CN114321359A - 用于监测在工地上操作的机器的系统和方法 - Google Patents

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Abstract

提供了一种用于监测在工地上操作的机器的方法。该机器包含用于执行一个或多个机具操作的机具并且被配置为通过一组地面接合构件在第一位置与第二位置之间推进。接收指示在第一位置处的第一机具操作完成之后机器的行进操作开始的第一输入。当机器从第一位置移动到第二位置时，确定与机器相关联的一个或多个传动参数。接收指示在第二位置处的第二机具操作开始时行进操作结束的第二输入。基于传动参数确定由地面接合构件在第一位置和第二位置之间完成的转数。在与机器相关联的输入/输出装置上显示转数。

Description

用于监测在工地上操作的机器的系统和方法
技术领域
本发明总体上涉及一种在工地上操作的机器。更具体地，本发明涉及一种监测在工地上操作的机器的系统和方法。
背景技术
许多作业机器可用于以重复的方式执行多个操作，以在工地完成特定任务。这种机器的一个示例是在工地执行多次装载和挖掘循环的轮式装载机，其中，该轮式装载机在用于挖掘材料的工作材料堆和用于在其上装载材料的卡车之间反复移动。通常，卡车需要停放在离工作材料堆的最佳距离处，使得轮式装载机的行进距离最小化，并且可以高效地且在较少时间内完成装载。
通常，基于驾驶员的估计和观察来确定和维持工作材料堆与卡车之间的该最佳行进距离。驾驶员无法知道或确定他们是否超过该最佳距离并低效地操作轮式装载机。因此，机器的这种手动操作可能易于出错并且因此是不期望的。
英国专利第2072906号提供了一种用于指示车辆经过的距离的装置。该装置包含连接到车辆部件(比如齿轮箱中的轴)的机械计数器，该机械计数器根据所经过的距离旋转。该计数器包括含产生十进制总和的多个互连的计数器轮、用于扫描或感测计数器轮的瞬时位置的装置、接收扫描数据并将其转换为数字输出信号的转换器，以及电连接到该转换器的数字指示器。
发明内容
在一个方面，提供了一种用于监测在工地上操作的机器的方法。该机器包含用于执行一个或多个机具操作的机具。该机器被配置为由该工地上的一组地面接合构件在第一位置与第二位置之间推进。该方法包含由控制器接收指示在第一位置处的机具的第一机具操作完成之后机器的行进操作的开始的第一输入。此外，当机器从第一位置移动到第二位置时，由控制器确定与机器相关联的一个或多个传动参数。该方法进一步包含由控制器接收指示在第二位置处的机具的第二机具操作开始时行进操作结束的第二输入。该方法还包含由控制器基于所确定的一个或多个传动参数来确定在第一位置处的行进操作的开始与第二位置处的行进操作的结束之间由地面接合构件完成的转数。此外，在与机器相关联的输入/输出装置上显示所确定的转数。
在另一方面，提供了一种用于监测在工地上操作的机器的系统。该机器包含用于执行一个或多个机具操作，并且被配置为被在第一位置与第二位置之间的工地上的一组地面接合构件推动的机具。该系统包含输入/输出装置、一个或多个机具传感器、一个或多个机器传感器和可操作地连接到输入/输出装置、一个或多个机具传感器和一个或多个机器传感器的控制器。该控制器被配置为从该输入/输出装置和一个或多个机具传感器中的一个或多个接收指示在该机具在该第一位置处的第一机具操作完成之后该机器的行进操作开始的第一输入。该控制器进一步使用该一个或多个机器传感器确定当该机器从对应于所接收的第一输入的第一位置移动到第二位置时与该机器相关联的一个或多个传动参数。此外，该控制器被配置为从输入/输出装置和一个或多个机具传感器中的一个或多个接收指示机具在第二位置处的第二机具操作开始时行进操作结束的第二输入。此外，该控制器被配置为基于所确定的一个或多个传动参数来确定在第一位置处的行进操作的开始与第二位置处的行进操作的结束之间由该组地面接合构件完成的转数。该控制器进一步被配置为用于在该输入/输出装置上显示由该组地面接合构件完成的所确定的转数。
在又一方面，提供了一种机器。该机器被配置为用于在挖掘位置与卸载位置之间的工地上操作。该机器包含机具、一组地面接合构件以及用于监测该机器的系统。该机具被配置为用于在该工地上执行一个或多个机具操作。该组地面接合构件被配置为用于在该挖掘位置与该卸载位置之间推进该机器。该系统包含输入/输出装置、一个或多个机具传感器、一个或多个机器传感器和可操作地连接到输入/输出装置、一个或多个机具传感器和一个或多个机器传感器的控制器。该控制器被配置为从该输入/输出装置和该一个或多个机具传感器中的一个或多个接收指示在该机具在该挖掘位置处的挖掘操作完成之后行进操作开始的第一输入。该控制器进一步使用该一个或多个机器传感器确定当该机器从该挖掘位置移动到与所接收的第一输入相对应的卸载位置时与该机器相关联的一个或多个传动参数。此外，该控制器被配置为从输入/输出装置和一个或多个机具传感器中的一个或多个接收指示机具在卸载位置处的卸载操作开始时行进操作结束的第二输入。另外，该控制器被配置为基于所确定的一个或多个传动参数来确定该机器在该挖掘位置处的行进操作的开始与在该卸载位置处的行进操作的结束之间行进的距离。该控制器进一步被配置为用于在该输入/输出装置上显示由该组地面接合构件完成的所确定的转数。
附图说明
图1图示了根据本发明的实施例的示例性机器；
