CN108975223A - 用于操作员标定作业手位置显示的系统和方法 - Google Patents

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Abstract

用于操作员标定作业手位置显示的系统和方法。本发明提供了用于装载机作业车的操作员标定作业手位置显示的系统和方法。装载机作业车具有动臂和作业手，其各自能够通过由液压回路致动的液压缸来定位。该系统包括动臂和作业手的位置数据的源。该系统还包括控制器，其确定操作员限定水平位置并将操作员限定水平位置存储为作业手的标定水平位置。控制器还基于位置数据确定作业手的当前位置并且将作业手的当前位置与标定水平位置进行比较。控制器生成用于渲染在与装载机作业车关联的显示器上的操作员界面数据，其以图形方式示出作业手相对于标定水平位置的当前位置。

Description

用于操作员标定作业手位置显示的系统和方法
技术领域
本公开涉及作业车和操作员标定作业手(implement)位置显示。
背景技术
在建筑行业，可使用诸如装载机的各种作业机器来举起并移动各种材料。在某些情况下，装载机可包括通过动臂(boom)活动地连接至车架的一对货叉。一个或更多个液压缸连接至动臂和/或货叉以使货叉在相对于车架的位置之间移动，以举起并移动各种材料。
在某些情况下，由于装载机的连杆和货叉的位置，操作员可能无法看到货叉的位置。操作员还可能无法看到货叉是否处于期望的角位置以用于举起并移动材料。操作员无法看到货叉的尖端并确定货叉是否处于期望的位置可能降低装载机的生产率，因为操作员可能需要离开驾驶室以视觉上检查货叉的位置。
发明内容
本公开提供一种用于操作员标定作业手位置显示的系统和方法，其显示作业手相对于操作员限定水平位置的位置。
在一个方面，本公开提供了一种用于装载机作业车的操作员标定作业手位置显示系统。装载机作业车具有动臂和作业手，其各自能够通过由液压回路致动的液压缸来定位。该系统包括动臂和作业手的位置数据的源。该系统还包括控制器，其确定操作员限定水平位置并将操作员限定水平位置存储为作业手的标定水平位置。控制器还基于位置数据确定作业手的当前位置并且将作业手的当前位置与标定水平位置进行比较。控制器生成用于在与装载机作业车关联的显示器上渲染的操作员界面数据，其以图形方式示出作业手相对于标定水平位置的当前位置。
在上述系统中，所述控制器基于所述角差的负值确定所述作业手降低。
在另一方面，本公开提供了一种用于装载机作业车的操作员标定作业手位置显示系统的方法。装载机作业车具有动臂和作业手，其各自能够通过由液压回路致动的液压缸来定位。该方法包括由处理器确定操作员限定水平位置并接收动臂和作业手的位置数据。该方法包括由处理器基于位置数据和作业手的运动学模型来确定作业手的当前位置并且由处理器将作业手的当前位置与操作员限定水平位置进行比较。该方法包括生成用于在与装载机作业车关联的显示器上渲染的操作员界面数据，其以图形方式示出作业手相对于标定水平位置的当前位置。
上述方法还包括由所述处理器确定所述装载机作业车的所述作业手是否已改变，并且基于确定所述作业手已改变，确定所述操作员限定水平位置。
在上述方法中，基于确定所述装载机作业车的所述作业手已改变，所述方法还包括以下步骤：
由所述处理器生成用于渲染在所述显示器上的标定操作员界面数据；
接收将所述作业手的所述当前位置选择为所述操作员限定水平位置的操作员请求作为输入；
由所述处理器基于所述位置数据以及与所述作业手关联的运动学模型来确定所述作业手的所述当前位置；以及
由所述处理器将所确定的所述作业手的所述当前位置存储为所述标定水平位置。
在上述方法中，将所述当前位置与所述标定水平位置进行比较的步骤还包括由所述处理器确定所述当前位置和所述标定水平位置之间的角差。
在上述方法中，生成所述操作员界面数据的步骤还包括生成包括所述角差的值的所述操作员界面数据以用于渲染在所述显示器上。
上述方法还包括由所述处理器将所述角差与至少一个阈值进行比较以确定所述作业手是否处于下列情况中的一个：水平、在所述标定水平位置和第二位置范围之间的第一位置范围内、以及在所述标定水平位置和第四位置范围之间的第三位置范围内。
在上述方法中，生成所述操作员界面数据的步骤还包括生成包括对图形水平指示物的填充的所述操作员界面数据，所述操作员界面数据以图形方式示出所述作业手为水平、在所述第一位置范围内、超过所述第一位置范围、在所述第三位置范围内或者超过所述第三位置范围。
上述方法还包括由所述处理器基于所述角差的正值确定所述作业手抬起。
上述方法还包括由所述处理器基于所述角差的负值确定所述作业手降低。
在另一方面，本公开提供了一种用于装载机作业车的操作员标定作业手位置显示系统。装载机作业车具有动臂和作业手，其各自能够通过由液压回路致动的液压缸来定位。该系统包括动臂和作业手的位置数据的源。该系统还包括控制器，其确定操作员限定水平位置并将操作员限定水平位置存储为作业手的标定水平位置。控制器还基于位置数据确定作业手的当前位置并且将作业手的当前位置与标定水平位置进行比较。控制器基于所述比较来确定当前位置与标定水平位置之间的角差。控制器生成用于在与装载机作业车关联的显示器上渲染的操作员界面数据，其以图形方式示出作业手相对于标定水平位置的当前位置。
在上述系统中，所述控制器将所述角差与至少一个阈值进行比较以确定所述作业手是否处于下列情况中的一个：水平、在所述标定水平位置和第二位置范围之间的第一位置范围内、以及在所述标定水平位置和第四位置范围之间的第三位置范围内。
一个或更多个实施方式的细节在附图和下面的描述中阐述。其它特征和优点将从所述描述、附图和权利要求书变得显而易见。
附图说明
图1是可使用所公开的操作员标定作业手位置显示系统和方法的轮式装载机形式的示例作业车的立体图；
图2是图1的作业车的动臂总成和作业手的侧视图，其中作业手处于第一操作员限定水平位置；
图3是示出根据各种实施方式的示例操作员标定作业手位置显示系统的数据流图；
图3A至图3B是根据各种实施方式的操作员标定作业手位置显示系统所生成的示例性标定操作员界面；
图4、图5、图6是根据各种实施方式的操作员标定作业手位置显示系统所生成的示例性操作员界面；
图7、图8、图9是根据各种实施方式的操作员标定作业手位置显示系统所生成的示例性操作员界面；
图10是示出根据各种实施方式的图1所公开的操作员标定作业手位置显示系统的示例标定方法的流程图；
图11是示出根据各种实施方式的图1所公开的操作员标定作业手位置显示系统渲染图4、图5、图6的操作员界面的示例方法的流程图；以及
图12是示出根据各种实施方式的图1所公开的操作员标定作业手位置显示系统渲染图7、图8、图9的操作员界面的示例方法的流程图。
各个附图中的相似标号指示相似的元件。
具体实施方式
下面描述所公开的系统和方法的一个或更多个示例实施方式，如上面简要描述的附图中所示。本领域技术人员可想到对示例实施方式的各种修改。
如本文所用，除非另外限制或修改，否则通过连词(例如，“和”)分离并且后面还有短语“中的一个或更多个”或“中的至少一个”的元素列表指示可能包括该列表中的各个元素或其任何组合的配置或布置。例如，“A、B和C中的至少一个”或“A、B和C中的一个或更多个”指示仅A、仅B、仅C、或者A、B和C中的两个或更多个的任何组合(例如，A和B；B和C；A和C；或A、B和C)的可能性。
如本文所用，术语模块是指任何硬件、软件、固件、电子控制组件、处理逻辑和/或处理器装置(单独地或按照任何组合)，包括但不限于：专用集成电路(ASIC)、电子电路、执行一个或更多个软件或固件程序的处理器(共享、专用或组)和存储器、组合逻辑电路和/或提供所描述的功能的其它合适的组件。
本文中可在功能和/或逻辑块组件和各种处理步骤方面描述本公开的实施方式。应该理解，这些块组件可通过被配置为执行指定的功能的任何数量的硬件、软件和/或固件组件来实现。例如，本公开的实施方式可采用可在一个或更多个微处理器或其它控制装置的控制下执行各种功能的各种集成电路组件，例如存储器元件、数字信号处理元件、逻辑元件、查找表等。另外，本领域技术人员将理解，本公开的实施方式可与任何数量的系统结合来实践，并且本文所描述的装载机仅仅是本公开的一个示例实施方式。
为了简明起见，本文中可能没有详细描述与信号处理、数据传输、信令、控制以及系统(和系统的各个操作组件)的其它功能方面有关的传统技术。另外，本文所包含的各种图中所示的连线旨在表示各种元件之间的示例功能关系和/或物理连接。应该注意的是，本公开的实施方式中可存在许多另选或附加功能关系或物理连接。
