CN102530728A - 具有移动式操作单元的工程机械和移动式操作单元 - Google Patents

Abstract

一种工程机械、特别是起重机或者土方机械，具有至少一个移动式操作单元，用于监控和/或控制工程机械，其中，一个或多个发射单元设置在工程机械上，该发射单元与至少一个移动式操作单元的读取单元共同作用，由此借助移动式操作单元激活工程机械的与位置相关的监控功能和/或控制功能。

Description

具有移动式操作单元的工程机械和移动式操作单元

技术领域

本发明涉及一种工程机械、特别是起重机或者土方机械，具有至少一个移动式操作单元，用于监控和/或控制工程机械。

背景技术

众所周知，要通过远程控制装置来操作工程机械、特别是起重机。根据DE 202004008083U1，起重机操作员及其移动式远程控制装置必须位于安装在起重机上的接收单元的附近区域中。在远程控制装置上有一个信号传感器，用于将已实行的控制指令传输至起重机的接收单元。然而，该设计变型只在起重机上只需要一个单独的接收单元时才有效果。如果需要多个接收单元，以便实现例如到多个位置的信号传输，则该解决方案会导致成本急速上升。

起重机操作员如果借助远程操作装置实施起重机的操作，就必须停留在安全的位置，这是同业工伤事故保险联合会的要求。因此强制性地以目视检验待操作的起重机运动或者说以其作用范围为前提。该措施不仅仅用于起重机操作员的个人防护，还应同样保护未参与的第三方免遭可能的危险。对于当前的解决方案，起重机驾驶员为了满足上述要求，必须确认远程操作装置中由起重机制造商预设的位置。

此外，根据DE 102008047425A1可知，借助远程操作装置的起重机运动的可实施性与起重机操作员的特定的停留位置有关。

具有相对较小的显示单元的手持远程操作装置的特性为，并非所有可控功能均能显示在显示单元上。因此，使用菜单树实现辅助措施。操作界面被划分为一个主菜单，其具有多个相互衔接的子菜单，以便将多个选择项构造得基本一目了然。当然，要通过远程操作装置控制的功能越多，就需要越多的子菜单，显示对于起重机操作员来说就会迅速变得不一目了然。特别是，很难总览操作员正位于菜单结构的哪一级，如何从当前可用的级尽快达到目标级。

要考虑的是，会在变换的、具有极其不同的地区条件的使用地点使用工程机械、例如起重机。不可能根据定义的空间条件对发射器和接收器进行相互校准。始终存在不同的参考标准。

另外，在此所述工程机械通常在户外使用。因此，还要计算不同的干扰因素。

发明内容

本发明的目的在于进一步改进之前所述的解决方案，以排除所述的问题，而无需在此过程中顾及到不能承担的成本增长。

通过根据权利要求1所述特征的工程机械可以实现该目的。据此，该工程机械包括至少一个移动式操作单元，其适用于监控和/或控制工程机械。根据本发明，一个或多个发射单元设置在工程机械上，该发射单元与移动式操作单元的读取单元共同作用。因此，固定到工程机械上的发射单元发射一个信号，可借助移动式操作单元的读取装置对其进行读取。根据收到的信号，实现工程机械的相应监控功能和/或控制功能的与位置相关的激活，其可借助操作单元实施。

接下来的借助于移动式操作单元对工程机械的操纵，即将控制指令/操纵信号传输到工程机械的驱动装置，通常可任意实施，并且在考虑到根据本发明的技术方案时并不重要。本发明应只说明解决方案，该解决方案提供了移动式操作单元的监控功能或者说控制功能的与位置相关的限制。

与DE 202004008083U1相反，成本不高的发射单元被多次安装到工程机械上。成本高的读取装置只单次安装到工程机械的每个移动式操作单元上。这展示了开头所述目的的类似的创新和成本优化的解决方案。

发射单元适宜地包括至少一个集成的被动型发射机应答器。该发射机应答器一旦被读取装置激发或触发，就发射相应的信号。因此，该发射机应答器只在需要时进行发射，以便将能量消耗保持在尽可能低的水平。

该发射单元也可包括至少一个发射开关，其在相应的开关操作后发送所需信号。可以从操作或者移动开关时的压力脉冲中获得此类开关的能源。也可能通过太阳能为该开关供电。

优选方式为，不同的发射单元分别具有集成发射机应答器或发射开关，分布在整个工程机械范围内并安全固定。发射单元的固定特别是形状配合实现的，借助专用工具可拆卸地可安装或者已安装到工程机械上。可拆卸的连接可能性保证了具有发射单元的工程机械的灵活的装配，其可根据使用地点的相应要求进行调试。此外，现有工程机械允许简单地、低成本地进行加装。

