BR102022013649A2

BR102022013649A2 - LEVELING MACHINE FOR LEVELING A GROUND SURFACE, AND, METHOD FOR CONTROLING A MOBILE LEVELING DEVICE

Info

Publication number: BR102022013649A2
Application number: BR102022013649-1A
Authority: BR
Inventors: Kyle A. Holl; Adam Zell; Craig A. Christofferson; Michael D. Peat
Original assignee: Deere & Company
Priority date: 2021-10-11
Filing date: 2022-07-08
Publication date: 2023-08-29

Abstract

Uma máquina de nivelamento e método para nivelar uma superfície do solo incluindo um corpo de máquina, uma armação da barra de tração acoplada ao corpo da máquina, um dispositivo de nivelamento móvel acoplado à armação da barra de tração, um arranjo de acionamento acoplado à armação da barra de tração e um membro de círculo, uma armação de inclinação acoplada ao membro de círculo, um dispositivo de nivelamento móvel acoplado à armação de inclinação, um arranjo de articulação de elevação direito, um arranjo de articulação de elevação esquerdo, um arranjo de articulação de deslocamento lateral do membro de círculo, uma articulação de deslocamento lateral do dispositivo de nivelamento, um atuador de inclinação, uma interface de usuário e um sistema de controle. O sistema de controle é configurado para receber um comando de entrada da interface de usuário para um movimento do dispositivo de nivelamento alvo e ajustar um ou mais dentre o atuador de elevação direito, o atuador de elevação esquerdo, o atuador de deslocamento lateral e o arranjo de acionamento para obter o movimento do dispositivo de nivelamento alvo usando um primeiro padrão de controle ou um segundo padrão de controle. A leveling machine and method for leveling a ground surface including a machine body, a drawbar frame coupled to the machine body, a movable leveling device coupled to the drawbar frame, a drive arrangement coupled to the frame of the drawbar and a circle member, a tilt frame coupled to the circle member, a movable leveling device coupled to the tilt frame, a right lift pivot arrangement, a left lift pivot arrangement, a circle member sideshift linkage, a leveling device sideshift linkage, a tilt actuator, a user interface, and a control system. The control system is configured to receive an input command from the user interface for a movement of the target leveling device and adjust one or more of the right lift actuator, the left lift actuator, the side shift actuator and the arrangement drive to obtain movement of the target leveling device using a first control pattern or a second control pattern.

Description

LEVELING MACHINE FOR LEVELING A GROUND SURFACE, AND, METHOD FOR CONTROLING A MOBILE LEVELING DEVICE

DESCRIPTION FIELD

[001] A presente descrição refere-se a uma máquina de nivelamento, tal como uma motoniveladora, e um método para nivelar uma superfície. Em particular, a máquina de nivelamento inclui um sistema de controle para obter um movimento de dispositivo de nivelamento alvo usando um primeiro padrão de controle ou um segundo padrão de controle.[001] The present description relates to a leveling machine, such as a motor grader, and a method for leveling a surface. In particular, the leveling machine includes a control system for obtaining a target leveling device movement using a first control pattern or a second control pattern.

FUNDAMENTALS

[002] Máquinas de nivelamento, tais como motoniveladoras, tipicamente operam comandos de movimento de um elemento de engate ao solo com comandos de entrada individuais do operador para atuadores para mover dispositivos de nivelamento. Entretanto, essa forma de controle depende muito da experiência do operador e do domínio do movimento de manobra do dispositivo de engate ao solo com precisão. Por causa da cinemática de articulação em uma motoniveladora, existe uma oportunidade para facilitar a operação da máquina de nivelamento quando se deseja um movimento preciso de um dispositivo de nivelamento alvo sem uma grande dependência de entrada do operador.[002] Leveling machines, such as motor graders, typically operate movement commands from a ground engagement element with individual operator input commands to actuators to move leveling devices. However, this form of control depends greatly on the operator's experience and mastery of the maneuvering movement of the ground coupling device with precision. Because of the linkage kinematics on a motor grader, there is an opportunity to facilitate leveling machine operation when precise movement of a target leveling device is desired without a heavy reliance on operator input.

SUMMARY

[003] O presente pedido descreve um aparelho e método para nivelar uma superfície do solo.[003] The present application describes an apparatus and method for leveling a ground surface.

[004] Em uma primeira modalidade, a máquina de nivelamento compreende um corpo de máquina, uma armação da barra de tração, um membro de círculo acoplado à armação da barra de tração, uma armação de inclinação, dispositivo de nivelamento móvel acoplado à armação de inclinação, um arranjo de acionamento, um arranjo de articulação de elevação direito, um arranjo de articulação de elevação esquerdo, um arranjo de articulação de elevação lateral do membro de círculo, um atuador de elevação lateral do dispositivo de nivelamento, um atuador de inclinação, uma interface de usuário e um sistema de controle. Em uma modalidade, o dispositivo de nivelamento móvel inclui uma porção superior, uma porção inferior, um ponto de referência esquerdo em uma porção esquerda e um ponto de referência direito em uma porção direita. O arranjo de acionamento é acoplado à armação da barra de tração e ao membro de círculo para rotação do mesmo em torno de um eixo geométrico do círculo. O arranjo de articulação de elevação direito é acoplado à armação da barra de tração para levantar a porção direita da armação da barra de tração com um atuador de elevação direito. O arranjo de articulação de elevação esquerdo é acoplado à armação da barra de tração para levantar a porção esquerda da armação da barra de tração com um atuador de elevação esquerdo. O arranjo de articulação de deslocamento lateral do membro de círculo é acoplado à armação da barra de tração para deslocamento lateral da armação da barra de tração com um atuador de deslocamento lateral do membro de círculo. O atuador de inclinação é acoplado à porção superior do dispositivo de nivelamento móvel. O sistema de controle é configurado para receber um comando de entrada da interface de entrada de usuário para um movimento do dispositivo de nivelamento alvo e estender ou retrair um ou mais dentre o atuador de elevação direito, atuador de elevação esquerdo, atuador de deslocamento lateral do membro de círculo, um atuador de deslocamento lateral do dispositivo de nivelamento e o arranjo de acionamento em um relacionamento sincronizado para obter o movimento do dispositivo de nivelamento alvo usando um primeiro padrão de controle ou um segundo padrão de controle.[004] In a first embodiment, the leveling machine comprises a machine body, a drawbar frame, a circle member coupled to the drawbar frame, a tilt frame, movable leveling device coupled to the drawbar frame, tilt, a drive arrangement, a right lift linkage arrangement, a left lift linkage arrangement, a circle member side lift linkage arrangement, a leveling device side lift actuator, a tilt actuator, a user interface and a control system. In one embodiment, the movable leveling device includes an upper portion, a lower portion, a left reference point on a left portion, and a right reference point on a right portion. The drive arrangement is coupled to the drawbar frame and the circle member for rotation thereof about a geometric axis of the circle. The right lifting pivot arrangement is coupled to the drawbar frame to lift the right portion of the drawbar frame with a right lifting actuator. The left lift pivot arrangement is coupled to the drawbar frame to lift the left portion of the drawbar frame with a left lift actuator. The circle member lateral displacement linkage arrangement is coupled to the drawbar frame for lateral displacement of the drawbar frame with a circle member lateral displacement actuator. The tilt actuator is attached to the upper portion of the movable leveling device. The control system is configured to receive an input command from the user input interface to move the target leveling device and extend or retract one or more of the right lift actuator, left lift actuator, side shift actuator, and circle member, a leveling device lateral displacement actuator, and the drive arrangement in a synchronized relationship to obtain movement of the target leveling device using a first control pattern or a second control pattern.

[005] O primeiro padrão de controle pode ser realizado com o comando de entrada para cada atuador, e o segundo padrão de controle é realizado com o comando de entrada para pelo menos um atuador, e um cálculo para ajustar automaticamente pelo menos outro atuador para obter o movimento do dispositivo de nivelamento alvo.[005] The first control pattern can be performed with the input command for each actuator, and the second control pattern is performed with the input command for at least one actuator, and a calculation to automatically adjust at least one other actuator to obtain the movement of the target leveling device.

[006] Quando o movimento do dispositivo de nivelamento alvo é um deslocamento lateral do dispositivo de nivelamento móvel, o primeiro padrão de controle atua o movimento do dispositivo de nivelamento móvel ao longo de um declive transversal conectando o ponto de referência esquerdo e o ponto de referência direito atuando o atuador de deslocamento lateral do dispositivo de nivelamento. O segundo padrão de controle atua o movimento lateral do dispositivo de nivelamento móvel em relação ao corpo da máquina enquanto mantém o declive transversal e uma altura do ponto de referência esquerdo e do ponto de referência direito em relação à superfície do solo.[006] When the movement of the target leveling device is a lateral displacement of the movable leveling device, the first control pattern actuates the movement of the movable leveling device along a transverse slope connecting the left reference point and the right reference actuating the lateral displacement actuator of the leveling device. The second control pattern actuates the lateral movement of the movable leveling device relative to the machine body while maintaining cross slope and a height of the left reference point and the right reference point relative to the ground surface.

