BR102021004678A2 - Escavadeira, e, método para controlar uma escavadeira - Google Patents
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Abstract
Uma escavadeira compreende uma armação, um conjunto de lança e uma arquitetura de controle. A arquitetura de controle pode incluir um primeiro atuador, um segundo atuador, um terceiro atuador, uma interface de entrada de usuário, uma mídia de armazenamento tendo um algoritmo de controle, e um controlador configurado para executar o algoritmo de controle para: receber uma solicitação de nivelamento alvo de uma ou mais dentre a interface de entrada de usuário e uma mídia de armazenamento; receber uma posição do braço de escavação em relação ao eixo geométrico pivô; receber uma direção de movimento do braço de escavação; determinar se a posição do braço de escavação está fora do eixo geométrico pivô ou no eixo geométrico pivô; e operar o primeiro atuador no modo automático para ajustar automaticamente a altura do eixo geométrico pivô em relação à armação quando a posição do braço de escavação e a direção de movimento do braço de escavação estiverem na região de controle automático para manter automaticamente um nivelamento alvo.
Description
[001] A presente descrição se refere a um aparelho e método para uma escavadeira.
[002] A presente descrição se refere a controles automáticos ou semiautomáticos no uso de escavadeiras.
[003] A operação de uma escavadeira exige habilidade e experiência do operador a fim de realizar adequadamente funções tais como escavação de superfícies planas ou nivelamento de uma guia precisa para valas. Os operadores podem se beneficiar de controle assistido por máquina para manter a precisão sem abandonar o controle total.
[004] Esse sumário é provido para introduzir uma seleção de conceitos que são adicionalmente descritos a seguir na descrição detalhada e desenhos anexos. Esse sumário não visa identificar recursos chaves ou essenciais das reivindicações anexas, nem é para ser usado como uma ajuda na determinação do escopo das reivindicações anexas.
[005] Uma escavadeira pode compreender uma armação, um mecanismo de engate no chão acoplado à armação e configurado para suportar a armação em uma superfície. A escavadeira pode também incluir uma lança, um primeiro atuador, um braço de escavação, um segundo atuador, um implemento, um terceiro atuador, pelo menos um sensor, e uma arquitetura de controle. A lança pode ser acoplada de maneira pivotável à armação. O primeiro atuador pode interconectar a lança e a armação em que o primeiro atuador é operável para mover a lança em relação à armação. O braço de escavação pode ser acoplado de maneira pivotável à lança para movimento rotacional em torno de um eixo geométrico pivô. O segundo atuador pode interconectar o braço de escavação e a lança; e ser operável para mover o braço de escavação em torno do eixo geométrico pivô em relação à lança. O implemento pode ser acoplado de maneira pivotável ao braço de escavação. O terceiro atuador pode interconectar o implemento e o braço de escavação em que o terceiro atuador é operável para mover o implemento em relação ao braço de escavação. O sensor pode sensorear uma dentre uma posição do braço de escavação e uma direção de movimento da lança, do braço de escavação e do implemento. A arquitetura de controle pode incluir uma interface de entrada de usuário, uma mídia de armazenamento tendo algoritmo de controle, e um controlador configurado para executar o algoritmo de controle. O algoritmo de controle pode receber uma solicitação de nivelamento alvo, uma ou mais dentre a interface de entrada de usuário e a mídia de armazenamento; receber uma posição do braço de escavação em relação ao eixo geométrico pivô de pelo menos um sensor, em que a posição do braço de escavação é uma dentre no eixo geométrico pivô ou fora do eixo geométrico pivô; receber a direção de movimento do braço de escavação em relação ao eixo geométrico pivô de pelo menos um sensor, em que a direção de movimento do braço de escavação é uma dentre articulando o braço para fora do eixo geométrico pivô ou articulando o braço em direção ao eixo geométrico pivô; e operar o primeiro atuador em um modo automático para ajustar automaticamente uma altura do eixo geométrico pivô em relação à armação quando a posição do braço de escavação e a direção de movimento do braço de escavação estiverem em uma região de controle automático para manter automaticamente um nivelamento alvo.
[006] O modo operacional do primeiro atuador em um modo automático pode incluir mover a lança para cima quando i) o braço de escavação estiver fora do eixo geométrico pivô e ii) o braço de escavação estiver articulando para dentro; mover a lança para cima quando i) o braço de escavação estiver no eixo geométrico pivô e ii) o braço de escavação estiver articulando para fora; mover a lança para baixo quando i) o braço de escavação estiver no eixo geométrico pivô e ii) o braço de escavação estiver articulando para fora; e mover a lança para baixo quando i) o braço de escavação estiver fora do eixo geométrico pivô e ii) o braço de escavação estiver articulando para dentro. O controlador pode também ser configurado para desativar o modo automático do primeiro atuador quando a posição do braço de escavação e a direção de movimento do braço de escavação estiverem fora da região de controle automático.