在本发明的一个优选的实施方案中，至少一个发射单元被安装到下车和/或上车上。在起重机这一工程机械实施方式的情况下，优选将至少一个发射单元合理地固定到悬臂系统上。一般而言，允许将发射单元安装到可能的工程机械装备物品上。相应发射单元的安装与工程机械相应待激活的监控功能或者说控制功能有关。起重机操作员为了实施机器功能必须占据的位置在一定程度上可以被限定到发射单元的接收范围。例如，将发射单元安装到悬臂系统上，会导致悬臂系统的摆动运动或者说伸缩运动只可在发射单元相应的接收范围内，借助移动式操作单元实施。

有利的是，至少一个移动式操作单元具有至少一个存储介质，用于存储表征一个或多个机床功能的数据记录。这些数据记录通常包括关于在发射单元范围内待激活的工程机械控制部件的具体信息。数据记录可以优选地包括关于一个或多个机器功能的信息。然而，至少一个发射单元的存储单元也可能存储多个数据记录，其借助移动式操作单元激活工程机械的多个装备物品的操作。所存储的数据记录可通过移动式操作单元的读取装置读取，间接/直接导致激活数据记录所属的监控功能和/或控制功能。

为了评估已读取的数据记录，移动式操作单元适宜地具有至少一个处理单元。该处理单元根据接收的数据记录，确定相应的独特机器功能，并且在定义的机器功能的移动式操作单元上激活相应的监控功能/控制功能。

优选方式为，移动式操作单元包括至少一个显示单元，其实现已激活的监控功能和/或控制功能的清晰的菜单显示。关于这一点，特别合理的是，根据通过处理单元可用的评估结果，菜单结构能显示在显示单元上。其特别提供了该优点，即通常的小型显示单元不必持久显示包括所有监控功能和/或控制功能的完整的菜单结构。取而代之的是，仅显示根据起重机操作员的位置已激活的监控功能和/或控制功能，由此促进清晰性。这引起移动式操作单元操作人体工程学的显著提高。

有必要进行在移动式操作单元和发射单元之间的持续的和/或定期的数据交换，以促使持久的功能激活，这可以是合理的。由于安全技术原因，一定机器功能的操作可以被限定到发射单元的相应的接收范围，以将对操作员以及施工现场内未参与的第三方的潜在危险尽可能降到最低。

在发射单元和移动式操作单元之间的单次数据交换也已足够激活相应的与位置相关的监控功能和/或控制功能。主要是激活被限定到可定义的时间间隔上。因此，操作员必须仅单次停留在发射单元的接收范围内，以持久或限定到特定时间间隔地激活监控功能和/或控制功能。操作员的移动自由空间由此不会再受限制。

在本发明的一个尤其优选的实施方案中，为每个发射单元特别确定，是否需要为激活进行持续数据交换或者说单次数据交换。因此，可以为任意机器功能特别确定激活规则，并将其保存到相应的发射单元数据记录中。该移动式操作单元根据已读取的数据记录，识别是否只可能在接收范围内进行激活，或者应在任意位置是有效的。

可能的是，至少一个移动式操作单元的读取装置的接收范围被限定为5cm到50cm之间的半径。如果为了激活，要求在发射单元和读取装置之间进行持久的数据传输，则扩展接收半径就是合理的，以便不会没有必要地限制操作员的移动自由空间。

优选地可以设置为，即至少一个操作单元这样设计，从而能选择性地实现监控功能和/或控制功能的可选择的手动激活。这特别在特定部件、特别是发射单元损坏的情况下是合理的，以避免移动式操作单元完全损坏。

此外，本发明针对用于工程机械的监控和/或控制的移动式操作单元。该移动式操作单元根据之前所阐述的实施可能中的任一项来实施。因此，该移动式操作单元根据本发明包括至少一个读取装置以及优选一个处理单元，其根据接收的信号，促使特定监控功能和/或机器功能的与位置相关的激活。该移动式操作单元明显具有与之前所阐述工程机械同样的优点和特性，因此不再进一步说明。

