CN111236340A - 用于平土机的控制系统 - Google Patents

Abstract

一种平土机包括机器本体、平土铲刀、将平土铲刀和圆形物连接到机器本体的牵引杆、联接到平土铲刀的顶部部分的铲刀俯仰缸、用户界面以及控制系统。控制系统可配置成接收来自用户界面的输入并且使铲刀俯仰缸延伸或缩回，以基于输入将平土铲刀的俯仰调整到多个预定俯仰位置中的一个。

Description

用于平土机的控制系统

技术领域

本公开大体上涉及一种平土机，并且更具体地涉及一种用于平土机的控制系统。

背景技术

本公开涉及用于平土的移动机器。平土机通常用于切削、铺展或平整形成地面的材料。为了执行这种土方雕刻任务，平土机包括铲刀，也称为刮土板或机具。与推土机或其它移动较大土方量的机器相比，该铲刀从一侧到另一侧移动相对少量的土方。平土机经常用于形成各种最终的土方布置，这取决于雕刻任务经常需要将铲刀定位在不同的位置和/或定向。不同铲刀位置可包括对铲刀高度、铲刀切削角、铲刀俯仰、铲刀侧移，以及牵引杆侧移的调整。因此，平土机可包括若干操作者控件以操纵机器的各个部分。对自动平土机的铲刀进行定位和定向是一项复杂且耗时的任务，可能需要大量的经验和/或专业知识。

1992年1月7日授予Nau的美国专利号5,078,215(“‘215专利”)描述了一种用于控制用于平土机的铲刀的斜率的方法和设备。‘215专利允许操作者选择所要加工表面的所需交叉斜角。控制系统接着测量铲刀的斜角且根据需要调整铲刀的斜角，以便使铲刀在铲刀横穿表面时维持所需斜角以形成所选择的横斜角。‘215专利的铲刀定位和调整方法和系统可能无法提供足够的定位或定向选项，并因此，可能无法给没有经验的操作者提供使用平土机进行各种操作的能力。本公开的用于平土机的控制系统可解决上述问题中的一个或多个和/或本领域中的其它问题。然而，当前公开的范围由所附权利要求书限定，而不是由解决任何特定问题的能力限定。

发明内容

在一个方面，一种平土机可包括机器本体、平土铲刀、将平土铲刀和圆形物连接到机器本体的牵引杆、联接到平土铲刀的顶部部分的铲刀俯仰缸、用户界面和控制系统。控制系统可配置成接收来自用户界面的输入并且使铲刀俯仰缸延伸或缩回，以基于输入将平土铲刀的俯仰调整到多个预定俯仰位置中的一个。

在另一个方面，一种操作平土机的方法可包括用传感器感测平土铲刀的俯仰，以及接收用户输入以将平土铲刀定位到用户选择的俯仰，其中用户选择的俯仰是多个预定俯仰中的一个。该方法还可包括通过定位铲刀俯仰缸将平土铲刀定位到用户选择的俯仰。

在又一个方面，一种操作平土机的方法可包括：接收用户输入以将平土铲刀定位到用户选择的定向，其中用户选择的定向是多个预定的俯仰中的一个；并通过延伸或缩回铲刀俯仰缸将平土铲刀定位到用户选择的定向。该方法还可包括：开始平土操作，感测平土铲刀的定向，以及如果感测到的定向不是用户选择的定向，则将平土铲刀的定向自动调整到用户选择的定向。

附图说明

并入本说明书并构成本说明书的一部分的附图示出了各种示例性实施例，并与描述一起用于解释公开的实施例的原理。

图1是根据本公开的方面的示例性平土机的图示。

图2A是根据本公开的方面的图1的平土机的平土部分的后部透视图。

图2B是根据本公开的方面的图1的平土机的平土部分的前部透视图。

图2C示出了根据本公开的方面的图1的平土机的连杆系统的放大视图。

图3示出了根据本公开的方面的用于图1的示例性平土机的控制系统的一部分的示意图。

图4提供了描绘根据本公开的方面的用于控制平土机的圆角的示例性方法的流程图。

图5A-5D是根据本公开的方面的具有各种圆角位置的示例性平土机的透视图。

图6提供了描绘根据本公开的方面的用于控制平土机的铲刀俯仰的示例性方法的流程图。

图7A-7C是根据本公开的方面的具有各种铲刀俯仰位置的平土机的平土部分的侧视图。

图8提供了描绘根据本公开的方面的用于控制平土机的铲刀侧移的示例性方法的流程图。

图9A和9B是根据本公开的方面的具有各种铲刀侧移位置的示例性平土机的前视图。

图10提供了描绘根据本公开的方面的用于控制平土机的牵引杆中心位移的示例性方法的流程图。

图11A-11C是根据本公开的方面的具有各种牵引杆中心位移位置的示例性平土机的前视图。

图12提供了描绘根据本公开的方面的用于在至少一个切削刃维护模式中控制平土机的平土部分的示例性方法的流程图。

图13是根据本公开的方面在切削刃维护模式下具有平土部分的示例性平土机的侧视图。

图14提供了描绘根据本公开的方面的用于在一个或多个挖沟模式中控制平土机的平土部分的示例性方法的流程图。

图15A-15D是根据本公开的方面在各种挖沟模式中具有平土部分的示例性平土机的透视图。

图16提供了描绘根据本公开的方面的用于在一个或多个机器周转模式中控制平土机的平土部分的示例性方法的流程图。

图17A和17B是根据本公开的方面执行机器周转模式的示例性平土机的俯视图。

图18是根据本公开的方面可显示在用户界面上以控制或定位平土机的部分的示例性显示器的图示。

图19是根据本公开的方面可显示在用户界面上以控制或定位平土机的部分的另一个示例性显示器的图示。

具体实施方式

前面的一般描述和下面的详细描述都仅是示例性和说明性的，并且不限制所要求保护的特征。如本文所用的，术语“包括(comprise)”、“包括 (comprising)”、“具有(has)”、“具有(having)”、“包括(include)”、“包括(including)”或其其它变型旨在涵盖非排他性包含，使得包括元素列表的过程、方法、制品或设备不仅仅包括那些元素，而且可包括未明确列出或此类过程、方法、制品或设备固有的其它元素。

出于本公开的目的，术语“地面”广泛地用于指代可在建筑程序中工作和/或可被切削、铺展、雕刻、平滑化、平整、平土或以其它方式处理的所有类型的表面或土质材料(例如，砾石、粘土、沙、灰尘，等)。在本公开中，除非另有说明，相对术语，例如，如，“约”、“基本上”和“大约”用于指示所述值的±10％的可能变化。尽管参考自动平土机描述了本公开，但这仅是示例性的。大体上，本公开可以应用于任何机器，例如，如犁、刮刀、推土机或另一种平土型机器。

图1示出了根据本公开的示例性自动平土机10(下文称为“自动平土机”)的透视图。自动平土机10包括前框架12、后框架14和铲刀16。前框架12和后框架14由轮18支承。操作者驾驶室20可安装在前框架12和后框架14的联接件上方，并且可包括各种控件、显示单元、触摸屏，或用户界面(例如，用户界面104)，以操作或监测自动平土机10的状态。后框架14还包括发动机22以驱动自动平土机10或为该自动平土机提供动力。铲刀16，有时称为犁板，用于切削、铺展或平整(统称为“雕刻”)土地或机器10穿过的其它材料。如在图2A和2B中更详细地示出，铲刀16 安装在连杆组件上，通常以24示出。连杆组件24允许铲刀16相对于自动平土机10移动到各种不同位置和定向，并因此以不同的方式雕刻穿过的材料。

另外，控制器102可与在驾驶室20(图1)中或远离自动平土机10的一个或多个控件(例如，用户界面104)通信。一方面，自动平土机10可为电动液压自动平土机，并且控制器102可控制一个或多个电开关或阀以便控制一个或多个液压缸或电气元件以便操作自动平土机10。如下文详细论述的，控制器102可接收一个或多个操作者输入，并因此控制或定位自动平土机10的各种部件。

从自动平土机10的前方开始并朝向铲刀16向后工作，连杆组件24包括牵引杆26。牵引杆26可枢转地安装到前框架12，该前框架具有球接头 (未示出)。牵引杆26的位置可由液压缸控制，所述液压缸包括，例如，右提升缸28、左提升缸30、中心位移缸32和连杆34。铲刀16相对于在自动平土机10下方横穿的表面的高度，通常称为铲刀高度，可主要利用右提升缸28和左提升缸30来控制和/或调整。右提升缸28和左提升缸30可独立地控制，并因此，可用于倾斜铲刀16的底部，其包括底部切削刃36和顶部刃38。基于右提升缸28和左提升缸30的位置，切削刃36可相对于横穿的材料倾斜，因此提升缸28和30可控制铲刀倾斜。一个或多个铲刀倾斜传感器40(例如，惯性测量单元)可安装在铲刀16上或以其它方式联接到该铲刀，以便测量铲刀16相对于前框架12从一端到另一端的垂直倾斜。