[007] Quando o movimento do dispositivo de nivelamento alvo é um deslocamento lateral do dispositivo de nivelamento móvel, o primeiro padrão de controle atua o movimento do dispositivo de nivelamento móvel ao longo de uma borda inferior do dispositivo de nivelamento móvel em que a borda inferior do dispositivo de nivelamento móvel define um declive transversal. O segundo padrão de controle atua o movimento lateral do dispositivo de nivelamento móvel em relação ao corpo da máquina, enquanto mantém uma altura do ponto de referência esquerdo e do ponto de referência direito em relação à superfície do solo.[007] When the movement of the target leveling device is a lateral displacement of the movable leveling device, the first control pattern actuates the movement of the movable leveling device along a lower edge of the movable leveling device in which the lower edge of the movable leveling device defines a cross slope. The second control pattern actuates the lateral movement of the movable leveling device relative to the machine body, while maintaining a height of the left reference point and the right reference point relative to the ground surface.

[008] Quando o movimento do dispositivo de nivelamento alvo do dispositivo de nivelamento móvel está em uma direção de rolamento, o primeiro padrão de controle atua o atuador de elevação esquerdo enquanto mantém o atuador de elevação direito estacionário. O segundo padrão de controle atua o atuador de elevação esquerdo enquanto mantém o ponto de referência direito na mesma altura em relação ao corpo da máquina para obter o movimento do dispositivo de nivelamento alvo.[008] When the movement of the target leveling device of the mobile leveling device is in a rolling direction, the first control pattern actuates the left lifting actuator while keeping the right lifting actuator stationary. The second control pattern actuates the left lifting actuator while maintaining the right reference point at the same height relative to the machine body to achieve movement of the target leveling device.

[009] Quando o movimento do dispositivo de nivelamento alvo do dispositivo de nivelamento móvel é em uma direção de inclinação, o primeiro padrão de controle atua o atuador de inclinação. O segundo padrão de controle atua um ou mais dentre o arranjo de acionamento, o atuador de elevação esquerdo, o atuador de elevação direito, o atuador de inclinação, o atuador de deslocamento lateral do membro de círculo e o atuador de deslocamento lateral do dispositivo de nivelamento enquanto uma borda inferior do dispositivo de nivelamento móvel permanece estacionário em relação ao corpo da máquina.[009] When the movement of the target leveling device of the mobile leveling device is in a tilting direction, the first control pattern actuates the tilting actuator. The second control pattern actuates one or more of the drive arrangement, the left lift actuator, the right lift actuator, the tilt actuator, the circle member side shift actuator, and the circle member side shift actuator. leveling while a lower edge of the movable leveling device remains stationary with respect to the machine body.

[0010] Quando o movimento do dispositivo de nivelamento alvo do dispositivo de nivelamento móvel está em uma direção de guinada, o primeiro padrão de controle atua o arranjo de acionamento para girar o membro de círculo em torno do eixo geométrico do círculo. O segundo padrão de controle atua um ou mais dentre o arranjo de acionamento, o atuador de elevação esquerdo, o atuador de elevação direito, o atuador de inclinação, o atuador de deslocamento lateral do membro de círculo e o atuador de deslocamento lateral do dispositivo de nivelamento para girar o dispositivo de nivelamento móvel em torno de um eixo geométrico central do dispositivo de nivelamento móvel.[0010] When the movement of the target leveling device of the movable leveling device is in a yaw direction, the first control pattern actuates the drive arrangement to rotate the circle member about the geometric axis of the circle. The second control pattern actuates one or more of the drive arrangement, the left lift actuator, the right lift actuator, the tilt actuator, the circle member side shift actuator, and the circle member side shift actuator. leveling device to rotate the movable leveling device around a central geometric axis of the movable leveling device.

[0011] O primeiro padrão de controle pode atuar o movimento do dispositivo de nivelamento móvel em relação ao corpo da máquina. O segundo padrão de controle atua o movimento do dispositivo de nivelamento móvel em relação a uma direção de deslocamento do corpo da máquina.[0011] The first control pattern can actuate the movement of the movable leveling device relative to the machine body. The second control pattern actuates the movement of the movable leveling device relative to a direction of travel of the machine body.

[0012] Quando o movimento do dispositivo de nivelamento do alvo é um levantamento do dispositivo de nivelamento móvel. O primeiro padrão de controle atua o atuador de elevação esquerdo e o atuador de elevação direito simultaneamente. O segundo padrão de controle atua um ou mais dentre o arranjo de acionamento, o atuador de elevação esquerdo, o atuador de elevação direito, o atuador de inclinação, o atuador de deslocamento lateral do membro de círculo e o atuador de deslocamento lateral do dispositivo de nivelamento para levantar o ponto de referência esquerdo e o ponto de referência direito.[0012] When the movement of the target leveling device is a lifting of the movable leveling device. The first control pattern actuates the left lift actuator and the right lift actuator simultaneously. The second control pattern actuates one or more of the drive arrangement, the left lift actuator, the right lift actuator, the tilt actuator, the circle member side shift actuator, and the circle member side shift actuator. leveling to raise the left reference point and the right reference point.

[0013] Em uma segunda modalidade, o sistema de controle é configurado para receber um comando de entrada da interface de usuário para um movimento do dispositivo de nivelamento alvo e estender ou retrair um ou mais dentre o atuador de elevação direito, o atuador de elevação esquerdo, o atuador de deslocamento lateral e o acionar o arranjo automaticamente em um relacionamento sincronizado para obter o movimento do dispositivo de nivelamento alvo.[0013] In a second embodiment, the control system is configured to receive an input command from the user interface for a movement of the target leveling device and to extend or retract one or more of the right lift actuator, the right lift actuator. left, the side shift actuator and the actuating array automatically in a synchronized relationship to obtain the movement of the target leveling device.

[0014] Um método para controlar um dispositivo de nivelamento móvel para uma máquina de nivelamento é descrito, em que a máquina de nivelamento tem um corpo de máquina e uma armação da barra de tração acoplada à máquina de nivelamento. Em uma primeira etapa, o método inclui receber um comando de entrada do operador de uma interface de entrada de usuário para movimento do dispositivo de nivelamento móvel. Em uma etapa seguinte, é identificado um ângulo atual do dispositivo de nivelamento móvel em relação ao corpo da máquina ou ao trajeto de deslocamento do corpo da máquina. Então, uma diferença entre o ângulo atual e um ângulo comandado, o ângulo comandado baseado no comando de entrada do operador para um movimento do dispositivo de nivelamento do alvo. Em seguida, um movimento do dispositivo de nivelamento alvo pelo controlador é atuado em que extensão ou retração dos atuadores acoplados ao dispositivo de nivelamento móvel e ao corpo da máquina em um relacionamento sincronizado para obter o movimento do dispositivo de nivelamento alvo para o ângulo comandado usando um primeiro padrão de controle ou um segundo padrão de controle. O primeiro padrão de controle move o dispositivo de nivelamento móvel com o comando de entrada para cada atuador, e o segundo padrão de controle move o dispositivo de nivelamento móvel com o comando de entrada para pelo menos um atuador e um cálculo para ajustar automaticamente pelo menos outro atuador enquanto mantém um ponto no dispositivo de nivelamento móvel estacionário em relação ao corpo da máquina ou à superfície do solo.[0014] A method for controlling a movable leveling device for a leveling machine is described, wherein the leveling machine has a machine body and a drawbar frame coupled to the leveling machine. In a first step, the method includes receiving an operator input command from a user input interface for movement of the mobile leveling device. In a next step, a current angle of the movable leveling device with respect to the machine body or the travel path of the machine body is identified. Then, a difference between the current angle and a commanded angle, the commanded angle based on the operator's input command for a movement of the target leveling device. Then a movement of the target leveling device by the controller is actuated in which extension or retraction of the actuators coupled to the movable leveling device and the machine body in a synchronized relationship to obtain the movement of the target leveling device to the commanded angle using a first control pattern or a second control pattern. The first control pattern moves the movable leveling device with the input command for each actuator, and the second control pattern moves the movable leveling device with the input command for at least one actuator and a calculation to automatically adjust at least another actuator while maintaining a point on the movable leveling device stationary relative to the machine body or ground surface.

[0015] Outros recursos e aspectos da descrição ficarão evidenciados mediante consideração da descrição detalhada seguinte e desenhos anexos.[0015] Other features and aspects of the description will become apparent upon consideration of the following detailed description and accompanying drawings.

BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

[0016] A FIG. 1 é uma vista lateral de uma modalidade de uma máquina de nivelamento;
a FIG. 2 é uma vista em perspectiva de um conjunto de barra de tração do círculo de acordo com uma modalidade;
a FIG. 3 é uma vista frontal da máquina de nivelamento mostrada na FIG. 1;
a FIG. 4 é um esquema do sistema de controle para controle de nivelamento inteligente em uma máquina de nivelamento de acordo com uma primeira modalidade;
a FIG. 5 ilustra uma primeira e uma segunda modalidade de um arcabouço de referência para movimento do dispositivo de nivelamento móvel;
a FIG. 6A ilustra a obtenção de um movimento do dispositivo de nivelamento alvo de deslocamento lateral de acordo com uma primeira modalidade de uso do primeiro padrão de controle;
a FIG. 6B ilustra um movimento do dispositivo de nivelamento alvo para deslocamento lateral de um dispositivo de nivelamento móvel de acordo com outra modalidade de uso do primeiro padrão de controle;
a FIG. 6C ilustra uma vista frontal do movimento do dispositivo de nivelamento alvo para deslocamento lateral de um dispositivo de nivelamento móvel usando o segundo padrão de controle;
a FIG. 7 ilustra uma vista frontal do movimento do dispositivo de nivelamento alvo para rolar um dispositivo de nivelamento móvel usando o segundo padrão de controle;
a FIG. 8A ilustra a obtenção de um movimento de dispositivo de nivelamento alvo de rolamento de acordo com um primeiro padrão de controle;
a FIG. 8B ilustra a obtenção de um movimento de dispositivo de nivelamento alvo de rolamento de acordo com um segundo padrão de controle;
a FIG. 9 ilustra um movimento do dispositivo de nivelamento alvo de elevação de um dispositivo de nivelamento móvel de acordo com um segundo padrão de controle;
a FIG. 10 ilustra um movimento do dispositivo de nivelamento alvo do dispositivo de nivelamento móvel na direção da guinada de acordo com um segundo padrão de controle;
a FIG. 11 ilustra uma vista de topo de uma máquina de nivelamento; e
a FIG. 12 ilustra um método de controle de um dispositivo de nivelamento móvel de uma máquina de nivelamento.[0016] FIG. 1 is a side view of an embodiment of a leveling machine;
FIG. 2 is a perspective view of a circle drawbar assembly in accordance with one embodiment;
FIG. 3 is a front view of the leveling machine shown in FIG. 1;
FIG. 4 is a schematic of the control system for intelligent leveling control on a leveling machine according to a first embodiment;
FIG. 5 illustrates a first and a second embodiment of a reference frame for movement of the movable leveling device;
FIG. 6A illustrates obtaining a movement of the lateral displacement target leveling device according to a first embodiment of using the first control pattern;
FIG. 6B illustrates a movement of the target leveling device for lateral displacement of a movable leveling device according to another embodiment of using the first control pattern;
FIG. 6C illustrates a front view of movement of the target leveling device for lateral displacement of a movable leveling device using the second control pattern;
FIG. 7 illustrates a front view of movement of the target leveling device to roll a movable leveling device using the second control pattern;
FIG. 8A illustrates obtaining a rolling target leveling device movement in accordance with a first control pattern;
FIG. 8B illustrates obtaining a rolling target leveling device movement in accordance with a second control pattern;
FIG. 9 illustrates a movement of the lifting target leveling device of a movable leveling device in accordance with a second control pattern;
FIG. 10 illustrates a movement of the target leveling device of the movable leveling device in the yaw direction according to a second control pattern;
FIG. 11 illustrates a top view of a leveling machine; It is
FIG. 12 illustrates a method of controlling a mobile leveling device of a leveling machine.

[0017] Antes de quaisquer modalidades serem explicadas em detalhes, deve-se entender que a descrição não está limitada em sua aplicação aos detalhes de construção e ao arranjo dos componentes apresentados na descrição seguinte ou ilustrados nos desenhos seguintes. A descrição é capaz de suportar outras modalidades e de ser praticada ou realizada de várias maneiras. Também, deve-se entender que a fraseologia e a terminologia usadas no presente documento são para efeitos de descrição e não devem ser consideradas limitativas.[0017] Before any embodiments are explained in detail, it should be understood that the description is not limited in its application to the construction details and the arrangement of components presented in the following description or illustrated in the following drawings. The description is capable of supporting other modalities and of being practiced or performed in various ways. Also, it should be understood that the phraseology and terminology used in this document are for descriptive purposes and should not be considered limiting.

DETAILED DESCRIPTION

[0018] Conforme usado no presente documento, a menos que de outra forma limitado ou modificado, listas com elementos que são separados por termos conjuntivos (por exemplo, “e”) e que também são 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).[0018] As used herein, unless otherwise limited or modified, lists with elements that are separated by conjunctive terms (e.g., “and”) and that are also preceded by the expression “one or more of” or “at least one of” indicates configurations or arrangements that potentially include individual elements from the list, or any combination thereof. For example, “at least one of A, B, and C” or “one or more of A, B, and C” indicates the possibilities of just A, just B, just C, or any combination of two or more of A, B and C (e.g. A and B; B and C; A and C; or A, B and C).

[0019] Conforme usado no presente documento, o termo “controlador” é um dispositivo de computação que inclui um processador e uma memória. O “controlador” pode ser um único dispositivo ou, alternativamente, múltiplos dispositivos. O controlador pode adicionalmente se referir a qualquer hardware, software, firmware, componente de controle eletrônico, lógica de processamento, dispositivo de processamento, individualmente ou em qualquer combinação, incluindo, sem limitação: circuito integrado específico de 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 lógico combinatório e/ou outros componentes adequados que proveem a funcionalidade descrita.[0019] As used herein, the term “controller” is a computing device that includes a processor and memory. The “controller” can be a single device or, alternatively, multiple devices. Controller may additionally refer to any hardware, software, firmware, electronic control component, processing logic, processing device, individually or in any combination, including, without limitation: application specific integrated circuit (ASIC), an electronic circuit , a processor (shared, dedicated or group) and memory that executes one or more software programs or firmware, a combinatorial logic circuit and/or other suitable components that provide the described functionality.

[0020] O termo “processador” é descrito e mostrado como um único processador. Entretanto, dois ou mais processadores podem ser usados de acordo com necessidades, desejos ou implementações particulares do controlador e da funcionalidade descrita. O processador pode ser um componente do controlador, uma porção do detector de objetos ou, alternativamente, uma parte de outro dispositivo. Geralmente, o processador pode executar instruções e pode manipular dados para realizar as operações do controlador, incluindo operações usando algoritmos, métodos, funções, processos, fluxos e procedimentos conforme descrito na presente descrição.[0020] The term “processor” is described and shown as a single processor. However, two or more processors may be used according to particular needs, desires, or implementations of the controller and the described functionality. The processor may be a component of the controller, a portion of the object detector, or alternatively, a part of another device. Generally, the processor may execute instructions and may manipulate data to perform controller operations, including operations using algorithms, methods, functions, processes, flows and procedures as described in the present disclosure.

[0021] A FIG. 1 ilustra uma modalidade exemplificativa de uma máquina de nivelamento 100, tal como uma motoniveladora. Um exemplo de uma motoniveladora é a Motoniveladora 772G fabricada e vendida pela Deere & Company. Como mostrado na FIG. 1, a motoniveladora inclui um corpo de máquina 101 tendo uma armação frontal e traseira, 102 e 104 respectivamente, com a armação frontal 102 sendo suportada em um par de rodas dianteiras 106 e com a armação traseira 104 sendo suportada em jogos em tandem direito e esquerdo de rodas traseiras 108. Uma cabine do operador 110 é montada em uma região traseira inclinada para cima e para a frente 112 da armação frontal 102 e contém vários controles para a motoniveladora 100. A cabine do operador 110 é opcional e a máquina de nivelamento 100 pode, alternativamente, ser operada a partir de uma estação de controle remotamente. Uma fonte de potência 118, como um motor, por exemplo, é montada na armação traseira 104 e supre potência para todos os componentes acionados da motoniveladora 100. A fonte de potência 118, por exemplo, pode ser configurada para acionar uma transmissão, que é acoplada para acionar as rodas traseiras 108 em várias velocidades selecionadas, e tanto nos modos para frente quanto de ré. Uma assistência hidrostática da roda dianteira pode ser engatada seletivamente para alimentar as rodas dianteiras 106, de uma maneira conhecida na técnica.[0021] FIG. 1 illustrates an exemplary embodiment of a leveling machine 100, such as a motor grader. An example of a motor grader is the 772G Motor Grader manufactured and sold by Deere & Company. As shown in FIG. 1, the motor grader includes a machine body 101 having a front and rear frame, 102 and 104 respectively, with the front frame 102 being supported on a pair of front wheels 106 and with the rear frame 104 being supported in right and right tandem sets. left of rear wheels 108. An operator's cab 110 is mounted in an upwardly and forward-sloping rear region 112 of the front frame 102 and contains various controls for the motor grader 100. The operator's cab 110 is optional and the grader 100 may alternatively be operated from a control station remotely. A power source 118, such as a motor, is mounted on the rear frame 104 and supplies power to all driven components of the motor grader 100. The power source 118, for example, may be configured to drive a transmission, which is coupled to drive the rear wheels 108 at various selected speeds, and in both forward and reverse modes. A hydrostatic front wheel assist may be selectively engaged to power the front wheels 106 in a manner known in the art.

