CN102405320A - 包括绞盘组件以帮助扫雪机在陡坡上的操作的扫雪机；以及操作绞盘组件的方法 - Google Patents

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Abstract

披露了包括绞盘组件以帮助扫雪机在陡坡上的操作的扫雪机以及操作绞盘组件的方法，装配有绞盘组件(10)以帮助扫雪机(1)在陡坡上的操作的扫雪机(1)，具有：框架(2)；用户界面(7)；控制单元(13)；以及绞盘组件(10)，绞盘组件具有：固定至框架(2)的支撑结构(14)，相对于支撑结构(14)围绕轴线(A1)旋转的滚筒(15)，一端固定至滚筒(15)并缠绕在滚筒(15)周围的线缆(16)，用于将滚筒(15)围绕轴线(A1)旋转的执行器组件(27)，以及用于确定滚筒(15)相对于轴线(A1)的位置的传感器(28)，控制单元(13)构造为，根据滚筒(15)的位置和滚筒(15)的几何形状控制线缆(16)。

Description

包括绞盘组件以帮助扫雪机在陡坡上的操作的扫雪机;以及操作绞盘组件的方法
技术领域
本发明涉及一种扫雪机，其包括绞盘组件以帮助扫雪机在陡坡上的操作。
更具体地，扫雪机包括：框架；控制单元；以及所述绞盘组件，所述绞盘组件包括：固定至框架的支撑结构；相对于支撑结构围绕轴线旋转的滚筒；缠绕在滚筒周围的线缆以及用于将滚筒围绕轴线旋转的执行器组件。
背景技术
已知的扫雪机通常还包括用于清洁滑雪斜坡的雪面的犁杆(舵杆，tiller)；以及用于沿着滑雪斜坡移动雪块的雪铲。当在特别陡的滑雪斜坡上操作扫雪机时，将绞盘组件线缆的自由端固定至上坡固定点(uphillanchorage)，以在绞盘组件的帮助下操纵扫雪机，以确保更大的安全性并在牵引损失的情况中防止扫雪机滑动。
然而，已知的扫雪机无法提供适当的线缆控制。
例如，CA2,441,650描述了一种包括绞盘组件的扫雪机，而绞盘组件又包括线缆引导装置，线缆引导装置包括由线缆操作的可移动臂。可移动臂操作执行器，以在滚筒的前方移动线缆引导装置，从而相对于滚筒正确地缠绕/展开线缆。
CA2,441,650中的扫雪机无法消除由线缆的偶然偏离而导致的缺点，并可能导致绞盘组件和扫雪机整体上的故障，此外，臂可能堵塞并产生线缆引导装置的不适当的运动。
CA 2,441,650中的扫雪机还无法执行除了将线缆相对于滚筒定位以外的功能，具有所有以上提到的缺点。
发明内容
本发明的一个目的是，提供一种被设计为消除现有技术的缺点的扫雪机。
本发明的另一目的是，提供一种被设计为改进线缆控制的扫雪机。
根据本发明，提供一种扫雪机，其包括绞盘组件以帮助扫雪机在陡坡上的操作，扫雪机包括：框架；控制单元；以及所述绞盘组件，所述绞盘组件包括：固定至框架的支撑结构；相对于支撑结构围绕轴线旋转的滚筒；缠绕在滚筒周围的线缆；用于将滚筒围绕轴线旋转的执行器组件；以及用于确定滚筒相对于轴线的位置的传感器。控制单元被构造为，根据滚筒的位置和滚筒的几何形状控制线缆。
因此，可以控制缠绕在滚筒上/从滚筒展开的线缆的实际的量，确定滚筒的其上缠绕有线缆/展开了线缆的面积，并由此确定线缆相对于滚筒应处于的位置，特别是当缠绕线缆时。
在本发明的一个优选实施方式中，绞盘组件包括：线缆引导装置，可相对于滚筒移动以将线缆定位在相对于滚筒的给定位置；以及执行器，用于相对于滚筒移动线缆引导装置，所述控制单元构造为，根据滚筒的位置和滚筒的几何形状计算所述线缆引导装置的位置，并根据所计算的位置控制执行器。
由此将线缆在滚筒周围正确地缠绕成螺旋形以及展开。
在本发明的另一优选实施方式中，绞盘组件包括至少一个空转轮，被定位为接触所述线缆并由所述线缆旋转；以及传感器，用于确定空转轮的位置，控制单元构造为，获取滚筒的转速和空转轮的转速，并根据滚筒的转速、空转轮的转速、滚筒的位置以及空转轮和滚筒的几何形状来控制执行器组件。
