BR102019018841A2

BR102019018841A2 - Motoniveladora

Info

Publication number: BR102019018841A2
Application number: BR102019018841-3A
Authority: BR
Inventors: Michael G. Kean; Michael D. Peat; Todd F. Velde
Original assignee: Deere & Company
Priority date: 2018-09-13
Filing date: 2019-09-11
Publication date: 2020-05-26
Also published as: US11053662B2; CN110894729A; CN110894729B; DE102019214023A1; US20200087887A1

Abstract

motoniveladora uma motoniveladora incluindo uma armação principal, uma armação operacional móvel em relação à armação principal em três direções, e um sistema de articulação acoplando a armação operacional à armação principal. o sistema de articulação inclui uma pluralidade de cilindros hidráulicos, cada qual móvel entre uma posição estendida e uma posição retraída para ajustar o comprimento do mesmo. a pluralidade de cilindros é operacionalmente conectada de maneira tal que o movimento de um cilindro da pluralidade de cilindros cause movimento de pelo menos um outro cilindro da pluralidade de cilindros. um processador é configurado para receber um sinal relacionado ao comprimento de pelo menos um cilindro da pluralidade de cilindros, e estimar, com base em parte no sinal, uma posição da armação operacional em relação à armação principal nas três direções.

Description

MOTONIVELADORA

CAMPO DA DESCRIÇÃO

[001] A presente descrição se refere a máquinas agrícolas e, especificamente, a um método para rastrear a posição de um implemento de trabalho da máquina agrícola.

FUNDAMENTOS

[002] Máquinas agrícolas são frequentemente usadas para manipular uma superfície (por exemplo, o terreno) ou mover materiais brutos (por exemplo, sujeira, lavoura). Por exemplo, motoniveladoras são usadas, entre outras coisas, para contornar e nivelar a superfície de um canteiro de obras. Em geral, motoniveladoras incluem uma armação principal, uma armação de tração, uma armação do círculo, uma armação de inclinação, e um implemento de trabalho. A armação principal suporta uma cabina de operador e o motor do veículo. O implemento de trabalho é usado para manipular uma superfície ou mover materiais brutos. Na modalidade ilustrada, o implemento de trabalho é uma lâmina capaz de mover terreno e sujeira para criar um contorno de superfície desejado. Entretanto, em outras máquinas agrícolas, o implemento de trabalho pode ser uma caçamba frontal ou outra ferramenta capaz de manipular o terreno ou movimentar materiais.

[003] A operação da armação de tração, da armação do círculo e da armação de inclinação controla o movimento da lâmina para criar a superfície do terreno desejada. Em particular, a armação de tração suporta a armação do círculo, a armação de inclinação e a lâmina, e é capaz de mover em relação à armação principal. A armação do círculo suporta a armação de inclinação e a lâmina, e é capaz de rotacionar em relação à armação de tração. A armação de inclinação suporta a lâmina, e é capaz de mover a lâmina em relação à armação do círculo.

[004] Cada uma dessas armações operacionais (isto é, a armação de tração, a armação do círculo e a armação de inclinação) controla uma

Petição 870190090025, de 11/09/2019, pág. 83/152 / 48 diferente direção de movimento e/ou rotação da lâmina. Dessa forma, a operação da armação de tração, da armação do círculo e da armação de inclinação permite que a lâmina seja ajustada entre muitas diferentes posições e orientações para modelar a superfície do terreno. Controlar precisamente a lâmina pode ser uma tarefa complexa, que exige que um operador opere a armação de tração, a armação do círculo e a armação de inclinação a fim de posicionar e mover a lâmina. Rastreamento da posição da armação de tração pode melhorar ou simplificar a operação da motoniveladora.

SUMÁRIO

[005] Em uma modalidade, uma motoniveladora inclui uma armação principal, uma armação secundária móvel em relação à armação principal em torno de uma junta primária, e uma pluralidade de cilindros hidráulicos configurados para ajustar uma posição da armação secundária em relação à armação principal onde cada cilindro da pluralidade de cilindros é móvel entre uma posição estendida e uma posição retraída para ajustar o comprimento do mesmo. Um primeiro cilindro da pluralidade de cilindros forma um primeiro laço de vetores com a junta primária e corresponde a um primeiro vetor no primeiro laço de vetores, e um segundo cilindro da pluralidade de cilindros forma um segundo laço de vetores com a junta primária e corresponde a um primeiro vetor no segundo laço de vetores. Um processador é configurado para receber um sinal correspondente a um parâmetro relacionado a um comprimento do primeiro cilindro, e estimar a posição da armação secundária em relação à armação principal pela aproximação de uma solução a um sistema de equações de laço de vetores associadas com o primeiro laço de vetores e o segundo laço de vetores.

[006] Em uma outra modalidade, uma motoniveladora inclui uma armação principal, uma armação operacional móvel em relação à armação principal em três direções, e um sistema de articulação acoplando a armação operacional à armação principal. O sistema de articulação inclui uma

Petição 870190090025, de 11/09/2019, pág. 84/152 / 48 pluralidade de cilindros hidráulicos cada qual móvel entre uma posição estendida e uma posição retraída para ajustar o comprimento do mesmo. A pluralidade de cilindros é operacionalmente conectada de maneira tal que o movimento de um cilindro da pluralidade de cilindros causa movimento de pelo menos um outro cilindro da pluralidade de cilindros. Um processador é configurado para receber um sinal relacionado ao comprimento de pelo menos um cilindro da pluralidade de cilindros, e estimar, com base em parte no sinal, uma posição da armação operacional em relação à armação principal nas três direções.

[007] Em ainda uma outra modalidade, uma motoniveladora incluindo uma armação principal, uma armação secundária configurada para mover em relação à armação principal, onde a armação secundária inclui uma armação operacional, e um sistema de articulação acoplando a armação secundária à armação principal. O sistema de articulação inclui uma pluralidade de cilindros hidráulicos e uma pluralidade de membros de articulação, onde cada cilindro é móvel entre uma posição estendida e uma posição retraída para ajustar o comprimento do mesmo. A pluralidade de cilindros é operacionalmente conectada de maneira tal que o movimento de um da pluralidade de cilindros causa movimento de pelo menos um outro da pluralidade de cilindros. A motoniveladora inclui adicionalmente uma pluralidade de sensores de cilindro, onde cada sensor de cilindro é associado com um cilindro da pluralidade de cilindros e configurado para sensorear um parâmetro de um cilindro relacionado ao comprimento de cilindro. Um sensor da armação principal é posicionado na armação principal e é configurado para sensorear o movimento da armação principal em relação à gravidade. Um sensor da armação secundária é posicionado na armação secundária e é configurado para sensorear o movimento da armação secundária em relação à armação principal. Um processador é configurado para estimar uma posição da armação secundária em relação à armação principal pelo menos

Petição 870190090025, de 11/09/2019, pág. 85/152 / 48 parcialmente com base em informação obtida pela pluralidade de sensores de cilindro.

[008] Outros aspectos ficarão aparentes pela consideração da descrição detalhada e desenhos anexos.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[009] FIG. 1 é uma vista em perspectiva de uma motoniveladora de acordo com uma modalidade.

[0010] FIG. 2 é uma vista lateral da motoniveladora da FIG. 1.

[0011 ] FIG. 3 é uma vista de topo da motoniveladora da FIG. 1.

[0012] FIG. 4 é uma vista em perspectiva frontal das armações operacionais da motoniveladora da FIG. 1.

[0013] FIG. 5 é uma vista detalhada de uma sela da motoniveladora da FIG. 1.

[0014] FIG. 6 é uma vista em perspectiva traseira de algumas das armações operacionais da motoniveladora da FIG. 1.

[0015] FIG. 7 é um diagrama esquemático de um sistema de controle de acordo com uma modalidade.

[0016] FIG. 8 é um fluxograma de um sistema e método para rastrear a posição de armação secundária em relação a uma armação principal de acordo com uma primeira modalidade.

[0017] FIG. 9 é uma vista em perspectiva de um sistema de articulação acoplando uma armação operacional a uma armação principal (não mostrada) com laços de vetores sobrepostos no sistema de articulação.

[0018] FIG. 10 é uma primeira vista lateral do sistema de articulação ilustrado na FIG. 9.

[0019] FIG. 11 é uma segunda vista lateral do sistema de articulação ilustrado na FIG. 9.

[0020] FIG. 12 é um diagrama esquemático do sistema de articulação ilustrado na FIG. 9

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[0021] FIG. 13 é um fluxograma de um sistema e método para rastrear a posição da armação secundária em relação a uma armação principal de acordo com uma segunda modalidade.

[0022] FIG. 14 é um fluxograma de método para monitorar e controlar uma posição de uma armação operacional de uma motoniveladora de acordo com uma modalidade.

[0023] FIG. 15 é um fluxograma de método para ajustar uma posição de uma armação operacional de uma motoniveladora de acordo com uma modalidade.

[0024] Antes que qualquer modalidade da descrição seja explicada em detalhe, deve-se entender que a descrição não é limitada em sua aplicação aos detalhes de construção e ao arranjo de componentes apresentados na descrição seguinte ou ilustrados nos desenhos seguintes. A descrição é capaz de suportar outras modalidades e de ser praticada ou de ser realizada de várias maneiras. Também, deve-se entender que a fraseologia e terminologia usadas aqui são para efeitos de descrição e não devem ser consideradas limitantes. O uso de “incluindo”, “compreendendo” ou “tendo” e variações dos mesmos aqui visa englobar os itens listados a seguir e equivalentes dos mesmos bem como itens adicionais. A menos que especificados ou limitados de outra forma, os termos “montado”, “conectado”, “suportado” e “acoplado” e variações dos mesos são usados de forma abrangente e englobam montagens, conexões, suportes e acoplamentos tanto diretos quanto indiretos. Adicionalmente, “conectado” e “acoplado” não são restritos a conexões ou acoplamentos físicos ou mecânicos. Termos de grau, tais como “substancialmente”, “cerca de”, “aproximadamente”, etc. são entendidos pelos versados na técnica para referir-se a faixas razoáveis fora do dado valor, por exemplo, tolerâncias gerais associadas com fabricação, montagem e uso das modalidades descritas.

[0025] Além do mais, deve-se notar que uma pluralidade de

Petição 870190090025, de 11/09/2019, pág. 87/152 / 48 dispositivos baseados em hardware e software, bem como uma pluralidade de diferentes componentes estruturais, podem ser utilizadas para implementar modalidades descritas aqui. Além do mais, deve-se entender que modalidades descritas aqui podem incluir hardware, software, e componentes ou módulos eletrônicos que, para efeitos de discussão, podem ser ilustrados e descritos como se a maioria dos componentes fosse implementada somente em hardware. Entretanto, versados na técnica, e com base em uma leitura desta descrição detalhada, reconhecerão que, em pelo menos uma modalidade, os aspectos baseados em eletrônica de modalidades descritas aqui podem ser implementados em software (por exemplo, armazenado em mídia legível por computador não transitória) executável por um ou mais processadores. Como tal, deve-se notar que uma pluralidade de dispositivos baseados em hardware e software, bem como uma pluralidade de diferentes componentes estruturais, podem ser utilizadas para implementar as modalidades descritas. Por exemplo, “controlador” e “unidade de controle” descritos na especificação podem incluir um ou mais processadores eletrônicos, um ou mais módulos de memória incluindo mídia legível por computador não transitória, uma ou mais interfaces de entrada/saída, e várias conexões (por exemplo, um barramento do sistema) conectando os componentes.

DESCRIÇÃO DETALHADA

[0026] As FIGS. 1-3 ilustram um veículo de trabalho e, especificamente, uma motoniveladora 10. Deve-se entender que a motoniveladora ilustrada 10 é provida como um exemplo, e modalidades descritas aqui podem ser usadas com motoniveladoras 10 ou outros veículos de trabalho que diferem da motoniveladora 10 ilustrada nas FIGS. 1-3.

[0027] A motoniveladora ilustrada 10 tem seções dianteira e traseira 12, 14. As seções dianteira e traseira 12, 14 são articuladas uma em relação à outra em uma junta de articulação 15 para direção da motoniveladora 10. A motoniveladora 10 tem seis rodas de engate ao terreno 8. A seção dianteira 12

Petição 870190090025, de 11/09/2019, pág. 88/152 / 48 tem duas rodas 8a, uma roda dianteira esquerda 8a e uma roda dianteira direita 8a. A seção traseira 14 tem quatro rodas 8b, duas rodas traseiras esquerdas 8b arranjadas em um tandem e duas rodas traseiras direitas 8b arranjadas em um tandem. A seção traseira 14 inclui um motor de combustão interna (por exemplo, motor diesel) para potencializar a motoniveladora 10. A seção dianteira 12 tem uma estação do operador 16 da qual um operador humano pode controlar a motoniveladora 10. A estação do operador 16 é suportada em uma armação principal 18 da seção dianteira 12.

