作者基準(zhǔn)被適當(dāng)?shù)匦薷?下面描述)時(shí)，自動(dòng)控制被暫停，且對(duì)于鏟斗的運(yùn)動(dòng)的直接控制被恢復(fù)到工業(yè)機(jī)器的操作者。在一個(gè)實(shí)施方式中，本實(shí)用新型提供一種工業(yè)機(jī)器，其包括鏟斗、吊桿、起重馬達(dá)、推壓馬達(dá)、一個(gè)或更多個(gè)操作者控制裝置、和控制器。吊桿具有吊桿輪廓，且吊桿輪廓包括吊桿輪廓界限。起重馬達(dá)具有起重馬達(dá)特性，并構(gòu)造成接收來(lái)自起重驅(qū)動(dòng)模塊的控制信號(hào)。推壓馬達(dá)具有推壓馬達(dá)特性，并構(gòu)造成接收來(lái)自推壓驅(qū)動(dòng)模塊的控制信號(hào)。一個(gè)或更多個(gè)操作者控制裝置構(gòu)造成可由工業(yè)機(jī)器的操作者手動(dòng)地操作?？刂破鬟B接到一個(gè)或更多個(gè)操作者控制裝置、起重驅(qū)動(dòng)模塊和推壓驅(qū)動(dòng)模塊?？刂破鳂?gòu)造成接收來(lái)自一個(gè)或更多個(gè)操作者控制裝置的與鏟斗的期望運(yùn)動(dòng)相關(guān)的一個(gè)或更多個(gè)輸出信號(hào)，接收與起重馬達(dá)特性相關(guān)的一個(gè)或更多個(gè)信號(hào)，并接收與推壓馬達(dá)特性相關(guān)的一個(gè)或更多個(gè)信號(hào)。控制器還構(gòu)造成確定鏟斗相對(duì)于吊桿輪廓的當(dāng)前位置，確定基于來(lái)自一個(gè)或更多個(gè)操作者控制裝置的一個(gè)或更多個(gè)輸出信號(hào)、與起重馬達(dá)特性相關(guān)的一個(gè)或更多個(gè)信號(hào)、和與推壓馬達(dá)特性相關(guān)的一個(gè)或更多個(gè)信號(hào)的且相對(duì)于吊桿輪廓的鏟斗的第一將來(lái)位置，并且在鏟斗的第一將來(lái)位置大致對(duì)應(yīng)于吊桿輪廓界限時(shí)、自動(dòng)控制鏟斗相對(duì)于吊桿輪廓的運(yùn)動(dòng)。在另一實(shí)施方式中，本實(shí)用新型提供一種控制工業(yè)機(jī)器的方法。工業(yè)機(jī)器包括鏟斗；吊桿，具有吊桿輪廓和吊桿輪廓界限；起重馬達(dá)，具有起重馬達(dá)特性并構(gòu)造成接收來(lái)自起重驅(qū)動(dòng)模塊的控制信號(hào)；推壓馬達(dá)，具有推壓馬達(dá)特性并構(gòu)造成接收來(lái)自推壓驅(qū)動(dòng)模塊的控制信號(hào)；一個(gè)或更多個(gè)操作者控制裝置，構(gòu)造成可由工業(yè)機(jī)器的操作者手動(dòng)地控制；以及控制器，連接到一個(gè)或更多個(gè)操作者控制裝置、起重驅(qū)動(dòng)模塊和推壓驅(qū)動(dòng)模塊。該方法包括接收來(lái)自一個(gè)或更多個(gè)操作者控制裝置的與鏟斗的期望運(yùn)動(dòng)相關(guān)的一個(gè)或更多個(gè)輸出信號(hào)，接收與起重馬達(dá)特性相關(guān)的一個(gè)或更多個(gè)信號(hào)，并接收與推壓馬達(dá)特性相關(guān)的一個(gè)或更多個(gè)信號(hào)。該方法還包括確定鏟斗相對(duì)于吊桿輪廓的當(dāng)前位置，確定基于來(lái)自一個(gè)或更多個(gè)操作者控制裝置的一個(gè)或更多個(gè)輸出信號(hào)、與起重馬達(dá)特性相關(guān)的一個(gè)或更多個(gè)信號(hào)、和與推壓馬達(dá)特性相關(guān)的一個(gè)或更多個(gè)信號(hào)的且相對(duì)于吊桿輪廓的鏟斗的第一將來(lái)位置，并且在鏟斗的確定的將來(lái)位置大致對(duì)應(yīng)于吊桿輪廓界限時(shí)、自動(dòng)控制鏟斗相對(duì)于吊桿輪廓的運(yùn)動(dòng)。在另一實(shí)施方式中，本實(shí)用新型提供一種用于工業(yè)機(jī)器的控制器。控制器包括輸A/輸出模塊和處理裝置。輸入/輸出模塊構(gòu)造成接收與鏟斗的期望運(yùn)動(dòng)相關(guān)的操作者控制信號(hào)，接收起重馬達(dá)特性信號(hào)，并接收推壓馬達(dá)特性信號(hào)。處理裝置構(gòu)造成基于操作者控制信號(hào)和鏟斗的當(dāng)前位置計(jì)算鏟斗相對(duì)于挖掘機(jī)輪廓的第一將來(lái)位置，基于鏟斗的當(dāng)前位置、起重馬達(dá)特性信號(hào)和推壓馬達(dá)特性信號(hào)計(jì)算鏟斗相對(duì)于挖掘機(jī)輪廓的第二將來(lái)位置，并產(chǎn)生用于起重驅(qū)動(dòng)模塊的起重驅(qū)動(dòng)信號(hào)和用于推壓驅(qū)動(dòng)模塊的推壓驅(qū)動(dòng)信號(hào)。當(dāng)鏟斗的第一將來(lái)位置大致對(duì)應(yīng)于挖掘機(jī)輪廓的界限時(shí)，起重驅(qū)動(dòng)信號(hào)和推壓驅(qū)動(dòng)信號(hào)與鏟斗到第二將來(lái)位置的運(yùn)動(dòng)相關(guān)。通過(guò)考慮詳細(xì)說(shuō)明和附圖將使本實(shí)用新型的其他方面變得明顯。

圖1示出根據(jù)本實(shí)用新型一個(gè)實(shí)施方式的工業(yè)機(jī)器。圖2示出根據(jù)本實(shí)用新型一個(gè)實(shí)施方式的控制器。圖3示出根據(jù)本實(shí)用新型一個(gè)實(shí)施方式的工業(yè)機(jī)器的控制系統(tǒng)。圖4是示出吊桿輪廓相對(duì)于鏟斗位置的圖。圖5是示出吊桿輪廓和鏟斗的運(yùn)動(dòng)的圖。圖6是示出根據(jù)本實(shí)用新型一個(gè)實(shí)施方式的吊桿輪廓、鏟斗運(yùn)動(dòng)和收攏輪廓的圖。圖7是根據(jù)本實(shí)用新型一個(gè)實(shí)施方式的用于控制鏟斗運(yùn)動(dòng)的過(guò)程。
