BR102015028280B1

BR102015028280B1 - Sistema de controle, veículo de máquina de trabalho, e, método para controlar um dispositivo móvel

Info

Publication number: BR102015028280B1
Application number: BR102015028280-0A
Authority: BR
Inventors: Marko Paakkunainen
Original assignee: John Deere Forestry Oy
Priority date: 2014-11-12
Filing date: 2015-11-10
Publication date: 2022-04-05
Also published as: US9845588B2; EP3020874B1; AU2015238880B2; CA2909237A1; EP3020874A1; BR102015028280A2; AU2015238880A1; CA2909237C; US20160131162A1

Abstract

SISTEMA DE CONTROLE E MÉTODO PARA CONTROLAR UM DISPOSITIVO MÓVEL, E, VEÍCULO DE MÁQUINA DE TRABALHO. Um sistema de controle para controlar um dispositivo móvel compreende: pelo menos um atuador hidráulico associado com o dispositivo móvel, pelo menos um dispositivo de sensoreação de posição para determinar a posição do dispositivo móvel ou do atuador, ou ambos, e um sistema de controle hidráulico, incluindo uma unidade de controle eletrônico, para controlar o atuador. Para realizar um método de controle, o sistema de controle hidráulico é configurado para dispensar fluido hidráulico pressurizado ao atuador, o fluido hidráulico sendo pressurizado no máximo para uma pressão máxima predeterminada, o sistema de controle é adaptado para regular a pressão máxima predeterminada com base na posição determinada. De acordo com um exemplo, o dispositivo móvel é uma lança de uma máquina de trabalho. De acordo com um outro exemplo, o atuador é um motor ou cilindro hidráulico.

Description

Campo da Invenção

[001] A invenção se refere a um sistema de controle para controlar um dispositivo móvel. A invenção se refere ainda a um veículo de máquina de trabalho tendo um dispositivo móvel que é uma lança articulada ou uma seção de lança da lança articulada conectada ao veículo de máquina de trabalho. A invenção se refere ainda a um método de controlar um dispositivo móvel usando um sistema de controle hidráulico tendo uma unidade de controle eletrônico.

Fundamentos da Invenção

[002] Máquinas de trabalho, em particular equipamento de silvicultura máquinas silvícolas, por exemplo, uma colheitadeira e uma autocarregadeira, têm uma lança articulada e uma ferramenta afixada à lança. A ferramenta pode ser por exemplo, uma cabeça de colheitadeira, uma cabeça de derrubada, uma cabeça de colheitadeira e processamento, ou um agarrador de toras. A ferramenta pode ser usada por exemplo, para cortar árvores em pé, para processar árvores derrubadas ou para segurar objetos, tais como as toras ou troncos de árvores. Quando se usa uma tal ferramenta, ela é movida sob o controle de um operador da máquina de trabalho para uma posição desejada principalmente controlando a posição da lança e movendo a ferramenta com a lança.

[003] Os sistemas de controle hidráulico para controlar por exemplo,a lança, são dimensionados para uma demanda de pressão máxima mais alta predeterminada. Nos sistemas de controle hidráulico anteriormente conhecidos para por exemplo, as máquinas de trabalho com uma lança, a força e especialmente a força resultante disponível para levantar cargas ou mover a lança pode ser percebida como muito pequena quando a lança é estendida ou o alcance horizontal da lança é chegando no seu máximo. Por outro lado, a força resultante disponível para levantar cargas ou mover a lança pode ser percebida como desnecessariamente alta quando a lança é retraída ou o alcance horizontal da lança está chegando no seu mínimo. No primeiro case pode ser impossível executar as funções de trabalho selecionadas e em no último caso, energia hidráulica é desperdiçada ou a lança deve ser construída desnecessariamente durável para suportar sobrecarga a longo prazo. Assim, há exigências de projeto conflitantes porque a força resultante disponível deve ser alta e a lança deve ser construída com longo alcance e uma estrutura leve.

Sumário da Invenção

[004] A solução a ser apresentada é direcionada a suplantar uma ou mais das desvantagens assinaladas acima e associadas também com outros tipos de dispositivos móveis cuja posição é controlada com atuadores hidráulicos gerando forças necessárias para executar funções de trabalho.

[005] O sistema de controle para controlar um dispositivo móvel de acordo com a solução é apresentado na reivindicação 1. O veículo de máquina de trabalho tendo um dispositivo móvel de acordo com a solução é apresentado na reivindicação 12. O método de controlar um dispositivo móvel usando um sistema de controle hidráulico tendo uma unidade de controle eletrônico de acordo com a solução é apresentado na reivindicação 14.

[006] De acordo com a solução apresentada, o sistema de controle para controlar o dispositivo móvel compreende pelo menos um atuador hidráulico associado com o dispositivo móvel para executar pelo menos uma função de trabalho, pelo menos um dispositivo de sensoreação de posição para determinar a posição do dispositivo móvel ou do atuador hidráulico, ou de ambos e um sistema de controle hidráulico, incluindo uma unidade de controle eletrônico, para controlar o atuador hidráulico.

[007] O sistema de controle hidráulico é configurado para dispensar fluido hidráulico pressurizado ao atuador hidráulico, o fluido hidráulico sendo pressurizado no máximo a uma pressão máxima predeterminada, o sistema de controle é adaptado para regular a pressão máxima predeterminada com base na posição determinada.

