CN107532403A - 在施工机器中自动坡度控制系统的自动校准 - Google Patents

在施工机器中自动坡度控制系统的自动校准 Download PDF

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Abstract

诸如沥青铺设机的路面铣刨机的施工机器具有自动坡度和斜度控制系统，自动坡度和斜度控制系统造成该机器相对于参考维持预选坡度和斜度而不需要大量操作者输入。校准系统采用校准控制器来校准自动坡度和斜度控制系统。校准控制器使电流发送到阀，阀操作线性促动器，线性促动器可以用来改变施工机器框架姿势。校准控制器在迭代过程中使用来自至少一个传感器诸如高度测量传感器或斜度测量传感器的反馈，迭代过程确定造成施工机器框架姿势变化所需的最小电流。一旦确定了这个最小值，这种系统将建立自动坡度和和斜度控制系统的最佳设置来改进其效率并且造成其更平稳地操作。

Description

在施工机器中自动坡度控制系统的自动校准
相关申请的交叉引用
本申请要求保护在2015年2月11日提交的美国临时专利的申请第62/114,656号权益。
技术领域
本发明涉及一种用于自动校准诸如铣刨机或沥青铺设机等施工机器的自动坡度控制系统的系统和方法。更具体而言，本发明包括用于自动确定造成施工机器的横向和/或纵向姿势变化所需的最小电流的系统和方法。
背景技术
道路施工通常由施工机器来执行，施工机器承载施工器械并且沿着道路行进。在路面铣刨机和铺设机的操作中，施工器械的横向斜度和/或纵向坡度相对于道路的控制是至关重要的。因此，常规道路施工机器包括坡度和斜度控制，可以使用坡度和斜度控制来确保施工器械将安置在并且将保持安置在沿着被施工的道路和横穿被施工的道路的所希望的高度。
道路修补常常通过用新的混凝土、沥青或其它修筑路面材料层(常常被称作整平层)覆盖现有铺面(无论是混凝土还是沥青组成)来实现。然而，在没有先前表面处理的情况下，这种修补方法通常导致不充分量的铺面材料施加于有车辙、坑坑洼洼或由于其它原因损坏的区域，因为加辅层将以与未受损的区域每单位道路宽度相同的速率施加于损坏的区域(在该宽度上，其具有更大深度)。因此形成的先前损坏的区域的加辅层中减小的密度将相对快速地导致再次出现的车辙或其它磨损损坏。然而，通过将损坏的铺面的表面铣刨成平坦表面，可以将移除损坏的区域使得新添加的铺面将在道路的整个宽度上具有均匀厚度。此外，重新铺面技术包括铣刨旧铺面的厚度并且用新铺面的等效高度来替换旧铺面的厚度，这种重新铺面技术将使道路高度返回到其初始高度，而将整平层放置于损坏铺面顶部上将倾向于升高路面或其某些部分高于其原始高度。这将可能需要升高路肩、护栏和井盖并且调整天桥空隙，如果采用适当铣刨技术，所有这些都不是必需的。在重新铺面之前使用铣刨也可以允许易于形成适当道路坡度和斜度，并且因此避开排水系统和安全问题。而且，铣刨通常提供粗糙表面，粗糙表面易于接受并且结合新沥青或其它路面罩面。最后，铣刨可以提供能回收以在新铺面材料生产中使用的原料。
铣刨机器通常为轮式或者履带驱动的车辆，其具备旋转工作鼓，旋转工作鼓包括多个切割齿。鼓安装于在机器框架上的外壳中，并且适于在机器沿着道路前移时降低以接触路面并且绕水平轴线旋转以便切入到表面内所希望的深度。通常，铣刨机器还包括输送机系统，输送机系统被设计成将已由旋转鼓从道路切割的铣刨材料运送到机器前部、后部或旁侧的位置以沉积到卡车中，以便从铣刨地点移除。一个或多个喷杆通常安装于输送机上并且在鼓外壳内侧使得可喷水以控制在铣刨过程中生成的灰尘和热量。此外，可以提供真空系统以辅助移除在铣刨过程中生成的灰尘。提供可转向履带或轮驱动组件以驱动机器使之沿着所希望的铣刨路径转向。用来驱动机器和用来使其系统操作的动力通常由柴油机提供。
铣刨机的履带或轮驱动组件通常安装于竖直立柱的底部，并且承载铣刨鼓的框架通常可以在立柱上向上和向下调整以相对于上面搁置了履带或轮驱动组件的表面改变铣刨鼓的切割深度。设置线性促动器以相对于立柱来移动框架，并且设置传感器来扫描道路表面以提供关于铣刨鼓和框架相对于待铣刨的表面的位置的准确信息。常规铣刨机包括坡度和斜度控制系统，可以使用坡度和斜度控制来确保铣刨鼓将被安置在沿着被施工的道路和横穿被施工的道路的所希望的高度。平整的铣刨表面对于获得平滑并且平整的铺设表面是至关重要的。
当完成了铣刨操作时，用沥青材料铺设道路的常规过程通常用铺设机来实施，铺设机由多辆供应卡车和/或材料转移车辆供应沥青材料。铺设机一般是自推进式的且由轮式或履带式的驱动系统予以驱动。在常见类型的铺设机中，沥青接收料斗位于机器前端以从卡车或材料转移车辆接收沥青材料，通常由位于沥青接收料斗下方的一个或多个板条式输送机组成的料斗输送机将沥青材料从料斗转移到横向分布螺旋推送器，横向分布螺旋推送器安装于机器后部附近。沥青材料由分配螺旋推送器沉积于并且横跨于道路或其它待铺设的表面沉积。位于机器后端处在分配螺旋推送器后方的浮动式找平件压实沥青材料并且形成沥青垫。浮动式找平件由一对牵引臂附连到铺设机上，并且线性促动器通常设置于每个牵引臂前方以调整浮动式找平件的高度。
如已经提到的那样，已知提供用于调整和控制前立柱上的框架姿势(和因此铣刨鼓的高度和斜度)的系统，前立柱支承铣刨机的驱动组件。还已知提供用于调整和控制沥青铺设机的找平件的姿势的类似系统。通常设置两个闭环控制系统，一个用于铣刨机的左前立柱或者铺设机的左前牵引臂，并且另一个用于右前立柱或右前牵引臂。每个系统包括深度测量传感器，深度测量传感器测量从道路表面到施工机器框架上参考点的距离，并且操作者可以将信号传输到前位置中每一个上的线性促动器以调整铣刨鼓或找平件离道路表面的距离。这些线性促动器中每一个由电动阀操作，并且造成阀操作线性促动器以便影响施工机器框架姿势所需的最小电流显著变化。需要校准这种系统以设置用于每个线性促动器的这种最小电流以便确保姿势控制系统的平稳和高效操作。然而，在开始铣刨或铺设操作之前，以常规方式校准常规的用于坡度和斜度控制的系统是耗时的。而且，用于姿势控制系统的常规校准技术需要大量的操作者训练。