具體實(shí)施方式
在詳細(xì)解釋本實(shí)用新型的任何實(shí)施方式之前，應(yīng)理解，本實(shí)用新型的應(yīng)用不限于以下說(shuō)明書(shū)闡述或附圖中所示的部件的布置和結(jié)構(gòu)的細(xì)節(jié)。本實(shí)用新型能夠有其它實(shí)施方式且能夠以各種方式實(shí)踐或?qū)嵤６?，?yīng)理解，此處使用的短語(yǔ)和術(shù)語(yǔ)是用于說(shuō)明的目的且不應(yīng)認(rèn)為是限制性的。如此處使用的，“包括”、“包含”或“具有”及其變化形式的使用意指包含此后所列的項(xiàng)及其等同物以及額外的項(xiàng)。術(shù)語(yǔ)“安裝”、“連接”和“聯(lián)接”使用其寬泛的含義且包含直接和間接安裝、連接和聯(lián)接兩者。而且，“連接”和“聯(lián)接”不限于物理或機(jī)械連接或聯(lián)接，且可包括電連接或聯(lián)接，包括直接形式或間接形式。而且，電子通信和通知可用包括直接連接、無(wú)線(xiàn)連接等的任何已知方式來(lái)執(zhí)行。應(yīng)注意，多個(gè)基于硬件和軟件的裝置，以及多個(gè)不同的結(jié)構(gòu)部件可用于實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型。此外，且如在隨后的段落中描述的，附圖中圖示的具體配置預(yù)期舉例說(shuō)明本實(shí)用新型的實(shí)施方式且其它替代的配置是可能的。術(shù)語(yǔ)“處理器”、“中央處理單元”和“CPU”是可互換的，除非另外表明。在術(shù)語(yǔ)“處理器”或“中央處理單元”或“CPU”用于識(shí)別執(zhí)行具體功能的單元的情況下，應(yīng)理解，除非另外表明，否則這些功能可通過(guò)單一處理器或以任何形式設(shè)置的多個(gè)處理器來(lái)執(zhí)行，包括并行處理器、串行處理器、串聯(lián)處理器或云處理/云計(jì)算構(gòu)造。本文描述的本實(shí)用新型涉及工業(yè)機(jī)器(例如，電動(dòng)纜索或動(dòng)力挖掘機(jī)、拉鏟挖土機(jī)等)的控制。其中工業(yè)機(jī)器包括吊桿、鏟斗、起重馬達(dá)、推壓馬達(dá)、一個(gè)或更多個(gè)操作者輸入裝置和控制器。一個(gè)或更多個(gè)操作者輸入裝置構(gòu)造成在工業(yè)機(jī)器的整個(gè)工作循環(huán)中控制例如鏟斗的位置和運(yùn)動(dòng)、起重馬達(dá)的輸出以及推壓馬達(dá)的輸出。當(dāng)將鏟斗從一個(gè)位置移動(dòng)到另一位置(例如，從傾倒位置運(yùn)動(dòng)到收攏位置)時(shí)，鏟斗通常非常接近吊桿，且在該操作期間鏟斗向吊桿的接近度可不利地影響工業(yè)機(jī)器的操作和效率。例如，當(dāng)鏟斗接近工業(yè)機(jī)器的各種部件(例如，吊桿、驅(qū)動(dòng)履帶、可移動(dòng)基部等)通過(guò)時(shí)。例如，當(dāng)非常接近吊桿通過(guò)時(shí)，如果施加了不正確的起重和/或推壓控制，則鏟斗可能撞擊吊桿。相反，如果工業(yè)機(jī)器的操作者關(guān)注到鏟斗撞擊吊桿的可能性，操作者可以不太有效的方式將鏟斗從傾倒位置移動(dòng)到收攏位置以避免碰撞。這樣，控制器構(gòu)造成監(jiān)測(cè)工業(yè)機(jī)器的參數(shù)比如鏟斗的位置、與一個(gè)或更多個(gè)操作者輸入裝置相關(guān)的一個(gè)或更多個(gè)電輸出信號(hào)以及起重馬達(dá)和推壓馬達(dá)相對(duì)于工業(yè)機(jī)器的吊桿輪廓界限的特性。如果控制器確定鏟斗的基于這些參數(shù)計(jì)算的軌跡或期望的將來(lái)位置超出吊桿輪廓的界限，則控制器不考慮來(lái)自一個(gè)或更多個(gè)操作者輸入裝置的操作者基準(zhǔn)、并且自動(dòng)地將鏟斗控制到可替代的將來(lái)位置。當(dāng)鏟斗到達(dá)替代的將來(lái)位置、或者來(lái)自一個(gè)或更多個(gè)操作者輸入裝置的操作者基準(zhǔn)被適當(dāng)?shù)匦薷臅r(shí)(下面描述)，自動(dòng)控制被暫停，且對(duì)于鏟斗的運(yùn)動(dòng)的直接控制被恢復(fù)到工業(yè)機(jī)器的操作員。盡管本文描述的本實(shí)用新型可應(yīng)用于各種工業(yè)機(jī)器(例如，電動(dòng)纜索挖掘機(jī)、拉鏟挖土機(jī)等)、可通過(guò)各種工業(yè)機(jī)器(例如，電動(dòng)纜索挖掘機(jī)、拉鏟挖土機(jī)等)執(zhí)行或者結(jié)合各種工業(yè)機(jī)器(例如，電動(dòng)纜索挖掘機(jī)、拉鏟挖土機(jī)等)使用，但是本文描述的本實(shí)用新型的實(shí)施方式關(guān)于電動(dòng)纜索挖掘機(jī)或動(dòng)力挖掘機(jī)來(lái)描述，比如圖1所示的動(dòng)力挖掘機(jī)10。挖掘機(jī)10包括可移動(dòng)基部15、驅(qū)動(dòng)履帶20、轉(zhuǎn)盤(pán)25、機(jī)械平臺(tái)30、吊桿35、下端40、滑輪45、受拉纜索50、后撐桿55、撐桿結(jié)構(gòu)60、鏟斗70、起重繩75、絞車(chē)卷筒80、鏟斗臂或柄85、鞍式塊體90、樞轉(zhuǎn)點(diǎn)95、傳動(dòng)單元100、鉤環(huán)銷(xiāo)105和傾斜計(jì)110?？梢苿?dòng)基部15由驅(qū)動(dòng)履帶20支撐。可移動(dòng)基部15支撐轉(zhuǎn)盤(pán)25和機(jī)械平臺(tái)30。