机器的控制系统技术方案

本发明专利技术涉及机器的控制系统，更具体地，是一种用于控制第一物料接合作业器具的操作的系统，其包括第一机器、第二机器、以及控制器。控制器配置为储存器具系统的运动学模型和特点；确定第二机器操作区域，其中，第二机器操作区域由第二机器的物料移动计划来限定；以及确定第一机器的当前姿势。控制器进一步配置为基于第一机器的姿势、器具系统的运动学模型和特点、以及第二机器操作区域来确定第一机器操作区域，其中，第一机器操作区域与第二机器操作区域间隔开；以及生成多个命令信号以便使第一物料接合作业器具在第一机器操作区域内在第一位置与第二位置之间移动。

The control system of the machine

The invention relates to the control system of a machine, and more specifically to a system for controlling the operation of the first material engaging operation utensil, which comprises a first machine, a second machine and a controller. The controller is configured as the kinematic model and characteristics of the storage device system, and the second machine operation area is determined, where the second machine operation area is defined by the material movement plan of the second machine, and the current posture of the first machine is determined. The controller is further configured to machine based on the first position, implement system kinematic model and characteristics, as well as second machine operation area to determine the first machine operation area, wherein the first machine operation area and the second machine operating area generates a plurality of spaced; and the command signal so that the first material bonding operation device is moved between the first machine operation area the first and second positions.

