DE102020129500A1

DE102020129500A1 - System und verfahren zum aufheben von vibrationen

Info

Publication number: DE102020129500A1
Application number: DE102020129500.6A
Authority: DE
Inventors: John E. Weber; Benjamin H. Helmreich; Brian G. Maust
Original assignee: Steering Solutions IP Holding Corp
Current assignee: Steering Solutions IP Holding Corp
Priority date: 2019-11-11
Filing date: 2020-11-09
Publication date: 2021-05-12
Anticipated expiration: 2040-11-10
Also published as: CN112776943B; CN112776943A; DE102020129500B4; US20210139107A1; US11124272B2

Abstract

Ein Verfahren zum Aufheben von Vibrationen beinhaltet das Empfangen einer Messung eines ersten Beschleunigungsmessers von einem ersten Beschleunigungsmesser; das Empfangen einer Messung eines zweiten Beschleunigungsmessers von einem zweiten Beschleunigungsmesser; das Bestimmen eines Gegendrehmomentwertes auf der Grundlage der Messung des ersten Beschleunigungsmessers und der Messung des zweiten Beschleunigungsmessers; und das selektive Steuern eines Hebemechanismus gemäß dem Gegendrehmomentwert unter Verwendung eines Motors, wobei der Motor in mechanischer Verbindung mit dem Hebemechanismus steht und der Hebemechanismus so konfiguriert ist, dass sich eine Plattform in einer ersten Richtung oder einer zweiten Richtung bewegen kann.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Diese Offenlegung bezieht sich auf Fahrzeuge und insbesondere auf Systeme und Verfahren zum Aufheben von Vibrationen in Fahrzeugen.
HINTERGRUND
Fahrzeuge wie PKW, LKW, Sportnutzfahrzeuge, Crossover, Kleintransporter, Aufsitz-Industriegeräte (z.B. Bodenschrubber, Bodenkehrmaschinen, Gabelstapler, kommerzielle Rasenmäher und dergleichen), Boote, Flugzeuge, Hubschrauber und/oder andere geeignete Fahrzeuge verfügen in der Regel über einen Sitz, auf dem ein Bediener sitzen kann, während er das Fahrzeug bedient. Zusätzlich verfügen Boote und andere Wasserfahrzeuge in der Regel über ein Steuerdeck aus relativ steifer Glasfaser. Der Bediener eines solchen Wasserfahrzeuges steht normalerweise auf dem Steuerdeck, wenn er den Lenkmechanismus des Wasserfahrzeuges betätigt. Während des Betriebs des Wasserfahrzeuges kann der Bediener beim Sitzen oder Stehen auf dem Steuerdeck verschiedene Vibrationen erfahren, die von verschiedenen auf das Wasserfahrzeug einwirkenden Kräften herrühren.
Typischerweise enthalten solche Wasserfahrzeuge verschiedene Belastungsreduzierungskomponenten, die so angepasst sind, dass die Belastung für den Bediener verringert wird, was es dem Bediener ermöglichen kann, das Fahrzeug über längere Zeiträume zu betreiben. Die verschiedenen Belastungsreduzierungskomponenten des Fahrzeugs können Luftblasen, mechanische Stoßdämpfer und Ähnliches umfassen, um die Wahrnehmung von Vibrationen durch den Bediener im Sitzen zu reduzieren oder zu eliminieren. Darüber hinaus verfügen typische Wasserfahrzeuge über ein passives Dämpfungssystem, wie z.B. ein Schaumstoffpolster, das auf dem Steuerdeck angeordnet ist, um die Wahrnehmung von Vibrationen durch den Bediener zu verringern, während er auf dem Steuerdeck steht. Die verschiedenen Belastungsreduzierungskomponenten des Fahrzeugs können so angepasst sein, dass der Bediener von den verschiedenen Vibrationen isoliert wird, die während des Betriebs des Wasserfahrzeuges auftreten.
ZUSAMMENFASSUNG
Diese Offenlegung bezieht sich allgemein auf die Aufhebung von Fahrzeugvibrationen.
