铲的铲斗摆动的自动化控制方法及系统技术方案

补偿铲斗摆动控制的系统和方法。一种方法，包括：利用至少一个处理器确定与所述铲斗的当前摆动方向相反的补偿方向，并且当所述铲斗的加速度大于预定的加速度值时，沿补偿方向施加最大可用摆动扭矩。该方法还能够包括：确定铲的当前状态，并且当铲的当前状态为摆动至卡车状态或返回至收拢状态时，执行上面的步骤。当铲的当前状态为挖掘状态时，该方法可包括：限制最大可用摆动扭矩，并且当铲斗缩回至预定推挤位置时，利用至少一个处理器使摆动扭矩在预定时段内渐升至最大可用摆动扭矩。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利摘要】补偿铲斗摆动控制的系统和方法。一种方法，包括：利用至少一个处理器确定与所述铲斗的当前摆动方向相反的补偿方向，并且当所述铲斗的加速度大于预定的加速度值时，沿补偿方向施加最大可用摆动扭矩。该方法还能够包括：确定铲的当前状态，并且当铲的当前状态为摆动至卡车状态或返回至收拢状态时，执行上面的步骤。当铲的当前状态为挖掘状态时，该方法可包括：限制最大可用摆动扭矩，并且当铲斗缩回至预定推挤位置时，利用至少一个处理器使摆动扭矩在预定时段内渐升至最大可用摆动扭矩。【专利说明】铲的铲斗摆动的自动化控制 相关申请 本申请要求2012年3月16日提交的美国临时专利申请No. 61/611，682的优先权， 该美国临时专利申请的整个内容通过引用并入本文。
本专利技术涉及监控诸如电绳铲或动力铲（shovel)的工业机器的性能和自动地调节 性能。
技术介绍
诸如电绳或动力铲、拉铲挖掘机等的工业机器被用来执行挖掘操作使得从例如矿 料堆迁移材料。操作员在挖掘操作期间控制绳铲为铲斗加载材料。操作员将铲斗中的材料 倒入料斗或卡车中。在卸载材料之后，挖掘循环继续，并且操作员摆动铲斗返回至料堆以执 行另外的挖掘。一些操作员将铲斗以高速率不正确地摆到料堆中，即使对挖掘操作使铲斗 减慢并且停止，这也会损害铲斗和铲的其它部件，诸如齿条、柄、鞍座块、移动轴和吊臂。铲 斗在挖掘循环期间还会影响其它物体（例如，料斗或卡车、料堆、位于铲周围的其它机械块 等），这会损坏铲斗或其它部件。 因此，本专利技术的实施例自动地控制铲斗的摆动以减轻由铲斗与位于铲周围的物体 (诸如，料堆、地面和料斗）的冲击所引起的冲击和应力。例如，在铲斗已经被卸载并且返回 到料堆以便随后的挖掘操作之后，控制器监控铲斗的操作。控制器监控铲斗摆动的各个方 面，诸如速度、加速度和由操作员控制器指示的参照（例如，施加到诸如控制杆的操作员控 制器的力的方向）控制器使用所监控的信息来确定铲斗是否摆动太快，在这种情况下，铲 斗将以不合理的速度撞击料堆。在该情形下，当控制器检测与料堆的高冲击时，控制器使用 马达扭矩来减慢铲斗的摆动。具体地，控制器沿与铲斗的移动方向相反的方向施加马达扭 矩，这抵消铲斗速度并且使摆动速度下降。
技术实现思路
特别，本专利技术的一个实施例提供一种补偿铲的铲斗的摆动的方法。该方法包括：通 过至少一个处理器确定与所述铲斗的当前摆动方向相反的补偿方向，并且当所述铲斗的加 速度大于预定的加速度值时，通过所述至少一个处理器沿与所述铲斗的所述当前摆动方向 相反的所述补偿方向施加最大可用摆动扭矩。 本专利技术的另一个实施例是提供一种用于补偿铲的铲斗的摆动的系统。该系统包括 包含至少一个处理器的控制器。该至少一个处理器被配置成限制最大可用摆动扭矩，确定 铲斗的推挤位置，并且当铲斗到达预定推挤位置之后，约束摆动扭矩在预定时段内渐升至 所限制的最大可用摆动扭矩。 通过考虑详细描述和附图，本专利技术的其它方面将变得明显。 【专利附图】【附图说明】 图1示出根据本专利技术的实施例的工业机器。 图2A和图2B示出在挖掘位置和翻卸位置之间的图1的机器的摆动。 图3示出根据本专利技术的实施例的工业机器的控制器。 图4-9示出用于自动地控制图1的机器的铲斗的摆动的方法的流程图。 图IOa-IOc和Ila-Ilc是示出在图4-9的方法中的至少一些中激活的子例程的流 程图。 图12-13是图IOa-IOc和图Ila-Ilc的子例程的生成扭矩速度曲线的图形表示。 