[008] O atuador hidráulico é adaptado para rotar ou virar o dispositivo móvel em torno de um eixo geométrico ou para mover linearmente o dispositivo móvel. De acordo com um exemplo da solução apresentada, o atuador hidráulico é um atuador linear, por exemplo, um cilindro hidráulico, conectado ao dispositivo móvel. De acordo com um outro exemplo da solução apresentada, o atuador hidráulico é um atuador rotativo, por exemplo, um motor hidráulico, conectado ao dispositivo móvel.

[009] De acordo com a solução apresentada, o veículo de máquina de trabalho tem o dispositivo móvel que é uma lança articulada ou uma seção de lança da lança articulada conectado ao veículo de máquina de trabalho. O veículo de máquina de trabalho compreende ainda um sistema de controle conforme apresentado acima. O atuador linear pode ser usado como um cilindro de levantamento da lança articulada. O atuador rotativo pode ser usado em um aparelho de virar da lança articulada.

[0010] De acordo com a solução apresentada, o método de controlar o dispositivo móvel usando um sistema de controle hidráulico tendo uma unidade de controle eletrônico. O método provê as seguintes etapas: executar uma função de trabalho com um dispositivo móvel controlado por pelo menos um atuador hidráulico associado com o dispositivo móvel, sensorear a posição do dispositivo móvel ou do atuador, ou de ambos, dispensar fluido hidráulico ao atuador hidráulico e pressurizar o fluido hidráulico no máximo a uma pressão máxima predeterminada, e regular a pressão máxima predeterminada com base na posição determinada.

[0011] Abaixo, a solução apresentada vai ser descrita em associação com um veículo de máquina de trabalho na forma de uma colheitadeira para silvicultura tendo uma lança articulada. Preferivelmente, a lança tem duas ou mais seções de lança conectadas uma depois da outra por meio de uma ou mais disposições de junta. A colheitadeira de silvicultura e sua lança são aplicações não limitativas da solução apresentada. A solução pode por exemplo também ser usada para outros tipos de máquinas de trabalho que são veículos, tais como uma autocarregadeira para silvicultura, um trator agrícola, uma máquina de trabalho equipada com uma retroescavadeira ou uma carregadeira de extremidade frontal, um veículo de equipamento de construção ou uma escavadeira. A ferramenta afixada à lança pode por exemplo ser uma caçamba, um agarrador ou uma forquilha.

[0012] Um efeito técnico relacionado à solução apresentada é forças resultantes disponíveis aumentadas quando se manipula uma carga com uma lança articulada estendida. Um outro efeito técnico relacionado à solução apresentada é forças resultantes disponíveis reduzidas quando se manipula uma carga com uma lança articulada retraída ou quando se vira a lança articulada retraída. Neste último caso, as disposições de junta da lança articulada experimentam menos sobrecarga comparadas com as soluções tradicionais.

[0013] De acordo com exemplos da solução apresentada, um dispositivo de válvula de controle direcional ou um dispositivo de bomba hidráulica do sistema de controle é controlado com base em uma estratégia de controle da solução apresentada. Um efeito técnico relacionado ao primeira é controle de pressão específico para o atuador. Um efeito técnico relacionado ao último é economia de energia comparada com o controle de pressão com base em válvulas de controle de pressão.

Descrição dos Desenhos

[0014] A figura 1 mostra um exemplo de uma máquina de trabalho tendo uma lança e uma ferramenta.

[0015] A figura 2 mostra um primeiro exemplo de um sistema de controle hidráulico relacionado à solução apresentada.

[0016] A figura 3 mostra um método tradicional de controlar sistemas de controle hidráulico.

[0017] As figuras 4 e 5 mostram métodos de controlar sistemas de controle hidráulico de acordo com a solução apresentada.

[0018] A figura 6 mostra um segundo exemplo de um sistema de controle hidráulico relacionado à solução apresentada.

Descrição Detalhada da Invenção

[0019] Referência vai agora ser feita a um exemplo da solução apresentada que é ilustrada nos desenhos anexos.

[0020] A figura 1 mostra uma máquina de trabalho exemplificativa 10 em que a solução apresentada pode ser aplicada. A máquina de trabalho 10 pode ser uma máquina de trabalho para silvicultura, por exemplo uma colheitadeira para silvicultura.

[0021] A máquina de trabalho 10 pode compreender uma armação 12, uma cabina 14 com uma estação para o operador, um motor de combustão 15 como a fonte de potência, um aparelho de virar 22 e uma lança articulada 20. A máquina de trabalho 10 pode ainda compreender um aparelho de inclinar 21. Uma ferramenta 30 pode ser conectada à lança 20.

[0022] A armação 12 pode ser articulada e ter duas ou mais seções de armação 12a, 12b conectadas uma depois da outra por meio de uma junta controlada 13. A armação 12 é do tipo com rodas e é suportada por várias rodas 11. Alternativamente ou adicionalmente, a armação 12 pode ter uma disposição de esteira sem fim para suportar a armação 12 e para acionar a máquina de trabalho 10.