以下描述所公开的通过在显示器上显示装载机作业车的作业手相对于操作员标定水平位置的位置来改进装载机作业车的生产率的系统和方法的一个或更多个示例实现方式，如上面简要描述的附图中所示。通常，所开的控制系统和方法(以及它们被实现于其中的作业车)与传统系统相比通过自动地显示作业手相对于操作员标定水平位置的位置以帮助操作员将材料装载到作业手上来改进装载操作的生产率。通过显示作业手相对于操作员标定水平位置的位置，即使当操作员无法看到作业手时操作员也能够查看作业手相对于操作员期望的水平位置的位置以用于装载，而不必离开装载机作业车的驾驶室。因此，通过所公开的操作员标定作业手位置显示系统和方法改进装载操作的生产率和效率。
所公开的操作员标定作业手位置显示系统可用于生成第一操作员界面或第二操作员界面以用于在装载机作业车的人机界面的显示器上渲染。在一个示例中，第一操作员界面以图形方式和/或以文本方式显示货叉是否处于操作员限定水平位置、货叉是否抬起或者货叉是否降低。例如，第一操作员界面还以文本方式指示相对于水平位置的角位置差(以度为单位)。这使得操作员能够容易地识别货叉相对于操作员限定水平位置的角度，从而改进装载机作业车的生产率。
在另一示例中，第二操作员界面以图形方式和/或以文本方式在图形水平指示物上显示相对于操作员限定水平位置的当前角位置。所公开的操作员标定作业手位置显示基于货叉相对于操作员限定水平位置的当前角位置来生成对图形水平指示物的填充。这也使得操作员能够容易地识别货叉相对于操作员限定水平位置的角度，从而改进装载机作业车的生产率。
通常，为了限定操作员标定水平位置，装载机作业车的控制器确定作业手是否已连接至装载机作业车。基于此确定，控制器生成标定操作员界面，其提示操作员选择连接至作业车的作业手，并针对特定作业手设定作业手偏移。一旦操作员已经将作业手移至期望的水平位置，操作员就向与作业车关联的人机界面提供输入(例如，按下和/或握住设置在作业车的驾驶室中的按钮)，以指示作业手的当前角位置是操作员期望的水平位置。一旦操作员选择当前角位置作为水平位置，控制器就将此位置设定为标定水平位置并将它存储在与控制器关联的数据存储器中。
在诸如货叉的作业手的使用期间，控制器确定当前角位置。对于各个角位置，控制器确定货叉是否水平。在一个示例中，如果控制器确定货叉不水平，则控制器基于当前角位置与标定水平位置之间的角差来确定货叉是抬起还是降低。在此示例中，控制器基于这些确定生成第一操作员界面。
在另一示例中，如果货叉不水平，则控制器通过将当前角位置和标定水平位置之间的角差与预定义的阈值进行比较来确定货叉是否在标定水平位置和第二位置范围之间的第一位置范围内、第二位置范围内、标定水平位置与第四位置范围之间的第三位置范围内以及第四位置范围内水平。基于所述比较，控制器利用与货叉的当前角位置对应的填充数据来生成第二操作员界面。
如上所述，所公开的操作员标定作业手位置显示系统可用于具有作业手的各种机器或作业车，包括装载机以及用于举起并移动各种材料的其它机器，例如农业、建筑和林业行业中所使用的各种机器。参照图1，在一些实施方式中，所公开的操作员标定作业手位置显示系统可用于轮式或履带式装载机作业车10以帮助利用作业手12(在此示例中是一对货叉)的装载操作。通过显示作业手12的位置，装载操作的循环时间可改进，从而增加装载机作业车10的操作的生产率。将理解，仅作为示例呈现装载机作业车10的配置。在这方面，所公开的操作员标定作业手位置显示系统可利用被固定到或可移除地连接至其它非装载机作业车(例如，牵引机)的货叉附件来实现。
在所描绘的实施方式中，作业手12被枢转地安装到动臂总成14。在此示例中，货叉被安装在车架12a上，并且各个货叉包括尖端12b。货叉协作以举起并承载各种材料。在一个示例中，动臂总成14包括经由横梁20互连以并行操作的第一动臂16和第二动臂18。第一动臂16和第二动臂18中的每一个在第一端处连接至装载机作业车10的车架23的车架部分22，在第二端处经由第一枢转连杆和第二枢转连杆(未示出)中的相应一个连接至作业手12。
一个或更多个液压缸28被安装到车架部分22和动臂总成14，使得液压缸28可被驱动或致动以相对于装载机作业车10移动或抬起动臂总成14。通常，动臂总成14包括两个液压缸28，一个连接在车架部分22和第一动臂16之间；一个连接在车架部分22和第二动臂18之间。然而，应该注意的是，装载机作业车10可具有任何数量的液压缸，例如一个、三个等。各个液压缸28的一端在销轴(pin)(未示出)处被安装到车架部分22，一端在销轴(未示出)处被安装到第一动臂16和第二动臂18中的相应一个。在激活液压缸28时，动臂总成14可在多个位置之间移动以使动臂总成14(因此，作业手12)相对于装载机作业车10的车架23抬升。
一个或更多个液压缸34被安装到车架部分22和枢转连杆26。通常，装载机作业车10包括与枢转连杆26关联的单个液压缸34。在此示例中，液压缸34的一端在销轴38处被安装到车架部分22，一端在销轴40处被安装到枢转连杆26。在激活液压缸34时，作业手12可在多个位置之间移动以使作业手12相对于动臂总成14枢转。因此，在所描绘的实施方式中，作业手12可通过液压缸34绕动臂总成14枢转。在其它配置中，可进行货叉或作业手的其它移动。另外，在一些实施方式中，可使用不同数量或配置的液压缸或其它致动器。
将理解，仅作为示例呈现作业手12的配置。在这方面，提升动臂(例如，动臂总成14)通常可被视作枢转地附接至车架并且也枢转地附接至作业手或末端执行器的动臂。类似地，枢转连杆(例如，枢转连杆26)通常可被视作实现作业手12(例如，货叉)与车架的枢转附接的销轴或相似特征。鉴于此，倾斜致动器(例如，液压缸34)通常可被视作使作业手相对于提升动臂枢转的致动器，提升致动器(例如，液压缸28)通常可被视作用于使提升动臂相对于车架枢转的致动器。
作业手12经由连接销轴(未示出)连接至枢转连杆26。在激活液压缸34时连接销轴与枢转连杆26协作以允许作业手12移动。在激活液压缸34时作业手12可在第一操作员限定水平位置(图2)、相对于操作员限定水平位置的第二降低或远低于水平位置(图1)、第三抬起或高于水平位置(图2)以及多个位置之间移动。在第一水平位置，作业手12能够接收各种材料。在第二降低或远低于水平位置，作业手12通过液压缸28的致动相对于装载机作业车10的车架23向下降低，使得作业手12可将各种材料置于例如地面G上(图2)。在第三抬起或高于水平位置，作业手12通过液压缸28的致动相对于车架23向上抬起，使得作业手12保持各种材料。
参照图2，图2示出作业手12的各种位置。作业手12的位置在预定义的位置范围内。在此示例中，作业手12可从操作员限定水平位置移至操作员限定水平位置和第二位置范围之间的第一位置范围。第一位置范围与作业手12的降低或低于水平位置对应。在一个示例中，第一位置范围被定义为比操作员限定水平位置低约1度至3度的作业手12的位置。换句话说，如果当前位置与操作员限定水平位置相差约-1度至-3度，则作业手12的当前位置被确定为在低于水平位置。在一个示例中，第一位置范围包括与第一低于水平位置和第二低于水平位置对应的两个子范围。在一个示例中，第一低于水平位置被定义为比操作员限定水平位置低约1度至2度(约-1度至-2度)的作业手12的位置；第二低于水平位置被定义为比操作员限定水平位置低约2度至3度(约-2度至-3度)的作业手12的位置。
作业手12也可移至第二位置范围。第二位置范围与作业手12的降低或远低于水平位置对应。因此，在第一位置范围和第二位置范围二者中作业手12处于降低位置。作业手12在第一位置范围中处于低于水平位置，在第二位置范围中处于远低于水平位置。在一个示例中，第二位置范围被定义为比操作员限定水平位置低约3度至6度(或以上)的作业手12的位置。换句话说，如果当前位置与操作员限定水平位置相差约-3度至-6度(或以上)，则作业手12的当前位置被确定为在远低于水平位置。在一个示例中，第二位置范围包括与第一远低于水平位置、第二远低于水平位置和第三远低于水平位置对应的三个子范围。在一个示例中，第一远低于水平位置被定义为比操作员限定水平位置低约3度至4度(约-3度至-4度)的作业手12的位置；第二远低于水平位置被定义为比操作员限定水平位置低约4度至5度(约-4度至-5度)的作业手12的位置；第三远低于水平位置被定义为比操作员限定水平位置低约5度至6度(或以上)(约-5度至-6度)的作业手12的位置。应该注意的是，以上限定位置范围的百分比基于作业手12的长度，如果需要，这些百分比的值可由用户配置，以顾及具有不同长度的作业手。因此，基于作业手的当前角位置与操作员限定水平位置之差，作业手12的位置可被分类到位置范围之一中。