希望设置一种自动系统以确保用于施工机器的坡度和斜度控制系统的校准能快速地并且由最少培训的操作者来实现。
本发明的优选实施例的优点
本发明的优选实施例的优点在于其提供一种自动校准用于施工机器的坡度和斜度控制系统的系统。本发明的额外的目的和优点将通过检查附图和后面的描述变得更加显然。
术语说明
在描述本发明的语境中使用术语“一”、“该”和“所述”和类似术语应被理解为涵盖单数和复数，除非在本文中另外描述或者清楚地与上下文相矛盾。除非上下文有其它解释，术语“包括”、“具有”和“包含”应被理解为开放式术语(即，表示“包括，但不限于”)。术语“基本上”、“大体上”和其它程度词语是相对修饰词，其计划用于表示相对于这样修饰的特征可容许变化。使用这些术语来描述本发明的物理或功能特征并无意图限制这些特征为这些术语所修饰的绝对值，而是提供这些物理或功能特征值的近似。本文所描述的所有方法可以以任何合适次序执行，除非在本文中另外规定或者由上下文清楚地表示。
在本文中使用任何和所有示例或示例性语言(例如“诸如”和“优选地”)仅计划用来更好地说明本发明和其优选实施例，并且不会对本发明的范围施加限制。在说明书中的任何内容不应被理解为表示任何元件对于实践本发明至关重要，除非具体地这样陈述。在本文中具体地定义了若干术语。这些术语将被给予与这些定义一致的其最广泛可能的解释，如下：
术语“上方”、“上部”和类似术语当关于铣刨机器或者铣刨机器的部件使用时指远离上面放置机器以进行操作的表面的相对位置或方向。
术语“下方”、“下部”和类似术语当关于铣刨机器或者铣刨机器的部件使用时指朝向上面放置机器以用于操作的表面的相对位置或方向。
术语“前”、“向前”和类似术语当关于铣刨机器或者铣刨机器的部件使用时指当铣刨机器在铣刨方向上行进时朝向铣刨方向前端的相对位置或方向。
术语“后”和类似术语当关于铣刨机器或铣刨机器的部件使用时指铣刨机器在铣刨方向上行进时朝向铣刨机器的后端的相对位置或方向。
术语“施工方向”指施工机器在其操作时的行进方向。
如本文所用的术语“左”当用来表示施工机器或者其部件的侧部或方向时指从正在施工方向上观察的观察者的视角朝向左的位置或取向。
如本文所用的术语“右”当用来表示施工机器或其部件的侧部或方向时指从正在施工方向上观察的观察者的视角朝向右的方向。
术语“框架”表示施工机器的结构部分，其支承施工机器的施工器械，并且可以用来改变施工器械的高度和/或斜度的线性促动器附连于其上。
术语“姿势”表示施工机器的框架相对于参考平面或表面的横向和/或纵向位置。术语“姿势”可以描述施工机器的框架相对于施工机器在上面施工的道路的坡度或斜度之一或二者的相对取向。
术语“线性促动器”是指产生沿直线方向的力的电动、液压、电液压或机械装置。“线性促动器”的一个普通示例是双动液压促动器，该双动液压促动器包括缸、在缸内的活塞和附接到活塞的杆。通过增加缸内在活塞的一侧上(在活塞的相对侧上)的压力，杆将会从缸中伸出或缩回到缸内。
发明的公开
本发明包括用于自动校准施工机器的坡度和斜度控制系统的方法和设备。本发明包括校准控制器，校准控制器向阀发送电流，阀操作线性促动器，线性促动器影响施工机器框架的姿势。这种线性促动器可以位于铣刨机的前立柱上或者沥青铺设机的找平件的牵引点处。控制器执行迭代过程的步骤以确定最小斜度变化，发送到阀的电流迭代变化用于在施工机器的左侧和右侧上的线性促动器升高方向和线性促动器降低方向。
常规施工机器通常具有自动坡度和斜度控制系统，自动坡度和斜度控制系统造成机器维持相对于参考的预选坡度和斜度，而无需大量的操作者输入。本发明包括校准用于施工机器的自动坡度和斜度控制系统的系统。本发明采用校准控制器，校准控制器适于造成发送到阀的电流变化，阀操作线性促动器，线性促动器可以用来改变施工机器的框架的姿势。本发明在迭代过程中使用来自诸如高度测量传感器或斜度测量传感器的至少一个传感器的反馈，迭代过程确定造成施工机器框架姿势变化所需的最小电流。一旦确定了这个最小值，这种系统将建立用于自动坡度和斜度控制系统的最佳设置以改进其效率并且造成其更平稳地操作。
为了便于理解本发明，附图中示出了本发明的优选实施例，随后给出其详细的描述。然而，这并不意图将本发明限制在本文中描述的具体实施例或与本文中图示的特定设备结合使用。也可以构思出各种修改和替代的实施例，如本发明涉及的本技术领域内的技术人员一般会设想到的，这样的修改和实施例涵盖在本文中所描述和所要求保护的本发明的范围之内。
附图说明
在附图中示出了本发明的目前优选实施例，贯穿全文，相同的附图标记表示相同的部件，并且在附图中：
图1是本发明可适用于的铣刨机器的侧视图。
图2是图1示出的铣刨机的俯视图。
图3是在图1和图2中示出的铣刨机框架的立体图，示出了结合本发明使用的某些部件。
图4是结合本发明使用的部件的立体图，示出了其相对于它们所安装的图1至图3的铣刨机的框架的相对位置。
图5是本发明可以应用于的沥青铺设机的侧视图。
图6是图5的沥青铺设机的一部分的放大视图，示出了安装于左侧牵引臂的前部的左侧线性促动器。
图7是安装于图5和图6的沥青铺设机的左侧牵引臂的前部的线性促动器的端视图。
图8是可以通过本发明的操作而校准的优选自动控制系统的控制面板的正视图。
