DE102010060137B4

DE102010060137B4 - Baggersteuerung unter Verwendung von Funkentfernungsmessern

Info

Publication number: DE102010060137B4
Application number: DE102010060137.3A
Authority: DE
Inventors: Kent Kahle
Original assignee: Trimble Inc
Current assignee: Trimble Inc
Priority date: 2009-12-18
Filing date: 2010-10-25
Publication date: 2018-03-01
Anticipated expiration: 2030-10-26
Also published as: CN102102371A; US8401746B2; CN102102371B; US20110153167A1; DE102010060137A1

Abstract

System zur Verwendung mit einem Bagger von der Art mit einem Fahrgestell, Eimertragelemente, zu denen ein Ausleger, der sich von dem Fahrgestell aus erstreckt, und ein Löffelstiel, der am Ende des Auslegers drehbar montiert ist, und ein Baggereimer gehören, wobei das System die Position des Baggereimers während des Betriebs des Baggers auf einer Baustelle bestimmt, umfassend:
eine Vielzahl von feststehenden Funkentfernungsmessern, die an bekannten Standorten auf der Baustelle positioniert sind,
ein Paar Funkentfernungsmesser, das auf dem Fahrgestell des Baggers montiert ist,
einen dritten Funkentfernungsmesser, der auf einem der Eimertragelemente montiert ist, und
eine Messschaltung, die auf das Paar von Funkentfernungsmessern und auf den dritten Funkentfernungsmesser reagiert, um die Position und Orientierung des Baggers und der Eimertragelemente im Verhältnis zu der Vielzahl von feststehenden Funkentfernungsmessern zu bestimmen.

Description

Die Erfindung betrifft ein System zur Verwendung mit einem Bagger, wobei das System die Position des Baggereimers während des Betriebs auf einer Baustelle bestimmt, nach Anspruch 1, ein Eimerabtastsystem nach Anspruch 11 und ein Eimerabtastsystem nach Anspruch 14.
ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
Es wurden Steuersysteme entwickelt, um den Betrieb diverser Arten von Baumaschinen, wie beispielsweise Baggern, zu überwachen und automatisch zu steuern. Derartige Systeme dieser allgemeinen Art werden in der US 5 461 803 A , am 31. Oktober 1995 an Rocke erteilt; der US 5 062 264 A , am 5. November 1991 an Frenette et al. erteilt; und der US 6 447 240 B1 , am 10. September 2002 an Cain et al. erteilt, offenbart. In jedem dieser Patente wird ein Positionierungs- und Steuersystem offenbart, das eine Anordnung zum Messen der relativen Positionen diverser Maschinenelemente umfasst.
Die US 2006/0 265 914 A1 offenbart eine Arbeitsmaschine mit Spurführungssystem. Das Spurführungssystem weist eine Mehrzahl von Signalübertragungsvorrichtungen auf, die zur Darstellung von zumindest einer Spur einer Arbeitsstelle angeordnet sind. Das Spurführungssystem weist zudem eine Empfangsvorrichtung auf, die dazu konfiguriert ist, Signale zu empfangen, die von einem oder mehreren der Mehrzahl von Übertragungsvorrichtungen übertragen werden, und auf Grundlage der empfangenen Signale eine Ausgabe zu erzeugen. Das Spurführungssystem weist zudem einen Controller auf, der dazu konfiguriert ist, auf Grundlage der Ausgabe von der Empfangsvorrichtung einen Standort von zumindest einer der Mehrzahl von Übertragungsvorrichtungen zu bestimmen.
Obwohl es wünschenswert ist, die relativen Positionen von Maschinenbestandteilen bestimmen zu können, ist es auch nützlich, die Position einer Maschine auf einer Baustelle überwachen zu können. Es wurden globale Positionierungssysteme, Lasersysteme und Funkentfernungsmesssysteme entwickelt und kombiniert, um dieses Ziel zu erreichen. Ein derartiges System wird in der US 2008/0 247 758 A1 , von Nichols, veröffentlicht am 9. Oktober 2008, gezeigt. Die von Nichols veröffentlichte Anmeldung offenbart diverse Kombinationen von GPS-, Laser- und Funkentfernungsmess-Empfängern, die auf einer mobilen Benutzereinheit getragen werden.