[0023] De acordo com um outro exemplo, a máquina de trabalho 10 pode ter um espaço de carga localizado sobre a armação 12 ou a seção de armação 12a, 12b. O espaço de carga pode ter diversos leitos para suportar uma carga. O espaço de carga destina-se a carregar toras ou troncos de árvore carregados neste espaço de carga.

[0024] A lança 20 é montada sobre o aparelho de virar 22 conectada à armação 12. Girando o aparelho de virar 22, a lança 20 pode ser girada ou virada em torno de um eixo geométrico de rotação N que é orientado na vertical ou substancialmente na vertical. Em um exemplo da solução, o aparelho de virar 22 pode ser conectado à armação 12 via o aparelho de inclinar 21 para inclinar a lança 20 de modo tal que o N é inclinado controlavelmente.

[0025] O aparelho de virar 22 ou o aparelho de inclinar 21 podem incluir um atuador linear, por exemplo, um cilindro hidráulico, para rotar ou inclinar. O aparelho de virar 22 pode incluir um atuador rotativo, por exemplo, um motor hidráulico, para rotar ou virar.

[0026] A lança 20 pode ter duas ou mais seções de lança 24, 26, 28 conectadas uma depois da outra. As duas ou mais seções de lança 24, 26, 28 são conectadas entre por meio de uma disposição de junta 36, 38. A disposição de junta 36, 38 pode prever rotação em torno de um eixo geométrico de rotação horizontal. A disposição de junta 36, 38 pode ser controlada por meio de um ou vários atuadores lineares 29 e 31, por exemplo, um cilindro hidráulico.

[0027] No exemplo da Fig. 1, a seção de lança de base 28 é conectada entre o aparelho de virar 22 e a segunda seção de lança 26. A posição da segunda seção de lança 26 em relação à seção de lança de base 28 é controlada pelo atuador linear 29. O atuador linear 29 é conectado entre a seção de lança de base 28 e a segunda seção de lança 26. Alternativamente, a segunda seção de lança 26 é pivotadamente conectada ao aparelho de virar 22 sem a seção de lança de base 28 e o atuador linear 29 é conectado entre a segunda seção de lança 26 e o aparelho de virar 22. A primeira seção de lança 24 é conectada à segunda seção de lança 26. A posição da primeira seção de lança 24 em relação à segunda seção de lança 26 é controlada pelo atuador linear 31. O atuador linear 31 é conectado entre a segunda seção de lança 26 e, ou diretamente ou via a disposição de junta 38, a primeira seção de lança 24.

[0028] Uma ou mais seções de lança da lança 20 podem operar telescopicamente e se mover linearmente. A extensão e o comprimento da seção de lança que opera telescopicamente são controlados por meio de duas ou mais partes de seção de lança dispostas de maneira móvel uma dentro da outra. Um ou vários atuadores lineares podem ser usados para controlar as posições relativas das partes de seção de lança. O atuador linear é conectado à seção de lança da lança 20 provida com as partes de seção de lança e o atuador linear é localizado ou dentro ou fora da seção de lança. De acordo com um exemplo, a primeira seção de lança 24 é disposta operando telescopicamente.

[0029] A ferramenta 30 pode ser conectada na extremidade da lança 20 ou da primeira seção de lança 24, ou uma parte de seção de lança da lança 20, representada por uma ponta P da lança 20 na Fig. 1.

[0030] A ferramenta 30 pode ser rotativamente conectada à ponta P por meio de um atuador 32, por exemplo, um rotador ou um atuador rotativo. Com o atuador 32, a ferramenta 30 suspenda neste atuador 32 pode ser controlavelmente girada em torno de um eixo geométrico de rotação X que é orientado na vertical ou substancialmente na vertical. A posição da ferramenta 30 é assim controlada com o atuador 32. De acordo com um exemplo e a Fig. 1, o atuador 32 pode ser conectado à lança 20 via um elo de conexão 34 mantendo posição ereta da ferramenta 30.

[0031] A ferramenta 30 pode ser uma cabeça de colheitadeira, uma cabeça de derrubar, uma cabeça de ceifar e processar, uma cabeça de colheitadeira apropriada para ser usada como um agarrador de toras ou um agarrador de toras.

[0032] Em relação à solução apresentada, o aparelho de virar 22, o aparelho de inclinar 21, a ferramenta 30, a lança articulada 20, uma combinação de duas ou mais seções de lança da lança 20, a seção de lança 24, 26 ou 28, ou uma parte de seção de lança da seção de lança 24, 26 ou 28, como apresentados acima, são um exemplo representando um dispositivo móvel 78 (ver Fig. 2 e Fig. 6) executando uma função de trabalho quando controlada com um atuador 63 associado com o dispositivo móvel 78.

[0033] O atuador 63 pode ser um atuador linear 64, como exemplificado na Fig. 2, ou um atuador rotativo 65, como exemplificado na Fig. 6. O atuador 63 muda a posição do dispositivo móvel 78 quando executa a função de trabalho. O dispositivo móvel 78 pode ser configurado par rotar ou rodar torno de um eixo geométrico de rotação, por exemplo, um eixo geométrico horizontal ou vertical, ou para se mover linearmente.