具体实施方式
如图1至图4所示，可以配备本发明的优选实施例的铣刨机总体上以20示出。这种机器包括移动车辆，移动车辆具有框架22和多个地面接合驱动组件，包括安装于立柱26上的右前履带组件24、安装于立柱30上的右后履带组件28、安装于立柱(未图示，但是基本上类似于立柱26、30和36)上的左前履带组件32和安装于立柱36上的左后履带组件34。常规地，在立柱(未图示)内的线性促动器适于相对于正被铣刨的表面来升高和降低铣刨机的框架。优选地，前驱动组件可以转向以提供精确的方向控制。机器20的驱动组件由机器驱动系统来驱动，机器驱动系统包括常规液压马达(未图示)和发动机(也未图示)，从而使机器在道路表面、停车场或其它待铣刨的表面上在箭头M所指示的施工方向(或铣刨方向)上前移。铣刨机20还包括铣刨组件，铣刨组件包括具有多个切割齿的大体上圆筒形铣刨鼓(未图示)。铣刨鼓安装成在框架上旋转并且适于在机器的路径上从表面切割一定宽度的材料。
铣刨机20设有多个常规传感器，这些常规传感器结合铣刨机的自动坡度和斜度控制系统使用。在附图所示的本发明的实施例中，这些传感器包括超声斜度传感器和成对的钢丝绳传感器。斜度传感器40安装于机器的框架的侧向中点处(在图4中示出)并且适于测量框架相对于水平的横向坡度(即，横向于铣刨方向)。安装于支架44中的左侧钢丝绳传感器42和安装于支架48中的右侧钢丝绳传感器46适于测量从框架上的参考点到道路表面的距离。三个相同的显示模块，左后显示器50、右后显示器52和操作者工位显示器54与这些常规的传感器相关联。在附图所示的本发明的实施例中，传感器40、42和46中的一个或多个也结合校准系统用于左侧和右侧前立柱线性促动器，左侧和右侧前立柱线性促动器相对于正被铣刨的表面升高和降低机器20的框架。
图5至图7示出了铺设机60，铺设机60包括在其上端的沥青接收料斗62，沥青接收料斗62用于从倾卸卡车或材料转移车辆接收沥青材料。铺设机60还包括左操作者工位64和右操作者工位(未图示，但是基本上类似于左操作者工位64)。成对的驱动轮(其中之一，轮66在图5中示出)由发动机(未图示)驱动以便在铺设操作期间在箭头P所示的施工方向(或铺设方向)上移动铺设机。沥青接收料斗62的底部是敞开的，暴露安装于料斗下方的料斗输送机(未图示)。这种输送机从沥青接收料斗62运输沥青材料通过在发动机和操作者工位下方的输送机管道到横向分配螺旋推送器68，横向分配螺旋推送器68位于铺设机60的后端附近。横向分配螺栓推送器68适于在待铺设的道路或车道的宽度上分布从料斗接收的沥青材料。浮动找平件(未图示)由一对牵引臂附连到铺设机，图5和图6中示出了牵引臂之一的左牵引臂70。找平件用来压实沥青材料并且在道路上形成沥青垫。一对线性促动器(其中之一，促动器72在图5至图7中示出)安装于铺设机60的框架与牵引臂的前端之间。这些线性促动器在铺设操作期间由自动控制系统用来维持框架相对于找平件组件的姿势。如图7所示，线性换能器74，诸如由英国曼彻斯特(Manchester,UK)的Rota Engineering Ltd销售的外部线性换能器安装于促动器72上并且适于测量机器框架与正被铺设的表面之间的距离相对应的距离。
在本文示出和描述的优选实施例中，本发明结合由德国Limburg的MOBA MobileAutomation AG销售的MOBATM牌坡度和斜度控制系统使用。然而，本发明并不限于用于MOBATM系统，并且实际上可以用于本发明相关领域普通技术人员已知的其它坡度和斜度控制系统。为了利用常规方法(即，在其修改成合并本发明之前)校准MOBATM系统，必须通过对于左坡度控制器和右坡度控制器中每一个操纵MOBATM系统(在图8中示出)的控制面板75来采取以下步骤。始于处于停车位置的左坡度控制器和施工机器：
1.同时按压按钮76(标记为“A/M”)和按钮78(在按钮76的正下方)。
2.使用向上箭头80来从显示器82所示的选项选择“斜度”。
3.按压按钮78直到显示器82上示出“TYPE2(类型2)”。若需要使用向上箭头80和向下箭头84来显示“2”。
4.按压按钮78并且将斜度传感器清零。
5.按压按钮76两次。这将会在显示器82中的坡度条上示出“自动”和“A”。
6.按压按钮76和按钮78；保持按钮78直到在显示器82中出现“PA”。
7.按压按钮78、向下按钮84和然后向上按钮80。
8.按压按钮78以选择“MIN Current UP(最小电流增加)”。
9.使用向下按钮84来减小邻近“MIN Current UP(最小电流增加)”显示的数字为“10”。
10.按压按钮78选择“MIN Current DN(最小电流降低)”。
11.使用向下按钮84来减小邻近“MIN Current DN(最小电流降低)”显示的数字为“10”。
12.按压按钮76选择“MIN Current UP(最小电流增加)”。
13.手动降低左前立柱30上的框架约2英寸并等待机器恢复坡度，如由闪光向上按钮80所示。
14.按压并保持向上按钮80增加邻近“MIN Current UP(最小电流增加)”的数字直到机器到达坡度并且停止。
15.按压按钮78以选择“MIN Current DN(最小电流降低)”。
16.手动升高低左前立柱30上的框架约2英寸并等待机器恢复坡度，如由闪光向下按钮84所示。
17.按压并保持向上按钮80增加邻近“MIN Current DN(最小电流降低)”的数字直到机器到达坡度并且停止。
18.按压按钮76一次并且记录邻近“MIN Current UP(最小电流增加)”的数字。
19.按压按钮78并且记录邻近“MIN Current DN(最小电流降低)”的数字。