图2图示了根据本发明实施例的示例性工地，该示例性工地具有被配置为在工地的第一位置和第二位置之间移动的机器；
图3图示了根据本发明的实施例的用于监测在工地上操作的机器的示例性系统；
图4图示了根据本发明的实施例的用于在第一位置和第二位置之间显示由机器的一组地面接合构件完成的转数的示例性显示装置；并且
图5图示了根据本发明的实施例的用于监测在工地上操作的机器的示例。
具体实施方式
本发明涉及用于监测在工地上操作的机器的系统和方法。为此，图1图示了根据本发明的各种实施例的在工地102处操作的示例性机器100。工地102可以包含矿区、填埋场、采石场、建筑工地或任何其他类型的工地。在本发明的实施例中，机器100是轮式装载机。然而，可以设想，机器100可以是被配置为执行与诸如采矿、建筑、农业、运输或任何其他工业等工业相关联的某种类型的操作的任何类型的机器。机器100的其他示例可包含但不限于越野卡车、自卸车、挖掘机等。此外，机器100可以是有人驾驶机器或无人驾驶机器。在一些实施例中，机器100可以是具有各种自主水平的机器，比如全自主机器、半自主机器或远程操作机器。
如图1所示，机器100包含框架104，该框架104支撑机器100的各种部件，比如一组地面接合构件106和驾驶室108。在示例性实施例中，如图1所示，地面接合构件106包含一对前车轮110和一对后车轮112(图1中仅示出一侧)。然而，在其他示例性实施例中，地面接合构件106可以包含用于在工地102操纵机器100的环形履带。地面接合构件106的移动可以由动力源比如发动机109经由传动装置111来驱动。在所示示例中，发动机109可容纳在朝向机器100的后端116定位的发动机舱(未示出)内。此外，发动机109可以基于通常已知的通常应用的发电单元中的一个，比如具有V型配置、直列配置的内燃机(ICE)或具有不同配置的发动机。然而，本发明的各方面不必限于特定类型的电源。
框架104限定机器100的前端114和后端116。在此使用的术语“前”和“后”是相对于机器100的行进方向的，如图1中的箭头T所表示的，该行进方向是从后端116朝向前端114示例性地限定的。前端114支撑在前车轮110上并且支撑机具118，该机具118在工地102处执行一个或多个机具操作。在一个示例中，机具118可以实施为铲斗。然而，可以设想，在本发明的其他实施例中，机器100还可以采用其他类型的机具，比如但不限于翻斗车身、喷射器本体、刀片、刮刀、抓钩等。此外，一个或多个机具操作的示例可包含但不限于装载或拾取操作(比如本实施例中的挖掘操作)和卸载操作(比如本实施例中的倾倒操作)。另外，机具118在机器100的前端114处的位置是示例性的，并且在不限制所要求保护的主题的范围的情况下，机具118的其他位置也可以被设想。
机器100还可包含在前端114处可移动地联接到框架104的一对提升臂120。机具118通过任何合适的联接机构(未示出)枢转地连接到提升臂120的一端，该联接机构比如联接器、销、闩锁或本领域中通常已知的任何其他机构。机器100还包含将提升臂120联接到框架104的一个或多个提升汽缸122。提升汽缸122伸出或缩回以升高或降低提升臂120。
驾驶室108可包含驾驶员控制台(未示出)，该驾驶员控制台可包含用于操作机器100和机具118的各种输入输出控制。例如，驾驶员控制台可包含但不限于方向盘、触摸屏、显示装置、操纵杆、开关等中的一个或多个，以便于驾驶员操作机器100和机器100的一个或多个部件，比如机具118。在一个示例中，驾驶员控制台可设置在机器100上，而在其他实施例中，驾驶员控制台也可相对于机器100和/或工地102远程定位。
在本发明的实施例中，机器100还包含用于在机器100在工地102处操作时监测机器100的系统200。现在将结合图2至4来描述系统200及其各种部件和功能的详细说明。
机器100可以被配置为在两个位置之间重复行进以在工地102重复执行一个或多个机具操作。例如，如图2所示，机器100被配置为在比如装载或挖掘位置(下文称为挖掘位置202)的第一位置202与比如卸载或倾倒位置(下文称为卸载位置204)的第二位置204之间执行重复行进操作。例如，机具118可被配置为执行第一机具操作，比如挖掘操作，用于在挖掘位置202处从作业材料201的堆206挖掘作业材料201。类似地，机具118可以被配置为执行第二机具操作，比如用于将所挖掘的工作材料201卸载或倾倒到定位在卸载位置204处的卡车208上的卸载操作。机器100可能需要重复地执行这些操作，并因此重复地在挖掘位置202和卸载位置204之间行进，直到工作材料201的整个堆206被转移到卸载位置204。
一旦机器100完成了第一机具操作，即在挖掘位置202处的挖掘操作，机器100就开始行进操作，以在如箭头A所示的第一方向上从挖掘位置202移动到中间位置210，并且在如箭头B所示的第二方向上从中间位置210移动到卸载位置204。机器100沿方向A和B的运动可指示由机器100执行的行进操作。此外，一旦机器100到达卸载位置204，行进操作结束并且第二机具操作(即，卸载操作)开始，其中，在卸载位置204处将作业材料201从机具118卸载或倾倒到卡车208上。一旦第二机具操作结束，行进操作再次开始并且机器100行进回到挖掘位置202以重新填充并重复挖掘操作和卸载操作。因此，机器100在如箭头C所示的第三方向上从卸载位置204行进回到中间位置210，并且随后在如箭头D所示的第四方向上从中间位置210行进到挖掘位置202。机器100沿方向A和B的运动可指示由机器100执行的行进操作。一旦机器100返回到堆206，整个挖掘操作、行进操作和卸载操作被重复，直到整个堆206被转移到卸载位置204处的卡车208上。尽管卡车被示出和描述为定位在卸载位置204，机器100在该卸载位置204上卸载工作材料201，但是可以设想，机器100还可被配置为将工作材料201传送至可用作卸载位置204的任何其他机器或区域。还可以设想，图2仅为了说明的目的而图示了由机器100执行的示例性行进操作模式，并且在不偏离所要求保护的主题的范围的情况下，还可以设想任何其他行进模式。
