用于控制地面工作设备的远程操作的系统技术方案

本发明专利技术提供了用于控制地面工作设备的远程操作的系统。一种用于对地面处理机器的操作进行控制的系统包括与地面处理机器无线通信的手持式设备。该系统包括在手持式设备与地面处理机器之间建立的无线电频率无线通信以及红外线频率无线通信。经由无线电频率通信将与该机器的操作相关联的指令从手持式设备传达至该机器。利用红外线无线通信的状态来评估地面工作机器相对于操作者和操作环境的距离，使得在需要时能够中断该机器的根据操作指令的操作。

【技术实现步骤摘要】
用于控制地面工作设备的远程操作的系统
本专利技术涉及用于向地面处理或工作设备例如自供电的地面压实设备提供远程控制的系统。该系统包括通过两个不同频率通信协议与地面工作设备进行无线通信的手持式设备，使得该系统经由在地面工作设备附近但却远离地面工作设备的操作者来加强与地面处理的操作相关联的控制。
技术介绍
一种对地面工作设备进行远程控制的方法是提供工作设备与和远程控制设备相关联的发射器之间的电缆连接。电缆连接中通常提供有几根电线并且这些电线将远程控制设备缆接(tether)至工作设备，使得操作者能够从稍微远离但是仍然非常接近工作设备的位置来控制工作设备的操作。电缆连接用于将控制命令从远程控制设备的发射器传输至工作设备。通常经由电缆连接从工作设备向发射器供电。这样的配置提供了在控制设备与工作设备之间的持续通信，但是通常要求操作者与工作设备之间距离很近，其中通过在它们之间延伸的电缆连接的长度来控制该接近范围。 通常，电缆连接的长度配置成防止在操作者、工作环境以及工作设备之间的某种相互作用。例如，电缆连接通常配置成限定指定操作区域，该指定操作区域与操作者相对于工作设备的位置或场所相关联。通常将电缆连接的长度形成为使得操作者不能进入与工作设备的移动相关联的行进路径。这样的系统通常还包括一个或更多个安全设备，例如保护杆、压杆、限位开关等，如果操作者即将与相应的安全设备接触，则安全设备就干涉工作设备的操作或者甚至使工作设备的行进的方向反向。然而，当工作设备在紧邻与工作环境相关联的其他设备和/或结构的情况下进行操作时，这样的安全设备容易受到破坏和/或不能操作。例如，与这样的安全设备相关联的相应支架可能因工作设备事实上使安全设备不起作用或不合适而弯曲或破损，以致工作设备的操作在需要、预期或期待的时候却暂停或者以其他方式被干扰。 这样的远程电缆控制的另一个缺点归因于受限制的电缆长度，该受限制的电缆长度迫使操作者一直跟随工作设备以维持至工作设备所必需的距离(proximity)。这样的配置使操作者一直暴露于通常与可能在附近操作的工作设备、其他设备或机器的操作相关联的噪声、废气、振动，等，以及这样的环境中常见的其他污物和不平坦地形。 为了消除上述缺点中的一个或更多个缺点，其他一些人已经实现了具有经由红外线通信协议进行操作的远程控制设备的地面处理机器。这样的无线通信接口提供了经调制的红外线光，该经调制的红外线光在发射单元与接收单元之间进行通信，该发射单元和接收单元与控制设备和工作设备中的其中一个相关联。这样的红外线远程控制系统通常需要在控制设备与工作设备之间的恒定的视觉或视线通信接口(visual or line-of-sightcommunicat1n interface)。如果操作者未能维持视线距离,例如可能万一发生操作者洋脚或者跌倒或者其他结构或设备干扰视线通信，则红外线信号被中断，导致工作设备的操作的暂停。 DE4221793C1披露了一种这样的用于地面压实设备的红外线远程控制并且实现了由操作者携带的控制设备。控制设备不仅传输为工作设备提供功能控制的红外线通信而且以比与红外线控制辐射通信相关联的辐射实际上更低的强度传输短程红外线辐射通信。