[007] A arquitetura de controle pode ser adicionalmente configurada para executar instruções para ativar o terceiro atuador no modo automático para automaticamente recolher ou descarregar o implemento para ajustar um ângulo que a aresta de corte do implemento engata a superfície quando a posição do braço de escavação e a direção de movimento do braço de escavação estiverem na região de controle automático, o modo automático mantendo o nivelamento alvo. Isso pode compreender descarregar o implemento quando o braço de escavação estiver articulando para dentro; e recolher o implemento quando o braço de escavação estiver articulando para fora. Articulação do braço de escavação para dentro compreende extensão do segundo atuador. Articulação do braço de escavação para fora compreende retração do segundo atuador. O controlador pode adicionalmente desativar o modo automático do terceiro atuador quando a posição do braço de escavação e a direção de movimento do braço de escavação estiverem fora da região de controle automático.
[008] A manutenção de um nivelamento alvo é proveniente da realimentação de um ou mais dentre um sistema de posicionamento global e um posicionamento do braço de escavação em relação à armação.
[009] A interface de entrada de usuário pode compreender um primeiro manípulo de controle e um segundo manípulo de controle. O primeiro manípulo de controle articulando para fora o braço de escavação quando movimentado para frente e articulando para dentro o braço de escavação quando movimentado para trás. O segundo manípulo de controle recolhendo o implemento pela movimentação do manípulo de controle para a esquerda e descarregando o implemento pela movimentação do manípulo de controle para a direita.
[0010] A descrição também compreende um método para controlar uma escavadeira. O método compreende habilitar um modo automático com base em entrada de usuário com um interruptor por uma interface de entrada de usuário; receber uma solicitação de nivelamento alvo de um ou mais dentre a interface de entrada de usuário e uma mídia de armazenamento; receber uma posição do braço de escavação em relação a um eixo geométrico pivô de pelo menos um sensor, em que a posição do braço de escavação é uma ou mais dentre no eixo geométrico pivô e fora do eixo geométrico pivô; receber uma direção de movimento de um braço de escavação em relação ao eixo geométrico pivô de pelo menos um sensor, em que a direção de movimento do braço de escavação é uma dentre articulando o braço para fora do eixo geométrico pivô ou articulando o braço em direção ao eixo geométrico pivô; e ativar o primeiro atuador no modo automático para ajustar automaticamente uma altura do eixo geométrico pivô em relação a uma armação com base na posição do braço de escavação e na direção de movimento do braço de escavação mantendo automaticamente um nivelamento alvo.
[0011] Esses e outros recursos ficarão aparentes a partir da descrição detalhada seguinte e dos desenhos anexos, em que vários recursos são mostrados e descritos a título de ilustração. A presente descrição é passível de outras e diferentes configurações e seus diversos detalhes são passíveis de modificação em vários outros aspectos, tudo sem fugir do escopo da presente descrição. Dessa forma, a descrição detalhada e desenhos anexos devem ser considerados de natureza ilustrativa, e não restritiva ou limitante.
[0012] A descrição detalhada dos desenhos se refere às figuras anexas em que:
a FIGURA 1 é uma vista lateral de uma escavadeira com o conjunto de lança em múltiplas posições;
a FIGURA 2 é um esquema da arquitetura de controle para a modalidade mostrada na FIGURA 1;
a FIGURA 3 é uma vista lateral do implemento mantendo um nivelamento alvo à medida que o implemento engata a superfície;
a FIGURA 4A é um esquema de uma escavadeira articulando o braço para dentro;
a FIGURA 4B é um esquema de uma escavadeira articulando o braço para fora;
a FIGURA 5 é um esquema da interface de entrada de usuário referida na FIGURA 2;
a FIGURA 6 é uma vista de topo de uma escavadeira mostrando uma modalidade de região de controle automático; e
a FIGURA 7 é um fluxograma de um algoritmo para operar um conjunto de lança e/ou implemento com a arquitetura de controle para a modalidade mostrada na FIGURA 1.