[0028] A seção dianteira 12 da motoniveladora 10 suporta um implemento de trabalho, tal como uma lâmina 20, que é montado em uma armação principal 18 da seção dianteira 12. A lâmina 20 é configurada para mover sujeira ou outro material a fim de criar um contorno desejado da superfície do terreno. A lâmina 20 é montada na armação principal 18 para movimento em inúmeras direções, incluindo movimento translacional, rolamento, arfagem e guinada. A lâmina 20 é montada na armação principal 18 e móvel em relação à armação principal 18 por meio de uma armação de tração 22, uma armação do círculo 24 e uma armação de inclinação 28. Em particular, a lâmina 20 é acoplada à armação de inclinação 28. A armação de inclinação 28 é suportada pela armação do círculo 24, que, por sua vez, é suportada abaixo da armação de tração 22.

[0029] Com referência às FIGS. 3-4, a armação de tração 22 é uma armação em geral triangular que se estende abaixo da armação principal 18 de uma extremidade dianteira da armação principal 18 até uma extremidade traseira da armação principal 18. O formato triangular da armação de tração 22 é formado por uma barra de tração esquerda 40, uma barra de tração direita 44, e uma barra transversal 48. A armação de tração 22 é acoplada à extremidade dianteira da armação principal 18 por uma junta esférica 19, que permite que a armação de tração 22 mova em uma pluralidade de diferentes direções em relação à armação principal 18. A junta esférica 19 é formada na

Petição 870190090025, de 11/09/2019, pág. 89/152 / 48 interseção da barra de tração esquerda 40 e da barra de tração direita 44. [0030] Como mostrado nas FIGS. 1-3, a armação de tração 22 é acoplada à extremidade traseira da armação principal 18 por uma sela 30, cilindros de elevação esquerdo e direito 52, 56, e um cilindro de deslocamento lateral do círculo 34. A sela 30 é montada na armação principal 18, e os cilindros de elevação esquerdo e direito 52, 56 se estendem entre a sela 30 e a armação de tração 22 para suportar a armação de tração 22 abaixo da sela 30. [0031] A FIG. 5 provê uma vista detalhada da sela 30 de acordo com uma modalidade. A sela 30 tem uma pluralidade de articulações 60, que podem ser ajustadas a um número predeterminado de arranjos de articulação discretos. A sela ilustrada 30 inclui quatro articulações 60 (isto é, um sistema de articulação de 4 barras), incluindo um braço de ligação esquerdo 64, um braço de ligação direito 68, uma ligação central 72, e uma ligação da barra 76. A ligação central 72 inclui um pino 80, que pode seletivamente engatar a uma pluralidade de furos de posicionamento 84 na ligação da barra 76. Cada dos furos de posicionamento 84 corresponde a um dos arranjos de articulação discretos. O pino 80 pode ser movimentado de um furo de posicionamento 84 para um outro furo de posicionamento 84 para ajustar a sela 30 em diferentes arranjos de articulação. Na modalidade ilustrada, a sela 30 tem cinco furos de posicionamento 84 correspondentes a cinco diferentes arranjos de articulação. Entretanto, em outras modalidades, um número maior ou menor de furos de posicionamento 84 pode ser usado para obter um número maior ou menor de arranjos de articulação.

[0032] Referindo-se novamente à FIG. 4, a sela 30 conecta a armação de tração 22 à armação principal 18 por meio do cilindro de elevação esquerdo 52, do cilindro de elevação direito 56, e do cilindro de deslocamento lateral do círculo 34. Especificamente, o cilindro de elevação esquerdo 52 é conectado à sela 30 em um primeiro ponto de conexão 88 localizado em um braço de ligação esquerdo 64 da sela 30, e é conectado à armação de tração 22

Petição 870190090025, de 11/09/2019, pág. 90/152 / 48 em um segundo ponto de conexão 92 localizado próximo à interseção da barra de tração esquerda 40 e da barra transversal 48. Similarmente, o cilindro de elevação direito 56 é conectado à sela 30 em um primeiro ponto de conexão 96 localizado em um braço de ligação direito 68 da sela 30, e é conectado à armação de tração 22 em um segundo ponto de conexão 100 localizado próximo à interseção da barra de tração direita 44 e da barra transversal 48. [0033] Na modalidade ilustrada, os cilindros de elevação esquerdo e direito 52, 56 são acionadores hidráulicos capazes de levantar e abaixar a armação de tração 22, e dessa forma a armação do círculo 24 e a lâmina 20, em relação à armação principal 18. Por exemplo, os cilindros de elevação esquerdo e direito 52, 56 podem levantar e abaixar a armação de tração 22 (isto é, em uma direção geral vertical em relação ao terreno) levantando ou abaixando ambos os lados da armação de tração 22. Adicionalmente, os cilindros de elevação esquerdo e direito 52, 56 podem pivotar (isto é, rolar) a armação de tração 22 levantando ou abaixando um lado da armação de tração 22 em relação ao outro lado. Os cilindros de elevação esquerdo e direito 52, 56 podem ser usados para ajustar o rolamento da lâmina 20 a fim de alinhar a lâmina 20 com a inclinação transversal da superfície do terreno. O ângulo de inclinação transversal é o ângulo da superfície medido na direção que é perpendicular à direção que a máquina de trabalho 10 está deslocando e em relação à gravidade.

[0034] Os cilindros de elevação esquerdo e direito 52, 56 levanta e abaixam a armação de tração 22 movendo ao longo de um trajeto de curso de uma posição estendida para uma posição retraída para ajustar o comprimento dos cilindros de elevação 52, 56. O comprimento dos cilindros de elevação esquerdo e direito 52, 56 determina até que ponto abaixo a armação de tração 22 fica suspensa abaixo da armação principal 18. Por exemplo, a armação de tração 22 fica na posição inferior abaixo da armação principal 18 (isto é, mais afastada da armação principal 18) quando os cilindros de elevação esquerdo e

Petição 870190090025, de 11/09/2019, pág. 91/152 / 48 direito 52, 56 são completamente estendidos até seu maior comprimento. Contrariamente, a armação de tração 22 fica na posição superior (isto é, mais próxima à armação principal 18) quando os cilindros de elevação esquerdo e direito 52, 56 são completamente retraídos para seu menor comprimento.

[0035] O comprimento dos cilindros de elevação esquerdo e direito 52, 56 pode ser medido ao longo do eixo geométrico longitudinal do cilindro 52, 56 de uma primeira extremidade até uma segunda extremidade. Na modalidade ilustrada, os comprimentos dos cilindros de elevação esquerdo e direito 52, 56 são medidos de uma primeira extremidade, localizada próxima ao primeiro ponto de conexão 88, 96, até uma segunda extremidade, localizada próxima ao segundo ponto de conexão 92, 100 do respectivo cilindro de elevação 52, 56.

[0036] Continuando com referência à FIG. 4, o cilindro de deslocamento lateral do círculo 34 é também conectado entre a sela 30 e a armação de tração 22 para deslocamento lateral da armação de tração 22, e, por sua vez, da armação do círculo 24 e da lâmina 20, em relação à armação principal 18. O cilindro de deslocamento lateral do círculo 34 é um acionador hidráulico que pode varrer a armação de tração 22 para esquerda e direita em uma direção para trás e para frente (isto é, em uma direção no geral horizontal em relação ao terreno). Além de varrer a armação de tração 22 horizontalmente para esquerda e direita, o cilindro de deslocamento lateral do círculo 34 pode também varrer rotacionalmente a armação de tração 22 na direção de guinada. Especificamente, quando o cilindro de deslocamento lateral do círculo 34 trabalha em combinação com a armação do círculo 24, o movimento horizontal do cilindro de mudança lateral 34 combinado com o movimento rotacional da armação do círculo 24, afeta a posição da armação de tração 22 e da lâmina 20 na direção de guinada.

[0037] Similar aos cilindros de elevação esquerdo e direito 52, 56, o cilindro de deslocamento lateral do círculo 34 é conectado à sela 30 em um

Petição 870190090025, de 11/09/2019, pág. 92/152 / 48 primeiro ponto de conexão 104 localizado no braço de ligação direito 68 da sela 30, e é conectado à armação de tração 22 em um segundo ponto de conexão 108 localizado próximo à interseção da barra de tração esquerda 40 e da barra transversal 48 da armação de tração 22. Em outras modalidades, o cilindro de deslocamento lateral do círculo 34 é conectado ao braço de ligação esquerdo 64 da sela 30 e é conectado à armação de tração 22 em uma localização próxima à barra de tração direita 44.

[0038] O cilindro de deslocamento lateral do círculo 34 desloca a armação de tração 22 para esquerda e direita movendo ao longo de um trajeto de curso de uma posição estendida para uma posição retraída para ajustar o comprimento do cilindro de deslocamento lateral do círculo 34. O comprimento do cilindro de deslocamento lateral do círculo 34 determina até que ponto afastado para a esquerda ou direita a armação de tração 22 é deslocada em relação à armação principal 18. Na modalidade ilustrada, a armação de tração 22 é deslocada mais afastada para a esquerda quando o cilindro de deslocamento lateral do círculo 34 é completamente estendido até seu maior comprimento. Contrariamente, a armação de tração 22 é deslocada mais afastada para a direita quando o cilindro de deslocamento lateral do círculo 34 é completamente retraído para seu menor comprimento. Similar aos cilindros de elevação esquerdo e direito 52, 56, o comprimento do cilindro de deslocamento lateral do círculo 34 pode ser medido ao longo do eixo geométrico longitudinal do cilindro de deslocamento lateral do círculo 34 de uma primeira extremidade até um segunda extremidade. Na modalidade ilustrada, o comprimento do cilindro de deslocamento lateral do círculo 34 é medido de uma primeira extremidade, localizada próxima ao primeiro ponto de conexão 104, até uma segunda extremidade, localizada próxima ao segundo ponto de conexão 108.

[0039] Versados na técnica devem entender que os pontos de conexão do cilindro de elevação esquerdo 52, do cilindro de elevação direito 56 e do

Petição 870190090025, de 11/09/2019, pág. 93/152 / 48 cilindro de deslocamento lateral do círculo 34 podem ser posicionados em diferentes localizações na sela 30 e na armação de tração 22. Além disso, em algumas modalidades, os pontos de conexão podem ser localizados na armação do círculo 24, ou outros componentes da motoniveladora 10 que permitem que a armação de tração 22 seja suportada abaixo da armação principal 18 e móvel em relação à mesma.

[0040] Referindo-se às FIGS. 3-4 e 6, a armação do círculo 24 é montada em e se estende abaixo da armação de tração 22. A armação do círculo 24 é configurada para rodar em relação à armação de tração 22 em torno de um eixo geométrico central A. A armação do círculo 24 é rotacionada por uma engrenagem do círculo 25 e um comando do círculo 26 tendo uma caixa de engrenagem 27 do comando do círculo 26 engatando a engrenagem do círculo 25. Rotação da armação do círculo 24 roda a armação de inclinação 28 e a lâmina 20 em torno do eixo geométrico central A (isto é, em uma direção de guinada). Como previamente mencionado, a posição da armação de tração 22 na direção de guinada pode ser afetado tanto pela armação do círculo 24 quanto pelo cilindro de deslocamento lateral do círculo 34.

[0041] A armação de inclinação 28 retém a lâmina 20 e é acoplada a pivô à armação do círculo 24 para movimento pivô da armação de inclinação 28 e da lâmina 20 em relação à armação do círculo 24. Especificamente, a armação de inclinação 28 pode aumentar ou diminuir o passo da lâmina 20 rodando a lâmina 20 em torno de um eixo geométrico de inclinação B pelo uso de um cilindro de inclinação 29. O cilindro de inclinação 29 é um outro acionador hidráulico conectado à armação do círculo 24 e à armação de inclinação 28. O cilindro de inclinação 29 aumenta ou diminui a lâmina 20 movendo ao longo de um trajeto de curso de uma posição estendida para uma posição retraída para ajustar o comprimento do cilindro de inclinação 29.

[0042] Adicionalmente, uma lâmina cilindro de mudança lateral 36 é

Petição 870190090025, de 11/09/2019, pág. 94/152 / 48 conectada à armação de inclinação 28 e à lâmina 20, e é operável para mover a lâmina 20 em translação em relação à armação de inclinação 28 ao longo de um eixo geométrico longitudinal da lâmina 20 (isto é, em uma direção no geral horizontal em relação ao terreno). Na modalidade ilustrada, o eixo geométrico longitudinal da lâmina 20 é paralelo ao eixo geométrico de inclinação B. A lâmina cilindro de mudança lateral 36 translada a lâmina 20 de lado a lado movendo ao longo de um trajeto de curso de uma posição estendida para uma posição retraída para ajustar o comprimento do cilindro de deslocamento lateral da lâmina 36.