轉(zhuǎn)盤(pán)25能夠相對(duì)于可移動(dòng)基部15圍繞機(jī)械平臺(tái)30旋轉(zhuǎn)360度。吊桿35在下端40處可樞轉(zhuǎn)地連接到機(jī)械平臺(tái)30。吊桿35通過(guò)受拉纜索50相對(duì)于平臺(tái)保持向上且向外延伸，受拉纜索50錨固到撐桿結(jié)構(gòu)60的后撐桿55。撐桿結(jié)構(gòu)60剛性地安裝在機(jī)械平臺(tái)30上，且滑輪45可旋轉(zhuǎn)地安裝在吊桿35的上端。鏟斗70通過(guò)起重繩75從吊桿35懸掛。起重繩75環(huán)繞在滑輪45上并在鉤環(huán)銷(xiāo)105處附接到鏟斗70。起重繩75錨固到機(jī)械平臺(tái)30的絞車(chē)卷筒80。隨著絞車(chē)卷筒80旋轉(zhuǎn)，起重繩75被放出以降低鏟斗70或者被拉入以升高鏟斗70。鏟斗柄85也剛性地附接到鏟斗70。鏟斗柄85可滑動(dòng)地支撐在鞍式塊體90中，且鞍式塊體90在樞轉(zhuǎn)點(diǎn)95處可樞轉(zhuǎn)地安裝到吊桿35。鏟斗柄85包括在其上形成的與安裝在鞍式塊體90中的傳動(dòng)小齒輪相接合的齒條齒結(jié)構(gòu)。傳動(dòng)小齒輪由電動(dòng)馬達(dá)和傳動(dòng)單兀100驅(qū)動(dòng)，以使伊斗臂85相對(duì)于鞍式塊體90伸出或縮回。電力源安裝到機(jī)械平臺(tái)30，以對(duì)用于驅(qū)動(dòng)絞車(chē)卷筒80的一個(gè)或更多個(gè)起重電動(dòng)馬達(dá)、用于驅(qū)動(dòng)鞍式塊體傳動(dòng)單元100的一個(gè)或更多個(gè)推壓電動(dòng)馬達(dá)、和用于轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)盤(pán)25的一個(gè)或更多個(gè)擺動(dòng)電動(dòng)馬達(dá)提供電力。推壓馬達(dá)、起重馬達(dá)和擺動(dòng)馬達(dá)中的每一種由其自己的馬達(dá)控制器驅(qū)動(dòng)或響應(yīng)于來(lái)自控制器的控制信號(hào)驅(qū)動(dòng)。圖2示出與圖1的動(dòng)力挖掘機(jī)10相關(guān)聯(lián)的控制器200?？刂破?00連接到或聯(lián)接到各種另外的模塊或部件，比如用戶(hù)接口模塊205、一個(gè)或更多個(gè)指示器210、電源模塊215、一個(gè)或更多個(gè)傳感器220、一個(gè)或更多個(gè)起重馬達(dá)或起重驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)225A、一個(gè)或更多個(gè)推壓馬達(dá)或推壓驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)225B以及一個(gè)或更多個(gè)擺動(dòng)馬達(dá)或擺動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)225C。其中一個(gè)或更多個(gè)傳感器220包括載荷銷(xiāo)應(yīng)變計(jì)、傾斜計(jì)110、一個(gè)或更多個(gè)馬達(dá)磁場(chǎng)模塊等。載荷銷(xiāo)應(yīng)變計(jì)包括例如在X方向(例如，水平地)定位的一組應(yīng)變計(jì)和在I方向(例如，垂直地)定位的一組應(yīng)變計(jì)，使得能夠確定載荷銷(xiāo)上的合力。控制器200包括硬件和軟件的組合，其可操作以控制動(dòng)力挖掘機(jī)10的操作，控制吊桿35、鏟斗柄85、鏟斗70等的位置，啟動(dòng)一個(gè)或更多個(gè)指示器210 (例如，液晶顯示器[“IXD”])等。其中，控制器200包括處理單元235 (例如，微處理器、微控制器或別的合適的可編程器件)、存儲(chǔ)器240以及輸入/輸出(“I/O”)系統(tǒng)245。處理單元235、存儲(chǔ)器240、I/O系統(tǒng)245以及連接到控制器200的各種模塊通過(guò)一個(gè)或更多個(gè)控制和/或數(shù)據(jù)總線(xiàn)連接。為了描述和清楚目的，控制和/或數(shù)據(jù)總線(xiàn)從圖2省略。就本文中描述的本實(shí)用新型來(lái)說(shuō)，用于各種模塊和部件之間的互相連接以及各種模塊和部件之間的通信的一個(gè)或更多個(gè)控制和/或數(shù)據(jù)總線(xiàn)的使用對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員將是已知的。存儲(chǔ)器240例如包括只讀存儲(chǔ)器(“ROM”)、隨機(jī)訪(fǎng)問(wèn)存儲(chǔ)器(“RAM”)、電可擦除可編程只讀存儲(chǔ)器(“EEPR0M”)、快閃存儲(chǔ)器、硬盤(pán)、SD卡或另一合適的磁性、光學(xué)、物理或電子存儲(chǔ)裝置。處理單元235連接到存儲(chǔ)器240并執(zhí)行軟件，所述軟件能夠儲(chǔ)存在存儲(chǔ)器240的RAM中(例如，在執(zhí)行期間)、存儲(chǔ)器240的ROM中(例如，基于大體上永久的存儲(chǔ))或者另一非暫態(tài)計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)中，比如另一存儲(chǔ)器或盤(pán)。另外或替代地，存儲(chǔ)器240包括在處理單元235中。I/O系統(tǒng)245包括用于利用上述的一個(gè)或更多個(gè)控制/數(shù)據(jù)總線(xiàn)在控制器200內(nèi)的部件和動(dòng)力挖掘機(jī)10的其它部件之間傳遞信息的例程。在動(dòng)力挖掘機(jī)10的實(shí)施中所包括的軟件可儲(chǔ)存在控制器200的存儲(chǔ)器240中。