[0022] Montado na localização frontal da armação frontal 102 está uma armação da barra de tração 120, tendo uma extremidade dianteira universalmente acoplada à armação frontal 102 como um arranjo de esfera e soquete 122, e tendo regiões traseiras direita e esquerda opostas suspensas em uma seção central elevada 124 da armação frontal 102 por arranjos de articulação de ligação de elevação direito e esquerdo (144, 146) incluindo atuadores hidráulicos extensíveis e retráteis direito e esquerdo 126 e 128 (mostrados na FIG. 3), respectivamente. Um arranjo de articulação de deslocamento lateral 130 é acoplado entre a seção de armação elevada 124 e uma localização traseira da armação da barra de tração 120 e inclui um atuador de deslocamento lateral do membro de círculo extensível e retrátil 129. Um dispositivo de nivelamento móvel 132, tal como uma lâmina, é acoplado à armação frontal 102 e controlado por um conjunto de barra de tração do círculo 200.[0022] Mounted at the front location of the front frame 102 is a drawbar frame 120, having a front end universally coupled to the front frame 102 as a ball and socket arrangement 122, and having opposing right and left rear regions suspended from a raised center section 124 of the front frame 102 by right and left lifting linkage arrangements (144, 146) including right and left extendable and retractable hydraulic actuators 126 and 128 (shown in FIG. 3), respectively. A sideshift pivot arrangement 130 is coupled between the elevated frame section 124 and a rear location of the drawbar frame 120 and includes an extendable and retractable circle member sideshift actuator 129. A movable leveling device 132 , like a blade, is coupled to the front frame 102 and controlled by a circle drawbar assembly 200.

[0023] Com referência à FIG. 2, uma modalidade exemplificativa de um conjunto de barra de tração do círculo 200 para uma motoniveladora 100 é mostrada. O conjunto de barra de tração do círculo 200 pode compreender a armação da barra de tração 120; um membro de círculo 202 acoplado à armação da barra de tração 120 com o membro de círculo 202 para rotação do mesmo em torno do eixo geométrico do círculo 204. O membro de círculo 202 pode adicionalmente compreender uma estrutura substancialmente em forma de C, ou armação de inclinação 242, em um ponto de conexão para permitir que uma motoniveladora 100 incline o dispositivo de nivelamento móvel 132. O dispositivo de nivelamento móvel 132 pode ser acoplado diretamente à estrutura substancialmente em forma de C 242. A armação da barra de tração 120 pode adicionalmente compreender uma porção no geral em forma de V 262 e uma travessa 238 acoplando as duas extremidades livres da porção em forma de V 262 da armação da barra de tração 120.[0023] With reference to FIG. 2, an exemplary embodiment of a circle drawbar assembly 200 for a motor grader 100 is shown. The circle drawbar assembly 200 may comprise the drawbar frame 120; a circle member 202 coupled to the drawbar frame 120 with the circle member 202 for rotation thereof about the axis of the circle 204. The circle member 202 may additionally comprise a substantially C-shaped structure, or frame. of inclination 242, at a connection point to allow a motor grader 100 to tilt the movable leveling device 132. The movable leveling device 132 may be coupled directly to the substantially C-shaped frame 242. The drawbar frame 120 may further comprising a generally V-shaped portion 262 and a cross member 238 coupling the two free ends of the V-shaped portion 262 of the drawbar frame 120.

[0024] Em uma modalidade, o arranjo de acionamento 206 pode incluir uma série de mancais acoplados à armação da barra de tração 120 e uma série de dentes de engrenagem dispostos no exterior ou interior do membro de círculo 202. Os dentes de engrenagem cooperam com uma ou mais engrenagens de acionamento associadas com motores de acionamento ligados à armação da barra de tração 120 para girar o membro de círculo 202 em torno do eixo geométrico do círculo 204. Em outras máquinas de nivelamento convencionais, uma caixa de engrenagens acionada por sem-fim pode ser montada na armação da barra de tração que gira as engrenagens do pinhão que engrenam com a grande engrenagem anelar do membro do círculo. Embora esta possa ser uma forma de um conjunto de barra de tração do círculo 200, outras configurações de arranjo de acionamento alternativas 206 que permitem que o membro de círculo 202 gire em torno de um eixo geométrico do círculo 204 estão disponíveis, como conhecido por um versado na técnica e não são descritos em detalhes no presente documento.[0024] In one embodiment, the drive arrangement 206 may include a series of bearings coupled to the drawbar frame 120 and a series of gear teeth disposed on the exterior or interior of the circle member 202. The gear teeth cooperate with one or more drive gears associated with drive motors connected to the drawbar frame 120 to rotate the circle member 202 about the axis of the circle 204. In other conventional leveling machines, a gearbox driven by end can be mounted on the drawbar frame that rotates the pinion gears that mesh with the large circle member ring gear. While this may be one form of a circle drawbar assembly 200, other alternative drive arrangement configurations 206 that allow the circle member 202 to rotate about a circle axis 204 are available, as known by a skilled in the art and are not described in detail herein.

[0025] Agora também referindo-se às FIGS. 1 e 3, um arranjo de articulação de elevação direito 144 acoplado à armação da barra de tração 120 é usado para levantar uma porção direita da armação da barra de tração 120 com um atuador de elevação direito 126. Um arranjo de articulação de elevação esquerdo 146 acoplado à armação da barra de tração 120 para levantar uma porção esquerda da armação da barra de tração 120 com um atuador de articulação esquerdo 128. Um arranjo de articulação de deslocamento lateral do membro de círculo 130 é acoplado à armação da barra de tração 120 para deslocamento lateral da armação da barra de tração 120 com um atuador de deslocamento lateral do membro de círculo 210. Um atuador de inclinação 150 é acoplado a uma porção superior do dispositivo de nivelamento móvel 132. Um atuador de deslocamento lateral do dispositivo de nivelamento 212 é acoplado a uma porção traseira do dispositivo de nivelamento móvel 132 para mover o dispositivo de nivelamento em uma direção paralela à borda inferior 530 do dispositivo de nivelamento.[0025] Now also referring to FIGS. 1 and 3, a right lifting pivot arrangement 144 coupled to the drawbar frame 120 is used to lift a right portion of the drawbar frame 120 with a right lifting actuator 126. A left lifting pivot arrangement 146 coupled to the drawbar frame 120 to lift a left portion of the drawbar frame 120 with a left pivot actuator 128. A side-shift pivot arrangement of the circle member 130 is coupled to the drawbar frame 120 to lateral displacement of the drawbar frame 120 with a circle member lateral displacement actuator 210. A tilt actuator 150 is coupled to an upper portion of the movable leveling device 132. A leveling device lateral displacement actuator 212 is coupled to a rear portion of the movable leveling device 132 to move the leveling device in a direction parallel to the lower edge 530 of the leveling device.

[0026] Esses atuadores (126, 128, 129, 150, 206, 212) são acoplados ao dispositivo de nivelamento móvel 132 e acionam de forma controlada o movimento do dispositivo de nivelamento móvel 132 para engatar o material a ser classificado. A máquina de nivelamento 100 é frequentemente operada por um operador. Entretanto, em alguns casos, a máquina de nivelamento 100 pode operar em diferentes níveis de autonomia, conforme conhecido na técnica. O operador utiliza uma interface de usuário 135 para operar a máquina de nivelamento 100. A interface de usuário 135 pode compreender mecanismos físicos (por exemplo, alavancas, pedais, etc.), exibições, telas sensíveis ao toque, interfaces de software, etc. para permitir que o operador controle vários subsistemas controláveis 145 (mostrados na FIG. 4) na máquina de nivelamento 100. Alguns exemplos de subsistemas 145 em uma máquina de nivelamento são o dispositivo de nivelamento 132, sistema de direção/propulsão, escarificador, etc. Para auxiliar na operação da máquina de nivelamento 100 pode ser diferentes tipos de sensores para monitorar vários aspectos da operação. Alguns exemplos de sensores incluem sensores visuais, medidores de tensão hidráulicos, medidores de pressão, transdutores de deslocamento linear, sensores de efeito hall, potenciômetros, odômetros, medidores de combustível, receptores GPS, bússolas, giroscópios, acelerômetros, etc.[0026] These actuators (126, 128, 129, 150, 206, 212) are coupled to the mobile leveling device 132 and controllably trigger the movement of the mobile leveling device 132 to engage the material to be classified. The capping machine 100 is often operated by one operator. However, in some cases, the leveling machine 100 may operate at different levels of autonomy, as is known in the art. The operator uses a user interface 135 to operate the leveling machine 100. The user interface 135 may comprise physical mechanisms (e.g., levers, pedals, etc.), displays, touch screens, software interfaces, etc. to allow the operator to control various controllable subsystems 145 (shown in FIG. 4) in the leveling machine 100. Some examples of subsystems 145 in a leveling machine are the leveling device 132, steering/propulsion system, ripper, etc. Assisting in the operation of the leveling machine 100 may be different types of sensors to monitor various aspects of the operation. Some examples of sensors include visual sensors, hydraulic strain gauges, pressure gauges, linear displacement transducers, hall effect sensors, potentiometers, odometers, fuel gauges, GPS receivers, compasses, gyroscopes, accelerometers, etc.