[0043] Como será descrito em mais detalhe a seguir, o comprimento dos cilindros 29, 346, 52 e 56 (identificados no geral como cilindros 50) pode ser usado para ajudar a determinar a posição da lâmina 20. Quando se usa o(s) comprimento(s) do(s) cilindro(s) 50 como uma das variáveis para ajudar a determinar a posição da lâmina 20, entende-se que o comprimento dos cilindros 50 pode ser medido de diferentes maneiras (por exemplo, usando diferentes pontos de extremidade). Como versados na técnica devem entender, o comprimento de cada cilindro 50 será medido ao longo do eixo geométrico longitudinal desse cilindro 50, entretanto, a localização exata dos pontos de extremidade pode variar ligeiramente. Por exemplo, em algumas modalidades, os comprimentos dos cilindros de elevação esquerdo e direito 52, 56 são medidos dos pontos de conexão 92, 100 com a armação de tração 22 até os pontos de conexão 88, 96 com a sela 30, respectivamente. Em outras modalidades, o comprimento dos cilindros de elevação esquerdo e direito 52, 56 pode ser medido dos pontos de conexão 92, 100 com a armação de tração 22 até as extremidades do cilindro de elevação esquerdo e direito 52, 56 (por exemplo, quando o cilindro se estende além do ponto de conexão com a sela). Alternativamente, a mudança em comprimento pode ser usada no lugar do comprimento.

[0044] Como aqui descrito, as armações operacionais 70 da

Petição 870190090025, de 11/09/2019, pág. 95/152 / 48 motoniveladora 10, tais como a armação de tração 22, armação do círculo 24, armação de inclinação 28, ou lâmina 20, podem ser movimentadas em uma pluralidade de diferentes direções. Por exemplo, a lâmina 20 pode ser transladada em uma direção vertical ou horizontal, e pode ser rotacionada em uma direção de rolamento, de passo ou de guinada. Dessa forma, a motoniveladora ilustrada 10 inclui uma pluralidade de sensores (identificados no geral como 112) para ajudar a rastrear a posição e movimento da armação de tração 22 a fim de assistir o operador da motoniveladora 10. Como será entendido pelos versados na técnica, a descrição seguinte de sensores 112 deve ser exemplar, entretanto, diferentes tipos e combinações de sensores 112 podem ser usados em diferentes modalidades.

[0045] Como ilustrado nas FIGS. 3-4, a motoniveladora 10 pode incluir uma pluralidade de sensores de cilindro 116 (“os sensores de cilindro 116”) que cada qual monitoram um parâmetro de um cilindro correspondente 50 relacionado ao comprimento desse cilindro 50. Por exemplo, a motoniveladora 10 pode incluir primeiro e segundo sensores 120, 124 nos cilindros de elevação esquerdo e direito 52, 56. O primeiro e segundo sensores 120, 124 ajudam a manter a trilha da posição dos cilindros de elevação esquerdo e direito 52, 56 ao longo do trajeto de curso para determinar a extensão na qual os cilindros de elevação esquerdo e direito 52, 56 são estendidos ou retraídos. Dessa forma, os primeiro e segundo sensores 120, 124 são usados para determinar o comprimento dos cilindros esquerdo e direito 52, 56 com base no comprimento de extensão dos cilindros esquerdo e direito 52, 56. Na modalidade ilustrada, os primeiro e segundo sensores 120, 124 são sensores de posição lineares 112 ou codificadores. Entretanto, em outras modalidades, os primeiro e segundo sensores 120, 124 podem ser outros tipos de sensores 112 que indicam a posição dos cilindros de elevação esquerdo e direito 52, 56 de maneira tal que o comprimento do cilindro 50 possa ser determinado. Especificamente, os primeiro e segundo sensores 120,

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124 podem ser qualquer tipo de sensor 112 configurado para medir um parâmetro relacionado ao comprimento de um cilindro 50. Por exemplo, os primeiro e segundo sensores 120, 124 podem ser sensores de posição 112, que representam uma localização ao longo do eixo geométrico do cilindro 50. Os primeiro e segundo sensores 120, 124 podem ser usados para determinar uma mudança no comprimento de cilindro, por exemplo, identificando uma mudança na localização ao longo do eixo geométrico do cilindro 50. Similarmente, os primeiro e segundo sensores 120, 124 podem ser usados para determinar uma mudança no comprimento de cilindro medindo a quantidade de fluido hidráulico que é bombeada através do cilindro 50.

[0046] Similarmente, a motoniveladora 10 inclui um terceiro sensor 128 localizado no cilindro de deslocamento lateral do círculo 34. O terceiro sensor 128 rastreia a posição do cilindro de deslocamento lateral do círculo 34 ao longo do trajeto de curso para determinar a extensão na qual os cilindros de elevação esquerdo e direito 52, 56 são estendidos ou retraídos e, dessa forma, o comprimento do cilindro de deslocamento lateral do círculo 34. Na modalidade ilustrada, o terceiro sensor 128 é um sensor de posição linear 112 ou codificador. Entretanto, em outras modalidades, o terceiro sensor 128 pode ser um outro tipo de sensor 112 que indica a posição do cilindro de deslocamento lateral do círculo 34. Por exemplo, o terceiro sensor 128 pode ser qualquer dos sensores 112 configurado para medir um parâmetro relacionado ao comprimento de um cilindro, como anteriormente descrito com relação aos primeiro e segundo sensores 120, 124.

[0047] Adicionalmente, em algumas modalidades, a motoniveladora 10 inclui um quarto sensor 132 na armação do círculo 24. O quarto sensor 132 pode ser usado para determinar o grau no qual a armação do círculo 24 é rotacionada em torno do eixo geométrico central A. Na modalidade ilustrada, o quarto sensor 132 é um sensor rotatório, sensor magnético, codificador angular, ou um outro tipo de sensor 112 capaz de determinar o grau de

Petição 870190090025, de 11/09/2019, pág. 97/152 / 48 rotação da armação do círculo 24.

[0048] Como mostrado na FIG. 2, em algumas modalidades, a motoniveladora 10 inclui um quinto sensor 136 localizado na armação principal 18. O quinto sensor 136 pode ser um sensor inercial 112 que é capaz de prover uma referência para gravidade. O quinto sensor 136 pode também ser um sensor inercial 112 ou outro tipo de sensor 112 capaz de sensorear o rolamento e/ou passo da armação principal 18. A motoniveladora 10 pode também incluir um sexto sensor 140 posicionado à jusante da armação principal 18, por exemplo, na armação de tração 22, armação do círculo 24, ou armação de inclinação 28. O sexto sensor 140 pode ser um sensor inercial 112 capaz de identificar o movimento relativo entre o sexto sensor 140 e um outro sensor, tal como o quinto sensor 136. Como será explicado em mais detalhe a seguir, o quinto sensor 136 e o sexto sensor 140 podem ser usados para sensorear o movimento ou folga entre a armação principal 18 e a armação de tração 22 (ou armação do círculo 24 ou armação de inclinação 28 dependendo da localização do sexto sensor).

[0049] Como versados na técnica devem entender, os sensores supramencionados 112 podem ser um variedade de diferentes sensores 112 conhecidos na técnica que são capazes de desempenhar a função descrita aqui. Adicionalmente, deve-se entender que a motoniveladora 10 pode incluir um número maior ou menor de sensores 112, ou uma combinação diferente de sensores 112 além das supradiscutidas. Por exemplo, em algumas modalidades, a motoniveladora 10 pode incluir múltiplos sensores 112 no lugar de um dos sensores 112 discutidos aqui. Em outras modalidades, um ou mais dos sensores 112 podem ser excluídos da motoniveladora 10. Em algumas modalidades, um ou mais sensores 112 podem ser substituídos por uma entrada de usuário que pode ser manualmente alimentada por um operador da motoniveladora 10 por meio de uma interface de usuário. Alternativamente, um ou mais sensores podem ser substituídos por lógica de

Petição 870190090025, de 11/09/2019, pág. 98/152 / 48 máquina ou outros sistemas de controle para identificar um parâmetro que de outra forma seria medido por um sensor 112 descrito aqui.

[0050] Com referência à FIG. 7, a motoniveladora 10 também inclui um ou mais controladores 200 para controlar os componentes da motoniveladora 10. Por exemplo, a FIG. 7 ilustra esquematicamente um controlador 200 incluído na motoniveladora 10 de acordo com uma modalidade. Como ilustrado na FIG. 9, o controlador 200 inclui um processador eletrônico 202 (por exemplo, um microprocessador, circuito integrado específico da aplicação (ASIC), ou outros dispositivo eletrônicos), uma interface de entrada/saída 206, e uma mídia legível por computador 204. O processador eletrônico 202, a interface de entrada/saída 206 e a mídia legível por computador 204 são conectadas por e comunicam através de um ou mais linhas de comunicação ou barramentos. Deve-se entender que o controlador 200 pode incluir menos componentes, ou componentes adicionais, além dos ilustrados na FIG. 7 e pode incluir componentes em configurações além da configuração ilustrada na FIG. 7. Também, o controlador 200 pode ser configurado para realizar funcionalidade adicional além da funcionalidade descrita aqui. Adicionalmente, a funcionalidade do controlador 200 pode ser distribuída entre mais de um controlador 200. Por exemplo, o controlador 200 pode comunicar com um ou mais controladores adicionais 208. Os controladores adicionais 208 podem ser internos ou externos ao controlador 200. Similarmente, a funcionalidade descrita aqui como sendo realizada pelo processador eletrônico 202 pode ser feita por uma pluralidade de processadores eletrônicos incluídos no controlador 200, um dispositivo separado, ou uma combinação dos mesmos. Além disso, em algumas modalidades, o controlador 200 pode ser localizado remoto da motoniveladora 10.

[0051] A mídia legível por computador 204 inclui memória não transitória (por exemplo, memória apenas de leitura, memória de acesso

Petição 870190090025, de 11/09/2019, pág. 99/152 / 48 aleatório, ou combinações das mesmas) que armazena instruções de programa (software) e dados. O processador eletrônico 202 é configurado para recuperar instruções e dados da mídia legível por computador 204 e executar, entre outras coisas, as instruções para realizar os métodos descritos aqui. A interface de entrada/saída 206 transmite dados do controlador 200 aos sistemas externos, redes, dispositivos, ou uma combinação dos mesmos e recebe dados de sistemas externos, redes, dispositivos, ou uma combinação dos mesmos. A interface de entrada/saída 206 pode também armazenar dados recebidos de fontes externas na mídia legível por computador 204, prover dados recebidos ao processador eletrônico 202, ou ambos. Em algumas modalidades, como ilustrado na FIG. 7, a interface de entrada/saída 206 inclui um transmissor sem fio que comunica com uma rede de comunicação 210.

[0052] O controlador 200 pode comunicar com um ou mais sensores 112 (por exemplo, através da interface de entrada/saída 206). O controlador 200 é configurado para receber informação dos sensores 112 relacionada à posição da armação de tração 22, e usar a informação recebida para rastrear a posição da armação de tração 22. Em algumas modalidades, o controlador 200 comunica com os sensores 112 por uma conexão física ou sem fio diretamente ou através de um ou mais dispositivos intermediários, tal como um outro controlador 200, um barramento de informação, a rede de comunicação 210, e similares. Similarmente, o controlador 200 pode comunicar com um ou mais controladores adicionais 208 associados com a motoniveladora 10. Em algumas modalidades, o controlador adicional 208 pode comunicar com os sensores 112 e pode atuar como um dispositivo intermediário entre o controlador 200 e os sensores 112.

[0053] Um ou mais dos controladores 200 ou 208 podem também ser configurado para operar componentes da motoniveladora 10. Por exemplo, o controlador 200 pode ser configurado para controlar as armações operacionais 70 da motoniveladora 10, tal como controlar o movimento da armação de

Petição 870190090025, de 11/09/2019, pág. 100/152 / 48 tração 22, da armação do círculo 24, da armação de inclinação 28, ou da lâmina 20. Mais especificamente, o controlador 200 pode controlar os componentes da motoniveladora 10 controlando um ou mais dos cilindros esquerdo e direito 52, 56, do cilindro de deslocamento lateral do círculo 34, da engrenagem do círculo 25, do cilindro de inclinação 29, ou do cilindro de mudança lateral 36 da lâmina 20, etc. O controlador 200 pode ser configurado para determinar uma posição da armação de tração 22, e o controlador 200 pode controlar os componentes da motoniveladora 10 com base na posição atual da armação de tração 22 e uma posição desejada da armação de tração 22. Alternativamente, o controlador 200 pode enviar a posição desejada da armação de tração 22 para um controlador separado 208 configurado para controlar os componentes da motoniveladora 10 para alcançar a posição desejada.

