绳索挖掘机的回转自动化制造技术

本发明专利技术涉及一种绳索挖掘机的回转自动化。在挖掘操作期间，操作者控制绳索挖掘机向铲斗中装载物料。控制器经由操作者输入或者传感器数据来接收用于铲斗和在其中的倾卸物料的料斗的方位数据。控制器然后计算用于铲斗行驶到料斗上的方位以倾卸铲斗中的内容物的理想路径。在一些实施例中，控制器输出操作者反馈，以帮助操作者沿理想路径行驶到料斗。在一些实施例中，控制器限制铲斗动作，使得操作者不可以偏离理想路径超出某一限度。在一些实施例中，控制器自动控制铲斗到达料斗的运动。

Rotary automation of rope excavator

The invention relates to a rotary automation of a rope excavator. During excavation, the operator controls the rope excavator to load material into the bucket. The controller receives the azimuth data for the bucket and the hopper of the dumped material through the operator input or sensor data. The controller then calculates the desired path for the bucket to travel to the hopper to dump the contents in the bucket. In some embodiments, the controller outputs an operator feedback to assist the operator in traveling to the hopper along the desired path. In some embodiments, the controller restricts bucket action so that the operator cannot deviate from the ideal path beyond a certain limit. In some embodiments, the controller automatically controls the movement of the bucket to the hopper.

【技术实现步骤摘要】
绳索挖掘机的回转自动化本申请是分案申请，原案申请的申请号为201210188889.1，申请日为2012年4月13日。本申请要求2011年4月14日提交的美国临时申请61/475,474的优先权，在此其全部内容通过引用并入。
技术介绍
本专利技术涉及使用绳索挖掘机进行的物料移动。
技术实现思路
本专利技术的实施例提供了一种用于绳索挖掘机的回转至料斗动作(swing-to-hoppermotion)的各种程度的自动化的系统以及方法。在挖掘操作期间，操作者控制绳索挖掘机向铲斗中装载物料。控制器，或者经由操作者输入或者传感器数据，而接收铲斗的方位数据以及在其中倾卸铲斗中的物料的料斗的方位数据。然后控制器计算铲斗行驶到料斗上的方位以便倾卸铲斗中的内容物的理想路径。在一些实施例中，控制器输出操作者反馈来帮助操作者沿理想路径行驶至料斗。在一些实施例中，控制器限制铲斗动作，使得操作者不可以偏离理想路径超出某一限度。在一些实施例中，控制器自动控制铲斗到达料斗的移动。本专利技术的实施例也适用于帮助铲斗从料斗回转回挖掘位置的卷曲(tuck)方位。在一个实施例中，提供了一种包括自动回转系统的绳索挖掘机。绳索挖掘机包本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种包含自动回转系统的挖掘机，该挖掘机包括：铲斗，所述铲斗被操作用于挖掘和倾卸物料，并且经由一个或多个马达的操作来定位；和控制器，所述控制器被配置成：接收操作者控制，该操作者控制与利用所述一个或多个马达的铲斗的控制移动有关，接收倾卸位置信息，该倾卸位置信息指示所述铲斗的对应于所述铲斗倾卸其中的物料的倾卸位置的期望位置，接收指示所述一个或多个马达的作业限度的信息，接收铲斗数据，该铲斗数据与铲斗位置、铲斗移动和铲斗状态的至少之一相关，所述铲斗数据包括所述一个或多个马达的参数，根据所述倾卸位置信息和铲斗位置、铲斗移动和铲斗状态的至少之一，计算理想回转路径，基于所计算的理想回转路径和所述作业限度，计算...

