确定铲斗几何形状制造技术

本发明专利技术涉及确定铲斗几何形状。一种确定铲斗几何形状的方法，包括：获得用于工业机器的第一方位的、与工业机器相关联的第一组数据；以及获得用于工业机器的第二方位的、与工业机器相关联的第二组数据。第一组数据包括与提升绳索相关联的第一长度和与提升绳索相关联的第一角度中的至少一个，并且第二组数据包括与提升绳索相关联的第二长度和与提升绳索相关联的第二角度中的至少一个。然后，基于第一组数据和第二组数据来确定铲斗的物理特性的值。

【技术实现步骤摘要】
确定铲斗几何形状
本专利技术涉及确定安装在诸如绳索铲的工业机器上的铲斗的几何形状(geometry)。
技术介绍
诸如电绳索或电铲、拉索、等等的工业机器包括用于执行挖掘操作的已安装的铲斗。为了确定铲斗的位置(location)(例如，铲斗齿的位置)，当确定它的位置时，必须考虑到铲斗的几何形状对与工业机器相关联的控制系统进行编程或者预先配置。这样的编程通常由服务代表手动执行，服务代表将与铲斗相关联的确定铲斗的正确位置所需的尺寸和其他校准参数手动输入到系统中。这样的过程是冗长乏味的，并且可能因工业机器不同而变化。例如，特定的工业机器可以配置用于与各种不同的铲斗(例如，不同大小的铲斗)一起使用。另外，安装在工业机器上的铲斗可以根据挖掘条件、材料特性等等而改变。在这样的情况下，将不得不手动再校准工业机器的控制系统，以适应于新的铲斗和正确地确定它的位置。如果没有对于已安装的铲斗的几何形状正确地校准工业机器的控制系统，则工业机器可能例如不能避免铲斗与工业机器的其他部件(例如，吊杆)之间的碰撞。
技术实现思路
因此，本专利技术提供一种确定铲斗的几何形状和校准工业机器的控制系统，以便除了其他之外确定铲斗的精确位置、避免碰撞、测量精确的有效载荷、等等的自动方法。在一个实施例中，本专利技术提供一种确定与工业机器的铲斗相关联的物理特性的值的方法。该方法包括获得用于工业机器的第一方位的、与工业机器相关联的第一组数据。第一组数据包括与提升绳索相关联的第一长度和与提升绳索相关联的第一角度中的至少一个。该方法还包括获得用于工业机器的第二方位的、与工业机器相关联的第二组数据。第二组数据包括与提升绳索相关联的第二长度和与提升绳索相关联的第二角度中的至少一个。然后，基于第一组数据和第二组数据来确定铲斗的物理特性的值。在另一实施例中，本专利技术提供一种包括铲斗、控制器、吊杆、和滑轮的工业机器。吊杆和滑轮支撑提升绳索，并且提升绳索连接到铲斗。控制器被配置成控制提升绳索的长度；确定与铲斗的第一位置相对应的提升绳索的第一长度；确定与铲斗的第二位置相对应的提升绳索的第二长度；确定提升绳索相对于滑轮的、并且与铲斗的第一位置相对应的第一角度；以及确定提升绳索相对于滑轮的、并且与铲斗的第二位置相对应的第二角度。控制器还被配置成确定提升绳索的位移以及基于提升绳索的位移来确定铲斗的物理属性的值。在另一实施例中，本专利技术提供一种用于确定与工业机器的铲斗相关联的长度的值的方法。该方法包括确定与铲斗的第一位置相关联的提升绳索的第一长度；确定提升绳索相对于滑轮的、并且与铲斗的第一位置相关联的第一角度；确定与铲斗的第二位置相关联的提升绳索的第二长度；以及确定提升绳索相对于滑轮的、并且与铲斗的第二位置相关联的第二角度。该方法还包括基于提升绳索的第一长度、提升绳索的第二长度、提升绳索相对于滑轮的第一角度、和提升绳索相对于滑轮的第二角度来确定与铲斗相关联的长度的值。通过考虑具体实施方式和附图，本专利技术的其他方面将变得明显。