附图说明

本发明的其它的优点和特性来自附图中显示的实施例。图中示出：

图1示出位于运输位置的自走式起重机，其根据本发明设计实施，

图2示出根据本发明的发射单元的示意性视图，

图3示出根据本发明的移动式操作单元的示意性视图，

图4示出另一个移动式操作单元的视图，和

图5示出根据本发明的移动式操作单元的菜单树的示例性视图。

具体实施方式

图1示出根据本发明的位于运输位置的自走式起重机的侧视图。此时，起重机的具体的设计型式无关紧要。另外还应注意，基本的发明思想一般可用于每个种类的工程机械。

所示出的自走式起重机2也具有多个发射单元1，这些发射单元被安装到自走式起重机2上的相应待定义的位置上。在显示的实施例中，两个发射单元1a，1c被固定到自走式起重机2的下车上，而发射单元1d被设置到上车上，发射单元1b被设置到车辆座舱上。

在图2中，示意性显示了发射单元1的一个可能的实施方案。根据图2a的发射单元1，也被称作“Pille”，由一个壳体构成，该壳体包括集成的被动型发射机应答器1’。一旦发射机应答器通过外部装置、例如该读取装置被激发，被动型发射机应答器1’就发射相应的信号。

可替换地，根据图2b，发射单元1在被动型发射机应答器1’的位置上也可以具有发射开关20。如果发射开关20通过其开关机构30由一个力、特别是一个操作人员进行操作，则开关20的发射单元40开始发出相应的信号。可以从在操作开关机构30或任意开关运动时的压力脉冲中得到用于此类开关20的能源50。也可借助太阳能为开关20馈电。

此外，每个发射单元1包括至少一个存储介质，在其中保存有表征自走式起重机2的特定机器功能的数据记录。发射单元1在起重机2上的固定通过形状配合并且利用专用工具借助连接可能7实现。

发射单元1b携带例如一个至关重要的数据记录，其对于监控和操纵上车11或悬臂系统8、特别是摆动气缸9是必需的。与此相对，发射单元1c存储对于激活支承自动装置10的操纵功能必需的相应的数据记录。

在图1的实施例中，起重机操作员为了执行特定的起重机运动，必须借助移动式操作单元4，4’占据已定义的且不危险的位置，而之后会根据图3，4进一步描述所述移动式操作单元。为此，起重机操作员连同移动式操作单元4进入起重机上预设的位置。在该位置上，也安装有发射单元1连同集成的发射机应答器1’或发射开关20。如果操作单元4位于发射单元1的附近区域中，则操作单元4的读取装置3可以读取发射单元1的数据记录，并将其转发至操作单元4的处理单元5。

移动式操作单元4的一个可能的实施方案可以参见图3的示意性视图。操作单元4包括单个操作元件7，其确定用于输入特殊控制指令。此外，操作单元4包括之前已提及的处理单元5以及用于读取发射单元1的数据记录的读取装置3。

因为处理单元5基于接收的数据记录，收到关于待激活的起重机运动的信息，所以可以专门启用并甚至预配置特定的操作元件7。如果可能从一个位置出发进行多个起重机运动，则相应的发射单元1在存储介质中含有多个数据记录。已存储的数据记录由操作单元4的读取装置3进行读取，并由处理单元5相应地解释说明，以致多个不同的起重机运动被激活。

在实施例中，在读取装置3和发射单元1之间从5cm到最大50cm的最大间距是必要的。为了保持起重机操作员的自由移动，将数据从发射单元1单次传输至操作单元4已经足够。在实施起重机运动时，没有必要进行在发射单元1和读取装置3之间的持续的或者定期的数据转移，以维持激活。可能可以设置为，激活可被限定到一个可定义的时间间隔上，以便在单次读取发射单元1的数据后时间限定地激活相应的起重机运动。

但是，在技术上以及为了继续提高安全性，也可以要求在发射单元1和读取装置3之间的持续的和定期的数据转移，以促使机器功能的持续激活。但是在这种情况下，需要在数据传输过程中，在发射单元1和读取装置3之间有更大的可能间距，以便为起重机操作员实现符合人体工程学的工作。

图4示出移动式操作单元4’的另一个实施可能，其与图3中的操作单元4相比，具有光学显示单元6。该显示单元6用于显示菜单结构，其列出自走式起重机2的可执行的监控功能和控制功能。该菜单项可以通过操作介质和/或通过设计为触摸灵敏的显示单元进行操作。该菜单结构使用具有主菜单以及从属的子菜单的菜单树。操作单元4’的其它的技术实施方案保持与操作单元4类似。