Ein Aspekt der offengelegten Ausführungsformen umfasst ein System zur Aufhebung von Steuerdeckvibrationen, wobei das Steuerdeck ein Steuerkissen umfasst, das in einem Teil des Steuerdecks zwischen einem Steuersitz und einem Steuerstand angeordnet ist. Das System umfasst einen Motor in mechanischer Verbindung mit einem Hebemechanismus, wobei der Hebemechanismus so konfiguriert ist, dass sich das Steuerkissen in einer Richtung rechtwinklig zu dem Steuerdeck bewegen kann. Das System umfasst auch einen Prozessor und einen Speicher. Der Speicher enthält Anweisungen, die, wenn sie von dem Prozessor ausgeführt werden, diesen veranlassen: von einem ersten Beschleunigungsmesser eine Messung des ersten Beschleunigungsmessers zu empfangen; von einem zweiten Beschleunigungsmesser eine Messung des zweiten Beschleunigungsmessers zu empfangen; einen Gegendrehmomentwert auf der Grundlage der Messung des ersten Beschleunigungsmessers und der Messung des zweiten Beschleunigungsmessers zu bestimmen; und den Hebemechanismus entsprechend dem Gegendrehmomentwert unter Verwendung des Motors selektiv zu steuern.
Ein weiterer Aspekt der offengelegten Ausführungsformen beinhaltet ein Verfahren zum Aufheben von Vibrationen. Das Verfahren umfasst das Empfangen einer Messung eines ersten Beschleunigungsmessers von einem ersten Beschleunigungsmesser; das Empfangen einer Messung eines zweiten Beschleunigungsmessers von einem zweiten Beschleunigungsmesser; das Bestimmen eines Gegendrehmomentwerts auf der Grundlage der Messung des ersten Beschleunigungsmessers und der Messung des zweiten Beschleunigungsmessers; und das selektive Steuern eines Hebemechanismus gemäß dem Gegendrehmomentwert unter Verwendung eines Motors, wobei der Motor in mechanischer Verbindung mit dem Hebemechanismus steht und der Hebemechanismus so konfiguriert ist, dass sich eine Plattform in einer ersten Richtung und einer zweiten Richtung bewegen kann.
Ein weiterer Aspekt der offengelegten Ausführungsformen umfasst eine Steuerdeckvorrichtung. Die Vorrichtung umfasst ein Steuerkissen, das in einem Teil des Steuerdecks zwischen einem Steuersitz und einem Steuerstand angeordnet ist. Die Vorrichtung umfasst auch einen bürstenlosen Servomotor in mechanischer Verbindung mit einem Hebemechanismus, wobei der Hebemechanismus so konfiguriert ist, dass sich das Steuerkissen in einer Richtung rechtwinklig zu dem Steuerdeck bewegen kann. Die Vorrichtung umfasst auch einen ersten Beschleunigungsmesser, der an dem Steuerkissen angeordnet und so konfiguriert ist, dass er eine Beschleunigung des Steuerkissens misst, und einen zweiten Beschleunigungsmesser, der an einem mit dem Steuerkissen verbundenen Schiffsrumpf angeordnet und so konfiguriert ist, dass er die Beschleunigung des Schiffsrumpfs misst. Die Vorrichtung enthält auch ein Steuergerät, das so konfiguriert ist, dass es: von dem ersten Beschleunigungsmesser eine Messung des ersten Beschleunigungsmessers empfängt; von dem zweiten Beschleunigungsmesser eine Messung des zweiten Beschleunigungsmessers empfängt; einen Gegendrehmomentwert auf der Grundlage der Messung des ersten Beschleunigungsmessers und der Messung des zweiten Beschleunigungsmessers bestimmt; und den Hebemechanismus gemäß dem Gegendrehmomentwert unter Verwendung des bürstenlosen Servomotors selektiv steuert.
Diese und andere Aspekte der vorliegenden Offenlegung werden in der folgenden detaillierten Beschreibung der Ausführungsformen, der beigefügten Ansprüche und der beiliegenden Figuren offengelegt.
Figurenliste
Die Offenlegung lässt sich am besten anhand der folgenden detaillierten Beschreibung verstehen, wenn sie in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen gelesen wird. Es wird betont, dass die verschiedenen Merkmale der Zeichnungen nach gängiger Praxis nicht maßstabsgetreu sind. Im Gegenteil, die Dimensionen der verschiedenen Merkmale sind der Klarheit halber willkürlich vergrößert oder reduziert.

1 veranschaulicht allgemein ein Vibrationsaufhebungssystem nach den Prinzipien der vorliegenden Offenlegung.
2 veranschaulicht allgemein ein Vibrationsaufhebungs-Steuergeräteystem nach den Prinzipien der vorliegenden Offenlegung.