附图说明图1图示根据本专利技术的实施例的工业机器。图2图示根据本专利技术的实施例的用于工业机器的控制器。图3图示根据本专利技术的实施例的用于工业机器的控制系统。图4-8图示与工业机器的一部分相关联的几何线图。图9-11图示根据本专利技术的实施例的用于确定铲斗几何形状的过程。具体实施方式在详细解释本专利技术的任何实施例之前，应该理解本专利技术并不将其引用局限于其在下述说明书中阐述或者在以下附图中图示的组件的构造和布置的细节。本专利技术能够是其他实施例，并且也能够用多种方式实施或执行。而且，应该理解在此使用的术语和专门名词是用于描述的目的，而不应该看成是限制。在此使用“包括”、“包含”或者“具有”以及其变体意指涵盖其后列出的项目和其等同物以及附加项目。广泛使用术语“安装”、“连接”和“联接”，并且涵盖直接和间接两者的安装、连接和联接。另外，“连接”和“联接”并不局限于物理或机械连接或联接，并且可以包括电气连接或联接，不管是直接还是间接。而且，可以使用包括直接连接、无线连接等等的任何已知的装置执行电子通信和通知。应该注意，可以利用多个基于硬件和软件的装置以及多个不同的结构组件来实现本专利技术。此外，如随后段落所述，附图中所图示的特定配置意图例示本专利技术的实施例，并且其他替代的配置也是可能的。术语“处理器”、“中央处理单元”和“CPU”可互换，除非另作说明。在术语“处理器”或“中央处理单元”或“CPU”用作标识执行特定功能的单元的情况下，应该理解，除非另作说明，可以由单个处理器或以任何形式布置的包括并行处理器、串行处理器、串联处理器或云处理/云计算配置的多个处理器执行那些功能。本专利技术涉及确定与工业机器(例如，绳索铲)相关联的铲斗的几何形状。铲斗的几何形状或物理特性包括例如铲斗的长度(例如，铲斗从铲斗齿到钩环销接头、铲斗柄(handle)接头、等等的长度)或铲斗相对于铲斗柄的角度。为了避免碰撞、确定有效载荷、检测位置、等等目的，由工业机器的各种控制系统使用铲斗的这样的属性或特性。用如此方式配置工业机器的控制器，以自动计算或确定铲斗的特性或属性，而不要求手动校准输入的特性或属性。控制器使用例如已知数据和未知变量的组合来确定或计算铲斗的长度和铲斗相对于铲斗柄或工业机器的另一组件的角度。可以基于工业机器的第一方位(例如，与第一铲斗位置相对应)和工业机器的第二方位(例如，与第二铲斗位置相对应)来计算或确定铲斗的长度和铲斗的角度。虽然在此描述的专利技术可以应用于各种工业机器、由各种工业机器执行、或连同各种工业机器一起使用(例如，绳索铲、拉索、交流(AC)电机、直流(DC)电机、液压设备、等等)，但是在此描述的本专利技术实施例是相对于诸如图1所示的电铲10的电绳索或电铲进行描述的。铲10包括移动基座15、驱动履带20、转台25、机器甲板30、吊杆35、下端40、滑轮45、受拉缆索50、后撑杆55、撑杆结构60、铲斗70、一个或多个提升绳索75、绞车滚筒80、铲臂或柄85、鞍挡块90、枢轴点95、传输单元100、钩环销105、倾斜计110、和滑轮销115。在一些实施例中，本专利技术可以应用于包括例如单腿柄、操纵杆(例如，管状操纵杆)、或致动推压(crowd)运动的液压油缸的工业机器。移动基座15由驱动履带20支撑。移动基座15支撑转台25和机器甲板30。转台25能够绕机器甲板30相对于移动基座15旋转360度。吊杆35在下端40枢转地连接到机器甲板30。