Funkentfernungsmesser bieten eine ausgezeichnete Alternative zu GPS-Empfängern für Positionierungsanwendungen, bei denen kein GPS-Empfang verfügbar ist oder die Verwendung von GPS-Empfängern nicht erwünscht ist. GPS-Empfänger benötigen z. B. einen Sichtlinienzugriff auf mehrere Satelliten, um richtig zu funktionieren. Dies kann unter bestimmten Betriebsbedingungen unmöglich sein, wie etwa wenn Arbeiten im Innern, unter der Erde oder in verbauten Umgebungen ausgeführt werden. Wenn ein Bagger z. B. im Tagebau betrieben wird, kann er neben einer Grubenwand arbeiten, die tatsächlich einen Teil oder alle Satellitenübertragungen blockiert, die für eine richtige GPS-Funktion benötigt werden. Als anderes Beispiel kann ein Bagger in bergigen oder stark bewaldeten Bereichen betrieben werden und der GPS-Betrieb kann unpraktisch sein.
Funkentfernungsmesser, die auf Ultrabreitband-(UWB)Frequenzen funktionieren, stellen eine sehr genaue Messung von Entfernungen zwischen den Funkgeräten bereit, indem sie eine Laufzeitanalyse verwenden. Um eine Entfernungsmessung auszuführen, überträgt ein Ursprungsfunkentfernungsmesser ein Paket, das aus einem Synchronisierungsvorspann und einem Header besteht. Dieser Header enthält den Entfernungsmessbefehl mit der Adresse des Zielfunkgeräts, das aufgefordert wird, auf das Paket zu antworten. Das Ursprungsfunkgerät setzt seinen Hauptzähler auf den Zeitpunkt dieser Übertragung zurück, wodurch es eine lokale Zeitnullpunktreferenz herstellt. Wenn der Zielfunkentfernungsmesser die an ihn gerichtete Entfernungsmessanfrage empfängt, zeichnet er den Empfangszeitpunkt auf und antwortet mit seinem eigenen Paket, das den Empfangszeitpunkt und den Zeitpunkt der Antwortübertragung im Header umfasst. Der Ursprungsfunkentfernungsmesser bekommt das Entfernungsmesspaket von dem Zielfunkgerät zurück, zeichnet seinen Empfangszeitpunkt auf und blockiert seinen Hauptzähler. Der Entfernungsmesswert wird dann unter Verwendung der Zeitinformationen berechnet und aufgezeichnet, um die Unterschiede in den Zeitmessern an den beiden Funkgeräten auszugleichen.
Es ist Aufgabe der Erfindung, ein verbessertes System bereitzustellen, das Funkentfernungsmesser verwendet, bei denen die Positionen der Betriebselemente eines Baggers bestimmt und gesteuert werden können. Die Aufgabe wird durch das System nach Anspruch 1 und durch das Eimerabtastsystem nach Anspruch 11 bzw. Anspruch 14 gelöst.
KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG
Ein System zur Verwendung mit einem Bagger von der Art mit einem Fahrgestell, Eimertragelemente, zu denen ein Ausleger, der sich von dem Fahrgestell aus erstreckt, und ein Löffelstiel, der am Ende des Auslegers drehbar montiert ist, und ein Baggereimer gehören, bestimmt die Position des Baggereimers während des Betriebs des Baggers auf einer Baustelle. Das System umfasst eine Vielzahl von feststehenden Funkentfernungsmessern, die an bekannten Standorten auf der Baustelle positioniert sind, ein Paar Funkentfernungsmesser, die auf dem Fahrgestell des Baggers montiert sind, einen dritten Funkentfernungsmesser, der auf einem der Eimertragelemente montiert ist, und eine Messschaltung. Die Messschaltung reagiert auf das Paar Funkentfernungsmesser und auf den dritten Funkentfernungsmesser und bestimmt die Position und Orientierung des Baggerfahrgestells und der Eimertragelemente im Verhältnis zu der Vielzahl von feststehenden Funkentfernungsmessern.
