用于挖掘机的设备和方法技术

一种挖掘机，包括机架、大臂组件和控制架构。控制架构可以包括第一致动器、第二致动器、第三致动器、用户输入界面、具有控制算法的存储介质、以及控制器，该控制器被配置为执行控制算法以：从用户输入界面和存储介质中的一个或多个接收目标坡度请求；接收相对于枢转轴线的铲斗小臂位置；接收铲斗小臂的移动方向；确定铲斗小臂位置是在枢转轴线外侧还是在枢转轴线内侧；以及当铲斗小臂位置和铲斗小臂的移动方向在自动控制区域内时，在自动模式下操作第一致动器，以自动调节相对于机架的枢转轴线高度，以自动保持目标坡度。以自动保持目标坡度。以自动保持目标坡度。

【技术实现步骤摘要】
用于挖掘机的设备和方法


[0001]本公开涉及一种用于挖掘机的设备和方法。

技术介绍

[0002]本公开涉及挖掘机的使用中的自动或半自动控制。
[0003]操作挖掘机需要来自操作员的技能和经验，以便正确执行功能，诸如挖掘平坦表面或对沟渠的精确导向减缓坡度。操作员可以受益于机器辅助控制以便在不放弃完全控制的情况下保持精度。

技术实现思路

[0004]提供本概述是为了介绍在下面的详细描述和附图中进一步描述的一些构思。这个概述不旨在标识所附权利要求的关键或必要特征，也不旨在用于帮助确定所附权利要求的范围。
[0005]一种挖掘机可以包括机架、联接到机架并被配置成将机架支撑在表面上的地面接合机构。挖掘机还可以包括大臂、第一致动器、铲斗小臂、第二致动器、执行机构、第三致动器、至少一个传感器和控制架构。大臂可以枢转地联接到机架。第一致动器可以将大臂和机架互连，其中第一致动器可操作以相对于机架使大臂移动。铲斗小臂可以枢转地联接到大臂，以围绕枢转轴线旋转移动。第二致动器可以将铲斗小臂和大臂互连；并且可操作以相对于大臂围绕枢转轴线使铲斗小臂移动。执行机构可以枢转地联接到铲斗小臂。第三致动器可以将执行机构和铲斗小臂互连，其中第三致动器可操作以相对于铲斗小臂使执行机构移动。传感器可以感测铲斗小臂位置、以及大臂、铲斗小臂和执行机构的移动方向中的一个。控制架构可以包括用户输入界面、具有控制算法的存储介质以及被配置为执行控制算法的控制器。控制算法可以接收目标坡度请求、用户输入界面和存储介质中的一个或多个；从至少一个传感器接收相对于枢转轴线的铲斗小臂位置，其中铲斗小臂位置是在枢转轴线内侧或枢转轴线外侧中的一个；从至少一个传感器接收铲斗小臂相对于枢转轴线的移动方向，其中铲斗小臂的移动方向是从枢转轴线准备离开或准备朝向枢转轴线的方向中的一个；以及当铲斗小臂位置和铲斗小臂的移动方向在自动控制区域内时在自动模式下操作第一致动器以自动调节枢转轴线相对于机架的高度，以自动保持目标坡度。
[0006]第一致动器在自动模式下的操作模式可以包括当i)铲斗小臂在枢转轴线外侧并且ii)铲斗小臂准备就绪时，向上移动大臂；当i)铲斗小臂在枢转轴线内侧并且ii)铲斗小臂准备离开时，向上移动大臂；当i)铲斗小臂在枢转轴线外侧并且ii)铲斗小臂准备离开时，向下移动大臂；以及当i)铲斗小臂在枢转轴线内侧并且ii)铲斗小臂准备就绪时，向下移动大臂。控制器还可以被配置为当铲斗小臂位置和铲斗小臂的移动方向在自动控制区域外时，停用第一致动器的自动模式。
[0007]控制架构还可以被配置成当铲斗小臂位置和铲斗小臂的移动方向在自动控制区域内时，执行指令以在自动模式下激活第三致动器以自动卷曲或倾倒执行机构，从而调整