a FIGURA 1 é uma vista lateral de uma escavadeira com o conjunto de lança em múltiplas posições;
a FIGURA 2 é um esquema da arquitetura de controle para a modalidade mostrada na FIGURA 1;
a FIGURA 3 é uma vista lateral do implemento mantendo um nivelamento alvo à medida que o implemento engata a superfície;
a FIGURA 4A é um esquema de uma escavadeira articulando o braço para dentro;
a FIGURA 4B é um esquema de uma escavadeira articulando o braço para fora;
a FIGURA 5 é um esquema da interface de entrada de usuário referida na FIGURA 2;
a FIGURA 6 é uma vista de topo de uma escavadeira mostrando uma modalidade de região de controle automático; e
a FIGURA 7 é um fluxograma de um algoritmo para operar um conjunto de lança e/ou implemento com a arquitetura de controle para a modalidade mostrada na FIGURA 1.
[0013] As modalidades descritas nos desenhos acima e na descrição detalhada seguinte não devem ser exaustivos ou limitar a descrição a essas modalidades. Em vez disso, existem diversas variações e modificações que podem ser feitas sem fugir do escopo da presente descrição.
[0014] Na forma aqui usada, a menos que de outra forma limitado ou modificado, listas com elementos que são separados por temos conjuntivos (por exemplo, “e”) e que são também precedidos pela expressão “um ou mais de” ou “pelo menos um de” indicam configurações ou arranjos que potencialmente incluem elementos individuais da lista, ou qualquer combinação dos mesmos. Por exemplo, “pelo menos um de A, B, e C” ou “um ou mais de A, B, e C” indica as possibilidades de apenas A, apenas B, apenas C, ou qualquer combinação de dois ou mais de A, B, e C (por exemplo, A e B; B e C; A e C; ou A, B, e C).
[0015] Na forma aqui usada, a mídia de armazenamento compreende memória eletrônica, memória de acesso aleatório não volátil, um dispositivo de armazenamento óptico, um dispositivo de armazenamento magnético, ou um outro dispositivo para armazenar e acessar dados eletrônicos em qualquer mídia de armazenamento eletrônica óptica ou magnética gravável, regravável ou legível.
[0016] Na forma aqui usada, o termo “controlador” é um dispositivo de computação incluindo um processador e uma memória. O “controlador” pode ser um único dispositivo ou, alternativamente, múltiplos dispositivos. O controlador pode adicionalmente se referir a qualquer componente de controle, lógica de processamento, dispositivo de processamento eletrônico de hardware, software, firmware, individualmente ou em qualquer combinação, incluindo, sem limitação: circuito integrado específico da aplicação (ASIC), um circuito eletrônico, um processador (compartilhado, dedicado, ou grupo) e memória que executa um ou mais programas de software ou firmware, um circuito de lógica combinacional e/ou outros componentes adequados que fornecem a funcionalidade descrita.
[0017] Na forma aqui usada, o receptor de determinação de localização pode compreender um receptor de sistema de posicionamento global (GPS) ou qualquer receptor de navegação por satélite para prover: (1) dados de posição, dados de elevação, dados de atitude, rolamento, guinada, movimento, dados de aceleração, velocidade, ou dados de velocidade para um veículo ou seus componentes, tais como a lança, braço de escavação, e implemento. Por exemplo, o receptor de determinação de localização pode compreender um receptor de navegação por satélite com um receptor secundário ou transceptor para receber um sinal de correção diferencial para corrigir erros ou aumentar a precisão de dados de posição dos sinais de satélite recebidos.