为了有效地执行整个装载和卸载任务(包括多轮挖掘操作、卸载操作和行进操作)，卡车208需要定位在离工作材料201的堆206的最佳距离处，使得机器100能够有效地在挖掘位置202和卸载位置204之间行进。在示例性实施例中，这样的最佳距离可以根据将由该组地面接合构件106完成的转数来限定。因此，系统200被配置为监测在挖掘位置202和卸载位置204之间完成的轮转数和/或反之亦然，以便于机器100的驾驶员保持挖掘位置202和卸载位置204之间的最佳距离，并因此确保卡车208定位在离开堆206的最佳轮转数处。在可选实施例中，系统200还可以被配置为监测由机器100的车轮110、112从挖掘位置202到卸载位置204然后回到挖掘位置202完成的总轮转数。在一些替代实施例中，最佳距离可根据机器长度来定义，或定义为以米、英里等为单位的距离本身。
如图3所示，系统200可包含控制器302、存储器单元304、输入/输出(I/O)装置306、一个或多个机具传感器308，以及一个或多个机器传感器，比如机器速度传感器310和传动传感器312。控制器302可通信地耦合到存储器单元304、I/O装置306和传感器308、310和312。可以设想，系统200可以包含为了本发明的简洁起见而未在本文中描述的额外的或更少的元件。
控制器302被配置为执行存储在存储器单元304中的指令以执行与机器100及其部件相关联的一个或多个预定操作(例如，监测和控制机器100的操作)。可以使用一种或多种控制器技术来实现控制器302，比如专用集成电路(ASIC)、精简指令集计算(RISC)技术、复杂指令集计算(CISC)技术等。在一个示例中，控制器302可以实现为机器100的电子控制模块(ECM)。存储器单元304被配置为存储可由控制器302执行以执行一个或多个预定操作的指令集。存储器单元304可以包含但不限于随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、硬盘驱动器(HDD)和安全数字(SD)卡。
I/O装置306可被配置为从机器100的驾驶员接收一个或多个用户输入并向其提供输出。例如，I/O装置306可定位在机器100上的驾驶室108内。可替代地，I/O装置306可以相对于机器100和工地102远离地定位。I/O装置306可包含一个或多个输入装置316，比如方向盘、触摸屏、操纵杆、开关等，其便于从驾驶员接收用于操作机器100及其部件的一个或多个输入。此外，I/O装置306可以被配置为基于从控制器302接收的指令以音频、视频、文本和/或任何其他形式的输出的形式向驾驶员提供输出。在示例性实施例中，I/O装置306可包含可定位在机器100的驾驶室108内的显示装置314，以便于向机器100的驾驶员提供视觉输出。替代地或附加地，I/O装置306可以包含位于驾驶室108内的音频输出装置、文本输出装置等。
一个或多个机具传感器308可以安装在机具118(即铲斗)上。另外，一个或多个机具传感器308也可以定位在提升臂120和提升汽缸122上。该一个或多个机具传感器308可以被配置为监测与机具118及其操作相关联的一个或多个机具参数。一个或多个机具传感器308中的每一个可被配置为产生包含感测到的一个或多个机具参数的信号并将该信号传输到控制器302。例如，一个或多个机具参数可以包含铲斗倾斜角、提升臂120的位置(比如它们是升高还是降低)，机具118内的工作材料的重量等中的一个或多个。当机具118执行比如工地102处的挖掘操作和/或卸载操作的一个或多个机具操作时，一个或多个机具参数可指示机具118的操作位置。例如，一个或多个机具参数可指示机具118处于升高位置和/或铲斗在机器100从挖掘位置202向卸载位置204移动和/或反之亦然时是否保持被挖掘的作业材料201的重量。类似地，机具参数可指示机具118在从堆206挖掘作业材料201和/或将作业材料201卸载到卡车208上时是倾斜的。机具传感器308的示例可包含但不限于加速度计、陀螺仪、LIDAR(光检测和测距)传感器、雷达传感器、感知传感器、相机传感器、缸位置传感器等。
机器速度传感器310和传动传感器312可被配置为在机器100响应于经由I/O装置306接收的驾驶员输入和定位在机器100的驾驶室108内的传动控制(未示出)操作时检测与机器100相关联的一个或多个传动参数。例如，机器速度传感器310可以与该组地面接合构件106和传动装置111相关联，并且可以被配置为检测第一传动参数，比如机器100移动的机器速度。机器速度传感器310可被配置为向控制器302提供指示机器100在工地102处移动的速度的机器速度数据。机器速度传感器310的示例可以包含但不限于转速计、磁性拾取器或光学传感器等。此外，传动传感器312可与传动装置111相关联并且被配置为感测第二传动参数，比如传动装置111的档位位置，该档位位置指示机器100操作的传动档位选择。例如，传动传感器312可以是齿轮位置传感器，其定位在传动选择轴或转向柱安装件(未示出)上，并被配置为向控制器132发送指示传动齿轮的当前位置或机器100运行的传动模式(驱动、倒档、驻车制动、空档)的信号。