中心位移缸32和连杆34可主要用于移位牵引杆26和安装到牵引杆26 的任何部件相对于前框架12的侧向位置。此侧向移位通常称为牵引杆中心位移。如图2C中更详细地论述，中心位移缸32可包括可枢转地联接到牵引杆26的缸端78，以及可枢转地联接到连杆34的杆端80。连杆34可以包括多个位置孔70，用于将连杆34选择性地定位到左侧或右侧，以允许牵引杆26通过中心位移缸32进一步位移到自动平地机10的左侧或右侧。一个或多个牵引杆中心位移传感器42(例如，惯性测量单元、一个或多个缸上的线性位置传感器，等)可安装在中心位移缸32(图2A和2B)上或以其它方式联接到该中心位移缸，或者可安装在牵引杆26上或以其它方式联接到该牵引杆，以便测量牵引杆26相对于前框架12的位置。此外，尽管未示出，右提升缸28、左提升缸30和中心位移缸32中的每一个可包括一个或多个位置传感器，所述一个或多个位置传感器可操作地联接到相应的移动缸或杆以测量并传送每个缸的延伸或位置，并且因此牵引杆26和铲刀 16的对应位置或定向。

如图2A和2B所示，牵引杆26包括大型平板，通常称为轭板44。轭板44下方是大齿轮，通常称为圆形物46。圆形物46可以通过液压电机，例如，通过圆形物驱动电动机48旋转，如图2B所示。圆形物46通过圆形物驱动电动机48的旋转，通常称为圆角，围绕固定到牵引杆24的轴线A (图1)枢转铲刀16，以建立铲刀切削角。铲刀切削角限定为铲刀16相对于前框架12的角，并且铲刀切削角可通过圆形物46的位置与牵引杆26的位置的组合来控制。

圆形物46和铲刀16可经由支承臂39和支承板41联接。铲刀16可通过多个可移除螺钉43联接到支承板41，例如，以便替换铲刀16或铲刀16 的一部分。圆形物46和铲刀16可围绕轴线A相对于前框架12顺时针或逆时针旋转多达约75度。在0度铲刀切削角下，铲刀16被布置成与前框架 12成直角。另外，圆角传感器50，例如，旋转传感器、惯性测量单元等，可定位在圆形物46上，以测量圆形物46的角旋转，以及因此铲刀16的角。一方面，圆角传感器50可安装在圆形物46上的居中位置中。另一方面，圆角传感器50可安装在圆形物46上的偏心位置，并且圆角传感器50 或自动平土机10的其它内部部件可用于基于补偿或校正来计算圆形物46 和铲刀16的位置，以解决圆角传感器50的偏心位置。例如，圆形物46和铲刀16可以各种角定位，以便执行各种平土操作，如下文关于图4和5A- 5D所述。

铲刀16可枢转地安装到圆形物46，例如，其中铲刀16的一部分可在平行于横穿表面的方向上且在横向于铲刀16的切削刃36的方向上移动。铲刀俯仰缸52可以联接到铲刀16的顶部刃38，并且可用于向前或向后控制或调整顶部刃38的俯仰。换句话说，铲刀俯仰缸52可用于在铲刀16的切削刃36之前或之后使铲刀16的顶部刃38倾斜。铲刀16的顶部刃38相对于铲刀16的切削刃36的位置通常称为铲刀俯仰。一方面，铲刀俯仰缸52可在45度的范围内，例如，从与切削刃36后方的顶部刃38的负五度的位置到与切削刃36前方的顶部刃38的正40度的位置，控制铲刀16的铲刀俯仰。另外，铲刀俯仰传感器54，例如，惯性测量单元，可定位在铲刀16 上，例如，顶部刃38上。在其它方面，一个或多个铲刀俯仰传感器54可包括铲刀16上的旋转传感器或联接到铲刀俯仰缸52的线性位移传感器。如下文关于图6和7A-7C所讨论的，铲刀俯仰传感器54可检测铲刀俯仰，并且铲刀16可以各种铲刀俯仰定位，以便执行各种平土操作。

铲刀16可经由滑动接头安装到牵引杆26和/或圆形物46。例如，侧移缸56和侧移杆56A可控制铲刀16相对于牵引杆26和/或圆形物46的位置。侧移缸56可定位于支承臂39之间，并且支承杆56A可联接到支承板 41。因此，相对于侧移缸56驱动侧移杆56A使铲刀16相对于牵引杆26和圆形物46从一侧滑动或移位到另一侧。此一侧到另一侧的移位通常称为铲刀侧移。另外，铲刀侧移传感器58(例如，线性位移传感器)可联接到侧移缸56以测量侧移缸56的位置，且因此测量铲刀16相对于牵引杆26和圆形物46的位置。例如，侧移缸56和铲刀16可定位在各种侧移位置处，以便执行各种平土操作，如下文参照图8、9A和9B所讨论的。

如图1和2A-2C所示，连杆34是大体上直的构件，其包括延伸穿过其的多个位置孔70。连杆34固定到前框架12和牵引杆26。例如，如图2C 中最佳示出，牵引杆34可通过左提升缸臂72和右提升气缸臂74以及连杆销76固定到前框架12。左提升缸臂72和右提升圆筒臂74在连杆34的外位置孔70处固定地且可枢转地固定到前部框架12和连杆34。连杆销76延伸穿过连杆34的位置孔70中的一个以对连杆34形成支点。如上所述，中心位移缸32可通过可枢转地联接到牵引杆26的缸端78，并且可枢转地联接到连杆34的外位置孔70的中心移位缸32的杆端80，将连杆34联接到牵引杆26。

连杆销76可由销致动器82(图2A)，如液压或螺线管致动器控制以便延伸和缩回，以通过将连杆销76接合到连杆34的不同位置孔70中来使连杆34的支点向左或向右移位。例如，在更多标准自动平土机操作期间，其中铲刀16通常居中定位在自动平土机下方10，连杆销76可延伸到连杆 34的最中心位置孔84中，以形成连杆34的居中定位的支点。然而，自动平土机10的一些模式可能需要铲刀16显著地延伸到自动平土机10的一侧。在这些情况下，(1)连杆销76可从居中定位的位置孔84缩回， (2)连杆34可通过中心位移筒32的移动且在一些情况下提升气缸28、30 的移动而移位到一侧，以及(3)连杆销76可延伸到新的位置孔70中，即，延伸到居中定位的位置孔84的一侧。对应于连杆销76接合的位置孔的连杆34的位置可由任何常规的连杆位置传感器86(如本文中所论述的 IMU)确定。如将在下文更详细论述的，可在操作者的请求下自动地完成连杆34的此侧移位，或者作为自动模式移动的一部分自动地完成。

此外，自动平土机10的各个部分可同时或组合地调整以便自动平土机 10执行各种操作。例如，可致动或移位右提升缸28、左提升缸30、中心位移筒32、连杆34、圆形物驱动电动机48、铲刀俯仰缸52和侧移缸56中的一个或多个以便定位铲刀16和牵引杆26中的一个或多个，如下文关于图 10-17B所述。

如图1、2A和2B所示，自动平土机10可包括多个液压线60以便控制液压缸。自动平土机10可包括液压泵(未示出)。液压泵可通过液压线 60中的一个或多个将高压液压流体供应到液压缸中的一个或多个。低引导压力可由液压减压阀提供，所述液压减压阀可接收高压液压流体并向每个液压缸供应低引导压力。另外，每个液压缸可包括电磁阀和一个或多个液压阀。螺线管可从控制器102接收一个或多个信号，以通过配置液压流体的流量通过阀来控制和定位每个液压缸。液压流体的输送可例如，经由一个或多个用户界面104由控制器102控制。

另外，前框架12和后框架14可在自动平土机10在可枢转的联接件或连杆机构62处(例如，在驾驶室20下方)的操作期间相对于彼此铰接。尽管未示出，铰接缸可安装在后框架14的左侧和右侧上，并且可用于铰接 (或旋转)前框架12。前框架12和后框架14对齐，如图1、9A、9B、 17A和17B所示，自动平土机10以中性或零铰接角定位。当平土倾斜或斜坡表面时或当形成倾斜或斜坡表面(即，沟渠)时，可使用各种其它铰接角。尽管本文未具体论述，但是还考虑了控制系统100(图3)可允许操作者监测前框架12与后框架14之间的铰接，例如，经由铰接缸上的传感器。此外，用户接口104可允许操作者选择一个或多个预定铰接位置，并且控制器102可信号通知联接到铰接缸的一个或多个致动器以定位铰接缸，并且因此相对于后框架14定位前框架12。

图3示出了自动平土机10的控制系统100的示例性示意图。控制系统 100可包括与多个传感器通信的一个或多个控制器102、一个或多个控件或用户接口104、一个或多个发动机传感器106(即，齿轮传感器、速度传感器等)，以及多个致动器。通信可为有线或无线的，例如，经由蓝牙

Wi-Fi、射频等。

如图3所示，并且如上文所述，控制系统100可包括铲刀倾斜传感器40、牵引杆中心位移传感器42、圆角传感器50、铲刀俯仰传感器54和侧移传感器58。另外，控制系统100可包括测量自动平土机10的角度或俯仰的主降传感器108。控制系统100可包括一个或多个轮倾斜传感器110，其联接到轮18或轮的其它部分以测量一个或多个轮18的轮倾斜。控制系统100可包括一个或多个铰接传感器112，其联接到前框架12和/或后框架14 以测量前框架12与后框架14之间的铰接。此外，控制系统100可包括一个或多个左铲刀提升传感器114和一个或多个右铲刀提升传感器116。左铲刀提升传感器114和右铲刀提升传感器116分别联接到左提升缸30和右提升缸28(图1)，并且可例如经由铲刀倾斜传感器40确认测量的铲刀倾斜或以其它方式与其相关。应理解，这些传感器和本文中论述的任何其它传感器中的每一个可为安装在一个或多个部件上的惯性测量单元、安装在一个或多个部件上的角位置或旋转传感器、联接到液压传感器的移动缸或杆的线性位移传感器，或任何其它合适的传感器。

