用于确定竖直位置的方法和电子控制单元技术

本公开涉及一种使用包括工具(14)的工程机械(10)来确定地面部(40)的至少一个点的竖直位置的方法。工程机械(10)还包括适于确定工具(14)的至少竖直位置的位置确定装置(32)以及适于确定施加到工具(14)的力的力确定装置(28)。该方法包括：‑使用力确定装置(28)确定表示地面部(40)和工具(14)之间的接触力的接触力值；‑确定接触力值是否在预定的接触力值范围内，以及‑如果确定接触力值在预定的接触力值范围内，则使用位置确定装置(32)来确定工具(14)的与地面部(40)接触的部分的至少竖直位置。

A method for determining the vertical position and an electronic control unit

The present disclosure relates to a method of using an engineering machinery (10) including a tool (14) to determine the vertical position of at least one point of the ground face (40). The construction machinery (10) also includes a position determining device (32) suitable for determining at least a vertical position of the tool (14), and a force determining device (28) suitable for determining the force applied to the tool (14). The method includes: determining means (28) to determine the use of force said face (40) and (14) the contact force between the value of the; determining the contact force value is in contact with a predetermined force range, and to determine if the contact force in the contact force of a predetermined value range then, using the position determining device (32) to determine the tool (14) and face (40) at least part of the vertical position of contact.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于确定竖直位置的方法和电子控制单元
本公开涉及一种使用包括工具的工程机械来确定地面部(groundportion)的至少一个点的竖直位置的方法。此外，本公开涉及一种使用包括工具的工程机械来整平地面区域(groundarea)的方法。此外，本公开涉及一种用于确定由工程机械的工具从材料主体移除的材料实体的体积的方法。此外，本公开还涉及以下项中的每一个：计算机程序、计算机可读介质、电子控制单元、工程机械控制系统和工程机械。
技术介绍
在使用工程机械进行地面修整操作、例如整平操作或诸如挖掘的材料移除操作时，可能希望获得关于已被修整或将要被修整的地面部的位置的信息。为此，US5,996,702提出了一种用于操作工程机械工具的方法，其中，确定该工程机械工具的至少一部分的位置并将其用于估计工程机械工具操作的最终结果。然而，仍希望改进US5,996,702中提出的该方法。
技术实现思路