[0034] Uma ou mais seções de lança da lança 20 operam erguendo e abaixando a ferramenta 30 ou uma outra seção de lança da lança 20 conectada à seção de lança. De acordo com um exemplo e a Fig. 1, a segunda seção de lança 26 é pivotadamente conectada à seção de lança de base 28. Deste modo, o alcance Rb da segunda seção de lança 26 pode ser controlado virando a segunda seção de lança 26 em torno de um eixo geométrico de rotação horizontal ou substancialmente horizontal. A segunda lança 26 é pivotadamente conectada à primeira seção de lança 24. Deste modo, o alcance Ra da primeira seção de lança 24 pode ser controlado virando a primeira seção de lança 24 em torno de um eixo geométrico de rotação horizontal ou substancialmente horizontal.

[0035] O alcance R da lança 20 ou da ponta P pode ser controlado virando a primeira seção de lança 24 ou a segunda seção de lança 26, ou ambas. O alcance R pode ser representado por um alcance em uma direção horizontal (ver Fig. 1), em uma direção substancialmente horizontal ou em uma direção de inclinação, como vai ser descrito abaixo.

[0036] Um ponto de referência ou pontos de referência, para determinar os alcances R, Ra ou Rb em questão podem, por exemplo, ser um ponto predeterminado na lança 20 ou na máquina de trabalho 10, o ponto onde a lança 20 é conectada à máquina de trabalho 10, à disposição de junta 36, 38, à ponta P da lança 20, o ponto onde a ferramenta 30 é conectada à lança 20, ou a uma ou ambas extremidades de uma seção de lança da lança 20.

[0037] Assim, em relação à solução apresentada, os alcances R, Ra ou Rb podem se referir ao dispositivo móvel 78 e o ponto de referência pode, por exemplo, ser uma ou ambas as extremidades do dispositivo móvel 78 ou o ponto em que o dispositivo móvel 78 é conectado a um outro dispositivo ou estrutura, por exemplo, via uma disposição de junta.

[0038] Um sistema de controle hidráulico exemplificativo 60 relacionado à solução apresentada e para controlar o atuador 63 associado com o dispositivo móvel 78 é mostrado nas Figs. 2 e 6.

[0039] O sistema de controle 60 pode compreender um aparelho 62 para gerar energia hidráulica e alimentar fluido hidráulico pressurizado, dispensado via uma disposição de linha de transmissão hidráulica 72. O sistema de controle 60 pode compreender ainda um ou mais dispositivos de válvula de controle direcional 66, um ou mais dispositivos de controle de pressão 74, um ou mais dispositivos de controle 70 para o uso de um operador que controla o dispositivo móvel 78, e ainda uma unidade de controle eletrônico 50 e um ou mais dispositivos de sensoreação de posição 76.

[0040] A disposição de linha de transmissão hidráulica 72 pode ter canais, linhas rígidas ou mangueiras flexíveis para dispensar fluido hidráulico aos componentes do sistema de controle 60.

[0041] O aparelho 62 pode ser controlado pela unidade de controle eletrônico 50 via sinais elétricos. De acordo com um exemplo o aparelho 62 é um dispositivo de bomba hidráulica. O dispositivo de bomba hidráulica pode ser uma bomba de deslocamento variável. De acordo com um outro exemplo, o dispositivo de bomba hidráulica inclui funções de sensoreação de carga.

[0042] O aparelho 62 pode ser baseado em energia elétrica armazenada em um acumulador ou gerada com um gerador operativamente conectado ao motor de combustão 15 do dispositivo de trabalho 10. Alternativamente ou adicionalmente, o aparelho 62 é baseado em energia mecânica para convertê-la em energia hidráulica. O aparelho 62 pode ser operativamente conectado ao motor de combustão 15 da máquina de trabalho 10.

[0043] O dispositivo de controle 70 pode ser um manche. Preferivelmente, o dispositivo de controle 70 é localizado na estação do operador na cabina 14. Com o dispositivo de controle 70, o operador pode mover por exemplo a lança 20, a ponta P da lança 20, uma seção de lança da lança 20, ou a ferramenta 30 ou se aproximando (com um movimento Ma) ou afastando-se (com um movimento Mb) da máquina de trabalho 10 ou o ponto de referência do exemplo na Fig. 1. O dispositivo de controle 70 pode ser operavelmente conectado com a unidade de controle eletrônico 50.

[0044] O dispositivo de válvula de controle direcional 66 controla o atuador 63 por meio do controle do fluxo do fluido hidráulico pressurizado da disposição de linha de transmissão hidráulica 72. O dispositivo de válvula de controle direcional 66 é controlado pela unidade de controle eletrônico 50 via sinais elétricos. De acordo com um exemplo, o dispositivo de válvula de controle direcional 66 pode incluir uma válvula de controle direcional tendo orifícios para o fluido hidráulico pressurizado e preferivelmente prevendo controle de fluxo proporcional. De acordo com um outro exemplo, a válvula de controle direcional inclui ainda funções de redução de pressão.

[0045] O dispositivo de controle de pressão 74 limita a pressão do fluido hidráulico na disposição de linha de transmissão hidráulica 72 ou em uma parta da disposição de linha de transmissão hidráulica 72. O dispositivo de controle de pressão 74 pode ser eletronicamente controlado pela unidade de controle eletrônico 50 e ele pode incluir uma ou mais válvulas de controle de pressão, por exemplo, uma válvula de alívio ou uma válvula redutora de pressão. O dispositivo de controle de pressão 74 pode limitar a pressão do fluido hidráulico alimentado ao atuador 63.