Der dritte Funkentfernungsmesser kann auf dem Ausleger des Baggers montiert sein. Alternativ kann der dritte Funkentfernungsmesser auf dem Löffelstiel des Baggers montiert sein. Das System kann ferner einen Winkelsensor umfassen, der eine Ausgabe bereitstellt, welche die Winkelorientierung zwischen dem Ausleger und dem Löffelstiel angibt. Das System kann ferner einen Winkelsensor umfassen, der eine Ausgabe bereitstellt, welche die Winkelorientierung zwischen dem Löffelstiel und dem Eimer angibt. Die Messschaltung reagiert auf die Winkelsensorausgaben. Eine Anzeige ist auf dem Bagger positioniert, um die Position und Orientierung des Baggerfahrgestells und der Eimertragelemente für die Bedienperson anzugeben. Die Anzeige gibt auch die Position und Orientierung des Eimers im Verhältnis zu der Vielzahl von feststehenden Funkentfernungsmessern an. Das System kann ferner eine Steuerung umfassen, welche die Bewegung des Eimers bis zu gewünschten Positionen steuert. Falls erwünscht, kann das System ferner einen Neigungsmesser umfassen, der eine Ausgabe bereitstellt, welche die Neigung des Löffelstiels angibt, wobei die Messschaltung auf den Neigungsmesser reagiert.
Ein Eimerabtastsystem zur Verwendung mit einer Baggermaschine von der Art mit einem Fahrgestell, einem Ausleger, der an einem ersten Drehgelenk drehbar an dem Fahrgestell befestigt ist, einem Löffelstiel, der an einem zweiten Drehgelenk drehbar an dem Ausleger befestigt ist, und einem Eimer, der an einem dritten Drehgelenk drehbar an dem Löffelstiel befestigt ist, kann eine Vielzahl von feststehenden Funkentfernungsmessern, die an bekannten Standorten auf einer Baustelle positioniert sind, und ein Paar Funkentfernungsmesser, die auf dem Fahrgestell der Baggermaschine montiert sind, umfassen. Das System umfasst ferner einen dritten Funkentfernungsmesser, der auf dem Löffelstiel neben dem zweiten Drehgelenk montiert ist, und eine Angabe des relativen Standorts des dritten Funkentfernungsmessers im Verhältnis zu der Vielzahl von feststehenden Funkentfernungsmessern bereitstellt, einen Winkelsensor zum Abtasten des Winkels zwischen dem Ausleger und dem Löffelstiel, und eine Positionsbestimmungsschaltung, die auf den Winkelsensor, auf das Paar Funkentfernungsmesser und auf den dritten Funkentfernungsmesser reagiert, um die Position des dritten Drehgelenks basierend auf den Ausgaben des Winkelsensors und der Funkentfernungsmesser zu bestimmen. Das Abtastsystem kann ferner einen Winkelsensor umfassen, um den Winkel zwischen dem Löffelstiel und dem Eimer abzutasten. Die Positionsbestimmungsschaltung kann die Position der Eimerzähne basierend auf den Ausgaben der Winkelsensoren und der Funkentfernungsmesser bestimmen. Das System kann ferner eine Anzeige auf der Baggermaschine umfassen, um der Maschinenbedienperson die Position des Eimers anzuzeigen.