[0018] A FIGURA 1 ilustra uma vista lateral de uma escavadeira 100 em posições variadas. A escavadeira pode compreender uma armação 105, um mecanismo de engate no chão 110 acoplado à armação 105 e configurado para suportar a armação 105 em uma superfície 115. No geral, uma porção superior 140 da armação 115 pode ser montada de maneira pivotável em uma subestrutura 145 por meio de um pivô articulado. A subestrutura 145 pode ser acoplada ao mecanismo de engate no chão 110, em que o mecanismo de engate no chão 110 pode compreender um par de esteiras ou rodas para mover ao longo da superfície. A armação 105 pode incluir uma cabina do operador 150 (embora não exigida para operar remotamente uma escavadeira) em que o operador controla a escavadeira 100 através de uma interface de entrada de usuário 155 (também mostrada na FIGURA 5). A interface de entrada de usuário 155 pode incluir alavancas de controle, pedais de controle, botões e uma tela de exibição gráfica. Uma lança 160 pode ser acoplada de maneira pivotável à armação 105. Um primeiro atuador 165 pode interconectar a lança 160 e a armação 105. O primeiro atuador 165 pode ser operável para mover a lança 160 em relação à armação 105. Um braço de escavação 170 pode ser acoplado de maneira pivotável à lança 160 para movimento rotacional em torno de um eixo geométrico pivô 175. Um segundo atuador 180 pode interconectar o braço de escavação 170 e a lança 160. O segundo atuador 180 pode ser operável para mover o braço de escavação 170 em torno do eixo geométrico pivô 175 em relação à lança 160. Um implemento 185 pode ser acoplado de maneira pivotável ao braço de escavação 170. Um terceiro atuador 190 pode interconectar o implemento 185 e o braço de escavação 170. O terceiro atuador 190 pode ser operável para mover o implemento 185 em relação ao braço de escavação 170. Pelo menos um sensor 195 pode ser operável para sensorear um ou mais dentre uma posição (exemplificativamente mostrada as um posição do braço de escavação 230 na FIGURA 2) ou uma direção de movimento (mostrada como uma direção de movimento de braço de escavação exemplificativa 235 na FIGURA 2) de um ou mais dentre a lança 160, o braço de escavação 170 e o implemento 185. Em um exemplo, o conjunto de lança 163, compreendendo a lança 160, o braço de escavação 170 e o implemento 185, podem estar cavando uma vala para assentar tubo onde a uniformidade e nivelamento da superfície 115 na vala asseguram o assentamento de tubo adequado. As FIGURAS 1 e 3 mostram o conjunto de lança da escavadeira movendo da esquerda para a direita, em que a aresta de corte 200 do implemento 185 mantém contato constante com a superfície 115 para obter um nivelamento alvo 205 (mostrado na FIGURA 2).
[0019] De volta agora às FIGURAS 2 e 7, a escavadeira 100 pode compreender uma arquitetura de controle 210 incluindo uma interface de entrada de usuário 155, uma mídia de armazenamento 125 tendo um algoritmo de controle armazenado na mesma, e um controlador 130 configurado para executar o algoritmo de controle. Em uma primeira etapa 710, após o usuário habilitar o modo automático 220 o controlador 130 pode, em uma etapa seguinte 720, executar o algoritmo de controle mediante recebimento de instruções de que as exigências de ativação 215 são satisfeitas. Exigências de ativação 215 podem compreender um ou mais dentre o operador habilitando o modo automático 220 (por exemplo, um interruptor, seleção de tela, botão) e a escavadeira 100 satisfazendo limiares de pressão hidráulica, velocidade do motor, etc. Em algumas modalidades, o operador pode não precisar habilitar fisicamente o modo automático 220 por meio de um interruptor. Modo automático 220 pode ser habilitado diretamente satisfazendo as exigências de limiar 280 de pressão hidráulica, velocidade do motor, etc. Exigências de limiar 280 podem incluir exigências do sistema de escavação e podem adicionalmente incluir entrar em uma região de controle automático 265, descrito em mais detalhe a seguir. O algoritmo de controle pode adicionalmente ser configurado para receber uma solicitação de nivelamento alvo 225 de uma ou mais dentre a interface de entrada de usuário 155 e a mídia de armazenamento 125; receber uma posição do braço de escavação 230 em relação ao eixo geométrico pivô 175 de pelo menos um sensor 195 em que a posição do braço de escavação 230 é uma dentre no eixo geométrico pivô 175 ou fora do eixo geométrico pivô 175; receber uma direção de movimento 235 do braço de escavação em relação ao eixo geométrico pivô 175 de pelo menos um sensor 195 em que a direção de movimento 235 do braço de escavação 170 é uma dentre articulando o braço para fora 240 do eixo geométrico pivô 175 ou articulando o braço para dentro 245 em direção ao eixo geométrico pivô 175; e ativar o primeiro atuador 165 em um modo automático 220 para ajustar automaticamente um altura do eixo geométrico pivô 175 em relação à armação 105 com base na posição do braço de escavação 230 e na direção de movimento 235 do braço de escavação 170 para manter automaticamente um nivelamento alvo 205. Note que, quando se menciona a altura do eixo geométrico pivô 175 em relação à armação 105, isso é representativo de uma pluralidade de maneiras de medir a posição relativa do eixo geométrico pivô 175. Por exemplo, a altura do eixo geométrico pivô 175 pode também ser medida através de cinemática de articulação, em relação à superfície do chão 115, ou em relação ao mecanismo de engate no chão 110, para citar alguns. A manutenção do nivelamento alvo 205 pode ser proveniente da realimentação de uma ou mais dentre um receptor de determinação de localização 135 e um posicionamento do conjunto de lança 163 (ou seus componentes) em relação à armação 105.