只有在发射器周围的附近区域中才能接收到足够强度的这种短程辐射。 —旦接收到短程辐射，表示工作设备与控制设备距离很近一并且因此操作者、与工作设备相关联的接收单元抑制由控制辐射的接收引起的电信号的产生，从而在出现这样的距离的情况下暂停工作设备的操作。即，如果工作设备位于控制辐射的接收范围之内但位于短程辐射通信的范围之外，则DE4221793C1的红外线远程控制系统允许工作设备的操作。如果操作者与工作设备之间的距离小于预定距离，即如果与工作设备相关联的接收单元接收了短程辐射，则暂停工作设备的操作。短程辐射信号提供了无线距离安全设备(wireless proximity safety device),其目的类似于如上所述的物理安全设备。 这样的红外线控制系统的一个缺点在于产生并且维持与经调制的短程红外线通信相关联的信号所需的大量的电力。对与远程控制设备相关联的那部分电力系统的操作支持和那部分电力系统必需的电源，可能加速操作者疲劳并且限制系统的在电源的再充电或更换之间的操作时长。此外，与红外线无线通信的发射器或接收器的任一操作相关联的电池电力不足的发生可能导致在工作设备和/或控制系统的操作中的有害中断。 DE4139041A1描述了一种远程控制设备，该远程控制设备能够作为有线系统和无线系统两者来都操作。探测器确定信号传输电缆是否连接至设备，并且输出相应的信号，以将设备在硬连线操作系统与无线操作系统之间进行切换。在有线连接操作中，通过将发射器连接至接收器的电缆来传输控制信号。另外，电缆用于为发射器提供电力。这样的系统易受到上面讨论的关于对工作设备的不连续的有线或无线控制的缺点中的一个或更多个缺点的影响。 美国专利第5，450，068号与第6，997，648号披露了克服了一个或更多个上面所讨论的缺点的用于远程控制地面处理设备的操作的远程控制系统，这两个专利的公开都归功于本 申请人:的商业成就并且合并到本申请中的。美国专利第6，997，648号披露了一种包括发射器单元的远程控制设备，该发射器单元可以由用户激励并且用于传输以电磁辐射形式的控制信号。接收器单元布置在工作设备上并且将以电子控制命令形式的所接收控制信号输出至工作设备的控制单元。 在工作设备操作期间，发射器单元可以经由用于从那里供给电力的电缆连接至布置在工作设备上的外部电源。这样的配置允许对控制系统进行长操作时间段的可靠操作，而无需妥协来达成在高传输功率下有效传输控制信号。然而，应当相信，存在以不会对操作者或其他人员安全产生不利影响并且能较好地适应与操作环境相关联的干扰的方式来改进远程操作者控制与工作设备之间的有效且可靠的无线通信的空间。
技术实现思路
本专利技术提出了克服了上面所讨论的一个或更多个缺点的用于对地面工作设备或机器的操作进行远程控制的系统及方法。本专利技术的一个方面披露了一种系统，该系统包括与地面处理机器进行无线通信的手持式设备。该系统包括在手持式设备与地面处理设备之间建立的全向长程频率(例如，无线电频率)和更多定向信号频率(例如，红外线频率)无线通信。经由无线电频率通信将与机器的操作相关联的指令从手持式设备传达至机器。利用红外线无线通信的状态来评估从地面工作设备到操作者以及操作环境的距离，使得在需要时能够中断该设备的根据操作指令的操作。 本专利技术的另一个方面披露了一种用于对地面压实设备的远程操作进行控制的系统。该系统包括与地面压实设备进行远程通信的手持式设备。第一发射器和第一接收器在手持式设备与地面压实设备之间提供全向长程频率(例如，无线电波长)无线通信。无线电波长无线通信根据与手持式设备相关联的用户所提供的指令将操作控制命令传达至地面压实设备。