用于控制作业机器中木材装卸装置的操作的方法和布置、以及林业机器制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种用于控制作业机器(10)中木材装卸装置(14)的操作的方法，该木材装卸装置经由旋转装置(13)附接到作业机器(10)的臂架组(12)的端部(19)，以形成木材装卸装置的用于操作的期望取向，并且在该方法中，使用旋转装置实现的木材装卸装置的取向基于待使用臂架组执行的操作而关联。木材装卸装置的取向与臂架组的端部的位置(A‑C)关联，在执行操作的同时限定臂架组的端部的位置，基于臂架组的端部的位置，根据所述关联、使用旋转装置确定木材装卸装置的取向。此外，本发明专利技术还涉及对应的布置和林业机器。

Methods and arrangements for controlling the operation of wood handling devices in operating machines, and forestry machines

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于控制作业机器中木材装卸装置的操作的方法和布置、以及林业机器本专利技术涉及一种用于控制作业机器中木材装卸装置的操作的方法，该木材装卸装置经由旋转装置附接到作业机器的臂架组的端部，以便形成木材装卸装置的用于操作的期望取向，并且在该方法中，将使用旋转装置实现的木材装卸装置的取向基于使用臂架组执行的操作而关联。此外，本专利技术还涉及对应的布置和林业机器。林业机器通常包括提升装置，该提升装置包括臂架组、枢转接头和旋转装置。木材装卸装置可以附接到旋转装置，诸如，例如，用于装卸树木的收割机头部或抓升装置、抓具，或相应地，用于装卸其他装载物的一些其他作业装置。借助于旋转装置，林业机器驾驶者通过将树木装卸装置相对于由旋转装置的轴向方向限定的竖向轴线旋转到合适的姿态，而将树木装卸装置取向在用于操作的正确方向上。该姿态是根据当时使用臂架组执行的操作以及作业机器的位置和臂架组相对于待执行的操作的姿态来确定的。这种情况的一个典型示例是卸载和装载由切割成一个或多个长度的木料货物而形成的装载物。在卸载和装载中，抓具在载物空间和堆阵/垛堆的区域中在臂架组的移动路径的两端被旋转到合适的姿态。关于载物空间，抓具将以这样的方式取向使得抓具中待被送至载物空间的树木平行于载物空间的纵向方向，或抓具的姿态使得抓具可以用于将树木从载物空间中拾取出来。关于堆阵或垛堆，抓具将根据相应的原则以这样的方式取向，使得抓具可用于将树木放置在垛堆中或从垛堆或堆阵中拾取树木，抓具的卡爪的移动在相对于垛堆或堆阵中的木料片的纵向方向大体垂直的平面上产生。在装载或卸载时，林业机器相对于垛堆的位置和取向通常使得林业机器紧挨着垛堆定位在树木的端部的侧面。由于这种布置，在卸载和装载时，在垛堆上方以及在载物空间上方抓具每次都必须重新取向。由于重复的控制操作，这形成了林业机器的驾驶者的作业例程，但是其还需要精确度。从欧洲专利申请公开EP2987399中已知解决方案，在该解决方案中，通过检测臂架的端部的移动方向和/或移动速度来控制旋转装置的操作。该解决方案使得实施方式要求很高，并且还包含了繁重的计算。此外，该解决方案很少考虑到这样的事实：由于作业环境，起重机的移动路径和移动方向不一定总是最直和最佳的。因此，基于臂端部的方向和/或速度的实施方式也增加了作业机器的燃料消耗。此外，从公开EP2116128中已知的解决方案包括起重机中的传感器，用于确定起重机端部的距离和/或臂之间的角度。本专利技术的目的是创造一种用于控制作业机器中树木装卸装置的操作的方法和布置，其允许使用较轻的装置和软件实施方式来更容易地关于使用臂架组执行的操作确定树木装卸装置的取向。根据本专利技术的方法的特征化特性在随附权利要求1中说明，根据本专利技术的布置的特征化特性在在权利要求12中说明，并且根据本专利技术的林业机器的特征化特性在在权利要求14和15中说明。通过将树木装卸装置的取向与臂架组端部的位置关联、通过在执行操作时确定臂架组的端部的位置、以及通过根据该关联、基于臂架组的端部的位置、使用旋转装置确定树木装卸装置的取向，借助于轻型软件级实施方式，可以在没有大量操作者交互作用的情况下确定树木装卸装置的取向。因此，本专利技术不需要预测性的且因此复杂的计算。这加速了林业机器的操作。