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Technisches
Gebiet
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Diese
Erfindung bezieht sich auf eine Schnittstelle für eine Arbeitsmaschine. Insbesondere bezieht
sich diese Erfindung auf eine Schnittstelle, die eine Eingabevorrichtung
für eine
Arbeitsmaschine aufweist.
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Hintergrund
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Ein
Arbeitsmaschinenbediener stellt typischerweise eine Verbindung mit
einer Arbeitsmaschine unter Verwendung einer Eingabevorrichtung
her, wie beispielsweise von einem Joystick bzw. Steuerhebel. Der
Steuerhebel kann eine Bewegung entlang einer X-Achse und einer Y-Achse
vorsehen. Der Steuerhebel kann auch einen anderen Eingabemechanismus
aufweisen, wie beispielsweise einen oder mehrere Knöpfe und/oder
einen Auslöser.
Der Bediener kann die Bewegung eines Arbeitswerkzeuges, das an einer
Verbindung bzw. einem Ausleger an der Arbeitsmaschine montiert ist,
durch Betätigung
des Steuerhebels, der Knöpfe
und/oder des Auslösers steuern
und zusammenspielen lassen. Entsprechend kann die Arbeitsmaschine
ihre Funktionen nur ausführen,
wenn die Hände
des Bedieners an dem Steuerhebel sind.
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Moderne
Arbeitsmaschinen weisen elektronische Anzeigen auf, die Informationen
für den
Bediener liefern. Diese Anzeigen weisen oft Tasten, Schalter und/oder
Knöpfe
auf, die es dem Bediener gestatten, einen Betriebszustand einzustellen,
oder Daten in die Arbeitsmaschine einzugeben. Um die Anzeige zu
steuern, muß der
Bediener seine Hände von
dem Steuerhebel wegnehmen, um die Knöpfe zu drücken oder die Schalter auf
der Anzeige zu bewegen. Entsprechend erfordert irgendeine Eingabe
von Informationen in die Anzeige, daß der Bediener den Steuerhebel
losläßt.
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Ein
Beispiel einer typischen Anzeige für eine Arbeitsmaschine wird
offenbart in der US-Patentanmeldung mit der Veröffentlichungsnummer US 2003/0001751
von Ogura und anderen. Die '751-Anmeldung
offenbart eine Anzeigevorrichtung und eine Anzeigesteuervorrichtung
für Baumaschinen.
Die beschriebene Vorrichtung weist eine Anzeigeeinheit, eine Steuereinheit
und Steuerhebeleingänge
auf. Wie in 2 der '751-Anmeldung gezeigt, sind die Steuerhebel
von der Anzeige getrennt, welche Knöpfe zur Eingabe von Daten aufweist.
Wie oben beschrieben, erfordert eine solche Konfiguration, daß ein Bediener
seine Hände
von dem Steuerhebel wegnimmt, um Daten einzugeben, oder um Daten
auf der Anzeige aufzurufen.
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Diese
Bauart einer Arbeitsmaschinenanzeige kann zu ineffizientem Ablauf
in einem Arbeitsprozeß führen. Beispielsweise
kann der Arbeitsprozeß des
Bedieners unterbrochen werden, wenn der Bediener seine Hände von
dem Steuerhebel wegnimmt, um Daten auf dem Anzeigeschirm einzugeben
oder zu manipulieren. Weiterhin kann der Betriebsrhythmus des Bedieners
unterbrochen werden, wenn der Bediener seine Hände vom Steuerhebel wegnimmt, was
auch den Arbeitsprozeß verlangsamen
kann.
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Die
vorliegende Erfindung überwindet
eines oder mehrere der Probleme des Standes der Technik.
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Zusammenfassung
der Erfindung
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Gemäß eines
Aspektes der Erfindung wird eine Bedienerschnittstelle für eine Arbeitsmaschine mit
einem Maschinenanzeigesystem und einer mechanischen Verbindung offenbart.
Die Schnittstelle weist eine Eingabevorrichtung mit einer Reihe
von Eingabemechanismen auf, die geeignet sind, ein Verbindungseingangssignal
zu erzeugen, um die Bewegung der mechanischen Verbindung bzw. des Auslegers
zu steuern, und die weiter geeignet sind, ein Anzeigeeingabesignal
zur Eingabe von Informationen in das Maschinenanzeigesystem zu erzeugen. Ein
Steuermodul ist geeignet, um in einem Verbindungssteuerbetriebszustand
zu arbeiten, wo die Bewegung der mechani schen Verbindung (Ausleger) gesteuert
wird, und in einem Anzeigesteuerbetriebszustand, wo die Eingabe
von Informationen in das Maschinenanzeigesystem gesteuert wird.
Ein Schalter kann auch mit der Schnittstelle assoziiert sein. Der
Schalter kann geeignet sein, den Betriebszustand zwischen dem Verbindungssteuerbetriebszustand
und dem Anzeigesteuerbetriebszustand umzuschalten.