3 ist ein Flussdiagramm, das allgemein ein Verfahren zur Aufhebung von Sitzvibrationen nach den Prinzipien der vorliegenden Offenlegung veranschaulicht.
4 veranschaulicht allgemein einen Steuerstand nach den Prinzipien der vorliegenden Offenlegung.
5 veranschaulicht allgemein ein Verfahren zur Vibrationsaufhebung nach den Prinzipien der vorliegenden Offenlegung.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Die folgende Diskussion richtet sich auf verschiedene Ausführungsformen der Erfindung. Obwohl eine oder mehrere dieser Ausführungsformen bevorzugt sein können, sollten die offengelegten Ausführungsformen nicht so interpretiert oder anderweitig verwendet werden, dass sie den Umfang der Offenbarung, einschließlich der Ansprüche, einschränken. Darüber hinaus wird der Fachmann verstehen, dass die folgende Beschreibung eine breite Anwendung hat, und die Erörterung einer beliebigen Ausführungsform ist nur als Beispiel für diese Ausführungsform gedacht und soll nicht andeuten, dass der Umfang der Offenbarung, einschließlich der Ansprüche, auf diese Ausführungsform beschränkt ist.
Wie beschrieben, enthalten Fahrzeuge wie PKW, LKW, Sportnutzfahrzeuge, Crossover, Kleintransporter, Aufsitz-Industriegeräte (z.B. Bodenschrubber, Kehrmaschinen, Gabelstapler, gewerbliche Rasenmäher und dergleichen), Boote, Flugzeuge, Hubschrauber und/oder andere geeignete Fahrzeuge in der Regel einen Sitz, auf dem ein Bediener sitzen kann, während er das Fahrzeug bedient. Darüber hinaus verfügen Boote und andere Wasserfahrzeuge in der Regel über ein Steuerdeck, auf dem der Bediener steht, während er den Steuerstand (z.B. einen Lenkmechanismus) des Wasserfahrzeugs bedient. Während des Betriebs des Wasserfahrzeuges kann der Bediener, während er auf dem Steuerdeck sitzt oder steht, verschiedene Vibrationen erfahren, die aus verschiedenen auf das Wasserfahrzeug einwirkenden Kräften resultieren.
Typischerweise enthalten solche Wasserfahrzeuge verschiedene Belastungsreduzierungskomponenten, die so angepasst sind, dass die Belastung für den Bediener verringert wird, was es dem Bediener ermöglichen kann, das Fahrzeug über längere Zeiträume zu betreiben. Zu den verschiedenen Belastungsreduzierungskomponenten des Fahrzeugs können Luftblasen, mechanische Stoßdämpfer und Ähnliches gehören, um die Wahrnehmung von Vibrationen durch den Bediener, während er auf einem Sitz des Wasserfahrzeuges sitzt, zu reduzieren oder zu eliminieren. Ferner enthalten typische Wasserfahrzeuge ein passives Dämpfungssystem, wie z.B. ein Schaumstoffpolster, das auf dem Steuerdeck angeordnet ist, um die Wahrnehmung von Vibrationen durch den Bediener zu verringern, während er auf dem Steuerdeck steht. Die verschiedenen Belastungsreduzierungskomponenten des Fahrzeugs können so angepasst sein, dass der Bediener von den verschiedenen Vibrationen isoliert wird, die während des Betriebs des Wasserfahrzeuges auftreten.
Das Steuerdeck solcher typischen Wasserfahrzeuge ist jedoch in der Regel aus einem Glasfaserverbundwerkstoff hergestellt. Ein solches Steuerdeck bietet dem Bediener, wenn er auf dem Steuerdeck steht, typischerweise keine Nachgiebigkeit. Wenn der Bediener das Wasserfahrzeug z.B. bei Geschwindigkeit in rauem oder kabbeligem Seegang betreibt, werden Kräfte des Wasserfahrzeugs, das auf das unebene Wasser auftrifft, durch den Rumpf des Wasserfahrzeugs auf das Steuerdeck und letztlich auf den Bediener übertragen. Diese Kräfte bewirken, dass der Bediener erheblichen Stößen und Schlägen ausgesetzt wird und können bewirken, dass er relativ schnell ermüdet. Die typischen Komponenten zur Belastungsreduzierung, die in solchen Wasserfahrzeugen verwendet werden, bieten möglicherweise keine aktive Vibrationsaufhebung, bieten möglicherweise keine signifikanten stoßdämpfenden Eigenschaften und können die Herstellungskosten typischer Fahrzeuge erhöhen.