作业手12也可从操作员限定水平位置移至操作员限定水平位置与第四位置范围之间的第三位置范围。第三位置范围与作业手12的抬起或高于水平位置对应。在一个示例中，第三位置范围被定义为比操作员限定水平位置高约1度至3度的作业手12的位置。换句话说，如果当前位置与操作员限定水平位置相差约+1度至+3度，则作业手12的当前位置被确定为在高于水平位置。在一个示例中，第三位置范围包括与第一高于水平位置和第二高于水平位置对应的两个子范围。在一个示例中，第一高于水平位置被定义为比操作员限定水平位置高约1度至2度(约+1度至+2度)的作业手12的位置；第二高于水平位置被定义为比操作员限定水平位置高约2度至3度(约+2度至+3度)的作业手12的位置。
作业手12也可移至第四位置范围。第四位置范围与作业手12的抬起或远高于水平位置对应。因此，作业手12在第三位置范围和第四位置范围二者中处于抬起位置。作业手12在第三位置范围中处于高于水平位置，在第四位置范围中处于远高于水平位置。在一个示例中，第四位置范围被定义为比操作员限定水平位置高约3度至6度的作业手12的位置。换句话说，如果当前位置与操作员限定水平位置相差约+3度至+6度，则作业手12的当前位置被确定为在远高于水平位置。在一个示例中，第四位置范围包括与第一远高于水平位置、第二远高于水平位置和第三远高于水平位置对应的三个子范围。在一个示例中，第一远高于水平位置被定义为比操作员限定水平位置高约3度至4度(约+3度至+4度)的作业手12的位置；第二远高于水平位置被定义为比操作员限定水平位置高约4度至5度(约+4度至+5度)的作业手12的位置；第三远高于水平位置被定义为比操作员限定水平位置高约5度至6度(或以上)(约+5度至+6度或以上)的作业手12的位置。
装载机作业车10包括供应动力以使装载机作业车10移动的推进系统。推进系统包括引擎44和变速器46。引擎44向变速器46供应动力。在一个示例中，引擎44是通过引擎控制模块44a控制的内燃机(例如，柴油机)。应该注意的是，内燃机的使用仅是示例，因为推进装置可以是燃料电池、电动马达、混合气体电动马达等。
变速器46将来自引擎44的动力传递至连接至装载机作业车10的一个或更多个从动轮50(以及轮胎)的合适的传动系统以使得装载机作业车10能够移动。如通常所知的，变速器46可包括可在包含一个或更多个齿轮的各种范围内操作的合适的齿轮变速器。
装载机作业车10还包括可由装载机作业车10的引擎44驱动的一个或更多个泵52。来自泵52的流可被路由通过各种控制阀54和各种管道(例如，柔性软管和线路)以便驱动液压缸28、34。来自泵52的流还可为装载机作业车10的各种其它组件提供动力。可按照各种方式(例如，通过各种控制阀54的控制)来控制来自泵52的流，以便使得液压缸28、34(因此，作业手12)相对于装载机作业车10移动。这样，例如，可通过对泵52、控制阀54等的各种控制信号来实现动臂总成14和/或作业手12在相对于装载机作业车10的车架23的多个位置之间的移动。
通常，可提供控制器48(或多个控制器)，以用于控制装载机作业车10的操作的各个方面。控制器48(或其它)可被配置成具有关联的处理器装置和存储器架构的计算装置、硬线计算电路、可编程电路、液压、电或电液控制器等等。因此，控制器48可被配置为针对装载机作业车10(或其它机械)执行各种计算和控制功能。在一些实施方式中，控制器48可被配置为接收各种格式的输入信号(例如，作为液压信号、电压信号、电流信号等)，并且输出各种格式的命令信号(例如，作为液压信号、电压信号、电流信号、机械运动等)。在一些实施方式中，控制器48(或其一部分)可被配置成液压组件(例如，阀、流线、活塞和气缸等)的总成，使得可利用并基于液压、机械或其它信号和运动来实现各种装置(例如，泵或马达)的控制。
控制器48可与装载机作业车10(或其它机械)的各种其它系统或装置电子、液压、机械或其它连通。例如，控制器48可与各种致动器、传感器以及装载机作业车10内(或之外)的其它装置(包括与泵52、控制阀54等关联的各种装置)电子或液压连通。控制器48可按照各种已知方式来与其它系统或装置(包括其它控制器)连通，包括经由装载机作业车10的CAN总线(未示出)、经由无线或液压连通手段等等。图1中描绘了控制器48的示例位置。然而，将理解，其它位置也是可能的，包括装载机作业车10上的其它位置或者各种远程位置。
在一些实施方式中，控制器48可被配置为接收输入命令并经由人机界面56与操作员交互，人机界面56可被设置在装载机作业车10的驾驶室58内以便于操作员访问。人机界面56可按照各种方式来配置。在一些实施方式中，人机界面56可包括一个或更多个操纵杆56a、各种开关或手柄、一个或更多个按钮56b、可被叠加在显示器62上的触摸屏界面56c、键盘、音响装置、与语音识别系统关联的麦克风、或者各种其它人机界面装置。在一个示例中，一个或更多个操纵杆56a可接收诸如改变变速器46的齿轮范围的请求这样的输入。一个或更多个按钮56b可接收诸如将作业手12(例如，货叉)的当前位置设定为用户或操作员限定水平位置的请求这样的输入。通常，操作员将按钮56b之一按压预定义阈值的时间段(例如，约1.0秒至2.0秒)，以将作业手12的当前位置设定为操作员限定水平位置。触摸屏界面56c可接收诸如连接至装载机作业车10的作业手12(例如，货叉)的类型这样的输入。另选地，触摸屏界面56c还可接收将作业手12的当前位置设定为操作员或用户限定水平位置的输入。显示器62包括用于显示信息的任何合适的技术，包括(但不限于)液晶显示器(LCD)、有机发光二极管(OLED)、等离子体或阴极射线管(CRT)。在此示例中，显示器62是能够在控制器48的控制下以图形方式显示一个或更多个操作员界面的电子显示器。本领域技术人员可认识到实现装载机作业车10中的显示器62的其它技术。
还可提供各种传感器以观测与装载机作业车10关联的各种状况。在一些实施方式中，各种传感器64(例如，压力传感器、流量传感器或其它传感器)可被设置在泵52和控制阀54附近或者装载机作业车10上的其它地方。例如，传感器64可包括观测液压回路内的压力(例如，与一个或更多个液压缸28、34中的至少一个关联的压力)的一个或更多个压力传感器。传感器64还可观测与液压泵52关联的压力。作为另外的示例，一个或更多个传感器64a可连接至相应一个液压缸28以观测液压缸28内的压力并基于其生成传感器信号。另外，一个或更多个传感器64b可连接至液压缸34以观测液压缸34内的压力并基于其生成传感器信号。
在一些实施方式中，可在作业手12附近设置各种传感器。例如，传感器66(例如，惯性测量传感器)可在作业手12附近连接以便观测或测量包括作业手12附近的动臂总成14的加速度等的参数。因此，传感器66观测作业手12附近的动臂总成14的加速度并基于其生成可指示动臂总成14和/或作业手12正在减速还是加速的传感器信号。
在一些实施方式中，各种传感器68(例如，旋转角位置传感器68)可被配置为检测作业手12相对于动臂总成14的角取向，或者检测作业手12的当前取向或位置的各种其它指标。因此，传感器68通常包括指示作业手12相对于动臂总成14的位置的作业手位置传感器。也可(或另选地)使用其它传感器。例如，可代替旋转角位置传感器68使用线性位置或位移传感器来确定液压缸34相对于动臂总成14的长度。在这种情况下，所检测的线性位置或位移可提供作业手12的当前位置的另选(或附加)指标。
各种传感器70(例如，角位置传感器70)可被配置为检测动臂总成14相对于车架部分22的角取向，或者检测动臂总成14相对于装载机作业车10的车架23的当前取向或位置的各种其它指标。因此，传感器70通常包括指示动臂总成14相对于装载机作业车10的车架23的位置的动臂位置传感器。也可(或另选地)使用其它传感器。例如，可代替角位置传感器70使用线性位置或位移传感器来确定液压缸28相对于车架部分22的长度。在这种情况下，所检测的线性位置或位移可提供动臂总成14的当前位置的另选(或附加)指标。
参照图1，还可在装载机作业车10的车架23上或附近设置传感器72以便测量与装载机作业车10关联的各种参数。例如，传感器72可连接至与液压缸28关联的第一枢转连杆和/或第二枢转连杆和/或与液压缸34关联的枢转连杆。传感器72观测作业手12(例如，货叉)与第一动臂16、第二动臂18和枢转连杆26的连接并基于其生成传感器信号。当被控制器48处理时，传感器信号指示新的作业手是否附接至装载机作业车10。