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Gemäß eines
weiteren Aspektes der Erfindung wird ein Verfahren zum Betrieb einer
Arbeitsmaschine offenbart. Es weist den Betrieb einer Eingabevorrichtung
in einem Verbindungssteuerbetriebszustand auf, wo die Bewegung einer
mechanischen Verbindung bzw. eines mechanischen Auslegers gesteuert
wird, und in einem Anzeigesteuerbetriebszustand, wo eine Eingabe
von Informationen für ein
Anzeigesystem vorgesehen wird. Der Betriebszustand eines Steuermoduls
kann zwischen dem Verbindungssteuerbetriebszustand und dem Anzeigesteuerbetriebszustand
umgeschaltet werden. Die Eingabevorrichtung kann dann in dem anderen
Betriebszustand, d.h. in dem Verbindungssteuerbetriebszustand oder
dem Anzeigesteuerbetriebszustand betrieben werden.
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Kurze Beschreibung
der Zeichnungen
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1 ist
eine bildliche Darstellung einer beispielhaften Arbeitsmaschine.
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2A ist
ein Blockdiagramm, welches ein beispielhaftes Steuersystem für eine Arbeitsmaschine
zeigt.
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2B ist
ein Blockdiagramm, welches ein weiteres beispielhaftes Steuersystem
für eine
Arbeitsmaschine zeigt.
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3 ist
eine bildliche Darstellung einer beispielhaften Eingabevorrichtung.
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4 ist
eine bildliche Darstellung eines beispielhaften Maschinenanzeigeschirms.
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5 ist
eine weitere bildliche Darstellung eines beispielhaften Maschinenanzeigeschirms.
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6 ist
eine weitere bildliche Darstellung eines beispielhaften Maschinenanzeigeschirms.
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7 ist
eine weitere bildliche Darstellung eines beispielhaften Maschinenanzeigeschirms.
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8 ist
eine weitere bildliche Darstellung eines beispielhaften Maschinenanzeigeschirms.
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9 ist
ein Flußdiagramm,
welches ein beispielhaftes Verfahren zur Steuerung einer Arbeitsmaschine
veranschaulicht.
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Detaillierte
Beschreibung
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1 zeigt
ein beispielhaftes Ausführungsbeispiel
einer Arbeitsmaschine 100 zur Ausführung einer Vielzahl von Arbeitsfunktionen.
Die Arbeitsmaschine weist eine Rahmenstruktur 102 auf,
weiter ein Bedienerabteil 106 und eine mechanische Verbindung 108.
Die Rahmenstruktur 102 wird durch eine Traktionsvorrichtung
bzw. Antriebsvorrichtung 104 getragen. Die Traktionsvorrichtung 104 kann
beispielsweise mit Rädern,
Raupen oder Riemen ausgerüstet
sein.
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Die
Arbeitsmaschine 100 könnte
von einer Bauart sein, die üblicherweise
als Baggerlader bezeichnet wird, und kann weiter eine vordere Arbeitswerkzeuganordnung 120 aufweisen,
wie beispielsweise eine Laderschaufelanordnung. Die Laderschaufelanordnung
kann mit der Rahmenstruktur 102 an dem Vorderteil der Arbeitsmaschine 100 angeschlossen
sein.
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In
dem beispielhaften gezeigten Ausführungsbeispiel weist die mechanische
Verbindung 108 einen Schwenkrahmen 110, ein Auslegerglied 112, ein
Vorderauslegerglied 114, ein Arbeitswerkzeug 116 und
Betätigungsvorrichtungen 118 auf.
Die Betätigungsvorrichtungen 118 sehen
eine Bewegung und eine Steuerung der mechanischen Verbindung bzw. des
mechanischen Auslegers 108 vor, wie in der Technik bekannt.
Die Betätigungsvorrichtungen 118 können hydraulisch
angetriebene Zylinder sein oder können andere Bauarten von Betätigungsvorrichtungen
sein, die die mechanische Verbindung 108 bewegen können.
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2A zeigt
ein Steuersystem 200, welches eine Schnittstelle 201 zur
Verbindung mit einem Maschinenbediener und mit der mechanischen
Verbindung 108 der Arbeitsmaschine 100 aufweist.
Die Schnittstelle 201 stellt auch eine Schnittstelle mit dem
Maschinenbediener und einer Maschinenanzeige 212 her. Die
Maschinenanzeige 212 kann in dem Bedienerabteil 106 aufgenommen
sein, damit sie der Maschinenbediener sieht, und kann irgendein
Standardbildschirm oder eine andere Anzeigevorrichtung sein, die
geeignet ist, Informationen zum Bediener zu liefern.
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Die
Schnittstelle 201 kann eine Eingabevorrichtung 202 und
ein Steuermodul 204 aufweisen. Die Eingabevorrichtung 202 kann
innerhalb des Bedienerabteils 106 aufgenommen sein und
kann beispielsweise ein Joystick bzw. Steuerhebel sein. Wenn sie
von einem Bediener betätigt
wird, kann die Eingabevorrichtung 202 elektronische Steuersignale als
Anweisungen erzeugen, die zu dem Steuermodul 204 gesandt
werden. Die Steuersignale zur Steuerung der mechanischen Verbindung
108 können
als Verbindungseingangssignale bezeichnet werden, und die Steuersignale
zur Steuerung der Anzeige 212 können als Anzeigeeingangssignale
bezeichnet werden.