[0027] A FIG. 4 é um diagrama de blocos de um exemplo de um sistema de controle de nível 400 de uma máquina de nivelamento 100. O sistema 400 compreende sensores, processadores, sistemas de controle de máquina, mecanismo(s) de interface de usuário, subsistemas controláveis, armazenamento de dados e outros elementos igualmente. Os subsistemas controláveis 145 incluem o dispositivo de nivelamento móvel 132, direção/propulsão 160 e outros sistemas possíveis indicados pelos blocos. Os atuadores que controlam as funções dos subsistemas controláveis 145 podem ser controlados por sinais do sistema de controle 400. Por exemplo, a lógica do dispositivo de nivelamento móvel 116 gera sinais de controle para os atuadores (126, 128, 129, 150, 206, 212) que movem o dispositivo de nivelamento 132. Alguns exemplos da lógica do dispositivo de nivelamento móvel 116 incluem sinais que controlam o atuador para levantar ou abaixar a lâmina, pender a lâmina ou angular a lâmina, etc. Máquinas de nivelamento, como a motoniveladora mostrada, incluem adicionalmente uma lâmina rotativa. A lógica de propulsão 161 gera sinais de controle para controlar os atuadores correspondentes aos sistemas de direção/propulsões 160. Alguns exemplos de sinais de controle gerados pela lógica de propulsão 161 incluem sinais que controlam os atuadores 120 para direcionar a propulsão 160 para mover a máquina de nivelamento 100 para frente ou para trás, curvar ou girar a máquina, etc. A máquina de nivelamento 100 pode incluir vários sensores diferentes, incluindo sensor de altura da lâmina, sensores de superfície, sensores de imagem e outros. O sistema 400 também pode delinear o uso de entradas de um sistema de visão (que pode incluir um sensor de imagem 123) ou uma IMU 125 acoplada à máquina de nivelamento 100 para rastrear uma mudança no nível 415 e controlar a orientação do dispositivo de nivelamento móvel 132.[0027] FIG. 4 is a block diagram of an example of a level control system 400 of a leveling machine 100. The system 400 comprises sensors, processors, machine control systems, user interface mechanism(s), controllable subsystems, data storage and other elements alike. Controllable subsystems 145 include movable leveling device 132, steering/propulsion 160, and other possible systems indicated by the blocks. The actuators that control the functions of the controllable subsystems 145 may be controlled by signals from the control system 400. For example, the logic of the movable leveling device 116 generates control signals for the actuators (126, 128, 129, 150, 206, 212) that move the leveling device 132. Some examples of the logic of the movable leveling device 116 include signals that control the actuator to raise or lower the blade, tilt the blade or angle the blade, etc. Leveling machines, such as the motor grader shown, additionally include a rotating blade. Propulsion logic 161 generates control signals to control actuators corresponding to steering/propulsion systems 160. Some examples of control signals generated by propulsion logic 161 include signals that control actuators 120 to direct propulsion 160 to move the machine. leveling 100 forward or backward, bending or rotating the machine, etc. The leveling machine 100 may include several different sensors, including a blade height sensor, surface sensors, image sensors, and others. System 400 may also use inputs from a vision system (which may include an image sensor 123 ) or an IMU 125 coupled to leveling machine 100 to track a change in level 415 and control the orientation of the leveling device. mobile 132.

[0028] Em uma modalidade, o sistema de controle 405 pode ser configurado para receber um comando de entrada da interface de usuário 135 para um movimento de dispositivo de nivelamento alvo 415 e causar extensão ou retração de um ou mais dentre o atuador de articulação de elevação direito 126, o atuador de articulação de elevação esquerdo 128, o atuador de articulação de deslocamento lateral do membro de círculo 129, o arranjo de acionamento 206 e o atuador de deslocamento lateral do dispositivo de nivelamento 212 em um relacionamento sincronizado para obter o movimento do dispositivo de nivelamento alvo 415 usando tanto um primeiro padrão de controle 550 quanto um segundo padrão de controle 650.[0028] In one embodiment, control system 405 may be configured to receive an input command from user interface 135 for a movement of target leveling device 415 and cause extension or retraction of one or more of the pivot actuator. right lift 126, the left lift linkage actuator 128, the circle member sideshift linkage actuator 129, the drive arrangement 206 and the leveling device sideshift actuator 212 in a synchronized relationship to achieve movement of the target leveling device 415 using both a first control pattern 550 and a second control pattern 650.

[0029] Em uma modalidade, o primeiro padrão de controle 550 pode ser realizado com um comando de entrada 138 para cada atuador (126, 128, 12 9, 150, 206, 212) causando individualmente o movimento do dispositivo de nivelamento móvel 132 com seus respectivos comandos de entrada 138, e o segundo padrão de controle 650 pode ser realizado com o comando de entrada 138 para pelo menos um atuador (126, 128, 129, 150, 206, 212) e um cálculo para ajustar automaticamente pelo menos outro atuador (126, 128, 129, 150, 206, 212) para obter o movimento do dispositivo de nivelamento alvo 415.[0029] In one embodiment, the first control pattern 550 may be performed with an input command 138 to each actuator (126, 128, 129, 150, 206, 212) individually causing movement of the movable leveling device 132 with their respective input commands 138, and the second control pattern 650 may be performed with the input command 138 for at least one actuator (126, 128, 129, 150, 206, 212) and a calculation to automatically adjust at least another actuator (126, 128, 129, 150, 206, 212) to obtain movement of the target leveling device 415.

[0030] Em uma modalidade alternativa, o sistema de controle 400 pode ser configurado com um único padrão de controle para receber um comando de entrada da interface de usuário 135 para um movimento do dispositivo de nivelamento alvo 415 e estender ou retrair um ou mais atuadores de elevação direito 126 , o atuador de elevação esquerdo 128, o atuador de deslocamento lateral do membro de círculo 129, o arranjo de acionamento 206 e o atuador de deslocamento lateral do dispositivo de nivelamento 212 automaticamente em um relacionamento sincronizado para obter o movimento do dispositivo de nivelamento alvo 415. O sistema 400 vantajosamente adquire um comando de entrada 138 do operador e o traduz na intenção precisa do movimento compensando as discrepâncias introduzidas pela cinemática da articulação da máquina de nivelamento 100.[0030] In an alternative embodiment, the control system 400 may be configured with a single control pattern to receive an input command from the user interface 135 for a movement of the target leveling device 415 and extend or retract one or more actuators of the right lifting actuator 126, the left lifting actuator 128, the circle member sideshift actuator 129, the drive arrangement 206 and the leveling device sideshift actuator 212 automatically in a synchronized relationship to achieve movement of the device leveling machine 415. The system 400 advantageously acquires an input command 138 from the operator and translates it into the precise intention of the movement by compensating for discrepancies introduced by the kinematics of the articulation of the leveling machine 100.

[0031] Dois arcabouços de referência 500 são mostrados na FIG. 5. Em uma primeira modalidade do arcabouço de referência 500, o movimento é realizado para o dispositivo de nivelamento móvel 132 (mostrado aqui como uma lâmina) incluindo uma porção superior 502, uma porção inferior 504, um ponto de referência esquerdo 516 em uma porção esquerda 506 e um ponto de referência direito 518 em uma porção direita 508. O ponto de referência esquerdo 516 e o ponto de referência direito 518 são simétricos em torno de um eixo geométrico vertical central 510 da lâmina 132. Embora os pontos de referência (516, 518) nesta modalidade sejam mostrados como localizados nos cantos inferiores da lâmina, modalidades alternativas podem incluir outros pares de pontos na lâmina simétricos em torno do eixo geométrico central 510.[0031] Two reference frames 500 are shown in FIG. 5. In a first embodiment of the reference frame 500, movement is carried out for the movable leveling device 132 (shown here as a blade) including an upper portion 502, a lower portion 504, a left reference point 516 on a left reference point 506 and a right reference point 518 on a right portion 508. The left reference point 516 and the right reference point 518 are symmetric about a central vertical axis 510 of the blade 132. Although the reference points (516 , 518) in this embodiment are shown as located at the lower corners of the blade, alternative embodiments may include other pairs of points on the blade symmetrical about the central geometric axis 510.