[0020] Receber uma solicitação de nivelamento alvo 205 de uma ou mais dentre a interface de entrada de usuário 155 e uma mídia de armazenamento 125 pode compreender uma solicitação de nivelamento alvo de valor absoluto 250 onde o usuário entra e estabelece o nivelamento alvo 205 a ser estabelecido ou alternativamente um modo de programa 255 no qual o usuário entra, programa ou estabelece um programa de orientação de acordo com uma sequência predeterminada de entradas 260 de uma mídia de armazenamento 125. A sequência predeterminada de entradas 260 pode compreender solicitações de nivelamento alvo variáveis correspondentes à topografia desejada delineada no modo de programa 255. A sequência predeterminada de entradas 260 da mídia de armazenamento pode ser, por exemplo, uma série de movimentos de nivelamento alvo, o nivelamento alvo em uma localização especificada compreendendo uma ou mais da direção x, y e z. O nivelamento alvo 205 pode compreender um ou mais de manter uma altura alvo do eixo geométrico pivô 175, um ângulo de implemento alvo em relação à superfície do chão 115, ou um valor absoluto adquirido de um receptor de determinação de localização 135. O nivelamento alvo 205 pode compreender uma ou mais elevações absolutas ou elevações do mundo real que (1) permanecem constantes independentemente da variação (por exemplo, variação natural) no terreno bruto (2) variam de acordo com um nivelamento substancialmente linear, um nivelamento substancialmente curvo ou uma superfície planar inclinada de acordo com um relacionamento matemático. Por exemplo, um nivelamento brando e superfície uniforme pode ser exigido durante escavação de valas para assentamento de tubos. Em um outro exemplo, um nivelamento alvo pode ser exigido para criar superfícies planares substancialmente inclinadas para direcionar o escoamento de precipitação para reservatórios. Em mineração a céu aberto, uma profundidade consistente de remoção de superfície é exigida.
[0021] A FIGURA 7 é um fluxograma de um algoritmo para operar um conjunto de lança 163 e/ou implemento 185 com a arquitetura de controle 210 para a modalidade mostrada na FIGURA 1. Referindo-se às FIGURAS 3 e 4 continuando com referência à FIGURA 7, operar o primeiro atuador 165 no modo automático 220 pode compreender mover a lança 160 para cima 740 quando na etapa 730 i) o braço de escavação estiver fora do eixo geométrico pivô 405 e ii) o braço de escavação 170 estiver articulando para dentro 245; mover a lança 160 para cima 740 quando na etapa 750 i) o braço de escavação estiver no eixo geométrico pivô 410 e ii) o braço de escavação 170 estiver articulando para fora 240; mover a lança 160 para baixo 770 na etapa 760 quando i) o braço de escavação estiver fora do eixo geométrico pivô 405 e ii) o braço de escavação estiver articulando para fora 240; e mover a lança 160 para baixo 770 na etapa 780 quando i) o braço de escavação estiver no eixo geométrico pivô 410 e ii) o braço de escavação estiver articulando para dentro 245.
[0022] Em uma primeira modalidade, o operador controla o movimento do segundo atuador 180 através da interface de entrada de usuário 155, e, ao entrar na região de controle automático 265, o controlador 130 automaticamente responde movendo o eixo geométrico pivô 175 acionando o primeiro atuador 165 para manter o nivelamento alvo 205 derivado da interface de entrada de usuário 155 ou da mídia de armazenamento 125. Ou seja, o operador move a lança 160 e/ou implemento 185 na região de controle automático 265 em uma ou mais das direções x, y e z. A porção de topo da armação 105 pode oscilar em relação ao mecanismo de engate no chão em torno do eixo geométrico z, igualmente. A FIGURA 6 é um esquema em vista de topo demonstrando uma região de controle automático pré-definida 265 (mostrada nas linhas pontilhadas) em uma direção x-y.
[0023] O controlador 130 pode ser adicionalmente configurado para desativar o modo automático 220 do primeiro atuador quando a posição do braço de escavação e a direção de movimento do braço de escavação estiverem fora da região de controle automático.