Dementsprechend können die hier beschriebenen Systeme und Verfahren so konfiguriert sein, dass sie ein eingebautes Steuerdeck (z.B. eine Plattform) an einem Steuerstand eines Wasserfahrzeuges bereitstellen. Das Steuerdeck kann für die Aufnahme von einem oder zwei Fahrern ausgelegt sein. In einigen Ausführungsformen kann das Steuerdeck gelagert sein und in der Lage sein, um eine Strecke tiefer in das Deck abgesenkt zu werden (z.B. eine erste Verfahrbegrenzung) und eine Strecke über das Deck hinaus ausgefahren zu werden (z.B. eine zweite Verfahrbegrenzung). In einigen Ausführungsformen kann der Auf- und Abwärtshub in einer Richtung erfolgen, die einer Bewegung des Wasserfahrzeuges entlang einer Achse, die rechtwinklig zum Deck des Wasserfahrzeuges verläuft, entgegengesetzt ist. In einigen Ausführungsformen können die hier beschriebenen Systeme und Verfahren so konfiguriert sein, dass sie das Steuerdeck relativ schnell bewegen, um die Wahrnehmung der Vibrationen, Stöße und/oder Erschütterungen, die dem Bediener auferlegt werden, durch den Bediener zu verringern oder zu beseitigen.
In einigen Ausführungsformen können die hier beschriebenen Systeme und Verfahren so konfiguriert sein, dass sie ein relativ einfaches passives Dämpfungssystem in Verbindung mit einem aktiven Dämpfungssystem bieten. In einigen Ausführungsformen kann bei der Fahrt des Wasserfahrzeuges durch Wasser ein Steuergerät einen Stellantrieb antreiben, um das Steuerkissen in eine geeignete Richtung zu bewegen, um die durch die Bewegung erzeugten Kräfte zu reduzieren oder zu eliminieren. Die hier beschriebenen Systeme und Verfahren können so konfiguriert sein, dass sie die Bewegung des Steuerkissens aktiv überwachen und anpassen, um eine ruhige Fahrt für den Bediener [engl.: operation] und/oder andere auf dem Steuerkissen stehende Personen zu gewährleisten.
In einigen Ausführungsformen können die Systeme und Verfahren, wie die hier beschriebenen, die so konfiguriert sind, dass sie sowohl passive als auch aktive Vibrationsaufhebung bieten, wünschenswert sein. Die hier beschriebenen Systeme und Verfahren können so konfiguriert sein, dass sie eine Bodenbeschleunigung eines Teils des Fahrzeugbodens erfassen, der sich in der Nähe oder unter einem Sitz befindet. Die hierin beschriebenen Systeme und Verfahren können so konfiguriert sein, dass sie Aufhebungskräfte auf eine obere Sitzplatte des Sitzes bestimmen und bereitstellen, um eine Bewegung des Sitzes zu steuern, bevor Vibrationen und andere Kräfte auf den Sitz einwirken.
In einigen Ausführungsformen können die hier beschriebenen Systeme und Verfahren so konfiguriert sein, dass sie eine Bedienerschnittstelle bieten. Die Bedienerschnittstelle kann einen wählbaren Schalter (z. B. einen Wahlschalter mit drei Positionen oder einen anderen geeigneten wählbaren Schalter), einen digitalen Schnittstellenschalter (z. B. auf einer Fahrzeuganzeige oder einer anderen geeigneten Anzeige) oder eine andere geeignete Bedienerschnittstelle umfassen. In einigen Ausführungsformen können die hier beschriebenen Systeme und Verfahren so konfiguriert sein, dass sie von der Bedienerschnittstelle eine Bedienerpräferenz erhalten (z.B. auf der Grundlage einer Bedienerauswahl). Die Bedienerpräferenz kann einen bevorzugten Betriebsmodus angeben. Die Bedienermodi können einen Komfortmodus, einen mittleren Modus, einen festen Modus oder einen anderen geeigneten Modus umfassen. Die hier beschriebenen Systeme und Verfahren können so konfiguriert sein, dass die Aufhebungskraft, die auf die obere Sitzplatte ausgeübt wird, auf der Grundlage der Bedienerpräferenz eingestellt werden kann (z.B. um eine vom Bediener gewählte Fahrfestigkeit zu erreichen).