[0046] De acordo com uma modalidade da solução apresentada e a Fig. 2, o atuador 63 é um atuador linear 64. O atuador linear 64 pode ser um cilindro hidráulico utilizando energia hidráulica e fluido hidráulico pressurizado que é transmitido ao atuador linear 64 por meio da disposição de linha de transmissão hidráulica 72.

[0047] O cilindro hidráulico pode ser um cilindro de ação simples ou um cilindro de ação dupla como mostrado na Fig. 2. O cilindro hidráulico tem uma haste de pistão alternativa 68 e pelo menos uma câmara lateral de pistão 64a conectada com a disposição de linha de transmissão hidráulica 72. O cilindro hidráulico pode ter ainda uma câmara lateral de haste de pistão 64b conectada com a disposição de linha de transmissão hidráulica 72.

[0048] O atuador linear 64 é conectado ao dispositivo móvel 78. Por exemplo, o atuador linear 64 da Fig. 2 pode representar um atuador linear da máquina de trabalho 10 na Fig. 1, por exemplo um atuador linear da lança 20, o atuador linear 29, o atuador linear 31 ou um atuador linear no aparelho de virar 22 ou no aparelho de inclinar 21. De acordo com um exemplo o atuador linear 64 é um cilindro de levantamento da lança 20 na Fig. 1, por exemplo o atuador linear 29.

[0049] O dispositivo de válvula de controle direcional 66 é adaptado para controlar a haste de pistão alternativa 68 do atuador linear 64. Para estender a haste de pistão 68, fluido hidráulico pressurizado é levado à câmara lateral de pistão 64a. Para retrair a haste de pistão 68, fluido hidráulico pressurizado é levado à câmara lateral de haste de pistão 64b. Fluido hidráulico que retorna do atuador linear 64 pode ser levado a um tanque via a disposição de linha de transmissão hidráulica 72. Uma força é gerada no atuador linear 64 em função da pressão do fluido hidráulico.

[0050] De acordo com uma outra modalidade da solução apresentada e a Fig. 6, o atuador 63 é um atuador rotativo 65. O atuador rotativo 65 pode ser um motor hidráulico utilizando energia hidráulica e fluido hidráulico pressurizado que é transmitido ao atuador rotativo 64 por meio da disposição de linha de transmissão hidráulica 72. O atuador rotativo 65 pode ser conectado ao dispositivo móvel 78 para mudar sua posição.

[0051] O dispositivo de válvula de controle direcional 66 é adaptado para controlar a rotação do atuador rotativo 63. O atuador rotativo 65 pode ser adaptado para rotar ou virar o dispositivo móvel 78 em torno de um eixo geométrico, por exemplo, no aparelho de virar 22 da Fig. 1. Um torque é gerado no atuador rotativo 65 em função da pressão do fluido hidráulico.

[0052] O sistema de controle 60 pode ter ainda um ou mais dispositivos de sensoreação de pressão 61 para detectar pressões relacionadas ao fluido hidráulico na disposição de linha de transmissão hidráulica 72, em uma parte da disposição de linha de transmissão hidráulica 72 ou levado ao atuador 63 e controlado pelo dispositivo de válvula de controle direcional 66. O dispositivo de sensoreação de pressão 61 pode ser operavelmente conectado à unidade de controle eletrônico 50. O dispositivo de sensoreação de pressão 61 pode ser um sensor de pressão.

[0053] O sistema de controle 60 pode ser sensoreação de carga de maneira tal que, com base em sinais recebidos a partir dos um ou mais dispositivos de sensoreação de pressão 61, o aparelho 62 é controlado pela unidade de controle eletrônico 50 para alimentar fluido hidráulico com pressão regulada. Alternativamente ou adicionalmente, o um ou mais dispositivos de sensoreação de pressão 61 podem controlar o dispositivo de bomba hidráulica do aparelho 62 para alimentar fluido hidráulico com pressão regulada dependente do carregamento do sistema de controle 60.

[0054] O dispositivo de sensoreação de posição 76 é adaptado para determinar a posição do dispositivo móvel 78, ou do atuador 63, por exemplo do atuador linear 64 e do atuador rotativo 65 descritos acima. O dispositivo de sensoreação de posição 76 é operavelmente conectado, via um fio ou sem fio, à unidade de controle eletrônico 50. O princípio operacional do dispositivo de sensoreação de posição 76 pode variar e tipos de sensor óptico, electro-óptico, mecânico, eletromecânico, elétrico e resistivo podem ser usados como o dispositivo de sensoreação de posição 76.

[0055] O dispositivo de sensoreação de posição 76 gera sinais indicativos da posição do dispositivo móvel 78 ou do atuador 63. A posição pode ser representada como uma posição relativa ou absoluta. A posição do atuador 63 associado com o dispositivo móvel 78 pode ser dependente da posição do dispositivo móvel 78. Portanto, a posição do dispositivo móvel 78 pode ser determinada a partir dos sinais indicativos da posição do atuador 63.