在操作中，控制器302可被配置为接收指示在第一位置处的机具118的第一机具操作完成之后机器100的行进操作开始的第一输入。在一种实现方式中，第一位置是挖掘位置202、第一实现操作是挖掘操作，并且行进操作可以由图2中的箭头A和B指示以由机器100执行。在其他实现方式中，第一位置可以是卸载位置204，并且第一实现操作可以是卸载操作，并且行进操作可以由图2中的箭头C和D指示以由机器100执行。
例如，控制器302可被配置为经由I/O装置306接收来自驾驶员的第一输入，该第一输入指示将由机器100在第一位置即挖掘位置202处执行的行进操作的开始。这意味着，在挖掘位置202处完成第一机具操作(即，挖掘操作)之后，驾驶员可以比如通过选择驱动或倒档或通过经由开关/致动器或触摸屏或经由设置在驾驶室108内的驾驶员控制台中的任何其他合适的输入装置选择合适的选项来开始行进操作。可替代地或另外地，控制器302还可接收来自机具传感器308的第一输入，该第一输入指示机具118的位置并因此指示机具118执行的机具操作的状态。举例来说，一旦机具传感器308指示机具118已经完成挖掘操作(比如当机具118处于完全升高位置并且在其中，保持工作材料201的重量时)，控制器302可以被配置为检测第一机具操作完成并且行进操作开始或将要开始。类似地，在替代实施例中，驾驶员可以经由I/O装置306指示卸载位置204处的卸载操作的完成以及行进操作的开始。另外，当机具传感器308可指示卸载位置204处的卸载操作完成时(比如当机具118处于降低位置且其中，不保持任何重量时)，控制器302可被配置为检测将由机器100执行的行进操作的开始。
该控制器302进一步被配置为在接收到该第一输入之后当该机器100从该第一位置(比如挖掘位置202)朝向该第二位置(比如卸载位置204)移动时确定与该机器100相关联的一个或多个传动参数。例如，机器速度传感器310可以向控制器302提供第一传动参数，即机器速度。控制器302可以被配置为当机器速度被检测为小于零或大于零时确定机器100已经开始移动。这意味着，当机器100开始向后移动或以反向模式移动时，机器速度被检测为小于零，而当机器100向前移动时，机器速度被检测为大于零。例如，传动传感器312可以被配置为向控制器302提供第二传动参数，即传动档位。即，一旦机器100开始行进操作，控制器302可被配置为基于传动档位选择检测机器100开始沿反向或正向移动。
此外，该控制器302被配置为接收指示在机具118的第二机具操作开始时在第二位置处的行进操作结束的第二输入。例如，控制器302可被配置为接收指示卸载操作在卸载位置204处开始且机器100已停止移动的第二输入。在可选示例中，控制器302被配置为接收第二输入，该第二输入指示当机器100从卸载位置204返回到挖掘位置202以重复挖掘和卸载操作时行进操作已经在挖掘位置202处结束。在这种情况下，第二输入还可以指示机器100已经到达挖掘位置202并且开始机具118的挖掘操作。第二输入可经由I/O装置306从驾驶员接收和/或以与上文针对第一输入所述类似的方式从机具传感器308接收。
此外，该控制器302被配置为确定机器100在第一位置(比如挖掘位置202)处的行进操作的开始与在第二位置(比如卸载位置204)处的行进操作的结束之间行进的距离。控制器302可被配置为基于所确定的传动参数(比如机器速度和传动齿轮)来确定机器100行进的距离DT。例如，控制器302被配置为将距离DT确定为机器速度与机器100从第一位置行进到第二位置所花费的时间的乘积。在比如图2所示的实施例中，控制器302可被配置为确定机器100在第一位置和第二位置之间经由中间位置行进的第一距离D1和第二距离D2的总和。举例来说，当机器速度指示小于零的速度(反向移动速度)和/或传动档位选择被确定为反向传动档位时，第一距离D1对应于机器100在第一位置(即，挖掘位置202或卸载位置204之一)与中间位置210之间行进的距离。此外，第二距离D2对应于当机器速度指示速度大于零(向前移动速度)和/或传动档位选择被确定为驱动档位时机器100在中间位置210与第二位置(即，挖掘位置202或卸载位置204中的另一个)之间行进的距离。尽管参照使用机器速度和传动齿轮两者来确定的距离来描述本发明，但是本领域技术人员可以想到，在一些实施例中，也可以仅使用机器速度和/或传动齿轮中的一个以任何其他方式来确定的距离。例如，在一个替代实施例中，控制器302可仅使用传动档位选择并且另外使用机器100的GPS位置数据来确定机器100行进的距离。还可以设想，机器100在第一位置和第二位置之间经由中间位置的运动模式仅仅是示例性的，并且还可以实现任何其他运动模式，并且控制器302可以被配置为确定与该运动模式相对应的行进距离。