In einigen Ausführungsformen können die hier beschriebenen Systeme und Verfahren so konfiguriert sein, dass sie von einem ersten Beschleunigungsmesser eine Messung des ersten Beschleunigungsmessers empfangen können. Die hier beschriebenen Systeme und Verfahren können so konfiguriert sein, dass sie von einem zweiten Beschleunigungsmesser eine Messung des zweiten Beschleunigungsmessers empfangen. Die hierin beschriebenen Systeme und Verfahren können so konfiguriert sein, dass sie einen Gegendrehmomentwert auf der Grundlage der Messung des ersten Beschleunigungsmessers und der Messung des zweiten Beschleunigungsmessers bestimmen. Die hierin beschriebenen Systeme und Verfahren können so konfiguriert sein, dass sie einen Hebemechanismus entsprechend dem Gegendrehmomentwert unter Verwendung eines Motors selektiv steuern, wobei der Motor in mechanischer Verbindung mit dem Hebemechanismus steht und der Hebemechanismus so konfiguriert ist, dass ein Steuerkissen sich in einer Richtung rechtwinklig zu einem Steuerdeck bewegen kann.
In einigen Ausführungsformen der hier beschriebenen Systeme und Verfahren kann der Motor einen bürstenlosen Servomotor oder einen anderen geeigneten Motor enthalten. In einigen Ausführungsformen der hier beschriebenen Systeme und Verfahren kann der erste Beschleunigungsmesser an dem Steuerkissen angeordnet sein. Bei einigen Ausführungsformen der hier beschriebenen Systeme und Verfahren kann der zweite Beschleunigungsmesser an einem Rumpf des Wasserfahrzeuges angebracht sein. Bei einigen Ausführungsformen der hier beschriebenen Systeme und Verfahren kann der Hebemechanismus so angepasst sein, dass er eine dem Gegendrehmoment entsprechende Kraft auf das Steuerkissen ausübt. In einigen Ausführungsformen können die hier beschriebenen Systeme und Verfahren so konfiguriert sein, dass der Wert des Gegendrehmoments auf der Grundlage einer Bedienerpräferenz selektiv eingestellt werden kann. In einigen Ausführungsformen der hier beschriebenen Systeme und Verfahren entspricht die Bedienerpräferenz einem gewünschten Bedienungsmodus eines Bedieners.
1 veranschaulicht allgemein ein Vibrationsaufhebungssystem 10 nach den Prinzipien der vorliegenden Offenlegung. Das System 10 kann mit einem Sitz verbunden sein. Der Sitz und/oder das System 10 kann/können in einem Wasserfahrzeug, wie den hier beschriebenen, angeordnet sein. Das System 10 kann eine obere Sitzplatte 12 und eine Bodenmontageplatte 14 umfassen. Die obere Sitzplatte 12 kann so konfiguriert sein, dass sie mit einem unteren oder tiefer gelegenen Teil des Sitzes in Eingriff steht. Die Basismontageplatte 14 kann so konfiguriert sein, dass sie das System 10 und den Sitz an einem Teil des Bodens des Wasserfahrzeuges befestigt.
Das System 10 kann einen Motor 16 enthalten, der an der Basismontageplatte 14 angeordnet ist. Es ist zu verstehen, dass der Motor 16 an jeder geeigneten Stelle abgesehen von der Basismontageplatte 14 angeordnet sein kann. Der Motor 16 kann jeden geeigneten Motor enthalten. Zum Beispiel kann der Motor 16 einen bürstenlosen Servomotor oder einen anderen geeigneten Motor enthalten. Das System 10 enthält ein Steuergerät 18. Das Steuergerät 18 kann so konfiguriert sein, dass es den Motor 16 selektiv steuert. Zum Beispiel kann das Steuergerät 18, wie beschrieben wird, so konfiguriert sein, dass es verschiedene Drehmomentwerte bestimmt. Das Steuergerät 18 kann den Motor 16 mit den ermittelten Drehmomentwerten steuern. Beispielsweise kann das Steuergerät 18 den Motor 16 anweisen, sich mit einer Drehzahl zu drehen, die einem bestimmten Drehmomentwert entspricht. Der Motor 16 kann sich als Reaktion auf die Anweisungen von dem Steuergerät 18 bewegen.