通过锚固到撑杆结构60的后撑杆55上的受拉缆索50相对于甲板向上和向外延伸支持吊杆35。撑杆结构60刚性安装在机器甲板30上，并且滑轮45可旋转地安装在吊杆35的上端。铲斗70通过提升绳索75悬挂在吊杆35上。提升绳索75缠绕在滑轮45上，并且在钩环销105处附接到铲斗70上。提升绳索75锚固到机器甲板30的绞车滚筒80。当绞车滚筒80旋转时，提升绳索75放松以便放下铲斗70或拉紧以抬起铲斗70。铲斗柄85也刚性附接到铲斗70上。铲斗柄85可滑动地支撑在鞍挡块90中，并且鞍挡块90在枢轴点95处枢转地安装到吊杆35。铲斗柄85包括齿条齿结构，在其上啮合安装在鞍挡块90中的驱动小齿轮。驱动小齿轮由电动机和传输单元100驱动，以相对于鞍挡块90伸出或缩回铲臂85。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种确定与工业机器的铲斗相关联的物理特性的值的方法，所述方法包括：获得用于所述工业机器的第一方位的、与所述工业机器相关联的第一组数据，所述第一组数据包括与提升绳索相关联的第一长度和与所述提升绳索相关联的第一角度中的至少一个；获得用于所述工业机器的第二方位的、与所述工业机器相关联的第二组数据，所述第二组数据包括与所述提升绳索相关联的第二长度和与所述提升绳索相关联的第二角度中的至少一个；以及基于所述第一组数据和所述第二组数据来确定所述铲斗的所述物理特性的所述值。

【技术特征摘要】
2011.11.01 US 13/286,3801.一种确定与工业机器的铲斗相关联的物理特性的值的方法，所述方法包括：获得用于所述工业机器的第一方位的、与所述工业机器相关联的第一组数据，所述第一组数据包括与提升绳索相关联的第一长度和与所述提升绳索相关联的第一角度；获得用于所述工业机器的第二方位的、与所述工业机器相关联的第二组数据，所述第二组数据包括与所述提升绳索相关联的第二长度和与所述提升绳索相关联的第二角度；以及基于所述第一组数据和所述第二组数据来确定所述铲斗的所述物理特性的所述值。2.根据权利要求1所述的方法，其中所述铲斗的所述特性是所述铲斗的长度。3.根据权利要求1所述的方法，其中所述铲斗的所述特性是所述铲斗相对于铲斗柄的角度。4.根据权利要求1所述的方法，进一步包括：迭代解算所述铲斗的所述物理特性的所述值。5.根据权利要求1所述的方法，其中确定所述铲斗的所述物理特性的所述值包括：解算一组联立方程来得到所述物理特性的所述值。6.根据权利要求1所述的方法，进一步包括：确定所述铲斗的位移和所述提升绳索的位移。7.根据权利要求6所述的方法，进一步包括：基于所述铲斗的所述位移和所述提升绳索的所述位移来计算误差值。8.一种工业机器，包括：铲斗；支撑提升绳索的吊杆和滑轮，所述提升绳索连接到所述铲斗；以及控制器，所述控制器被配置成：控制所述提升绳索的长度，确定所述提升绳索的第一长度，所述第一长度与所述铲斗的第一位置相对应，确定所述提升绳索的第二长度，所述第二长度与所述铲斗的第二位置相对应，确定所述提升绳索相对于所述滑轮的第一角度，所述第一角度与所述铲斗的所述第一位置相对应，确定所述提升绳索相对于所述滑轮的第二角度，所述第二角度与所述铲斗的所述第二位置相对应，确定所述提升绳索的位移，以及基于所述提升绳索的所述位移来确定所述铲斗的物理属性的值。9.根据权利要求8所述的工业机器，其中所述铲斗的所述物...

【专利技术属性】
技术研发人员：韦斯利·P·泰勒，
申请(专利权)人：哈尼施费格尔技术公司，
类型：发明
国别省市：