[0054] Em algumas modalidades, o controlador 200 também recebe entrada de um ou mais dispositivos de controle de operador 212 (por exemplo, uma barra de direção, um alavanca, um botão, um pedal, um outro acionador operado pelo operador para controlar a operação da motoniveladora 10, ou uma combinação dos mesmos). Por exemplo, um operador pode usar os dispositivos de controle de operador 212 para operar a motoniveladora 10, incluindo comandar o movimento da armação de tração 22, da armação do círculo 24, da armação de inclinação 28, ou da lâmina 20. Em algumas modalidades, o controlador 200 também comunica com uma ou mais interfaces de usuário 214 (por exemplo, através da interface de entrada/saída 206), tal como um dispositivo de exibição ou uma tela sensível ao toque. As interfaces de usuário 214 podem exibir realimentação a um operador relativa. Por exemplo, as interfaces de usuário 214 podem prover informação relativa a posição da armação de tração 22, a armação do círculo 24, a armação de inclinação 28, ou a lâmina 20. Também, em algumas modalidades, as interfaces de usuário 214 permitem que um operador entre com dados, tais

Petição 870190090025, de 11/09/2019, pág. 101/152 / 48 como dados operacionais ou instruções para a motoniveladora 10. Por exemplo, o operador pode entrar com dados relativos ao arranjo de articulação da sela 30 que é usado, a posição desejada da armação de tração 22, ou dados relacionados ao ângulo de inclinação transversal.

[0055] O controlador 200 é configurado para realizar um método para rastrear e/ou controlar a posição de pelo menos uma armação operacional 70 (isto é, a armação de tração 22, a armação do círculo 24, a armação de inclinação 28, ou a lâmina 20). Em algumas modalidades, o controlador 200 pode ser configurado para automaticamente assistir o operador no controle das armações operacionais 70 da motoniveladora 10 para alcançar uma posição desejada da armação operacional 70 ou manter a armação operacional 70 dentro de certos parâmetros desejados.

[0056] Na modalidade ilustrada, o controlador 200 rastreia a posição da lâmina 20 pelo rastreamento da posição da armação de tração 22. Especificamente, o controlador 200 é configurado para rastrear a posição e/ou orientação da armação de tração 22 rastreando a posição dos cilindros 50 que controlam a armação de tração 22 (isto é, o cilindro de elevação esquerdo 52, o cilindro de elevação direito 56, e o cilindro de deslocamento lateral do círculo 34). À medida que os cilindros 50 movem entre uma posição estendida e uma posição retraída, o comprimento de cada cilindro 50 aumenta ou diminui, afetando a posição e/ou orientação da armação de tração 22. Dessa forma, o controlador 200 pode rastrear os cilindros 50 ao longo do trajeto de seu comprimento de curso a fim de determinar a posição da armação de tração 22 em relação à armação principal 18. Uma vez que o controlador 200 tenha determinado a posição da armação de tração 22, o controlador pode determinar a posição da lâmina 20 em relação à armação de tração 22 e, dessa forma, em relação à armação principal 18. O controlador 200 determina a posição da lâmina 20 pelo rastreamento da posição dos demais cilindros 50 (isto é, o cilindro de inclinação 29 e o cilindro de

Petição 870190090025, de 11/09/2019, pág. 102/152 / 48 mudança lateral da lâmina 36) e o ângulo de rotação da armação do círculo 24.

[0057] Rastrear a posição da armação de tração 22 com base na posição dos cilindros 50 pode ser uma tarefa complexa, por causa do grande número de graus de liberdade, bem como o arranjo dos cilindros 50. Especificamente, a armação de tração 22 tem três graus de liberdade em torno da junta esférica 19 (isto é, a junta primária) e dois graus de liberdade angulares para cada dos cilindros 50 (isto é, os cilindros de elevação esquerdo e direito 52, 56 e o cilindro de deslocamento lateral do círculo 34). Além disso, os cilindros 50 formam um sistema de articulação paralelo 144, tornando mais difícil resolver as coordenadas da armação de tração 22. Se, por exemplo, os cilindros de elevação esquerdo e direito 52, 56 fossem arranjados de uma maneira simplicista por meio da qual cada dos cilindros de elevação esquerdo e direito 52, 56 controla um único grau de liberdade da armação de tração 22, haveria uma correspondência 1 para 1 entre o comprimento de cilindro e a configuração da máquina. Esta informação poderia então ser usada para solucionar quanto a posição da armação de tração 22. Entretanto, na modalidade ilustrada, rastrear a armação de tração 22 é mais complicado por causa do número de graus de liberdade provido à armação de tração 22. Complicações adicionais surgem por causa do arranjo de articulação paralelo dos cilindros 50. Por exemplo, enquanto um sistema de articulação serial poderia ser solucionado usando uma solução de forma fechada, o sistema de articulação paralelo 144 não pode ser solucionado usando uma solução de forma fechada. Em vez disso, o sistema de articulação paralelo ilustrado 144 pode ser solucionado usando um método iterativo, como descrito a seguir, para rastrear a posição da armação de tração 22 à medida que ela move em relação à armação principal 18.

[0058] Dessa forma, a FIG. 8 provê um sistema e método para rastrear a posição da armação de tração 22 e/ou lâmina 20 usando as posições de

Petição 870190090025, de 11/09/2019, pág. 103/152 / 48 cilindro 50, que aborda as complicações associadas com o número de graus de liberdade e o sistema de articulação paralelo 114 dos cilindros 50. O método da FIG. 8 pode ser realizado pelo controlador 200 ou um ou mais processadores. Em algumas modalidades, as etapas no método podem ser conduzidas automaticamente, sem entrada de usuário. Em outras modalidades, uma ou mais das etapas podem exigir entrada de usuário ou que um usuário inicie uma etapa.

[0059] A FIG. 8 provê um método para rastrear movimento de uma motoniveladora 10, onde a motoniveladora 10 inclui uma armação principal 18, uma armação operacional 70 configurada para mover em relação à armação principal 18, e um sistema de articulação 144 que acopla a armação operacional 70 à armação principal 18. Na forma aqui usada, a armação operacional 70 se refere a qualquer um de, ou combinação de, a lâmina 20, a armação de tração 22, a armação do círculo 24, e a armação de inclinação 28. O sistema de articulação 144 inclui uma pluralidade de cilindros 50 que são móveis entre uma posição estendida e uma posição retraída para ajustar o comprimento do cilindro 50. O método inclui identificar uma pluralidade de laços de vetores (Etapa 810) formados pelo sistema de articulação 144 onde cada laço de vetores corresponde a um dos cilindros 50 no sistema de articulação 144. Especificamente, cada cilindro 50 no sistema de articulação 144 corresponde a um dos vetores no laço de vetores associado. O método também inclui determinar um comprimento de pelo menos um dos cilindros 50 (Etapa 815). O método inclui adicionalmente identificar um sistema de equações com base na pluralidade de laços de vetores (Etapa 820), e solucionar o sistema de equações para determinar uma posição da armação operacional 70 em relação à armação principal 18 (Etapa 825). Detalhes adicionais do método são descritos a seguir.

[0060] Referindo-se às FIGS. 9-11, o método inclui identificar uma pluralidade de laços de vetores (Etapa 810) formados pelo sistema de

Petição 870190090025, de 11/09/2019, pág. 104/152 / 48 articulação 144 onde cada laço de vetores corresponde a um dos cilindros 50 no sistema de articulação 144. Um laço de vetores pode ser identificado entre a junta esférica 19 e cada dos cilindros 50 ajustando a posição da armação de tração 22 (isto é, o cilindro de elevação esquerdo 52, os cilindros de elevação direitos 56, e o cilindro de deslocamento lateral do círculo 34). Em outras palavras, para cada cilindro 50 no sistema de articulação 144, um laço de vetores correspondente é identificado. Especificamente, um laço de vetores pode ser desenhado ao longo do comprimento de cada cilindro 50, de uma primeira extremidade do cilindro 50 até a junta esférica 19, e da junta esférica 19 até uma segunda extremidade do cilindro 50.

[0061] As FIGS. 9-11 ilustram os laços de vetores esquematicamente sobrepostos no topo da motoniveladora 10. A FIG. 12 ilustra um diagrama esquemático dos laços de vetores sozinhos. O cilindro de elevação esquerdo 52 forma um laço de vetores (LV - isto é, o “laço de vetores esquerdo”) com a junta esférica 19 traçando um primeiro vetor (L1) ao longo do comprimento do cilindro de elevação esquerdo 52, um segundo vetor (L2) de uma primeira extremidade do cilindro de elevação esquerdo 52 até a junta esférica 19, e um terceiro vetor (L3) da junta esférica 19 até uma segunda extremidade do cilindro esquerdo 50. Mais especificamente, o primeiro vetor (L1) se estende ao longo do eixo geométrico do cilindro de elevação esquerdo 52 entre um ponto A, localizado próximo ao primeiro ponto de conexão 88 entre o cilindro de elevação esquerdo 52 e a sela 30, e um ponto B, localizado próximo ao segundo ponto de conexão 92 entre o cilindro de elevação esquerdo 52 e a armação de tração 22. O segundo vetor (L2) se estende entre o ponto A, no primeiro ponto de conexão 88, e um ponto E, localizado próximo à junta esférica 19. O terceiro vetor (L3) se estende entre o ponto E, na junta esférica 19, e o ponto B, no segundo ponto de conexão 92.

[0062] Similarmente, o cilindro de elevação direito 56 forma um laço de vetores (RV - isto é, o “laço de vetores direito”) com a junta esférica 19

Petição 870190090025, de 11/09/2019, pág. 105/152 / 48 traçando um primeiro vetor (R1) ao longo do comprimento do cilindro de elevação direito 56, um segundo vetor (R2) de uma primeira extremidade do cilindro de elevação direito 56 até a junta esférica 19, e o terceiro vetor (R3) da junta esférica 19 até uma segunda extremidade do cilindro de elevação direito 56. Mais especificamente, o primeiro vetor (R1) se estende ao longo do eixo geométrico do cilindro de elevação direito 56 entre um ponto C, localizado próximo ao primeiro ponto de conexão 96 entre o cilindro de elevação direito 56 e a sela 30, e um ponto D, localizado próximo ao segundo ponto de conexão 100 entre o cilindro de elevação direito 56 e a armação de tração 22. O segundo vetor (R2) se estende entre o ponto C, no primeiro ponto de conexão 96, e o ponto E, localizado próximo à junta esférica 19. O terceiro vetor (R3) se estende entre o ponto E, na junta esférica 19, e o ponto D, no segundo ponto de conexão 100.

[0063] O cilindro de deslocamento lateral do círculo 34 também forma um laço de vetores (SV - isto é, o “laço de vetores lateral”) com a junta esférica 19 traçando um primeiro vetor (S1) ao longo do comprimento do cilindro de mudança lateral, um segundo vetor (S2) de uma primeira extremidade do cilindro de deslocamento lateral do círculo 34 até a junta esférica 19, e um terceiro vetor (S3) da junta esférica 19 até uma segunda extremidade do cilindro de deslocamento lateral do círculo 34. Mais especificamente, o primeiro vetor (S1) se estende ao longo do eixo geométrico do cilindro de deslocamento lateral do círculo 34 entre o ponto F, localizado próximo ao primeiro ponto de conexão 104 entre o cilindro de deslocamento lateral do círculo 34 e a sela 30, e o ponto B, localizado próximo ao segundo ponto de conexão 108 entre o cilindro de deslocamento lateral do círculo 34 e a armação de tração 22. O segundo vetor (S2) se estende entre o ponto F, no primeiro ponto de conexão 104, e o ponto E, localizado próximo à junta esférica 19. O terceiro vetor (S3) se estende entre o ponto E, na junta esférica 19, e o ponto B, no segundo ponto de conexão

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108.

[0064] Continuando com referência às FIGS. 9-11, os terceiros vetores (L3, R3, S3) em cada dos laços de vetores (LV, RV, SV) têm um comprimento fixo de maneira tal que a magnitude desses vetores (L3, R3, S3) permaneça constante. Por exemplo, o terceiro vetor (L3) no laço de vetores esquerdo (LV) e o terceiro vetor (S3) no laço de vetores lateral (SV) ambos se estende ao longo de um trajeto que no geral corresponde à barra de tração esquerda 40. Especificamente, em virtude de a barra de tração esquerda 40 ter um comprimento fixo, a distância entre a junta esférica 19 no ponto E e as segundas extremidades do cilindro de elevação esquerdo 52 e do cilindro de deslocamento lateral do círculo 34 no ponto B é constante. Similarmente, o terceiro vetor (R3) no laço de vetores direito (RV) se estende ao longo de um trajeto no geral correspondente à barra de tração direita 44, que também tem um comprimento fixo. Dessa forma, a distância entre a junta esférica 19 no ponto E e a segunda extremidade do cilindro de elevação direito 56 no ponto D é constante. Note que, embora os terceiros vetores (L3, R3, S3) tenham cada qual uma magnitude fixa, esses vetores (L3, R3, S3) não têm necessariamente uma direção fixa.

[0065] Por outro lado, os comprimentos dos primeiros vetores (L1, R1, S1) em cada dos laços de vetores (LV, RV, SV) são variáveis de maneira tal que as magnitudes desses vetores (L1, R1, S1) possam mudar dependendo do comprimento do cilindro correspondente 50. Especificamente, à medida que os cilindros 50 se estendem ou retraem, os comprimentos dos cilindros 50 e, dessa forma, os primeiros vetores (L1, R1, S1) de cada dos cilindros 50 mudam. Os primeiros vetores (L1, R1, S1) também têm direções variáveis.