軟件例如包括固件、一個(gè)或更多個(gè)應(yīng)用程序、程序數(shù)據(jù)、一個(gè)或更多個(gè)程序模塊以及其它可執(zhí)行指令?？刂破?00構(gòu)造成從存儲(chǔ)器檢索并且其中執(zhí)行與本文描述的控制過(guò)程和方法相關(guān)的指令。在其它結(jié)構(gòu)中，控制器200包括另外的、較少的或不同的部件。電源模塊215對(duì)動(dòng)力挖掘機(jī)10的部件供應(yīng)標(biāo)稱(chēng)AC或DC電壓。用戶(hù)接口模塊205用于控制或監(jiān)控動(dòng)力挖掘機(jī)10。例如，用戶(hù)接口模塊205可操作地聯(lián)接到控制器200，以控制鏟斗70的位置、傳動(dòng)單元100、吊桿35的位置、鏟斗柄85的位置等。用戶(hù)接口模塊205可包括實(shí)現(xiàn)動(dòng)力挖掘機(jī)10的控制和監(jiān)控的期望水平所需要的數(shù)字和模擬輸入或輸出裝置的組合。例如，用戶(hù)接口模塊205可包括顯示和輸入裝置，比如觸摸屏顯示器、一個(gè)或更個(gè)旋鈕、撥盤(pán)、開(kāi)關(guān)、按鈕、操縱桿等。顯示器例如為液晶顯示器(“IXD”)、發(fā)光二極管(“LED”)顯示器、有機(jī)LED (“0LED”)顯示器、場(chǎng)致發(fā)光顯示器(“ELD”)、表面?zhèn)鲗?dǎo)電子發(fā)射顯示器(“SED”)、場(chǎng)發(fā)射顯示器(“FED”)、薄膜晶體管(“TFT”)LCD等。在其它結(jié)構(gòu)中，顯示器為超級(jí)主動(dòng)矩陣OLED (“AM0LED”)顯示器。用戶(hù)接口模塊205也可構(gòu)造成實(shí)時(shí)地或基本上實(shí)時(shí)地顯示與動(dòng)力挖掘機(jī)10相關(guān)聯(lián)的狀態(tài)或數(shù)據(jù)。例如，用戶(hù)接口模塊205構(gòu)造成顯示所測(cè)量的動(dòng)力挖掘機(jī)10的電特性、動(dòng)力挖掘機(jī)10的狀況、鏟斗70的位置、鏟斗柄85的位置等。在某些實(shí)現(xiàn)中，用戶(hù)接口模塊205與一個(gè)或更多個(gè)指示器210(例如，LED、揚(yáng)聲器等)一起受到控制，以提供關(guān)于動(dòng)力挖掘機(jī)10的狀況或條件的視覺(jué)或聽(tīng)覺(jué)指示。圖3示出用于動(dòng)力挖掘機(jī)10的更詳細(xì)的控制系統(tǒng)300。例如，動(dòng)力挖掘機(jī)10包括初級(jí)控制器305、網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)310、控制柜315、輔助控制柜320、操作室325、第一起重驅(qū)動(dòng)模塊330、第二起重驅(qū)動(dòng)模塊335、推壓驅(qū)動(dòng)模塊340、擺動(dòng)驅(qū)動(dòng)模塊345、起重場(chǎng)模塊350、推壓場(chǎng)模塊355和擺動(dòng)場(chǎng)模塊360。例如，控制系統(tǒng)300的各種部件通過(guò)光纖通信系統(tǒng)連接并通過(guò)光纖通信系統(tǒng)進(jìn)行通信，該光纖通信系統(tǒng)利用了用于工業(yè)自動(dòng)化的一個(gè)或更多個(gè)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，比如過(guò)程現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)(“PR0FIBUS”)、以太網(wǎng)、控制網(wǎng)(ControINet)、基金會(huì)現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)、INTERBUS、控制器局域網(wǎng)絡(luò)(“CAN”)總線(xiàn)等。控制系統(tǒng)300可包括上面關(guān)于圖2描述的部件和模塊。例如，馬達(dá)驅(qū)動(dòng)器225A-225C可對(duì)應(yīng)于起重驅(qū)動(dòng)器330、推壓驅(qū)動(dòng)器335和擺動(dòng)驅(qū)動(dòng)器340和345，用戶(hù)接口 205和指示器210可包括在操作室325中等。載荷銷(xiāo)應(yīng)變計(jì)和傾斜計(jì)110可對(duì)初級(jí)控制器305、控制柜315、輔助箱320等提供電信號(hào)。第一起重驅(qū)動(dòng)模塊330、第二起重驅(qū)動(dòng)模塊335、推壓驅(qū)動(dòng)模塊340和擺動(dòng)驅(qū)動(dòng)模塊345構(gòu)造成接收來(lái)自例如初級(jí)控制器305的控制信號(hào)，以控制挖掘機(jī)10的起重、推壓和擺動(dòng)操作?？刂菩盘?hào)與用于挖掘機(jī)10的起重馬達(dá)225A、推壓馬達(dá)225B和擺動(dòng)馬達(dá)225C的驅(qū)動(dòng)信號(hào)相關(guān)聯(lián)。當(dāng)驅(qū)動(dòng)信號(hào)被施加到馬達(dá)225A、225B和225C時(shí)，馬達(dá)的輸出(例如，電輸出和機(jī)械輸出)被監(jiān)測(cè)并(例如，通過(guò)場(chǎng)模塊350-360)反饋到初級(jí)控制器305。馬達(dá)的輸出包括例如馬達(dá)速度、馬達(dá)轉(zhuǎn)矩、馬達(dá)功率、馬達(dá)電流等?；谂c挖掘機(jī)10相關(guān)的這些及其它信號(hào)(例如，來(lái)自?xún)A斜計(jì)110的信號(hào))，初級(jí)控制器305構(gòu)造成確定或計(jì)算挖掘機(jī)10或其部件的一個(gè)或更多個(gè)操作狀態(tài)或位置。