Ein Eimerabtastsystem zur Verwendung mit einer Baggermaschine von der Art mit einem Fahrgestell, einem Ausleger, der an einem ersten Drehgelenk drehbar an dem Fahrgestell befestigt ist, einem Löffelstiel, der an einem zweiten Drehgelenk drehbar an dem Ausleger befestigt ist, und einem Eimer, der an einem dritten Drehgelenk drehbar an dem Löffelstiel befestigt ist, kann eine Vielzahl von feststehenden Funkentfernungsmessern, die an bekannten Standorten auf einer Baustelle positioniert sind, und ein Paar Funkentfernungsmesser, die auf dem Fahrgestell der Baggermaschine montiert sind, umfassen. Das System umfasst ferner einen dritten Funkentfernungsmesser, der auf dem Ausleger neben dem zweiten Drehgelenk montiert ist und eine Angabe des relativen Standorts des dritten Funkentfernungsmessers im Verhältnis zu der Vielzahl von feststehenden Funkentfernungsmessern bereitstellt, einen Winkelsensor zum Abtasten des Winkels zwischen dem Ausleger und dem Löffelstiel, und eine Positionsbestimmungsschaltung, die auf den Winkelsensor, auf das Paar Funkentfernungsmesser und auf den dritten Funkentfernungsmesser reagiert, um die Position des dritten Drehgelenks basierend auf den Ausgaben des Winkelsensors und der Funkentfernungsmesser zu bestimmen. Das Abtastsystem kann ferner einen Winkelsensor umfassen, um den Winkel zwischen dem Löffelstiel und dem Eimer abzutasten. Die Positionsbestimmungsschaltung kann die Position der Eimerzähne basierend auf den Ausgaben der Winkelsensoren und der Funkentfernungsmesser bestimmen. Das System kann ferner eine Anzeige auf der Baggermaschine umfassen, um der Maschinenbedienperson die Position des Eimers anzuzeigen.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Es zeigen:
1 eine seitliche schaubildliche Ansicht einer Ausführungsform des Eimerabtastsystems.
2 eine seitliche schaubildliche Ansicht der Ausführungsform des Eimerabtastsystems aus 1, wobei sich jedoch der Baggerausleger, der Löffelstiel und der Eimer bis zu anderen Positionen bewegt haben.
3 eine schaubildliche Ansicht der Ausführungsform des Eimerabtastsystems aus 1 und 2, von oben gesehen.
4 ein schematisches Diagramm, dass eine Messschaltung, eine Steuerung und eine Anzeige zeigt.
5 eine schematische Darstellung der Löffelstiel- und Eimergeometrie, die zum Verständnis der Gleichungen nützlich ist, die mit Berechnungen der Eimerhöhe verknüpft sind.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM
1 bis 3 und 5 der Zeichnungen bilden ein Eimerabtastsystem zur Verwendung mit einer Baggermaschine ab. Die Baggermaschine 10 ist ein Bagger von der Art, die ein Fahrgestell 11, einen Ausleger 12, der an einem ersten Drehgelenk 14 drehbar an dem Fahrgestell 11 befestigt ist, einen Löffelstiel 16, der an einem zweiten Drehgelenk 18 drehbar an dem Ausleger 12 befestigt ist, und einen Eimer 20, der an einem dritten Drehgelenk 22 drehbar an dem Löffelstiel 22 befestigt ist, umfasst. Der Ausleger 12 und der Löffelstiel 16 bilden Eimertragelemente, die den Eimer 20 wie gewünscht tragen und positionieren. Die Hydraulikzylinder 24, 26 und 28 werden betätigt, um jeweils eine relative Bewegung des Auslegers 12 im Verhältnis zu dem Fahrgestell 11, des Löffelstiels 16 im Verhältnis zu dem Ausleger 12 und des Eimers 20 im Verhältnis zu dem Löffelstiel 16 zu verursachen. Der Eimer 20 umfasst eine Schneidkante 30, die Kerbzähne aufweisen kann.
Das Eimerabtastsystem umfasst eine Vielzahl von feststehenden Funkentfernungsmessern 50, 52, 53 und 54, die an bekannten Standorten auf der Baustelle positioniert sind. Bevorzugt sind die Funkentfernungsmesser 50 bis 54 Ultrabreitband-Funkgeräte. Die Funkentfernungsmesser 50 bis 54 definieren eine Anzahl von Referenzpunkten auf der Baustelle, von der aus der Standort der Baggermaschine 10 und der diversen Bestandteile der Baggermaschine 10, einschließlich des Eimers 30, bestimmt werden können.