本公开的目的是提供一种用于获得关于地面部的位置的信息的可靠和/或通用的方法。上述目的通过根据权利要求1所述的方法来实现。这样，本公开涉及一种使用包括工具的工程机械来确定地面部的至少一个点的竖直位置的方法。该工程机械还包括适于确定工具的至少竖直位置的位置确定装置和适于确定施加到工具的力的力确定装置。该方法包括：-使用力确定装置来确定表示所述地面部和工具之间的接触力的接触力值；-确定该接触力值是否在预定的接触力值范围内，以及-如果该确定接触力值在所述预定的接触力值范围内，则使用位置确定装置来确定工具的与所述地面部接触的部分的至少竖直位置。上述方法意味着一种确定工具的至少一部分是否与所述地面部接触的可靠方式。这继而意味着可以获得关于地面部位置的可靠信息。如本文所使用的，表述“范围”旨在涵盖封闭范围及开放范围。例如，开放范围可以具有其绝对值为无穷大的端点，导致上述确定接触力值是否在预定的接触力值范围内的特征相当于确定接触力值的绝对值是否等于或大于预定的接触力值阈值的特征。可选地，该工程机械包括用于移动所述工具的装置，该方法还包括：-移动所述工具，直到接触力值在所述预定的接触力值范围内。上述特征意味着一种获得期望的接触力值的适当方式。可选地，该工程机械包括用于沿至少竖直方向移动所述工具的装置。可选地，所述预定的接触力值范围的端点表示所述工具的重量。可选地，该工程机械包括工具负载传感器，并且其中，确定接触力值的特征包括使用该工具负载传感器。为了其它目的，例如为了确定工具中的负载的重量，该工程机械可以配备有工具负载传感器。这样，工具负载传感器的使用意味着可以执行根据本公开的方法而不必为工程机械提供其唯一目的是确定地面部和工具之间的接触力的、额外的传感器。可选地，该方法进一步包括将所述竖直位置传输到数据接收器。可选地，该方法进一步包括：-确定所述工具的一部分的水平位置，并将该水平位置传输到数据接收器。可选地，该方法进一步包括：-使用全球导航卫星系统和/或全站仪来确定所述水平位置。可选地，所述工具包括适于接收材料的材料接收部和适于不接收材料的周围部(surroundingportion)，确定接触力值的特征包括确定表示所述地面部与工具的所述周围部的一部分之间的接触力的接触力值。本公开的第二方面涉及一种使用包括工具的工程机械来整平地面区域的方法。该方法包括：-将所述工具的预定部分施加到所述地面部，从而对所述地面部整平，和-使用根据本公开的第一方面的方法来确定地面部的至少一个点的竖直位置。本公开的第二方面意味着一种确定被整平的地面部的至少竖直位置的适当方式。例如，该至少竖直位置可以使用与已经用于整平过程的相同器具(即工具)来确定。本公开的第三方面涉及一种用于确定由工程机械的工具从材料主体移除的材料实体的体积的方法，该方法包括：-首先使用根据本公开内容的第一方面的方法来确定地面部的至少一个点的竖直位置，然后：-使用所述工具从材料主体中移除材料实体，该材料实体包含所述地面部，-确定在所述工具已经移动经过材料主体之后剩余的材料主体表面的至少竖直位置，以及-使用所述地面部的竖直位置和所述材料主体表面的竖直位置来确定所述材料实体的体积。本公开的第三方面意味着一种在材料移除操作开始之前确定地面部的至少竖直位置的适当方式。例如，至少竖直位置可以使用与将用于材料移除过程的相同器具(即工具)来确定。可选地，该方法包括：-首先使用根据本公开的第一方面的方法来确定所述地面部的多个点的竖直位置，从而生成地面部表面的估计。本公开的第四方面涉及一种包括程序代码组件的计算机程序，该程序代码组件用于当程序在计算机上运行时执行本公开的第一、第二或第三方面的计算步骤。本公开的第五方面涉及一种携载有计算机程序的计算机可读介质，该计算机程序包括程序代码组件，该程序代码组件用于当程序产品在计算机上运行时执行本公开的第一、第二或第三方面的计算步骤。本公开的第六方面涉及一种用于包括工具的工程机械的电子控制单元，该工程机械还包括适于确定工具的至少竖直位置的位置确定装置和适于确定施加到工具的力的力确定装置，该电子控制单元适于：-使用力确定装置来确定表示所述地面部与工具之间的接触力的接触力值；-确定接触力值是否在预定的接触力值范围内，以及-如果确定接触力值在预定的接触力值范围内，则使用位置确定装置来确定工具的与所述地面部接触的部分的至少竖直位置。本公开的第七方面涉及一种工程机械控制系统，其包括根据本公开的第六方面的电子控制单元。本公开的第八方面涉及一种工程机械，其包括根据本公开的第七方面的工程机械控制系统。附图说明参照附图，下面是作为例子给出的、对本专利技术的实施例的更详细描述。在附图中：图1是工程机械的示意性侧视图。图2示出了根据本专利技术的第一方面的方法的一个实施例；图3图示了根据本专利技术的第二方面的方法的一个实施例；图4示出了根据本专利技术的第三方面的方法的一个实施例，图5示出了根据本专利技术的第三方面的方法的另一实施例。应当指出的是，附图不一定按比例绘制，而且，为了清楚起见，本专利技术的某些特征的尺寸可能已经被放大。具体实施方式在下文中，将针对例如图1所示的挖掘机形式的工程机械10来描述本专利技术。挖掘机10应看作工程机械的一个例子，其可以包括根据本专利技术的电子控制单元和/或工程机械控制系统，和/或可以为该工程机械实施根据本专利技术的方法。