[0066] Como previamente mencionado, o sistema de articulação 144 é um sistema de articulação paralelo 144 no qual a pluralidade de cilindros 50 é operacionalmente conectada de maneira tal que o movimento de um cilindro 50 da pluralidade de cilindros 50 cause movimento de pelo menos um outro

Petição 870190090025, de 11/09/2019, pág. 107/152 / 48 cilindro 50 da pluralidade de cilindros 50. Portanto, movimento de um dos cilindros 50 (isto é, extensão ou retração de um cilindro) pode mudar uma pluralidade dos vetores. Em outras palavras, movimento de um dos cilindros 50 pode alterar tanto a magnitude quanto a direção (ou ambas) de pelo menos um vetor nos laços de vetores (LV, RV, SV).

[0067] Na modalidade ilustrada, o sistema de articulação paralelo 144 é formado como se segue. Entretanto, deve-se entender que o sistema de articulação seguinte 144 é destinado a ser exemplar e muitos outros arranjos de articulação paralelos podem ser usados. Na modalidade ilustrada, a segunda extremidade do cilindro de elevação esquerdo 52 é fixa em relação à segunda extremidade do cilindro de deslocamento lateral do círculo 34. Por sua vez, a primeira extremidade do cilindro de deslocamento lateral do círculo 34 é fixa em relação à primeira extremidade do cilindro de elevação direito 56. Dessa forma, os terceiros vetores (L3, S3) do laço de vetores esquerdo (LV) e do laço de vetores lateral (SV) são em um relacionamento fixo. Similarmente, os segundos vetores (R2, S2) do laço de vetores direito (RV) e do laço de vetores lateral (SV) são em um relacionamento fixo. Por exemplo, na modalidade ilustrada, os terceiros vetores (L3, S3) do laço de vetores esquerdo (LV) e do laço de vetores lateral (SV) são em um relacionamento fixo por meio do que os terceiros vetores (L3, S3) têm a mesma magnitude e direção. Adicionalmente, os terceiros vetores (R3, S3) do laço de vetores direito (RV) e do laço de vetores lateral (SV) são em um relacionamento fixo por meio do que os terceiros vetores (R3, S3) têm a mesma magnitude e direção. Em outras modalidades, vetores que são em um relacionamento fixo não têm necessariamente a mesma magnitude e direção, entretanto, em virtude de eles estarem em um relacionamento fixo, conhecimento da magnitude e direção de um dos vetores permite ao controlador 200 determinar a magnitude e direção do outro dos outros vetores.

[0068] As restrições do sistema de articulação 144 permitem que o

Petição 870190090025, de 11/09/2019, pág. 108/152 / 48 controlador 200 determine a posição e/ou orientação da armação de tração 22 com base na configuração do laço de vetores. Especificamente, por causa das restrições do sistema de articulação 144, tal como o arranjo de articulação paralelo, os comprimentos fixos (isto é, magnitudes) de alguns dos vetores, e o relacionamento fixo entre alguns dos vetores, o controlador 200 é capaz de determinar a direção dos vetores quando as magnitudes são conhecidas. Uma vez que a direção e magnitude dos vetores são conhecidas, a posição e orientação da armação de tração 22 é também conhecida. Em outras palavras, uma vez que todas as magnitudes dos vetores são conhecidas, o processador pode solucionar quanto as direções dos vetores a fim de determinar a posição e orientação da armação de tração 22 e da lâmina 20.

[0069] Dessa forma, o método inclui determinar um comprimento de pelo menos um dos cilindros 50 (Etapa 815). Como previamente mencionado, em virtude de os comprimentos dos cilindros 50 estarem sendo constantemente ajustados à medida que a motoniveladora 10 é operada, os primeiros vetores (L1, R1, S1) estão também mudando. Portanto, os sensores de cilindro 116 (isto é, o primeiro, segundo e terceiro sensores 120, 124, 128) monitoram um parâmetro dos cilindros 50 relacionado aos comprimentos dos cilindros 50. O(s) parâmetro(s) medido(s) pelos sensores de cilindro 116 é(são) então transmitidos dos sensores de cilindro 116 ao controlador 200 ou processador. Em algumas modalidades, todos os três dos sensores de cilindro 116 transmitem um parâmetro relacionado ao comprimento ao controlador 200. Em outras modalidades, apenas os sensores de cilindro 116 correspondentes aos cilindros 50 que movimentaram (isto é, estenderam ou retraíram) transmitirão o parâmetro ao controlador 200.

[0070] Uma vez que o controlador 200 receba um ou mais sinais dos sensores de cilindro 116, o controlador 200 determina os comprimentos dos cilindros 50 e, por sua vez, determina a magnitude do vetor correspondente. Na modalidade ilustrada, os sensores de cilindro 116 são sensores de posição

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112, que são usados para rastrear a posição dos cilindros 50 ao longo do trajeto de curso a fim de determinar os comprimentos dos cilindros 50 em um dado momento. Como previamente discutido, em outras modalidades, os sensores de cilindro 116 podem monitorar outros parâmetros dos cilindros 50 relacionados ao comprimento do cilindro 50. Por exemplo, em algumas modalidades, os sensores de cilindro 116 podem monitorar a quantidade de fluido hidráulico que é transferido dentro do cilindro 50. Em outras modalidades, os sensores de cilindro 116 podem ser codificadores rotatórios que monitorar a quantidade de movimento dos cilindros 50. Em cada dessas modalidades, o controlador 200 usará o parâmetro recebido relacionado ao comprimento para calcular o comprimento do cilindro 50. O comprimento de cada cilindro 50 corresponde à magnitude do primeiro vetor (L1, R1, S1) no laço de vetores associado (LV, RV, SV).

[0071] O método inclui adicionalmente identificar um sistema de equações com base na pluralidade de laços de vetores (Etapa 820). Uma vez que o controlador 200 tenha determinado os comprimentos dos cilindros 50, as magnitudes dos primeiros vetores (L1, R1, S1) são conhecidas ou podem ser facilmente determinadas pelo controlador 200. Como previamente mencionado, os terceiros vetores (L3, R3, S3) em cada dos laços de vetores (LV, RV, SV) têm cada qual uma magnitude fixa/constante, portanto, esses valores são conhecidos pelo controlador 200. Com os primeiros vetores (L1, R1, S1) e os terceiros vetores (L3, R3, S3) sendo conhecidos, o controlador 200 pode determinar os segundos vetores (L2, R2, S2) no laço de vetores (LV, RV, SV). Por exemplo, em virtude de cada laço de vetores (LV, RV, SV) ser um laço de vetores fechado, o vetor desconhecido restante (isto é, os terceiros vetores L3, R3, S3) pode ser facilmente determinado usando métodos conhecidos.

[0072] Uma vez que o controlador 200 determina as magnitudes dos vetores em cada laço de vetores, os valores conhecidos para as magnitudes

Petição 870190090025, de 11/09/2019, pág. 110/152 / 48 podem ser alimentadas em uma série de equações de laço de vetores (referidas aqui como “as equações de laço de vetores”). As restrições a respeito do sistema, como descrito em mais detalhes anteriormente, também provêm restrições adicionais no sistema de equações de laço de vetores. Esses três laços de vetores (LV, RV, SV) provêm um sistema de nove equações não lineares, que são escritas para 9 incógnitas: os três graus de liberdade em torno da junta esférica 19 e os dois graus de liberdade angulares para cada cilindro 34, 52, 56.

[0073] Como ficará entendido pelos versados na técnica, diferentes arranjos de articulação proverão um sistema de equações diferente. Em particular, os valores conhecidos e valores desconhecidos podem ser diferentes, dependendo do arranjo de articulação específico. Similarmente, os valores fixos (isto é, constantes) e os valores variáveis (isto é, valores ajustáveis) podem ser diferentes em outros arranjos de articulação. Por exemplo, quando um número maior ou menor de cilindros 50 é usado no sistema de articulação 144, as equações de laço de vetores serão ajustados para levar em conta o número diferente de vetores variáveis (isto é, não fixos). Similarmente, em algumas modalidades, alguns dos vetores podem ter uma direção fixa e magnitude variável, em vez de ter uma magnitude fixa e uma direção variável.

[0074] Independentemente do arranjo de articulação, o controlador 200 é configurado para determinar o sistema de equações com base nos valores fixos conhecidos (por exemplo, vetores com magnitudes fixas), os valores variáveis medidos (por exemplo, vetores com magnitudes variáveis que são medidos por meio dos sensores de cilindro 116), e as restrições a respeito do sistema (por exemplo, certos vetores sendo fixos um em relação ao outro). O controlador 200 é então configurado para determinar a posição da armação de tração 22 com base na solução para o sistema de equações.

[0075] Dessa forma, o método inclui adicionalmente solucionar o

Petição 870190090025, de 11/09/2019, pág. 111/152 / 48 sistema de equações para determinar uma posição da armação operacional 70 em relação à armação principal 18 (Etapa 825). Como versados na técnica devem entender, os termos “solucionado”, “solucionando” e “solução” na forma aqui usada devem incluir uma solução estimada. Por exemplo, a solução para o sistema de equações pode incluir uma solução estimada com base em um método iterativo que converge para uma solução teórica.

[0076] O controlador 200 é configurado para solucionar o sistema de equações a fim de determinar a posição da armação de tração 22. As equações de laço de vetores não são separáveis e devem ser solucionadas simultaneamente. As equações de laço de vetores podem ser solucionadas pelo controlador 200 usando algoritmos de solução de raiz não lineares, tais como, por exemplo, métodos de iteração de Newton-Raphson, métodos quasiNewtonianos, métodos de secante, métodos de descida de gradiente, etc.

[0077] Diversas dificuldades surgem durante uso de um métodos de solução de raiz não linear, que tipicamente tornam esses métodos indesejáveis. Essas dificuldades são particularmente problemáticas quanto se tenta usar métodos de solução de raiz não linear em combinação com uma máquina, tal como uma motoniveladora 10. Primeiro, métodos de solução de raiz, tal como o método de Newton, são métodos iterativos, que tipicamente exigem que um número desconhecido de iterações seja executado até que um convergência desejada seja alcançada. Por exemplo, um método iterativo envolve solucionar o sistema de equações (isto é, executando uma primeira iteração) para determinar uma primeira solução estimada. A primeira solução estimada é então usada como uma base ou uma estimativa a partir da qual se começa a segunda iteração. Dessa forma, o método iterativo inclui solucionar o sistema de equações uma segunda vez (isto é, executando uma segunda iteração) para determinar uma segunda solução estimada. Novamente, a segunda solução estimada é usada como uma base para ajudar a guiar a solução durante solução do sistema de equações pela terceira vez (isto é, a

Petição 870190090025, de 11/09/2019, pág. 112/152 / 48 execução de uma terceira iteração). O método continua até que uma convergência e precisão desejadas sejam alcançadas. Em outras palavras, iterações do método são executadas até que a solução estimada convirja para uma solução teórica.

[0078] Isto pode fazer com que o controlador 200 pare de funcionar em virtude das exigências de tempo de processamento para executar um número suficiente de iterações até que uma convergência desejada seja alcançada. Além disso, uma vez que o controlador 200 para de funcionar, a máquina pode ficar inoperável, ou alguns dos sistemas de controle podem ficar impedidos. Por outro lado, quando um número insuficiente de iterações for executado, a solução pode ser imprecisa e pode fazer com que a máquina seja insuficientemente operada. Por exemplo, se a solução para o sistema de equações for imprecisa, o controlador 200 baseará as operações de controle em um entendimento impreciso de onde a armação de tração 22 (e lâmina 20) é posicionada ou orientada.

[0079] Na modalidade ilustrada, o controlador 200 é configurado para solucionar o sistema de equações de uma maneira que reduz as complicações tipicamente associadas com o uso de métodos de solução de raiz não linear. Na modalidade ilustrada, o controle é configurado para estimar uma posição da armação de tração 22 em relação à armação principal 18 executando uma primeira série de iterações para aproximar uma solução ao sistema de equações de laço de vetores. Na modalidade descrita, a primeira série de iterações é limitada a um número máximo de iterações. Por exemplo, mediante partida da motoniveladora 10, o controlador 200 executa uma primeira série de iterações, com o máximo número de iterações sendo 10 ou menos iterações. Em algumas modalidades, a primeira série de iterações pode ser pequena tal como 4 iterações. O controlador 200 então usa a solução estimada para a primeira série de iterações para determinar uma posição inicial da armação de tração 22 em relação à armação principal 18.