20.按压按钮78来选择“MAX Current UP(最大电流增加)”。使用向上按钮80和向下按钮84来显示等于所记录的“MIN Current UP(最小电流增加)”数字加上7的“MAXCurrent UP(最大电流增加)”的数字。
21.按压按钮78并选择“MAX Current DN(最大电流降低)”。使用向上按钮80和向下按钮84来显示等于所记录的“MIN Current DN(最小电流降低)”数字加上7的“MAXCurrent DN(最大电流降低)”的数字。
22.手动上下移动机器以观察机器是否过调。使用向上按钮80和向下按钮84来根据需要调整“MIN Current UP(最小电流增加)”、“MIN Current DN(最小电流减小)”、“MAXCurrent UP(最大电流增加)”和“MAX Current DN(最大电流降低)”以确保机器恢复坡度而不过调。
23.保持按钮76直到示出了施工显示器。
24.按压按钮76和78。
25.按压按钮78以选择“TYPE(类型)”。使用向上按钮80和向下按钮84来显示邻近“TYPE(类型)”的“1”。保持按钮78直到“PA”出现于施工显示器82中。按压按钮78、向下按钮84和向上按钮80。
26.按压按钮78以选择“MIN Current UP(最小电流增加)”。使用向上按钮80和向下按钮84来输入先前记录的“MIN Current UP(最小电流增加)”数字。
27.按压按钮78来选择“MIN Current DN(最小电流减小)”。使用向上按钮80和向下按钮84来输入先前记录的“MIN Current DN(最小电流减小)”数字。
28.按压按钮78来选择“MAX Current UP(最大电流增加)”。使用向上按钮80和向下按钮84来输入等于先前记录的“MAX Current UP(最大电流增加)”数字加上15的数字。
29.按压按钮78来选择“MAX Current DN(最大电流降低)”。使用向上按钮80和向下按钮84来输入等于先前记录的“MIN Current DN(最小电流降低)”数字加上15的数字。
30.保持按钮76以选择施工显示器。
31.对于右坡度控制器选择步骤1-30。
应认识到，常规校准过程是复杂且耗时的。对于该机器的左侧和右侧中每一个，需要30个单独步骤。而且，需要操作者经过训练来适当地实现这个过程。相比而言，本发明的自动校准系统就简单得多，并且能由操作者以最少的校准训练快速地执行。自动校准系统利用施加到操作前立柱中的线性促动器的阀的电流与线性促动器延伸或缩回的速度成比例的现实。自动校准系统将优选地对施工机器左侧和右侧上线性促动器升高方向和线性促动器降低方向执行过程步骤。当对于右侧或左侧中任一侧开始自动校准顺序时，该系统执行迭代过程以随着发送到用于前立柱的线性促动器的阀的电流斜坡上升来确定机器的测量的斜度变化。该系统将确定该机器的先前横向坡度并且使已知值的预定电流传输到操作机器选定侧的线性促动器的阀持续较短的一段时间。该系统然后将确定该机器的当前横向斜度并且比较当前斜度与先前斜度。如果差在预定范围之外，该系统推断出线性促动器已经移动。如果差不在预定范围之外，该系统将递增最小电流值并且确定机器的先前斜度。这同样造成电流传输到用于机器选定侧的线性促动器的阀持续较短时间，并且同样确定机器的当前横向斜度。将再次比较当前斜度和先前斜度。这个过程将递增地重复直到对于左侧UP(增加)、左侧DOWN(降低)、右侧UP(增加)和右侧DOWN(降低)促动器操作中每一个获得了造成机器框架姿势变化所需的最小电流值。
本发明包括一种用于施工机器的自动姿势控制系统的校准系统，施工机器具有：框架；左侧线性促动器，其由左侧电动阀促动以调整机器框架的姿势；以及，右侧线性促动器，其由右侧电动阀促动以调整机器框架的姿势。自动姿势控制系统通常包括控制器诸如图4所示的控制器86，用于自动地促动施工机器的左侧线性促动器和/或右侧线性促动器以维持框架的预定姿势。本发明包括校准系统，校准系统包括：校准控制器，其可以包括操作性地连接到常规自动坡度和斜度控制系统的单独校准控制器，或者其可以包括预先编程或者修改现有自动坡度和斜度控制系统的现有控制器(诸如控制器86)的程序。这种校准系统使用至少一个传感器，传感器适于确定左侧线性促动器或右侧线性促动器中任一个的促动是否已经造成机器框架姿势变化。这样的一个或多个传感器通常是在常规自动坡度和斜度控制系统中采用的那些。因此，在校准系统中所用的一个或多个传感器可以包括用来测量道路表面离框架上的参考点的距离的一个或多个常规传感器，诸如钢丝绳传感器42和钢丝绳传感器44(在图4中示出)和/或坡度传感器，诸如超声坡度传感器48。
校准控制器必须操作性地连接到待采用的一个或多个传感器，诸如传感器42、44和48中的一个或多个。其必须也操作性地连接到促动左侧线性促动器的常规左侧电动阀和促动右侧线性促动器的常规右侧电动阀。校准控制器适于造成一个或多个循序电流发送到左侧电动阀，以根据来自至少一个传感器的输入来确定任何这样的电流是否已经造成机器框架姿势变化，并且确定发送到左侧电动阀的电流未能造成机器框架姿势变化的次数的左侧顺序计数。
优选地，本发明包括操作性地连接到校准控制器并且适于开始左侧校准顺序的左侧开关(诸如在控制面板75上的一个开关或开关组合)。校准控制器然后通过使预定最小电流发送到左侧电动阀而开始左侧校准顺序。在结合常规MOBATM坡度和斜度控制系统使用的本发明的优选实施例中，发送到左侧电动阀以开始左侧校准顺序的预定最小电流等于100mA。校准控制器然后比较传输了预定最小电流之后来自一个或多个传感器的框架姿势测量值与传输这种预定最小电流之前得到的参考测量值来确定机器框架姿势是否变化。若如此，校准控制器向自动姿势控制系统(即，MOBATM控制系统)传送左侧电流设置点，左侧电流设置点等于由来自至少一个传感器的输入确定、发送到左侧电动阀以造成机器框架姿势变化的电流量。这将造成MOBATM控制系统开始在机器具有电流设定点值的操作期间调整机器框架的姿势，确保了姿势控制系统的平稳、快速和高效操作。