在一些實(shí)施方式中，初級(jí)控制器305確定鏟斗位置、起重包角、起重馬達(dá)的每分鐘轉(zhuǎn)數(shù)(“RPM”)、推壓馬達(dá)RPM、鏟斗速度、鏟斗加速度等。上面描述的挖掘機(jī)10構(gòu)造成執(zhí)行包括例如如下四種鏟斗運(yùn)動(dòng)的工作循環(huán)挖掘、擺動(dòng)、傾倒和返回。挖掘機(jī)10還能夠從一個(gè)位置推進(jìn)到另一位置(例如，從一個(gè)挖掘位置到另一挖掘位置)。在該工作循環(huán)期間，挖掘機(jī)10被控制以此外沖擊土堆、填充鏟斗、使填充的鏟斗擺動(dòng)、倒空鏟斗以及將倒空的鏟斗返回到收攏位置用于隨后的挖掘操作。在該運(yùn)動(dòng)期間，鏟斗必須控制在挖掘機(jī)10的操作界限內(nèi)。例如，在返回操作期間，基于分別來(lái)自起重馬達(dá)225A和推壓馬達(dá)225B的起重力和推壓力的相對(duì)施加，鏟斗70通常非常靠近吊桿35。在該操作期間，鏟斗70碰撞吊桿35是可能的，這可導(dǎo)致對(duì)挖掘機(jī)10的吊桿35、鏟斗70或其它部件的破壞。除可能撞擊吊桿35的危險(xiǎn)之外，操作者控制(即，利用起重和推壓控制)鏟斗70的位置的能力受到具有有限的精確度的粗略控制抑制。在例如返回操作期間鏟斗70的不精確的運(yùn)動(dòng)控制可能整體上不利地影響挖掘機(jī)10和礦的效率。另外，盡管本實(shí)用新型在此關(guān)于吊桿輪廓和吊桿輪廓的界限來(lái)描述，但是鏟斗70的運(yùn)動(dòng)也可關(guān)于另外的或不同的部件(例如，可移動(dòng)基部15、驅(qū)動(dòng)履帶20等)和相應(yīng)的挖掘機(jī)輪廓來(lái)控制。在該實(shí)施方式中，這些部件的幾何尺寸和界限可被程序化到控制器200內(nèi)，且鏟斗70可相應(yīng)地關(guān)于它們來(lái)控制。在某些實(shí)施方式中，鏟斗的運(yùn)動(dòng)也可關(guān)于環(huán)境輪廓來(lái)控制，例如地面輪廓、土堆輪廓，或關(guān)于在挖掘機(jī)10的工作環(huán)境內(nèi)的其它機(jī)器輪廓(例如，卡車(chē)、料斗等)來(lái)控制。在該實(shí)施方式中，一個(gè)或更多個(gè)傳感器或系統(tǒng)(例如，激光、聲音、紅外、地理位置、全球定位等)安裝到或包括在挖掘機(jī)10中，以用于確定挖掘機(jī)10或鏟斗70相對(duì)于環(huán)境輪廓的位置。這樣，控制器200或初級(jí)控制器305構(gòu)造成精確地控制鏟斗70相對(duì)于吊桿輪廓從傾倒位置到收攏位置的運(yùn)動(dòng)，并有效地將鏟斗70定位在可重復(fù)的且理想的收攏位置，用于隨后的挖掘操作。圖4是示出吊桿輪廓410相對(duì)于鏟斗70的位置415的界限405的圖400。鏟斗70的位置415可如上所述地基于來(lái)自例如起重馬達(dá)或驅(qū)動(dòng)器225A、推壓馬達(dá)或驅(qū)動(dòng)器225B、載荷銷(xiāo)組件、傾斜計(jì)110等的信號(hào)來(lái)確定。吊桿輪廓和吊桿輪廓的界限此外可基于吊桿和挖掘機(jī)10的物理尺寸、安裝的鏟斗的尺寸、起重馬達(dá)特性、推壓馬達(dá)特性等而程序化到控制器200或初級(jí)控制器305內(nèi)。當(dāng)控制挖掘機(jī)10以使鏟斗70從一個(gè)位置移動(dòng)到另一位置時(shí)，鏟斗70的移動(dòng)通常由操作者利用與操作室325相關(guān)的一個(gè)或更多個(gè)控制裝置(例如，操縱桿)來(lái)手動(dòng)控制?？刂蒲b置產(chǎn)生由初級(jí)控制器305接收和解譯的信號(hào)，之后產(chǎn)生相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)或控制信號(hào)并發(fā)送到起重驅(qū)動(dòng)模塊330、335、推壓驅(qū)動(dòng)模塊340和擺動(dòng)驅(qū)動(dòng)模塊345?；谶@些驅(qū)動(dòng)信號(hào)，起重、推壓和擺動(dòng)馬達(dá)225A、225B和225C引起鏟斗70運(yùn)動(dòng)。然而，如上面描述的，操作者的挖掘機(jī)控制通常是不精確的且可導(dǎo)致挖掘機(jī)10的無(wú)效操作。例如，在將材料載荷堆放在料堆或卡車(chē)中之后，操作者通過(guò)控制起重馬達(dá)225A降低鏟斗70并通過(guò)控制推壓馬達(dá)225B收攏鏟斗70，使鏟斗70從傾倒位置擺動(dòng)離開(kāi)?？衫猛诰驒C(jī)10的手動(dòng)控制(即，利用一個(gè)或更多個(gè)操作者控制裝置)和實(shí)時(shí)自動(dòng)控制的組合、基于由一個(gè)或更多個(gè)操作者控制裝置產(chǎn)生的相應(yīng)信號(hào)，來(lái)實(shí)現(xiàn)鏟斗的更精確且更有效的控制。例如，控制器200或初級(jí)控制器305監(jiān)測(cè)來(lái)自一個(gè)或更多個(gè)操作者控制裝置的信號(hào)、來(lái)自起重馬達(dá)225A、推壓馬達(dá)225B和擺動(dòng)馬達(dá)225C、傾斜計(jì)110、載荷銷(xiāo)等的信號(hào)，以確定或計(jì)算操作者希望的鏟斗70的將來(lái)位置。如果操作者希望的鏟斗70的將來(lái)位置被確定或計(jì)算為超出吊桿輪廓的界限或者太接近吊桿輪廓的界限(即，在預(yù)定距離內(nèi))，則控制器200或初級(jí)控制器305內(nèi)的自動(dòng)縮回控制(“ARC”)系統(tǒng)或模塊(例如，硬件和軟件的組合)被啟動(dòng)，以自動(dòng)地控制鏟斗70的收攏。在某些實(shí)施方式中，可采用額外的準(zhǔn)則來(lái)確定挖掘機(jī)10執(zhí)行返回或收攏操作的時(shí)刻。