另外，控制系统100可包括转向输入传感器118，其可联接到方向盘、操纵杆，或用于操纵自动平土机10的其它控制机构。基于经由转向输入传感器118感测到的输入，控制器102可信号通知一个或多个致动器以控制平土机10的转向、铰接、轮倾斜等。控制系统100还可包括转向角传感器 120，其可测量自动平土机10的实际转向角或方向。

如上所述，控制系统100还可包括感测连杆34的位置的连杆位置传感器122，且特别是，与当前接收连杆销76的位置孔70对应的连杆34的当前位置。控制器102还可联接到连杆销致动器82，该连杆销致动器控制连杆销76在连杆34的侧移期间的延伸和缩回。

根据上述传感器的信息，并且如上文提到的，控制器102可与多个致动器通信。本文所论述的致动器中的每一个可为用于相应液压缸、电致动器，或任何合适的致动器的控制阀。此外，致动器可包括前述致动器的各种组合。例如，控制器102可与一个或多个左铲刀提升致动器124和一个或多个右铲刀提升致动器126通信。左铲刀提升致动器124和右铲刀升降致动器126控制左提升缸28和右提升缸30的位置，且因此控制铲刀16的角度。此外，控制器102可与一个或多个牵引杆中心位移致动器128通信，所述一个或多个牵引杆中心位移致动器可控制中心位移缸32的位置。

控制器102可与圆角致动器130通信，该圆角致动器可控制圆形物驱动电动机48。控制器102还可与铲刀俯仰致动器132通信，该铲刀俯仰致动器可控制铲刀俯仰缸52。另外，控制器102可与铲刀侧移致动器134通信，该铲刀侧移致动器可控制侧移缸56。

控制器102还可与一个或多个轮倾斜致动器136通信，所述一个或多个轮倾斜致动器可控制联接到前框架12和后框架14的轮18的轮倾斜。控制器102还可与铰接致动器138通信，该铰接致动器可控制前框架12与后框架14之间的一个或多个可铰接连接以控制自动平土机10的铰接。

尽管仅参照图3论述了许多传感器、致动器和输入，但本公开不限于此。相反，控制系统100可包括除以上提到的传感器和致动器之外与控制器102通信的附加传感器和致动器，以便测量和控制自动平土机10的各种方面。此外，基于来自多个传感器的信息和/或基于操作者输入或控制，控制器102可自动地信号通知一个或多个致动器以控制自动平土机10的各个部分。例如，控制器102可基于从铲刀倾斜传感器40、圆角传感器50、铲刀俯仰传感器54、侧移传感器58、左铲刀提升传感器114和右铲刀提升传感器116中的一个或多个接收的信息来确定铲刀16的第一位置和/或第一定向。如下文更详细地论述，例如，参照图18和19，基于操作者输入或选择特定操作模式(即，经由用户接口104)，控制器102可通过信号通知左铲刀提升致动器124、右铲刀提升致动器126、牵引杆中心位移致动器128、圆角致动器130、铲刀俯仰致动器132，或铲刀侧移致动器134中的一个或多个来将铲刀16从第一位置和/或第一定向调整到第二位置和/或第二定向。控制器102也可引导、操纵、铰接，或以其它方式控制自动平土机 10。

图4和5A-5D示出了与调整铲刀16的角度相关的本公开的各个方面。例如，图4是描绘可由控制系统100执行以定位铲刀16的示例性铲刀角调整方法400的流程图。方法400包括步骤402，其中机器10可(例如，通过用户界面104)接收操作者输入以将铲刀16定位在多个预定铲刀角度中的一个。预定铲刀角度可存储在控制器102的存储器中且传输到用户界面 104。例如，用户界面104可包括在主屏幕上显示的用于铲刀角度选择模式的铲刀角度图标。操作者可以选择铲刀角度选择模式，并且用户界面104 接着可例如用单个可选图标显示多个预定铲刀角度。备选地，铲刀角度选择模式可允许操作者以数字方式输入特定铲刀角度。选定的铲刀角度可从用户界面104传输到控制器102(图3)。

在步骤404中，自动平土机10可将铲刀16的位置设置成选定的铲刀角度。例如，控制器102可从圆角传感器50接收与圆形物46的当前位置且因此铲刀16的当前角度(假设牵引杆24与前框架12对准)相关的信息。如果铲刀16的当前角度与选定的铲刀角度之间存在差异，控制器102 可信号通知圆角致动器130以(例如，通过致动圆形物驱动电动机48)调整圆形物46的位置，使得将铲刀16定位在选定的铲刀角度。步骤404还可包括在用户界面104上指示铲刀16已定位于选定的铲刀角度。

在步骤406中，自动平土机10可执行平土操作。步骤406可包括例如经由用户界面104、操纵杆、踏板等接收操作者输入，以便沿路径前移。路径可被预编程或(例如，经由方向盘)由操作者控制。在平土操作期间，步骤406可包括经由圆角传感器50监测铲刀角度以确保在平土操作期间铲刀16保持选定的铲刀角度。例如，如果圆角传感器50检测到除了对应于选定的铲刀角度的位置之外的圆形物46的位置，则控制器102可信号通知圆角致动器130操作圆形物驱动电动机48以使圆形物46返回到适当位置。

在步骤408中，操作者可超越选定的铲刀角度或结束平土操作。例如，控制器102可指示误差或警告条件，或者操作者可重复步骤402并从多个预定铲刀角度选择不同铲刀角度，可激活手动控制，可停用自动平土机10等。

图5A-5D是具有各种铲刀角度的自动平土机10的透视图。应注意，为了清楚起见，在图5A-5D中省略了自动平土机10的各个部件。在图5A 中，铲刀16以大约0度到10度的角定位。图5A的铲刀角度可对应于铺展操作(例如，砾石、灰尘等)。在图5B中，铲刀16以约10度到30度的角定位。图5B的铲刀角度可对应于轻平土操作。在图5C中，铲刀16以大约30度到45度的角定位。图5C的铲刀角度可对应于中等或精细平土操作。在图5D中，铲刀16以大约60度的角度定位。图5D的铲刀角度可对应于侵入性平土或切削操作。图5A-5D中所示的铲刀角度可显示在用户界面104上，该用户界面具有其配置的可选图标或图像、描述各种功能(例如，“铺展”、“轻平土”、“精细平土”、“切削”等)的词语，或其它指示物。如上文所提及，圆形物46，且因此铲刀16，可例如，经由用户界面104定位在任何数量的操作者定义的位置。此外，圆角传感器50(图2B)可有助于防止铲刀16以铲刀16可接触或以其它方式干扰轮18的角度定位。例如，圆角传感器50与控制器102通信，并且如果操作者定义的位置将以铲刀16可接触轮18或自动平土机10的其它部分的角度来定位铲刀16，则可指示警告。一方面，圆角传感器50和控制器102可防止圆角致动器130和圆形物驱动电动机48将圆形物46定位在铲刀16可接触轮18或自动平土机 10的其它部分的位置处。

图6和7A-7C示出了与调整铲刀16的俯仰相关的本公开的各个方面。例如，图6是可由控制系统100执行以定位铲刀16的示例性铲刀俯仰调整方法600的流程图。方法600包括步骤602，其中机器10可(例如，通过用户界面104)接收操作者输入以将铲刀16定位在多个预定铲刀俯仰中的一个中。例如，用户界面104可包括在主屏幕上显示的用于铲刀俯仰选择模式的铲刀俯仰图标。操作者可选择铲刀俯仰选择模式，并且用户界面104 接着可例如用单个可选图标显示多个预定铲刀俯仰。预定铲刀俯仰可存储在控制器102的存储器中并传送至用户界面104。备选地，铲刀俯仰选择模式可允许操作者以数字方式输入特定铲刀俯仰。选定的铲刀俯仰可从用户界面104传输到控制器102(图3)。

在步骤604中，自动平土机10可将铲刀16的位置设置成选定的铲刀俯仰。例如，控制器102可从铲刀俯仰传感器54接收与铲刀16的当前定向且因此铲刀16的当前俯仰相关的信息。如果铲刀16的当前俯仰与选定的铲刀俯仰之间存在差异，则控制器102可信号通知铲刀俯仰致动器132 调整铲刀俯仰缸52，使得铲刀16定位在选定的铲刀俯仰中。步骤604还可包括在用户界面104上指示铲刀16已定位在选定的铲刀俯仰中。

在步骤606中，自动平土机10可执行平土操作。步骤606可包括例如经由用户界面104、操纵杆、踏板等接收操作者输入，以便沿路径前移。路径可被预编程或(例如，经由方向盘)由操作者控制。在平土操作期间，步骤606可包括经由铲刀俯仰传感器54监测铲刀俯仰以确保铲刀16在平土操作期间保持选定的铲刀俯仰。例如，如果铲刀俯仰传感器54检测到除了对应于选定的铲刀俯仰的位置之外铲刀16的定向，则控制器102可信号通知铲刀俯仰致动器132操作铲刀俯仰缸52以使铲刀16返回到适当定向。