然而，如果预定最小电流并不造成机器框架姿势变化，校准控制器将通过生成等于1的左侧顺序计数和通过使大于预定最小电流的随后电流发送到左侧电动阀来继续左侧校准顺序。这个随后的电流将比预定最小电流大等于预定增量电流值乘以左侧顺序计数的增量。优选地，在左侧校准顺序中采用的预定递增电流值为10mA，使得当左侧顺序计数为1时，发送到左侧电动阀的随后的电流为100mA+(10mA)(1)＝110mA。校准控制器然后将比较当左侧顺序计数为1时在传输了随后电流之后来自一个或多个传感器的框架姿势测量值与传输预定最小电流之前取得的参考测量值以确定机器框架姿势是否变化。若如此，校准控制器向自动姿势控制系统(例如，MOBATM控制系统)传送左侧电流设置点，该左侧电流设置点等于由来自至少一个传感器的输入确定、发送到左侧电动阀以造成机器框架姿势变化的电流量。然而，如果当左侧顺序计数为1时的随后电流并未造成机器框架姿势变化，那么校准控制器将通过增加左侧顺序计数为2和使大于预定最小电流的随后电流发送到左侧电动阀来继续左侧校准顺序。这个随后电流将比预定最小电流大等于预定增量电流值乘以左侧顺序计数的增量。因此当左侧顺序计数为2时，发送到左侧电动阀的随后电流为100mA+(10mA)(2)＝120mA。校准控制器然后比较当左侧顺序计数为2时在传输了随后电流之后来自一个或多个传感器的框架姿势测量值与传输预定最小电流之前取得的参考测量值以确定机器框架姿势是否变化。若如此，校准控制器向自动姿势控制系统(例如，MOBATM控制系统)传送左侧电流设置点等于由来自至少一个传感器的输入确定、发送到左侧电动阀以造成机器框架姿势变化的电流量。
另一方面，如果当左侧顺序计数为2时的随后的电流并未造成机器框架姿势变化，那么校准控制器将通过增加左侧顺序计数为3和使大于预定最小电流的随后电流发送到左侧电动阀来继续左侧校准顺序。这个随后电流将比预定最小电流大等于预定增量电流值乘以左侧顺序计数的增量。因此当左侧顺序计数为3时，发送到左侧电动阀的随后电流将优选地为100mA+(10mA)(3)＝130mA。校准控制器然后比较当左侧顺序计数为3时在传输了随后电流之后来自一个或多个传感器的框架姿势测量值与传输预定最小电流之前取得的参考测量值以确定机器框架姿势是否变化。若如此，校准控制器向自动姿势控制系统(例如，MOBATM控制系统)传送左侧电流设置点，该左侧电流设置点等于由来自至少一个传感器的输入确定、发送到左侧电动阀以造成机器框架姿势变化的电流量。如果当左侧顺序计数为3时的随后的电流并未造成机器框架姿势变化，那么校准控制器将通过增加左侧顺序计数为4和使大于预定最小电流的随后电流发送到左侧电动阀来继续左侧校准顺序。这种迭代过程将继续直到校准控制器确定了机器框架姿势已经发生了变化。在替代方案中，迭代过程将继续直到：(a)校准控制器从来自至少一个传感器的输入确定发送到右侧电动阀的电流已经造成机器框架姿势变化；或者,(b)具有等于预定最大值的值的电流在左侧校准顺序期间被发送到左侧电动阀，并且校准控制器从来自至少一个传感器的输入确定具有预定最大值的这种电流并不造成机器框架姿势变化,或者(c)左侧顺序计数到达预定最大值。如果校准系统设置为继续直到上文所描述的条目(a)出现或者上文所描述的条目(b)出现，优选地可以在左侧校准顺序中采用的电流预定最大值等于为了开始左侧校准顺序而发送到左侧电动阀的预定最小电流加上250mA或350mA。如果校准系统被设置为继续直到上文所描述的条目(a)出现或者上文所描述的条目(c)出现，优选地左侧顺序计数的预定最大值设置为50。
当完成了用于确定造成左侧线性促动器在向上方向上改变施工机器的姿势所需的最小电流的校准顺序时，将以类似于上文所描述的方式开始额外校准顺序：(a)确定使左侧线性促动器在向下方向上改变施工机器的姿势所需的最小电流；(b)确定使右侧线性促动器在向上方向上改变施工机器的姿势所需的最小电流；(c)确定使左侧线性促动器在向下方向上改变施工机器的姿势所需的最小电流。当然，可以根据操作者的偏好以任何次序来执行这些校准顺序。
虽然本文的描述包含许多细节，但是这些细节不应被理解为限制本发明的范围而是仅提供本发明目前优选实施例中的某些以及执行本发明者设想到的最佳实施方式的说明。如在本文中所描述和要求，本发明易于做出各种修改和调适，如将对于本发明相关的普通技术人员理解的那样。

Claims (14)

1.一种用于施工机器的自动姿势控制系统的校准系统，所述施工机器具有：框架；左侧线性促动器，其由左侧电动阀促动以调整所述机器的所述框架的姿势；以及，右侧线性促动器，其由右侧电动阀促动以调整所述机器的所述框架的姿势；所述自动控制系统包括控制器，所述控制器用于自动地促动所述施工机器的所述左侧线性促动器和/或所述右侧线性促动器以维持所述框架的预定姿势，所述校准系统包括：
(a)至少一个传感器，其适于确定所述左侧线性促动器或所述右侧线性促动器中任一个的促动是否造成所述机器框架的所述姿势变化；
(b)校准控制器，其：
(i)操作性地连接到所述至少一个传感器；
(ii)操作性地连接到所述左侧电动阀；
(iii)适于造成一个或多个循序电流发送到所述左侧电动阀，基于来自所述至少一个传感器的输入来确定任何这样的电流是否造成所述机器的所述框架的姿势变化；以及确定发送到所述左侧电动阀的电流未能造成所述机器框架姿势变化的次数的左侧顺序计数；