【技术实现步骤摘要】
机器的控制系统
本专利技术大体上涉及控制机器，并且更具体地，涉及一种用于控制邻近第二机器的第一机器的移动的控制系统。
技术介绍
诸如绳索铲车、采矿铲车、以及挖掘机等用于移动物料的大型机器可以在每个物料移动循环移动大量物料。在这种物料移动循环期间，可能沿着不期望的区域倾倒或者转移物料。这种不期望的物料可能通过影响装载、挖掘、或者倾倒操作、或者通过扰乱机器可能沿着其行进的期望路线或者路径而不利地影响物料移动循环的性能。相应地，附加的较小机器可能与较大机器一起操作以移动不期望的物料以便提高较大物料移动机器的效率。彼此靠近的这些机器的操作可能造成机器之间的碰撞风险。此外，由于一些机器的大小，所以可能很难或者不可能迅速地停止机器以避免碰撞。更进一步地，从机器(尤其是大型机器)内看到的可见性可能受到限制，因此进一步增加了碰撞风险。已经研发出系统来在机器周围生成回避区域以便减小碰撞的可能性。美国专利第8,768,583号公开了一种绳索铲车，该绳索铲车具有用于检测靠近绳索铲车的物体的系统。在检测到物体时，系统可以增强对绳索铲车的控制以便缓和可能的碰撞的影响。可以将呈可听的、视觉的、或者触觉的反馈的形式的警报提供给绳索铲车的操作员。前述
技术介绍
的讨论仅仅意在帮助读者。其不意在限制本文所描述的创新，也不意在限制或者扩大所讨论的现有技术。因此，前述讨论不应被认为是表示现有系统的任何特定元件都不适合与本文所描述的创新一起使用，其也不意在表示任何元件对于实施本文所描述的创新必不可少。本文所描述的创新的实施方式和应用是由所附权利要求书来限定。
技术实现思路
在一个方面中，一种用于控制第一物料接合作业器具的操作的系统包括第一机器、第二机器、以及控制器。第一机器包括：器具系统，其具有带有第一物料接合作业器具的连杆组件；以及第一机器姿势传感器，其用于生成指示第一机器的姿势的第一机器姿势信号。第二机器包括：用于推动第二机器的地面接合驱动机构，以及第二物料接合作业器具。控制器配置为储存第一机器的器具系统的运动学模型和特点；确定第二机器操作区域，其中，第二机器操作区域由第二机器的物料移动计划来限定；以及基于第一机器姿势信号来确定第一机器的当前姿势。控制器进一步配置为基于第一机器的当前姿势、器具系统的运动学模型和特点、以及第二机器操作区域来确定第一机器操作区域，其中，第一机器操作区域与第二机器操作区域间隔开；以及生成多个命令信号以便使第一物料接合作业器具在第一机器操作区域内在第一位置与第二位置之间移动。在另一方面中，一种用于控制第一物料接合作业器具的操作的方法包括：提供第一机器，第一机器包括器具系统，其具有带有第一物料接合作业器具的连杆组件；提供第二机器，第二机器包括用于推动第二机器的地面接合驱动机构和第二物料接合作业器具；储存第一机器的器具系统的运动学模型和特点；以及确定第二机器操作区域，其中，第二机器操作区域由第二机器的物料移动计划来限定。方法进一步包括：基于由第一机器姿势传感器生成的第一机器姿势信号来确定第一机器的当前姿势；基于第一机器的当前姿势、器具系统的运动学模型和特点、以及第二机器操作区域来确定第一机器操作区域，其中，第一机器操作区域与第二机器操作区域间隔开；以及生成多个命令信号以便使第一物料接合作业器具在第一机器操作区域内在第一位置与第二位置之间移动。在又另一方面中，一种用于与第二机器一起使用的机器包括器具系统、机器姿势传感器、以及控制器。第二机器包括用于推动第二机器的地面接合驱动机构、以及第二物料接合作业器具，并且第二机器操作区域是由第二机器的物料移动计划限定。机器的器具系统具有包括物料接合作业器具的连杆组件。机器姿势传感器操作用于生成指示机器的姿势的机器姿势信号。控制器配置为储存第一机器的器具系统的运动学模型和特点；基于机器姿势信号来确定机器的当前姿势；基于机器的当前姿势、器具系统的运动学模型和特点、以及第二机器操作区域来确定机器操作区域，其中，机器操作区域与第二机器操作区域间隔开；以及生成多个命令信号以便使物料接合作业器具在机器操作区域内在挖掘位置与倾倒位置之间移动。附图说明图1描绘了工作地点的示意图，包含本文所公开的原理的机器可以用在该工作地点处；图2描绘了根据本专利技术的绳索铲车的图解视图；图3描绘了图1的工作地点的一部分的示意图；图4描绘了根据本专利技术的推土机的图解视图；图5描绘了绳索铲车和邻近推土机的操作区域的示意图；图6描绘了类似于图3的示意图，但使用第二拖运卡车；图7描绘了类似于图3的示意图，但使用第二挖掘位置；以及图8描绘了流程图，该流程图图示了根据本专利技术的物料移动过程。具体实施方式图1描绘了工作地点100的图解视图，一个或多个机器10可以在工作地点100处操作。工作地点100可以是采矿地点、填埋场、采石场、建筑工地、道路施工地点、森林、农场、或者期望进行机器的移动的任何其它区域的一部分。如所描绘的，工作地点100包括露天矿101，露天矿101具有表面102，可以通过诸如绳索铲车15等机器10从表面102挖掘或者移除物料并且将其装载到诸如拖运卡车80等机器中。拖运卡车80被描绘为沿着道路103行进至倾倒物料的倾倒位置。诸如推土机85等机器10可以接近绳索铲车15以及接近或者朝着顶部(诸如，脊部105的边缘、路堤、高墙或者其它高度变化)使物料沿着地表面104移动。表面102和地表面104在此可以统称为作业表面。参照图2，描绘了示例性绳索铲车15。绳索铲车15包括平台或者基部16，平台或者基部16可旋转地安装在底架或者履带式拖拉机17上。履带式拖拉机17可以包括地面接合驱动机构，诸如，一对履带18，其操作用于推动和转动绳索铲车15。基部16可以包括通常表示为19的动力单元和操作员站20。动力单元19给绳索铲车15的各个部件提供或者分布电力和/或液压动力。摆动马达(通常表示为21)操作用于控制基部16相对于履带式拖拉机17围绕轴线22的旋转。连杆组件或者器具系统可以安装在基部16上并且包括具有低端或者第一端26的吊杆25，低端或者第一端26可操作地连接至(诸如，固定地安装至)基部16。A形架28可以安装在基部16上并且一个或多个支撑缆绳29可以在A形架与吊杆25的上端或者第二端27之间延伸以便支撑吊杆的第二端。一对间隔开的滑车轮30可以安装在吊杆25的第二端27上。连杆组件可以进一步包括物料接合作业器具，诸如，牢固地安装至连接构件或者铲斗柄40的勺斗或者铲斗35。铲斗35可以包括多个物料接合齿36以及与该齿相对的可枢转门37以便容许倾倒或者清空铲斗35。在第一关闭位置处，门37将物料保持在铲斗35中，并且在第二打开位置处，物料可以通过门离开铲斗。提升缆绳45从基部16上的提升滚筒46延伸出去，由吊杆25的第二端27上的滑车轮30支撑，并且接合与铲斗35相联的横木或者挂锁38。提升缆绳45通过提升马达(通常表示为47)的旋转进行的延伸或者缩回使铲斗35的高度相对于地面参考降低或者升高(即，提升)。可以通过使用致动器缆绳48打开铲斗的门37来释放铲斗35内的物料，致动器缆绳48在门与基部16上的门致动器马达49之间延伸。铲斗柄40通常是细长的并且可操作地连接至吊杆25。更具体地，铲斗柄40可滑动地被支撑在鞍状块41内并本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于控制第一物料接合作业器具的操作的系统，其包括：第一机器，其包括：器具系统，其具有包括所述第一物料接合作业器具的连杆组件；第一机器姿势传感器，其用于生成指示所述第一机器的姿势的第一机器姿势信号；第二机器，其包括：地面接合驱动机构，其用于推动所述第二机器；第二物料接合作业器具；以及控制器，其配置为储存所述第一机器的所述器具系统的运动学模型和特点；确定第二机器操作区域，所述第二机器操作区域由所述第二机器的物料移动计划限定；基于所述第一机器姿势信号来确定所述第一机器的当前姿势；基于所述第一机器的所述当前姿势、所述器具系统的所述运动学模型和特点、以及所述第二机器操作区域来确定第一机器操作区域，所述第一机器操作区域与所述第二机器操作区域间隔开；以及生成多个命令信号以便使所述第一物料接合作业器具在所述第一机器操作区域内在第一位置与第二位置之间移动。