[0032] Em uma segunda modalidade de um arcabouço de referência, o movimento é realizado na lâmina 132 definido por um eixo geométrico y 520 ao longo de uma borda inferior 530 da lâmina (mostrado na linha pontilhada), um eixo geométrico z 524 perpendicular ao eixo geométrico y 520 em uma direção de cima para baixo e um eixo geométrico x 522 transversal ao eixo geométrico y 520 e ao eixo x geométrico 522. Rolamento 532 é a rotação em torno do eixo geométrico x. Inclinação 534 é a rotação em torno do eixo geométrico y. Guinada 536 é a rotação em torno do eixo geométrico z. Um ponto (516, 518) pode se mover em três direções. O deslocamento 610 pode ser definido como mover a lâmina na direção esquerda/direita ao longo do eixo geométrico y. A rotação da lâmina pode ser definida como o movimento da lâmina no sentido horário/anti-horário em torno de um eixo geométrico paralelo ao eixo geométrico z 524. Elevação 170 da lâmina pode ser em uma direção de cima e baixo.[0032] In a second embodiment of a reference frame, movement is performed on the blade 132 defined by a y axis 520 along a lower edge 530 of the blade (shown in the dotted line), a z geometric axis 524 perpendicular to the y axis 520 in a top-to-bottom direction and a x 522 geometric axis transverse to the y 520 geometric axis and the 522 geometric x axis. Bearing 532 is rotation about the x geometric axis. Tilt 534 is the rotation around the geometric y axis. Yaw 536 is the rotation around the z axis. A point (516, 518) can move in three directions. Displacement 610 can be defined as moving the blade in the left/right direction along the y axis. Blade rotation can be defined as the movement of the blade clockwise/counterclockwise around a geometric axis parallel to the z axis 524. Elevation 170 of the blade can be in an up and down direction.

[0033] As FIGS. 6A e 6B ilustram duas abordagens para obter um movimento do dispositivo de nivelamento alvo de deslocamento lateral da lâmina 132 usando um primeiro padrão de controle 550. Na FIG. 6A, o sistema de controle 405 causa o movimento da lâmina ao longo de um declive transversal 605 conectando o ponto de referência esquerdo 516 e o ponto de referência direito 518. Na FIG. 6B, o sistema de controle 405 causa o movimento da lâmina 132 em que a lâmina se move ao longo da borda inferior 530 da lâmina definindo um declive transversal 605.[0033] FIGS. 6A and 6B illustrate two approaches to obtaining a movement of the blade lateral displacement target leveling device 132 using a first control pattern 550. In FIG. 6A, the control system 405 causes the blade to move along a transverse slope 605 connecting the left reference point 516 and the right reference point 518. In FIG. 6B, the control system 405 causes movement of the blade 132 in which the blade moves along the lower edge 530 of the blade defining a transverse slope 605.

[0034] A FIG. 6C ilustra o movimento usando o segundo padrão de controle. Aqui, o sistema de controle 405 move a lâmina 132 lateral em relação ao corpo da máquina 101 enquanto mantém o declive transversal 605 e a altura do ponto de referência esquerdo 516 e o ponto de referência direito 518 em relação à superfície do solo 105. Ou seja, se a lâmina estiver fora do ângulo desejado por causa do movimento ao longo do declive transversal 605, um ou mais atuadores podem restaurar a lâmina 132 para sua altura original em relação a uma ou mais dentre a superfície do solo 105 ou o corpo da máquina 101. Isso pode incluir rotação o membro de círculo 202 para reter a guinada 536 da lâmina 132 em relação ao corpo da máquina 101; ajustar um ou mais dentre o atuador de elevação esquerdo 128 e o atuador de elevação direito; e atuar o atuador de inclinação 150.[0034] FIG. 6C illustrates movement using the second control pattern. Here, the control system 405 moves the blade 132 sideways relative to the machine body 101 while maintaining the transverse slope 605 and the height of the left reference point 516 and the right reference point 518 relative to the ground surface 105. Or That is, if the blade is out of the desired angle because of movement along the cross slope 605, one or more actuators may restore the blade 132 to its original height relative to one or more of the ground surface 105 or the body of the blade. machine 101. This may include rotating the circle member 202 to retain yaw 536 of the blade 132 relative to the machine body 101; adjusting one or more of the left lift actuator 128 and the right lift actuator; and actuate the tilt actuator 150.

[0035] A FIG. 7 ilustra um movimento do dispositivo de nivelamento alvo 415 da lâmina 132 na direção do rolamento 532. Em um cenário exemplar de rolamento em uma direção, em um primeiro padrão de controle 550, o sistema de controle 405 atua o atuador de elevação esquerdo 128 enquanto mantém o atuador de elevação direito 126 estacionário. Outro movimento alternativo no primeiro padrão de controle é 550 o rolamento 532b em torno do eixo geométrico x 550 em que o eixo geométrico x está localizado centralmente na lâmina. Esta forma de movimento faz com que um ponto de referência (516, 518) desloque sua altura em relação ao corpo principal 101 durante o rolamento. Alternativamente, no segundo padrão de controle 650, o sistema de controle 405 atua o atuador de elevação esquerdo 128 enquanto mantém o ponto de referência direito 518 a uma mesma altura em relação ao corpo da máquina 101 ou superfície do solo 105 para obter o movimento do dispositivo de nivelamento alvo 415. No segundo cenário exemplificativo de padrão de controle 650, uma combinação de acionamento dos cilindros de elevação de lâmina (126, 128) e atuador de deslocamento lateral do membro de círculo 129 ajustam-se para alterar o declive transversal 605 da lâmina 132 enquanto mantém um canto inferior 802 da aresta de corte estacionário 530. Isso traduz vantajosamente a intenção do movimento do dispositivo de nivelamento alvo 415 sem depender da experiência do operador para compensar as mudanças fora da intenção.[0035] FIG. 7 illustrates a movement of the target leveling device 415 of the blade 132 in the direction of the bearing 532. In an exemplary scenario of rolling in one direction, in a first control pattern 550, the control system 405 actuates the left lift actuator 128 while keeps the right lift actuator 126 stationary. Another alternative movement in the first control pattern is 550 the bearing 532b about the x axis 550 wherein the x axis is centrally located on the blade. This form of movement causes a reference point (516, 518) to shift its height relative to the main body 101 during rolling. Alternatively, in the second control pattern 650, the control system 405 actuates the left lift actuator 128 while maintaining the right reference point 518 at the same height relative to the machine body 101 or ground surface 105 to obtain movement of the target leveling device 415. In the second exemplary control pattern scenario 650, a combination of blade lift cylinders drive (126, 128) and circle member lateral displacement actuator 129 adjust to change cross slope 605 of the blade 132 while maintaining a stationary lower corner 802 of the cutting edge 530. This advantageously translates the intention of movement of the target leveling device 415 without relying on the operator's experience to compensate for changes outside of the intention.

[0036] As FIGS. 8a e 8b ilustram um movimento de dispositivo de nivelamento alvo 415 da lâmina 132 na direção de elevação 170. Em um primeiro padrão de controle mostrado na FIG. 8A, o sistema de controle 400 atua o atuador de elevação esquerdo 128 e o atuador de elevação direito 126 simultaneamente. Em um segundo padrão de controle mostrado na FIG. 4B, o sistema de controle 400 atua o atuador de elevação esquerdo 128 e o atuador de elevação direito 126 e adicionalmente atua um ou mais dentre o arranjo de acionamento 206, o atuador de elevação esquerdo 128, o atuador de elevação direito 126, o atuador de inclinação 150, o atuador do dispositivo de nivelamento 212 e o atuador de deslocamento lateral do membro de círculo 129 para coordenar a elevação do ponto de referência esquerdo 516 e os pontos de referência direito 518 simultaneamente.[0036] FIGS. 8a and 8b illustrate a movement of target leveling device 415 of the blade 132 in the lifting direction 170. In a first control pattern shown in FIG. 8A, control system 400 actuates the left lift actuator 128 and the right lift actuator 126 simultaneously. In a second control pattern shown in FIG. 4B, the control system 400 actuates the left lift actuator 128 and the right lift actuator 126 and additionally actuates one or more of the drive arrangement 206, the left lift actuator 128, the right lift actuator 126, the of inclination 150, the leveling device actuator 212 and the circle member lateral displacement actuator 129 to coordinate the elevation of the left reference point 516 and the right reference points 518 simultaneously.