Die dreidimensionale Position jedes feststehenden Funkentfernungsmessers 50 bis 54 wird vor dem Systembetrieb durch eine beliebige herkömmliche Vermessungstechnik festgestellt. Wie abgebildet, genügt es, die Funkentfernungsmesser 50 bis 54 in einem regelmäßigen Muster oder in einem gleichmäßigen Abstand aufzustellen. Das System umfasst ferner ein Paar Funkentfernungsmesser 56 und 58, die auf dem Fahrgestell 11 der Baggermaschine 10 montiert sind. Die Funkgeräte 56 und 58 werden gezeigt, wie sie auf dem Dach der Kabine 60 der Baggermaschine 10 montiert sind, sie können jedoch an anderen Standorten positioniert werden, je nach Wunsch oder Bedarf. Ein dritter Funkentfernungsmesser ist auf einem der Eimertragelemente montiert, die in 1 bis 3 mit durchgezogenen Linien bei 62 abgebildet sind, wie sie auf dem Aufleger 12 der Baggermaschine montiert sind, und die in 1 bis 3 mit gestrichelten Linien bei 62' abgebildet sind, wie sie auf dem Löffelstiel 16 der Baggermaschine 10 montiert sind.
Während des Betriebs des Systems senden die Funkentfernungsmesser 58, 58 und 62 oder 62' wiederholt an jeden der feststehenden Funkentfernungsmesser 50, 52, 54 und 56, um die Abstände von jedem der Funkentfernungsmesser 56, 58 und 62 oder 62' bis zu jedem der feststehenden Funkentfernungsmesser 50, 52, 54 und 56 zu bestimmen. Eine Messschaltung 70 auf der Baggermaschine 10 reagiert auf das Paar Funkentfernungsmesser 56 und 58 und auf den dritten Funkentfernungsmesser 62 oder 62'. Die Messschaltung 70 bestimmt die Position und Orientierung des Baggerfahrgestells 11 und der Eimertragelemente 12 und 16 im Verhältnis zu der Vielzahl von feststehenden Funkentfernungsmessern 50 bis 54 durch Triangulations-Techniken. Da die Standorte der feststehenden Funkentfernungsmesser auf der Baustelle bekannt sind, werden die Standorte der Funkentfernungsmesser 56, 58 und 62 oder 62' bestimmt. Diese bekannten Standorte stellen dann die Basis bereit, um den Standort und die Orientierung der Elemente der Baggermaschine 10 zu bestimmen.
Ein Winkelsensor 80 ist an dem Drehpunkt 18 montiert und stellt eine Ausgabe bereit, welche die Winkelorientierung β zwischen der Referenzlinie 81 und der Referenzlinie 83 angibt. Ferner kann ein Winkelsensor 82 ist an dem Drehpunkt 22 montiert sein und eine Ausgabe bereitstellen, welche die Winkelorientierung α zwischen der Referenzlinie 81 und der Referenzlinie 85 angibt. Die Winkelmesssensoren 80 und 82 können Wellenwinkelcodierer sein. Die Referenzlinie 81 erstreckt sich zwischen den Drehgelenken 18 und 22; die Referenzlinie 83 erstreckt sich zwischen den Drehgelenken 14 und 18; und die Referenzlinie 85 erstreckt sich zwischen dem Drehgelenk 22 und den Zähnen 30 des Eimers 20. Der Winkel B, welcher der Winkel ist, der zwischen der Referenzlinie 81 und einer waagerechten Referenzlinie 87 enthalten ist, kann bestimmt werden, indem man den Winkel A, die nach unten gehende Neigung der Linie 83, von dem Winkel β abzieht. Es gibt mehrere Möglichkeiten, um den Winkel A zu bestimmen, wozu ein Neigungsmesser 89 gehört, der auf dem Ausleger 12 montiert ist. Der Winkel A kann auch bestimmt werden, indem die relativen Positionen der Funkentfernungsmesser 56, 58 und 62 geschätzt werden, wobei der Winkel A direkt mit der senkrechten Position der drei Funkentfernungsmesser zusammenhängt. Andere alternative Winkelmess-Anordnungen können verwendet werden, wie etwa Sensoren, welche die Ausdehnung der Zylinder 24, 26 und 28 überwachen.
Der Winkel Θ ist gleich dem Winkel B minus 90°. Ähnlich ist der Winkel Δ gleich dem Winkel α plus den Winkel Θ minus 90°. Wenn die Winkel Θ und α bekannt sind, ist eine unkomplizierte Berechnung der Entfernungen D₁ und D₂ möglich, deren Summe gleich dem Unterschied zwischen der Höhe der Zähne 30 des Eimers 20 und der Höhe des Drehpunktes 18 ist.