上述(或其它)各种组件可用于在人机界面56的显示器62上显示作业手12的位置。因此，这些组件可被视作形成用于装载机作业车10的操作员标定作业手位置显示系统的一部分。传感器64-72中的每一个和人机界面56经由诸如CAN总线的合适的通信架构来与控制器48通信。
在各种实施方式中，控制器48基于从传感器64-72接收的一个或更多个传感器信号、从人机界面56接收的输入，并且还基于本公开的操作员标定作业手位置显示系统和方法来输出用于在与装载机作业车10关联的显示器62上渲染的一个或更多个操作员界面。
现在还参照图3，数据流图示出用于装载机作业车10的操作员标定作业手位置显示系统100的各种实施方式，其可被嵌入与控制器48关联的控制模块102内。根据本公开的操作员标定作业手位置显示系统100的各种实施方式可包括嵌入控制模块102内的任何数量的子模块。可理解，图3所示的子模块可被组合和/或进一步划分以相似地向人机界面56输出用于在显示器62上渲染的一个或更多个操作员界面。到操作员标定作业手位置显示系统100的输入接收自传感器64-72(图1)，接收自人机界面56(图1)，接收自与装载机作业车10关联的其它控制模块(未示出)，和/或由控制器48内的其它子模块(未示出)确定/建模。在各种实施方式中，控制模块102包括作业手角度确定模块104、运动学数据存储器106、标定管理器模块108、值数据存储器110和用户界面(UI)控制模块112。
运动学数据存储器106存储可连接至装载机作业车10的各个作业手(例如，作业手12)的运动学模型数据114。运动学模型数据114提供通过装载机作业车10的第一动臂16、第二动臂18和枢转连杆26控制特定作业手的移动的几何关系。另外，运动学模型数据114还提供基于作业手如何连接至装载机作业车10来控制特定作业手的移动的几何关系。在这方面，根据作业手的类型，由于连接构件(例如，将作业手附接至装载机作业车10的销轴)的位置，作业手可按照与另一作业手的角位置不同的角位置或偏移连接至装载机作业车10。因此，对于可通过相应连接构件附接至装载机作业车10的各个作业手12，相应运动学模型数据114被存储在运动学数据存储器106中。
作业手角度确定模块104接收动臂位置数据116作为输入。动臂位置数据116包括来自传感器70的传感器数据或传感器信号。作业手角度确定模块104处理动臂位置数据116中的传感器信号并确定第一动臂16和第二动臂18的角位置。
作业手角度确定模块104还接收作业手位置数据118作为输入。作业手位置数据118包括来自传感器68的传感器数据或传感器信号。作业手角度确定模块104处理作业手位置数据118中的传感器信号并确定作业手(例如，作业手12)的角位置。
作业手角度确定模块104还接收作业手数据120作为输入。在一个示例中，作业手数据120作为从人机界面56接收的输入接收自操作员界面控制模块112。作业手数据120是连接至装载机作业车10的作业手的类型。
作业手角度确定模块104还接收附接偏移数据121作为输入。在一个示例中，附接偏移数据121作为从人机界面56接收的输入接收自操作员界面控制模块112。通常，附接偏移数据121是针对特定作业手12附接至装载机作业车10而确定的角偏移。在这方面，由于作业手12如何附接或连接至装载机作业车10，特定作业手12可按照不同的角度连接至装载机作业车10。在特定实施方式中，附接偏移数据121包括用于将作业手12连接至装载机作业车10的耦合器的角偏移。
基于作业手数据120，作业手角度确定模块104接收用于该类型的作业手的运动学模型数据114作为输入。因此，在此示例中，作业手角度确定模块104检索用于连接至装载机作业车10的货叉的运动学模型数据114。基于所确定的作业手12的角位置、所确定的第一动臂16的角位置、所确定的第二动臂18的角位置以及针对作业手12的附接从附接偏移数据121接收的角偏移，作业手角度确定模块104处理运动学模型数据114以确定作业手12的角度(在此示例中，货叉的角度)。作业手角度确定模块104将所确定的作业手12的角度设定为标定管理器模块108和操作员界面控制模块112的角度数据122。
标定管理器模块108接收作业手改变数据124作为输入。作业手改变数据124包括来自传感器72的传感器数据或传感器信号。作业手角度确定模块104处理作业手改变数据124中的传感器信号并确定新的作业手是否连接至装载机作业车10。如果是真，则标定管理器模块108为操作员界面控制模块112设定标定提示126。标定提示126指示连接至装载机作业车10的作业手12已经改变。
标定管理器模块108还从操作员界面控制模块112接收操作员限定水平位置数据128作为输入。操作员限定水平位置数据128是将作业手12(例如，货叉)的当前位置设定为水平位置的命令。基于操作员限定水平位置数据128的接收，标定管理器模块108接收角度数据122作为输入。标定管理器模块108将角度数据122设定为操作员界面控制模块112的标定水平位置130。标定水平位置130是针对作业手12的角位置的操作员限定水平位置。在某些情况下，操作员限定水平位置不是真实水平位置，而是操作员优选的位置，其相对于水平面偏离针对作业手12的真实水平位置而确定的实际位置。因此，标定水平位置130通常是相对于水平面偏离作业手12的真实水平位置的位置。
值数据存储器110存储指示与作业手12的移动关联的一个或更多个位置显示值132的数据。在一个示例中，值数据存储器110填充有由操作员界面控制模块112从标定管理器模块108接收的标定水平位置130。值数据存储器110还存储将作业手相对于标定水平位置的位置与一个位置范围相关的一个或更多个阈值范围。在此示例中，阈值包括(但不限于)第一位置范围、第二位置范围、第三位置范围和第四位置范围的阈值范围。在一个示例中，各个阈值范围可以是将所存储的标定水平位置与作业手12的当前角位置(例如，货叉的当前角位置)之差与用于在显示器62上渲染的作业手12的位置相关的值范围。因此，位置显示值132提供标定水平位置130以及作业手12相对于标定水平位置130的角位置的一个或更多个阈值范围值。
例如，第一位置范围(降低或低于水平)的阈值范围是比标定水平位置低约1度至3度。在一个示例中，值数据存储器110还存储与第一低于水平位置和第二低于水平位置对应的两个子范围的阈值范围。第一低于水平位置的阈值是比标定水平位置低约1度至2度(约-1度至-2度)；第二低于水平位置的阈值是比标定水平位置低约2度至3度(约-2度至-3度)。
在一个示例中，第二位置范围(降低或远低于水平)的阈值范围是比标定水平位置低约3度至6度。在一个示例中，值数据存储器110还存储与第一远低于水平位置、第二远低于水平位置和第三远低于水平位置对应的三个子范围的阈值范围。第一远低于水平位置的阈值范围是比标定水平位置低约3度至4度(约-3度至-4度)；第二远低于水平位置的阈值范围是比标定水平位置低约4度至5度(约-4度至-5度)；第三远低于水平位置的阈值范围是比标定水平位置低约5度至6度(约-5度至-6度)。
第三位置范围(抬起或高于水平)的阈值范围是比标定水平位置高约+1度至+3度。在一个示例中，值数据存储器110还存储与第一高于水平位置和第二高于水平位置对应的两个子范围的阈值范围。在一个示例中，第一高于水平位置的阈值范围是比标定水平位置高约1度至2度(约+1度至+2度)；第二高于水平位置的阈值范围是比标定水平位置高约2度至3度(约+2度至+3度)。
第四位置范围(抬起或远高于水平)的阈值范围是比标定水平位置高约+3度至+6度。在一个示例中，值数据存储器110还存储与第一远高于水平位置、第二远高于水平位置和第三远高于水平位置对应的三个子范围的阈值范围。在一个示例中，第一远高于水平位置的阈值范围是比标定水平位置高约3度至4度(约+3度至+4度)；第二远高于水平位置的阈值范围是比标定水平位置高约4度至5度(约+4度至+5度)；第三远高于水平位置的阈值范围是比标定水平位置高约5度至6度(约+5度至+6度)。
操作员界面控制模块112接收标定提示126作为输入。基于标定提示126，操作员界面控制模块112输出标定提示操作员界面数据134以用于在显示器62上渲染一个或更多个标定提示界面。标定提示操作员界面数据134被渲染在显示器62上以提示操作员选择连接至装载机作业车10的作业手12的类型，并提示操作员设定用于附接作业手12的角偏移。