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3 zeigt
eine beispielhafte Eingabevorrichtung als einen Joystick bzw. Steuerhebel 302.
Der Steuerhebel 302 weist einen Handgriff 304 auf.
Ein Bediener kann den Handgriff 304 verwenden, um den Steuerhebel 302 zu
greifen und zu halten, und dann um den Steuerhebel 302 in
den x- und y-Richtungen zu
bewegen. Der Steuerhebel 302 kann auch eine Reihe von Eingabemechanismen
aufweisen, wie beispielsweise einen Auswahlknopf 306, einen
Optionsknopf 308, einen Schieber 310 und einen
Auslöser 312.
Der Schieber 310 könnte
ein Kippknopf sein. In diesem Ausführungsbeispiel sind der Auswahlknopf 306,
der Optionsknopf 308 und der Schieber 310 alle auf
dem Steuerhebel 302 gelegen, so daß sie von einem Daumen des
Bedieners gesteuert werden können,
während
der Bediener den Handgriff 304 ergreift. Der Steuerhebel 302 ist
nur beispielhaft und kann mehr oder weniger Eingabemechanismen aufweisen,
als gezeigt oder beschrieben wurden.
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Mit
Bezug auf 2A kann das Steuermodul 204 einen
Prozessor 206 und einen Speicher 208 aufweisen.
Der Prozessor 206 kann irgendein Standardprozessor zur
Ausführung
eines Computerprogramms sein, wie in der Technik bekannt. Genauso könnte der
Speicher 208 irgendeine Standardspeicherkomponente sein,
die in der Technik bekannt ist, und kann konfiguriert sein, um Daten
zu speichern, wie beispielsweise ein Computerprogramm und/oder eine
Computerroutine, die von dem Prozessor 206 auszuführen ist.
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Das
Steuermodul 204 kann konfiguriert werden, um die Eingangssignale
aufzunehmen, die von der Eingabevorrichtung 202 erzeugt
werden, und um entsprechende Steuersignale zu erzeugen, die an die
Ventile 210 gesandt werden können, um die mechanische Verbindung 108 und/oder
die Maschinenanzeige 212 zu steuern. In einem beispielhaften
Ausführungsbeispiel
steuert das Steuermodul 204 die mechanische Verbindung 108 durch
andere Systeme als durch Ventile. In dem beispielhaften Ausführungsbeispiel
ist das Steuermodul 204 geeignet, in unterschiedlichen
Betriebszuständen
zu arbeiten, wie beispielsweise ein Verbindungssteuerbetriebszustand, wo
die Anzeige 212 gesteuert wird und einem Anzeigesteuerbetriebszustand,
wo die Anzeige 212 gesteuert wird. Der Verbindungssteuerbetriebszustand kann
es dem Bediener gestatten, Befehle durch die Eingabevorrichtung 202 einzugeben,
um die Bewegung der mechanischen Verbindung 108 zu steuern. Genauso
kann es der Anzeigesteuerbetriebszustand dem Bediener gestatten,
Signale und Befehle durch die Eingabevorrichtung 202 zur
Steuerung der Maschinenanzeige 212 einzugeben.
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Wenn
das Steuermodul 204 verwendet wird, um die mechanische
Verbindung 108 zu steuern, erzeugt das Steuermodul 204 Verbindungssteuersignale,
die auf der Betätigung
der Eingabevorrichtung 202 durch den Bediener basieren.
Die Verbindungssteuersignale haben das Öffnen und Schließen der Ventile 210 zu
Folge, um die Bewegung der Betätigungsvorrichtungen 118 zu
steuern. In dieser Weise kann die Bewegung der mechanischen Verbindung 108 gesteuert
werden.
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Das
Steuermodul 204 ist auch konfiguriert, um Anzeigesteuersignale
an die Anzeige 212 zu senden. Die Anzeigesteuersignale
können
bestimmen, was auf der Anzeige 212 gezeigt und abgebildet
wird. Die Anzeigesteuersignale können
auch verwendet werden, um die Manipulation der angezeigten Informationen
zu zeigen, wie beispielsweise die Bewegung eines Cursors, die Eingabe
von Informationen und/oder die Auswahl von angezeigten Funktionen, Icons
oder anderen angezeigten Dingen. Die Anzeige 212 und der
Prozessor 206 arbeiten unter Verwendung von bekannten Verfahren,
wobei die Informationen auf dem Schirm durch den Prozessor 206 gesteuert
werden, und können
durch den Prozessor 206 unter Verwendung der Eingabevorrichtung 202 manipuliert
werden. Entsprechend gestattet die Schnittstelle 201 einem
Bediener, sowohl die mechanische Verbindung 108 als auch
die Maschinenanzeige 212 unter Verwendung der gleichen
Eingabevorrichtung 202 zu steuern.