[0024] De volta agora à FIGURA 4A, articulação para dentro do braço de escavação pode compreender a extensão do segundo atuador 180, por meio disso articulação do braço para dentro 245 em geral move o braço de escavação 170 e o implemento 185 acoplado ao mesmo em direção à armação 105 da escavadeira 100. Na modalidade exemplificativa, o movimento de articulação do braço para dentro 245 é indicado pela seta mostrada na FIGURA 4A e o braço de escavação 175 é mostrado no eixo geométrico pivô. Esse movimento de articulação do braço para dentro 245 pode no geral ser associado com o ciclo de escavação. A linha vertical 420 é uma linha vertical imaginária (mostrada pela linha pontilhada) do eixo geométrico pivô 175 até a superfície do chão 115. Como discutido anteriormente, a altura do eixo geométrico pivô 175 em relação à superfície do chão 115 ou armação 105 da escavadeira 100 é controlada quando na região de controle automático 265 para manter o nivelamento alvo 205. À medida que a linha vertical 420 atravessa a direção de movimento da lança 160 muda a direção.
[0025] Agora de volta à FIGURA 4B, a articulação para fora 240 do braço de escavação 170 pode compreender a retração do segundo atuador 180, por meio disso a articulação do braço para fora 240 no geral move o braço de escavação 170 e o implemento 185 acoplado ao mesmo para longe da armação 105 da escavadeira 100. Na modalidade exemplificativa, o movimento de articulação do braço para fora 240 é indicado pela seta mostrada na FIGURA 4B. Esse movimento de articulação do braço para fora 240 pode no geral ser associado com o ciclo de basculamento. Como previamente mencionado, a linha vertical 420 é uma linha vertical imaginária (mostrada pela linha pontilhada) do eixo geométrico pivô 175 à superfície do chão 115.
[0026] A FIGURA 3 é um esquema em vista lateral de um implemento 185, demonstrando uma região de controle automático predefinida 265 em uma direção x-z. A arquitetura de controle 210 pode ser adicionalmente configurada para executar instruções para ativar o terceiro atuador 190 no modo automático 220 para automaticamente recolher 270 (mostrado pela seta) ou descarregar 275 (mostrado pela seta) o implemento 185 para ajustar o ângulo α no qual um aresta de corte 200 do implemento engata a superfície 115 (mostrada na FIGURA 3), quando a posição do braço de escavação 170 e a direção 199 de movimento do braço de escavação 170 estão na região de controle automático 265, em que o modo automático 220 mantém um nivelamento alvo 205. O recolhimento 270 e descarregamento 275 podem ocorrer em torno do eixo geométrico pivô do implemento 315. Esse controle do ângulo da aresta de corte 200 refina adicionalmente a precisão para obtenção do nivelamento alvo 205 além da mera altura do implemento em relação ao eixo geométrico pivô 175. O ângulo α do implemento 185 pode ativar se a aresta de corte 200 entrar ou residir na área entre o limiar superior 305 e o limiar inferior 310. Um limiar superior 305 de uma região de controle automático 265 reside acima do nivelamento alvo 205. Um limiar inferior 310 da região de controle automático inferior 265 reside abaixo do alvo 205. Na modalidade representada, o limiar superior 305 e o limiar inferior 310 da região de controle automático 265 podem ter a mesma altura com relação ao nivelamento alvo 205. Em outras modalidades, o limiar superior 305 e o limiar inferior 310 da região de controle automático 265 podem ter diferentes alturas com relação ao nivelamento alvo 205
[0027] A operação do terceiro atuador 190 no modo automático 220 pode compreender descarregar 275 o implemento 185 quando o braço de escavação 170 está articulando para dentro 245 e recolher o implemento 270 quando o braço de escavação 170 está articulando para fora 240.
[0028] O controlador pode adicionalmente ser configurado para desativar o modo automático do terceiro atuador 190 quando a posição do braço de escavação 230 e a direção de movimento 235 do braço de escavação 170 estiverem fora da região de controle automático 265.
[0029] De volta agora à FIGURA 5, uma primeira modalidade de uma interface de entrada de usuário 155 para uma escavadeira 100 é mostrada. A interface de entrada de usuário 155 pode compreender um primeiro manípulo de controle 505 e um segundo manípulo de controle 510. O primeiro manípulo de controle 505, no lado esquerdo do operador, pode articular para fora 245 o braço de escavação 170 quando movimentado para frente, e pode articular para dentro 245 o braço de escavação quando movimentado para trás. O segundo manípulo de controle 510, no lado direito do operador, pode recolher 270 o implemento 185 pela movimentação do segundo manípulo de controle 510 para a esquerda, e pode descarregar 275 o implemento 185 pela movimentação do segundo manípulo de controle 510 para a direita. O segundo manípulo de controle adicionalmente 510 move a lança 160 para cima quando o segundo manípulo de controle é movimentado para a frente, e move a lança 160 para baixo quando o segundo manípulo de controle é movimentado para trás. Quando se usa a arquitetura de controle supramencionada 210, o controle do conjunto de lança 163 fica simplificado, em que o controle manual da função do segundo manípulo de controle 510 fica automático quando entra na região de controle automático 265.
