工作机械对准系统和保持工作机械对准的方法技术方案

在一相对较长的距离上保持一工作机械与一预定的工作机械路线会比较困难。为了保持一工作机械与一预定的工作机械路线的对准，本发明专利技术包括一工作机械对准系统，该系统包括：一激光发生器，该激光发生器可操作用来产生与一预定的工作机械路线平行的一激光垂直平面；以及一激光接收器组，该激光接收器组可操作用来感应激光垂直平面在激光接收器组的一水平激光感应宽度中的一位置。激光发生器和激光接收器组中的一个在一固定位置处连接于工作机械的一工作机械主体。激光接收器组与包括一工作机械对准辅助算法的一电子控制模块联络。

Method for aligning a working machine and aligning a working machine

It is difficult to maintain a working machine at a relatively long distance with a predetermined working mechanical path. In order to maintain alignment of a work machine with a predetermined work machine path, the invention includes a work machine alignment system, the system includes: a laser generator, the laser generator is operable to produce a vertical flat laser in parallel with the work machine path of a predetermined surface; and a laser receiver group, the laser receiver group operation for sensing laser vertical plane in a horizontal laser induced width of the laser receiver group a position. A laser generator and a set of laser receivers in which a working mechanical body is attached to a working machine at a fixed position. The laser receiver group is in contact with an electronic control module including a working mechanical alignment assistance algorithm.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术总的涉及对工作机械的控制，尤其涉及一种将一工作机械保持与一预定的工作机械路线对准的方法和系统。
技术介绍
在某些情况下，一工作机械的操作人员必须在一段较长的距离上使工作机械保持与一平直路线的对准。例如，一操作人员必须使诸如一反铲装载机的一挖渠用工作机械在一相对较长的距离上与一预定的沟渠路线保持对准。一般来说，一测量员会确定沟渠的起点和终点，并用油漆或桩子标出。然后，操作人员可将反铲装载机在起点处对准油漆标记或桩子。假定反铲装载机不是在有限的空间中工作，那么操作人员将一工作机械的轴线，即工作机械主体的中线对准沟渠的预定路线。然后，操作人员将一工具平面，即反铲器在挖掘时所移动通过的垂直平面对准工作机械轴线。通过视觉和/或利用可感应反铲器相对于反铲装载机主体的位置的传感器，操作人员可以将工具平面与工作机械轴线对准。虽然工作人员通常可以将反铲装载机精确地对准沟渠预定路线的起点，但在反铲器沿预定的沟渠路线进行工作的过程中要保持反铲装载机对准预定的路线比较困难。操作人员会挖掘一部分沟渠，然后重新定位机械来挖掘沟渠的另一部分。这一部分将重复进行，直到挖完相对较长的沟渠为止。为了在沿沟渠路线的挖掘位置之间移动反铲装载机，熟练的操作人员一般会使用在本领域中被称为“鸭步”的方法。“鸭步”方法通过利用反铲器联动装置的推动来移动反铲装载机。反铲装载机的前部在装载机铲斗的底面上向前移动。虽然已经发现“鸭步”是比驱动反铲装载机更有效的重新定位反铲装载机的方法，但操作人员通常会在进行“鸭步”的同时保持面向后朝着反铲器。这样，操作人员会无法清晰地看到沟渠的终点，经常会偏离路线。即使在操作人员每次重新定位时只是微微地偏离路线，但这些误差会累积，从而引起明显地偏离预定的沟渠路线。从明显偏移路线的位置重新定位会占用挖掘沟渠的时间。另外，操作人员会过度校正对预定路线的偏移，从而使沟渠沿预定的沟渠路线的中线呈锯齿形。即使反铲装载机的工作机械轴线仍对准预定的沟渠路线，如果工作人员没有将反铲器的工具平面对准预定的路线，沟渠仍会偏离预定的路线。这样，为了沿相对较长的距离挖掘呈直线的沟渠，工作机械的操作人员必须在面向后的同时可以重复地将反铲装载机重新定位并保持工作机械对准沟渠的预定路线。可以证明，即使对于熟练的操作人员来说这也是困难的。为了提高挖掘相对较长沟渠的精确度，有各种定位工作机械并确定其方向的方法，比如2002年7月9日提交的、授予Kalafut等人的美国专利64183645B1中所揭示的方法。虽然这些定位方法可提高沿直线挖掘沟渠的精确度，当这些方法和系统通常较复杂并包括昂贵的全球定位系统。本专利技术旨在解决以上一个或多个问题。