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Ein
Schalter kann mit der Schnittstelle 210 assoziiert sein,
um den Betriebszustand für
das Steuermodul 204 auszuwählen. In einem beispielhaften Ausführungsbeispiel
kann der Schalter ein Umschalter 214 sein, der mit der
Eingabevorrichtung 202 assoziiert ist. Wenn der Umschalter 214 mit
der Eingabevorrichtung 202 assoziiert ist, kann er beispielsweise
auf einem Handgriff der Eingabevorrichtung 202 gelegen
sein, oder optional an der Basis der Eingabevorrichtung 202.
In einem anderen beispielhaften Ausführungsbeispiel kann der Umschalter 214 von
der Eingabevorrichtung 202 getrennt sein, jedoch in Verbindung
mit dem Steuermodul 204. Entsprechend kann der Umschalter 214 unabhängig von der
Eingabevorrichtung 202 verwendet werden, um zwischen dem
Anzeigesteuerbetriebszustand und dem Verbindungssteuerbetriebszustand
umzuschalten.
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In
einem weiteren beispielhaften Ausführungsbeispiel kann der Schalter
zum Umschalten zwischen dem Verbindungssteuerbetriebszustand und
dem An zeigesteuerbetriebszustand eine Logik sein, die in dem Prozessor 206 programmiert
ist. In diesem Ausführungsbeispiel
kann das Umschalten zwischen den Betriebszuständen beispielsweise durch Betätigung einer
einzigartigen Kombination von Eingabemechanismen der Eingabevorrichtung 202 erreicht
werden, um dem Prozessor zu signalisieren, daß die Betriebszustände umzuschalten
sind. Beispielsweise kann das Steuermodul 204 geeignet sein,
so daß das
simultane Drücken
des Auslösers 312 und
des Auswahlknopfes 306 den Arbeitsbetriebszustand von dem
Verbindungssteuerbetriebszustand zum Anzeigesteuerbetriebszustand
oder umgekehrt wechselt. Das Signal, welches von der Eingabevorrichtung 202 zum
Umschalten des Steuermoduls 204 von einem Betriebszustand
zum anderen erzeugt wird, kann als Umschaltsignal bezeichnet werden.
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2B zeigt
ein weiteres beispielhaftes Ausführungsbeispiel
eines Steuersystems 250. Das beispielhafte Steuersystem 250 weicht
von dem beispielhaften Steuersystem 200 ab, welches mit
Bezug auf 2A beschrieben wurde, und zwar
dahingehend, daß die
Schnittstelle 201 einen zusätzlichen Prozessor und Speicher
aufweist. Die Schnittstelle 201 kann einen Verbindungssteuerprozessor 256 und
einen Anzeigesteuerprozessor 258 aufweisen. Der Umschalter 214 kann
zwischen der Eingabevorrichtung 202 und den Prozessoren 256, 258 gelegen sein
und Signale von der Eingabevorrichtung 202 zu dem anderen
Prozessor der Prozessoren 256, 258 leiten. Die
Prozessoren 256, 258 können jeweils mit einem Speicher 260 bzw. 262 assoziiert
sein.
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Es
sei bemerkt, daß für die Zwecke
dieser Offenbarung und für
die beigefügten
Ansprüche
die Erwähnung
des Ausdruckes "Steuermodul" nicht auf eine physische
Box oder Struktur eingeschränkt
ist, die beide Prozessoren 256, 258 aufnehmen
kann, sondern auch einen oder mehrere getrennte Prozessoren mit
einschließen
soll, die an unterschiedlichen Stellen aufgenommen sind. Weiterhin
kann das Steuermodul 204 konfiguriert sein, um irgendeine
Anzahl von getrennten Systemen oder Komponenten zu steuern, die
mit der Arbeitsmaschine 100 assoziiert sind.
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Wenn
die Schnittstelle 201 in dem Verbindungssteuermodul ist,
können
die Eingabemechanismen am Steuerhebel 302 in irgendeiner
herkömmlichen
Weise verwendet werden. Beispielsweise kann der Auswahlknopf 306 verwendet
werden, um einen Gang nach oben oder nach unten zu schalten, und der
Optionsknopf 308 kann verwendet werden, um durch die Schritte
eines automatisierten Verbindungssteuerprozesses zyklisch zu laufen.
Der Schieber 310 kann verwendet werden, um einen Vorgang zu übersteuern,
der gerade läuft,
und der Auslöser 312 kann
verwendet werden, um einen Geschwindigkeitsbereich auszuwählen, wie
beispielsweise hohe oder niedrige Geschwindigkeit. Die x-y-Bewegung des
Steuerhebels kann verwendet werden, um das Arbeitswerkzeug 116 anzuheben
oder abzusenken (siehe 1). In einem Ausführungsbeispiel
kann einer der Reihe von Eingabemechanismen die mechanische Verbindung
zurücksetzen,
anheben oder absenken, und zwar zu einer voreingestellten Position, wie
beispielsweise einer Rückstellposition.
Irgendeiner der Reihe von Eingabemechanismen kann zugeordnet werden,
um irgendeine der beschriebenen Funktionen auszuführen, genauso
wie andere Funktionen, die dem Fachmann leicht offensichtlich sein können.
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Wenn
die Schnittstelle 201 im Anzeigesteuerbetriebszustand ist, können die
Eingabemechanismen des Steuerhebels 302 verwendet werden,
um eine Informationseingabe, eine Manipulation oder Auswahlfunktionen
auszuführen.