例如，在鏟斗70倒空到卡車(chē)或料堆上之后，可使用載荷稱(chēng)重系統(tǒng)或機(jī)構(gòu)來(lái)確定有效負(fù)載的重量變化。另外或替代地，與將鏟斗門(mén)釋放以倒空鏟斗70相關(guān)的傳感器或開(kāi)關(guān)被用以指示可隨后啟動(dòng)返回或收攏操作。額外的準(zhǔn)則也可包括擺動(dòng)馬達(dá)225A、擺動(dòng)驅(qū)動(dòng)模塊345或一個(gè)或更多個(gè)操作者控制的擺動(dòng)控制裝置(例如，操縱桿)的特性。因此，與鏟斗70的最近倒空、鏟斗70的擺動(dòng)以及手動(dòng)操作的起重和推壓控制相關(guān)的信號(hào)可用于啟動(dòng)ARC。ARC的示例性示例在下面參考圖5和6提供。圖5是圖420，圖420顯示了吊桿輪廓410相對(duì)于鏟斗70的位置的界限405以及基于操作者基準(zhǔn)(例如，來(lái)自或基于一個(gè)或更多個(gè)操作者控制裝置的信號(hào))的鏟斗70的期望軌跡425。在圖5中，基于手動(dòng)操作者基準(zhǔn)的鏟斗70的軌跡425示出鏟斗70的位置415將快速地接近吊桿輪廓410的界限405。在該情形中，ARC系統(tǒng)或模塊不考慮操作者基準(zhǔn)以自動(dòng)地控制鏟斗70的運(yùn)動(dòng)。鏟斗70的自動(dòng)控制避免了與吊桿35碰撞且確保鏟斗70盡可能快速地且有效地到達(dá)替代的將來(lái)位置(例如，理想的收攏位置)。[0033]例如，圖6示出ARC系統(tǒng)或模塊的控制。基于手動(dòng)操作者基準(zhǔn)的鏟斗70的軌跡425將引起鏟斗70與吊桿35撞擊或碰撞。在檢測(cè)到該狀態(tài)后，ARC系統(tǒng)或模塊不考慮操作者基準(zhǔn)，而是監(jiān)測(cè)吊桿輪廓400并計(jì)算使鏟斗70沿確定的或計(jì)算的軌跡435運(yùn)動(dòng)以跟隨收攏輪廓440的起重和推壓的最大水平。收攏輪廓440對(duì)應(yīng)于鏟斗70的如下軌跡該軌跡將在最大化鏟斗70到達(dá)替代的將來(lái)位置445的速度的同時(shí)防止鏟斗70撞擊到吊桿35。在某些實(shí)施方式中，鏟斗70的運(yùn)動(dòng)的自動(dòng)控制可由操作者手動(dòng)地中斷。例如，修改起重和推壓控制使得鏟斗的軌跡不再超過(guò)吊桿輪廓410的界限405可使自動(dòng)控制停止。這樣，可啟動(dòng)ARC系統(tǒng)或模塊對(duì)于鏟斗70的運(yùn)動(dòng)的控制，例如，通過(guò)施加最大的起重和/或推壓控制信號(hào)(即，將引起鏟斗70超出吊桿輪廓410的界限405的信號(hào))而有意地啟動(dòng)，或者當(dāng)操作者的控制被確定或計(jì)算為超出吊桿輪廓410的界限405或太接近吊桿輪廓410的界限405時(shí)無(wú)意地啟動(dòng)。因?yàn)锳RC系統(tǒng)或模塊實(shí)時(shí)地操作或基本上實(shí)時(shí)地操作，所以該自動(dòng)控制可基于手動(dòng)操作者控制來(lái)啟動(dòng)和暫停，而不需要操作者激活或啟動(dòng)程序化的挖掘機(jī)或鏟斗運(yùn)動(dòng)(例如，激活專(zhuān)用按鈕以放棄對(duì)挖掘機(jī)10或鏟斗70的運(yùn)動(dòng)的控制直到程序化的運(yùn)動(dòng)完成)。圖7是用于如上所述地控制鏟斗70的運(yùn)動(dòng)的過(guò)程500。過(guò)程500在接收到一組操作者基準(zhǔn)時(shí)開(kāi)始(步驟505)。操作者基準(zhǔn)包括，例如，與起重、推壓和擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)相關(guān)的相對(duì)值或絕對(duì)值(例如，操縱桿控制輸入)等。在某些實(shí)施方式中，該組操作者基準(zhǔn)僅對(duì)應(yīng)于與鏟斗70的運(yùn)動(dòng)相關(guān)的那些控制。在其它實(shí)施方式中，操作者基準(zhǔn)對(duì)應(yīng)于全部操作者控制輸入或其一個(gè)或更多個(gè)子組。如上所述，操作者基準(zhǔn)通過(guò)例如控制器200或初級(jí)控制器305來(lái)處理。過(guò)程500在此關(guān)于初級(jí)控制器305來(lái)描述。在起重、推壓和擺動(dòng)控制模塊330-345的控制或驅(qū)動(dòng)信號(hào)產(chǎn)生之前，初級(jí)控制器305構(gòu)造為基于操作者基準(zhǔn)來(lái)確定或鏟斗70的期望運(yùn)動(dòng)是否將接近、超過(guò)、或另外地大致對(duì)應(yīng)于吊桿輪廓的界限(步驟510)。如果鏟斗70的期望運(yùn)動(dòng)沒(méi)有導(dǎo)致鏟斗70的位置接近或超過(guò)吊桿輪廓的界限，則過(guò)程500返回到步驟505并且另外的操作者基準(zhǔn)被接收并處理。如果鏟斗70的期望的運(yùn)動(dòng)被確定或計(jì)算為接近或超過(guò)吊桿輪廓的界限，則初級(jí)控制器305確定是否應(yīng)啟動(dòng)由ARC系統(tǒng)或模塊進(jìn)行的自動(dòng)控制(步驟515)。如果ARC不被啟動(dòng)，則過(guò)程500返回到步驟505且另外的操作者基準(zhǔn)被接收和處理。如果ARC將被啟動(dòng)，則過(guò)程500繼續(xù)到步驟520。其中確定ARC是否將被啟動(dòng)基于鏟斗70的當(dāng)前位置、鏟斗70的確定的或計(jì)算的將來(lái)位置、以及吊桿輪廓。