参照图3A，示出由操作员界面控制模块112生成并渲染在显示器62上的示例性标定提示界面160。在此示例中，标定提示界面160包括多个操作员可选择的按钮162，其使得操作员能够选择连接至装载机作业车10的作业手12。应该注意的是，标定提示界面160不限于使用可选择按钮，相反，标定提示界面160还可包括例如下拉列表。各个按钮162包括文本标签164，其提供可连接至装载机作业车10的特定作业手12的名称。在一个示例中，操作员可选择期望的一个按钮162以将特定按钮(例如，按钮162’)高亮显示，然后选择确认按钮166以确认特定按钮162的选择。对一个按钮162的选择(例如，经由操作员与触摸屏界面56c、操纵杆、按钮56b等的交互)被操作员界面控制模块112接收并被解释为设定作业手数据120。标定提示界面160还可包括一个或更多个文本描述框168，其向操作员提供指示以与标定提示界面160交互。
参照图3B，示出由操作员界面控制模块112生成并渲染在显示器62上的示例性标定提示界面170。在此示例中，标定提示界面170使得操作员能够基于作业手12如何连接至装载机作业车10来设定作业手12的附接偏移。在一个示例中，标定提示界面170包括与第二下输入箭头174间隔开的第一上输入箭头172。数字显示框176被设置在上输入箭头172与下输入箭头174之间，并基于所接收的对上输入箭头172和下输入箭头174的输入来显示度范围。通常，度范围为约负10度至约正10度。在一个示例中，操作员可对上输入箭头172和下输入箭头174中的一个或两个提供输入以达到显示在显示框176中的所选择的度。标定提示界面170还可包括确认按钮178以确认操作员针对角偏移所选择的度。对标定提示界面170的输入以及操作员对确认按钮178的选择(例如，经由操作员与触摸屏界面56c、操纵杆、按钮56b等的交互)被操作员界面控制模块112接收并被解释为将针对角偏移选择的度设定为附接偏移数据121。标定提示界面170还可包括一个或更多个文本描述框180，其向操作员提供指示以与标定提示界面170交互。
操作员界面控制模块112还接收输入数据136。输入数据136包括操作员对人机界面56的输入，例如从操纵杆56a、按钮56b和/或触摸屏界面56c接收的输入。操作员界面控制模块112处理并解释输入数据136以确定是否接收到选择作业手12的类型的输入(例如，经由操作员与标定提示界面160的交互)。如果为真，则操作员界面控制模块112将输入数据136中接收的所选类型的作业手12设定为针对作业手角度确定模块104的作业手数据120。
操作员界面控制模块112还处理并解释输入数据136以确定是否接收到将作业手12的当前角位置设定为操作员限定水平位置的输入。在一个示例中，操作员界面控制模块112处理输入数据136以确定是否接收到对用于将作业手12的当前角位置设定为操作员限定水平位置的一个按钮56b的输入。在此示例中，操作员界面控制模块112处理输入数据136以确定是否接收到对一个按钮56b持续预定义阈值时段(例如，1.0秒至2.0秒)的输入。如果为真，则操作员界面控制模块112设定用于标定管理器模块108的操作员限定水平位置数据128。
操作员界面控制模块112还处理并解释输入数据136以确定是否接收到设定用于附接作业手12的角偏移的输入(例如，经由操作员与标定提示界面170的交互)，。如果为真，则操作员界面控制模块112将所接收的角偏移值设定为用于作业手角度确定模块104的附接偏移数据121。
操作员界面控制模块112接收标定水平位置130作为输入。操作员界面控制模块112将标定水平位置130存储在值数据存储器110中。
在一个实施方式中，操作员界面控制模块112还接收角度数据122作为输入。基于角度数据122，操作员界面控制模块112从值数据存储器110检索位置显示值132(包括标定水平位置130)。操作员界面控制模块112将角度数据122与标定水平位置130进行比较并确定作业手12的当前角位置是否处于操作员限定水平位置。在一个示例中，操作员界面控制模块112从所接收的角度数据122减去标定水平位置130以确定角差。如果作业手12被确定为水平(在约±1度内)，则操作员界面控制模块112输出第一操作员界面数据138，其以图形方式和/或以文本方式指示作业手12水平。第一操作员界面数据138包括图标数据140和值数据142以用于在显示器62上渲染第一操作员界面200(图4、图5、图6)。图标数据140是将作业手的图标或符号渲染在其当前所确定的角位置的命令，值数据142是针对作业手12的当前角位置渲染角值的命令。在此示例中，图标数据140包括将作业手12的图标渲染为水平的命令，值数据142是空值，因为作业手12被确定为水平。
操作员界面控制模块112还将角度数据122与标定水平位置130进行比较并确定作业手12是否在由位置显示值132限定的第三位置范围或第四位置范围(抬起位置)的阈值范围(例如，约+1度至约+6度或以上)内。在一个示例中，操作员界面控制模块112从所接收的角度数据122减去标定水平位置130以确定角差。如果作业手12被确定为抬起(约+1度与约+6度或以上内的正角差)，则操作员界面控制模块112输出第一操作员界面数据138，其以图形方式和/或以文本方式指示作业手12抬起。第一操作员界面数据138包括图标数据140和值数据142以用于在显示器62上渲染第一操作员界面200(图4、图5、图6)。在此示例中，图标数据140包括将作业手12的图标渲染为抬起的命令，值数据142是所确定的作业手12高于标定水平位置130的正角差。基于确定作业手12抬起，值数据142还可包括渲染诸如指向上的箭头这样的符号的指令。
操作员界面控制模块112还将角度数据122与标定水平位置130进行比较并确定作业手12是否在由位置显示值132限定的第一位置范围或第二位置范围(降低位置)的阈值范围(例如，约-1度至约-6度或更多)内。在一个示例中，操作员界面控制模块112从所接收的角度数据122减去标定水平位置130以确定角差。如果作业手12被确定为降低(约-1度与约-6度或更多内的负角差)，则操作员界面控制模块112输出第一操作员界面数据138，其以图形方式和/或以文本方式指示作业手12降低。第一操作员界面数据138包括图标数据140和值数据142以用于在显示器62上渲染第一操作员界面200(图4、图5、图6)。在此示例中，图标数据140包括将作业手12的图标渲染为降低的命令，值数据142是所确定的作业手12低于标定水平位置130的负角差。基于确定作业手12降低，值数据142还可包括渲染诸如指向下的箭头这样的符号的指令。
参照图4，示出由操作员界面控制模块112生成并渲染在显示器62上的一个示例性的第一操作员界面200。在此示例中，第一操作员界面200包括基于图标数据140被渲染为水平的图标202。图标202是货叉的侧面轮廓；然而，将理解，可采用任何合适的图标，并且另外，在各种实施方式中，图标数据140可包括基于经由输入数据136接收的作业手的类型渲染图标202的命令。
参照图5，示出由操作员界面控制模块112生成并渲染在显示器62上的一个示例性的第一操作员界面200。第一操作员界面200包括基于图标数据140被渲染为抬起的图标202。第一操作员界面200还包括基于值数据242被渲染为正角差的诸如箭头的符号204。第一操作员界面200还包括也基于值数据242渲染的数字角值206。
参照图6，示出由操作员界面控制模块112生成并渲染在显示器62上的一个示例性的第一操作员界面200。第一操作员界面200包括基于图标数据140被渲染为降低的图标202。第一操作员界面200还包括基于值数据242被渲染为负角差的诸如箭头的符号208。第一操作员界面200还包括也基于值数据242渲染的数字角值206。
返回参照图3，在另一实施方式中，操作员界面控制模块112接收角度数据122作为输入。基于角度数据122，操作员界面控制模块112从值数据存储器110检索位置显示值132(包括标定水平位置130)。操作员界面控制模块112将角度数据122与标定水平位置130进行比较并确定作业手12是否如操作员所限定那样水平。在一个示例中，操作员界面控制模块112从所接收的角度数据122减去标定水平位置130以确定角差。如果作业手12被确定为水平(在约±1度内)，则操作员界面控制模块112输出第二操作员界面数据150，其以图形方式和/或以文本方式指示作业手12为水平。第二操作员界面数据150包括用于在显示器62上渲染第二操作员界面300(图7、图8、图9)的填充数据152。填充数据152是对图形水平指示物进行填充或阴影处理以说明作业手12相对于标定水平位置130的当前角位置的命令。在此示例中，填充数据152包括对图形水平指示物进行阴影处理以说明当前角位置为水平的命令。