在本发明的实施例中，控制器302被配置为确定在整个行进操作中(即，在第一位置与第二位置之间)由该组地面接合构件106(即，车轮110、112)完成的转数。在一种实现方式中，转数可以基于机器100在第一位置202和第二位置204之间行进的确定的距离DT来确定。例如，控制器302可接收预定尺寸，比如机器100的车轮110、112的直径或半径或圆周。关于地面接合构件106的这样的尺寸信息可以在控制器302中预定义，或者控制器302可以通过经由网络(未示出)与数据库通信来从数据库提取这样的信息。控制器302可以基于车轮110、112的距离和尺寸来确定转数。举例来说，机器100的每个车轮110、112完成的转数可以根据以下等式确定：
转数＝车轮行进的距离/圆周(2R)，其中，R是车轮110、112的半径。
可以设想，在不偏离所要求保护的主题的范围的情况下，还可以使用用于确定车轮转数的任何其他机构。例如，在一些其他实施例中，控制器302可使用来自安装在车轮110、112上的传感器(未示出)的输入来确定车轮110、112在第一位置(即，挖掘位置202或卸载位置204中的一个)和第二位置(即，挖掘位置202或卸载位置204中的另一个)之间完成的转数，反之亦然，而不确定机器100行进的距离。
在图2所示的实施例中，控制器302可被配置为确定由车轮110、112完成的第一转数和第二转数的总和。第一车轮转数可以对应于当机器100以反向模式从第一位置(即，挖掘位置202或卸载位置204之一)行进到中间位置210时由车轮110、112完成的车轮转数。类似地，第二车轮转数可以对应于当机器100在向前/驱动模式中从中间位置210移动到第二位置(即，挖掘位置202或卸载位置204中的另一个)时由车轮110、112完成的车轮转数。在另一个实施例中，控制器302可以被配置为确定在从挖掘位置202到卸载位置204并且然后回到挖掘位置202执行的行进操作(由图2中的箭头A+B+C+D指示)的整个组合期间由车轮110、112完成的总车轮转数。
此外，在本发明的实施例中，控制器302被配置为在与机器100相关联的显示装置314(如图4所示)上显示所确定的车轮转数。在一个示例中，控制器302可以被配置为显示由车轮110、112在第一位置(即，挖掘位置202)与第二位置(即，卸载位置204)之间完成的总转数，如图2中的方向A+B所示。在一些其他实现方式中，控制器302可以在显示装置314上分别显示第一转数和第二转数。在又一个实施例中，控制器302可以被配置为显示在挖掘位置202，卸载位置204之间执行的行进操作(由图2中的箭头A+B+C+D指示)的整个组合期间由车轮110、112完成的车轮转数，并且然后返回到挖掘位置202。控制器302还可被配置为一旦检测到新的第一机具操作(即，新的挖掘操作)就针对由地面接合构件106完成的转数重置计数器，并针对由机器100执行的每个行进操作重复确定和显示轮转数。
在一个示例性实现方式中，控制器302可以被配置为接收预定的目标距离，比如以需要由车轮110、112在第一位置与第二位置之间完成的目标转数的形式。预定的目标转数可对应于卡车208需要定位的最佳距离，使得机器100能够有效地重复装载操作和卸载操作。在一种实现方式中，控制器302可以从数据库中提取预定义的目标距离以及预定义的目标转数。在另一种实现方式中，控制器302可经由输入装置316从机器100的驾驶员接收预定的目标转数。可以进一步设想，控制器302可以在第一位置202与中间位置210(由箭头A或D示出)之间接收有将由车轮110、112完成的总目标或单独的个别目标转数；中间位置210-第二位置204(由箭头B或C示出)；或者行进的整个组合从第一位置202-中间位置210-第二位置204-中间位置210-第一位置202(如图2中箭头A+B+C+D所示)。在一个示例性实现方式中，行进操作的预定义的目标转数(即，从挖掘位置202到中间位置210并且进一步到卸载位置204)可以被设定为3轮转数。在另一示例中，控制器302可接收用于使机器100从挖掘位置202运动到中间位置210的1.5转的第一目标和从中间位置210运动到卸载位置204的1.5转的另一目标。
控制器302还被配置为还在显示装置314上显示目标转数，如图4所示，以及所确定的由车轮110、112完成的实际转数。附加地或可选地，控制器302被配置为将由车轮110、112完成的实际确定的转数与对应的预定的目标转数进行比较，并且如果实际转数超过预定的目标则为驾驶员产生警报。例如，控制器302可经由I/O装置306比如在显示装置314上产生警报以向驾驶员指示机器100已移动超过预定的目标转数，从而指示卡车208可停放在次优距离并可移动得更近以便有效操作。
虽然在车轮转数方面描述了本发明，但是可以设想，车轮转数仅仅是向驾驶员提供实际行驶距离与目标距离信息的示例性形式，并且这样的信息可以以任何其他形式(比如以米、英里等)提供，或以类似方式在机器长度方面提供。
工业实用性
图5图示了用于监测在第一位置(比如挖掘位置202)和第二位置(比如卸载位置204)之间的工地102处操作的机器100的示例性方法500。最初，在步骤502，接收第一输入，其指示在第一位置比如挖掘位置202处的机具118的第一机具操作完成之后机器100的行进操作的开始。例如，控制器302经由I/O装置306接收来自驾驶员或来自机具传感器308或两者的第一输入。在一个示例中，第一输入可指示在挖掘位置202处机具118的挖掘操作完成之后机器100的行进操作开始。在另一个示例中，第一输入可以指示行进操作在机具118的卸载操作在卸载位置204处完成之后开始。
