与移动式工作机有关的检测器设备制造技术

本发明专利技术涉及用于确定移动式工作机的至少两个结构部件的相互位置或相互运动状态的检测器设备和方法。所述设备包括检测器，该检测器能够被配置成：确定至少一个测量方向上的针对每个测量方向的至少两个不同的测量变量以便至少确定结构部件具体位置或运动状态信息。所述设备还包括数据处理装置，该数据处理装置用于接收描述测量变量的测量信号以及用于基于结构部件具体位置或运动状态信息来确定结构部件的相互位置或相互运动状态。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
技术介绍
本专利技术涉及与移动式工作机有关的检测器设备。本专利技术还涉及确定移动式工作机的至少两个结构部件的相互位置或相互运动状态的方法。确定例如林务工作单元的移动式工作机的结构部件的绝对位置或相对位置例如对于控制机器、提高操作者的工作工效、确保安全和有效工作以及管理机器所经受的力是必要的。已知用于确定结构部件的位置的各种解决方案。例如，这些解决方案通常基于接触和/或机械连接，例如借助于要直接安装在接头处的旋转角度传感器(例如旋转变压器)进行对两个结构部件之间的铰接角度测量，或者替代地，例如借助于旋转变压器或电位计进行对控制旋转接头的线性执行器的线性运动的位置的测量。然而，所有已知的解决方案呈现出下述问题：所述问题通常由所使用的测量方法和设备以及林务工作单元的操作方式和操作条件和/或其兼容性引起。林务工作单元例如用在变化的、通常倾斜且粗糙的地形中，它们经受例如树枝、树干和树桩的机械冲击以及各种振动，布置在其上的吊杆和负载向机器施加力和应变。另外，环境条件(例如外部温度的巨大变化以及湿度和杂质)可能会损害特别是与林务机器的结构或机器的控制电子设备相连地布置的传感器。通过使用不同的常规倾斜检测器进行的角位置确定呈现各种问题。基于加速度传感器的检测器具有的问题是在传感器处指示的除了重力加速度之外的其他加速度引起角值失真。因此，通常需要对信号进行大量滤波以减少这些失真，这转而使经滤波的信号对角度的改变响应较慢。例如，基于检测角速度的检测器，例如陀螺仪测量设备，转而检测角度的变化率而不是相对于由重力矢量引起的加速度的方向的绝对位置。因此，在使用期间，由测量和测量装置的非理想性引起的误差在基于角速度的角位置确定中累积。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供新颖且改进的检测器设备和方法，所述检测器设备和方法用于确定移动式工作机的至少两个结构部件的相互位置或相互运动状态。根据本专利技术的解决方案的特征在于独立权利要求中所公开的内容。本说明书中所阐述的解决方案公开了一种检测器设备，所述检测器设备用于确定移动式工作机的至少两个结构部件的相互位置或相互运动状态，所述结构部件能够相对于彼此至少沿一个旋转方向旋转。该检测器设备至少包括检测器和数据处理装置。这些检测器可以布置在每个所述结构部件中并且用于确定至少一个测量方向上的针对每个测量方向的至少两个不同的测量变量，即，第一测量变量和第二测量变量，所述测量变量使得至少能够相对于至少一个预定角度基准确定关于该结构部件的结构部件具体位置或运动状态信息。数据处理装置转而可以接收由所述检测器发送的、描述第一测量变量和第二测量变量的第一测量信号和第二测量信号，以及基于第一测量信号和第二测量信号来确定关于每个结构部件的结构部件具体位置或运动状态信息。此外，数据处理装置可以基于此结构部件具体位置或运动状态信息来确定所述结构部件的至少相互位置或相互运动状态。在本说明书中所阐述的第二解决方案中，确定移动式工作机的能够相对于彼此至少沿一个旋转方向旋转的至少两个结构部件的相互位置或相互运动状态的方法包括至少下述步骤。借助于检测器确定至少一个测量方向上的针对每个测量方向的至少两个不同的测量变量，即，第一测量变量和第二测量变量，所述测量变量使得至少能够相对于至少一个预定角度基准确定关于所述结构部件的结构部件具体位置或运动状态信息。在数据处理装置处接收由所述检测器发送的、描述第一测量变量和第二测量变量的第一测量信号和第二测量信号。基于第一测量信号和第二测量信号来确定每条结构部件具体位置或运动状态信息，以及基于该结构部件具体位置或运动状态信息来至少确定结构部件的相互位置或相互运动状态。在第三解决方案中，例如林务工作单元的移动式工作机包括所公开的检测器设备中的一个检测器设备。本解决方案的基本构思为：沿每个测量方向、借助于至少两个不同的测量变量至少确定关于两个结构部件的结构部件具体位置或运动状态信息。本解决方案的优点例如在于：这样的检测器设备和方法至少使得能够生成较精确、较可靠且较迅速响应的关于两个结构部件的相互位置或运动状态信息。该方案的其他优点结合详细描述进行公开。所公开的实施方式的基本构思为：针对每个测量方向和每个结构部件，所述测量变量包括下述变量中的至少两者：加速度、角速度和角加速度。所公开的实施方式的基本构思为：针对每个测量方向和每个结构部件，所述检测器至少包括加速度传感器或测斜仪以及角速度传感器或角加速度传感器。所公开的实施方式的基本构思为：针对每个测量方向和每个结构部件，所述检测器包括至少确定与由于重力矢量引起的加速度的方向垂直的方向例如罗经点或磁场的检测器。所公开的实施方式的基本构思为：数据处理装置被配置成至少确定关于两个结构部件的经改进的结构部件具体位置或运动状态信息，使得分别基于第一测量变量和第二测量变量来确定关于结构部件的位置或运动状态信息，并且使得通过使用基于第二测量变量确定的相应的位置或运动状态信息作为基准信息来校正基于第一测量变量确定的位置或运动状态信息中的测量误差。