此外，本专利技术可以用已知的感测装置实施。此外，本专利技术还可用于避免树木装卸装置的基本上连续的取向，并且因此更加节能地确定树木装卸装置的取向。根据一个实施例，优选地、例如通过作业机器的操作者的动作、在臂架组的端部的一个或多个位置处，将树木装卸装置的取向的确定与臂架组的端部的位置关联。最有利的是，操作者仅需要在开始作业时、在开始待使用臂架组执行的操作之前对木材装卸装置的取向的确定进行一次编程。根据一个实施例，在待使用臂架组执行的操作之前，优选地通过在作业机器的控制系统的存储器中记录关于臂架组的端部的至少两个位置的木材装卸装置的取向，在臂架组的端部的至少两个位置处关联木材装卸装置的对应于臂架组的端部的位置的取向以重复使用臂架组执行的操作。根据一个实施例，这两个位置是与臂架组的移动路径的端点有关的点或区域。这些位置的示例是臂架组的端部在载物空间的区域和垛堆的区域的位置，更广义地，在目标区域、目标点和/或目标空间中的位置。根据一个实施例，除了木材装卸装置的大体上自动确定取向之外，例如在枢转部的情况下、臂架组的移动也可以被存储以沿着所存储的移动路径引导臂架组。由于本专利技术，装配到臂架组的端部的旋转装置通过将木材装卸装置旋转到特定姿态-例如，预先存储的姿态-来基于臂架组的端部的瞬时位置或臂架组的端部的未来位置取向木材装卸装置。由于本专利技术，旋转装置在必要时或者例如在能量消耗方面最有利(旋转装置具有低能量消耗)时旋转。考虑到起重机的各种移动路径在木材装卸装置的自动取向中甚至执行重复的操作时彼此偏离，本专利技术允许比现有技术更好地诸如例如基于臂架组的移动进行控制。由于本专利技术，木材装卸装置的取向优选地仅在其位于目标区域/目标点/目标空间中时才发生。以这种方式，即通过避免基于臂端部的移动方向执行木材装卸装置的连续取向，节省了例如，作业机器的燃料消耗。借助于根据本专利技术的方法，可以根据作业情况或臂架组的端部的位置或木材装卸装置的位置，使旋转装置的旋转自动化或半自动化。在半自动化中，作业机器操作者通过使用臂架组的端部和木材装卸装置的位置来引导臂架组，在这种情况下，控制系统又根据臂架组的端部的位置引导木材装卸装置的取向。相应地，在半自动化的另一种形式中，当自动化首先负责旋转装置的旋转，即木材装卸装置的预取向时，作业机器操作者可以参与使得取向更加精确。借助于本专利技术，可以使经常重复的移动自动化，并且因此可以促进作业机器操作者的作业并且也使其更有效。本专利技术的其他特性特征在所附权利要求中说明，并且由其实现的其他优点在说明书部分中逐项列出。在下文中，参照附图更详细地描述了本专利技术，本专利技术不限于下文给出的实施例，在附图中：图1示出了林业机器的示例的简化示意图，本专利技术可以应用在该林业机器中，图2和图3示出了根据本专利技术的方法的阶段的示意性俯视图，图4和图5示出了图2和图3中所示方法的阶段的示意性侧视图，图6示出了对木材装卸装置的取向进行编程时方法的示例的流程图，图7示出了对木材装卸装置的取向和臂架组的移动路径进行编程时方法的第二示例的流程图，以及图8示出了操作木材装卸装置时方法的示例的流程图。图1示出了作业机器10的简化示意图，根据本专利技术的方法和布置可以应用在该作业机器10中。林业机器100-甚至更具体地说、货运机-现在作为作业机器10示出。货运机众所周知地包括，例如，具有枢转在一起的两个部分的底盘。在前车架35中，存在驾驶室37和发动机104，以及在装载车架36中，存在载物空间27。载物空间27在两侧由装载桩28、即挡木限界。可以在载物空间27中运输、例如由多功能机器砍伐、剥离和切割的树木16或林业废物，诸如树顶和树枝。众所周知，货运机还包括起重机47，起重机47位于例如、驾驶室37和载物空间27之间。起重机47的基部38可以优选地处于装载车架36上，或者从另一方面来说，起重机47可以处于车架之间的枢转部的上方，或者处于前车架35上。众所周知，起重机47由臂架组12形成，其中可能具有若干枢转连接到彼此的臂架本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于控制作业机器中木材装卸装置的操作的方法，所述木材装卸装置(14)经由旋转装置(13)附接到所述作业机器(10)的臂架组(12)的端部(19)，以便形成所述木材装卸装置(14)的用于操作的期望的取向，并且在所述方法中，将使用所述旋转装置(13)实现的所述木材装卸装置(14)的取向基于待使用所述臂架组(12)执行的操作而关联，其特征在于：‑将所述木材装卸装置(14)的取向与所述臂架组(12)的所述端部(19)的位置(A‑C)关联，‑在执行所述操作的同时，限定所述臂架组(12)的所述端部(19)的所述位置(A‑C)，‑根据所述关联，基于所述臂架组(12)的所述端部(19)的所述位置(A‑C)，使用所述旋转装置(13)确定所述木材装卸装置(14)的取向。