执行机构的切削刃接合表面的角度，自动模式保持目标坡度。这可以包括当铲斗小臂准备就绪时使执行机构倾倒；并且当斗杆准备离开时使执行机构卷曲。铲斗小臂的准备就绪包括第二致动器的伸出。铲斗小臂的准备离开包括第二致动器的缩回。当铲斗小臂位置和铲斗小臂的移动方向在自动控制区域外时，控制器可以进一步停用第三致动器的自动模式。
[0008]保持目标坡度源于来自全球定位系统和铲斗小臂相对于机架的定位中的一个或多个的反馈。
[0009]用户输入界面可以包括第一操纵杆和第二操纵杆。第一操纵杆当被向前移动时使铲斗小臂准备离开，并且当第一操纵杆被向后移动时使铲斗小臂准备就绪。当向左移动第二操纵杆时第二操纵杆使执行机构卷曲，当向右移动第二操纵杆时第二操纵杆使执行机构倾倒。
[0010]本公开还包括一种用于控制挖掘机的方法。该方法包括：基于来自用户输入界面的利用开关进行的用户输入，启用自动模式；从用户输入界面和存储介质中的一个或多个接收目标坡度请求；从至少一个传感器接收相对于枢转轴线的铲斗小臂位置，其中铲斗小臂位置是在枢转轴线内侧或枢转轴线外侧中的一个或多个；从至少一个传感器接收铲斗小臂相对于枢转轴线的移动方向，其中铲斗小臂的移动方向是从枢转轴线准备离开或准备朝向枢转轴线的方向中的一个；以及基于铲斗小臂位置和铲斗小臂的移动方向在自动模式下激活第一致动器以自动调节枢转轴线相对于机架的高度，从而自动保持目标坡度。
[0011]从下面的详细描述和附图中，这些和其他特征将变得显而易见，其中通过图示的方式示出和描述了各种特征。本公开能够具有其他不同的配置，并且其几个细节能够在各种其他方面进行修改，所有这些都不脱离本公开的范围。因此，详细描述和附图在本质上被认为是说明性的，而不被认为是约束性的或限制性的。
附图说明
[0012]附图的详细描述参考附图，在附图中：
[0013]图1是其大臂组件处于多个位置的挖掘机的侧视图；
[0014]图2是图1中示出的实施例的控制架构的示意图；
[0015]图3是在执行机构接合表面时执行机构保持目标坡度的侧视图；
[0016]图4A是准备就绪(arming in)的挖掘机的示意图；
[0017]图4B是准备离开(arming away)的挖掘机的示意图；
[0018]图5是图2中提到的用户输入界面的示意图；
[0019]图6是示出了自动控制区域的实施例的挖掘机的俯视图；以及
[0020]图7是用于操作具有图1中示出的实施例的控制架构的大臂组件和/或执行机构的算法的流程图。
具体实施方式
[0021]以上附图和以下详细描述中公开的实施例并不旨在穷举或将本公开限制于这些实施例。相反，在不脱离本公开的范围的情况下，可以进行多种变化和修改。
[0022]如本文所用，除非另有限制或修改，否则具有由连结术语(例如，“和”)分隔开的元件并且前面还有短语“一个或多个”或“至少一个”的元件的列表指示潜在地包括列表的各
个元件或它们的任意组合的构造或布置。例如，“A、B和C中的至少一个”或“A、B和C中的一个或多个”表示仅A、仅B、仅C、或A、B和C中的两个或多个的任意组合(例如，A和B、A和C、B和C、或A、B和C)的可能性。
[0023]如本文所用，存储介质包括电子存储器、非易失性随机存取存储器、光存储装置、磁存储装置或用于在任何可记录、可重写或可读的电子、光或磁存储介质上存储和访问电子数据的另一装置。
[0024]如本文所用，术语“控制器”是包括处理器和存储器的计算装置。“控制器”可以是单个装置或者替代性地是多个装置。控制器还可以指任何硬件、软件、固件、电子控制部件、处理逻辑、处理装置(单独地或以任何组合的方式)，包括但不限于：专用集成电路(ASIC)、电子电路、处理器(共享处理器、专用处理器或处理器组)和执行一个或多个软件或固件程序的存储器、组合逻辑电路和/或提供所描述的功能的其他合适部件。