[0056] De acordo com um exemplo e a Fig. 2, o dispositivo de sensoreação de posição 76 é adaptado para detectar o curso do atuador linear 64 ou a posição da haste de pistão 68. De acordo com um outro exemplo e a Fig. 6, dispositivo de sensoreação 76 é adaptado para detectar a posição angular do atuador rotativo 65. O dispositivo de sensoreação 76 pode ser localizado no atuador 63.

[0057] Uma disposição exemplificativa dos um ou mais dispositivos de sensoreação de posição 76 em relação ao sistema de controle 60 é apresentada com referência à Fig. 1. O dispositivo de sensoreação de posição 76 pode representar um ou mais dos seguintes dispositivos de sensoreação: um dispositivo de sensoreação 42 disposto para determinar a posição da lança 20, da ponta P ou da primeira seção de lança 24, um dispositivo de sensoreação 44 para medir um ângulo α3 da primeira seção de lança 24, um dispositivo de sensoreação 45 para medir um ângulo α2 da lança 20 ou a segunda seção de lança 26, um dispositivo de sensoreação 46 para medir uma posição angular do aparelho de virar 22 ou um ângulo de azimute α1 da lança 20, da segunda seção de lança 26 ou da seção de lança de base 28, um dispositivo de sensoreação 47 para medir o comprimento de uma seção de lança telescópica da lança 20 e um dispositivo de sensoreação 48 para medir a posição de uma seção de lança da lança 20.

[0058] A unidade de controle eletrônico 50 pode ser localizada na cabina 14 ou sobre a armação 12 da máquina de trabalho 10. Um mostrador pode ser conectado à unidade de controle eletrônico 50 para mostrar informação e dados ao operador. Sinais de controle provenientes do dispositivo de controle 70 são comunicados à unidade de controle eletrônico 50 e a unidade de controle eletrônico 50 controla o sistema de controle 60 e seus componentes para mudar a posição do dispositivo móvel 78.

[0059] A unidade de controle eletrônico 50 pode ser um dispositivo à base de microprocessador programável com um dispositivo de memória e código de programa de computador associado, para gerar sinais de controle para controlar responsivamente vários atuadores. O código de programa de computador pode estar em uma forma de um programa de controle ou um algoritmo de controle, ou software de computador apropriado, rodando ou sendo executado sob o controle da unidade de controle eletrônico 50. A unidade de controle eletrônico 50 pode ter uma configuração distribuída com diversas subunidades comunicando-se entre si. A unidade de controle eletrônico 50 executa métodos de controle com base na informação de entrada recebida pela unidade de controle a partir do dispositivo de sensoreação 76. A unidade de controle eletrônico 50 utiliza os sinais de controle gerados para implementar automaticamente os método e estratégias de controle relacionados à solução apresentada.

[0060] De acordo com a solução apresentada, com base nos sinais recebidos a partir de um ou mais dispositivos de sensoreação de posição 76, a unidade de controle eletrônico 50 é capaz de selecionar uma estratégia de controle de acordo com a posição determinada do dispositivo móvel 78 ou o atuador 63. A unidade de controle 50 controla o sistema de controle 60 de acordo com a estratégia de controle selecionada.

[0061] De acordo com dois exemplos da solução apresentada, a unidade de controle eletrônico 50 em particular controla o dispositivo de válvula de controle direcional 66 ou o aparelho 62 com base na estratégia de controle. De acordo com um outro exemplo, a unidade de controle 50 controla o dispositivo de controle de pressão 74 com base na estratégia de controle.

[0062] A figura 3 mostra uma estratégia de controle exemplificativa com base em um método tradicional. O eixo geométrico horizontal R se refere à posição do dispositivo móvel 78 e o eixo geométrico vertical F se refere a forças experimentadas pelo dispositivo móvel 78. Como explicado acima, o alcance do dispositivo móvel 78 depende da posição do dispositivo móvel 78. Em particular, o eixo geométrico horizontal R pode se referir ao alcance R, Ra ou Rb da lança 20. Uma curva 80 mostra a relação entre o alcance e as forças máximas predeterminadas quando se executa uma função de trabalho. A relação é tradicionalmente linear. Em particular, o eixo geométrico vertical F se refere a forças geradas pelo atuador linear 64, por exemplo, um cilindro hidráulico, e atuando sobre o dispositivo móvel 78.

[0063] Um parâmetro Fb mostra um nível de força acima de que as forças são consideradas ser demasiadamente altas. Um exemplo particular para este caso é quando a lança 20 é retraída e forças atuando sobre a lança 20, a carga, a estrutura ou as disposições de junta da lança 20. Um parâmetro Fa mostra um nível de força acima que as forças são consideradas ser demasiadamente baixas para executar com sucesso uma função de trabalho. Um exemplo particular para este caso é quando a lança 20 é estendida e uma carga é levantada com a ferramenta 30 afixada à lança 20.