所公开的实施方式的基本构思为：数据处理装置被配置成基于经改进的结构部件具体位置或运动状态信息来至少确定关于两个结构部件的经改进的相互位置或运动状态信息。所公开的实施方式的基本构思为：相互位置或相互运动状态包括下述信息中的至少一条：关于结构部件的位置的绝对差的信息；关于使结构部件互连的至少一个连接结构的至少一个铰接角度的信息；关于结构部件的位置的绝对差的角速度或其导出变量的信息；关于使结构部件互连的至少一个连接结构的至少一个铰接角度的角速度或其导出变量的信息；或者关于包括至少一个连接部件的执行器或结构部件的位置或运动状态的信息。所公开的实施方式的基本构思为：预定角度基准为下述中之一：由于重力矢量引起的加速度；与由于重力矢量引起的加速度的方向垂直的方向，例如罗经点；或地球磁场。所公开的实施方式的基本构思为：结构部件包括移动式工作机的至少两个机架部件，并且这些结构部件的相互位置至少包括铰接角度信息。所公开的实施方式的基本构思为：结构部件包括移动式工作机的至少一个吊杆部段或所述移动式工作机的控制舱。所公开的实施方式的基本构思为：数据处理装置被配置成：当所确定的结构部件的相互位置或相互运动状态超过预定限制值或低于所述预定限制值时，生成指示稳定性警报的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种检测器设备，所述检测器设备用于确定移动式工作机的至少两个结构部件的相互位置或相互运动状态，所述结构部件能够相对于彼此至少沿一个旋转方向旋转，其特征在于，所述检测器设备包括：检测器，所述检测器能够被布置在每个所述结构部件中，并且所述检测器能够被配置成：确定至少一个测量方向上的针对每个测量方向的至少两个不同的测量变量，即，第一测量变量和第二测量变量，所述测量变量使得至少能够相对于至少一个预定角度基准确定关于所述结构部件的结构部件具体位置或运动状态信息，以及数据处理装置，所述数据处理装置用于接收由所述检测器发送的、描述所述第一测量变量和所述第二测量变量的第一测量信号和第二测量信号，并且用于基于所述第一测量信号和所述第二测量信号来确定每条所述结构部件具体位置或运动状态信息，以及用于基于所述结构部件具体位置或运动状态信息来至少确定所述结构部件的所述相互位置或相互运动状态。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.08.29 FI 201258931.一种检测器设备，所述检测器设备用于确定移动式工作机的至少
两个结构部件的相互位置或相互运动状态，所述结构部件能够相对于彼
此至少沿一个旋转方向旋转，其特征在于，所述检测器设备包括：
检测器，所述检测器能够被布置在每个所述结构部件中，并且所述
检测器能够被配置成：确定至少一个测量方向上的针对每个测量方向的
至少两个不同的测量变量，即，第一测量变量和第二测量变量，所述测
量变量使得至少能够相对于至少一个预定角度基准确定关于所述结构
部件的结构部件具体位置或运动状态信息，以及
数据处理装置，所述数据处理装置用于接收由所述检测器发送的、
描述所述第一测量变量和所述第二测量变量的第一测量信号和第二测
量信号，并且用于基于所述第一测量信号和所述第二测量信号来确定每
条所述结构部件具体位置或运动状态信息，以及用于基于所述结构部件
具体位置或运动状态信息来至少确定所述结构部件的所述相互位置或
相互运动状态。
2.根据权利要求1所述的检测器设备，其特征在于，针对每个测
量方向和每个所述结构部件，所述测量变量包括下述变量中的至少两
者：加速度、角速度和角加速度。
3.根据权利要求1或2所述的检测器设备，其特征在于，针对每
个测量方向和每个所述结构部件，所述检测器至少包括加速度传感器或
测斜仪以及角速度传感器或角加速度传感器。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的检测器设备，其特征在于，
针对每个测量方向和每个所述结构部件，所述检测器包括至少确定与由
于重力矢量引起的加速度的方向垂直的方向或磁场的检测器。
5.根据前述权利要求中任一项所述的检测器设备，其特征在于，
所述数据处理装置被配置成至少确定关于所述两个结构部件的经改进
的结构部件具体位置或运动状态信息，使得分别基于所述第一测量变量
和所述第二测量变量来确定关于所述结构部件的位置或运动状态信息，
并且使得通过使用基于所述第二测量变量确定的相应的位置或运动状
态信息作为基准信息来校正基于所述第一测量变量确定的位置或运动

\t状态信息中的测量误差。
6.根据权利要求5所述的检测器设备，其特征在于，所述数据处
理装置被配置成：基于所述经改进的结构部件具体位置或运动状态信
息，至少确定关于两个结构部件的经改进的相互位置或运动状态信息。
7.根据前述权利要求中任一项所述的检测器设备，其特征在于，
所述相互位置或相互运动状态包括下述信息中的至少一条：关于所述结
构部件的位置的绝对差的信息；关于使所述结构部件互连的至少一个连
接结构的至少一个铰接角度的信息；关于所述结构部件的位置的所述绝
对差的角速度或其导出变量的信息；关于使所述结构部件互连的至少一
个连接结构的至少一个铰接角度的角速度或其导出变量的信息；或者关
于包括至少一个所述连接部件的执行器或结构部件的位...

【专利技术属性】
技术研发人员：尤哈·因伯格，阿列克西·基维，
申请(专利权)人：蓬塞有限公司，
类型：发明
国别省市：芬兰;FI