控制作业机械的悬臂制造技术

在所公开的解决方案中，作业机械(1)的悬臂组件(14)通过梢部控制来控制。在梢部控制中，控制命令被发出至悬臂组件(14)的梢部、转换成用于悬臂组件(14)的各个致动器的控制命令。在所公开的解决方案中，与负载及其在悬臂组件(14)的梢部处的位置相关的变量被限定，并且与负载及其在悬臂组件(14)的梢部处的位置相关的所讨论的变量在用于致动器的控制命令中被考虑到。中被考虑到。中被考虑到。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】控制作业机械的悬臂
[0001]专利技术背景
[0002]本专利技术涉及控制作业机械的悬臂组件，并且具体地，涉及通过利用所谓的梢部控制来控制作业机械的悬臂。
[0003]控制作业机械的悬臂组件的挑战是能够根据期望在所有使用情况下快速且可靠地控制悬臂组件。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是开发一种新的方法、控制系统、作业机械和计算机程序产品。根据本专利技术的解决方案的特征在于独立权利要求中公开的内容。在从属权利要求中公开了本专利技术的优选实施方式。
[0005]在所公开的解决方案中，作业机械的悬臂组件通过梢部控制来控制。在梢部控制中，控制命令被发出至悬臂组件的梢部、转换成用于悬臂组件的各个致动器的控制命令。在所公开的解决方案中，与负载及其在悬臂组件的梢部处的位置相关的变量被限定，并且与负载及其在悬臂组件的梢部处的位置相关的所讨论的变量在用于致动器的控制命令中被考虑到。利用这种解决方案，可以控制致动器在各种情况下沿着期望的路径以期望的速度非常精准地移动。即使致动器所受的力在运动期间发生变化，也可以保持精准的速度和期望的路径。不同的情况可能是由悬臂组件的梢部控制的负载的重量改变的结果或者是悬臂组件的梢部的位置改变的结果。致动器以期望的速度并沿着期望的路径移动对于悬臂组件的梢部始终按期望移动是重要的。
[0006]根据实施方式，将悬臂组件的梢部的控制命令转换成用于各个致动器的控制命令包括形成用于各个致动器的速度请求，其中，控制命令是用于致动器的控制信号的大小。在这种情况下，致动器的控制信号的大小取决于致动器的速度请求和与负载及其在悬臂组件的梢部处的位置相关的所讨论的变量。以这种方式，实现控制是简单且直接的。
[0007]根据实施方式，就致动器的控制信号的大小、致动器的速度请求和与负载及其在悬臂组件的梢部处的位置相关的变量之间的相互关系编译表，并且致动器的控制信号的大小由所讨论的表确定。形成、使用和管理表是直接且有效的。
[0008]根据实施方式，为致动器的速度与致动器的速度请求之间的差确定最大允许极限值，测量致动器的速度，将致动器的速度与致动器的速度请求进行比较，并且如果测量的速度与速度请求之间的差超过允许极限值，则对所讨论的表进行校准。这允许即使在趋于降低控制的可靠性的条件和/或设备中发生改变的情况下，也能保持精准的控制和管理。
[0009]根据实施方式，与负载及其在悬臂组件的梢部处的位置相关的所讨论的变量是悬臂组件致动器上的压力。测量压力是相对简单的，并且致动器压力与控制精度之间的相关性出人意料地好。
附图说明
[0010]现在将结合优选实施方式并参照附图更详细地描述本专利技术，在附图中：
[0011]图1示出了作业机械；
[0012]图2示出了第二作业机械；
[0013]图3是关于与梢部控制有关的液压和电气控制的图；
[0014]图4示出了根据实施方式的方法的流程图；
[0015]图5示出了根据实施方式的校准的流程图；
[0016]图6示出了表的示例，该表图示了所使用的变量之间的相互关系；以及
[0017]图7示出了图6中的表在校准时的示例。
具体实施方式
[0018]在梢部控制中，操作员利用控制装置向悬臂组件的梢部发出命令，换句话说，请求以特定的速度向特定方向移动。针对悬臂组件的每个致动器计算所需的运动速度，使得通过悬臂组件的不同致动器的共同作用，实现悬臂组件的梢部的期望的运动。
[0019]因此，在顶部控制中，通过使用利用传感器测量的悬臂位置和运动状态，操作员的用于使悬臂梢部移动的控制命令通过将控制命令分配成用以使悬臂梢部根据控制命令移动的各个悬臂的运动来实现。例如，悬臂梢部的期望运动通过利用所谓的雅可比矩阵被分配成针对不同悬臂的各部分。关于实现梢部控制，可以在以下文献参考中找到指导，例如：Kinematic Control of Redundant Knuckle Booms,Licentiate thesis,Department of Machine Design,Royal Institute of Technology,Stockholm,2004(冗余转向悬臂的运动学控制，斯德哥尔摩皇家理工学院机械设计系学位论文，2004年)；Kinematic Control of Redundant Knuckle Booms with Automatic Path