Wie in 5 gezeigt, ermöglicht es die Geometrie des Löffelstiels 16, des an dem Löffelstiel 16 am Gelenk 22 angelenkten Eimers 20 und der Zähne 30 des Eimers 20 mühelose Berechnungen des Standortes der Zähne 30 im Verhältnis zu dem Drehgelenk 18. Die Variablen werden wieder wie folgt definiert:
A = Ausgabe des Neigungsmessers 87
β = Ausgabe des Winkelsensors 80 am Drehpunkt 18a
α = Ausgabe des Winkelsensors 82 am Drehpunkt 22
P_L18-22 = Entfernung zwischen den Drehgelenken 18 und 22
P_L22-30 = Entfernung zwischen den Drehgelenken 22 und den Zähnen 30
B = β – A
θ = (B – 90°) = (β – A – 90°)
Φ = (180° – B) = [180° – (β – A)]
Δ = (α – Φ) = [α – (180° – B)] = [α – 180° + (β – A)]
Δ = [α – 180° + β – A]
Es ist ersichtlich, dass: D₁ = P_L22-30·SIN(Δ) oder D₁ = P_L22-30·SIN[α – 180° + β – A], und D₂ = P_L18-22·COS(θ) oder D₂ = P_L18-22·COS[β – A – 90°]
Daraus ist ersichtlich, dass die Höhe der Zähne 30 des Eimers 20 unter der Höhe des Drehgelenks 18 liegt, und zwar um folgende Entfernung: D₁ + D₂ = P_L22-30·SIN[α – 180° + β – A] + P_L18-22·COS[β – A – 90°]
Die Zähne 30 befinden sich um eine Entfernung D₃ seitlich weiter von dem Bagger entfernt als das Gelenk 18. Es ist ersichtlich, dass: D₃ = P_L18-22·SIN(θ) – P_L22-30·COS(Δ) D₃ = P_L18-22·SIN[β – A – 90°] – P_L22-30·COS[α – 180° + β – A]
Die Position des Drehgelenks 18 wird unter Verwendung der Ausgaben aus dem Neigungsmesser 87 und den Funkentfernungsmessern 56, 58 und 62 in drei Dimensionen bestimmt. Die relative senkrechte Position des Gelenks 18 wird mit Bezug auf die senkrechte Position des Funkentfernungsmessers 62 bestimmt. Die X- und Y-Koordinaten des Gelenks 18 werden unter Verwendung der Ausgaben des Neigungsmessers 87 und der Funkentfernungsmesser 56, 58 und 62 bestimmt, um den seitlichen Abstand zwischen dem Funkentfernungsmesser 62 und dem Gelenk 18 in beiden Koordinatenrichtungen zu bestimmen. Wenn die oben bestimmte Entfernung D3 und die X- und Y-Koordinaten des Drehgelenks 18 und der Betriebspunkt oder die Orientierung des Baggers, wie sie durch die Funkentfernungsmesser 56, 58 und 62 bestimmt werden, bekannt sind, werden die X- und Y-Koordinaten der Zähne 30 auf ähnliche Art und Weise bestimmt.
Es versteht sich, dass ein Neigungsmesser 40 auf dem Löffelstiel 16 anstelle des Winkelsensors 80 verwendet werden kann. Ein derartiger Winkelmesser stellt eine direkte Messung des Winkels Θ bereit. Es versteht sich ferner, dass die Messschaltung 70 nicht nur die Höhe der Zähne 30, sondern auch die Position der Zähne 30 in allen drei Dimensionen und die Orientierung der Zähne basierend auf den Standorten der Funkentfernungsmesser 56, 58 und 62 oder 62' bestimmt.