Beispielsweise kann die x-y-Bewegung des Steuerhebels verwendet werden,
um einen Cursor auf einem Anzeigeschirm zu bewegen. Der Auswahlknopf 306 kann
verwendet werden, um die angezeigten Informationen zu manipulieren,
Informationen einzugeben und/oder auswählbare Funktionen auszuwählen. Als
solches kann ein Bediener den Auswahlknopf 306 verwenden,
um Icons auszuwählen
oder andere Informationen durch die Anzeige an dem Steuermodul 204 einzugeben.
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Wenn
die Schnittstelle 201 im Anzeigesteuerbetriebszustand ist,
kann der Optionsknopf 308 gedrückt werden, um an das Steuermodul 204 zu übermit teln,
daß Menüs, Optionen
oder andere Informationen auf der Anzeige 212 anzuzeigen
sind. Der Schieber 310 kann in einem beispielhaften Ausführungsbeispiel
als Scroll- bzw. Rollvorrichtung (scroll = durchrollen) verwendet
werden, um durch die Optionen zu scrollen, oder in einem anderen
Ausführungsbeispiel,
um den Cursor über
die Maschinenanzeige 212 zu bewegen. Genauso kann der Auslöser 312 als eine
Auswahlvorrichtung verwendet werden, um ein Icon oder ein Menü auszuwählen, welches
markiert oder ausgewählt
werden kann. Andere Funktionen oder alternative Funktionen könnten jedem
der Eingabemechanismen zugeordnet werden. Die Beschreibung und die
Zuordnungen von Funktionen für jeden
der Eingabemechanismen sind nur beispielhaft.
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Wenn
die Schnittstelle in dem Anzeigesteuerbetriebszustand arbeitet,
kann die Eingabevorrichtung 202 auf verschiedene Arten
betätigt
werden, um die Eingabe, die Auswahl und die Manipulation von Daten
zu steuern. 4–8 veranschaulichen verschiedene
unterschiedliche beispielhafte Arten der Anwendung der Eingabevorrichtung 202.
Es wird in Betracht gezogen, daß andere
Arten der Anwendung der Eingabevorrichtung 202 zur Steuerung
der Eingabe, zur Auswahl und zur Manipulation von Daten dem Fachmann
leicht offensichtlich werden.
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4 zeigt
eine beispielhafte Maschinenanzeige 212, die bei der Arbeitsmaschine 100 verwendet
werden kann. In diesem beispielhaften Ausführungsbeispiel weisen die Informationen,
die auf der Anzeige 212 angezeigt werden, einen Cursor 402 auf,
der über
die Maschinenanzeige 212 bewegt werden kann. In einem beispielhaften
Ausführungsbeispiel
kann die Bewegung des Cursors 402 durch die x-y-Bewegungen
der Eingabevorrichtung 202 gesteuert werden. Entsprechend
kann der Cursor 402 verwendet werden, um sich über auswählbare Icons oder
Bilder zu bewegen. In diesem Ausführungsbeispiel weist die Maschinenanzeige 212 ein
Menü-Icon 404,
ein Diagnose-Icon 406, ein Service-Icon 408, ein
Betriebszustands-Icon 410, ein Geländeprofil-Icon 412 und
ein Verlauf-Icon 414 auf. Die Auswahl von irgendeinem der
Icons 404–414 verändert die
Informationen, die auf der Ma schinenanzeige 212 angezeigt
werden, so daß sie
Informationen bezüglich des
Themas innerhalb dieses Icons aufweisen, wie es in der Technik bekannt
ist.
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In
diesem beispielhaften Ausführungsbeispiel
der Maschinenanzeige 212 bewirkt die Bewegung des Cursors 402 über ein
Icon, wie beispielweise über
das Diagnose-Icon 406, daß das entsprechende Icon markiert
wird. Das Icon kann dann alleine durch Drücken eines Knopfes auf der
Eingabevorrichtung 202 ausgewählt werden, wie beispielsweise durch
Drücken
des Auswahlknopfes 306 oder des Auslösers 312 auf dem Steuerhebel 302.
Wenn man dies so tut, kann der Bediener ein Icon auf der Maschinenanzeige 212 durch
das Steuermodul 204 auswählen, ohne seine Hände von
der Eingabevorrichtung 202 wegzunehmen.
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Die
Auswahl des Diagnose-Icons 406 kann das Steuermodul 204 anweisen,
neue Informationen auf der Maschinenanzeige 212 abzubilden,
die beispielsweise Daten bezüglich
der Arbeitsmaschine anzeigt, wie beispielsweise die Temperatur von
Komponenten der Arbeitsmaschine, die Abnützung der Arbeitsmaschine,
oder Belastungen, die auf die Arbeitsmaschine aufgebracht werden.
Irgendeines der beispielhaften Icons 404–414 kann als auswählbare Funktionen
ausgewählt
werden, um das Steuermodul 204 anzuweisen, neue Informationen
auf der Maschinenanzeige 212 anzuzeigen.