在步骤608中，操作者可超越选定铲刀俯仰或结束平土操作。例如，控制器102可指示误差或警告条件，或者操作者可重复步骤602并从多个预定铲刀俯仰选择不同铲刀俯仰，可激活手动控制，可停用自动平土机 10，等。

图7A-7C是具有各种铲刀俯仰的铲刀16的侧视图。应注意，为了清楚起见，在图7A-7C中省略了自动平土机10的各个部件。图7A-7C中所示的铲刀俯仰可显示在用户界面104上，所述用户界面具有配置的可选图标或图像、描述各种功能(例如，铺展、平土、切削等)的词语，或其它指示物。如上文所提及，铲刀俯仰缸52，且因此铲刀16，可例如经由用户界面104定位在任何数量的操作者定义的位置。此外，如下文讨论的，铲刀16 可相对于铲刀俯仰缸52侧向移动，例如，铲刀俯仰缸52可经由钉槽构造联接到铲刀16的顶部部分。在此构造中，铲刀16可相对于铲刀俯仰缸52 侧向可移动，并且铲刀俯仰缸52可控制铲刀16的俯仰，其中铲刀16在任何侧向位置中。

铲刀16由支承臂39和支承板41支承，且包括经由铲刀俯仰缸52控制的铲刀俯仰。尽管未示出，铲刀16和/或铲刀俯仰缸52还可包括铲刀俯仰传感器54，如上文所论述。在图7A中，铲刀16定位在后轧位置，这可对应于铺展操作。后轧位置可包括大约负五度的铲刀俯仰，其中顶部刃38在切削刃36后方大约一英寸。可使用后轧位置来铺展砾石、灰尘、岩石等，并且可对应于切削刃36上的较少磨损量。

图7B示出了具有大约向前十度的铲刀俯仰的铲刀16，其可对应于一般或中性平土位置。在此构造中，顶部刃38可比切削刃36向前大约两英寸。此位置可在精细平土操作中使用，且可通过将切削刃36定位成大致平行于横穿的表面来帮助促进对待平材料进行高效轧制。该位置可为大部分平土操作的最佳位置，并且可导致切削刃36上的中等量的磨损。

在图7C中，铲刀16以向前大约40度的铲刀俯仰定位，其可对应于侵入性或前向平土位置。在此构造中，顶部刃38可在切削刃36前方很远，并且切削刃36可大致垂直于横穿的表面。此位置可对应于切削操作，并且可帮助铲刀16穿透硬包装的材料和/或刮掉横穿表面上的材料的硬斑点。在图7C的铲刀俯仰定向中用铲刀16进行的切削操作可导致切削刃36上较高的磨损量。铲刀俯仰缸52且因此铲刀16可定位在任何数量的操作者定义的位置处。如上文讨论的，铲刀俯仰传感器54可检测铲刀俯仰，以便确认铲刀16保持选定的或操作者限定的铲刀俯仰，并且控制器102和铲刀俯仰致动器132可根据需要调整铲刀俯仰缸52以定位或保持选定的铲刀俯仰。

图8、9A及9B示出了与调整铲刀16的侧移相关的本公开的各个方面。例如，图8是描绘了可由控制系统100执行以定位铲刀16的示例性铲刀侧移调整方法800的流程图。方法800包括步骤802，其中机器10可 (例如，通过用户界面104)接收操作者输入以将铲刀16定位在多个预定铲刀侧移位置中的一个中。预定铲刀侧移位置可存储在控制器102的存储器中并传输到用户界面104。例如，用户界面104可包括在主屏幕上显示的用于铲刀侧移选择模式的铲刀侧移图标。操作者可选择铲刀侧移选择模式，并且用户界面104接着可例如用单个可选图标显示多个预定铲刀侧移位置。备选地，铲刀侧移选择模式可允许操作者输入特定铲刀侧移位置。选定的铲刀侧移位置可从用户界面104传输到控制器102(图3)。

在步骤804中，自动平土机10可将铲刀16的位置设置成选定的铲刀侧移位置。例如，控制器102可从铲刀侧移传感器58接收与铲刀16的当前位置且因此铲刀16的当前侧移位置相关的信息。如果铲刀16的当前位置与选定的铲刀侧移位置之间存在差异，控制器102可信号通知铲刀侧移致动器134调整侧移缸56，使得铲刀16定位在选定的铲刀侧移位置处。步骤804还可包括在用户界面104上指示铲刀16已定位在选定的铲刀侧移位置。

在步骤806中，自动平土机10可执行平土操作。步骤806可包括例如经由用户界面104、操纵杆、踏板等接收操作者输入，以便沿路径前移。路径可被预编程或(例如，经由方向盘)由操作者控制。在平土操作期间，步骤806可包括经由铲刀侧移传感器58监测铲刀侧移位置，以确保铲刀16 在平土操作期间保持选定的铲刀侧移位置。例如，如果侧移传感器58检测到除了对应于选定的铲刀侧移位置的位置之外的铲刀16的侧移位置，控制器102可信号通知铲刀侧移致动器134操作侧移缸56以使铲刀16返回到适当位置。

在步骤808中，操作者可超越选定的铲刀侧移位置或结束平土操作。例如，控制器102可指示误差或警告条件，或者操作者可重复步骤802并从所述多个预定铲刀侧移位置选择不同铲刀侧移位置，可激活手动控制，可停用自动平土机10等。

图9A和9B是自动平土机10的前视图，其中铲刀16定位在各种铲刀侧移位置。应注意，为了清楚起见，在图9A和9B中省略了自动平土机10 的各种部件。图9A示出了相对于自动平土机10和前框架12处于居中位置的铲刀16。由于铲刀16相对于自动平地机10的宽度居中，因此可以选择居中位置以在定位自动平地机10或在工作现场输送自动平地机10时提供居中的参考点。图9B示出了相对于自动平土机10和前框架12处于延伸位置的铲刀16。图9B的延伸位置可对应于用于砾石、灰尘等的一般铺展操作，因为铲刀16的跟部或后缘以及所得的材料的料堆可能很好地落在后串联轮18的轨迹之外。尽管未示出，铲刀16可定位在图9A和9B中所示的位置之间的一个或多个位置。此外，铲刀16可定位在自动平土机10的右侧或左侧的延伸位置中。铲刀16还可经由铲刀侧移缸56(图2A)从牵引杆26进一步延伸，并且此构造可对应于更远离自动平土机10的中心线的平土材料。图9A和9B中所示的铲刀侧移位置可显示在用户界面104上，所述用户界面具有其配置的可选图标或图像、描述各种功能(例如，居中、参考、延伸、铺展等)的词语，或其它指示物。如上文所提及，铲刀侧移缸56并且因此铲刀16可例如，经由用户界面104定位于任何数量的操作者定义或预编程的位置。此外，侧移传感器58可检测铲刀侧移位置，以便确认铲刀16在平土操作期间保持选定的铲刀侧移位置。例如，如果侧移传感器58检测到除了对应于选定的或操作者定义的铲刀侧移的位置之外的铲刀16的位置，控制器102可信号通知铲刀侧移致动器128操作铲刀侧移缸32以使铲刀16返回到适当位置。

图10和11A-11C示出了与调整牵引杆26的中心位移相关的本公开的各个方面。例如，图10是示出了可由控制系统100执行以定位牵引杆26 的示例性牵引杆中心位移调整方法1000的流程图。方法1000包括步骤 1002，其中机器10可(例如，通过用户界面104)接收操作者输入，以将牵引杆26定位在多个预定的牵引杆中心位移位置中的一个。预定的牵引杆中心位移位置可存储在控制器102的存储器中并传输到用户界面104。例如，用户界面104可包括在主屏幕上显示的用于牵引杆中心位移选择模式的牵引杆中心位移图标。操作者可选择牵引杆中心位移选择模式，且用户界面104接着可例如用单个可选图标显示多个预定的牵引杆中心位移位置。备选地，牵引杆中心位移选择模式可允许操作者输入特定的牵引杆中心位移位置。所选择的牵引杆中心位移位置可从用户界面104传输到控制器102(图3)。

在步骤1004中，自动平土机10可将牵引杆26的位置设置成所选择的牵引杆中心位移位置。例如，控制器102可从牵引杆中心位移传感器42接收与牵引杆26的当前位置且因此牵引杆26的当前中心位移位置相关的信息。如果牵引杆26的当前位置与所选择的牵引杆中心位移位置之间存在差异，则控制器102可信号通知牵引杆中心位移致动器128以调整中心位移缸32，使得牵引杆26定位在所选择的牵引杆中心位移位置。步骤1004还可包括在用户界面104上指示牵引杆26已定位在所选择的牵引杆中心位移位置中。

在步骤1006中，自动平土机10可执行平土操作。步骤1006可包括例如经由用户界面104、操纵杆、踏板等接收操作者输入，以便沿路径前移。路径可被预编程或(例如，经由方向盘)由操作者控制。在平土操作期间，步骤1006可包括经由牵引杆中心位移传感器42监测牵引杆中心位移位置以确保牵引杆26在平土操作期间保持所选择的牵引杆中心位移位置。例如，如果中心位移传感器42检测到除了对应于所选择的或操作者定义的牵引杆中心位移位置的位置之外的铲刀16的中心位移位置，则控制器102 可信号通知牵引杆中心位移致动器128操作中心位移缸32以使牵引杆26 返回到适当位置。