Der Motor 16 kann in mechanischer Verbindung mit einem Getriebe 20 stehen. Das Getriebe 20 kann ein beliebiges geeignetes Getriebe enthalten, z.B. ein Schneckengetriebe oder ein anderes geeignetes Getriebe. Wenn sich der Motor 16 als Reaktion auf die Anweisungen des Steuergeräts 18 dreht, werden die Zahnräder im Getriebe 20 betätigt. Das Getriebe 20 kann eine Vielzahl von Zahnrädern mit jedem geeigneten Übersetzungsverhältnis enthalten. Das Getriebe 20 kann so konfiguriert sein, dass die Drehzahl reduziert und das vom Motor 16 bereitgestellte Drehmoment erhöht wird. Wenn die Zahnräder des Getriebes 20 betätigt werden, bewegt sich ein Verbindungsarm 22, der über einen Hebelarm 24 mit dem Getriebe 20 verbunden ist, wodurch ein Hebemechanismus 26 betätigt werden kann.
Der Hebemechanismus 26 kann einen oder mehrere Steuerungsarme 26' enthalten. In einigen Ausführungsformen können die Steuerungsarme 26' so angeordnet sein, dass der Hebemechanismus 26 einen Scheren-Hebemechanismus enthält, der Hebemechanismus 26 kann jedoch jeden geeigneten Hebemechanismus enthalten. Wenn sich der Verbindungsarm 22 bewegt, üben die Steuerarme 26' des Hebemechanismus 26 eine Kraft auf die obere Sitzplatte 12 aus. Die von den Steuerarmen 26' des Hebemechanismus 26 auf die obere Sitzplatte 12 ausgeübte Kraft entspricht dem von dem Steuergerät 18 auf den Motor 16 ausgeübten Drehmoment.
In einigen Ausführungsformen umfasst das System 10 einen Beschleunigungsmesser 28, der an der oberen Sitzplatte 12 angeordnet ist, und einen Beschleunigungsmesser 30, der an der Basismontageplatte 14 angeordnet ist. Während nur der Beschleunigungsmesser 28 und der Beschleunigungsmesser 30 beschrieben werden, kann das System 10 jede geeignete Anzahl von Beschleunigungsmessern [engl.: accelerators] enthalten, einschließlich weniger oder zusätzliche Beschleunigungsmesser oder Sensoren als die hier beschriebenen. Der Beschleunigungsmesser 28 und der Beschleunigungsmesser 30 können jeden geeigneten Beschleunigungsmesser enthalten. Der Beschleunigungsmesser 28 und der Beschleunigungsmesser 30 können so konfiguriert sein, dass sie Beschleunigungskräfte messen, die auf die obere Sitzplatte 12 bzw. die Basismontageplatte 14 wirken.
Wie beschrieben, umfasst das System 10 das Steuergerät 18. Das Steuergerät 18 kann jedes geeignete Steuergerät oder jeden geeigneten Prozessor, wie die hier beschriebenen, umfassen. Das Steuergerät 18 kann so konfiguriert sein, dass es Anweisungen ausführt, die in einem Speicher, wie z.B. dem Speicher 32, gespeichert sind, wie allgemein in 2 dargestellt ist. Der Speicher 32 kann aus einer einzelnen Platte oder mehreren Platten (z.B. Festplatten) bestehen und enthält ein Speicherverwaltungsmodul, das eine oder mehrere Partitionen innerhalb des Speichers 32 verwaltet. In einigen Ausführungsformen kann der Speicher 32 Flash-Speicher, Halbleiter-(Festkörper-)Speicher oder ähnliches enthalten. Der Speicher 32 kann einen Speicher mit wahlfreiem Zugriff (RAM), einen Nur-LeseSpeicher (ROM) oder eine Kombination davon enthalten.
Die im Speicher 32 gespeicherten Anweisungen bewirken, wenn sie von dem Steuergerät 18 ausgeführt werden, dass das Steuergerät 18 zumindest die Wahrnehmung der auf den Sitz des Wasserfahrzeuges einwirkenden Vibrationen durch den Bediener steuert oder aufhebt. Zum Beispiel empfängt das Steuergerät 18 eine Messung des ersten Beschleunigungsmessers von dem Beschleunigungsmesser 28 und eine Messung des zweiten Beschleunigungsmessers von dem Beschleunigungsmesser 30. Die Messungen der Beschleunigungsmesser stellen Kräfte dar, die gegenwärtig auf die obere Sitzplatte 12 bzw. auf die Basismontageplatte 14 wirken.