由于处理单元5具有关于待实施的起重机运动的知识，或根据已读取的数据记录对其进行评估，因此，它可以立即为显示单元6准备好必需的子菜单。不再有必要投入高地走过菜单树达到相应的包括在位置上已激活的监控功能和控制功能的子菜单。起重机操作员可以没有时间延迟地开始起重机运动。也可以为开关预配置特殊的必要功能。

在接下来的起重机运动中，实现相同的操作步骤。不需要繁琐地返回主菜单，以从那里到达目标子菜单。

如果允许一个位置上的多个起重机运动，则该读取装置从相应的发射单元1收到多个数据记录，这些数据记录由处理单元5进行解释说明。在这种情况下，处理单元5这样操纵显示单元6，使例如立即显现最可能的菜单。也可设想具有子菜单的主菜单。但优点在于，只有较低数量的子菜单是必要的，并始终保持清晰性。

尽管在损坏时一度无法进行数据传输，但仍可通过一定的菜单输入实现所需功能，以激活所希望的起重机运动。

图5a到5c示出可能能显示的菜单结构的实例。当操作单元4’进入发射单元1a的发射范围内时，通过根据本发明的系统，操作单元4’的显示单元6立即跳至例如图5a中的子菜单项1.1.4.1。显示的菜单项代表已激活的起重机运动。如果起重机操作员带着发射单元1b移动至下一位置，则显示单元6直接跳至子菜单项2.2.2。在发射单元1c的接收范围内，实现显示单元6到子菜单3.1的切换。

起重机操作员因此不必要通过完整的菜单范围繁琐地工作，取而代之的是，分别显示当前激活的用于操纵或者说监控自走式起重机2的菜单。

本发明实现在操作自走式起重机2时明显的时间节省。此外，起重机操作员的位置已被严格定义，以使得通过待实施的起重机运动不会造成对他的危险。此外，固定的位置确定为相应的起重机操作提供了一个可能性，保证起重机操作员对于待实施的起重机运动有尽可能好的视野。因此，未参与的人员在施工现场的潜在危险也尽可能地被排除。

Claims (11)

1.一种工程机械、特别是起重机或者土方机械，具有至少一个移动式操作单元，用于监控和/或控制所述工程机械，其特征在于，一个或多个发射单元设置在所述工程机械上，所述发射单元与至少一个移动式操作单元的读取单元共同作用，由此借助所述移动式操作单元激活所述工程机械的与位置相关的监控功能和/或控制功能。

2.根据权利要求1所述的工程机械，其特征在于，所述发射单元包括被动型发射机应答器和/或优选是无源的发射开关。

3.根据前述权利要求中任一项所述的工程机械，其特征在于，至少一个发射单元形状配合地借助专用工具与工程机械能连接或者说已连接。

4.根据前述权利要求中任一项所述的工程机械，其特征在于，至少一个发射单元被安装到所述工程机械的下车和/或上车和/或悬臂和/或其它装备物品上。

5.根据前述权利要求中任一项所述的工程机械，其特征在于，至少一个发射单元具有至少一个存储介质，用于存储表征一个或多个机器功能的数据记录，其中所述数据记录能由至少一个移动式操作单元读取，并促使对应于所述数据记录的监控功能和/或控制功能激活。

6.根据前述权利要求中任一项所述的工程机械，其特征在于，至少一个移动式操作单元具有至少一个处理单元，用于评估已接收的一个或多个所述数据记录，并且在所述操作单元的至少一个显示单元上能显示取决于所述处理单元的评估结果的、用于监控/控制所述工程机械的菜单向导。

7.根据前述权利要求中任一项所述的工程机械，其特征在于，为了激活功能，需要在所述移动式操作单元和所述发射单元之间进行持续的和/或定期的数据交换。

8.根据权利要求1至5中任一项所述的工程机械，其特征在于，单次数据交换足以在可定义的时间间隔上激活所述与位置相关的监控功能和/或控制功能。

9.根据前述权利要求中任一项所述的工程机械，其特征在于，至少一个移动式操作单元的读取装置的接收范围被限定为特定的半径、特别是在所述发射单元周围5cm到50cm之间。

10.根据前述权利要求中任一项所述的工程机械，其特征在于，至少一个操作单元这样设计，从而能选择性地实现监控功能和/或控制功能的手动激活。

11.一种用于监控和/或控制根据权利要求1至10中任一项所述的工程机械的移动式操作单元。

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