【技术特征摘要】
2011.04.14 US 61/475,4741.一种包含自动回转系统的挖掘机，该挖掘机包括：铲斗，所述铲斗被操作用于挖掘和倾卸物料，并且经由一个或多个马达的操作来定位；和控制器，所述控制器被配置成：接收操作者控制，该操作者控制与利用所述一个或多个马达的铲斗的控制移动有关，接收倾卸位置信息，该倾卸位置信息指示所述铲斗的对应于所述铲斗倾卸其中的物料的倾卸位置的期望位置，接收指示所述一个或多个马达的作业限度的信息，接收铲斗数据，该铲斗数据与铲斗位置、铲斗移动和铲斗状态的至少之一相关，所述铲斗数据包括所述一个或多个马达的参数，根据所述倾卸位置信息和铲斗位置、铲斗移动和铲斗状态的至少之一，计算理想回转路径，基于所计算的理想回转路径和所述作业限度，计算理想提升路径和理想推压路径，生成用于所述理想提升路径和所述理想推压路径的边界，把所述铲斗数据与所述边界比较，并且当所述铲斗数据指示所述铲斗在所述边界处或所述边界之外时，调节所述操作者控制以维持所述铲斗在所述边界之内。2.根据权利要求1所述的挖掘机，所述一个或多个马达回转马达、提升马达和推压马达中的一个或多个。3.根据权利要求1所述的挖掘机，所述控制器还被配置用于接收来自操作者的回转激进程度，其中，基于所述回转激进程度计算所述理想回转路径。4.根据权利要求1所述的挖掘机，其中，所述铲斗数据还包括所述一个或多个马达的的当前方位。5.根据权利要求1所述的挖掘机，其中，从全球定位卫星(GPS)数据和存储了先前的操作者控制倾卸的位置的存储器之一中接收所述倾卸位置信息。6.根据权利要求1所述的挖掘机，所述控制器还被配置用于向操作者提供相对于所述倾卸位置信息的所述铲斗数据的音频、视觉和触觉反馈中的至少一个。7.根据权利要求1所述的挖掘机，其中，所述边界是斜坡函数、恒定窗口和多项式曲线之一。8.根据权利要求1所述的挖掘机，所述控制器还被配置用于：接收指示出至少三种回转自动化模式之一的操作者模式选择，和控制所述挖掘机按照选择的回转自动化模式来操作。9.根据权利要求8所述的挖掘机，其中所述至少三种操作模式包括以下模式中的至少三种：非回转自动化模式、轨迹反馈模式、教导模式、动作限制模式、和全自动化模式。10.根据权利要求8所述的挖掘机，其中，所述控制器还被配置用于接收指示出至少一个设备故障的系统信息，并且根据所接收的系统信息控制所述挖掘机以不同的回转自动化模式来操作。11.根据权利要求1所述的挖掘机，其中，所述控制器还被配置用于根据所述理想回转路径、所述理想提升路径和所述理想推压路径生成控制所述一个或多个马达的控制信号。12.根据权利要求11所述的挖掘机，还包括料斗对准系统，所述料斗对准系统包括照相机和激光扫描仪的至少一个，所述料斗对准系统被配置用于：确定何时所述铲斗在所述倾卸位置的预定范围以内，控制所述铲斗以使所述铲斗对准所述倾卸位置。13.一种生成挖掘机的理想路径的方法，所述挖掘机包括一个或多个马达和铲斗，所述铲斗被操作用于挖掘和倾卸物料，并且所述铲斗经由所述一个或多个马达的操作来定位，所述方法包括：接收操作者控制，该操作者控制与利用所述一个或多个马达的铲斗的控制移动有关，接收倾卸位置信息，该倾卸位置信息指示所述铲斗的对应于所述铲斗倾卸其中的物料的倾卸位置的期望位置，接收指示所述一个或多个马达的作业限度的信息，接收铲斗数据，该铲斗数据与铲斗位置、铲斗移动和铲斗状态的至少之一相关，所述铲斗数据包括所述一个或多个马达的参数，根据所述倾卸位置信息和铲斗位置、铲斗移动和铲斗状态的至少之一，计算理想回转路径，基于所计算的理想回转路径和所述作业限度，计算理想提升路径和理想推压路径，生成用于所述理想提升路径和所述理想推压路径的边界，把所述铲斗数据与所述边界比较，并且当所述铲斗数据指示所述铲斗在所述边界处或所述边界之外时，调节所述操作者控制以维持所述铲斗在所述边界之内。14.根据权利要求13所述的方法，还包括接收来自操作者的回转激进程度，其中，基于所述回转激进程度计算所述理想回转路径。15.根据权利要求13所述的方法，其中从全球定位卫星(GPS)数据和存储了先前操作者控制倾卸的位置的存储器之一中接收所述倾卸位置信息。16.根据权利要求13所述的方法，还包括向操作者提供相对于所述倾卸位置信息的所述铲斗数据的音频、视觉和触觉反馈中的至少一个。17.根据权利要求16所述的方法，还包括图示所述倾卸位置信息和铲斗数据。18.根据权利要求13所述的方法，其中所述边界是斜坡函数、恒定窗口和多项式曲线之一。19.根据权利要求13所述的方法，还包括：接收指示出至少三种回转自动化模式之一的操作者模式选择，和控制所述挖掘机按照所选择的回转自动化模式来操作。20.根据权利要求19所述的方法，其中，所述至少三种操作模式包括以下模式中的至少三种：非回转自动化模式、轨迹反馈模式、教导模式、动作限制模式和全自动化模式。21.根据权利要求20所述的方法，还包括：接收指示出至少一个设备故障的系统信息，并且控制所述挖掘机以不同的回转自动化模式进行操作。22.