Wie in 4 angegeben, wird eine Anzeige 100 auf der Baggermaschine 10 bereitgestellt, um die Position und Orientierung des Baggerfahrgestells 11 und der Eimertragelemente 12 und 16 mit Bezug auf die Vielzahl von feststehenden Funkentfernungsmessern 50, 52, 53 und 54, sowie die Position und die Orientierung des Eimers 2 anzuzeigen. Die Positionen der feststehenden Funkentfernungsmesser 50, 52, 53 und 54 werden der Messschaltung 70 zum Zwecke der Durchführung der diversen Berechnungen zugeführt. Die Steuerung 110 kann Steuersignale für die Hydraulikventile 112 bereitstellen, welche das Aus- und Einfahren der Hydraulikzylinder 24, 26 und 28 steuern. Die Steuerung 110 reagiert auf die gemessenen Positionen aus der Schaltung 70, um den Eimer 20 der Reihe nach bis zu den gewünschten Positionen zum Ausbaggern einer vorgewählten Kontur zu bewegen. Die Kontur kann der Bedienperson über den Eingang 120 zugeführt werden
Obwohl zuvor beispielhaft bestimmte Ausführungsformen beschrieben wurden, wird es der Fachmann verstehen, dass an diesen Ausführungsformen zahlreiche Variationen vorgenommen werden können.

Claims

System zur Verwendung mit einem Bagger von der Art mit einem Fahrgestell, Eimertragelemente, zu denen ein Ausleger, der sich von dem Fahrgestell aus erstreckt, und ein Löffelstiel, der am Ende des Auslegers drehbar montiert ist, und ein Baggereimer gehören, wobei das System die Position des Baggereimers während des Betriebs des Baggers auf einer Baustelle bestimmt, umfassend: eine Vielzahl von feststehenden Funkentfernungsmessern, die an bekannten Standorten auf der Baustelle positioniert sind, ein Paar Funkentfernungsmesser, das auf dem Fahrgestell des Baggers montiert ist, einen dritten Funkentfernungsmesser, der auf einem der Eimertragelemente montiert ist, und eine Messschaltung, die auf das Paar von Funkentfernungsmessern und auf den dritten Funkentfernungsmesser reagiert, um die Position und Orientierung des Baggers und der Eimertragelemente im Verhältnis zu der Vielzahl von feststehenden Funkentfernungsmessern zu bestimmen.
System nach Anspruch 1, wobei der dritte Funkentfernungsmesser auf dem Ausleger des Baggers montiert ist.
System nach Anspruch 1, wobei der dritte Funkentfernungsmesser auf dem Löffelstiel des Baggers montiert ist.
System nach Anspruch 1, ferner umfassend einen Winkelsensor, der eine Ausgabe bereitstellt, welche die Winkelorientierung zwischen dem Ausleger und dem Löffelstiel angibt, wobei die Messschaltung auf die Winkelsensorausgabe reagiert.
System nach Anspruch 4, ferner umfassend einen Winkelsensor, der eine Ausgabe bereitstellt, welche die Winkelorientierung zwischen dem Löffelstiel und dem Eimer angibt, wobei die Messschaltung auf die Winkelsensorausgabe reagiert.
System nach Anspruch 1, ferner umfassend eine Anzeige auf dem Bagger, um eine Anzeige für die Bedienperson des Baggers bereitzustellen, welche die Position und Orientierung des Baggerfahrgestells und der Eimertragelemente im Verhältnis zu der Vielzahl von feststehenden Funkentfernungsmessern angibt.
System nach Anspruch 5, ferner umfassend eine Anzeige auf dem Bagger, um eine Anzeige für die Bedienperson des Baggers bereitzustellen, welche die Position und Orientierung des Eimers im Verhältnis zu der Vielzahl von feststehenden Funkentfernungsmessern angibt.
System nach Anspruch 5, ferner umfassend eine Steuerung, die auf die gemessenen Positionen und Orientierungen des Eimers im Verhältnis zu der Vielzahl von feststehenden Funkentfernungsmessern reagiert, um den Eimer dazu zu veranlassen, der Reihe bis zu den gewünschten Positionen bewegt zu werden.
System nach Anspruch 1, ferner umfassend einen Neigungsmesser, der eine Ausgabe bereitstellt, welche die Neigung des Löffelstiels angibt, wobei die Messschaltung auf die Neigungsmesserausgabe reagiert.