由此可确定线缆的正确张紧。如果线缆未适当地张紧，那么其无法在空转轮上抓牢，由此空转轮不围绕其轴线旋转。如果不保持线缆拉紧，那么其可能不正确地重新缠绕或甚至由于其自身的弹性而自动地从滚筒展开。
本发明的另一目的是，提供一种操作扫雪机绞盘组件的方法。
根据本发明，提供一种操作绞盘组件以帮助扫雪机在陡坡上的操作的方法，绞盘组件包括：支撑结构；相对于支撑结构围绕轴线旋转的滚筒；以及缠绕在滚筒周围的线缆，该方法包括以下步骤：确定滚筒相对于轴线的位置；并根据滚筒的所确定的位置和滚筒的几何形状控制线缆。
附图说明
参考附图，通过实例描述本发明的非限制性实施方式，其中：
图1示出了根据本发明的扫雪机的侧视图，为了清楚起见，去除了一些部分；
图2示出了图1的扫雪机的细节的更大比例的侧视图，为了清楚起见，去除了一些部分；
图3示出了图1的扫雪机的细节的部分示意性平面图，为了清楚起见，去除了一些部分；
图4示出了图1的扫雪机的细节的更大比例的平面图，为了清楚起见，去除了一些部分。
具体实施方式
在图1中，标号1整体上表示滑雪斜坡扫雪机。
扫雪机1包括框架2；两个履带牵引装置3(在图1中仅示出了一个)；两个驱动轮4(在图1中仅示出了一个)，其功能性地与相应的履带牵引装置3连接；支撑履带牵引装置3的空转轮5；驾驶室6；驾驶室6中的用户界面7；装配至框架2的前部的雪铲8；装配至框架2的后部的犁杆9；装配在框架2的顶部上的绞盘组件10；内燃机11；以及功能性地与内燃机11、驱动轮4、雪铲8、犁杆9和绞盘组件10连接的动力传输装置12。动力传送装置12可以是液压的、电动的，或这两者的组合。
扫雪机1包括控制单元13，控制单元13与用户界面7连接并用于控制扫雪机1和绞盘组件10。
参考图2，绞盘组件10包括：固定至框架2的支撑结构14；装配至支撑结构14以围绕轴线A1旋转的滚筒15；一端固定至滚筒15并缠绕在滚筒15周围的线缆16；可相对于滚筒15移动以当缠绕在滚筒15上/从滚筒15展开线缆16时相对于滚筒15定位线缆16的线缆引导装置17；以及多个空转轮18，19，20，21，22，以旋转方式装配至支撑结构14以沿着给定路径(其沿着支撑结构14)引导线缆16。
支撑结构14是格栅结构，并包括：固定至框架2(图1)并支撑滚筒15、线缆引导装置17和空转轮18的底部23；相对于底部23围绕与轴线A1交叉的轴线A2旋转的顶部24；介于底部23和顶部24之间的枢轴25；以及功能性地与枢轴25连接以相对于底部23围绕轴线A2选择性地旋转顶部24的动力机构26。
参考图3，绞盘组件10包括：功能性地与滚筒15连接以围绕轴线A1沿相反方向旋转滚筒15的执行器组件27；装配至滚筒15以确定滚筒15相对于轴线A1的位置的传感器28；用于引导线缆引导装置17的引导机构29；用于确定线缆引导装置17相对于滚筒15的位置的传感器30；用于相对于滚筒15移动线缆引导装置17的执行器31；以及用于控制执行器31的控制装置32。
在图3的实例中，用于引导线缆引导装置17的引导机构29包括：装配至底部23并平行于轴线A1的轨道33；以及可平行于轴线A1沿着轨道33移动并支撑线缆引导装置17的承载件34。执行器31是线性执行器(在所示实例中，是固定至支撑结构14的底部23并功能性地与承载件34连接的双向作用液压缸)。控制装置32包括两个电磁阀35和36。
在图中未示出的一个替代实施方式中，引导机构包括在CA2,441,650中描述的类型的臂，其支撑线缆引导装置并围绕与滚筒轴线交叉的轴线旋转。
滚筒15包括垂直于轴线A1的两个凸缘37；以及，如图4所示，圆筒形壁38，沿着圆筒形壁38形成有用于容纳线缆16的凹槽39，线缆16在一端40固定至圆筒形壁38。