Das Steuergerät 18 kann so konfiguriert sein, dass es einen Gegendrehmomentwert auf der Grundlage der Messung des ersten Beschleunigungsmessers und der Messung des zweiten Beschleunigungsmessers bestimmt. Der Gegendrehmomentwert entspricht einem Drehmomentwert, der, wenn das Steuergerät 18 den Motor 16 mit dem Gegendrehmomentwert steuert, eine Kraft erzeugt, die entgegengesetzt und von gleicher oder im Wesentlichen gleicher Größe ist wie die auf die obere Sitzplatte 12 wirkenden Vibrationen.
Wie beschrieben, steuert das Steuergerät 18 den Motor 16 entsprechend dem Gegendrehmomentwert. Wenn sich der Motor 16 entsprechend dem Wert des Gegendrehmoments dreht, werden die Zahnräder des Getriebes 20 betätigt, wodurch sich der Verbindungsarm 22 bewegt. Die Steuerarme 26' bewegen oder betätigen sich als Reaktion auf die Bewegung des Verbindungsarms 22, wodurch bewirkt wird, dass der Hebemechanismus 26 eine Kraft ausübt, die den auf die obere Sitzplatte 12 wirkenden Vibrationen entgegengesetzt ist, wodurch die Wahrnehmung der auf die obere Sitzplatte 12 wirkenden Vibrationen durch den Bediener verringert oder aufgehoben werden kann. Das Steuergerät 18 kann den Wert des Gegendrehmoments auf der Grundlage einer Summe der Messung des ersten Beschleunigungsmessers und der Messung des zweiten Beschleunigungsmessers bestimmen.
In einigen Ausführungsformen kann das Steuergerät 18 in Kommunikation mit einer Bedienerschnittstelle 34 stehen. Die Bedienerschnittstelle 34 kann jede geeignete Schnittstelle enthalten. Beispielsweise kann die Bedienerschnittstelle 34 einen wählbaren Schalter (z.B. einen Wahlschalter mit drei Positionen oder einen anderen geeigneten wählbaren Schalter), einen digitalen Schnittstellenschalter (z.B. auf einer Anzeige des Wasserfahrzeuges, auf einer Anzeige eines mobilen Gerätes oder einer anderen geeigneten Anzeige) oder eine andere geeignete Bedienerschnittstelle enthalten. Das Steuergerät 18 kann so konfiguriert sein, dass es von der Bedienerschnittstelle 34 eine Bedienerpräferenz empfängt.
Die Bedienerpräferenz kann eine bevorzugte Betriebsart angeben. Zum Beispiel kann der Bediener des Wasserfahrzeugs einen bevorzugten oder gewünschten Betriebsmodus über die Bedienerschnittstelle 34 auswählen. Die Bedienermodi können einen Komfortmodus, einen mittleren Modus, einen festen Modus oder einen anderen geeigneten Modus umfassen. Das Steuergerät 18 kann den Wert des Gegendrehmoments auf der Grundlage der Bedienerpräferenz selektiv einstellen. Beispielsweise kann das Steuergerät 18 den Wert des Gegendrehmoments erhöhen oder verringern, um je nach Bedienerpräferenz mehr oder weniger Vibrationsaufhebung zu bieten (z.B. um durch Vibrationsaufhebung ein Fahrerlebnis zu bieten, das der Bedienerpräferenz entspricht).
In einigen Ausführungsformen kann das Steuergerät 18 so konfiguriert sein, dass es den Wert des Gegendrehmoments auf der Grundlage einer Motorposition und einer Motordrehzahl des Motors 16 selektiv einstellt, um einen harten Aufprall auf einen mechanischen Endanschlag an dem Sitz zu steuern oder zu eliminieren (z.B. über die obere Sitzplatte 12). Zum Beispiel kann das Steuergerät 18 eine Motorposition des Motors 16 bestimmen. Das Steuergerät 18 kann eine Motorposition von einem Positionssensor oder einem anderen geeigneten Sensor empfangen, der in der Nähe des Motors 16 angeordnet und so konfiguriert ist, dass er eine Motorposition des Motors 16 bestimmt. Das Steuergerät 18 kann eine Motordrehzahl des Motors 16 bestimmen. Beispielsweise kann das Steuergerät 18 eine Motordrehzahl von einem Geschwindigkeitssensor oder einem anderen geeigneten Sensor empfangen, der in der Nähe des Motors 16 angeordnet und so konfiguriert ist, dass er eine Motordrehzahl des Motors 16 bestimmt.