[0025]如本文所用，位置确定接收器可以包括全球定位系统(GPS)接收器或任何卫星导航接收器，用于提供：(1)车辆或其部件(诸如大臂、铲斗小臂和执行机构)的位置数据、高度数据、姿态、侧倾、倾斜偏航、运动数据、加速度数据、速本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种挖掘机，包括：机架；地面接合机构，所述地面接合机构联接到所述机架并被配置成将所述机架支撑在一表面上；大臂，所述大臂枢转地联接到所述机架；第一致动器，所述第一致动器将所述大臂和所述机架互连，并能够操作以相对于所述机架使所述大臂移动；铲斗小臂，所述铲斗小臂枢转地联接到所述大臂，以围绕枢转轴线旋转移动；第二致动器，所述第二致动器将所述铲斗小臂和所述大臂互连，并且能够操作以相对于所述大臂围绕所述枢转轴线使所述铲斗小臂移动；执行机构，所述执行机构枢转地联接到所述铲斗小臂；第三致动器，所述第三致动器将所述执行机构和所述铲斗小臂互连，并且能够操作以相对于所述铲斗小臂使所述执行机构移动；至少一个传感器，所述至少一个传感器能够操作以感测下述各项中的一个或多个：铲斗小臂位置；和所述大臂、所述铲斗小臂或所述执行机构中的一个或多个的移动方向；所述挖掘机还包括控制架构，所述控制架构包括：用户输入界面、控制算法存储在其中的存储介质、以及控制器，所述控制器被配置为执行所述控制算法以：从所述用户输入界面和所述存储介质中的一个或多个接收目标坡度请求；从所述至少一个传感器接收相对于所述枢转轴线的铲斗小臂位置，其中所述铲斗小臂位置是所述枢转轴线内侧或所述枢转轴线外侧中的一个；从所述至少一个传感器接收所述铲斗小臂相对于所述枢转轴线的移动方向，其中所述铲斗小臂的移动方向是从所述枢转轴线准备离开或准备朝向所述枢转轴线的方向中的一个；以及当所述铲斗小臂位置和所述铲斗小臂的移动方向在自动控制区域内时，在自动模式下操作所述第一致动器以自动调节所述枢转轴线相对于所述机架的高度，以自动保持目标坡度。2.根据权利要求1所述的挖掘机，其中，在自动模式下操作所述第一致动器包括：当i)所述铲斗小臂在所述枢转轴线外侧并且ii)所述铲斗小臂准备就绪时，使所述大臂向上移动；当i)所述铲斗小臂在所述枢转轴线内侧并且ii)所述铲斗小臂准备离开时，使所述大臂向上移动；当i)所述铲斗小臂在所述枢转轴线外侧并且ii)所述铲斗小臂准备离开时，使所述大臂向下移动；以及当i)所述铲斗小臂在所述枢转轴线内侧并且ii)所述铲斗小臂准备就绪时，使所述大臂向下移动。3.根据权利要求1所述的挖掘机，其中，所述控制器进一步被配置为当所述铲斗小臂位置和所述铲斗小臂的移动方向在所述自动控制区域外时，停用所述第一致动器的自动模式。
4.根据权利要求2所述的挖掘机，其中，所述控制架构进一步被配置为执行指令以：当所述铲斗小臂位置和所述铲斗小臂的移动方向在所述自动控制区域内时，在所述自动模式下激活所述第三致动器以自动卷曲或倾倒所述执行机构，从而调整所述执行机构的切削刃与所述表面接合的角度，所述自动模式保持所述目标坡度。5.根据权利要求4所述的挖掘机，其中，在所述自动模式下操作所述第三致动器包括：当所述铲斗小臂准备就绪时，倾倒所...

【专利技术属性】
技术研发人员：梅根，
申请(专利权)人：迪尔公司，
类型：发明
国别省市：