[0037] A FIG. 9 ilustra um movimento de dispositivo de nivelamento alvo 415 da lâmina 132 na direção de inclinação 534, ou pendência 170, de acordo com os quadros de referência 500. Em um primeiro padrão de controle 550, o sistema de controle 405 meramente atua o atuador de inclinação 150 (mostrado na FIG. 1). Em um segundo padrão de controle 650, mostrado na FIG. 9, o sistema de controle 405 atua um ou mais dentre o arranjo de acionamento 206, o atuador de elevação esquerdo 128, o atuador de elevação direito 126, o atuador de inclinação 150, o atuador de deslocamento lateral do dispositivo de nivelamento 212 e o atuador de deslocamento lateral do membro de círculo 129 enquanto a borda inferior da lâmina 530 permanece estacionária em relação ao corpo da máquina 101. O segundo padrão de controle 650 pode alternativamente ser descrito como tendo o movimento do dispositivo de nivelamento alvo 415 em uma direção de inclinação 534 para o segunda armação de referência 500, em que o atuador de inclinação 150 atua mantendo uma altura do canto inferior esquerdo 802 e do canto inferior direito 802 a mesma em relação ao corpo da máquina 101.[0037] FIG. 9 illustrates a movement of target leveling device 415 of blade 132 in the direction of tilt 534, or slope 170, in accordance with reference frames 500. In a first control pattern 550, control system 405 merely actuates the control actuator. slope 150 (shown in FIG. 1). In a second control pattern 650, shown in FIG. 9, the control system 405 actuates one or more of the drive arrangement 206, the left lift actuator 128, the right lift actuator 126, the tilt actuator 150, the leveling device side shift actuator 212, and the lateral displacement actuator of the circle member 129 while the lower edge of the blade 530 remains stationary with respect to the machine body 101. The second control pattern 650 may alternatively be described as having movement of the target leveling device 415 in a direction of tilt 534 for the second reference frame 500, wherein the tilt actuator 150 acts to maintain a height of the lower left corner 802 and the lower right corner 802 the same in relation to the machine body 101.

[0038] A FIG. 10 ilustra um movimento do dispositivo de nivelamento alvo 415 da lâmina 132 na direção da guinada 536 de acordo com a primeira armação de referência. O primeiro padrão de controle (não mostrado) atua o arranjo de acionamento 206, com a rotação do membro de círculo 202 em torno do eixo geométrico do círculo 204. Alternativamente, como mostrado na FIG. 10, o segundo padrão de controle 650 atua um ou mais dentre o arranjo de acionamento 206, o atuador de elevação esquerdo 128, o atuador de elevação direito 126, o atuador de inclinação 150 e o atuador de deslocamento lateral do membro de círculo 129 e o atuador de deslocamento lateral do dispositivo de nivelamento 212 por meio disso girando a lâmina 132 em torno de um eixo geométrico central 510 da lâmina 132. O segundo padrão de controle 650 mantém a rotação da lâmina 132 enquanto mantém uma altura do ponto de referência esquerdo 516 e o ponto de referência direito 518 em relação a uma ou mais da superfície do solo 105 e o corpo da máquina 101. Ou seja, a lâmina 132 gira enquanto mantém o declive transversal 605 da lâmina 132.[0038] FIG. 10 illustrates a movement of the target leveling device 415 of the blade 132 in the yaw direction 536 in accordance with the first reference frame. The first control pattern (not shown) actuates the drive arrangement 206, with rotation of the circle member 202 about the axis of the circle 204. Alternatively, as shown in FIG. 10, the second control pattern 650 actuates one or more of the drive arrangement 206, the left lift actuator 128, the right lift actuator 126, the tilt actuator 150, and the circle member side shift actuator 129 and the leveling device lateral displacement actuator 212 thereby rotating the blade 132 about a central axis 510 of the blade 132. The second control pattern 650 maintains the rotation of the blade 132 while maintaining a left reference point height 516 and the right reference point 518 relative to one or more of the ground surface 105 and the machine body 101. That is, the blade 132 rotates while maintaining the transverse slope 605 of the blade 132.

[0039] A FIG. 11 ilustra uma vista de topo da máquina de nivelamento 100 mostrada na FIG. 1. O primeiro padrão de controle 550 atua o movimento da lâmina 132 em relação ao corpo da máquina 101 e o segundo padrão de controle 650 atua o movimento da lâmina 132 em relação a uma direção de deslocamento ou ao longo de um trajeto de deslocamento 810 do corpo da máquina 101.[0039] FIG. 11 illustrates a top view of the leveling machine 100 shown in FIG. 1. The first control pattern 550 actuates the movement of the blade 132 relative to the machine body 101 and the second control pattern 650 actuates the motion of the blade 132 relative to a travel direction or along a travel path 810 of the machine body 101.

[0040] Voltando agora à FIG. 12, é descrito um método para controlar um dispositivo de nivelamento móvel 132 de uma máquina de nivelamento 100 tendo um corpo de máquina 101 e uma armação da barra de tração 120 acoplada ao corpo da máquina. Em uma primeira etapa 900, o método inclui receber um comando de entrada do operador de uma interface de entrada de usuário para movimento do dispositivo de nivelamento móvel. Em uma etapa seguinte 910, o método inclui identificar um ângulo atual do dispositivo de nivelamento móvel 132 em relação ao corpo da máquina 101 ou ao trajeto de deslocamento do corpo da máquina 810. Na etapa 920, uma diferença entre o ângulo atual e o ângulo comandado é determinada em que o ângulo comandado é baseado em um comando de entrada do operador. Como mostrado na FIG. 4, o ângulo pode ser medido usando vários sensores de atuador 127. Os sensores de atuador 127 podem ser configurados para medir o movimento de um ou mais componentes da máquina de nivelamento 100 (por exemplo, articulação do assento) durante uso dos mesmos. Isso pode incluir um ou mais indicadores de uma posição relativa de um componente no que se refere ao corpo da máquina, por exemplo. Alternativamente, os sensores de atuador 127 podem medir as características operacionais da armação da barra de tração e do dispositivo de nivelamento. Os sensores de atuador podem ser qualquer dispositivo capaz de medir rotação, inclinação e/ou guinada do dispositivo de nivelamento a partir de uma posição/ponto/orientação de referência, indicando um movimento medido. Se os atuadores forem cilindros hidráulicos de dupla ação ou atuadores lineares, os sensores do atuador podem medir o movimento de cada respectivo atuador. O sensor de atuador pode medir o comprimento e/ou movimento para medir um estado posicional. Os sensores do atuador podem ser concebidos ou incluídos de outra forma como qualquer dispositivo capaz de medir um ou mais comprimentos de atuador correspondente e proveem entrada de sensor indicativa de um ou mais comprimentos medidos. Deve-se perceber que os atuadores podem ser concebidos como outros atuadores de tipo adequado.[0040] Returning now to FIG. 12, a method for controlling a movable leveling device 132 of a leveling machine 100 having a machine body 101 and a drawbar frame 120 coupled to the machine body is described. In a first step 900, the method includes receiving an operator input command from a user input interface for movement of the movable leveling device. In a next step 910, the method includes identifying a current angle of the movable leveling device 132 relative to the machine body 101 or the travel path of the machine body 810. In step 920, a difference between the current angle and the angle commanded angle is determined in that the commanded angle is based on an operator input command. As shown in FIG. 4, the angle may be measured using a plurality of actuator sensors 127. The actuator sensors 127 may be configured to measure the movement of one or more components of the leveling machine 100 (e.g., seat pivot) during use thereof. This may include one or more indicators of a component's relative position with respect to the machine body, for example. Alternatively, the actuator sensors 127 may measure the operating characteristics of the drawbar frame and the leveling device. Actuator sensors may be any device capable of measuring rotation, pitch and/or yaw of the leveling device from a reference position/point/orientation, indicating a measured movement. If the actuators are double-acting hydraulic cylinders or linear actuators, the actuator sensors can measure the movement of each respective actuator. The actuator sensor may measure length and/or movement to measure a positional state. Actuator sensors may be designed or otherwise included as any device capable of measuring one or more corresponding actuator lengths and providing sensor input indicative of one or more measured lengths. It should be realized that actuators can be designed like other actuators of suitable type.