在步骤1008中，操作者可超越所选择的牵引杆中心位移位置或结束平土操作。例如，控制器102可指示误差或警告条件，或者操作者可重复步骤1002且从多个预定牵引杆中心位移位置选择不同牵引杆中心位移位置，可激活手动控制，可停用自动平土机10等。

图11A-11C是自动平土机10的前视图，其中铲刀16在对应于牵引杆 26位于各种牵引杆中心位移位置的各种位置中。应注意，为了清楚起见，在图11A-11C中省略了自动平土机10的各种部件，并且铲刀16可包括铲刀倾斜或铲刀角度。图11A示出了自动平土机10和铲刀16，其中牵引杆26相对于自动平土机10和前框架12处于居中位置。可选择居中位置以提供可在铺展材料(如，砾石、灰尘等)时使用的居中参考点或基线位置。图11B示出了自动平土机10，其中牵引杆26与前框架12呈微小角度，例如，10度至15度，使得铲刀16延伸到自动平土机10的一侧。图11B中所示的构造可用于平土，使得平土材料抛掷在后串联轮18的外部。图11C示出了自动平土机10，其中牵引杆26从前框架12延伸，例如，20度至45 度，使得铲刀16延伸超过自动平土机10的侧部。图11C中所示的构造可用于在自动平土机10的路径外的区域平土。如在图11B和11C的构造中所示，右提升气缸28和左提升气缸30可在与牵引杆延伸部的方向相反的方向上枢转。另外，图11C所示的构造，连同牵引杆26的位置，可用于一种或多种维护或挖沟模式(图13和15A-15D)。应注意，控制器102可控制中心位移缸32以便将牵引杆26相对于前框架12左或右移位，并且因此将铲刀16延伸到自动平土机10的左侧或右侧。

对于需要比中心位移缸32例如在维护和挖沟操作模式中单独适应更多的牵引杆延伸的那些自动平土机操作，连杆34可为侧移的。如上文结合图 2C所述的，可通过将连杆34的支点重新定位到连杆34的不同位置孔70中而侧移连杆34。例如，在第一步骤中，可在朝向平土位置的方向上将牵引杆26移动到最大达到量，接着可通过将右提升气缸28和左提升气缸30控制到浮动位置来使铲刀16触地。之后，控制连杆销76以从位置孔70缩回 (例如，离开最中心位置孔84)以允许连杆34的侧移。中心位移缸32接着在远离平土位置的方向上致动，且新位置孔70与连杆销76对准。连杆销76接着延伸到新位置孔70中，且中心位移缸32可朝平土位置延伸以实现额外的达到量。当将连杆34侧移到最外侧位置孔70时，提升缸28、30可从浮动位置中退出，并且被控制以使位置孔70与连杆销76对准。

图11A-11C中所示的牵引杆中心位移角可显示在用户界面104上，所述用户界面具有其配置的可选图标或图像、描述各种功能(例如，居中、参考、成角度、抛掷、平土、维护、挖沟等)的词语，或其它指示物。如上文所提及，中心位移缸32且因此牵引杆26可例如，经由用户界面104 定位在任何数量的操作者定义的位置处。此外，应注意，铲刀侧移和牵引杆中心位移可单独地选择和调整，或可同时选择和调整以便定位铲刀16和牵引杆26以用于平土操作。

图12和图13示出了定位铲刀16和牵引杆26以用于切削刃36的检查、维护、更换等(称为“维护模式”)相关的本公开的各个方面。例如，图12是描绘了示例性方法1200的流程图，所述示例性方法可由控制系统 100执行以定位牵引杆26和铲刀16，以允许操作者检查、维护、更换或以其它方式处理铲刀16的切削刃36或其它部分。方法1200包括步骤1202，其中自动平土机10可(例如，通过用户界面104)接收操作者输入以进入一个或多个维护模式，其中的每一个维护模式包括预定铲刀和牵引杆位置。预定铲刀和牵引杆位置可存储在控制器102的存储器中且传输到用户界面104。例如，用户界面104可包括在主屏幕上显示的维护模式图标。操作者可选择维护模式，且用户界面104接着可例如，用单个可选图标显示具有预定铲刀和牵引杆位置的一个或多个维护模式，所述单个可选图标描绘了位置和/或列出了要执行的维护作业。各种维护模式可对应于各种维护功能。例如，第一维护模式可被设计用于检查切削刃36，并且可在自动平土机10的右侧上包括第一铲刀和牵引杆位置。第二维护模式可被设计用于更换切削刃36，并且可在自动平土机10的右侧上包括第二铲刀和牵引杆位置。类似地，第三维护模式和第四维护模式可类似于第一维护模式和第二维护模式，但是在自动平土机的左侧。备选地，一个维护模式可允许操作者输入铲刀16和牵引杆26的特定位置。所选择的维护模式位置可从用户界面104传输到控制器102(图3)。

在步骤1204中，自动平土机10可将铲刀16和牵引杆26的位置设置成对应于所选择的维护模式的位置。例如，控制器102可从铲刀倾斜传感器 40、牵引杆中心位移传感器42、圆角传感器50、铲刀俯仰传感器54、侧移传感器58、左铲刀提升传感器114、右铲刀提升传感器116、连杆位置传感器122等中的至少一个接收与铲刀16和牵引杆26的当前位置和定向相关的信息。如果铲刀16和牵引杆26的当前位置和定向与所选择的维护模式位置之间存在差异，控制器102可信号通知左铲刀提升致动器124、右铲刀提升致动器126、牵引杆中心位移致动器128、圆角致动器130、铲刀俯仰致动器132、铲刀侧移致动器134、连杆销致动器82等，以便致动右提升缸28、左提升缸30、中心位移缸32、圆形物驱动电动机48、铲刀俯仰缸 52、侧移缸56、连杆销76等中的一个或多个。步骤1204还可包括在用户界面104上指示铲刀16和牵引杆26已定位在所选择的维护位置中。

例如，步骤1204可包括控制器102，其信号通知致动器进行以下调整，以便将铲刀16、牵引杆26和圆形物46从平土位置(例如，图4)重新定位到维护模式位置(例如，图13)。例如，如图13所示，第一维护模式可包括将连杆34侧移到连杆34的最外侧位置孔70，并且升高右提升缸 28和左提升缸30，使得铲刀16升高离开地面。右提升缸28也可升高到高于左提升缸30的水平，以便铲刀16和牵引杆26相对于地面成角度，这可以允许操作者接近圆形物46、圆形物驱动电动机48、圆角传感器50等。中心位移缸32可完全移位到自动平土机10的右侧以定位牵引杆26，并且圆形物驱动电动机48可围绕轴线A(图1)顺时针旋转圆形物46大约45度至60度。侧移缸56也可完全移位到右侧以将铲刀16定位到侧部。最后，在第一维护模式中，并且如图13所示，铲刀俯仰缸52可向后缩回 (例如，大约五度)。尽管未示出，第二维护模式可类似于所述第一维护模式，但铲刀俯仰缸52可向前延伸(例如，大约40度)，这可以允许操作者接近铲刀16的后侧及其与牵引杆26、支承臂39、支承板41、圆形物 46等的连接。第三维护模式和第四维护模式可分别类似于第一维护模式和第二维护模式，其中控制器102信号通知致动器将铲刀16、牵引杆26和圆形物46定位到自动平土机10的左侧。

在步骤1206中，可执行维护操作。步骤1206可包括操作者检查铲刀 16或牵引杆26的一部分。一方面，如果操作者注意到有问题，则操作者可对铲刀16或牵引杆26的一部分执行维护。例如，如果操作者注意到切削刃36磨损，则操作者可使切削刃36锐利，可替换铲刀16或铲刀16的一部分(例如，通过拧开螺钉43以及通过从支承板41断开铲刀16而从牵引杆26和圆形物46断开铲刀16)，可拧紧螺钉43等。

一方面，操作者可能注意到潜在问题，并且可能需要重新定位铲刀 16、牵引杆26、圆形物46等，以便进一步检查或维修问题。在此方面，步骤1206可包括通过用户界面104将铲刀16或牵引杆26重新定位到不同的维护模式构造。例如，操作者可在第一维护模式中检查铲刀16，并且接着可将铲刀16重新定位到第二维护模式以便调整或更换自动平土机10的部件。备选地，操作者可检查铲刀16且可对铲刀16和/或牵引杆26的位置进行手动调整，以便更好地检查、修理或更换自动平土机10的部件。在任一方面，重新定位可通过用户界面104完成。

步骤1208可包括使铲刀16返回到平土位置。步骤1208可包括控制器 102信号通知左铲刀提升致动器124、右铲刀提升致动器126、牵引杆中心位移致动器128、圆角致动器130、铲刀俯仰致动器132、铲刀侧移致动器 134、连杆销致动器82等，以便致动右提升缸28、左提升缸30、中心位移筒32、圆形物驱动电动机48、铲刀俯仰缸52、侧移缸58等中的一个或多个，以便将铲刀16和牵引杆26定位在自动平土机和连杆销76下方。步骤 1208可包括在部件以维护模式移动之前使铲刀16、牵引杆26和圆形物46 返回到相应位置。备选地，步骤1208可包括使铲刀16、牵引杆26和圆形物46返回到预定居中位置(例如，图5A)。步骤1208还可包括在用户界面104上指示铲刀16、牵引杆26和圆形物46已定位在平土位置中。

