有效载荷监控系统技术方案

一种机械上的有效载荷监控系统包括有效载荷传感器(312)和控制器(310)，所述有效载荷传感器(312)被配置为生成与机械(110)的铲斗(112)中的有效载荷量对应的多个有效载荷数据，所述多个有效载荷数据包括第一有效载荷数据和第二有效载荷数据。所述控制器(310)被配置为：从所述有效载荷传感器(312)接收所述第一有效载荷数据并且从非机载系统(314)接收非机载有效载荷数据(212)；将所述第一有效载荷数据与所述非机载有效载荷数据(212)进行比较来生成有效载荷数据偏移量；从所述有效载荷传感器(312)接收所述第二有效载荷数据；以及基于所述第二有效载荷数据和所述有效载荷数据偏移量来生成经调整的有效载荷数据。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】有效载荷监控系统
本公开总体上涉及有效载荷监控系统，更具体地涉及机械上的可以基于非机载有效载荷数据来生成经调整的有效载荷数据的有效载荷监控系统。
技术介绍
优化针对诸如重型挖掘机或前铲挖掘机的重型机械的有效载荷布置可为有益的。挖掘机被设计为以基本上重复的作业循环运行。例如，前铲挖掘机或挖掘机通常可以以包括挖掘、摆动、倾倒和返回步骤的作业循环来操作以操纵铲斗挖掘并装载碎石、泥土、矿物、覆盖层等，从而达到采矿目的。为了提高作业效率，可以利用前铲挖掘机的最少的作业循环次数将诸如大型矿用卡车的拖运机械装载到满容量。确定装载到矿用卡车上的物料的总重量的一种方法是自动计算或估计挖掘机的作业工具输送到矿用卡车的总有效载荷。监控每个有效载荷的总重量可以确保矿用卡车的容量得到充分利用。上述考虑促使设计人员提出了多种方法来更准确地测量铲斗内的有效载荷量。授予Faivre等人的美国专利号8,924,094公开了一种这样的方法。＇094专利公开了一种确定有效载荷的方法，包括感测作业工具的位置、感测动臂速度，以及感测动臂摆动速度。因此，＇094专利公开了基于铲斗和动臂的移动来确定有效载荷。这些类型的基于移动的确定可能会包括误差，因为所述确定取决于挖掘机的操作员以特定方式移动铲斗。
技术实现思路
本公开涉及一种机械上的有效载荷监控系统以及一种控制机械上的有效载荷系统的方法。所述有效载荷监控系统可以包括有效载荷传感器，所述有效载荷传感器被配置为生成与机械的铲斗中的有效载荷量对应的多个有效载荷数据，所述多个有效载荷数据包括第一有效载荷数据和第二有效载荷数据。所述有效载荷监控系统还可以包括控制器，所述控制器被配置为：从有效载荷传感器接收第一有效载荷数据并且从非机载系统接收非机载有效载荷数据；将第一有效载荷数据与非机载有效载荷数据进行比较来生成有效载荷数据偏移量；从有效载荷传感器接收第二有效载荷数据；以及基于第二有效载荷数据和有效载荷数据偏移量来生成经调整的有效载荷数据。在另一个实施例中，所述有效载荷监控系统可以包括包含铲斗的第一机械、有效载荷控制器和有效载荷传感器。所述有效载荷控制器可以被配置为：从有效载荷传感器接收第一有效载荷数据并且从非机载系统接收非机载有效载荷数据；将第一有效载荷数据与非机载有效载荷数据进行比较来生成有效载荷数据偏移量；从有效载荷传感器接收第二有效载荷数据；以及基于第二有效载荷数据和有效载荷数据偏移量来生成经调整的有效载荷数据。所述有效载荷传感器可被配置为生成与铲斗中的有效载荷量对应的多个有效载荷数据，其中所述多个有效载荷数据包括第一有效载荷数据和第二有效载荷数据。所述有效载荷监控系统还可以包括包含接收区域的非机载机械和被配置为生成非机载有效载荷数据的非机载有效载荷传感器。在又一个实施例中，一种控制第一机械上的有效载荷系统的方法可以包括：从具有铲斗的第一机械上的有效载荷传感器提供第一有效载荷数据；从具有接收主体的第二机械上的非机载有效载荷传感器提供非机载有效载荷数据；通过将第一有效载荷数据与非机载有效载荷数据进行比较来生成有效载荷数据偏移量；从有效载荷传感器提供第二有效载荷数据；以及基于第二有效载荷数据和有效载荷数据偏移量来生成经调整的有效载荷数据。附图说明图1是挖掘机的图示；图2是挖掘机和矿用卡车在采矿现场进行数据通信的描绘；图3是控制器的图解；以及图4是所公开的方法的流程图。具体实施方式在图1所示的实施例中，挖掘机110被示为具有铲斗112。在该图中，挖掘机110是前铲挖掘机。尽管图1示出了挖掘机110，但挖掘机110可以是任何装载机械，例如挖掘机、机械铲、动力铲、前铲或装载机。挖掘机110上的铲斗112可以铲起不同量的载荷。挖掘机110可以控制动臂114、斗杆116和铲斗112以在铲斗112中铲起有效载荷量。参考图2，挖掘机110与矿用卡车210进行通信。尽管图2示出了矿用卡车，但矿用卡车210可以是任何接收机械，诸如自卸卡车、装料斗、铰接式卡车或能够从挖掘机110接收物料的其他机械。矿用卡车210可以生成有效载荷数据，例如非机载有效载荷数据212。此外，矿用卡车210可以将非机载有效载荷数据212发送到挖掘机110。可以通过测量矿用卡车210的有效载荷来生成非机载有效载荷数据212。在一个实施例中，可以在矿用卡车210静止时生成非机载有效载荷数据212。这可以提高有效载荷重量测量的准确性。