在步骤504，当机器100从第一位置朝向对应于在步骤502接收的第一输入的第二位置移动时，确定一个或多个传动参数。在示例性实现方式中，一个或多个传动参数包含第一传动参数和第二传动参数。该第一传动参数从机器速度传感器310接收并且被配置为指示机器100行进的机器速度。第二传动参数从传动传感器312接收并被配置为指示机器100运行的传动档位选择或传动模式(驱动、空档、倒档、驻车等)。
此外，在步骤506处，接收指示在机具118的第二机具操作开始时在第二位置处行进操作结束的第二输入。例如，控制器302经由I/O装置306接收来自驾驶员或来自机具传感器308或两者的第二输入。在一个示例中，第二输入可以指示卸载循环开始并且行进操作已经在卸载位置204处结束。在另一示例中，第二输入可以指示在挖掘位置202处开始挖掘操作之后行进操作已经结束。
此外，在步骤508，确定机器100在第一位置处的行进操作的开始与在第二位置处的行进操作的结束之间行进的距离DT。例如，控制器302可被配置为基于所确定的机器速度和传动齿轮来确定机器100行进的距离DT。此外，第一距离D1和第二距离D2的总和可以被确定为机器100经由中间位置210在第一位置与第二位置之间行进的距离DT。当机器速度指示速度小于0并且传动档位选择被确定为倒档传动档时，第一距离D1可以对应于机器100在第一位置(即，挖掘位置202或卸载位置204之一)与中间位置210之间行进的距离。类似地，当机器速度指示速度大于零并且传动档位选择被确定为驱动档位时，第二距离D2可以对应于机器100在中间位置210与第二位置(即，挖掘位置202或卸载位置204中的另一个)之间行进的距离。
在步骤510，确定在第一位置和第二位置之间由该组地面接合构件106，即车轮110、112完成的转数。例如，控制器302被配置为确定由地面接合构件106(即，车轮110、112)在第一位置(例如挖掘位置202)与第二位置(例如卸载位置204)之间完成的转数，和/或反之亦然。在一种实现方式中，转数可以基于机器100在第一位置202和第二位置204之间行进的确定的距离DT和机器100的车轮110、112的预定尺寸(比如如直径或半径或圆周)来确定。在示例性实现方式中，第一转数和第二转数的总和可以被确定为由车轮110、112完成的转数。第一转数可对应于当机器100以相反的模式从第一位置(即，挖掘位置202或卸载位置204中的一个)移动到中间位置210时由车轮110、112完成的转数。类似地，第二转数可以对应于当机器100在向前/驱动模式中从中间位置210移动到第二位置204(即，挖掘位置202或卸载位置204中的另一个)时或反之亦然时由车轮110、112完成的转数。在另一个实施例中，可以针对在挖掘位置202、卸载位置204之间执行的行进操作(由图2中的箭头A+B+C+D指示)的组合，然后返回到挖掘位置202，确定由车轮110、112完成的总转数。
此外，在步骤512，在与机器100相关联的显示装置314上显示由车轮110、112完成的所确定的转数。在一个示例中，车轮110、112在第一位置(即，挖掘位置202)与第二位置(即，卸载位置204)之间完成的总转数，如图2中的方向A+B所示。在一些其他实现方式中，第一转数和第二转数可以分别显示在显示装置314上。在又一实施例中，在挖掘位置202、卸载位置204之间执行的行进操作(由图2中的箭头A+B+C+D指示)的组合期间，由车轮110、112完成的车轮转数可以显示在显示装置314上。在进一步的实施例中，所确定的由车轮110、112完成的转数可以与预定的目标转数一起显示。实际转数以及目标转数两者的这种显示有助于驾驶员监测在挖掘位置202与卸载位置204之间行进的距离，并且反之亦然。因此，驾驶员可以将卡车208有效地停放在离工作材料堆206的最佳距离处，以在工地102有效地机具操作。
在操作中，一旦在挖掘位置202处完成挖掘操作，显示装置314将目标转数显示为固定的，并且从零开始计算由车轮110、112完成的实际转数。当机器100开始行进操作并从挖掘位置202行进到中间位置210时，实际转数开始增加，并且一旦机器100最终到达卸载位置204(行进操作结束)，在显示装置314上显示直到卸载位置204完成的总转数。控制器302可以被配置为一旦机器100回到挖掘位置202并且检测到新的挖掘操作，就针对由地面接合构件106完成的转数重置计数器。驾驶员可以监测由车轮110、112完成的转数，并且确保机器100在第一位置(即挖掘位置202)与第二位置(即卸载位置204)之间不移动超过根据目标转数限定的最佳距离。因此，如果由车轮110、112完成的实际转数超过预定的目标转数，则警告驾驶员并且驾驶员可相应地优化机器100的运动和/或改变卡车208的位置以移动靠近堆206，使得实际转数等于预定的目标转数。
对于本领域技术人员显而易见的是，在不脱离本发明的范围的情况下，可以对本发明的系统进行各种修改和变化。考虑到本文所公开的系统的说明书和实践，其他实施例对于本领域的技术人员将是显而易见的。本说明书和示例旨在被认为仅是示例性的，本发明的真实范围由所附权利要求及其等同物指示。

Claims (20)