图14和15A-15D示出了与定位铲刀16和牵引杆26以执行一个或多个挖沟操作相关的本公开的各个方面。例如，图14是描绘了示例性方法1400 的流程图，该示例性方法可由控制系统100执行以定位牵引杆26和铲刀 16，以允许操作者执行多种挖沟操作。方法1400包括步骤1402，其中自动平土机10可(例如，通过用户界面104)接收操作者输入以进入一个或多个挖沟模式，其中的每一个挖沟模式包括预定铲刀和牵引杆位置。挖沟模式的预定铲刀和牵引杆位置可存储在控制器102的存储器中且传输到用户界面104。例如，用户界面104可包括在主屏幕上显示的挖沟模式图标。操作者可选择挖沟模式，并且用户界面104接着可例如用单个可选择图标显示具有预定铲刀和牵引杆位置的一个或多个挖沟模式，所述单个可选择图标描绘了铲刀和牵引杆位置和/或列出了待执行的挖沟功能的类型。各种挖沟模式可对应于各种挖沟功能。例如，第一挖沟模式可形成标记通道(图 15A)，并且第二挖沟模式可形成反向斜面(图15B)。另外，第三挖沟模式可形成高堤边坡(图15C)，并且第四挖沟模式可执行肩部清理(图 15D)。

挖沟模式可包括将铲刀16和牵引杆26定位到自动平土机10的右侧，如图15A-15D所示，但还可包括将铲刀和牵引杆26定位在自动平土机10 的左侧上的选项。备选地，一个挖沟模式可允许操作者输入铲刀16和牵引杆26的特定位置或调整。用户接口104还可显示附加的挖沟模式和/或用户界面，以修改或定制预编程的挖沟模式。所选择的挖沟模式位置可从用户界面104传输到控制器102(图3)。

在步骤1404中，自动平土机10可将铲刀16和牵引杆26的位置设置成对应于所选择的挖沟模式的位置。例如，控制器102可从铲刀倾斜传感器 40、牵引杆中心位移传感器42、圆角传感器50、铲刀俯仰传感器54、侧移传感器58、左铲刀提升传感器114、右铲刀提升传感器116、连杆位置传感器122等中的至少一个接收与铲刀16和牵引杆26的当前位置和定向相关的信息。如果铲刀16和牵引杆26的当前位置和定向与所选择的挖沟模式位置之间存在差异，控制器102可信号通知左铲刀提升致动器124、右铲刀提升致动器126、牵引杆中心位移致动器128、圆角致动器130、铲刀俯仰致动器132、铲刀侧移致动器134、连杆销致动器82等，以便致动右提升缸28、左提升缸30、中心位移缸32、圆形物驱动电动机48、铲刀俯仰缸 52、侧移缸58、连杆销76等中的一个或多个。步骤1404还可包括在用户界面104上指示铲刀16和牵引杆26已定位在所选择的挖沟位置中。

例如，步骤1404可包括控制器102信号通知致动器进行以下调整，以便将铲刀16和牵引杆26从平土位置(例如，图4)重新定位到所选择的挖沟模式位置(例如，图15A-15D)。例如，图15A中所示的第一挖沟模式可包括将连杆34侧移到连杆34的外位置孔70，并将左提升缸30定位在右提升缸28(未示出)低的位置，以产生大约15度的铲刀倾斜。一方面，铲刀16的左侧可延伸到横穿表面中大约4-6英寸。铲刀16的右侧可抬升到横穿表面的上方，使得可在后轮18之间引导材料。第一挖沟模式还可包括 (经由圆形物驱动电动机48)旋转圆形物46，以将铲刀16定位在大约45 度的铲刀角处。此外，第一挖沟模式可包括任何适当的前铲刀俯仰。

在步骤1406中，可执行挖沟操作。步骤1406可包括例如经由用户界面104、操纵杆、踏板等接收操作者输入，以便沿路径前移。路径可被预编程或(例如，经由方向盘)由操作者控制。在挖沟操作期间，步骤1406可包括监测铲刀16和牵引杆26的位置和定向，并且在必要时重新定位或重新定向铲刀16和牵引杆26，如上文所论述的。另外，执行挖沟操作可包括轮倾斜、铰接，或者本文讨论的自动平土机10的其它定位或转向构造。如上文所述，控制器102可与各种传感器通信以确定铲刀16是否保持所选择的或操作者定义的铲刀位置和定向，并且控制器102和致动器可根据需要调整铲刀16的位置和定向。

在步骤1408中，自动平土机10或操作者可确定挖沟操作是否完成。例如，控制器102可包括用于挖沟操作的预编程持续时间或距离，或者可包括包含多个挖沟操作的预编程的挖沟协议。此外，控制器102可指示误差或警告条件，并且可停止自动平土机102或者调整铲刀16或牵引杆26 的位置。备选地或附加地，操作者可使用用户界面104选择不同的挖沟模式或激活手动控制，使得控制器102信号通知各种致动器以将铲刀16、牵引杆26和自动平土机10的其它部件调整到所选择的挖沟模式或构造。

如果挖沟操作完成，则步骤1410包括将铲刀16和牵引杆26返回到一个或多个平土位置。正如关于维护模式论述的，步骤1410可包括控制器102信号通知左铲刀提升致动器124、右铲刀提升致动器126、牵引杆中心位移致动器128、圆角致动器130、铲刀俯仰致动器132、铲刀侧移致动器 134、连杆销致动器82等，以便致动右提升缸28、左提升缸30、中心位移缸32、圆形物驱动电动机48、铲刀俯仰缸52、侧移缸58、连杆销76等中的一个或多个，以将铲刀16和牵引杆26定在自动平土机10下方。步骤 1410可包括在部件以挖沟模式移动之前使铲刀16、连杆34和牵引杆26返回到相应位置。备选地，步骤1410可包括使铲刀16、牵引杆26和圆形物 46返回到预定居中位置(例如，图5A)。步骤1410还可包括在用户界面 104上指示铲刀16和牵引杆26已定位在平土位置中。

图15A-15D是自动平土机10的透视图，其中铲刀16和牵引杆26在对应于各种挖沟模式的各种位置中。应注意，为了清楚起见，在图15A-15D 中省略了自动平土机10的各个部件。如上文所述，图15A示出了处于第一挖沟模式的具有牵引杆26的自动平土机10和铲刀16的侧视图。第一挖沟模式可用于形成标记通道。如果需要，标记通道可利用轮倾斜执行，且可在发动机22的低速挡中执行，该低速挡可通过发动机传感器106测量(图 3)。一方面，当产生V形沟时，可能需要制作初始标记通道。

图15B示出了处于第二挖沟模式的自动平土机10的前视图，其中铲刀 16和牵引杆26延伸到自动平土机10的右侧。第二挖沟模式可用于形成反向斜面。为了在第二挖沟模式中定位铲刀16和牵引杆26，连杆34可如上文所述侧移，并且牵引杆中心位移缸32可延伸到自动平土机10的最右侧，以便将牵引杆26延伸到最右侧。右提升缸28和左提升缸20也可延伸。圆形物驱动电动机48可旋转圆形物46大约45度，并且侧移缸56可将铲刀16侧移到右侧。如图15B所示，铲刀16可倾斜，使得铲刀16的左侧与横穿的材料接合，并且铲刀16的右侧可升高，使得材料铲到沟的底部。另外，轮18可倾斜，如由轮倾斜致动器136控制的。

图15C示出了处于第三挖沟模式的自动平土机10的后视图，其中铲刀 16和牵引杆以高角度延伸到自动平土机10的右侧。第三挖沟模式可用于从沟切削高堤边坡。图15C中铲刀16和牵引杆26的位置可类似于图15B的第二挖沟模式中的相应位置，除了形成更高的切口。因此，控制器102可致动各种致动器以定位铲刀16、连杆34和牵引杆26，如关于图15B所述，并且右提升缸28和左提升缸30可调整，使得铲刀16匹配(或接近) 堤边坡角的角。另外，铲刀16可通过侧移缸56滑动远离自动平土机10，并且铲刀16的右侧升高，使得材料从堤边坡移动到沟中。另外，轮18可倾斜，如由轮倾斜致动器136控制的。

图15D示出了处于第四挖沟模式的自动平土机10的前视图，其中铲刀 16和牵引杆26大体上在自动平土机的框架12和14下方。第四挖沟模式可用于执行肩部清理。中心位移缸32可以将牵引杆26定位在居中位置。圆形物46可由圆形物驱动电动机48旋转以使铲刀16成大约60度的角，或使得铲刀16的右侧与前右轮18基本上对准。铲刀俯仰缸52可使铲刀16向前倾斜大约40度。自动平土机10可横穿地面，使得材料的料堆基本上居中在前框架12的轮18之间。在此方面，由圆形物46赋予的铲刀角可将铲刀 16的左侧定位在后框架14的串联轮18之外。此外，轮18可倾斜，如由轮倾斜致动器136控制的，并且前框架12和后框架14可铰接，如由铰接致动器138控制的。