矿用卡车210上的非机载系统314可以将非机载有效载荷数据212传送给挖掘机110。挖掘机110铲起有效载荷并执行对有效载荷的载荷估计，以生成多个有效载荷数据。通常，在铲斗112移动的同时执行载荷估计。可以根据回归模型或物理动态模型导出载荷估计。回归模型和物理动态模型需要在校准过程中通过为两个模型中的相关系数分配适当的值来校准。此外，载荷估计通常要求操作员以精确的方式移动铲斗112，以使得可将载荷估计与经校准的基线值进行比较并使估计误差最小化。在作业运行期间若不进一步调整模型系数，对挖掘机110上的载荷估计可能不准确，因为操作员可能不会以精确的方式移动以重复在校准过程中使用的典型作业循环。由静止矿用卡车210提供的非机载有效载荷数据212通常更准确，因为有效载荷和有效载荷传感器是静止的。参考图3，挖掘机110可以包括控制器310。控制器310可以从有效载荷传感器312接收第一有效载荷数据并且从非机载系统314接收非机载有效载荷数据212。例如，有效载荷传感器312可以包括虚拟传感器、压力传感器和测力传感器中的一个或多个。在一个实施例中，有效载荷传感器312可以是与铲斗112、动臂114和斗杆116的一个或多个气缸相关联的压力传感器。在另一个实施例中，有效载荷传感器312可以是放置在挖掘机110的匹配机械部件之间或动臂114的支撑结构上的测力传感器。在另一实施例中，有效载荷传感器312可以是虚拟传感器，其将来自压力传感器、测力传感器中的一个或多个的数据，或铲斗112、动臂114和斗杆116的位置和速度纳入考虑。虚拟传感器可以基于载荷估计来导出有效载荷数据。控制器310可将来自有效载荷传感器312的第一有效载荷数据与来自非机载系统314的非机载有效载荷数据212进行比较来生成有效载荷数据偏移量。在一个实施例中，控制器310可以通过将来自有效载荷传感器312的第一有效载荷数据与非机载有效载荷数据212进行比较以使用偏移量来调整回归模型或物理动态模型的系数。在一个实施例中，当矿用卡车210处于静止状态时，由矿用卡车210上的非机载系统314测量非机载有效载荷数据。然后，控制器310可以从有效载荷传感器312接收第二有效载荷数据。在一个实施例中，控制器310可以基于第二有效载荷数据和有效载荷数据偏移量来生成经调整的有效载荷数据。在另一个实施例中，控制器310可以通过调整载荷估计的系数来生成经调整的有效载荷数据。控制器310还可以基于非机载载荷数据212来确定矿用卡车210的剩余容量。控制器310可以将经调整的有效载荷数据发送给铲斗控制系统316。铲斗控制系统316可以控制动臂114、斗杆116和铲斗112中的一个或多个来增大或减小铲斗中的有效载荷量。提高有效载荷数据的准确性可以提高挖掘机的效率，这也可以降低燃料消耗。因此本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种机械(110)上的有效载荷监控系统，所述有效载荷监控系统包括：有效载荷传感器(312)，其被配置为生成与机械(110)的铲斗(112)中的有效载荷量对应的多个有效载荷数据，所述多个有效载荷数据包括第一有效载荷数据和第二有效载荷数据；以及控制器(310)，其被配置为：从所述有效载荷传感器(312)接收所述第一有效载荷数据并且从非机载系统(314)接收非机载有效载荷数据(212)，将所述第一有效载荷数据与所述非机载有效载荷数据(212)进行比较来生成有效载荷数据偏移量，从所述有效载荷传感器(312)接收所述第二有效载荷数据，以及基于所述第二有效载荷数据和所述有效载荷数据偏移量来生成经调整的有效载荷数据。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.12.10 US 14/9649181.一种机械(110)上的有效载荷监控系统，所述有效载荷监控系统包括：有效载荷传感器(312)，其被配置为生成与机械(110)的铲斗(112)中的有效载荷量对应的多个有效载荷数据，所述多个有效载荷数据包括第一有效载荷数据和第二有效载荷数据；以及控制器(310)，其被配置为：从所述有效载荷传感器(312)接收所述第一有效载荷数据并且从非机载系统(314)接收非机载有效载荷数据(212)，将所述第一有效载荷数据与所述非机载有效载荷数据(212)进行比较来生成有效载荷数据偏移量，从所述有效载荷传感器(312)接收所述第二有效载荷数据，以及基于所述第二有效载荷数据和所述有效载荷数据偏移量来生成经调整的有效载荷数据。2.根据权利要求1所述的有效载荷监控系统，其中所述多个有效载荷数据基于所述铲斗(112)的移动。3.根据权利要求1所述的有效载荷监控系统，其中所述控制器(310)被配置为将所述经调整的有效载荷数据传送给铲斗控制系统，并且其中所述铲斗控制系统被配置为基于所述经调整的有效载荷数据来调整所述有效载荷量，并且其中所述铲斗控制系统可以基于所述经调整的有效载荷数据来调整所述机械(110)的所述铲斗(112)中的所述有效载荷量。4.根据权利要求1所述的有效载荷...

【专利技术属性】
技术研发人员：葛新宇，T·于，
申请(专利权)人：卡特彼勒公司，
类型：发明
国别省市：美国,US