(iv)适于通过使预定最小电流发送到所述左侧电动阀来开始左侧校准顺序；
(v)如果在所述左侧校准顺序中发送到所述左侧电动阀的先前电流并未造成所述机器框架姿势变化，适于通过使随后电流发送到所述左侧电动阀来继续所述左侧校准顺序，所述随后电流比所述预定最小电流大的增量等于预定递增电流值乘以所述左侧顺序计数；
(vi)适于向所述自动姿势控制系统传送左侧电流设置点，所述左侧电流设置点等于由来自至少一个传感器的输入确定的、发送到所述左侧电动阀以造成所述机器框架姿势变化的电流量；
(vii)操作性地连接到所述右侧电动阀；
(viii)适于使一个或多个循序电流发送到所述右侧电动阀，基于来自所述至少一个传感器的输入来确定任何这样的电流是否造成所述机器的所述框架的姿势变化；以及确定发送到所述右侧电动阀的电流未能造成所述机器框架姿势变化的次数的右侧顺序计数；
(ix)适于通过使预定最小电流发送到所述右侧电动阀来开始左侧校准顺序；
(x)如果在所述右侧校准顺序中发送到所述右侧电动阀的先前电流并未造成所述机器框架姿势变化，适于通过使随后电流发送到所述左侧电动阀来继续所述右侧校准顺序，所述随后电流比所述预定最小电流大的增量等于预定递增电流值乘以所述右侧顺序计数；
(xi)适于向所述自动姿势控制系统传送右侧电流设置点，所述右侧电流设置点等于由来自至少一个传感器的输入确定的、发送到所述右侧电动阀以造成所述机器框架姿势变化的电流量。
2.根据权利要求1所述的校准系统，其特征在于，其适于：
(a)开始左侧校准顺序以确定造成所述左侧线性促动器在向上方向上改变所述施工机器的所述框架姿势所需的最小电流；
(b)开始左侧校准顺序以确定造成所述左侧线性促动器在向下方向上改变所述施工机器的所述框架的姿势所需的最小电流；
(c)开始右侧校准顺序以确定造成所述右侧线性促动器在向上方向上改变所述施工机器的所述框架的姿势所需的最小电流；
(d)开始右侧校准顺序以确定造成所述右侧线性促动器在向下方向上改变所述施工机器的所述框架的姿势所需的最小电流。
3.根据权利要求1所述的校准系统，其特征在于，其包括：
(a)左侧开关，其操作性地连接到所述校准控制器并且适于开始所述左侧校准顺序；
(b)右侧开关，其操作性地连接到所述校准控制器并且适于开始所述右侧校准顺序。
4.根据权利要求1所述的校准系统，其特征在于：
(a)发送到所述左侧电动阀以便开始左侧校准顺序的所述预定最小电流等于100mA；
(b)在左侧校准顺序中采用的所述预定增量电流值为10mA；
(c)发送到所述右侧电动阀以便开始右侧校准顺序的所述预定最小电流等于100mA；
(d)在右侧校准顺序中采用的所述预定增量电流值为10mA。
5.根据权利要求1所述的校准系统，其特征在于：
(a)所述左侧校准顺序将继续直到：
(i)所述校准控制器从来自所述至少一个传感器的输入来确定发送到所述左侧电动阀的电流已经造成所述机器框架姿势变化；或者
(ii)具有等于预定最大值的值的电流在所述左侧校准顺序期间被发送到所述左侧电动阀，并且所述校准控制器从来自所述至少一个传感器的输入确定具有预定最大值的所述电流并不造成所述机器框架姿势变化；
(b)所述右侧校准顺序将继续直到：
(i)所述校准控制器从来自所述至少一个传感器的输入来确定发送到所述右侧电动阀的电流已经造成所述机器框架姿势变化；或者
(ii)具有等于预定最大值的值的电流在所述右侧校准顺序期间发送到所述右侧电动阀，并且所述校准控制器从来自所述至少一个传感器的输入确定具有预定最大值的这种电流并不造成所述机器框架姿势变化。
6.根据权利要求5所述的校准系统，其特征在于：
(a)可以在所述左侧校准顺序中采用的所述电流预定最大值等于为了开始左侧校准顺序而发送到所述左侧电动阀的所述预定最小电流加上250mA；
(b)可以在所述右侧校准顺序中采用的所述电流预定最大值等于为了开始右侧校准顺序而发送到所述右侧电动阀的所述预定最小电流加上250mA。
7.根据权利要求1所述的校准系统，其特征在于，其中：
(a)所述左侧校准顺序将继续直到：
(i)所述校准控制器从来自所述至少一个传感器的输入来确定发送到所述左侧电动阀的电流已经造成所述机器框架姿势变化；或者
(ii)所述左侧顺序计数达到预定最大值；
(b)所述右侧校准顺序将继续直到：
(i)所述校准控制器从来自所述至少一个传感器的输入来确定发送到所述右侧电动阀的电流已经造成所述机器框架姿势变化；或者
(ii)所述右侧顺序计数达到预定最大值。
8.根据权利要求7所述的校准系统，其特征在于：
(a)所述左侧顺序计数的预定最大值为50；
(b)所述右侧顺序计数的预定最大值为50。
9.一种校准用于施工机器的自动姿势控制系统的方法，所述施工机器具有：框架；左侧线性促动器，其由左侧电动阀促动以在向上方向和向下方向上调整所述机器的所述框架的姿势；以及，右侧线性促动器，其由右侧电动阀促动以在向上方向和向下方向上调整所述机器的所述框架的姿势；所述自动控制系统包括控制器，所述控制器用于自动地促动所述施工机器的所述左侧线性促动器和/或所述右侧线性促动器以维持所述框架的预定姿势，所述方法包括：
(a)提供至少一个传感器，其适于确定所述左侧线性促动器或所述右侧线性促动器中任一个的促动是否造成所述机器框架的姿势变化；
(b)提供校准控制器，其：
(i)操作性地连接到所述至少一个传感器；
(ii)操作性地连接到所述左侧电动阀；
(iii)适于使一个或多个循序电流发送到所述左侧电动阀，基于来自所述至少一个传感器的输入来确定任何这样的电流是否造成所述机器的所述框架的姿势变化；以及确定发送到所述左侧电动阀的电流未能造成所述机器框架姿势变化的次数的左侧顺序计数；