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5 zeigt
die Maschinenanzeige 212 mit einem aufspringenden Menü bzw. Pop-Up-Menü 502.
In einem beispielhaften Ausführungsbeispiel zeigt
das Steuermodul 204 das Pop-Up-Menü 502 auf der Maschinenanzeige 212,
wenn ein Eingabemechanismus an der Eingabevorrichtung 202 ausgewählt wird,
wie beispielsweise das Drücken
des Optionsknopfes 308 an dem Steuerhebel 302.
Das beispielhafte Pop-Up-Menü 502 hat
Menüoptionen 504, wie
beispielsweise Haupt, Umgebung, Eigenschaften und Sicherheit. Jede
dieser Menüoptionen 504 kann ausgewählt werden,
um das Steuermodul 204 anzuweisen, neue oder andere Informationen
auf der Maschinenanzeige 212 anzuzeigen. In einem beispielhaften
Ausführungsbeispiel
kann ein Menücursor 506 auf
der Anzeige 212 angezeigt werden und kann über das
Steuermodul 204 durch die Eingabevorrichtung 202 gesteuert
werden, um eine der Menüoptionen 504 auszuwählen. In
dem gezeigten Ausführungsbeispiel
markiert der Menücursor 506 das "Eigenschaften-Icon" der Menüoptionen 504.
Entsprechend wird das Drücken
eines Eingabemechanismus, der mit der Eingabevorrichtung 202 assoziiert ist,
wie beispielsweise des Auswahlknopfes 306 am Steuerhebel 302 das "Eigenschaften-Icon" auswählen, wodurch
Informationen wie eine Auswahl eines Icons eingegeben werden.
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6 zeigt
die Maschinenanzeige 212 mit einem Menübalken 602, der sich über ihren
oberen Teil erstreckt. Der Menübalken 602 kann
auswählbare
Icons aufweisen, wie beispielsweise Menüüberschriften, die beispielsweise
eine Plan-Überschrift 604,
eine Schirmüberschrift 606 und
eine Datei-Überschrift 608 aufweisen
können.
In diesem beispielhaften Ausführungsbeispiel
kann ein Herunterklappen des Menüs
bzw. Pull-Down-Menüs 610 auf dem
Schirm unter dem Menübalken 602 angezeigt werden,
wenn eine der Überschriften 604, 606, 608 auf
dem Menübalken 602 ausgewählt wird.
In dem gezeigten Ausführungsbeispiel
wurde die Schirm-Überschrift 606 ausgewählt, was
dem Steuermodul 204 signalisiert, das Pull-Down-Menü 610 anzuzeigen,
welches mit der Schirm-Überschrift 606 assoziiert
ist.
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Das
Pull-Down-Menü 610 kann
eine Anzeige von Menüoptionen 612 aufweisen.
In dem gezeigten Ausführungsbeispiel
weisen die Menüoptionen 612 eine
Motorauswahl, eine Getriebeauswahl und eine Arbeitswerkzeugauswahl
auf. Ein Menücursor 614, der
von der Eingabevorrichtung 202 gesteuert wird, kann verwendet
werden, um irgendeine der Menüoptionen 612 auf
dem pull-down-Menü 610 zu
markieren. Der Menücursor 614 kann
von der Eingabevorrichtung 202 gesteuert werden, wie beispielsweise durch
die x-y-Bewegung
des Steuerhebels 302, oder alternativ durch irgendeinen
der Eingabemechanismen, wie beispielsweise durch den Schieber 310.
In dem gezeigten Ausführungsbeispiel
wird die Werkzeugmenüoption
markiert. Entsprechend kann ein Eingabemechanismus, der mit der
Eingabevorrichtung 202 assoziiert ist, verwendet werden,
um die Arbeitswerkzeugoption auszuwählen, wodurch Informationen
wie eine Auswahl eines Icons oder eine auswählbare Funktion eingegeben
werden.
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7 und 8 zeigen
beispielhafte Maschinenanzeigen 212 zur Eingabe von Informationen in
das Steuermodul 204 unter Verwendung der Anzeige 212 und
der Eingabevorrichtung 202. In diesem beispielhaften Ausführungsbeispiel
der 7 ist ein numerischer Wert 702 auf der
Anzeige 212 gezeigt, der einen Wert von 3,14 hat. Der numerische
Wert 702 weist Zahlenquadrate 704 auf, und einen
Cursor 706, der geeignet ist, eines oder mehrere der Zahlenquadrate 704 zu
einem Zeitpunkt zu markieren. Der Cursor 706 kann gesteuert
werden, so daß er
sich über
die Anzeige 212 bewegt, um irgendeines der Zahlenquadrate 704 unter
Verwendung der Eingabevorrichtung 202 auszuwählen, falls
erwünscht.
In dem gezeigten beispielhaften Ausführungsbeispiel wählt der
Cursor 706 ein einzelnes Zahlenquadrat 704 aus,
welches die Zahl "1" enthält, und
markiert dieses. Wenn das Zahlenquadrat 704 ausgewählt wird,
kann die innerhalb des Zahlenquadrates 704 angezeigte Zahl
vergrößert oder
verringert werden, und zwar durch einen Scroll-Vorgang unter Verwendung
von irgendeinem der Eingabemechanismen, die mit der Eingabevorrichtung 202 assoziiert
sind, die beispielsweise jene aufweisen, die mit dem Steuerhebel 302 assoziiert
sind, wie beispielsweise die x-y-Steuerung,
der Auswahlknopf 306, der Optionsknopf 308, der
Schieber 310 oder der Auslöser 312.