1.一种用于监测在工地上操作的机器的方法，所述机器被配置为由所述工地上的一组地面接合构件在第一位置和第二位置之间推进，并且包括用于在所述工地上执行一个或多个机具操作的机具，所述方法包括：
由控制器接收指示在所述第一位置处的第一机具操作完成之后所述机器的行进操作的开始的第一输入；
当所述机器从对应于所接收的第一输入的所述第一位置移动到所述第二位置时，由所述控制器确定与所述机器相关联的一个或多个传动参数；
由所述控制器接收指示在所述第二位置处的所述第二机具操作开始时所述行进操作结束的第二输入；
由所述控制器基于所述所确定的一个或多个传动参数来确定在所述第一位置处的行进操作的开始与所述第二位置处的行进操作的结束之间由所述一组地面接合构件完成的转数；以及
由所述控制器在与所述机器相关联的输入/输出装置上显示由所述一组地面接合构件完成的所确定的转数。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，在所述工地上，所述第一位置是装载位置并且所述第二位置是卸载位置，并且其中，所述第一机具操作是由所述机具在所述装载位置处执行的装载操作并且所述第二机具操作是由所述机具在所述卸载位置处执行的卸载操作。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，确定所述转数包含基于所述所确定的一个或多个传动参数来确定所述机器在所述第一位置处的行进操作的开始与在所述第二位置处的行进操作的结束之间行进的距离。
4.根据权利要求3所述的方法，其中，所述一个或多个传动参数包含指示机器速度的第一传动参数和指示与所述机器相关联的传动档位的第二传动参数中的一个或多个，并且其中，确定所述机器行进的距离包含：
当确定的第一传动参数指示小于零的机器速度并且第二传动参数指示倒档传动齿轮时，由所述控制器确定所述机器在所述第一位置和所述中间位置之间行进的第一距离；以及
当所述确定的第一传动参数指示大于零的机器速度并且所述第二传动参数指示前进传动齿轮时，通过所述控制器确定所述机器在所述中间位置和所述第二位置之间行进的第二距离。
5.根据权利要求1所述的方法，其中，所述一个或多个传动参数包含指示机器速度的第一传动参数和指示与所述机器相关联的传动齿轮的第二传动参数中的一个或多个，并且其中，确定由所述一组地面接合构件完成的转数包含：
当所述确定的第一传动参数指示小于零的机器速度并且所述第二传动参数指示倒档传动齿轮时，由所述控制器确定在所述第一位置和中间位置之间由所述组地面接合构件完成的第一转数；以及
当所述确定的第一传动参数指示大于零的机器速度并且所述第二传动参数指示前进传动齿轮时，通过所述控制器确定由所述一组地面接合构件在所述中间位置和所述第二位置之间完成的第二转数。
6.根据权利要求1所述的方法，进一步包括：
由所述控制器接收将由所述一组地面接合构件在所述第一位置和所述第二位置之间完成的预定的目标转数；
由所述控制器将由所述一组地面接合构件在所述第一位置和所述第二位置之间完成的所述所确定的转数与所述所接收的预定义目标转数进行比较；以及
当由所述组地面接合构件完成的所确定的转数大于预定的目标转数时，由所述控制器使用所述输入/输出装置生成警报。
7.一种用于监测在工地上操作的机器的系统，所述机器被配置为由在所述工地上的一组地面接合构件在第一位置和第二位置之间推进，并且包含用于在所述工地执行一个或多个机具操作的机具，所述系统包括：
用于接收用于操作所述机器和所述机具的一个或多个输入的输入/输出装置；
用于感测一个或多个机具参数的一个或多个机具传感器；
用于感测与所述机器相关联的一个或多个传动参数的一个或多个机器传感器；以及
操作地联接到所述输入/输出装置、所述一个或多个机具传感器以及所述一个或多个机器传感器的控制器，所述控制器被配置为：
从所述输入/输出装置和所述一个或多个机具传感器中的一个或多个接收指示在所述第一位置处的第一机具操作完成之后所述机器的行进操作的开始的第一输入；
当机器从第一位置移动到对应于所接收的第一输入的第二位置时，使用所述一个或多个机器传感器确定与所述机器相关联的一个或多个传动参数；
从所述输入/输出装置和所述一个或多个机具传感器中的一个或多个接收指示在所述第二位置处的第二机具操作开始时所述行进操作结束的第二输入；
基于所确定的一个或多个传动参数来确定在所述第一位置处的行进操作的开始与所述第二位置处的行进操作的结束之间由所述一组地面接合构件完成的转数；以及
在所述输入/输出装置上显示由所述一组地面接合构件完成的所确定的转数。
8.根据权利要求7所述的系统，其中，所述机器是轮式装载机，所述第一位置是挖掘位置并且所述第二位置是卸载位置，并且其中，所述第一操作是由所述机具在所述挖掘位置处执行的挖掘操作并且所述第二机具操作是由所述机具在所述卸载位置处执行的卸载操作。
9.根据权利要求7所述的系统，其中，所述一个或多个机器传感器包含机器速度传感器和传动传感器中的一个或多个，所述机器速度传感器被配置为感测指示机器速度的第一传动参数，所述传动传感器被配置为感测指示与所述机器相关联的传动档位的第二传动参数。
10.根据权利要求9所述的系统，其中，所述控制器进一步被配置为基于所述所确定的一个或多个传动参数来确定所述机器在所述第一位置处的行进操作的开始与在所述第二位置处的行进操作的结束之间行进的距离，并且其中，所确定的转数对应于所确定的距离。