凹槽39沿着圆筒形壁38大约成螺旋形地缠绕，并且，其特征在于彼此连接的半圆形部分并在于，偏移部分沿平行于轴线A1的方向产生等于凹槽39的间距的一半的移位。以上类型的凹槽39通常叫做Lebus。
线缆16成螺旋形地缠绕在滚筒15周围。也就是说，线缆16的第一层部分地缠绕在凹槽39内，并且线缆16的其它层缠绕在第一层上且具有与凹槽39相同的间距。
如图3所示，绞盘组件10包括用于确定空转轮18的位置的传感器41。
控制单元13构造为控制线缆16，特别是线缆16相对于滚筒15的位置，并控制线缆16的张紧，并且，控制单元13包括存储器42，滚筒15的几何形状和空转轮18的几何形状存储在存储器42中。控制单元13构造为，根据滚筒15的位置和滚筒15的几何形状控制线缆16，其包括凹槽39的类型、滚筒15和凹槽39的尺寸，以及线缆16的缠绕层的数量。控制单元13与用户界面7连接，以将数据输入存储器42中。
滚筒15的位置应该是相对于零参考点的绝对位置，在该位置中，滚筒15处于预定缠绕状态，优选地，线缆16完全缠绕。
在此信息的基础上，控制单元13构造为，根据所计算的位置控制线缆引导装置17的位置，并且，控制单元13由此包括计算模块43，以计算线缆引导装置17相对于滚筒15的位置。
基于由传感器28发出的信号以及滚筒15的几何形状，可将滚筒15的缠绕状态显示在驾驶室6(图1)中的显示器44上。
一旦计算出线缆引导装置17的位置，控制单元13便操作控制装置32，以命令执行器31将线缆引导装置17设置到所计算的位置。
控制单元13还包括比较模块45，以将线缆引导装置17的实际位置与所计算的位置进行比较。用传感器30确定实际位置。当实际位置和所计算的位置之间的差超出给定接受范围时，控制单元13构造为校正线缆引导装置17的实际位置。
控制单元13包括：两个微分模块46，47，以根据由传感器28和41确定的相应位置获取滚筒15的转速和空转轮18的转速；计算模块48，根据滚筒15的几何形状、空转轮18的几何形状和滚筒15的绝对位置，将滚筒15和空转轮18的转速转换成相应的切向速度；以及比较模块49，确定切向速度之间的差是否超出给定阈值。在该情况中，如果滚筒15将线缆16展开，那么控制单元13构造为使滚筒15停止。
当线缆16和空转轮18之间没有滑动时，根据以下等式，相对于空转轮18和滚筒15的切向速度是相等的：
ω18*R18＝ω15*R15
其中：
ω18是空转轮18的转速；
R18是空转轮18的半径；
ω15是滚筒15的转速；
R15是线缆16缠绕的半径，其又是根据滚筒15的绝对位置的。
简单地说，比较可以是这样的类型：ω18＜K(ω15*R15)/R18，其中，K是接受因子。
线缆张紧控制实际上也是根据滚筒15的绝对位置的。
本发明提供能够具有精确的且高度通用的绞盘组件线缆控制的扫雪机。事实上，当缠绕和展开线缆时，该扫雪机能够控制线缆沿着滚筒的位置；该扫雪机能够控制线缆的张紧；并向用户提供线缆缠绕/展开状态的显示。
明显地，本发明还覆盖未在以上详细的公开内容中描述的实施方式，并且覆盖在所附权利要求的保护范围内的等同实施方式。

Claims (13)

1.一种包括绞盘组件以帮助所述扫雪机在陡坡上的操作的扫雪机，所述扫雪机(1)包括框架(2)、控制单元(13)以及所述绞盘组件(10)，所述绞盘组件包括：支撑结构(14)，固定至所述框架(2)；滚筒(15)，相对于所述支撑结构(14)围绕轴线(A1)旋转；线缆(16)，缠绕在所述滚筒(15)周围；执行器组件(27)，用于使所述滚筒(15)围绕所述轴线(A1)旋转；以及传感器(28)，用于确定所述滚筒(15)相对于所述轴线(A1)的位置，所述控制单元(13)被构造为，根据所述滚筒(15)的位置和所述滚筒(15)的几何形状来控制所述线缆(16)。