图15A-15D示出了若干平土模式。然而，本公开不限于图15A-15D中所示的平土模式。自动平土机10可包括多种额外的平土模式。例如，自动平土机10可包括用于使铲刀16轻微越过表面上方的轻或精细铲土模式，用于定位铲刀16以便切削或形成路缘的路缘铲土模式，用于使铲刀16越过表面上方以在表面中形成深切口的重铲土模式等。

图16、17A和17B示出了与操纵自动平土机10和定位铲刀16和牵引杆26以执行自动周转操作相关的本公开的各个方面。例如，图16是描绘了示例性方法1600的流程图，该示例性方法可由控制系统100执行以操纵自动平土机10和定位牵引杆26和铲刀16，以执行自动周转操作。方法 1600包括步骤1602，其中自动平土机10可(例如，通过用户界面104)接收操作者输入以执行自动周转操作。用于自动周转操作的指令和/或配置可存储在控制器的存储器中，并且可传输至用户界面104。例如，用户界面 104可包括显示在主屏幕上的自动周转模式图标。操作者可选择自动周转模式，并且可输入是否转到左侧或右侧。控制器102可联接到一个或多个附加传感器以检测自动平土机10周围是否存在执行自动周转的安全区域。备选地或附加地，控制器102可在用户界面上显示提示，要求操作者检查并确认自动平土机10周围的区域对于自动周转是安全的。

下一步，步骤1604包括控制器102执行自动周转。步骤1606可包括控制器102从铲刀倾斜传感器40、牵引杆中心位移传感器42、圆角传感器 50、铲刀俯仰传感器54、侧移传感器58、左铲刀提升传感器114、右铲刀提升传感器116等中的至少一个接收与铲刀16和牵引杆26的当前位置和定向相关的信息。控制器102可在存储器中存储铲刀16和牵引杆26的当前位置和定向，因为自动周转之后所得的铲刀16和牵引杆26的构造可为相对于自动平土机10的中心线在自动周转之前的构造的镜像。一方面，例如，如图17A所示，铲刀16和牵引杆26可相对于前框架12和后框架14 居中。在此方面，执行自动周转可包括控制器102操纵轮18，致动铰接致动器138以相对于后框架12铰接前框架12，和/或致动轮倾斜致动器136 以控制轮倾斜(左转中左倾以及右转中右倾)，以便将自动平土机12定位在与原始方向相反的方向上。自动周转可包括使自动平土机10以部分圆转向(图17B)。

另一方面，如图17B所示，铲刀16(和/或牵引杆，尽管未示出)可基于圆形物46的定向而定位成与自动平土机10成一定角度。在此方面，执行自动周转可包括控制器102操纵轮18，致动铰接致动器138以相对于后框架12铰接前框架12，和/或致动轮倾斜致动器136以控制轮倾斜，以便在与原始方向相反的方向上定位自动平土机12，如上文所述。另外，控制器102可信号通知左铲刀提升致动器124、右铲刀提升致动器126、牵引杆中心位移致动器128、圆角致动器130、铲刀俯仰致动器132、铲刀侧移致动器134等中的一个或多个，以便致动右提升缸28、左提升缸30、中心位移缸32、圆形物驱动电动机48、铲刀俯仰缸52、侧移缸58等中的一个或多个，使得铲刀16相比于原始铲刀位置处于相对于自动平土机10的中心线的镜像位置。在此方面，在操作者使用自动平土机10执行第一平土通过 (如上文所论述)之后，自动平土机10可能堆积了一个料堆或材料堆。操作者可激活自动周转操作。自动周转操作可包括使自动平土机10以部分圆转向，并且将铲刀16、牵引杆26、圆形物46等重新定位到镜像位置。自动周转操作可定位自动平土机10和铲刀16，使得在自动周转操作之后铲刀 16的至少一部分与自动周转操作之前铲刀16的至少一部分的位置重叠。然后，利用镜像铲刀构造，自动平土机10可执行第二平土通过，以便继续平土并移动堆积的料堆或材料堆。

最后，步骤1606可包括在用户界面104上指示自动周转已完成，并且铲刀16和牵引杆26已定位在镜像位置中。如上文所论述，接着，操作者可启动铺展操作、平土操作、切削操作、挖沟操作，或其它铲土操作。

图18示出了可显示在用户界面104上或在自动平土机10上或远程的另一显示器上的示例性控制面板显示器1800。控制面板显示器1800可为触摸屏(例如，

平板计算机等)，或可替代地包括显示器或多个显示器以及一个或多个按钮、开关、操纵杆、键盘等。

控制面板显示器1800可包括自动操作控制屏，其显示用于自动控制或定位铲刀16、牵引杆26、连杆34以及自动平土机10的其它部件的各种输入选项。控制面板显示器1800还可包括可协助或者以其它方式帮助操作者的各种测量值或其它信息。一方面，控制面板显示器1800可包括一个或多个信息条，例如，在控制面板显示器1800的顶部部分上的第一信息条1802 和在控制面板显示器1800的底部部分上的第二信息条1804。第一信息条 1802可包括时间1806和/或日期(未示出)、可对应于登录或以其它方式识别的操作者的用户标识符1808，以及一个或多个警告指示1810。一个或多个警告指示1810可与上文所论述的各种传感器通信，且可例如通过照射、闪烁、颜色变化等向操作者指示一个或多个警告情况。第一信息条 1802还可包括铲刀俯仰指示器1812，例如，如由铲刀俯仰传感器54所测量的。铲刀俯仰指示器1812可包括铲刀俯仰的视觉表示和/或铲刀16的俯仰的数值表示，作为在一个或多个方向(例如，从垂直方向向前或向后) 上的总可能铲刀俯仰的角度或百分比。另外，第一信息条1802可包括控制指示器1814，例如，以指示自动平土机10是否处于自动控制模式或手动控制模式。

第二信息条1804可包括关于自动平土机10的性能或操作的附加感测的或测量的信息。例如，第二信息条1804可包括发动机输出指示器1816。一方面，发动机输出指示器可指示由发动机为自动平土机10供能输出的测量值，例如，以牛顿每分钟(如图所示)、每分钟转数，或另一适当的测量单位为单位。此外，第二信息条1804可指示用于自动平土机10的附加性能或操作信息，例如，如齿轮比1818。第二信息条1804还可指示自动平土机10的速度1820，例如，以千米每小时(如图所示)、英里每小时等为单位。

控制面板显示器1800可包括在第一信息条1802、第二信息条1804，或控制面板显示器1800上的另一个位置上的关于自动平土机10的性能和/ 或操作的附加信息。例如，控制面板显示器1800还可包括燃料和油显示器 1822，以指示燃料和油的相应水平。燃料和油显示器1822可包括在相应计量计上指示燃料和油的水平的指示器。尽管未示出，燃料和油显示器1822 可包括数值指示器以将相应的燃料和油的水平指示为例如已满的百分比、体积值等。燃料和油显示器1822还可以包括指示器，其可照射、闪烁、改变颜色，或以其它方式指示燃料或油的低水平。控制面板显示器1800还可包括下拉选择器1824。下拉选择器1824可由操作者选择，以便显示下拉菜单(未示出)。下拉菜单可允许操作者选择不同的操作模式，返回到主或默认屏幕，调整用户界面104的各种设置，或其它显示或控制特征。

控制面板显示器1800可包括多个自动化控制或定位图标。多个自动化控制或定位图标中的每一个可对应于铲刀16、牵引杆26、圆形物46，以及自动平土机10的其它部件的相应特征。接着，选择自动控制或定位图标之一将使用户界面104显示特定于操作的控制面板显示器(图19)。如上文所论述，每个特定于操作的控制面板显示器可允许操作者选择铲刀16、牵引杆26、圆形物46，或自动平土机10的其它部件的一个或多个位置或构造。

如图18所示，控制面板显示器1800可包括可选择为控制圆形物46的角度和因此铲刀16的角度的圆角图标1826(图4和5A-5D)，可选择为控制铲刀16的俯仰的铲刀俯仰图标1828(图6和7A-7C)，可选择为控制铲刀16的侧移的铲刀侧移图标1830(图8、9A和9B)，以及可选择为控制牵引杆26的侧移的牵引杆侧移图标1832(图10和11A-11C)。此外，控制面板显示器1800可包括维护图标1834，其可选择为控制铲刀16、轮 18、牵引杆26、圆形物46和/或自动平土机10的其它部件的位置以将这些部件定位在一个或多个维护位置(图12和13)。控制面板显示器1800可包括挖沟图标1836，其可选择为控制铲刀16、轮18、牵引杆26、圆形物46和/或自动平土机10的其它部件以将这些部件定位在一个或多个挖沟位置(图14和15A-15D)。控制面板显示器1800还可包括自动周转图标，其可选择为控制铲刀16、轮18、牵引杆26、圆形物46及/或自动平土机10 的其它部件的位置，以定位这些部件并驱动和操纵轮18，以便执行自动周转操作(图16和17A-17B)。

控制面板显示器1800可包括附加图标。例如，控制面板显示器1800 可包括轻平土图标1840、升沉平土图标1842，以及精细平土图标1844。轻平土图标1840、升沉平土图标1842，以及精细平土图标1844中的每一个可允许操作者选择轻平土操作、升沉平土操作，或重平土操作，并且每种类型的操作可包括铲刀16、轮18、牵引杆26、圆形物46和/或自动平土机 10的其它部件中的一个或多个的预定位置。一旦操作者选择了对应于所需操作的图标，则控制器102可将部件定位到对应的位置，且/或用户界面 104可显示相应显示以允许操作者查看和/或调整部件的位置。