操作员界面控制模块112将角度数据122与标定水平位置130进行比较并确定作业手12是否在利用位置显示值132检索的第三位置范围(高于水平位置)或第四位置范围(远高于水平位置)的阈值范围(例如，约+1度至约+6度(或以上))内。在一个示例中，操作员界面控制模块112从所接收的角度数据122减去标定水平位置130以确定角差。如果作业手12被确定为高于水平(约+1度与+3度内的正角差)，则操作员界面控制模块112确定该正角差是否在第三位置范围(高于水平位置)或第四位置范围(远高于水平位置)的阈值范围内。例如，操作员界面控制模块112将正角差与第三位置范围和第四位置范围的各个阈值范围以及与这些位置范围中的每一个位置范围的子范围关联的各个阈值范围进行比较，以确定填充数据152。在此示例中，操作员界面控制模块112确定作业手12的当前角位置是否在第一高于水平位置的预定义的阈值范围(约+1度至+2度)内；作业手12的当前角位置是否在第二高于水平位置的预定义的阈值范围(约+2度至+3度)内；作业手12的当前角位置是否在第一远高于水平位置的预定义的阈值范围(约+3度至+4度)内；作业手12的当前角位置是否在第二远高于水平位置的预定义的阈值范围(约+4度至+5度)内；和作业手12的当前角位置是否在第三远高于水平位置的预定义的阈值范围(约+5度至+6度)内。
基于此比较，操作员界面控制模块112输出第二操作员界面数据150，其以图形方式和/或以文本方式指示作业手12高于水平(第一高于水平位置或第二高于水平位置)或者远高于水平(第一远高于水平位置、第二远高于水平位置或第三远高于水平位置)。第二操作员界面数据150包括用于在显示器62上渲染第二操作员界面300(图7、图8、图9)的填充数据152。在此示例中，填充数据152包括基于比较的结果对图形水平指示物进行阴影处理以说明当前角位置为高于水平(第一高于水平位置或第二高于水平位置)或者远高于水平(第一远高于水平位置、第二远高于水平位置或第三远高于水平位置)的命令。
操作员界面控制模块112还将角度数据122与标定水平位置130进行比较并确定作业手12是否在利用位置显示值132检索的第一位置范围(低于水平位置)或第二位置范围(远低于水平位置)的阈值范围(例如，约-1度至约-6度(或更多))内。在一个示例中，操作员界面控制模块112从所接收的角度数据122减去标定水平位置130以确定角差。如果作业手12被确定为低于水平(约-1度与-6度或更多内的负角差)，则操作员界面控制模块112确定该负角差是否在第一位置范围(低于水平位置)或第二位置范围(远低于水平位置)的阈值范围内。例如，操作员界面控制模块112将负角差与第一位置范围和第二位置范围的各个阈值范围以及与这些位置范围中的每一个位置范围的子范围关联的各个阈值范围进行比较，以确定填充数据152。在此示例中，操作员界面控制模块112确定作业手12的当前角位置是否在第一低于水平位置的预定义的阈值范围(约-1度至-2度)内；作业手12的当前角位置是否在第二低于水平位置的预定义的阈值范围(约-2度至-3度)内；作业手12的当前角位置是否在第一远低于水平位置的预定义的阈值范围(约-3度至-4度)内；作业手12的当前角位置是否在第二远低于水平位置的预定义的阈值范围(约-4度至-5度)内；作业手12的当前角位置是否在第三远低于水平位置的预定义的阈值范围(约-5度至-6度)内。
基于此比较，操作员界面控制模块112输出第二操作员界面数据150，其以图形方式和/或以文本方式指示作业手12低于水平(第一低于水平位置或第二低于水平位置)或者远低于水平(第一远低于水平位置、第二远低于水平位置或第三远低于水平位置)。第二操作员界面数据150包括用于在显示器62上渲染第二操作员界面300(图7、图8、图9)的填充数据152。在此示例中，填充数据152包括基于比较的结果对图形水平指示物进行阴影处理以说明当前位置为低于水平(第一低于水平位置或第二低于水平位置)或者远低于水平(第一远低于水平位置、第二远低于水平位置或第三远低于水平位置)的命令。
参照图7，示出由操作员界面控制模块112生成并渲染在显示器62上的一个示例性的第二操作员界面300。在此示例中，第二操作员界面300包括图形水平指示物302。图形水平指示物302包括两列304、306。列304具有与列306的多个方框310中的相应一个对应的多个文本标签308。文本标签308包括(但不限于)“远高于水平”、“高于水平”、“水平”、“低于水平”和“远低于水平”。基于填充数据152对图形水平指示物302进行阴影处理。填充数据152还可包括用于填充图形水平指示物302中的相关方框310的颜色。例如，填充数据152可包括用于水平的绿颜色填充、用于高于水平和低于水平的黄颜色填充；以及用于远高于水平和远低于水平的红颜色填充的指令。通常，各个方框310直接对应于一个子范围，使得从列306的顶部向下，各个方框分别与第三远高于水平位置、第二远高于水平位置、第一远高于水平位置、第二高于水平位置、第一高于水平位置、水平位置、第一低于水平位置、第二低于水平位置、第一远低于水平位置、第二远低于水平位置和第三远低于水平位置关联。在此示例中，填充数据152指示水平。基于填充数据152对与图形水平指示物302上的“水平”标签308对应的方框310进行阴影处理。在此示例中，作业手12比标定水平位置130高0.5度。
参照图8，示出由操作员界面控制模块112生成并渲染在显示器62上的一个示例性的第二操作员界面300。基于填充数据152对图形水平指示物302进行阴影处理。在此示例中，填充数据152指示高于水平，但是比远高于水平低。基于填充数据152垂直向上对图形水平指示物302进行阴影处理直至与“高于水平”的第二标签308对应的方框310且包括方框310。在此示例中，作业手12比标定水平位置130高2.5度或者处于第二高于水平位置。
参照图9，示出由操作员界面控制模块112生成并渲染在显示器62上的一个示例性的第一操作员界面200。基于填充数据152对图形水平指示物302进行阴影处理。在此示例中，填充数据152指示低于水平，但是比远低于水平高。基于填充数据152垂直向上对图形水平指示物302进行阴影处理直至与“低于水平”的第一标签308对应的方框310且包括方框310。在此示例中，作业手12比标定水平位置130低2.5度或者处于第二低于水平位置。
应该注意的是，尽管本文中第二操作员界面300(图7、图8、图9)被示出并描述为包括用于渲染在显示器62上的用户界面，第二操作员界面300可包括多个色灯，其从控制器48接收一个或更多个控制信号以基于所确定的角位置进行照明。
现在还参照图10，流程图示出可由根据本公开的图1、图2、图3的控制器48的控制模块102执行的标定方法400。可根据本公开理解的是，方法内的操作的顺序不限于如图10所示的顺序执行，而是可在适用时根据本公开按照一个或更多个变化的顺序来执行。
在各种实施方式中，该方法可被安排为基于预定事件来运行，和/或可基于作业手改变数据124的接收来运行。
在一个示例中，方法开始于402。在404，该方法确定是否接收到指示新的作业手连接至装载机作业车10的作业手改变数据124。如果为真，则方法前进至406。否则，该方法循环。
在406，该方法生成标定提示操作员界面数据134并输出用于渲染在显示器62上的标定提示操作员界面数据134。在408，该方法确定是否从人机界面56(例如，经由操纵杆56a、按钮56b或触摸屏界面56c中的一个)接收到选择作业手12的类型的输入数据136，以设定附接偏移并将作业手12的当前角位置作为操作员限定水平位置保存。如果为真，则方法前进至410。否则，该方法循环。
在410，该方法从传感器70接收第一动臂16和第二动臂18的当前位置(即，动臂位置数据116)，接收来自传感器68的作业手12的位置(即，作业手位置数据118)以及来自附接偏移数据121的角偏移。基于作业手12的类型，该方法在412检索作业手的运动学模型数据114。在414，该方法利用动臂位置数据116、作业手位置数据118和附接偏移数据121来处理运动学模型数据114以确定作业手12的当前角位置(即，角度数据122)。在416，该方法将作业手12的当前角位置设定为作业手12的标定水平位置。该方法在418结束。
现在还参照图11，流程图示出可由根据本公开的图1、图2、图3的控制器48的控制模块102执行以生成用于渲染在显示器62上的第一操作员界面200(图4、图5、图6)的方法500。通常，方法500在图10的标定方法400之后执行。可根据本公开理解的是，方法内的操作的顺序不限于如图11所示的顺序执行，而是可在适用时根据本公开按照一个或更多个变化的顺序来执行。