(iv)适于通过使预定最小电流发送到所述左侧电动阀来开始左侧校准顺序；
(v)如果在所述左侧校准顺序中发送到所述左侧电动阀的先前电流并未造成所述机器框架姿势变化，适于通过将随后电流发送到所述左侧电动阀来继续所述左侧校准顺序，所述随后电流比所述预定最小电流大等于预定增量电流值乘以所述左侧顺序计数的增量；
(vi)适于向所述自动姿势控制系统传送左侧电流设置点，所述左侧电流设置点等于由来自至少一个传感器的输入确定的、发送到所述右侧电动阀以造成所述机器框架姿势变化的电流量；
(vii)操作性地连接到所述右侧电动阀；
(viii)适于使一个或多个循序电流发送到所述右侧电动阀，基于来自所述至少一个传感器的输入来确定任何这样的电流是否造成所述机器的所述框架的姿势变化；以及确定发送到所述右侧电动阀的电流未能造成所述机器框架姿势变化的次数的右侧顺序计数；
(ix)适于通过使预定最小电流发送到所述右侧电动阀来开始左侧校准顺序；
(x)如果在所述右侧校准顺序中发送到所述右侧电动阀的先前电流并未造成所述机器框架姿势变化，适于通过使随后电流发送到所述右侧电动阀来继续所述右侧校准顺序，该随后电流比所述预定最小电流大等于预定增量电流值乘以所述右侧顺序计数的增量；
(xi)适于向所述自动姿势控制系统传送右侧电流设置点，所述右侧电流设置点等于由来自至少一个传感器的输入确定的、发送到所述右侧电动阀以造成所述机器框架姿势变化的电流量；
(c)通过使预定最小电流发送到所述左侧电动阀而开始所述向上方向上的左侧校准顺序从而升高所述机器的所述框架；
(d)由来自所述至少一个传感器的输入确定发送到所述左电动阀的所述电流量是否造成所述机器框架姿势变化；
(e)如果发送到所述左侧电动阀的所述电流量由来自所述至少一个传感器的输入确定为造成所述机器框架姿势变化，向所述自动姿势控制系统传送等于这种电流量的左侧电流向上方向设置点；
(f)如果由来自所述至少一个传感器的输入确定的、发送到所述左侧电动阀的所述电流量并不造成所述机器框架姿势变化：
(i)确定发送到所述左侧电动阀的电流未能造成所述机器框架姿势变化的次数的左侧顺序计数；
(ii)通过使随后电流发送到所述左侧电动阀来继续所述左侧校准顺序，该随后电流比所述预定最小电流大等于预定增量电流值乘以所述左侧顺序计数的增量；
(iii)重复步骤(f)(i)和(f)(ii)直到发送到所述左侧电动阀的所述电流量由来自所述至少一个传感器的输入确定为造成所述机器框架姿势变化，并且当获得这种条件时，向所述自动姿势控制系统传送等于这种电流量的左侧电流向上方向设置点；
(g)通过使预定最小电流发送到所述左侧电动阀而开始所述向下方向上的左侧校准顺序从而降低所述机器的所述框架；
(h)由来自所述至少一个传感器的输入确定发送到所述左电动阀的所述电流量是否造成所述机器框架姿势变化；
(i)如果发送到所述左侧电动阀的所述电流量由来自所述至少一个传感器的输入确定为造成所述机器框架姿势变化，向所述自动姿势控制系统传送等于这种电流量的左侧电流向下方向设置点；
(j)如果由来自所述至少一个传感器的输入确定发送到所述左侧电动阀的所述电流量并不造成所述机器框架姿势变化，则：
(i)确定发送到所述左侧电动阀的电流未能造成所述机器框架姿势变化的次数的左侧顺序计数；
(ii)通过使以随后电流发送到所述左侧电动阀来继续所述左侧校准顺序，所述随后电流比所述预定最小电流大等于预定增量电流值乘以所述左侧顺序计数的增量；
(iii)重复步骤(j)(i)和(j)(ii)直到发送到所述左侧电动阀的所述电流量由来自所述至少一个传感器的输入确定为造成所述机器框架姿势变化，并且当满足这种条件时，向所述自动姿势控制系统传送等于这种电流量的左侧电流向下方向设置点；
(k)通过使预定最小电流发送到所述右侧电动阀以升高所述机器的所述框架来开始所述向上方向的右侧校准顺序；
(l)由来自所述至少一个传感器的输入确定发送到所述左电动阀的所述电流量是否造成所述机器框架姿势变化；
(m)如果发送到所述右侧电动阀的所述电流量由来自所述至少一个传感器的输入确定为造成所述机器框架姿势变化，向所述自动姿势控制系统传送等于这种电流量的右侧电流向上方向设置点；
(n)如果由来自所述至少一个传感器的输入确定的发送到所述右侧电动阀的所述电流量并不造成所述机器框架姿势变化，则：
(i)确定发送到所述右侧电动阀的电流未能造成所述机器框架姿势变化的次数的右侧顺序计数；以及
(ii)通过随后电流发送到所述右侧电动阀而继续所述右侧校准顺序，该随后电流比所述预定最小电流大等于预定增量电流值乘以所述右侧顺序计数的增量；
(iii)重复步骤(n)(i)和(n)(ii)直到发送到所述右侧电动阀的所述电流量由来自所述至少一个传感器的输入确定为造成所述机器框架姿势变化，并且当满足这种条件时，向所述自动姿势控制系统传送等于这种电流量的右侧电流向上方向设置点；
(o)通过使预定最小电流发送到所述右侧电动阀以降低所述机器的所述框架来开始所述向下方向的右侧校准顺序；
(p)由来自所述至少一个传感器的输入确定发送到所述右电动阀的所述电流量是否造成所述机器框架姿势变化；
(q)如果发送到所述右侧电动阀的所述电流量由来自所述至少一个传感器的输入确定为造成所述机器框架姿势变化，向所述自动姿势控制系统传送等于这种电流量的右侧电流向下方向设置点；
(r)如果由来自所述至少一个传感器的输入确定的发送到所述右侧电动阀的所述电流量并不造成所述机器框架姿势变化，则：
(i)确定发送到所述右侧电动阀的电流未能造成所述机器框架姿势变化的次数的右侧顺序计数；以及