【技术特征摘要】
2016.09.07 US 15/2586201.一种用于控制第一物料接合作业器具的操作的系统，其包括：第一机器，其包括：器具系统，其具有包括所述第一物料接合作业器具的连杆组件；第一机器姿势传感器，其用于生成指示所述第一机器的姿势的第一机器姿势信号；第二机器，其包括：地面接合驱动机构，其用于推动所述第二机器；第二物料接合作业器具；以及控制器，其配置为储存所述第一机器的所述器具系统的运动学模型和特点；确定第二机器操作区域，所述第二机器操作区域由所述第二机器的物料移动计划限定；基于所述第一机器姿势信号来确定所述第一机器的当前姿势；基于所述第一机器的所述当前姿势、所述器具系统的所述运动学模型和特点、以及所述第二机器操作区域来确定第一机器操作区域，所述第一机器操作区域与所述第二机器操作区域间隔开；以及生成多个命令信号以便使所述第一物料接合作业器具在所述第一机器操作区域内在第一位置与第二位置之间移动。2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述第一位置是挖掘位置，并且所述第二位置是倾倒位置。3.根据权利要求1至2中任一项所述的系统，其中，所述第二机器的所述物料移动计划是基于来自所述第一机器的操作员的...

【专利技术属性】
技术研发人员：P·弗兰德，K·L·斯特拉顿，
申请(专利权)人：卡特彼勒公司，
类型：发明
国别省市：美国,US