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In
einem Ausführungsbeispiel
kann der Schieber 310 verwendet werden, um durch die Zahlen
in jedem Zahlenquadrat 704 zu scrollen. Entsprechend wählt in diesem
Ausführungsbeispiel
ein Bediener das Zahlenquadrat 704 unter Verwendung der Eingabevorrichtung 202 zur
Markierung aus, und scrollt dann durch die Zahlen 0–9, die
eine Dezimalstelle aufweisen, und zwar unter Verwendung des Schiebers 310.
Wenn die erwünschte
Zahl angezeigt wird, kann die Zahl unter Verwendung des Auswahlknopfes 306,
des Optionsknopfes 308 oder des Auslösers 312 eingegeben
werden. Jedoch könnten
andere Verfahren verwendet werden, wie es einem Fachmann of fensichtlich
wäre, einschließlich der
Bewegung des Cursors 706 weg von dem Zahlenquadrat unter
Verwendung der x-y-Bewegung des Steuerhebels 302. Weiterhin
kann in noch einem weiteren beispielhaften Ausführungsbeispiel die x-y-Bewegung
des Steuerhebels 302 verwendet werden, um durch die Zahlen
zu scrollen, sobald das Zahlenquadrat 704 ausgewählt worden
ist. In einem weiteren beispielhaften Ausführungsbeispiel wählt das
Steuermodul 204 automatisch das nächste Zahlenquadrat 704,
wenn das vorherige Zahlenquadrat eingegeben wurde.
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Ein
OK-Icon 708 und ein Abbruch-Icon 710 können auch
auf der Maschinenanzeige 212 vorgesehen sein. Diese Icons
können
durch Bewegung des Cursors 706 zu dem Icon unter Verwendung
der Eingabevorrichtung 202 ausgewählt werden. Wenn der Cursor 706 auf
einem der Icons 708, 710 angezeigt wird, kann
das erwünschte
Icon beispielsweise unter Verwendung des Auswahlknopfes 306 ausgewählt werden.
Obwohl die Maschinenanzeige 212 als ein Schirm zur Eingabe
eines numerischen Wertes gezeigt ist, könnte sie auch verwendet werden,
um alphanumerische Zeichen einzugeben.
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8 zeigt
eine weitere beispielhafte Maschinenanzeige 212 zur Eingabe
von alphanumerischen Zeichen unter Verwendung der Eingabevorrichtung 202.
In diesem beispielhaften Ausführungsbeispiel
zeigt die Maschinenanzeige 212 Tasten und Knöpfe auf
einem Bild 802 einer Standardtastatur. Die Tasten des Bildes 802 können Icons
sein, die unter Verwendung eines Cursors 806 ausgewählt oder markiert
werden. Der Cursor 806 kann durch die Eingabevorrichtung 202 gesteuert
werden, wie beispielsweise durch die x-y-Bewegung des Steuerhebels 302,
und die Auswahl des markierten Icons kann mit einem Eingabemechanismus
erreicht werden, wie beispielsweise durch das Drücken des Knopfes 306,
wie zuvor beschrieben.
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Eine
Textzeile 804 kann sich über einen oberen Teil der Anzeige 212 erstrecken.
Die Textzeile 804 zeigt das ausgewählte Icon, so daß ein Bediener leicht
die Eingabe des Textes beobachten kann. Um beispielsweise ein "V" auszuwählen, kann der Bediener den
Cursor 806 über
dem "V" anordnen, wobei
er die Taste drückt.
Der Auswahlknopf 306 kann gedrückt werden, wobei er dem Steuermodul 204 signalisiert,
ein "V" in der Textzeile 804 anzuzeigen.
Wie mit Bezug auf 7 beschrieben, kann die Maschinenanzeige 212 der 8 auch
ein OK-Icon 810 und ein Abbruch-Icon 812 aufweisen,
welche durch Bewegung des Cursors 806 über das Icon und durch Betätigung eines
Eingabemechanismus ausgewählt werden
können,
wie beispielsweise des Auswahlknopfes 306. Wie es einem
Fachmann offensichtlich sein würde,
kann die Textzeile 802 auch verwendet werden, um numerische
Zeichen und andere Informationen einzugeben.
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Industrielle
Anwendbarkeit
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9 zeigt
ein Flußdiagramm 900 zur
Steuerung der Arbeitsmaschine 100 unter Verwendung der
Schnittstelle 201. In einem Startschritt 902 wird die
Arbeitsmaschine eingeschaltet. In einem Schritt 904 wird
ein Ausleger- bzw. Verbindungssteuersignal an der Eingabevorrichtung 202 erzeugt,
wie beispielsweise am Steuerhebel 302, um die mechanische
Verbindung 108 zu betätigen.