根据权利要求13所述的方法，还包括根据所述理想回转路径、所述理想提升路径和所述理想推压路径生成控制所述一个或多个马达的控制信号。23.一种挖掘机，包括：提升马达；推压马达；回转马达；铲斗，所述铲斗被操作用于挖掘和倾卸物料，并且经由所述提升马达、推压马达和回转马达的操作来定位；和显示器；和处理器，所述控制器耦合到所述显示器并且被配置成用于：确定所述铲斗的当前提升方位、所述铲斗的当前推压方位和所述铲斗的当前回转方位，确定所述铲斗的理想提升方位、所述铲斗的理想推压方位和所述铲斗的理想回转方位，以及在所述显示器上提供操作者反馈，所述操作者反馈包括所述当前提升方位、所述当前推压方位、所述当前回转方位、所述理想提升方位、所述理想推压方位和所述理想回转方位。24.根据权利要求23所述的挖掘机，其中，为了提供操作者反馈，所述显示器在第一窗口画出所述当前提升方位和所述理想提升方位，在第二窗口画出所述当前推压方位和所述理想推压方位，并且在第三窗口画出所述当前回转方位和所述理想回转方位。25.根据权利要求23所述的挖掘机，其中，连同所述当前提升方位、所述当前推压方位、所述当前回转方位、所述理想提升方位、所述理想推压方位和所述理想回转方位，所述显示器还画出铲斗的先前提升方位、先前推压方位和先前回转方位。26.根据权利要求25所述的挖掘机，其中，所述先前提升方位、先前推压方位和先前回转方位按时间刻度显示。27.根据权利要求23所述的挖掘机，其中，所述显示器还包括推压-提升窗口，该推压-提升窗口画出提升的理想方位、推压的理想方位和推压-提升点，该推压-提升点指示提升的当前方位和推压的当前方位。28.根据权利要求27所述的挖掘机，其中，所述推压-提升窗口包括四象限x-y轴图，其中所述提升的理想方位被示为第一轴，所述推压的理想方位被示为第二轴，并且所述推压-提升点被画在所述四象限x-y轴图。29.根据权利要求27所述的挖掘机，所述显示器还包括方位弧，所述方位弧包括表示理想回转方位的区域和表示当前回转方位的回转点。30.根据权利要求23所述的挖掘机，所述显示器还包括指示用于指出由下述组成的组中选择的至少一个的关系的评估：当前提升方位与理想提升方位，当前推压方位与理想推压方位，和当前回转方位与理想回转方位。31.根据权利要求23所述的挖掘机，所述显示器是从发光二极管、抬头显示器和设备上的显示屏中选择的至少一个。32.根据权利要求23所述的挖掘机，所述显示器还包括至少一个测量仪器，该至少一个测量仪器指示下述的至少一个：提升的当前方位和提升的理想方位，推压的当前方位和推压的理想方位，回转的当前方位和回转的理想方位。33.一种为挖掘机的铲斗产生操作者反馈显示的方法，包括：经由提升马达、推压马达和回转马达的操作控制所述铲斗的移动；利用处理器确定所述铲斗的理想提升方位、所述铲斗的理想推压方位和所述铲斗的理想回转方位；利用所述处理器确定所述铲斗的当前提升方位、所述铲斗的当前推压方位和所述铲斗的当前回转方位，利用所述处理器在所述显示器上提供操作者反馈，所述操作者反馈包括所述当前提升方位、所述当前推压方位、所述当前回转方位、所述理想提升方位、所述理想推压方位和所述理想回转方位。34.根据权利要求33所述的方法，其中，在第一窗口画出所述当前提升方位和所述理想提升方位，在第二窗口画出所述当前推压方位和所述理想推压方位，并且在第三窗口画出所述当前回转方位和所述理想回转方位。35.根据权利要求33所述的方法，其中，连同所述当前提升方位、所述当前推压方位、所述当前回转方位、所述理想提升方位、所述理想推压方位和所述理想回转方位，在所述显示器上显示所述铲斗的先前提升方位、先前推压方位和先前回转方位。36.根据权利要求35所述的方法，其中，所述先前提升方位、先前推压方位和先前回转方位按时间刻度显示。37.根据权利要求35所述的方法，其中，提供操作者反馈包括显示推压-提升窗口，该推压-提升窗口画出提升的理想方位、推压的理想方位和推压-提升点，该推压-提升点指示提升的当前方位和推压的当前方位。38.根据权利要求37所述的方法，其中，所述推压-提升窗口包括四象限x-y轴图，其中所述提升的理想方位被示为第一轴，所述推压的理想方位被示为第二轴，并且所述推压-提升点被画在所述四象限x-y轴图。39.根据权利要求37所述的方法，提供操作者反馈包括显示方位弧，所述方位弧包括表示理想回转方位的区域和表示当前回转方位的回转点。40.根据权利要求33所述的方法，还包括在所述显示器生成指示用于指出由下述组成的组中选择的至少一个的关系的评估：当前提升方位与理想提升方位，当前推压方位与理想推压方位，和当前回转方位与理想回转方位。41.根据权利要求33所述的方法，所述显示器是从发光二极管、抬头显示器和设备上的显示屏中选择的至少一个。42.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：韦斯利·P·泰勒，迈克·J·林斯特罗斯，
申请(专利权)人：哈尼施费格尔技术公司，
类型：发明
国别省市：美国,US