[0064] Uma abordagem diferente relacionada com a solução apresentada é mostrada na estratégia de controle exemplificativa da figura 4. Dependendo da posição do dispositivo móvel 78, em particular o alcance R, quando uma força atuando sobre o dispositivo móvel 78 é considerada ser demasiadamente alta e acima de um nível predeterminado definido pelo parâmetro Fb, a força é limitada ao ou abaixo do parâmetro Fb. Esta estratégia de controle é mostrada por uma curva 52a. Alternativamente ou adicionalmente, dependendo do alcance R, quando uma força caindo sobre o dispositivo móvel 78 é considerada ser demasiadamente baixa e abaixo de um nível predeterminado definido pelo parâmetro Fa, permite-se que a força é se eleve ao ou acima do parâmetro Fb. Esta estratégia de controle é mostrada por uma curva 52c. A força elevada é preferivelmente de curto prazo para proteger o dispositivo móvel 78 contra sobrecarga duradoura.

[0065] Uma curva 52b se refere a valores intermediários de força que não são limitados nem afetados pelo parâmetro Fa ou pelo parâmetro Fb, ou ambos. O valor do parâmetro Fb é mais alta do que o valor do parâmetro Fa.

[0066] De acordo com um exemplo da solução apresentada, as forças, ou torque, atuando sobre o dispositivo móvel 78 para executar funções de trabalho são geradas no atuador 63 em função da pressão do fluido hidráulico. Assim, as forças mostradas na Fig. 4 dependem da pressão do fluido hidráulico. Uma estratégia de controle exemplificativa baseada na pressão do fluido hidráulico no atuador 63 é mostrada na figura 5. A Fig. 5 se refere à mesma função de trabalho que a Fig. 4. Na Fig. 5, o eixo geométrico vertical P se refere à pressão do fluido hidráulico regulada pelo sistema de controle hidráulico 60 e atuando sobre o atuador 63. Dependendo da posição do dispositivo móvel 78, em particular o alcance R, quando uma força ou torque atuando sobre o dispositivo móvel 78 é considerada ser demasiadamente alta, a pressão do fluido hidráulico é limitada. Esta estratégia de controle é mostrada por uma curva 56a representando uma pressão máxima predeterminada relacionada à pressão do fluido hidráulico. O fluido hidráulico é pressurizado no máximo à pressão máxima predeterminada para executar o trabalho. De acordo com um exemplo, quanto mais curto o alcance R é mais baixa a pressão máxima predeterminada é.

[0067] Alternativamente ou adicionalmente, dependendo da a posição do dispositivo móvel 78, em particular do alcance R, quando uma força ou torque atuando sobre o dispositivo móvel 78 é considerada ser demasiadamente baixa, permite-se que a pressão do fluido hidráulico se eleve. Esta estratégia de controle é mostrada por uma curva 56c representando uma pressão máxima predeterminada relacionada à pressão do fluido hidráulico. O fluido hidráulico é pressurizado no máximo à pressão máxima predeterminada para executar o trabalho. De acordo com um exemplo, quanto mais longo o alcance R é, mais alta a pressão máxima predeterminada é.

[0068] Uma curva 56b se refere a valores de força ou torque que são permissíveis e representa pressões máximas predeterminadas a que o fluido hidráulico é pressurizado no máximo. Porém, a pressão máxima predeterminada não precisa ser dependente da posição do dispositivo móvel 78. Por comparação, uma estratégia de controle baseada no método tradicional é representada por uma curva 82 que não mostra nenhuma dependência da posição do dispositivo móvel 78.

[0069] A pressão máxima predeterminada pode ser definida mais baixa para posições (ver a curva 56a) diferentes de outras posições básicas representadas pela curva 56b. Alternativamente ou adicionalmente, a pressão máxima predeterminada pode ser definida mais alta para posições (ver a curva 56c) diferentes de outras posições básicas representadas pela curva 56b.

[0070] De acordo com a solução apresentada, o sistema de controle 60 é adaptado para permitir que as pressões de fluido hidráulico com um valor na ou abaixo da pressão máxima predeterminada. A pressão máxima predeterminada representa a pressão em que o fluido hidráulico dispensado ao atuador 63 é pressurizado ao máximo.

[0071] Por comparação, no método tradicional, a pressão máxima predeterminada não é dependente da posição do dispositivo móvel 76, que é mostrada pela curva 82 representando uma pressão máxima predeterminada e definida por um parâmetro Pr tendo um valor constante ou fixo. A pressão máxima predeterminada representada na curva 82 da Fig.5 permite que uma força representada na parte mais à esquerda da curva 80 da Fig.4 se eleve acima do parâmetro Fb em algumas posições predeterminadas do dispositivo móvel 78. Alternativamente ou adicionalmente, a pressão máxima predeterminada e definida pelo parâmetro Pr representado na curva 82 da Fig.5 não permite que uma força representada na parte mais à direita da curva 80 da Fig.4 se eleve acima do parâmetro Fa em algumas posições predeterminadas do dispositivo móvel 78.

[0072] A estratégia de controle de acordo com a solução apresentada pode ser baseada em uma relação linear como mostrado pela curva 52 ou a curva 56. Alternativamente ou adicionalmente, a estratégia de controle pode ser baseada em uma relação matemática, uma função, relação linear ou não linear, ou valores tabulados, como mostrado por uma curva 54 na Fig. 4, ou em qualquer combinação destas.

[0073] A solução apresentada não é limitada aos exemplos e modalidades explicados acima ou apresentados com referência às figuras. A solução apresentada é definida pelas reivindicações anexas.