11.根据权利要求10所述的系统，其中，所述控制器被配置为：
当所述确定的第一传动参数指示小于零的机器速度并且所述第二传动参数指示倒档传动齿轮时，确定所述机器在所述第一位置和所述中间位置之间行进的第一距离；以及
当所确定的第一传动参数指示大于零的机器速度并且所述第二传动参数指示前进传动档位时，确定所述机器在所述中间位置与所述第二位置之间行进的第二距离；以及
将所述第一距离和所述第二距离的总和确定为所述机器在所述第一位置处的行进操作的开始与在所述第二位置处的行进操作的结束之间行进的距离。
12.根据权利要求9所述的系统，其中，所述控制器被配置为：
当所述确定的第一传动参数指示小于零的机器速度并且所述第二传动参数指示倒档传动齿轮时，确定在所述第一位置和所述中间位置之间由所述组地面接合构件完成的第一转数；以及
当所述确定的第一传动参数指示大于零的机器速度并且所述第二传动参数指示前进传动齿轮时，确定在所述中间位置和所述第二位置之间由所述组地面接合构件完成的第二转数；以及
将所述第一转数和所述第二转数的总和确定为由所述组地面接合构件完成的转数。
13.根据权利要求7所述的系统，其中，所述控制器进一步被配置为：
接收将由所述组地面接合构件在所述第一位置与所述第二位置之间完成的预定的目标转数；
将由所述一组地面接合构件完成的所确定的转数与所接收的预定的目标转数进行比较；以及
当由所述组地面接合构件完成的所确定的转数大于预定的目标转数时，在所述输入/输出装置上产生警报。
14.一种被配置为在挖掘位置与卸载位置之间的工地上操作的机器，所述机器包括：
用于在所述工地执行一个或多个机具操作的机具；
用于在所述挖掘位置与所述卸载位置之间推进所述机器的一组地面接合构件；以及
用于监测机器的系统，所述系统包括：
与所述机器相关联的用于接收用于操作所述机器和所述机具的一个或多个输入的输入/输出装置；
用于感测一个或多个机具参数的一个或多个机具传感器；
用于感测与机器相关联的一个或多个传动参数的一个或多个机器传感器；以及
操作地联接到所述输入/输出装置、所述一个或多个机具传感器以及所述一个或多个机器传感器的控制器，所述控制器被配置为：
从所述输入/输出装置和所述一个或多个机具传感器中的一个或多个接收指示在所述第一位置处的第一机具操作完成之后所述机器的行进操作的开始的第一输入；
当所述机器从所述挖掘位置移动到对应于所接收的第一输入的所述卸载位置时，使用所述一个或多个机器传感器确定与所述机器相关联的一个或多个传动参数；
从所述输入/输出装置和所述一个或多个机具传感器中的一个或多个接收指示在所述机具在所述卸载位置处的卸载操作开始时所述机器的行进操作结束的第二输入；
基于所述所确定的一个或多个传动参数来确定所述机器在所述挖掘位置处的行进操作的开始与在所述卸载位置处的行进操作的结束之间行进的距离；以及
在所述输入/输出装置上显示所述机器在所述挖掘位置处的行进操作的开始与在所述卸载位置处的行进操作的结束之间行进的所确定的距离。
15.根据权利要求14所述的系统，其中，所述控制器进一步被配置为：
接收将由所述机器在所述挖掘位置与所述卸载位置之间完成的预定义目标距离；
将所述确定的机器行进的距离与所接收的预定的目标距离进行比较；以及
当所述机器行进的所述确定的距离大于所述预定的目标距离时，在所述输入/输出装置上生成警报。
16.根据权利要求14所述的系统，其中，所述控制器进一步被配置为：
确定与所述所确定的距离相对应的由所述组地面接合构件完成的转数；以及
在所述输入/输出装置上显示所确定的转数。
17.根据权利要求14所述的系统，其中，所述控制器进一步被配置为：
接收将由所述组地面接合构件在所述第一位置与所述第二位置之间完成的预定的目标转数；
将由所述一组地面接合构件完成的所确定的转数与所接收的预定的目标转数进行比较；以及
当由所述组地面接合构件完成的所确定的转数大于所述预定的目标转数时，在所述输入/输出装置上产生警报。
18.根据权利要求14所述的系统，其中，所述一个或多个机器传感器包含机器速度传感器和传动传感器中的一个或多个，所述机器速度传感器被配置为感测指示机器速度的第一传动参数，所述传动传感器被配置为感测指示与所述机器相关联的传动档位的第二传动参数。
19.根据权利要求18所述的机器，其中，所述控制器被配置为：
当所述确定的第一传动参数指示小于零的机器速度并且所述第二传动参数指示倒档传动齿轮时，确定所述机器在所述挖掘位置和所述中间位置之间行进的第一距离；以及
当所述确定的第一传动参数指示大于零的机器速度并且所述第二传动参数指示前进传动齿轮时，确定所述机器在所述中间位置与所述卸载位置之间行进的第二距离；以及
将所述第一距离和所述第二距离的总和确定为所述机器在所述第一位置处的行进操作的开始与在所述第二位置处的行进操作的结束之间行进的距离。
20.根据权利要求19所述的机器，其中，所述控制器被配置为：
确定由所述组地面接合构件完成的对应于所述机器在所述挖掘位置与所述中间位置之间行进的所述第一距离的第一转数；以及
确定由所述组地面接合构件完成的对应于所述机器在所述中间位置与所述卸载位置之间行进的所述第二距离的第二转数；以及
显示由所述组地面接合构件完成的所述第一转数和所述第二转数的总和。
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