2.根据权利要求1所述的扫雪机，其中，所述绞盘组件(10)包括：线缆引导装置(17)，能够相对于所述滚筒(15)移动以将所述线缆(16)定位在相对于所述滚筒(15)的给定位置；以及执行器(31)，用于相对于所述滚筒(15)移动所述线缆引导装置(17)，所述控制单元(13)被构造为，根据所述滚筒(15)的位置和所述滚筒(15)的几何形状来计算所述线缆引导装置(17)的位置，并根据所计算的位置来控制所述执行器(31)。
3.根据权利要求2所述的扫雪机，其中，所述绞盘组件(10)包括第二传感器(30)，所述第二传感器(30)用于确定所述线缆引导装置(17)相对于所述滚筒(15)的实际位置，所述控制单元(13)被构造为，将所述实际位置与所计算的位置进行比较，并且，当所述实际位置与所计算的位置之间的差超出给定接受范围时，所述控制单元(13)校正所述实际位置。
4.根据权利要求3所述的扫雪机，包括用于引导所述线缆引导装置(17)的引导机构(29)，所述引导机构(29)包括轨道(33)和承载件(34)，所述承载件(34)以滑动方式装配至所述轨道(33)，所述承载件(34)固定至所述线缆引导装置(17)并且功能性地连接至所述执行器(31)。
5.根据权利要求4所述的扫雪机，其中，所述轨道(33)与所述轴线(A1)平行。
6.根据前述权利要求中任一项所述的扫雪机，其中，所述控制单元(13)包括用于存储所述滚筒(15)的几何形状的存储器(42)。
7.根据权利要求1至5中任一项所述的扫雪机，其中，所述绞盘组件(10)包括：至少一个空转轮(18)，其被定位成与所述线缆(16)接触并由所述线缆(16)旋转；以及第三传感器(41)，用于确定所述空转轮(18)的位置，所述控制单元(13)被构造为，获取所述滚筒(15)的转速和所述空转轮(18)的转速并根据所述滚筒(15)的转速、所述空转轮(18)的转速、所述滚筒(15)的位置以及所述空转轮(18)和所述滚筒(15)的几何形状来控制所述执行器组件(27)。
8.根据权利要求7所述的扫雪机，其中，所述控制单元(13)包括存储器(42)，所述存储器(42)用于存储所述滚筒(15)的几何形状和所述空转轮(18)的几何形状。
9.一种操作绞盘组件以帮助扫雪机在陡坡上的操作的方法，所述绞盘组件(10)包括：支撑结构(14)；相对于所述支撑结构(14)围绕轴线(A1)旋转的滚筒(15)；以及缠绕在所述滚筒(15)周围的线缆(16)，所述方法包括以下步骤：确定所述滚筒(15)相对于所述轴线(A1)的位置；以及根据所述滚筒(15)的所确定的位置和所述滚筒(15)的几何形状来控制所述线缆(16)。
10.根据权利要求9所述的方法，包括以下步骤：根据所述滚筒(15)的所确定的位置和所述滚筒(15)的几何形状来计算所述线缆引导装置(17)的位置；以及根据所计算的位置来控制所述线缆引导装置(17)的位置。
11.根据权利要求10所述的方法，包括以下步骤：确定所述线缆引导装置(17)相对于所述滚筒(15)的实际位置；将所述线缆引导装置(17)的实际位置与所计算的位置进行比较；以及当所述实际位置与所计算的位置之间的差超出给定接受范围时，校正所述线缆引导装置(17)的实际位置。
12.根据权利要求9至11中任一项所述的方法，包括以下步骤：获取所述滚筒(15)的转速以及空转轮(18)的转速，所述空转轮(18)被定位为与所述线缆(16)接触并由所述线缆(16)旋转；以及根据所述滚筒(15)的转速、所述空转轮(18)的转速、所述滚筒(15)的位置、所述滚筒(15)的几何形状以及所述空转轮(18)的几何形状来控制所述执行器组件(27)。
13.根据权利要求12所述的方法，包括以下步骤：当所述空转轮(18)的转速低于参考参数时，使所述滚筒(15)停止，所述参考参数是所述滚筒(15)的转速、所述滚筒(15)的几何形状以及所述空转轮(18)的几何形状的函数。
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