控制面板显示器1800还可以包括收藏夹图标1846。选择收藏夹图标 1846可允许操作者将铲刀16、轮18、牵引杆26、圆形物46和/或自动平土机10的其它部件中的一个或多个选择性地定位到一个或多个操作者选择的布置。然后，操作者可将一个或多个操作者选择的布置保存为“偏爱”布置。选择收藏夹图标1846还可显示预编程的偏爱布置。然后，操作者可选择预编程的偏爱布置中的一个，并且控制器102接着可将铲刀16、轮18、牵引杆26、圆形物46和/或自动平土机10的其它部件定位到所选择的偏爱布置。

控制面板显示器1800还可包括镜像图标1848。选择镜像图标1848可将铲刀16、轮18、牵引杆26、圆形物46和/或自动平土机10的其它部件定位成镜像构造。例如，如果铲刀16在第一构造中向左倾斜30度，则铲刀16将在镜像构造中向右倾斜30度，类似于上文关于图16、17A和17B 所述的自动周转，但不反转自动平土机10的行进方向。此外，控制面板显示器1800可包括编辑铲刀位置图标1850。选择编辑铲刀位置图标1850可引起用户界面104显示允许操作者编辑或调整铲刀16的位置的各个方面 (例如，倾斜、角度、俯仰、侧移、举升等)的附加显示屏。控制面板显示器1800还可包括手动控制图标1852。选择手动控制图标1852可引起用户界面104显示附加显示屏，其允许操作者完全手动控制铲刀16、轮18、牵引杆26、圆形物46和/或自动平土机10的其它部件的位置和构造。控制面板显示器1800还可包括附加图标或按钮，以允许操作者控制或调整铲刀 16、轮18、牵引杆26、圆形物46和/或自动平土机10的其它部件的附加方面。例如，在选择手动控制图标1852之后，操作者可选择自动控制图标 (未示出)以返回到控制面板显示器1800，以用于上述自动定位和控制选项。

图19示出了第二示例性控制面板显示器，例如，特定于操作的控制面板显示器1900。在此方面，图19示出了在操作者选择圆角图标1828之后可在用户界面104上显示的显示器。另外，显示器1900可包括操作者的各种指令1902。一方面，当存在某些条件时，指令1902可指示操作者执行一个或多个功能。一方面，在平土路径或“目标被选择”且自动平土机10处于自动操作条件的情况下(即，在“自动开关打开”的情况下)，指令1902可指示操作者激活界面或操纵杆以启动自动平土机10的运动。

此外，特定于操作的控制面板显示器1900可对应于圆角图标1828，并且可显示多个自动圆角选项。自动圆角选项可包括对应的图标，例如，如铺展图标1904、轻平土图标1906、中等平土图标1908、侵入性切削图标1910等。每个图标可包括对应于每个圆角选项的铲刀16和圆形物46的位置和构造的视觉描绘，例如，如图5A-5D所示。选择扩展图标1904、轻平土图标1906、中等平土图标1908，或侵入性切削图标1910中的一个可信号通知控制器102将圆形物46且因此铲刀16定位在所选择的构造中。另外，控制器102可信号通知自动平土机10以开始以所选择的构造执行平土操作。备选地，操作者可致动一个或多个控件(例如，操纵杆、脚踏板、方向盘等)以操纵和驱动自动平土机10。

显示器1900还可包括镜像图标1912、编辑铲刀位置图标1850、手动控制图标，以及一个或多个警告指示1810。例如，一旦已选择了平土构造图标，操作者可选择镜像图标1912，并且控制器102可将铲刀16、轮18、牵引杆26、圆形物46和/或自动平土机10的其它部件定位到镜像构造中。例如，如果圆形物46在第一构造中处于向左30度的位置，则圆形物46在镜像构造中将向右定位30度，类似于上文关于图16、17A和17B所讨论的自动周转，但不反向自动平土机10的行进方向。此外，选择编辑铲刀位置图标1850可引起用户界面104显示允许操作者编辑或调整铲刀16的位置的各种方面(例如，倾斜、角度、俯仰、侧移、举升等)的附加显示屏。选择手动控制图标1852可允许操作者手动控制铲刀16、轮18、牵引杆 26、圆形物46和/或自动平土机10的其它部件。此外，如果出现错误或警报情况，一个或多个警报指示可例如通过照射、闪烁、颜色变化等向操作者指示一个或多个警告情况。

工业适用性

自动平土机10的所公开的方面可用于任何平土或雕塑机器，以辅助铲刀16、牵引杆26、圆形物46或其它元件中的一个的定位，且可帮助经验不足的操作者执行一个或多个复杂或繁复的操作。因为控制器102联接到多个传感器和致动器，自动平土机10可更准确地将铲刀16、牵引杆26或圆形物46定位到一个或多个预定位置。另外，如果铲刀16、牵引杆26或圆形物46中的一个旋转、抬起，或以其它方式移动(这由于平土中涉及的重力而是常见的)，则控制器102可通过用户界面104向操作者指示移动，和/或可自动地将铲刀16、牵引杆26或圆形物46重新定位到所选择的预定位置。备选地或附加地，一旦铲刀16、牵引杆26、圆形物46、连杆 34和其它元件定位于一个或多个构造中，则操作者可采取手动控制以基于地面条件、正在铺展或平土的材料、环境因素、障碍物等调整一个或多个元件的位置或构造。这样，自动平土机10可在自动平土机10通过地面表面之后产生清洁、准确地平土或雕刻的表面。

此外，控制器102包括存储器，该存储器存储铲刀16、牵引杆26、圆形物46的多个预定位置和定向，以及右提升缸28、左提升缸30、中心位移缸32、圆形物驱动电动机48、铲刀俯仰缸52、侧移缸58等中的一个或多个的对应位置。因此，操作者可准确地将铲刀16、牵引杆26、圆形物46 和其它部件定位到多个预定位置和定向中的一个，而不必从驾驶室20中的操作者位置估计相应位置和定向，不必控制单个致动器，或者不需要位于自动平土机10周围的另一个操作者的协助。准确定位和定向铲刀16、牵引杆26、圆形物46和其它部件可帮助自动平土机10更准确和/或有效地执行平土操作、维护操作、挖沟操作、自动周转操作等。因此，本文公开的方面可帮助操作者准确且快速地操纵自动平土机10并执行各种操作。此外，将铲刀16、牵引杆26和圆形物46定位在多个预定位置中的一个中可有助于确保铲刀16定位在适当的铲刀倾斜、铲刀角度、铲刀俯仰、侧移位置等，这可减少切削刃36的磨损，促进材料在铺展操作中的滚轧，在平土或切削操作中有效地穿透或切削材料，准确抛掷铺设、平土或切削的材料等。减少切削刃36的磨损以及准确定位铲刀16、牵引杆26和圆形物46可增加铲刀16和自动平土机10的其它部件的使用寿命，同时还允许操作者有效地执行本文中论述的各种操作和操纵。

在不偏离本公开的范围的情况下，可对所公开的机器进行各种修改和更改，这对本领域技术人员将是显而易见的。通过考虑本文公开的用于平土机的控制系统的说明书和实践，该机器的其它实施例对于本领域技术人员将是显而易见的。说明书和示例旨在仅被认为是示例性的，本公开的真实范围由下文的权利要求书及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种平土机，包括：

机器本体；

平土铲刀；

牵引杆，所述牵引杆将所述平土铲刀和圆形物连接到所述机器本体；

铲刀俯仰缸，所述铲刀俯仰缸联接到所述平土铲刀的顶部部分；

用户界面；以及

控制系统，所述控制系统配置成接收来自所述用户界面的输入，并且使所述铲刀俯仰缸延伸或缩回，以基于所述输入将所述平土铲刀的俯仰调整到多个预定俯仰位置中的一个。

2.根据权利要求1所述的平土机，进一步包括配置成测量所述平土铲刀的俯仰的铲刀俯仰传感器。

3.根据权利要求2所述的平土机，其中所述铲刀俯仰传感器包括安装在所述平土铲刀的顶部部分上的惯性测量传感器或联接到所述铲刀俯仰缸的线性位移传感器中的至少一个。

4.根据前述权利要求中任一项所述的平土机，其中所述多个预定俯仰位置在负五度到正40度的范围内。

5.根据权利要求4所述的平土机，其中所述预定俯仰位置包括在大约负五度处的后轧位置、在大约正十度处的中性位置，以及在大约正四十度处的侵入性位置。

6.根据权利要求5所述的平土机，其中后轧对应于铺展模式，其中所述中性位置对应于平土模式，并且其中所述侵入性位置对应于切削模式。

7.根据权利要求6所述的平土机，其中所述铺展模式、所述平土模式和所述切削模式显示在所述用户界面上，以允许选择对应于所选择的模式的预定俯仰位置。

8.根据权利要求7所述的平土机，其中所述铺展模式、所述平土模式和所述切削模式显示在所述用户界面上，作为指示相应铲刀构造的用户可选图标。

9.根据前述权利要求中任一项所述的平土机，其中所述平土铲刀能够相对于所述铲刀俯仰缸侧向移动。

10.根据前述权利要求中任一项所述的平土机，其中所述用户界面是安装在所述平土机的驾驶室中的触摸屏界面。

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