(ii)通过使随后电流发送到所述右侧电动阀来继续所述右侧校准顺序，该随后电流比所述预定最小电流大等于预定增量电流值乘以所述右侧顺序计数的增量；
(iii)重复步骤(r)(i)和(r)(ii)直到发送到所述右侧电动阀的所述电流量由来自所述至少一个传感器的输入确定为造成所述机器框架姿势变化，并且当获得这种条件时，向所述自动姿势控制系统传送等于这种电流量的右侧电流向下方向设置点。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于：
(a)在步骤(c)发送到所述左侧电动阀以便开始所述向上方向的左侧校准顺序的所述预定最小电流等于100mA；
(b)在步骤(f)(ii)中采用的所述预定增量电流值为10mA；
(c)在步骤(g)发送到所述左侧电动阀以便开始所述向下方向上的左侧校准顺序的所述预定最小电流等于100mA；
(d)在步骤(j)(ii)中采用的所述预定增量电流值为10mA；
(e)在步骤(k)发送到所述右侧电动阀以便开始所述向上方向上的右侧校准顺序的所述预定最小电流等于100mA；
(f)在步骤(n)(ii)中采用的所述预定增量电流值为10mA；
(g)在步骤(o)发送到所述右侧电动阀以便开始所述向下方向的右侧校准顺序的所述预定最小电流等于100mA；
(h)在步骤(r)(ii)中采用的所述预定增量电流值为10mA。
11.根据权利要求9所述的方法，其特征在于：
(a)步骤(f)(iii)包括：重复步骤(f)(i)和(f)(ii)直到首次出现：
(i)所述校准控制器从来自所述至少一个传感器的输入来确定发送到所述左侧电动阀的电流已经造成所述机器框架姿势变化；或者
(ii)具有等于预定最大值的值的电流在所述左侧校准顺序期间被发送到所述左侧电动阀，并且所述校准控制器从来自所述至少一个传感器的输入确定具有预定最大值的所述电流并不造成所述机器框架姿势变化；
(b)步骤(j)(iii)包括重复步骤(j)(i)和(j)(ii)直到首次出现：
(i)所述校准控制器从来自所述至少一个传感器的输入来确定发送到所述左侧电动阀的电流已经造成所述机器框架姿势变化；或者
(ii)具有等于预定最大值的值的电流在所述左侧校准顺序期间被发送到所述左侧电动阀，并且所述校准控制器从来自所述至少一个传感器的输入确定具有预定最大值的所述电流并不造成所述机器框架姿势变化；
(a)步骤(n)(iii)包括：重复步骤(n)(i)和(n)(ii)直到首次出现：
(i)所述校准控制器从来自所述至少一个传感器的输入来确定发送到所述右侧电动阀的电流已经造成所述机器框架姿势变化；或者
(ii)具有等于预定最大值的值的电流在所述右侧校准顺序期间被发送到所述左侧电动阀，并且所述校准控制器从来自所述至少一个传感器的输入确定具有预定最大值的所述电流并不造成所述机器框架姿势变化；
(b)步骤(r)(iii)包括重复步骤(r)(i)和(r)(ii)直到首次出现：
(i)所述校准控制器从来自所述至少一个传感器的输入确定发送到所述右侧电动阀的电流已经造成所述机器框架姿势变化；或者
(ii)具有等于预定最大值的值的电流在所述右侧校准顺序期间被发送到所述右侧电动阀，并且所述校准控制器从来自所述至少一个传感器的输入确定具有预定最大值的所述电流并不造成所述机器框架姿势变化。
12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，
(a)在向上方向上所述左侧校准顺序中采用的所述电流预定最大值等于为了开始左侧校准顺序而发送到所述左侧电动阀的所述预定最小电流加上250mA；
(b)在向下方向上所述左侧校准顺序中采用的所述电流预定最大值等于为了开始左侧校准顺序而发送到所述左侧电动阀的所述预定最小电流加上250mA；
(c)在向上方向上所述右侧校准顺序中采用的所述电流预定最大值等于为了开始右侧校准顺序而发送到所述右侧电动阀的所述预定最小电流加上250mA；
(d)在向上方向上所述右侧校准顺序中采用的所述电流预定最大值等于为了开始右侧校准顺序而发送到所述右侧电动阀的所述预定最小电流加上250mA。
13.根据权利要求9所述的方法，其特征在于：
(a)步骤(f)(iii)包括：重复步骤(f)(i)和(f)(ii)直到首次出现：
(i)所述校准控制器从来自所述至少一个传感器的输入确定发送到所述左侧电动阀的电流已经造成所述机器框架姿势变化；或者
(ii)所述左侧顺序计数达到预定最大值；
(b)步骤(j)(iii)包括：重复步骤(j)(i)和(j)(ii)直到首次出现：
(i)所述校准控制器从来自所述至少一个传感器的输入确定发送到所述左侧电动阀的电流已经造成所述机器框架姿势变化；或者
(ii)所述左侧顺序计数达到预定最大值；
(c)步骤(n)(iii)包括：重复步骤(n)(i)和(n)(ii)直到首次出现：
(i)所述校准控制器从来自所述至少一个传感器的输入确定发送到所述右侧电动阀的电流已经造成所述机器框架姿势变化；或者
(ii)所述右侧顺序计数达到预定最大值；
(d)步骤(r)(iii)包括：重复步骤(r)(i)和(r)(ii)直到首次出现：
(i)所述校准控制器从来自所述至少一个传感器的输入确定发送到所述右侧电动阀的电流已经造成所述机器框架姿势变化；或者
(ii)所述右侧顺序计数达到预定最大值。
14.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，
(a)所述左侧顺序计数的预定最大值为50；
(b)所述右侧顺序计数的预定最大值为50。
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