在各种实施方式中，该方法可被安排为基于预定事件来运行，和/或可基于动臂位置数据116和/或作业手位置数据118的接收来运行。
该方法开始于502。在504，该方法从传感器70接收第一动臂16和第二动臂18的当前位置(即，动臂位置数据116)，接收来自传感器68的作业手12的位置(即，作业手位置数据118)，并且接收来自附接偏移数据121的角偏移。在506，基于作业手12的类型，该方法检索作业手12的运动学模型数据114。在508，该方法利用动臂位置数据116、作业手位置数据118和附接偏移数据121来处理运动学模型数据114以确定作业手12的当前角位置(即，角度数据122)。
在510，该方法检索与作业手12的角运动关联的位置显示值132。在512，该方法将作业手12的当前角位置与检索的位置显示值132(包括标定水平位置130)进行比较，并且确定作业手12的当前角位置与标定水平位置130之间的角差。在514，该方法基于所述比较确定作业手12是否水平。换句话说，该方法确定作业手12的当前角位置(即，角度数据122)是否与操作员限定水平位置(即，标定水平位置130)匹配或者角差是否在约±1度内。如果为真，则该方法前进至516。
否则，在518，基于所述比较，该方法确定作业手12是否处于抬起位置。换句话说，该方法确定作业手12的当前角位置(即，角度数据122)是否相对于操作员限定水平位置(即，标定水平位置130)具有正角差。如果为真，则该方法前进至520。
否则，在522，该方法基于所述比较确定作业手12是否处于降低位置。换句话说，该方法确定作业手12的当前角位置(即，角度数据122)是否相对于操作员限定水平位置(即，标定水平位置130)具有负角差。如果为真，则该方法前进至524。否则，该方法在526标示错误并在528结束。
在516，该方法生成用于将第一操作员界面200(图4、图5、图6)渲染在显示器62上的第一操作员界面数据138，其包括以图形方式示出作业手12为水平的图标数据140。该方法前进至530。在530，该方法基于作业手改变数据124确定作业手12是否已经改变。如果为真，则该方法在528结束。否则，该方法循环至504。
在520，该方法生成用于将第一操作员界面200(图4、图5、图6)渲染在显示器62上的第一操作员界面数据138，其包括以图形方式指示作业手12抬起的图标数据140以及指示所确定的正角差的值数据142。该方法前进至530。
在524，该方法生成用于将第一操作员界面200(图4、图5、图6)渲染在显示器62上的第一操作员界面数据138，其包括以图形方式指示作业手12降低的图标数据140以及指示所确定的负角差的值数据142。该方法前进至530。
现在还参照图12，流程图示出可由根据本公开的图1、图2、图3的控制器48的控制模块102执行以生成用于渲染在显示器62上的第二操作员界面300(图7、图8、图9)的方法600。通常，方法600在图10的标定方法400之后执行。可根据本公开理解的是，方法内的操作的顺序不限于如图12所示的顺序执行，而是可在适用时根据本公开按照一个或更多个变化的顺序来执行。
在各种实施方式中，该方法可被安排为基于预定事件来运行，和/或可基于动臂位置数据116和/或作业手位置数据118的接收来运行。
该方法开始于602。在604，该方法从传感器70接收第一动臂16和第二动臂18的当前位置(即，动臂位置数据116)，从传感器68接收作业手12的位置(即，作业手位置数据118)，并且接收来自附接偏移数据121的作业手12的角偏移。在606，基于作业手12的类型，该方法检索作业手12的运动学模型数据114。在608，该方法利用动臂位置数据116、作业手位置数据118和附接偏移数据121来处理运动学模型数据114以确定作业手12的当前角位置(即，角度数据122)。在610，该方法检索与作业手12的角运动关联的位置显示值132。在612，该方法将作业手12的当前角位置与检索的位置显示值132进行比较，并且确定作业手12的当前角位置与标定水平位置130之间的角差。在614，该方法基于所述比较确定作业手12是否水平。换句话说，该方法确定作业手12的当前角位置(即，角度数据122)是否与操作员限定水平位置(即，标定水平位置130)匹配。如果为真，则该方法前进至616。
否则，在618，基于所述比较，该方法确定作业手12的当前角位置是否在利用位置显示值132检索的第三位置范围的阈值范围内。换句话说，该方法确定作业手12的当前角位置(即，角度数据122)是否在高于水平位置的预定义的阈值范围(例如，约+1至+3度)内。在各种实施方式中，该方法确定作业手12的当前角位置是否在在第一高于水平位置的预定义的阈值范围(约+1度至+2度)内；作业手12的当前角位置是否在第二高于水平位置的预定义的阈值范围(约+2度至+3度)内。如果为真，则该方法前进至620。
否则，在622，基于所述比较，该方法确定作业手12的当前角位置是否在利用位置显示值132检索的第四位置范围的阈值内。换句话说，该方法确定作业手12的当前角位置(即，角度数据122)是否在远高于水平位置的预定义的阈值范围(例如，约+3至+6度或以上)内。在各种实施方式中，该方法确定作业手12的当前角位置是否在第一远高于水平位置的预定义的阈值范围(约+3度至+4度)内；作业手12的当前角位置是否在第二远高于水平位置的预定义的阈值范围(约+4度至+5度)内；作业手12的当前角位置是否在第三远高于水平位置的预定义的阈值范围(约+5度至+6度)内。如果为真，则该方法前进至624。
否则，在626，基于所述比较，该方法确定作业手12的当前角位置是否在利用位置显示值132检索的第一位置范围的阈值内。换句话说，该方法确定作业手12的当前角位置(即，角度数据122)是否在低于水平位置的预定义的阈值范围(例如，约-1至-3度)内。在各种实施方式中，该方法确定作业手12的当前角位置是否在第一低于水平位置的预定义的阈值范围(约-1度至-2度)内；作业手12的当前角位置是否在第二低于水平位置的预定义的阈值范围(约-2度至-3度)内。如果为真，则该方法前进至628。
否则，在630，基于所述比较，该方法确定作业手12的当前角位置是否在利用位置显示值132检索的第二位置范围的阈值内。换句话说，该方法确定作业手12的当前角位置(即，角度数据122)是否在远低于水平位置的预定义的阈值范围(例如，约-3至-6度或更多)内。在各种实施方式中，该方法确定作业手12的当前角位置是否在第一远低于水平位置的预定义的阈值范围(约-3度至-4度)内；作业手12的当前角位置是否在第二远低于水平位置的预定义的阈值范围(约-4度至-5度)内；作业手12的当前角位置是否在第三远低于水平位置的预定义的阈值范围(约-5度至-6度)内。如果为真，则该方法前进至632。否则，该方法在634标示错误并在636结束。
在616，该方法生成用于在显示器62上渲染第二操作员界面300(图7、图8、图9)的第二操作员界面数据150，其包括以图形方式示出作业手12的当前角位置为水平的填充数据152。该方法前进至638。在638，该方法基于作业手改变数据124确定作业手12是否改变。如果为真，则该方法在636结束。否则，该方法循环至604。
在620，该方法生成用于在显示器62上渲染第二操作员界面300(图7、图8、图9)的第二操作员界面数据150，其包括以图形方式示出作业手12的当前角位置为高于水平的填充数据152，并且在各种实施方式中，填充数据152以图形方式示出作业手12的当前角位置处于第一高于水平位置或第二高于水平位置。该方法前进至638。
在624，该方法生成用于在显示器62上渲染第二操作员界面300(图7、图8、图9)的第二操作员界面数据150，其包括以图形方式示出作业手12的当前角位置为远高于水平的填充数据152，并且在各种实施方式中，填充数据152以图形方式示出作业手12的当前角位置处于第一远高于水平位置、第二远高于水平位置或第三远高于水平位置。该方法前进至638。
在628，该方法生成用于在显示器62上渲染第二操作员界面300(图7、图8、图9)的第二操作员界面数据150，其包括以图形方式示出作业手12的当前角位置为低于水平的填充数据152，并且在各种实施方式中，填充数据152以图形方式示出作业手12的当前角位置处于第一低于水平位置或第二低于水平位置。该方法前进至638。