[0041] Em seguida, nas etapas 930a e 930b, o movimento do dispositivo de nivelamento móvel é acionado. Isso inclui estender ou retrair os atuadores (126, 128, 129, 150, 206, 212) acoplados ao dispositivo de nivelamento móvel 132 e ao corpo da máquina 101 em um relacionamento sincronizado para obter o movimento do dispositivo de nivelamento alvo 415 usando um primeiro padrão de controle 550 ou um segundo padrão de controle 650. O primeiro padrão de controle 550 inclui mover o dispositivo de nivelamento móvel com comando de entrada do operador para cada atuador. O segundo padrão de controle inclui mover o dispositivo de nivelamento móvel com o comando de entrada do operador para pelo menos um atuador e um ajuste automático de pelo menos outro atuador com base em um cálculo, o cálculo incluindo o ajuste de pelo menos outro atuador para manter um ponto no dispositivo de nivelamento móvel estacionário em relação ao corpo da máquina ou à superfície do solo, uma vez alterado para um ângulo comandado, conforme indicado pelo movimento do dispositivo de nivelamento alvo, move o dispositivo de nivelamento móvel 415 em modo manual. O segundo padrão de controle 650 move o elemento de nivelamento 132 automaticamente enquanto mantém um ponto (por exemplo, 516 ou 518) no dispositivo de nivelamento móvel 132 estacionário em relação ao corpo da máquina 101 ou à superfície do solo 105.[0041] Then, in steps 930a and 930b, the movement of the movable leveling device is activated. This includes extending or retracting the actuators (126, 128, 129, 150, 206, 212) coupled to the movable leveling device 132 and the machine body 101 in a synchronized relationship to obtain movement of the target leveling device 415 using a first control pattern 550 or a second control pattern 650. The first control pattern 550 includes moving the movable leveling device with operator input command for each actuator. The second control pattern includes moving the movable leveling device with the operator's input command to at least one actuator and an automatic adjustment of the at least one other actuator based on a calculation, the calculation including adjusting the at least one other actuator to maintaining a point on the mobile leveling device stationary relative to the machine body or ground surface, once changed to a commanded angle, as indicated by movement of the target leveling device, moves the mobile leveling device 415 in manual mode. The second control pattern 650 moves the leveling element 132 automatically while keeping a point (e.g., 516 or 518) on the movable leveling device 132 stationary relative to the machine body 101 or the ground surface 105.

Claims

Leveling machine for leveling a ground surface, characterized by the fact that it comprises:
a machine body;
a drawbar frame coupled to the machine body;
a circle member coupled to the drawbar frame;
a tilt frame coupled to the circle member;
a movable leveling device coupled to the tilt frame, the movable leveling device including an upper portion, a lower portion, a left reference point on a left portion and a right reference point on a right portion;
a drive arrangement coupled to the drawbar frame and the circle member for rotating the same about a geometric axis of the circle;
a right lifting pivot arrangement coupled to the drawbar frame for lifting the right portion of the drawbar frame with a right lifting actuator;
a left lifting pivot arrangement coupled to the drawbar frame for lifting the left portion of the drawbar frame with a left lifting actuator; a circle member lateral displacement linkage arrangement coupled to the drawbar frame for lateral displacement of the drawbar frame with a circle member lateral displacement actuator; a leveling device lateral displacement actuator;
a tilt actuator coupled to the upper portion of the movable leveling device;
a user interface; It is
a control system configured to receive a user interface input command for a movement of the target leveling device and extend or retract one or more of a right lift actuator, a left lift actuator, a limb lateral shift actuator circle, a leveling device lateral displacement actuator and the drive arrangement in a synchronized relationship to obtain movement of the target leveling device using a first control pattern or a second control pattern.

Leveling machine according to claim 1, characterized by the fact that the first control pattern is carried out with the input command for each actuator, and the second control pattern is carried out with the input command for at least one actuator and a calculation to automatically adjust at least one other actuator to obtain movement of the target leveling device.

Leveling machine according to claim 1, characterized in that the movement of the target leveling device is a lateral displacement of the movable leveling device;
the first control pattern actuating movement of the movable leveling device along a transverse slope connecting the left reference point and the right reference point actuating the lateral displacement actuator of the leveling device; It is
the second control pattern actuating the movement of the lateral movable leveling device relative to the machine body while maintaining cross slope and a height of the left reference point and the right reference point relative to the ground surface.

Leveling machine according to claim 1, characterized in that the movement of the target leveling device is a lateral displacement of the movable leveling device; the first control pattern actuating movement of the movable leveling device along a lower edge of the movable leveling device, the lower edge of the movable leveling device defining a transverse slope; and the second control pattern actuating movement of the lateral movable leveling device relative to the machine body while maintaining a height of the left reference point and the right reference point relative to the ground surface.

Leveling machine according to claim 1, characterized in that the movement of the target leveling device of the movable leveling device is in a rolling direction;
the first control pattern actuating the left lift actuator while keeping the right lift actuator stationary; It is
the second control pattern actuating the left lifting actuator while maintaining the right reference point at the same height in relation to the machine body to obtain the movement of the target leveling device.

Leveling machine according to claim 1, characterized in that the movement of the target leveling device of the movable leveling device is in a tilting direction;
the first control pattern actuating the tilt actuator; It is
the second control pattern actuating one or more of the drive arrangement, the left lift actuator, the right lift actuator, the tilt actuator, the circle member side shift actuator, and the circle member side shift actuator. leveling while a lower edge of the movable leveling device remains stationary with respect to the machine body.

Leveling machine according to claim 1, characterized by the fact that the movement of the target leveling device of the movable leveling device is in a yaw direction;
the first control pattern actuating the drive arrangement to rotate the circle member about the axis of the circle; It is
the second control pattern actuating one or more of the drive arrangement, the left lift actuator, the right lift actuator, the tilt actuator and the side shift actuator of the circle member to rotate the movable leveling device around of a central geometric axis of the movable leveling device.

Leveling machine according to claim 1, characterized in that the first control pattern actuates the movement of the movable leveling device with respect to the machine body and the second control pattern actuates the movement with respect to a direction of travel. of the machine body.

Leveling machine according to claim 1, characterized in that the movement of the target leveling device is an elevation of the movable leveling device; wherein the first control pattern actuates the left lift actuator and the right lift actuator simultaneously; and the second control pattern actuates one or more of the drive arrangement, the left lift actuator, the right lift actuator, the tilt actuator and the side shift actuator of the circle member to raise the left reference point and the right reference point.

Method for controlling a movable leveling device of a leveling machine, the leveling machine having a machine body and a drawbar frame coupled to the machine body, characterized in that the method comprises:
receiving an operator input command from a user input interface for movement of the mobile leveling device;
identifying a current angle of the leveling device movable by the controller relative to the machine body or the travel path of the machine body;
calculating a difference between the current angle and a commanded angle, the commanded angle based on the operator's input command for a movement of the target leveling device;
actuate movement of the movable leveling device with a controller by extending or retracting one or more actuators coupled to the movable leveling device and the machine body in a synchronized relationship to obtain movement of the leveling device to the commanded angle using a first pattern of control or a second control pattern,
wherein the first control pattern includes moving the movable leveling device with operator input command to each actuator and the second control pattern includes moving the movable leveling device with operator input command to at least one actuator and one automatic adjustment of the at least one other actuator based on a calculation, the calculation including adjusting the at least one other actuator to maintain a point on the movable leveling device stationary with respect to the machine body or the ground surface once changed to the angle commanded.

Method according to claim 10, characterized in that the actuators comprise one or more of a drive arrangement for rotating the circle member about an axis of the circle, a right lifting actuator, a left lifting actuator , a circle member sideshift actuator, a leveling device sideshift actuator, and a tilt actuator.

Method according to claim 11, characterized by the fact that the operator's input command is a lateral displacement of the mobile leveling device; the first control pattern moving the movable leveling device along a lower edge of the movable leveling device by actuating a lateral displacement actuator of the leveling device; and the second control pattern moving the movable leveling device laterally relative to the machine body or the travel path of the machine body while maintaining the point height stationary.

Method according to claim 11, characterized by the fact that the operator input command is a bearing of the movable leveling device about a geometric axis x extending in a front-to-rear direction of the movable leveling device,
the first control pattern actuating the right lift actuator and the left lift actuator to rotate around the x axis; It is
the second control pattern actuating one or more of the right lifting actuator, the left lifting actuator, the circle member sideshift actuator, the leveling device sideshift actuator, and the drive arrangement while maintaining a corner bottom of a lower edge of the stationary mobile leveling device.

Method according to claim 11, characterized in that the movement of the target leveling device of the movable leveling device is in the tilt direction; the first control pattern actuating the tilt actuator; and the second control pattern moving the actuator while maintaining a relatively stationary bottom-left and bottom-right height.

Method according to claim 11, characterized in that the movement of the target leveling device of the mobile leveling device is in the yaw direction; the first control pattern actuating the drive arrangement thereby moving a circle member about an axis of the circle; and the second control pattern actuating movement of the movable leveling device to rotate about the central axis of the movable leveling device.