图1的工程机械10包括主体12、工具14、以及将工具14连接到主体12的连接件16。在图1中，连接件16包括悬臂18和杆20，应指出的是，其它工程机械可以包括具有更多或更少部件的连接件。例如，可以设想的是，某些工程机械(例如轮式挖掘机)可以包括枢转地连接到主体的第一悬臂(未示出)、枢转地连接到第一悬臂的第二悬臂(未示出)、以及枢转地链接到第二悬臂的杆。主体12具有在竖直方向V上的竖直延伸。另外，并且如图1所示，主体12还具有在沿着工程机械10的预期行驶方向的纵向维度L上的延伸、以及在与竖直维度V和纵向维度L中的每一个均垂直的横向维度T上的延伸。仅作为示例，且如图1所示，悬臂18可以枢转地连接到主体12，并且可由悬臂致动器22致动，该悬臂致动器22连接到主体12和悬臂18中的每一个。以类似的方式，杆20可以枢转地连接到悬臂18，并且可以由杆致动器24致动，该杆致动器24连接到悬臂18和本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种使用包括工具(14)的工程机械(10)来确定地面部(40)的至少一个点的竖直位置的方法，所述工程机械(10)还包括适于确定所述工具(14)的至少竖直位置的位置确定装置(32)和适于确定施加到所述工具(14)的力的力确定装置(28)，所述方法包括：‑使用所述力确定装置(28)来确定表示所述地面部(40)和所述工具(14)之间的接触力的接触力值；‑确定所述接触力值是否在预定的接触力值范围内；以及‑如果确定所述接触力值在所述预定的接触力值范围内，则使用所述位置确定装置(32)来确定所述工具(14)的与所述地面部(40)接触的部分的至少竖直位置。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种使用包括工具(14)的工程机械(10)来确定地面部(40)的至少一个点的竖直位置的方法，所述工程机械(10)还包括适于确定所述工具(14)的至少竖直位置的位置确定装置(32)和适于确定施加到所述工具(14)的力的力确定装置(28)，所述方法包括：-使用所述力确定装置(28)来确定表示所述地面部(40)和所述工具(14)之间的接触力的接触力值；-确定所述接触力值是否在预定的接触力值范围内；以及-如果确定所述接触力值在所述预定的接触力值范围内，则使用所述位置确定装置(32)来确定所述工具(14)的与所述地面部(40)接触的部分的至少竖直位置。2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述工程机械(10)包括用于移动所述工具(14)的装置，所述方法进一步包括：-移动所述工具(14)，直到所述接触力值在所述预定的接触力值范围内。3.根据权利要求1或权利要求2所述的方法，其中，所述工程机械(10)包括用于沿至少竖直方向移动所述工具(14)的装置。4.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其中，所述预定的接触力值范围的端点表示所述工具(14)的重量。5.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其中，所述工程机械(10)包括工具(14)负载传感器，并且其中，确定接触力值的特征包括使用所述工具(14)负载传感器。6.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其中，所述方法进一步包括：-将所述竖直位置传输到数据接收器。7.根据权利要求6所述的方法，其中，所述方法进一步包括：-确定所述工具(14)的一部分的水平位置，并将所述水平位置传输到所述数据接收器。8.根据权利要求7所述的方法，其中，所述方法进一步包括：-使用全球导航卫星系统(34)和/或全站仪来确定所述水平位置。9.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其中，所述工具(14)包括适于接收材料的材料接收部(14')和适于不接收材料的周围部(14”)，所述确定接触力值的特征包括确定表示所述地面部(40)与所述工具(14)的所述周围部(14”)的一部分之间的接触力的接触力值。10.一种使用包括工具(14)的工程机械(10)来整平地面区域的方法，所述方法包括：-将所述工具(1...

【专利技术属性】
技术研发人员：玛格努斯·约翰松，佩尔·比约勒达尔，
申请(专利权)人：科派克系统公司，
类型：发明
国别省市：瑞典,SE