【具体实施方式】 在详细地解释本专利技术的任何实施例之前，应理解的是，本专利技术在其应用上并不限 于下列说明书中所阐明的或下列附图中所阐明的部件的结构和布置的细节。本专利技术能够涵 盖其它实施例并且可以各种方式实践或实施。另外，需理解的是，此处所使用的措辞和术语 是出于说明目的，并且不应被视为限制性的。此处对"包含"、"包括"或"具有"和其变型的 使用意味着涵盖其后列出的项目和其等同物以及另外的项目。术语"安装"、"连接"和"联 接"广泛地被使用并且包括直接和间接的安装、连接和联接。此外，"连接"和"联接"不管 是直接还是间接，不限于物理或机械连接或联接，并且能够包括电气或液压连接或联接。另 夕卜，电子通信和通知可以使用包括直接连接、无线连接等的任何已知方式被实施。 还应注意的是，多个基于硬件和软件的设备以及多个不同的结构部件可以被使用 以实施本专利技术。此外，应理解，出于讨论目的，本专利技术的实施例可以包括硬件、软件和电子部 件或模块，所述硬件、软件、和电子部件或模块可以示出和描述为犹如大多数部件在硬件中 单独地实现。然而，一个本领域的普通技术人员根据对这份详细描述的阅读将明白，在至少 一个实施例中，基于本专利技术的各方面的电子器件可以在可由一个或多个处理器执行的软件 (例如，存储在非暂态计算机可读介质上）中实现。因此，应注意，可以利用多个基于硬件 和软件的设备，以及多个不同结构的部件来实现本专利技术。而且，如在随后的段落中描述的， 在附图中示出的特定机械配置旨在例证本专利技术的实施例并且其它替代机械配置是可能的。 例如，在本说明书中描述的"控制器"可以包括标准处理部件，诸如一个或多个处理器、一个 或多个计算机可读介质模块、一个或多个输入输出接口和连接这些部件的各种连接件（例 如,系统总线）。 图1描绘示例性绳铲100。绳铲100包括履带105,用于前向和后向推进绳铲100 以及用于使绳铲100旋转（即，通过使左右履带的速度和/或方向相对于彼此改变）。履带 105支撑包括驾驶室115的基部110。基部110能够绕摆动轴线125摆动或旋转，比如，从 挖掘位置移动至翻卸位置并且再返回至挖掘位置。在一些实施例中，履带105的移动不是 摆动运动所需的。绳纟产进一步包括支撑可枢转纟产斗柄135和纟产斗140的纟产斗轴或吊臂130。 铲斗140包括门145,用于将铲斗140所容纳的物品翻卸至翻卸位置。 铲100还包括：拉紧悬吊缆绳150,该拉紧悬吊缆绳150联接在基部110与吊臂130 之间用于支撑吊臂130 ;起吊缆绳155,该起吊缆绳155附接到基部110内的绞盘（未示出） 用于卷起缆绳155以使铲斗140上升和下降；铲斗门缆绳160,该铲斗门缆绳附接到另一个 绞盘（未示出）以便打开铲斗140的门145。在某些情况下，铲100为由JoyGlobal制造 的P&H?4100系列铲，而铲100可以为另一个类型或型号的采矿挖掘机。 当挖掘铲100的履带105处于静态，铲斗140在操作中基于三个控制动作吊起 (hoist)、推挤（crowd)和摆动（swing)而移动。吊起控制通过卷起和展开起吊缆绳155来 使铲斗140升高和降低。推挤控制使柄135和铲斗140的位置伸出和缩回。在一个实施例 中，通过使用齿条齿轮装置来推挤柄135和铲斗140。在另一个实施例中，通过使用液压驱 动系统来推挤柄135和铲斗140。摆动控制使铲斗140相对于摆动轴线125旋转。在工作 期间，操作员控制铲斗140以从挖掘位置挖掘土材料，使挖斗140摆动至翻卸位置，释放门 145以翻卸土材料，并且收拢铲斗140,这促使门145本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种补偿铲的铲斗的摆动的方法，所述方法包括：(a)通过至少一个处理器确定与所述铲斗的当前摆动方向相反的补偿方向；和(b)当所述铲斗的加速度大于预定的加速度值时，通过所述至少一个处理器沿与所述铲斗的所述当前摆动方向相反的所述补偿方向施加最大可用摆动扭矩。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：迈克尔·林斯特罗斯，约瑟夫·科尔威尔，马克·埃默森，
申请(专利权)人：哈尼施费格尔技术公司，
类型：发明
国别省市：美国;US