[0030] A terminologia usada aqui é para efeitos de descrição de modalidades ou implementações particulares e não é para ser limitante da descrição. Da maneira aqui usada, as formas singulares “um”, “uma” e “o”, “a” devem incluir as formas plurais igualmente, a menos que o contexto indique claramente de outra forma. Entende-se adicionalmente que qualquer uso dos termos “tem”, “ter”, “tendo”, “incluir”, “inclui”, “incluindo”, “compreender”, “compreende”, “compreendendo” ou similares, nessa especificação, identifica a presença de recursos, números inteiros, etapas, operações, elementos e/ou componentes declarados, mas não elimina a presença ou adição de um ou mais outros recursos, números inteiros, etapas, operações, elementos, componentes e/ou grupos dos mesmos.
[0031] As referências “A” e “B” usadas com números de referência aqui são meramente para esclarecimento durante a descrição de múltiplas implementações de um aparelho.
[0032] Uma ou mais das etapas ou operações em qualquer dos métodos, processos ou sistemas discutidos aqui podem ser omitidos, repetidos, ou reordenados e estão dentro do escopo da presente descrição.
[0033] Embora o exposto descreva modalidades exemplificativas da presente descrição, essas descrições não devem ser vistas em um sentido restritivo ou limitante. Em vez disso, existem diversas variações e modificações que podem ser feitas sem fugir do escopo das reivindicações anexas.
Claims (15)
- Escavadeira, caracterizada pelo fato de que compreende:
uma armação;
um mecanismo de engate no chão acoplado à armação e configurado para suportar a armação em uma superfície;
uma lança acoplada de maneira pivotável à armação;
um primeiro atuador que interconecta a lança e a armação e operável para mover a lança em relação à armação;
um braço de escavação acoplado de maneira pivotável à lança para movimento rotacional em torno de um eixo geométrico pivô;
um segundo atuador que interconecta o braço de escavação e a lança e operável para mover o braço de escavação em torno do eixo geométrico pivô em relação à lança;
um implemento acoplado de maneira pivotável ao braço de escavação;
um terceiro atuador que interconecta o implemento e o braço de escavação e operável para mover o implemento em relação ao braço de escavação;
pelo menos um sensor operável para sensorear um ou mais dentre uma posição do braço de escavação e uma direção de movimento de um ou mais dentre a lança, o braço de escavação, ou o implemento; e
uma arquitetura de controle incluindo: uma interface de entrada de usuário, uma mídia de armazenamento tendo um algoritmo de controle armazenado na mesma, e um controlador configurado para executar o algoritmo de controle para:
receber uma solicitação de nivelamento alvo de um ou mais dentre a interface de entrada de usuário e a mídia de armazenamento;
receber uma posição do braço de escavação em relação ao eixo geométrico pivô de pelo menos um sensor, em que a posição do braço de escavação é uma dentre no eixo geométrico pivô ou fora do eixo geométrico pivô;
receber a direção de movimento do braço de escavação em relação ao eixo geométrico pivô de pelo menos um sensor, em que a direção de movimento do braço de escavação é uma dentre articulando o braço para fora do eixo geométrico pivô ou articulando o braço em direção ao eixo geométrico pivô; e
operar o primeiro atuador em um modo automático para ajustar automaticamente uma altura do eixo geométrico pivô em relação à armação quando a posição do braço de escavação e a direção de movimento do braço de escavação estiverem em uma região de controle automático para manter automaticamente um nivelamento alvo. - Escavadeira de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que operar o primeiro atuador em um modo automático compreende:
mover a lança para cima quando i) o braço de escavação estiver fora do eixo geométrico pivô e ii) o braço de escavação estiver articulando para dentro;
mover a lança para cima quando i) o braço de escavação estiver no eixo geométrico pivô e ii) o braço de escavação estiver articulando para fora;
mover a lança para baixo quando i) o braço de escavação estiver fora do eixo geométrico pivô e ii) o braço de escavação estiver articulando para fora; e
mover a lança para baixo quando i) o braço de escavação estiver no eixo geométrico pivô e ii) o braço de escavação estiver articulando para dentro. - Escavadeira de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que o controlador é adicionalmente configurado para desativar o modo automático do primeiro atuador quando a posição do braço de escavação e a direção de movimento do braço de escavação estiverem fora da região de controle automático.