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[0080] Durante operação, o controlador 200 continua a solucionar o sistema de equações de laço de vetores com base nos sinais recebidos dos sensores de cilindro 116 representando um parâmetro relacionado aos comprimentos dos cilindros 50. Em outras palavras, à medida que a motoniveladora 10 é operada e os cilindros 50 são ajustados (isto é, estendidos e retraídos) a fim de mover a armação de tração 22, os sensores 112 transmitem um sinal ao controlador 200 para prover um parâmetro sensoreado relacionado ao comprimento dos cilindros 50. O controlador 200 então identifica as novas equações vetoriais e soluciona o novo sistema de equações para determinar uma posição atualizada da armação de tração 22. Dessa forma, durante operação, o controlador 200 executa uma segunda série de iterações para determinar a nova posição da armação de tração 22 após o movimento ter ocorrido. A segunda série de iterações também tem um número máximo de iterações. Na modalidade ilustrada, a segunda série de iterações compreende um menor número de iterações do que a primeira série de iterações. Por exemplo, a segunda série de iterações pode incluir 4 ou menos iterações. Em algumas modalidades, a segunda série de iterações pode ser pequena tal como 1 iteração.

[0081] À medida que a motoniveladora 10 continua a ser operada, o controlador 200 continua a receber sinais dos sensores de cilindro 116 representando um parâmetro relacionado aos comprimentos dos cilindros 50. O controlador 200 então executará séries adicionais de iteração para determinar a nova posição da motoniveladora 10. Cada das séries de iteração que ocorrem após a iniciação (isto é, após a primeira série de iterações), inclui um menor número de iterações que a primeira série de iterações. Em outras palavras, o controlador 200 executará uma primeira série de iterações mediante iniciação para determinar uma posição inicial da armação de tração 22 em relação à armação principal 18. Após a posição inicial ser determinada, o controlador 200 então executará uma segunda, terceira, quarta, etc. série de

Petição 870190090025, de 11/09/2019, pág. 114/152 / 48 iterações após cada etapa de movimento para determinar uma posição atualizada da armação de tração 22. Dessa forma, após cada etapa de movimento da motoniveladora 10, o controlador 200 é configurado para executar uma série de iterações para determinar a posição da armação de tração 22. Cada dessas iterações posteriores terá um menor número de iterações do que a primeira série de iterações usada para determinar a posição inicial. Isto é, em parte, por causa da solução anterior que estima a posição da armação de tração 22 poder ser usada como a base para executar a série seguinte de iterações.

[0082] Uma vez que o controlador 200 soluciona o sistema de equações, o controlador 200 pode determinar a posição da armação de tração 22 em relação à armação principal 18 com base na solução aproximada para o sistema de equações. O método descrito aqui permite que a posição da armação de tração 22 seja determinada em todas as três direções rotacionais, incluindo a direção de rolamento, a direção de passo, e a direção de guinada. A direção de guinada é em geral mais complicada para determinar do que as direções de rolamento e passo.

[0083] Além disso, uma vez que o controlador 200 determina a posição da armação de tração 22, o controlador 200 pode adicionalmente determinar uma posição da lâmina 20. Como descrito em mais detalhe anteriormente, a lâmina 20 é móvel em relação à armação de tração 22 pela armação do círculo 24, a armação de inclinação 28, e o cilindro de deslocamento lateral do círculo 34 da lâmina 20. Dessa forma, uma vez que a posição da armação de tração 22 é conhecida, o controlador 200 pode determinar a posição da lâmina 20 com base em informação relacionada a essas armações operacionais 70.

[0084] Por exemplo, em algumas modalidades, o controlador 200 determina uma posição da lâmina 20 com base, em parte, em informação sensoreada pelo quarto sensor 132 localizado na armação do círculo 24. O

Petição 870190090025, de 11/09/2019, pág. 115/152 / 48 quarto sensor 132 configurado para sensorear um parâmetro relacionado ao movimento rotacional da armação do círculo 24 em relação à armação principal 18 e transmitir o parâmetro ao controlador 200. O controlador 200 é, por sua vez, configurado para determinar a posição da lâmina 20. Adicionalmente, em algumas modalidades, o controlador 200 determina uma posição da lâmina 20 com base, em parte, em informação relacionada à orientação da armação de inclinação 28. Por exemplo, o controlador 200 pode ser configurado para receber informação de um sensor 112 na armação de inclinação 28. O controlador 200 pode também ser configurado para determinar uma orientação da armação de inclinação 28 com base no comprimento do cilindro de inclinação 29. Similarmente, o controlador 200 pode determinar uma posição da lâmina 20 com base, em parte, no comprimento do cilindro de mudança lateral da lâmina 36.

[0085] Adicionalmente, em algumas modalidades, o controlador 200 determina uma posição da armação de tração 22 com base, em parte, em informação sensoreada pelo quinto sensor 136 localizado na armação principal 18 ou o sexto sensor 112 localizado à jusante da armação principal 18 (ou uma combinação de ambos). Como previamente mencionado, o quinto sensor 136 pode ser um sensor inercial 112 que provê uma referência para gravidade. O quinto sensor 136 pode ser configurado para medir o rolamento e passo da motoniveladora 10 como uma armação principal total 18, e então os sensores 112 dos cilindros 50 podem ser usados para determinar o movimento da armação de tração 22 em relação à armação principal 18. Além do mais, o sexto sensor, que se posicionou à jusante da armação principal 18, por exemplo, na armação de tração 22, armação do círculo 24, ou armação de inclinação 28, pode ser usado para sensorear o movimento ou folga entre a armação principal 18 e a armação de tração 22 (ou armação do círculo 24 ou armação de inclinação 28 dependendo da localização do sexto sensor). O controlador 200 pode comparar informação sensoreada pelo quinto sensor 136

Petição 870190090025, de 11/09/2019, pág. 116/152 / 48 e o sexto sensor 140 para identificar movimento relativo entre o quinto e o sexto sensores 112 e, dessa forma, o movimento relativo entre a armação principal 18 e a armação de tração 22.

[0086] Dessa forma, o sistema e método descritos aqui proporcionam a capacidade de rastrear três graus de liberdade da armação de tração 22, incluindo rolamento, passo e guinada. Por outro lado, muitos sistemas similares são capazes apenas de rastrear rolamento e passo. Adicionalmente, o sistema e método descritos aqui permitem que um operador opere a máquina enquanto a máquina é articulada, e também permite que um operador posicione a lâmina 20 quando a armação de tração 22 estão em uma posição não padrão (isto é, uma posição que não é quadrada com a armação principal 18 ou a direção de deslocamento).

[0087] A FIG. 13 provê um outro sistema e método 1300 para rastrear a posição da armação de tração 22 e/ou lâmina 20 usando as posições do cilindro 50, que abordam as complicações associadas com o número de graus de liberdade e o arranjo de articulação paralelo dos cilindros 50. O método 1300 da FIG. 13 pode ser realizado pelo controlador 200 ou um ou mais processadores. Em algumas modalidades, as etapas no método 1300 podem ser conduzidas automaticamente, sem entrada de usuário. Em outras modalidades, uma ou mais das etapas podem exigir entrada de usuário ou um usuário para iniciar uma etapa. O método 1300 ilustrado na FIG. 13 utiliza um método iterativo sem o uso de laços de vetores para determinar a posição da armação de tração 22. Especificamente, o método 1300 reduz o número de graus de liberdade fazendo suposições a respeito do movimento dos cilindros

50.

[0088] A FIG. 13 provê o método 1300 para rastrear o movimento de uma motoniveladora 10, onde a motoniveladora 10 inclui uma armação principal 18, uma armação operacional 70 configurada para mover em relação à armação principal 18, e um sistema de articulação 144 que acopla a armação

Petição 870190090025, de 11/09/2019, pág. 117/152 / 48 operacional 70 à armação principal 18. Na forma aqui usada, a armação operacional 70 se refere a qualquer uma de, ou combinação de, a lâmina 20, a armação de tração 22, a armação do círculo 24, e a armação de inclinação 28. O sistema de articulação 144 inclui uma pluralidade de cilindros 50 que são móveis entre uma posição estendida e uma posição retraída para ajustar o comprimento do cilindro 50.

[0089] O método 1300 inclui receber, pelo controlador 200, um sinal de um dos sensores de cilindro 116 correspondente a um parâmetro relacionado a um comprimento do primeiro cilindro 50 (Etapa 1310). Por exemplo, o sinal recebido pelo controlador 200 pode ser indicativo da posição linear medida pelo sensor de cilindro 116, ou pode ser indicativo da quantidade de fluido que escoa através do cilindro 50. Com base no sinal recebido do sensor de cilindro 116, o controlador 200 determina um comprimento de pelo menos um dos cilindros 50 (Etapa 1315). Por exemplo, o controlador 200 pode calcular o comprimento do cilindro 50 com base na posição linear do sensor 112 da quantidade e direção de fluido que escoa através do cilindro 50. O método 1300 também inclui solucionar um sistema de equações para determinar uma posição estimada da armação operacional 70 em relação à armação principal 18 (Etapa 1320). Por exemplo, o sistema de equações pode ser o sistema simplificado de equações supradescrito. O método 1300 inclui adicionalmente executar um método iterativo para reduzir o erro na posição estimada da armação operacional 70 em relação à armação principal 18 e estabelecer uma posição estimada atualizada da armação operacional 70 em relação à armação principal 18 (1325).

[0090] Em uma modalidade, as etapas 1320 e 1325 de determinar a posição da armação operacional 70 em relação à armação principal 18 podem incluir um cálculo que usa uma solução de Newton-Raphson de um modelo cinemático (isto é, um sistema de equações) da orientação da armação operacional 70 em relação à armação principal 18. A solução começa com

Petição 870190090025, de 11/09/2019, pág. 118/152 / 48 uma estimativa (ou conjetura) da orientação da armação operacional 70 que satisfaria as restrições do sistema de equações (Etapa 1320). O controlador 200 então calcula os erros de restrição (ou residuais). Usando os erros de restrição calculados, o controlador 200 determina uma estimativa atualizada (isto é, mais precisa) da orientação da armação operacional 70 em relação à armação principal 18. Por exemplo, o controlador 200 pode calcular um ajuste da posição estimada da armação operacional 70 solucionando um conjunto de equações lineares para atualizar a estimativa de orientação. O controlador 200 repete a etapa de calcular os erros de restrição e ajustar a posição estimada (isto é, executa uma série de iterações). Cada vez que o controlador 200 repete essas etapas, a estimativa da orientação da armação operacional 70 é melhorada.

[0091] Métodos iterativos típicos continuam a repetir até que o cálculo de erro caia abaixo de um limiar predeterminado. No método 1300 ilustrado na FIG. 13, o controlador 200 executa um número fixo de iterações por etapa de tempo para limitar o tempo computacional e evitar paralização da máquina. Em algumas modalidades do método 1300, o controlador 200 executa iterações até que o cálculo de erro caia abaixo de um limiar predeterminado mediante iniciação da motoniveladora 10, e então executa um número fixo de iterações por etapa de tempo após iniciação.

[0092] Os métodos 800 e 1300 supradescritos podem ser um submétodo que é parte de um método maior para controlar e/ou monitorar a posição e movimento de uma armação operacional 70 de uma motoniveladora 10 em relação à armação principal 18 da motoniveladora 10. A FIG. 14 ilustra uma modalidade de um método 1400 para controlar a lâmina 20 de uma motoniveladora 10. Como aqui discutido, a orientação da lâmina 20 pode ser afetada por diversas armações operacionais 70 (isto é, a armação de tração 22, a armação do círculo 24, e a armação de inclinação 28), que controlam cada qual uma diferente direção de movimento e/ou rotação da lâmina 20.

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Portanto, controlar a lâmina 20 pode ser uma tarefa complexa, que exige um operador para operar uma ou mais da armação de tração 22, da armação do círculo 24 e da armação de inclinação 28 a fim de posicionar e mover a lâmina 20.

[0093] Dessa forma, o método 1400 permite que um operador escolha uma inclinação transversal desejada (ou ângulo de corte) da lâmina 20 e instrui o controlador 200 para manter a inclinação transversal desejada da lâmina 20. O controlador 200 pode manter a inclinação transversal desejada da lâmina 20 enquanto o operador controla pelo menos parcialmente uma das armações operacionais 70 da motoniveladora 10. Como um exemplo, o operador pode controlar uma das armações operacionais 70, por exemplo, para levantar ou abaixar a altura da lâmina 20. O operador pode também acionar a motoniveladora 10 ao longo de uma direção de deslocamento. Em resposta ao operador controlando esses aspectos da motoniveladora 10, o controlador 200 pode ajustar a orientação da lâmina 20 em relação à armação principal 18 a fim de manter um ângulo de inclinação transversal desejado a despeito de outras componentes móveis da motoniveladora 10.

[0094] No método ilustrado 1400, o controlador 200 mantém a inclinação transversal desejada da lâmina 20 em resposta ao operador controlando tanto o cilindro de elevação esquerdo 52 quanto o cilindro de elevação direito 56 para controlar pelo menos parcialmente a armação de tração 22. O controlador 200 então mantém a posição da lâmina 20 para alcançar a inclinação transversal desejada controlando o cilindro de elevação 5 que não está sendo controlado pelo operador (isto é, o cilindro de elevação esquerdo 52 ou o cilindro de elevação direito 56). Entretanto, versados na técnica devem entender que, em outras modalidades, o método 1400 pode envolver o controlador 200 mantendo a inclinação transversal desejada da lâmina 20 enquanto o operador controla uma armação operacional diferente 70 (por exemplo, a armação do círculo 24 ou a armação de inclinação 28). O

Petição 870190090025, de 11/09/2019, pág. 120/152 / 48 método 1400 pode ser realizado pelo controlador 200 ou um ou mais processadores. Em algumas modalidades, as etapas no método 1400 podem ser conduzidas automaticamente, sem entrada de usuário. Em outras modalidades, uma ou mais das etapas podem exigir entrada de usuário ou um usuário para iniciar uma etapa.