當(dāng)初級(jí)控制器305確定或計(jì)算操作者基準(zhǔn)對(duì)應(yīng)于大致對(duì)應(yīng)于或超過(guò)吊桿輪廓界限的鏟斗運(yùn)動(dòng)或位置時(shí)，操作者基準(zhǔn)被忽略或丟棄、且ARC系統(tǒng)或模塊接管對(duì)于鏟斗70的運(yùn)動(dòng)控制。在采取對(duì)鏟斗的運(yùn)動(dòng)的控制之后，ARC系統(tǒng)或模塊監(jiān)測(cè)吊桿輪廓(步驟520)。部分地基于鏟斗70的當(dāng)前位置，ARC系統(tǒng)或模塊基于當(dāng)前控制信號(hào)(例如，起重馬達(dá)RPM、推壓馬達(dá)RPM等)來(lái)識(shí)別當(dāng)前鏟斗位置前方的吊桿輪廓。控制信號(hào)和操作者基準(zhǔn)被假定為保持相同以便與吊桿輪廓進(jìn)行對(duì)比。如果ARC系統(tǒng)或模塊確定鏟斗70可能超出吊桿輪廓的界限或者鏟斗70可能基本上對(duì)應(yīng)于吊桿輪廓的界限，則ARC系統(tǒng)或模塊識(shí)別這樣的事件將何時(shí)發(fā)生并計(jì)算鏟斗70將移動(dòng)到的替代的將來(lái)鏟斗位置。在某些實(shí)施方式中，替代的鏟斗位置為用于開(kāi)始新的挖掘循環(huán)的理想收攏位置。在其它實(shí)施方式中，替代的鏟斗位置為沿圖6所示的收攏輪廓440的中間位置。在該實(shí)施方式中，ARC可用于防止鏟斗70的移動(dòng)超出或大體上對(duì)應(yīng)于吊桿輪廓的界限，但是一旦已避免了可能的事件，則將控制返回到操作者。一旦鏟斗70的替代位置已經(jīng)被計(jì)算，ARC系統(tǒng)或模塊計(jì)算確保適當(dāng)?shù)钠鹬睾屯茐候?qū)動(dòng)信號(hào)(例如，最大的起重和推壓驅(qū)動(dòng)信號(hào))分別施加到起重和推壓馬達(dá)225A和225B以實(shí)現(xiàn)替代的將來(lái)位置所必需的操作者基準(zhǔn)(步驟525)。在某些實(shí)施方式中，在已知推壓馬達(dá)225B操作所在的界限(例如，最大速度)的情況下，實(shí)現(xiàn)替代的將來(lái)位置所需要的起重的量或水平的確定和計(jì)算是基于如下的可能性不能夠?qū)崿F(xiàn)確定的或計(jì)算的推壓的量或水平。如果推壓馬達(dá)225B不能夠產(chǎn)生在適當(dāng)?shù)臅r(shí)間量(例如，以避免碰撞)中實(shí)現(xiàn)替代的將來(lái)位置所需的速度，起重的量或水平可被減小以允許在操作界限內(nèi)操作推壓馬達(dá)并實(shí)現(xiàn)替代的將來(lái)位置。在步驟525之后，ARC系統(tǒng)或模塊監(jiān)測(cè)鏟斗70的位置，以確定鏟斗70是否已經(jīng)到達(dá)替代的將來(lái)位置(例如，理想收攏位置，以便開(kāi)始隨后的挖掘循環(huán))(步驟530)。如果鏟斗70尚未到達(dá)替代的將來(lái)位置，則在步驟520繼續(xù)監(jiān)測(cè)吊桿輪廓。如果鏟斗70已經(jīng)達(dá)到替代的將來(lái)位置，則ARC系統(tǒng)或模塊放棄對(duì)鏟斗70的運(yùn)動(dòng)的控制，且操作者基準(zhǔn)再次用于控制鏟斗70的運(yùn)動(dòng)。過(guò)程500隨后返回到步驟505，在步驟505中，操作者基準(zhǔn)被接收并被處理以確定鏟斗70是否再次接近吊桿輪廓的界限。因此，本實(shí)用新型提供了其中用于基于手動(dòng)操作者輸入來(lái)自動(dòng)地控制工業(yè)機(jī)器的系統(tǒng)、方法和裝置。本實(shí)用新型的各種特征和優(yōu)點(diǎn)在所附權(quán)利要求中闡述。
權(quán)利要求1.一種工業(yè)機(jī)器，其特征在于，所述工業(yè)機(jī)器包括 鏟斗； 吊桿，所述吊桿具有吊桿輪廓，所述吊桿輪廓包括吊桿輪廓界限； 起重馬達(dá)，所述起重馬達(dá)具有起重馬達(dá)特性，并且被構(gòu)造成接收來(lái)自起重驅(qū)動(dòng)模塊的控制信號(hào)； 推壓馬達(dá)，所述推壓馬達(dá)具有推壓馬達(dá)特性，并且被構(gòu)造成接收來(lái)自推壓驅(qū)動(dòng)模塊的控制信號(hào)； 一個(gè)或更多個(gè)操作者控制裝置，所述一個(gè)或更多個(gè)操作者控制裝置被構(gòu)造成能夠由所述工業(yè)機(jī)器的操作者手動(dòng)控制； 控制器，所述控制器被連接到所述一個(gè)或更多個(gè)控制裝置、所述起重驅(qū)動(dòng)模塊和所述推壓驅(qū)動(dòng)模塊，所述控制器被構(gòu)造成 接收來(lái)自所述一個(gè)或更多個(gè)操作者控制裝置的與所述鏟斗的期望運(yùn)動(dòng)相關(guān)的一個(gè)或更多個(gè)輸出信號(hào)， 接收與所述起重馬達(dá)特性相關(guān)的一個(gè)或更多個(gè)信號(hào)， 接收與所述推壓馬達(dá)特性相關(guān)的一個(gè)或更多個(gè)信號(hào)， 確定所述鏟斗相對(duì)于所述吊桿輪廓的當(dāng)前位置， 確定基于來(lái)自所述一個(gè)或更多個(gè)操作者控制裝置的所述一個(gè)或更多個(gè)輸出信號(hào)、與所述起重馬達(dá)特性相關(guān)的所述一個(gè)或更多個(gè)信號(hào)、以及與所述推壓馬達(dá)特性相關(guān)的一個(gè)或更多個(gè)信號(hào)的且相對(duì)于所述吊桿輪廓的所述鏟斗的第一將來(lái)位置，并且 當(dāng)所述鏟斗的所述第一將來(lái)位置大致對(duì)應(yīng)于所述吊桿輪廓界限時(shí)，自動(dòng)控制所述鏟斗相對(duì)于所述吊桿輪廓的運(yùn)動(dòng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的工業(yè)機(jī)器，其特征在于，所述起重馬達(dá)特性是所述起重馬達(dá)的每分鐘轉(zhuǎn)數(shù)(“RPM”)，且所述推壓馬達(dá)特性是所述推壓馬達(dá)的RPM。