System nach Anspruch 1, ferner umfassend einen Neigungsmesser, der eine Ausgabe bereitstellt, welche die Neigung des Auslegers angibt, wobei die Messschaltung auf die Neigungsmesserausgabe reagiert.
Eimerabtastsystem zur Verwendung mit einer Baggermaschine von der Art mit einem Fahrgestell, einem Ausleger, der an einem ersten Drehgelenk drehbar an dem Fahrgestell befestigt ist, einem Löffelstiel, der an einem zweiten Drehgelenk drehbar an dem Ausleger befestigt ist, und einem Eimer, der an einem dritten Drehgelenk drehbar an dem Löffelstiel befestigt ist, umfassend: eine Vielzahl von feststehenden Funkentfernungsmessern, die an bekannten Standorten auf der Baustelle positioniert sind, ein Paar Funkentfernungsmesser, das auf dem Fahrgestell der Baggermaschine montiert ist, einen dritten Funkentfernungsmesser, der auf dem Löffelstiel neben dem zweiten Drehgelenk montiert ist und eine Angabe des relativen Standorts des dritten Funkentfernungsmessers im Verhältnis zu der Vielzahl von feststehenden Funkentfernungsmessern bereitstellt, einen Winkelsensor zum Abtasten des Winkels zwischen dem Ausleger und dem Löffelstiel, und eine Positionsbestimmungsschaltung, die auf den Winkelsensor, auf das Paar Funkentfernungsmesser und auf den dritten Funkentfernungsmesser reagiert, um die Position des dritten Drehgelenks basierend auf den Ausgaben des Winkelsensors und der Funkentfernungsmesser zu bestimmen.
Eimerabtastsystem nach Anspruch 11, ferner umfassend einen Winkelsensor zum Abtasten des Winkels zwischen dem Löffelstiel und dem Eimer, wobei die Positionsbestimmungsschaltung die Position der Eimerzähne basierend auf den Ausgaben der Winkelsensoren und der Funkentfernungsmesser bestimmen kann.
Eimerabtastsystem nach Anspruch 12, ferner umfassend eine Anzeige auf der Baggermaschine, um der Maschinenbedienperson die Position des Eimers anzuzeigen.
Eimerabtastsystem zur Verwendung mit einer Baggermaschine von der Art mit einem Fahrgestell, einem Ausleger, der an einem ersten Drehgelenk drehbar an dem Fahrgestell befestigt ist, einem Löffelstiel, der an einem zweiten Drehgelenk drehbar an dem Ausleger befestigt ist, und einem Eimer, der an einem dritten Drehgelenk drehbar an dem Löffelstiel befestigt ist, wobei der Eimer Schneidezähne aufweist, umfassend: eine Vielzahl von feststehenden Funkentfernungsmessern, die an bekannten Standorten auf der Baustelle positioniert sind, ein Paar Funkentfernungsmesser, das auf dem Fahrgestell der Baggermaschine montiert ist, einen dritten Funkentfernungsmesser, der auf dem Ausleger neben dem zweiten Drehgelenk montiert ist und eine Angabe des relativen Standorts des dritten Funkentfernungsmessers im Verhältnis zu der Vielzahl von feststehenden Funkentfernungsmessern bereitstellt, einen Winkelsensor zum Abtasten des Winkels zwischen dem Ausleger und dem Löffelstiel, und eine Positionsbestimmungsschaltung, die auf den Winkelsensor, auf das Paar Funkentfernungsmesser und auf den dritten Funkentfernungsmesser reagiert, um die Position des dritten Drehgelenks basierend auf den Ausgaben des Winkelsensors und der Funkentfernungsmesser zu bestimmen.
Eimerabtastsystem nach Anspruch 14, ferner umfassend einen Winkelsensor zum Abtasten des Winkels zwischen dem Löffelstiel und dem Eimer, wobei die Positionsbestimmungsschaltung die Position der Schneidzähne des Eimers basierend auf den Ausgaben der Winkelsensoren und der Funkentfernungsmesser bestimmen kann.
Eimerabtastsystem nach Anspruch 15, ferner umfassend eine Anzeige auf der Baggermaschine, um der Maschinenbedienperson die Position des Eimers anzuzeigen.