[0095] Referindo-se à FIG. 14, o método 1400 inclui receber, pelo controlador 200, uma entrada indicando uma inclinação transversal desejada da lâmina 20 (Etapa 1410). A inclinação transversal é definida como o ângulo entre o eixo geométrico z global (ou direção “para cima” global). O eixo geométrico z global pode ser determinado por uma unidade de medição inercial (IMU) posicionada na motoniveladora 10. Por exemplo, em algumas modalidades, o eixo geométrico z global pode ser determinado pelo quinto sensor 136, como anteriormente descrito.

[0096] O controlador 200 também recebe uma entrada identificado uma armação operacional controlada por operador 70 (ou “armação operacional líder”) (Etapa 1415). Em algumas modalidades, o operador entra com um sinal no controlador 200 (por exemplo, por meio de uma interface de usuário 214) indicando qual armação operacional 70 está sendo controlada pelo operador. Em outras modalidades, o operador não precisa entrar com uma uma armação operacional líder designada, mas, em vez disso, o controlador 200 determina qual armação operacional 70 está sendo controlada pelo operador com base em um sensor 112 ou outras características do sistema (por exemplo, potência, tensão, movimento, etc.) da armação operacional. Identificando uma armação operacional controlada por operador, o controlador 200 pode determinar quais armações operacionais 70 estão sendo manualmente controladas pelo operador e quais armações operacionais 70 podem ser automaticamente controladas pelo controlador 200.

[0097] Em algumas modalidades, a armação operacional líder 70a pode ser uma armação operacional 70 controlada inteiramente pelo operador,

Petição 870190090025, de 11/09/2019, pág. 121/152 / 48 ao passo que, em outras modalidades, a armação operacional líder 70a pode ser ser controlada apenas parcialmente pelo operador. Por exemplo, na modalidade ilustrada, a armação de tração 22 é parcialmente manualmente controlada pelo operador e parcialmente automaticamente controlada pelo controlador 200. O operador pode enviar um sinal ao controlador 200 designando tanto o cilindro de elevação esquerdo 52 quanto o cilindro de elevação direito 56 como o cilindro controlado pelo operador 50. Como será descrito em mais detalhe a seguir, o controlador 200 pode então controlar automaticamente o outro do cilindro de elevação esquerdo 52 e do cilindro de elevação direito 56 que não está sendo controlado pelo operador. Na forma aqui usada, a armação operacional controlada por operador 70 pode ser referida como a “armação operacional líder” e a armação operacional 70 controlada por controlador 200 pode ser referida como “armação operacional seguidora”. Similarmente, em situações onde o operador e o controlador 200 compartilham controle de uma armação operacional 70 (por exemplo, a armação de tração 22), o cilindro controlado por operador 50 pode ser referido como o “cilindro líder 50a” e o cilindro 50 controlado por controlador 200 pode ser referido como o “cilindro seguidor 50b”.

[0098] O método 1400 também inclui determinar um plano de corte desejado com base, pelo menos em parte, na inclinação de corte desejada (Etapa 1420). A inclinação de corte desejada indica um ângulo desejado da lâmina 20. Entretanto, quando a motoniveladora 10 move através de uma superfície, a lâmina 20 define tanto um ângulo quanto uma trajetória, que juntos formam um plano de corte. Em outras palavras, o plano de corte é criado varrendo 80 a lâmina 20 ao longo da direção de deslocamento na inclinação transversal desejada. O plano de corte é determinado com base na inclinação transversal desejada, na direção de deslocamento da motoniveladora 10, e no eixo geométrico z global. A direção de deslocamento leva em conta tanto a direção da motoniveladora 10, bem como o ângulo de

Petição 870190090025, de 11/09/2019, pág. 122/152 / 48 articulação da motoniveladora 10.

[0099] O método 1400 inclui adicionalmente o controlador 200 executando um cálculo cinemático da orientação de lâmina desejada necessária para alcançar o plano de corte desejado (Etapa 1425). Especificamente, o controlador 200 determina a orientação de lâmina desejada com base, pelo menos em parte, na inclinação transversal desejado e na posição da armação operacional líder 70a controlada pelo operador. Em outras palavras, o controlador 200 determina a orientação de lâmina desejada ainda retendo a aresta da lâmina e a posição da armação operacional líder 70a (ou pelo menos o cilindro líder 50a) como valores fixos, ou restrições. O controlador 200 pode então determinar que posição a armação operacional seguidora 70b deve estar a fim de manter a inclinação transversal desejada.

[00100] A fim de determinar a orientação de lâmina desejada necessária para alcançar o plano de corte desejado, o controlador 200 pode usar um dos métodos 800, 1300 supradescritos. Por exemplo, o controlador 200 pode utilizar os sistemas de equações e os métodos iterativos para solucionar os sistemas de equações supradescritos. Especificamente, o controlador 200 utiliza os métodos acima a fim de determinar as orientações das armações operacionais 70 necessárias para alcançar a inclinação transversal desejada dado, entre outras coisas, o comprimento atual do cilindro líder 50a controlado pelo operador. Em algumas modalidades, o método iterativo utiliza laços de vetores para estabelecer o sistema de equações usado no método iterativo. Em outras modalidades, o método iterativo usa um sistema simplificado de equações que reduz o número de graus de liberdade.

[00101] Na modalidade ilustrada, a determinação da orientação de lâmina desejada inclui determinar a orientação das armações operacionais 70 em relação à armação principal 18. Isto pode também envolver determinar os comprimentos atuais dos cilindros 50 e os comprimentos dos cilindros 50

Petição 870190090025, de 11/09/2019, pág. 123/152 / 48 necessários para alcançar a orientação das armações operacionais 70 que resultam na orientação de lâmina desejada. Por exemplo, o cálculo da orientação de lâmina desejada pode envolver determinar os comprimentos atuais dos cilindros de elevação esquerdo e direito 52, 56, do cilindro de deslocamento lateral do círculo 34, a rotação da armação do círculo 24, e similares. Como aqui descrito, o controlador 200 pode comunicar com os sensores 112 na motoniveladora 10 (por exemplo, os sensores de cilindro 116, o sensor 132 na armação do círculo 24, etc.) para determinar os comprimentos atuais dos cilindros 50 e, dessa forma, a posição das armações operacionais 70 necessárias para criar a inclinação transversal desejada.

[00102] Na modalidade ilustrada, o controlador 200 recebe sinais dos sensores 112. Com base pelo menos em parte na informação dos sensores 112, o controlador 200 executa um cálculo cinemático da orientação de lâmina desejada dadas as seguintes variáveis: 1) o comprimento do cilindro líder 50a (isto é, o cilindro controlado por operador de elevação), 2) o comprimento do cilindro de deslocamento lateral do círculo 34) o ângulo da armação do círculo 24 em relação à armação de tração 22, e 4) a posição da sela 30. Essas variáveis podem ser determinadas a partir de informação sensoreada pelos sensores de cilindro 116, o sensor 112 na armação do círculo 24 e/ou medições internas tal como a quantidade de fluido que escoa através de um cilindro, como discutido aqui.

[00103] Além do mais, a determinação da orientação de lâmina desejada pode ser continuamente recalculada a fim de manter a inclinação transversal desejada da lâmina 20. Mais especificamente, quando o operador ajusta uma das armações operacionais 70 da motoniveladora 10, a orientação desejada da lâmina 20 pode mudar por causa da mudança na orientação da armação operacional. Por exemplo, o operador pode estar controlando o cilindro líder 50a (por exemplo, o cilindro de elevação direito 56 ou cilindro de elevação esquerdo 52), que ajusta a posição da armação de tração 22.

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Quando a armação de tração 22 é reorientada para uma nova posição, as outras armações operacionais 70, tal como a lâmina 20, podem também ser ajustadas a uma nova posição. Portanto, o controlador 200 recalcula a orientação de lâmina desejada necessária para alcançar a inclinação transversal desejada previamente designada pelo operador. Similarmente, o operador pode ajustar a armação do círculo 24, que também dispararia o controlador 200 para recalcular a orientação de lâmina desejada necessária para alcançar a inclinação transversal desejada.

[00104] Uma vez que o controlador 200 determina a orientação de lâmina desejada necessária para alcançar o plano de corte desejado (Etapa 1425), o controlador 200 ajusta a lâmina 20 da orientação de lâmina atual para a orientação de lâmina desejada (Etapa 1430). O controlador 200 ajusta continuamente a orientação de lâmina atual para tentar manter a inclinação transversal desejada da lâmina 20 designada pelo operador da motoniveladora

10. Especificamente, o controlador 200 ajusta a lâmina 20 monitorando a armação operacional líder 70a e então controlando a armação operacional seguidora 70b para ajustar a posição da lâmina 20 para a orientação de lâmina desejada.

[00105] Como mostrado na FIG. 14, a etapa de determinar a orientação de lâmina desejada (Etapa 1425) e a etapa de ajustar a lâmina 20 para alcançar a orientação de lâmina desejada (Etapa 1430) podem ser cíclicas. Além do mais, alguns aspectos da etapa de determinar a orientação de lâmina desejada (Etapa 1425) e a etapa de ajustar a lâmina 20 para alcançar a orientação de lâmina desejada (Etapa 1430) podem se sobrepor ou ser parte de ambas as etapas. Por exemplo, o controlador 200 pode comunicar com os sensores 112 para receber informação a respeito dos comprimentos dos cilindros 50 e do ângulo de rotação da armação do círculo 24 tanto para efeitos de determinar a orientação de lâmina desejada (Etapa 1425) quanto para efeitos de ajustar a lâmina 20 para alcançar a orientação de lâmina desejada (Etapa 1430).

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Similarmente, controlar a armação operacional seguidora 70b para alcançar a orientação de lâmina desejada pode incluir recalcular uma posição desejada da armação operacional seguidora 70b com base em uma orientação da lâmina recalculada desejada.

[00106] A FIG. 15 ilustra uma modalidade de um método 1500 para ajustar a lâmina 20 para alcançar a orientação de lâmina desejada. O método 1500 ilustrado na FIG. 15 é descrito em termos de controle da armação de tração 22 para ajustar a lâmina 20 para alcançar a orientação de lâmina desejada. Especificamente, na modalidade ilustrada, a armação de tração 22 é parcialmente manualmente controlada pelo operador e parcialmente automaticamente controlada pelo controlador 200. O operador controla um dos cilindros de elevação esquerdo e direito 52, 56 da armação de tração 22 (isto é, o cilindro líder 50a) e o controlador 200 opera um outro dos cilindros de elevação esquerdo e direito 52, 56 da armação de tração 22 (isto é, o cilindro seguidor 50b). Entretanto, deve-se entender que, em outras modalidades, o controlador 200 pode ser configurado para controlar outras armações operacionais 70 para ajustar a lâmina 20 para alcançar a orientação de lâmina desejada. Por exemplo, o controlador 200 pode ser configurado para controlar a armação do círculo 24 em resposta ao operador controlando a armação de tração 22.

[00107] Continuando com referência à FIG. 15, o controlador 200 monitora a posição atual da armação operacional líder 70a (Etapa 510). Na modalidade ilustrada, o controlador 200 monitora, entre outras coisas, o comprimento do cilindro líder 50a para determinar uma posição da armação de tração 22 (Etapa 1510). O controlador 200 pode monitorar o comprimento do cilindro líder 50a comunicando com o sensor de cilindro 116 correspondente ao cilindro líder 50a. Na modalidade ilustrada, o cilindro líder 50a é tanto o cilindro de elevação esquerdo 52 quanto o cilindro de elevação direito 56, qualquer que esteja sendo controlado pelo operador.

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[00108] O controlador 200 também monitora a velocidade da armação operacional líder 70a (Etapa 1515). Na modalidade ilustrada, o controlador 200 monitora a velocidade do cilindro líder 50a. A velocidade de um cilindro 50 se refere à taxa na qual o comprimento de cilindro está mudando. O controlador 200 pode determinar a velocidade do cilindro líder 50a comunicando com os sensores de cilindro 116. Por exemplo, o controlador 200 pode comunicar com um sensor de cilindro 116 para determinar a mudança na posição do cilindro medida (isto é, comprimento de cilindro) sensoreada pelos sensores de cilindro 116. Além do mais, ou alternativamente, o controlador 200 pode determinar a velocidade do cilindro líder 50a por meio dos comandos do operador, em vez de pelos valores medidos dos sensores de cilindro 116. Na modalidade ilustrada, o controlador 200 determina a velocidade do cilindro líder 50a fundindo a mudança na posição medida sensoreada pelo sensor de cilindro 116 e por comandos do operador.