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的工業(yè)機(jī)器，其特征在于，所述控制器還被構(gòu)造成當(dāng)所述鏟斗的確定的將來(lái)位置大致對(duì)應(yīng)于所述吊桿輪廓界限時(shí)，不考慮來(lái)自所述一個(gè)或更多個(gè)操作者控制裝置的所述一個(gè)或更多個(gè)輸出信號(hào)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的工業(yè)機(jī)器，其特征在于，所述控制器還被構(gòu)造成基于所述吊桿輪廓和所述鏟斗的當(dāng)前位置來(lái)確定第二將來(lái)位置。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的工業(yè)機(jī)器，其特征在于，所述控制器還被構(gòu)造成自動(dòng)控制所述鏟斗到所述第二將來(lái)位置的運(yùn)動(dòng)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的工業(yè)機(jī)器，其特征在于，當(dāng)所述鏟斗到達(dá)所述第二將來(lái)位置時(shí)，所述鏟斗相對(duì)于所述吊桿輪廓的自動(dòng)控制被暫停。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的工業(yè)機(jī)器，其特征在于，所述第二將來(lái)位置不同于所述第一將來(lái)位置。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的工業(yè)機(jī)器，其特征在于，所述鏟斗的所述第二將來(lái)位置對(duì)應(yīng)于與所述工業(yè)機(jī)器的挖掘循環(huán)的開(kāi)始相關(guān)的收攏位置。
9.一種用于工業(yè)機(jī)器的控制器，其特征在于，所述控制器包括 輸入/輸出模塊，所述輸入/輸出模塊被構(gòu)造成 接收與鏟斗的期望運(yùn)動(dòng)相關(guān)的操作者控制信號(hào)，接收起重馬達(dá)特性信號(hào)，以及 接收推壓馬達(dá)特性信號(hào)； 處理裝置，所述處理裝置被構(gòu)造成 基于所述操作者控制信號(hào)和所述鏟斗的當(dāng)前位置來(lái)計(jì)算所述鏟斗相對(duì)于挖掘機(jī)輪廓的第一將來(lái)位置， 基于所述鏟斗的當(dāng)前位置、所述起重馬達(dá)特性信號(hào)和所述推壓馬達(dá)特性信號(hào)來(lái)計(jì)算所述鏟斗相對(duì)于所述挖掘機(jī)輪廓的第二將來(lái)位置， 產(chǎn)生用于起重驅(qū)動(dòng)模塊的起重驅(qū)動(dòng)信號(hào)和用于推壓驅(qū)動(dòng)模塊的推壓驅(qū)動(dòng)信號(hào)，當(dāng)所述鏟斗的所述第一將來(lái)位置大致對(duì)應(yīng)于所述挖掘機(jī)輪廓的界限時(shí)，所述起重驅(qū)動(dòng)信號(hào)和所述推壓驅(qū)動(dòng)信號(hào)與所述鏟斗到所述第二將來(lái)位置的運(yùn)動(dòng)相關(guān)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的控制器，其特征在于，所述起重馬達(dá)特性信號(hào)與起重馬達(dá)的每分鐘轉(zhuǎn)數(shù)(“RPM”)相關(guān)，且所述推壓馬達(dá)特性信號(hào)與推壓馬達(dá)的RPM相關(guān)。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的控制器，其特征在于，所述鏟斗的所述第二將來(lái)位置不同于所述鏟斗的所述第一將來(lái)位置。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的控制器，其特征在于，所述鏟斗的所述第二將來(lái)位置對(duì)應(yīng)于與所述工業(yè)機(jī)器的挖掘循環(huán)的開(kāi)始相關(guān)的收攏位置。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型涉及用于控制鏟斗的運(yùn)動(dòng)的系統(tǒng)、方法和裝置。具體地，本實(shí)用新型涉及用于控制工業(yè)機(jī)器的系統(tǒng)、方法和裝置，工業(yè)機(jī)器包括例如鏟斗、吊桿、起重馬達(dá)、推壓馬達(dá)、一個(gè)或更多個(gè)操作者控制裝置和控制器?？刂蒲b置構(gòu)造成能夠由工業(yè)機(jī)器的操作者手動(dòng)控制。控制器接收與鏟斗的期望運(yùn)動(dòng)相關(guān)的輸出信號(hào)、接收與起重馬達(dá)特性相關(guān)的信號(hào)、并接收與推壓馬達(dá)特性相關(guān)的信號(hào)。控制器確定鏟斗相對(duì)于吊桿輪廓的當(dāng)前位置，確定相對(duì)于吊桿輪廓的且基于來(lái)自操作者控制裝置的輸出信號(hào)的鏟斗的第一將來(lái)位置，并且當(dāng)鏟斗的第一將來(lái)位置大致對(duì)應(yīng)于吊桿輪廓界限時(shí)、自動(dòng)控制鏟斗相對(duì)于吊桿輪廓的運(yùn)動(dòng)。
文檔編號(hào)E02F9/20GK202899186SQ20122043809
公開(kāi)日2013年4月24日 申請(qǐng)日期2012年8月30日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月30日
發(fā)明者韋斯利·P·泰勒 申請(qǐng)人:哈尼施費(fèi)格爾技術(shù)公司