- Escavadeira de acordo com a reivindicação 2, caracterizada pelo fato de que a arquitetura de controle é adicionalmente configurada para executar instruções para:
ativar o terceiro atuador no modo automático para automaticamente recolher ou descarregar o implemento para ajustar um ângulo que uma aresta de corte do implemento engata a superfície quando a posição do braço de escavação e a direção de movimento do braço de escavação estiverem na região de controle automático, o modo automático mantendo o nivelamento alvo. - Escavadeira de acordo com a reivindicação 4, caracterizada pelo fato de que operar o terceiro atuador no modo automático compreende:
descarregar o implemento quando o braço de escavação estiver articulando para dentro; e
recolher o implemento quando o braço de escavação estiver articulando para fora. - Método para controlar uma escavadeira, o método caracterizado pelo fato de que compreende:
habilitar um modo automático com base em entrada de usuário com um interruptor de uma interface de entrada de usuário;
receber uma solicitação de nivelamento alvo de uma ou mais dentre a interface de entrada de usuário e uma mídia de armazenamento;
receber uma posição do braço de escavação em relação a um eixo geométrico pivô de pelo menos um sensor, em que a posição do braço de escavação é uma ou mais dentre no eixo geométrico pivô e fora do eixo geométrico pivô;
receber uma direção de movimento de um braço de escavação em relação ao eixo geométrico pivô de pelo menos um sensor, em que a direção de movimento do braço de escavação é uma dentre articulando o braço para fora do eixo geométrico pivô ou articulando o braço em direção ao eixo geométrico pivô; e
ativar o primeiro atuador no modo automático para ajustar automaticamente uma altura do eixo geométrico pivô em relação a uma armação com base na posição do braço de escavação e a direção de movimento do braço de escavação mantendo automaticamente um nivelamento alvo. - Método de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que operar o primeiro atuador no modo automático compreende:
mover uma lança para cima quando i) o braço de escavação estiver fora do eixo geométrico pivô e ii) o braço de escavação estiver articulando para dentro;
mover a lança para cima quando i) o braço de escavação estiver no eixo geométrico pivô e ii) o braço de escavação estiver articulando para fora;
mover a lança para baixo quando i) o braço de escavação estiver fora do eixo geométrico pivô e ii) o braço de escavação estiver articulando para fora; e
mover a lança para baixo quando i) o braço de escavação estiver no eixo geométrico pivô e ii) o braço de escavação estiver articulando para dentro. - Método de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente:
desativar o modo automático de um primeiro atuador quando a posição do braço de escavação e a direção de movimento do braço de escavação estiverem fora de uma região de controle automático. - Método de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente:
ativar o terceiro atuador no modo automático para automaticamente recolher ou descarregar o implemento para ajustar o ângulo que uma aresta de corte do implemento engata a superfície, quando a posição do braço de escavação e a direção de movimento do braço de escavação estiverem em uma região de controle automático, o modo automático mantendo um nivelamento alvo. - Método de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que operar o terceiro atuador no modo automático compreende:
descarregar o implemento quando o braço de escavação estiver articulando para dentro; e
recolher o implemento quando o braço de escavação estiver articulando para fora. - Escavadeira de acordo com a reivindicação 9, caracterizada pelo fato de que o controlador é adicionalmente configurado para desativar o modo automático do terceiro atuador quando a posição do braço de escavação e a direção de movimento do braço de escavação estiverem fora da região de controle automático.
- Método de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que a manutenção de um nivelamento alvo é proveniente de um ou mais dentre um sistema de posicionamento global e a posição do braço de escavação em relação à armação.
- Método de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que articulação para dentro do braço de escavação compreende extensão do segundo atuador.
- Método de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que articulação para fora o braço de escavação compreende retração do segundo atuador.
- Método de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que a interface de entrada de usuário compreende:
um primeiro manípulo de controle e um segundo manípulo de controle,
o primeiro manípulo de controle articulando para fora o braço de escavação quando movimentado para frente e articulando para dentro o braço de escavação quando movimentado para trás, e
o segundo manípulo de controle recolhendo um implemento pela movimentação do manípulo de controle para a esquerda e descarregando o implemento pela movimentação do manípulo de controle para a direita.
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