Um dies zu tun gibt der Bediener ein Ausleger- bzw. Verbindungseingabesignal
unter Verwendung des Steuerhebels 202 ein, der durch das
Steuermodul 204 verarbeitet wird. In einem Schritt 906 wird
ein Verbindungssteuersignal durch das Steuermodul 204 zu
den Ventilen 210 zur Steuerung der Betätigungsvorrichtungen 118 an der
mechanischen Verbindung 108 geleitet. Die Betätigungsvorrichtungen 118 können gesteuert
werden, um die mechanische Verbindung 108 in der Weise
zu bewegen, wie vom Bediener angefordert. Der Bediener kann weiter
die mechanische Verbindung in dieser Weise bewegen, bis der Bediener
Daten in dem Anzeigesystem 212 eingeben, auswählen oder manipulieren
möchte.
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In
einem Schritt 908 weist der Bediener das Steuermodul 204 an,
von einem Verbindungssteuerbetriebszustand zu einem Anzeigesteuerbetriebszustand
umzuschalten. Dies kann beispielsweise unter Verwendung einer voreingerichteten
gleichförmigen Kombination
von Knopf- und/oder Auslösereingaben erreicht
werden, was ein Umschaltsignal von der Eingabevorrichtung 202 zum
Steuermodul 204 sendet. Das Steuermodul 204 kann
das Umschaltsignal von der Eingabevorrichtung 202 aufnehmen
und eine Logik anwenden, die in dem Steuermodul 204 einprogrammiert
ist, um von dem Verbindungssteuerbetriebszustand in den Anzeigesteuerbetriebszustand umzuschalten.
Alternativ kann ein Umschalter 214 gedrückt werden, was das Steuermodul 204 von
dem Verbindungssteuerbetriebszustand auf den Anzeigesteuerbetriebszustand
umschaltet. Bei einer anderen Alternative kann der Umschalter 214 gedrückt werden,
um den Betriebszustand des Steuermoduls 204 umzuschalten,
indem man die Eingangssignale von der Eingabevorrichtung 202 zu
einem Anzeigesteuerprozessor anstelle zu einem Verbindungssteuerprozessor
leitet.
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In
einem Schritt 910 erzeugt ein Bediener ein Anzeigeeingabesignal
an der Eingabevorrichtung 202, um Daten einzugeben, auszuwählen oder
zu manipulieren, wie in Verbindung mit den 4–8 beschrieben.
Beispielsweise kann der Bediener den Steuerhebel 302 durch
eine x-y-Bewegung bewegen, um einen Cursor auf der Maschinenanzeige 212 zu
steuern. Der Cursor auf der Maschinenanzeige 212 kann verwendet
werden, um Informationen einzugeben und auswählbare Funktionen auszuwählen, wie
beispielsweise Pop-Up-Menüs, Pull-Down-Menüs, weiter
das Rollen bzw. Scrollen durch verfügbare Optionen und die Eingabe
von Text und numerischen Werten in das System. Wenn der Bediener
die Eingabe, Auswahl oder Manipulation von Daten beendet hat, kann
der Bediener den Betriebszustand des Steuermoduls 204 zurück in den Ausleger-
bzw. Verbindungssteuerbetriebszustand umschalten, so daß die Bewegung
der mechanischen Verbindung wieder gesteuert werden kann.
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Während das
beispielhafte Ausführungsbeispiel
als Baggerlader gezeigt ist, können
andere Arten von Arbeitsmaschinen das offenbarte System verwenden,
wie beispielsweise Traktoren, Lader, Dozer, Teleskophandhabungsvorrichtungen,
Verdichter bzw. Walzen, Bagger, Schaufellader, Schabemaschinen bzw.
Hobel, Materialhandhabungsvorrichtungen, Grader bzw. Straßen hobel,
Kleinbagger, Ernter bzw. Mähdrescher,
Geländetraktoren
und Geländelastwägen, Planiermaschinen
und Erdverdichter, Planierraupen und Asphaltauslegemaschinen usw..
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Die
beschriebene Schnittstelle steigert den Wirkungsgrad des Bedieners
durch Reduzierung von Unterbrechungen für den Bediener, weil er nicht
weiter seine Hände
von der Eingabevorrichtung entfernen muß, um Daten auf einem Anzeigeschirm
einzugeben oder zu manipulieren. Weiterhin ermöglicht die Schnittstelle, daß der Anzeigeschirm
an der Arbeitsmaschine ohne die typischen Eingabevorrichtungen vorgesehen
wird, wie beispielsweise Knöpfe,
Druckknöpfe
oder Wählschalter.
Dies verringert die Kosten des Anzeigeschirms für den Hersteller. Andere Vorteile
wären dem
Fachmann offensichtlich.
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Andere
Ausführungsbeispiele
der Erfindung werden dem Fachmann bei einer Betrachtung der Beschreibung
und bei der praktischen Ausführung der
hier offenbarten Erfindung offensichtlich. Es ist beabsichtigt,
daß die
Beschreibung und die Beispiele nur als beispielhaft angesehen werden,
wobei ein wahrer Umfang der Erfindung durch die folgenden Ansprüche gezeigt
wird.