该系统包括第二发射器和第二接收器，该第二发射器和第二接收器在手持式设备与地面压实设备之间提供视线信号(例如，红外线波长信号)无线通信，使得根据经由无线电波长无线通信接收的指令的地面压实设备的操作能够随着红外线波长无线通信的状态的函数而暂停本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于控制地面压实设备的远程操作的系统，所述系统包括：手持式设备，所述手持式设备与所述地面压实设备进行远程通信；第一发射器和第一接收器，所述第一发射器和所述第一接收器在所述手持式设备与所述地面压实设备之间提供无线电波长无线通信，所述无线电波长无线通信根据与所述手持式设备相关联的用户所提供的指令将操作控制命令传达至所述地面压实设备；以及第二发射器和第二接收器，所述第二发射器和所述第二接收器在所述手持式设备与所述地面压实设备之间提供红外线波长无线通信，使得根据经由所述无线电波长无线通信接收的指令的所述地面压实设备的操作能够随着所述红外线波长无线通信的状态的函数而暂停。

【技术特征摘要】
2013.08.26 US 13/975,6771.一种用于控制地面压实设备的远程操作的系统，所述系统包括: 手持式设备，所述手持式设备与所述地面压实设备进行远程通信； 第一发射器和第一接收器，所述第一发射器和所述第一接收器在所述手持式设备与所述地面压实设备之间提供无线电波长无线通信，所述无线电波长无线通信根据与所述手持式设备相关联的用户所提供的指令将操作控制命令传达至所述地面压实设备；以及 第二发射器和第二接收器，所述第二发射器和所述第二接收器在所述手持式设备与所述地面压实设备之间提供红外线波长无线通信，使得根据经由所述无线电波长无线通信接收的指令的所述地面压实设备的操作能够随着所述红外线波长无线通信的状态的函数而暂停。2.根据权利要求1所述的系统，还包括控制器，所述控制器配置成评估所述红外线波长无线通信的状态，并且如果所述红外线波长无线通信中断了预定量的时间，则根据经由所述无线电波长无线通信接收的指令来暂停所述地面压实设备的操作。3.根据权利要求2所述的系统，其中，所述预定量的时间是大约10秒、大约5秒、大约3秒或大约I秒中的一个。4.根据权利要求1所述的系统，其中，所述红外线波长无线通信包括:限定所述手持式设备相对于所述地面压实设备的最近距离的短程辐射信号；以及限定所述手持式设备相对于所述地面压实设备的最远通信距离的长程辐射信号。5.根据权利要求1所述的系统，其中，所述操作控制命令包括发动机操作速度命令、地面压实设备行进速度命令、地面压实设备的行进方向命令、转向指令命令以及压实激励器的操作命令。6.根据权利要求1所述的系统，还包括在所述手持式设备中所包含的电源。7.根据权利要求6所述的系统，其中，所述电源能够通过所述地面压实设备的电源进行再充电。8.—种地面压实系统,包括: 地面处理设备； 手持式控制器，所述手持式控制器配置成通过第一无线通信接口和第二无线通信接口两者与所述地面处理设备进行无线通信； 所述第一无线通信接口配置成在所述手持式控制器与所述地面处理设备之间传达全向长程频率信号，所述全向长程频率信号操纵与所述地面处理设备的使用相关联的操作功能；以及 所述第二无线通信接口配置成以不同频率并且在与经由所述全向长程频率信号的通信相关联的范围内在所述手持式控制器与所述地面处理设备之间传达信号，以允许所述地面处理设备的根据经由所述第一无线通信接口接收的指令的操作。9.根据权利要求8所述的地面压实系统，还包括:与所述第二无线通信接口相关联的阈值，其中，所述阈值限定当在所述手持式控制...

【专利技术属性】
技术研发人员：大卫·J·舒伦贝格，
申请(专利权)人：威克纽森产品美国有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US