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2017.01.10 FI 201750161.一种用于控制作业机器中木材装卸装置的操作的方法，所述木材装卸装置(14)经由旋转装置(13)附接到所述作业机器(10)的臂架组(12)的端部(19)，以便形成所述木材装卸装置(14)的用于操作的期望的取向，并且在所述方法中，将使用所述旋转装置(13)实现的所述木材装卸装置(14)的取向基于待使用所述臂架组(12)执行的操作而关联，其特征在于：-将所述木材装卸装置(14)的取向与所述臂架组(12)的所述端部(19)的位置(A-C)关联，-在执行所述操作的同时，限定所述臂架组(12)的所述端部(19)的所述位置(A-C)，-根据所述关联，基于所述臂架组(12)的所述端部(19)的所述位置(A-C)，使用所述旋转装置(13)确定所述木材装卸装置(14)的取向。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，优选地在待使用臂架组(12)执行的所述操作之前，优选地通过将关于所述臂架组(12)的所述端部(19)的至少两个位置(A-C)的所述木材装卸装置(14)的取向记录在所述作业机器(10)的控制系统(24)的存储器(24.3)中，在所述臂架组(12)的所述端部(19)的至少两个所述位置(A-C)处，关联对应于所述臂架组(12)的所述端部(19)的所述位置(A-C)的所述木材装卸装置(14)的取向，以用于重复待使用所述臂架组(12)执行的操作。3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于：-优选地在待使用臂架组(12)执行的操作之前，存储待使用所述臂架组(12)执行的操作的移动路径数据或所述臂架组(12)的所述端部(19)的位置数据，-当使用所述臂架组(12)执行所述操作时，所述臂架组(12)的所述端部(19)的位置根据所存储的所述移动路径数据或所述臂架组(12)的所述端部(19)的所述位置数据而改变。4.根据权利要求1至3中的任一项所述的方法，其特征在于，将所述木材装卸装置(14)的取向与所述臂架组(12)的所述端部(19)的所述位置(A-C)关联，例如，所述臂架组(12)的所述端部(19)的所述位置(A-C)形成定位空间(A'-C')中的点组、如定位体积。5.根据权利要求1至4中的任一项所述的方法，其特征在于，所述木材装卸装置(14)是用于装卸树木(16)或其他物体或者将其从一个地方移动到另一地方的抓具(15)。6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，当所述抓具(15)中没有装载物(16)时，将所述抓具(15)的取向与所述臂架组(12)的所述端部(19)的所述位置(A-C)关联。7.根据权利要求5或6所述的方法，其特征在于，当所述抓具(15)中存在装载物(16)时，将所述抓具(15)的取向与所述臂架组(12)的所述端部(19)的所述位置(A-C)关联。8.根据权利要求1至7中的任一项所述的方法，其特征在于：-当限定所述臂架组(12)的所述端部(19)的所述位置(A-C)时，限定所述臂架组(12)的旋转角度(α)，-将所述木材装卸装置(14)的取向与所述臂架组(12)的所述旋转角度(α)关联。9.根据权利要求1至8中的任一项所述的方法，其特征在于：-当使用所述臂架组(12)执行操作时，传感器装置(17)用于观察操作环境以便检测障碍物(22)，-基于所述观察、所述臂架组(12)的所述端部(19)的被限定的位置、以及所述臂架组(12)的所述端部(19)的目标点，产生控制信号以将所述旋转装置(13)的操作和/或将所述臂架组(12)的所述端部(19)引导到所述目标位置或目标点，同时避...

【专利技术属性】
技术研发人员：J·托萨瓦伊宁，T·坦斯卡宁，
申请(专利权)人：蓬塞有限公司，
类型：发明
国别省市：芬兰,FI