[00109] Parte da informação monitorada nas Etapas 1510 e 1515 pode ser usada para determinar a orientação de lâmina desejada descrita na Etapa 1425. Como previamente mencionado, as Etapas 1425 e 1430 são cíclicas e podem se sobrepor.

[00110] Além do mais, o controlador 200 calcula uma posição desejada da armação operacional seguidora 70b (Etapa 1520). Na modalidade ilustrada, o controlador 200 calcula um comprimento desejado do cilindro seguidor 50b com base na orientação de lâmina desejada (Etapa 1520). O cilindro seguidor 50b é tanto o cilindro de elevação esquerdo 52 quanto o cilindro de elevação direito 56, qualquer que não esteja sendo controlado pelo operador.

[00111] O controlador 200 também calcula uma velocidade desejada da armação operacional seguidora 70b (Etapa 1525). Na modalidade ilustrada, o controlador 200 calcula a velocidade desejada do cilindro seguidor 50b (Etapa 1525). A velocidade desejada do cilindro seguidor 50b leva em conta a

Petição 870190090025, de 11/09/2019, pág. 127/152 / 48 velocidade do cilindro líder 50a e um desejo de mover a armação de tração 22 suavemente. Quando o cilindro líder 50a está movendo a uma maior velocidade, é desejável que o cilindro seguidor 50b corresponda à velocidade do cilindro líder 50a a fim de manter a posição da lâmina 20 na inclinação transversal desejada. Além do mais, quando o controlador 200 ajusta o cilindro seguidor 50b, não é desejável que a armação de tração 22 mova aos solavancos por causa da taxa na qual o cilindro seguidor 50b está movendo (isto é, mudando de comprimento) para reposicionar a armação de tração 22. Dessa forma, a velocidade desejada do cilindro seguidor 50b leva em conta tanto o desejo de corresponder à velocidade do cilindro líder 50a ainda também ajustando a armação de tração 22 de uma forma suave de maneira a impedir solavancos.

[00112] Uma vez que o controlador 200 tenha determinado uma posição desejada e a velocidade da armação operacional seguidora 70b, o controlador 200 executa um comando para mover a armação operacional seguidora 70b a fim de alcançar ou manter a posição de lâmina 20 desejada resultando na inclinação transversal desejada (Etapa 1530). Mais especificamente, o controlador 200 executa um comando de válvula para um dos cilindros associados com a armação operacional seguidora 70b relativo à vazão de fluido hidráulico a favor e contra o cilindro. Na modalidade ilustrada, o controlador 200 executa um comando de válvula para o cilindro seguidor 50b alcançar o comprimento e velocidade desejados (Etapa 1530). Por exemplo, o controlador 200 executa um comando de válvula para o cilindro seguidor 50b controlar a vazão (isto é, volume por tempo) de fluido hidráulico a favor e contra o cilindro seguidor 50 para alcançar o comprimento desejado do cilindro seguidor 50b.

[00113] Em algumas modalidades, o comando de válvula pode incluir um controle de alimentação à frente e uma correção de realimentação. Especificamente, o comando de válvula pode ser uma combinação de um

Petição 870190090025, de 11/09/2019, pág. 128/152 / 48 comando de alimentação à frente ajustado com base em uma correção de realimentação. A porção de alimentação à frente do comando de válvula é baseada na velocidade desejada calculada, que é uma estimativa da velocidade prevista. A porção de realimentação do comando de válvula é baseada em erro de posição e erro de velocidade. O erro de posição é determinado pela diferença entre a posição desejada e a posição medida (isto é, medida pelos sensores). Similarmente, o erro de velocidade é determinado pela diferença entre a velocidade desejada e a velocidade medida (isto é, medida pelos sensores).

[00114] O controlador 200 repete as etapas do método 1500 para continuar a ajustar as armações operacionais 70 para alcançar e manter a inclinação transversal desejada da lâmina 20. Como previamente mencionado, o controlador 200 também repete as etapas de determinar a orientação de lâmina desejada necessária para alcançar o plano de corte desejado (Etapa 1425), e ajustar a lâmina 20 a partir da orientação de lâmina atual para a orientação de lâmina desejada (Etapa 1430). Mais especificamente, o controlador 200 continuamente determina a orientação de lâmina desejada com base na inclinação transversal desejada indicada pelo operador e o operador controlando pelo menos uma armação operacional 70. O controlador 200 então ajusta continuamente as armações operacionais 70 que não estão sendo controladas pelo operador para alcançar ou manter a orientação de lâmina desejada que resulta na inclinação transversal desejada.

[00115] Dessa forma, são aqui providos um sistema e método para controlar uma motoniveladora 10 para manter uma inclinação transversal desejada indicada por um operador. São também providos aqui um sistema e método para determinar uma posição de uma armação de tração 22 de uma motoniveladora 10. Embora a descrição tenha sido descrita em detalhe com referência a certas modalidades preferidas, variações e modificações existem dentro do escopo e espírito de um ou mais aspectos independentes da

Petição 870190090025, de 11/09/2019, pág. 129/152 / 48 descrição na forma descrita. Vários recursos de vantagens da descrição são apresentados nas reivindicações seguintes.

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Motoniveladora, caracterizada pelo fato de que compreende:

uma armação principal;

uma armação secundária móvel em relação à armação principal em torno de uma junta primária;

uma pluralidade de cilindros hidráulicos configurados para ajustar uma posição da armação secundária em relação à armação principal, cada cilindro da pluralidade de cilindros móvel entre uma posição estendida e uma posição retraída para ajustar o comprimento do mesmo, em que um primeiro cilindro da pluralidade de cilindros forma um primeiro laço de vetores com a junta primária e corresponde a um primeiro vetor no primeiro laço de vetores, e em que um segundo cilindro da pluralidade de cilindros forma um segundo laço de vetores com a junta primária e corresponde a um primeiro vetor no segundo laço de vetores; e um processador configurado para receber um sinal correspondente a um parâmetro relacionado a um comprimento do primeiro cilindro, e estimar a posição da armação secundária em relação à armação principal pela aproximação de uma solução a um sistema de equações de laço de vetores associadas com o primeiro laço de vetores e o segundo laço de vetores.
2. Motoniveladora de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que a pluralidade de cilindros é operacionalmente conectada de maneira tal que o movimento de um cilindro da pluralidade de cilindros causa movimento de pelo menos um outro cilindro da pluralidade de cilindros.
3. Motoniveladora de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que compreende adicionalmente um sensor configurado para sensorear o parâmetro e transmitir o sinal.

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4. Motoniveladora de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que o processador é configurado para estimar uma primeira posição da armação secundária em relação à armação principal executando uma primeira série de iterações para aproximar a solução.
5. Motoniveladora de acordo com a reivindicação 4, caracterizada pelo fato de que o processador é configurado para estimar uma segunda posição da armação secundária em relação à armação principal com base em parte no parâmetro recebido e executando uma segunda série de iterações para aproximar a solução ao sistema de equações.
6. Motoniveladora de acordo com a reivindicação 5, caracterizada pelo fato de que a segunda série de iterações compreende um menor número de iterações do que a primeira série de iterações.
7. Motoniveladora de acordo com a reivindicação 6, caracterizada pelo fato de que a primeira série de iterações inclui 10 ou menos iterações.
8. Motoniveladora de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que compreende adicionalmente um sensor inercial posicionado na armação principal, o sensor inercial configurado para sensorear um parâmetro relacionado ao movimento da armação principal em relação a gravidade, em que o processador é configurado para estimar a posição da armação secundária em relação à armação principal com base em parte no parâmetro sensoreado pelo sensor inercial.
9. Motoniveladora de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que compreende adicionalmente um sensor rotatório posicionado na armação secundária, o sensor rotatório configurado para sensorear um parâmetro relacionado ao movimento rotacional da armação secundária em relação à armação principal, em que o processador é configurado para estimar a posição da armação secundária em relação à armação principal com base em parte no parâmetro sensoreado pelo sensor

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3 / 6 rotatório.
10. Motoniveladora, caracterizada pelo fato de que compreende:

uma armação principal;

uma armação operacional móvel em relação à armação principal em três direções;

um sistema de articulação acoplando a armação operacional à armação principal, o sistema de articulação incluindo uma pluralidade de cilindros hidráulicos cada qual móvel entre uma posição estendida e uma posição retraída para ajustar o comprimento do mesmo, em que a pluralidade de cilindros é operacionalmente conectada de maneira tal que o movimento de um cilindro da pluralidade de cilindros cause movimento de pelo menos um outro cilindro da pluralidade de cilindros; e um processador configurado para receber um sinal relacionado a o comprimento de pelo menos um cilindro da pluralidade de cilindros, e estimar, com base em parte no sinal, uma posição da armação operacional em relação à armação principal nas três direções.
11. Motoniveladora de acordo com a reivindicação 10, caracterizada pelo fato de que as três direções incluem uma direção de rolamento, uma direção de passo, e uma direção de guinada.
12. Motoniveladora de acordo com a reivindicação 10, caracterizada pelo fato de que compreende adicionalmente uma pluralidade de sensores, em que cada sensor da pluralidade de sensores é associado com um cilindro da pluralidade de cilindros, cada sensor configurado para sensorear um parâmetro relativo ao comprimento do cilindro correspondente.
13. Motoniveladora de acordo com a reivindicação 10, caracterizada pelo fato de que o processador é configurado para determinar a posição da armação operacional pela aproximação de uma solução a um

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4 / 6 sistema de equações não separáveis representando um modelo matemático de pelo menos uma porção do sistema de articulação.
14. Motoniveladora de acordo com a reivindicação 13, caracterizada pelo fato de que o processador é configurado para estimar a posição da armação operacional executando uma série de iterações para aproximar a solução.
15. Motoniveladora de acordo com a reivindicação 14, caracterizada pelo fato de que a série de iterações inclui 4 ou menos iterações.
16. Motoniveladora de acordo com a reivindicação 10, caracterizada pelo fato de que o sistema de articulação inclui adicionalmente uma armação do círculo configurada para rodar a armação operacional em relação à armação principal.
17. Motoniveladora de acordo com a reivindicação 16, caracterizada pelo fato de que compreende adicionalmente um sensor rotatório posicionado na armação do círculo e configurado para sensorear um parâmetro relacionado ao movimento rotacional da armação secundária em relação à armação principal, e em que o processador é configurado para estimar a posição da armação operacional com base em parte no parâmetro sensoreado pelo sensor rotatório.
18. Motoniveladora de acordo com a reivindicação 10, caracterizada pelo fato de que compreende adicionalmente um sensor inercial posicionado na armação principal, o sensor inercial configurado para sensorear um parâmetro relacionado ao movimento da armação principal em relação a gravidade, e em que o processador é configurado para estimar a posição da armação operacional em relação à armação principal com base em parte no parâmetro sensoreado pelo sensor inercial.
19. Motoniveladora, caracterizada pelo fato de que compreende:

uma armação principal;

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5 / 6 uma armação secundária configurada para mover em relação à armação principal, a armação secundária incluindo um implemento de trabalho;

um sistema de articulação acoplando a armação secundária à armação principal, o sistema de articulação incluindo uma pluralidade de cilindros hidráulicos e uma pluralidade de membros de articulação, cada cilindro móvel entre uma posição estendida e uma posição retraída para ajustar o comprimento do mesmo, em que a pluralidade de cilindros é operacionalmente conectada de maneira tal que o movimento de um da pluralidade de cilindros cause movimento de pelo menos um outro da pluralidade de cilindros;

uma pluralidade de sensores de cilindro, cada sensor de cilindro associadas com um cilindro da pluralidade de cilindros e configurado para sensorear um parâmetro de um cilindro relacionado a comprimento de cilindro;

um sensor da armação principal posicionado na armação principal e configurado para sensorear o movimento da armação principal em relação a gravidade;

um sensor da armação secundária posicionado na armação secundária e configurado para sensorear o movimento da armação secundária em relação à armação principal; e um processador configurado para estimar uma posição da armação secundária em relação à armação principal pelo menos parcialmente com base em informação obtida pela pluralidade de sensores de cilindro.
20. Motoniveladora de acordo com a reivindicação 19, caracterizada pelo fato de que o processador é configurado para estimar a posição da armação secundária em relação à armação principal identificando um primeiro laço de vetores formado por um primeiro cilindro da pluralidade de cilindros e um primeiro membro de articulação da pluralidade de membros

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6 / 6 de articulação, identificando um segundo laço de vetores formado por um segundo cilindro da pluralidade de cilindros e um segundo membro de articulação da pluralidade de membros de articulação, e aproximando uma solução a um sistema de equações de laço de vetores associadas com o primeiro laço de vetores e o segundo laço de vetores.
21. Motoniveladora de acordo com a reivindicação 19, caracterizada pelo fato de que processador é configurado para estimar a posição da armação secundária em relação à armação principal pela aproximação de uma solução a um sistema de equações não separáveis representando um modelo matemático de pelo menos uma porção do sistema de articulação usando um método iterativo.