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Following Functions,Doctoral thesis,Department of Machine Design,Royal Institute of Technology,Stockholm,2009(具有自动路径跟踪功能的冗余转向悬臂的运动学控制，斯德哥尔摩皇家理工学院机械设计系博士论文，2009年)；Mikkel M.Pedersen,Michael R.Hansen,Morten Ballebye:Developing a Tool Point Control Scheme for a Hydraulic Crane Using Interactive Real
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time Dynamic Simulation:Modelling,Identification and Control,Vol.31,No.4,2010,pp.133
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143,ISSN 1890
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1328(使用交互式实时动态模拟开发液压起重机的工具点控制方案：建模、识别和控制，2010年第31卷第4期，第133页至第143页，ISSN 1890至1328)。
[0020]参照图1和图2，图1和图2示出了作业机械。作业机械1可以包括移动式作业机械1，并且特别有利地包括适用于在倾斜和/或不平整的表面上移动的移动式作业机械1。这样的移动式作业机械可以是例如林业作业单元比如如图1中的转运机、如图2中的收割机、或者另一林业机械比如另一类型的适于承载负载的驱动机械、或者转运机或收割机的组合、或者另一移动式作业机械比如采矿机或挖掘机。
[0021]作业机械1可以包括一个或更多个框架部分11。悬臂组件14可以适配在至少一个框架部分11上。例如，作业机械还可以包括适于悬臂组件14的工具16。工具可以包括例如提升构件比如装载斗和/或木材处理工具比如收割机头部。林业机械可以是本体转向的，并且包括至少两个本体部分11。
[0022]根据实施方式，作业机械1还可以包括其他结构部分。例如，作业机械1可以包括适
配在至少一个本体部分11上的控制舱12。作业机械1还可以包括移动装置13，该移动装置13可以包括以下各者中的至少一者：适配在轴上的车轮、适配在摆动轴上的车轮、适配在串联轴上的车轮、轨道系统或另一本身已知的使作业机械相对于其作业表面移动的装置。
[0023]悬臂组件14可以适于框架或控制舱12。舱12和/或悬臂组件14可以相对于托架以可折叠和/或可旋转的方式适配。对于本领域技术人员而言本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于通过梢部控制来控制作业机械的悬臂组件的方法，所述方法包括：向所述悬臂组件的梢部发出控制命令，将所述悬臂组件的所述梢部的所述控制命令转换成用于所述悬臂组件的各个致动器的控制命令，确定与负载及所述负载在所述悬臂组件的所述梢部处的位置相关的变量，以及在用于所述致动器的所述控制命令中考虑与所述负载及所述负载在所述悬臂组件的所述梢部处的位置相关的所述变量，在所述方法中，将所述悬臂组件的所述梢部的所述控制指令转换成用于各个致动器的控制命令包括形成用于各个致动器的速度请求，其中，所述控制命令是所述致动器的控制信号的大小，由此用于所述致动器的所述控制信号的大小取决于所述致动器的所述速度请求和与所述负载及所述负载在所述悬臂组件的所述梢部处的位置相关的所述变量。2.根据权利要求1所述的方法，其中，就所述致动器的所述控制信号的大小、所述致动器的所述速度请求和与所述负载及所述负载在所述悬臂组件的所述梢部处的位置相关的所述变量之间的相互关系编译表，并且所述致动器的所述控制信号的大小由所述表确定。3.根据权利要求2所述的方法，其中，为所述致动器的速度与所述致动器的所述速度请求之间的差确定最大允许极限值，测量所述致动器的所述速度，将所述致动器的所述速度与所述致动器的所述速度请求进行比较，并且如果测量的所述速度与所述速度请求之间的差超过所述允许极限值，则对所述表进行校准。4.根据权利要求3所述的方法，其中，所述校准在正常作业期间执行。5.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其中，所述控制信号包括控制电流或控制电压。6.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其中，所述悬臂组件的所述致动器是液压致动器。7.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其中，与所述负载及所述负载在所述悬臂组件的所述梢部处的位置相关的所述变量是所述悬臂组件的致动器上的压力。8.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其中，所述作业机械是林业作业单元。9.一种用于通过梢部控制来控制作业机械的悬臂组件的控制系统，所述控制系统包括：控制器(26)，所述控制器(26)用于控制悬臂组件(14)的梢部，传感器，所述传感器用于确定与负载及所述负载在所述悬臂组件(14)的所述梢部处的位置相关的变量，以及...

【专利技术属性】
技术研发人员：塔图，
申请(专利权)人：蓬塞有限公司，
类型：发明
国别省市：