Claims

1. Sistema de controle para controlar um dispositivo móvel (78) que é uma lança articulada (20) ou uma seção de lança (24, 26) da lança articulada (20), compreendendo: - pelo menos um atuador hidráulico (63) associado com o dispositivo móvel (78) para realizar pelo menos uma função de trabalho, em que o dispositivo móvel (78) tem diversas posições, em que um alcance (R, Ra, Rb) do dispositivo móvel (78) é dependente das posições; - pelo menos um dispositivo de sensoreação de posição (76) para determinar a posição do dispositivo móvel (78) ou do atuador hidráulico (63), ou de ambos; - um sistema de controle hidráulico (60), incluindo uma unidade de controle eletrônico (50), para controlar o atuador hidráulico (63), em que o sistema de controle hidráulico (60) é configurado para dispensar fluido hidráulico pressurizado a uma pressão ao atuador hidráulico (63), caracterizado pelo fato de que o fluido hidráulico sendo pressurizado no máximo a uma pressão máxima predeterminada, e em que o sistema de controle é adaptado para regular a pressão máxima predeterminada com base no alcance (R, Ra, Rb).

2. Sistema de controle de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o atuador hidráulico (63) é um atuador hidráulico linear ou um atuador hidráulico rotativo conectado ao dispositivo móvel (78), e em que o atuador hidráulico (63) é adaptado para rotar ou virar o dispositivo móvel (78) em torno de um eixo geométrico ou para mover linearmente o dispositivo móvel (78).

3. Sistema de controle de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que o dispositivo móvel (78) tem diversas posições básicas e pelo menos uma posição retraída, em que quando retraído, o alcance do dispositivo móvel (78) é inferior à quando nas posições básicas, em que o sistema de controle é adaptado para regular a pressão máxima predeterminada para ser mais baixa na posição retraída do que nas posições básicas.

4. Sistema de controle de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 ou 3, caracterizado pelo fato de que quanto mais curto é o alcance é, mais baixa a pressão máxima predeterminada regulada é.

5. Sistema de controle de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo fato de que o dispositivo móvel (78) tem diversas posições básicas e pelo menos uma posição estendida, em que quando estendido o alcance do dispositivo móvel (78) é mais longo do que quando nas posições básicas, em que o sistema de controle é adaptado para regular a pressão máxima predeterminada para ser mais alta na posição estendida do que nas posições básicas.

6. Sistema de controle de acordo com qualquer uma das reivindicações 4 ou 5, caracterizado pelo fato de que quanto mais longo o alcance é, mais alta a pressão máxima predeterminada regulada é.

7. Sistema de controle de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado pelo fato de que o sistema de controle compreende pelo menos um dispositivo de válvula de controle direcional (66) controlando o fluxo do fluido hidráulico pressurizado para o atuador hidráulico (63), em particular uma válvula de controle direcional com funções de redução de pressão, em que o dispositivo de válvula de controle direcional (66) é regulado pela unidade de controle eletrônico (50) de acordo com a pressão máxima predeterminada.

8. Sistema de controle de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizado pelo fato de que este sistema de controle compreende pelo menos um dispositivo de bomba hidráulica adaptado para alimentar o atuador hidráulico (63) com o fluido hidráulico pressurizado, em particular uma bomba de deslocamento variável com funções de sensoreação de carga, em que o dispositivo de bomba hidráulica é regulado pela unidade de controle eletrônico de acordo com a pressão máxima predeterminada.

9. Sistema de controle de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 8, caracterizado pelo fato de que o dispositivo de sensoreação de posição (76) compreende um sensor adaptado para transmitir um sinal indicativo da posição do dispositivo móvel (78) ou do atuador hidráulico (63).

10. Veículo de máquina de trabalho (10), caracterizado pelo fato de que tem um dispositivo móvel (78) que é uma lança articulada (20) conectada ao veículo de máquina de trabalho (10) ou uma seção de lança (24, 26) da lança articulada (20), em que o veículo de máquina de trabalho (10) compreende ainda um sistema de controle como definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 9.

11. Veículo de máquina de trabalho (10) de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que o veículo de máquina de trabalho (10) é uma colheitadeira para silvicultura, uma autocarregadeira para silvicultura, um trator agrícola, uma máquina de trabalho equipada com uma retroescavadeira ou uma carregadeira de extremidade frontal, um veículo de equipamento de construção ou uma escavadeira.

12. Método para controlar um dispositivo móvel (78) que é uma lança articulada (20) ou uma seção de lança (24, 26) da lança articulada (20) usando um sistema de controle hidráulico (60) tendo uma unidade de controle eletrônico (50), o método compreendendo: - realizar uma função de trabalho com o dispositivo móvel (78) controlado por pelo menos um atuador hidráulico (63) associado com o dispositivo móvel (78), em que o dispositivo móvel (78) tem diversas posições, em que um alcance (R, Ra, Rb) do dispositivo móvel (78) é dependente das posições; - sensorear a posição do dispositivo móvel (78) ou do atuador hidráulico (63), ou de ambos; caracterizado pelo fato de que compreende ainda: - dispensar fluido hidráulico a uma pressão ao atuador hidráulico (63) e pressurizar o fluido hidráulico no máximo a uma pressão máxima predeterminada; e, - regular a pressão máxima predeterminada com base no alcance (R, Ra, Rb).