技术实现思路
在本专利技术的一个方面，一工作机械包括一激光接收器组，它带有位于一工作机械主体上的一固定位置的至少一个激光接收器。该激光接收器组可操作用来感应一激光垂直平面，且包括沿一水平激光感应宽度的一个以上的激光感应点。该激光接收器组与包括一工作机械对准辅助算法的一电子控制模块联络。在本专利技术的另一个实施例中，一种工作机械对准系统包括具有一工作机械主体的一工作机械，在该工作机械主体上至少连接有一激光发生器和一激光接收器组中的至少一个。激光发生器可操作用来产生与一预定的工作机械路线平行的一激光垂直平面，而激光接收器组可操作用来感应激光垂直平面在激光接收器组的一水平激光感应宽度中的位置。一电子控制模块与激光接收器组联络并包括一工作机械对准辅助算法。在本专利技术的再一个方面，通过将工作机械的一工具平面和一工作机械轴线中的至少一个对准预定的工作机械路线，从而保持一工作机械沿一预定的工作机械路线的对准。一激光发生器投射与预定的工作机械路线平行的一激光垂直平面。感应激光垂直平面在激光接收器组的水平激光感应宽度中的一位置。激光接收器组在一固定位置处连接于工作机械的一工作机械主体。在沿预定的工作机械路线的多个工作机械位置中的每一处都保持激光垂直平面在水平激光感应宽度中的位置。附图说明图1a是根据本专利技术的一工作机械对准系统的俯视图的图示，其中一工作机械处于较佳的对准位置；图1b是一工作机械对准系统的俯视图的图示，其中图1a所示的工作机械处于另一个对准位置；图2是图1a所示工作机械对准系统中的对准偏离指示器的图示；以及图3是图1a所示工作机械对准系统中的工作机械对准辅助算法的流程图。具体实施例方式参见图1a，其中示出了根据本专利技术的工作机械对准系统10的俯视图，其中工作机械11处于较佳的对准位置。工作机械11包括工作机械主体12，挖掘工具13可运动地绕枢轴14连接于该工作机械主体12。虽然挖掘工具13较佳地为反铲器，工作机械11较佳地为反铲装载机，但应该知道，工作机械对准系统10可用于其它的挖掘用工作机械，包括但不限于推土机和挖掘机，以及可以是不枢转的挖沟机。应该知道，工作机械对准系统10还可用于没有挖掘工具的工作机械。例如，构想本专利技术用于在工作机械行进通过一农作物田地时，保持一收割农作物用的工作机械对准预定的收割路线。反铲装载机11要沿预定的工作机械路线18工作。预定的工作机械路线18是所需的工作机械路线。在所示的实施例中，预定的工作机械路线18为要用反铲装载机11挖掘的沟渠的中线。那些熟悉本领域技术的人员会知道，预定的工作机械路线18，即沟渠的位置通常在挖掘之前通过传统的测量方法确定。一旦在工作现场的预定的工作机械路线18或沟渠的位置确定，一测量员就会用各种方法将预定的工作机械路线18的起点和终点标出，比如用桩子或油漆。反铲装载机11的工作机械主体12包括前部11a，装载机22可运动地连接于该前部；以及后部11b，挖掘工具13通过枢轴14可运动地连接于该后部。反铲装载机11包括工作机械轴线16和工具平面15。工作机械轴线16是通过反铲装载机11的主体12的中线。工具平面15是挖掘工具13可绕枢轴14相对于主体12运动以挖掘一沟渠的垂直平面。那些熟悉本领域技术的人员会知道，挖掘工具13还可相对于工作机械主体12在一水平平面中运动。这样，工具平面15不需要在挖掘的时候对准工作机械轴线16。然而，在较佳的对准位置，工具平面15与工作机械轴线16对准，且工作机械轴线16对准预定的工作机械路线18。参见图1b，这里示出了工作机械对准系统10，其中反铲装载机11位于另一个对准位置。当反铲装载机11在另一个对准位置上时，反铲装载机11的工作机械轴线16不与预定的工作机械路线18和工具平面15对准。虽然工具平面15对准预定的工作机械路线18，但工作机械轴线16仍会与预定的工作机械路线18呈角度。这样，虽然工作机械主体12与预定的工作机械路线18呈角度地放置，但挖掘工具13仍可沿预定的工作机械路线18挖掘。那些熟悉本领域技术的人员会知道，空间限制会要求操作人员使工作机械主体12与预定的工作机械路线18呈角度。参见1a和1b，工作机械对准系统10包括激光发生器17，可操作该激光发生器来投射出平行于预定的工作机械路线18的激光垂直平面19。工作机械对准系统10还包括激光接收器组20，该激光接收器组包括至少一个激光接收器23，可操作该激光接收器在激光接收器组20的水平激光感应宽度21中感应激光垂直平面19的位置。可以知道，产生垂直激光平面的激光发生器本文档来自技高网...

【技术保护点】
一工作机械包括：一工作机械主体；一激光接收器组，该激光接收器组可操作用来感应一激光垂直平面并包括沿一水平激光感应宽度的一个以上的激光感应点，并且该激光接收器组包括位于工作机械主体上一固定位置处的至少一个激光接收器；以及　 　一电子控制模块，该电子控制模块与激光接收器组联络并包括一工作机械对准辅助算法。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：RD科奇，
申请(专利权)人：卡特彼勒公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]