在632，该方法生成用于在显示器62上渲染第二操作员界面300(图7、图8、图9)的第二操作员界面数据150，其包括以图形方式示出作业手12的当前角位置为远低于水平的填充数据152，并且在各种实施方式中，填充数据152以图形方式示出作业手12的当前角位置处于第一远低于水平位置、第二远低于水平位置或第三远低于水平位置。该方法前进至638。
如本领域技术人员将理解的，所公开的主题的某些方面可被具体实现为方法、系统(例如，包括在作业车中的作业车控制系统)或计算机程序产品。因此，某些实施方式可被完全地实现为硬件、完全地实现为软件(包括固件、常驻软件、微码等)或者完全地实现为软件和硬件(以及其它)方面的组合。另外，某些实施方式可采取计算机可用存储介质上的计算机程序产品的形式，在该介质中具体实现有计算机可用程序代码。
可使用任何合适的计算机可用或计算机可读介质。计算机可用介质可以是计算机可读信号介质或计算机可读存储介质。计算机可用或计算机可读存储介质(包括与计算装置或客户端电子装置关联的存储装置)可以是(例如，但不限于)电子、磁、光学、电磁、红外或半导体系统、设备或装置，或者前述的任何合适的组合。计算机可读介质的更具体的示例(非穷尽性列表)将包括下列项：具有一个或更多个导线的电连接、便携式计算机软盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦除可编程只读存储器(EPROM或闪速存储器)、光纤、便携式紧凑盘只读存储器(CD-ROM)、光学存储装置。在本文档的上下文中，计算机可用或计算机可读存储介质可以是可包含或存储由指令执行系统、设备或装置使用或者与指令执行系统、设备或装置相连使用的程序的任何有形介质。
计算机可读信号介质可包括其中具体实现有计算机可读程序代码的传播数据信号(例如，在基带中或作为载波的一部分)。这种传播信号可采取各种形式中的任何形式，包括(但不限于)电磁、光学或其任何合适的组合。计算机可读信号介质可以是非暂时性的，并且可以是非计算机可读存储介质并且可通信、传播或传输由指令执行系统、设备或装置使用或者与指令执行系统、设备或装置相连使用的程序的任何计算机可读介质。
本文所描述的某些实施方式的各方面可参照根据本公开的实施方式的方法、设备(系统)和计算机程序产品的流程图和/或框图来描述。将理解，任何这样的流程图和/或框图中的各个方框以及这样的流程图和/或框图中的方框的组合可由计算机程序指令来实现。这些计算机程序指令可被提供给通用计算机、专用计算机或者其它可编程数据处理设备的处理器以生成机器，使得经由计算机或其它可编程数据处理设备的处理器执行的指令创建用于实现流程图和/或框图方框中所指定的功能/行为的手段。
这些计算机程序指令也可被存储在计算机可读存储器中，其可指导计算机或其它可编程数据处理设备按照特定方式起作用，使得存储在计算机可读存储器中的指令生成包括实现流程图和/或框图方框中所指定的功能/行为的指令的制品。
计算机程序指令也可被加载到计算机或其它可编程数据处理设备上以使得在计算机或其它可编程设备上执行一系列操作步骤以生成计算机实现的处理，使得在计算机或其它可编程设备上执行的指令提供用于实现流程图和/或框图方框中所指定的功能/行为的步骤。
附图中的任何流程图和框图或者上面相似的讨论可示出根据本公开的各种实施方式的系统、方法和计算机程序产品的可能实现方式的架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的各个方框可表示模块、段或代码部分，其包括用于实现指定的逻辑功能的一个或更多个可执行指令。还应该注意的是，在一些另选实现方式中，方框中标明(或者本文中描述)的功能可不按图中所标明的次序发生。例如，根据所涉及的功能，连续示出的两个方框(或者连续描述的两个操作)实际上可基本上同时执行，或者方框(或操作)有时可按照相反的次序执行。还要注意的是，任何框图和/或流程图中的各个方框以及任何框图和/或流程图中的方框的组合可由执行指定的功能或行为的基于专用硬件的系统或者专用硬件和计算机指令的组合来实现。
本文所使用的术语仅是为了描述特定实施方式，并非旨在限制本公开。如本文所用，单数形式旨在也包括复数形式，除非上下文清楚地另外指示。还将理解，术语“包括”和/或“包含”当用在本说明书中时指明存在所述的特征、整体、步骤、操作、元件和/或组件，但是不排除一个或更多个其它特征、整体、步骤、操作、元件、组件和/或其组的存在或添加。
本公开的描述是为了例示和描述而呈现，并非旨在为穷尽性的或者将本公开限于所公开的形式。对于本领域普通技术人员而言，在不脱离本公开的范围和精神的情况下许多修改和变化将显而易见。本文中明确地引用的实施方式被选择并描述以便最佳地说明本公开的原理及其实际应用，并且使得本领域普通技术人员能够理解本公开并认识到对所描述的示例的许多另选方案、修改和变化。因此，明确描述的那些以外的各种实施方式和实现方式在随附权利要求书的范围内。

Claims (10)

1.一种用于装载机作业车的操作员标定作业手位置显示系统，所述装载机作业车具有各自能够通过由液压回路致动的液压缸定位的动臂和作业手，所述系统包括：
所述动臂和所述作业手的位置数据的源；以及
控制器，该控制器：
确定操作员限定水平位置并将所述操作员限定水平位置存储为所述作业手的标定水平位置；
基于所述位置数据确定所述作业手的当前位置；
将所述作业手的所述当前位置与所述标定水平位置进行比较；并且
生成用于渲染在与所述装载机作业车关联的显示器上的操作员界面数据，所述操作员界面数据以图形方式示出所述作业手相对于所述标定水平位置的所述当前位置。
2.根据权利要求1所述的系统，其中，基于确定所述装载机作业车的所述作业手已改变，所述控制器确定所述操作员限定水平位置。
3.根据权利要求2所述的系统，其中，基于确定所述装载机作业车的所述作业手已改变，所述控制器：
生成用于渲染在所述显示器上的标定操作员界面数据；
接收将所述作业手的所述当前位置选择为所述操作员限定水平位置的操作员请求作为输入；
基于所述位置数据以及与所述作业手关联的运动学模型来确定所述作业手的所述当前位置；并且
将所确定的所述作业手的所述当前位置存储为所述标定水平位置。
4.根据权利要求1所述的系统，其中，所述控制器将所述当前位置与所述标定水平位置进行比较以确定所述当前位置和所述标定水平位置之间的角差。
5.根据权利要求4所述的系统，其中，所述控制器生成包括所述角差的值的所述操作员界面数据以用于渲染在所述显示器上。
6.根据权利要求4所述的系统，其中，所述控制器将所述角差与至少一个阈值进行比较以确定所述作业手是否处于下列情况中的一个：水平、在所述标定水平位置和第二位置范围之间的第一位置范围内、以及在所述标定水平位置和第四位置范围之间的第三位置范围内。
7.根据权利要求6所述的系统，其中，所述控制器生成包括对图形水平指示物的填充的所述操作员界面数据，所述操作员界面数据以图形方式示出所述作业手为水平、在所述第一位置范围内、超过所述第一位置范围、在所述第三位置范围内或者超过所述第三位置范围。
8.根据权利要求4所述的系统，其中，所述控制器基于所述角差的正值确定所述作业手抬起。
9.一种用于装载机作业车的操作员标定作业手位置显示系统的方法，所述装载机作业车具有各自能够通过由液压回路致动的液压缸定位的动臂和作业手，所述方法包括以下步骤：
由处理器确定操作员限定水平位置；
接收所述动臂和所述作业手的位置数据；
由所述处理器基于所述位置数据和所述作业手的运动学模型确定所述作业手的当前位置；
由所述处理器将所述作业手的所述当前位置与所述操作员限定水平位置进行比较；以及
生成用于渲染在与所述装载机作业车关联的显示器上的操作员界面数据，所述操作员界面数据以图形方式示出所述作业手相对于所述标定水平位置的所述当前位置。
10.一种用于装载机作业车的操作员标定作业手位置显示系统，所述装载机作业车具有各自能够通过由液压回路致动的液压缸定位的动臂和作业手，所述系统包括：
所述动臂和所述作业手的位置数据的源；以及
控制器，该控制器：
确定操作员限定水平位置并将所述操作员限定水平位置存储为所述作业手的标定水平位置；
基于所述位置数据确定所述作业手的当前位置；
将所述作业手的所述当前位置与所述标定水平位置进行比较；
基于所述比较确定所述当前位置和所述标定水平位置之间的角差；以及
生成用于渲染在与所述装载机作业车关联的显示器上的操作员界面数据，所述操作员界面数据以图形方式示出所述作业手相对于所述标定水平位置的所述当前位置。
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