In einigen Ausführungsformen wandelt das Steuergerät 18 die Motorposition in einen normierten Sitzverschiebungswert um, der einer Verschiebung des Sitzbereichs von -100% bis +100% entspricht. Das Steuergerät 18 bestimmt eine Summe aus der Motorposition und der Motordrehzahl. Das Steuergerät 18 bestimmt einen Drehmomentwert und/oder passt den Wert des Gegendrehmoments auf der Grundlage der Summe aus der Motorposition und der Motordrehzahl selektiv an. Das Steuergerät 18 steuert den Motor 16 unter Verwendung des ermittelten Drehmomentwerts oder des eingestellten Gegendrehmomentwerts, um einen harten Aufprall auf einen mechanischen Endanschlag an der obere Sitzplatte 12 zu reduzieren oder zu eliminieren.
In einigen Ausführungsformen überwacht das Steuergerät 18 weiterhin die Messungen der Beschleunigungsmesser, die Motorposition und/oder die Motordrehzahl, um die Wahrnehmung der Vibrationen, die über die obere Sitzplatte 12 auf den Sitz einwirken, durch den Bediener kontinuierlich zu reduzieren oder zu eliminieren.
In einigen Ausführungsformen kann das Wasserfahrzeug eine Steuerstation 100 enthalten, wie in 4 allgemein dargestellt ist. Die Steuerstation kann einen Steuersitz 102 und einen Steuerstand 104 umfassen. Der Steuersitz 102 kann das System 10 wie beschrieben umfassen. Der Steuerstand 104 umfasst einen Lenkmechanismus 106. Der Lenkmechanismus kann jeden geeigneten Lenkmechanismus umfassen, wie z.B. ein Lenkrad oder einen anderen geeigneten Lenkmechanismus. Der Bediener des Wasserfahrzeuges kann das Wasserfahrzeug zumindest mit Hilfe des Lenkmechanismus bedienen, während er auf dem Steuersitz sitzt oder auf dem Steuerdeck 108 steht. Das Steuerdeck 108 kann aus einem Glasfaserverbundwerkstoff oder einem anderen geeigneten Material bestehen.
In einigen Ausführungsformen umfasst die Steuerstation 100 ein Steuerkissen 110. Das Steuerkissen 110 kann aus einem Material bestehen, das dem des Steuerdecks 108 ähnlich ist oder sich von diesem unterscheidet. In einigen Ausführungsformen kann ein oberer Teil des Steuerkissens 110 eine Schaumstoffpolsterung oder ein anderes geeignetes Material enthalten, das dem Bediener Komfort bietet, während er auf dem Steuerkissen 110 steht. Die Steuerstation 100 umfasst einen Schacht 112. Der Schacht 112 ist unterhalb des Steuerdecks 108 angeordnet. Das Steuerkissen 110 kann so angepasst sein, dass es in den Schacht 112 passt und in einer Ruheposition bündig mit dem Steuerdeck 108 abschließt, wie beschrieben wird.
In einigen Ausführungsformen umfasst die Steuerstation 100 das System 10, das in dem Schacht 112 unterhalb des Steuerkissens 110 angeordnet ist. Zum Beispiel können der Motor 16, das Steuergerät 18, das Getriebe 20, der Verbindungsarm 22 und der Hebemechanismus 26 in dem Schacht 112 unterhalb des Steuerkissens 110 angeordnet sein. In einigen Ausführungsformen kann das Steuergerät 18 in dem Steuerstand 104 angeordnet sein. In einigen Ausführungsformen kann ein einziges Steuergerät 18 das unter dem Steuersitz 102 angeordnete System 10 und das in dem Schacht 112 angeordnete System 10 steuern.
Das System 10 kann so konfiguriert sein, dass die Bewegung des Steuerkissens 110 selektiv gesteuert werden kann, um die Wahrnehmung von Vibrationen (und z.B. von anderen Stößen oder Erschütterungen) durch den Bediener, der auf dem Steuerkissen 110 steht, zu reduzieren oder zu eliminieren. Der Hebemechanismus 26 kann, wie beschrieben, die Steuerarme 26' und eine Scherenhebebühne umfassen. In einigen Ausführungsformen kann der Hebemechanismus 26 Pfosten, Schlitten und/oder andere geeignete Mechanismen umfassen, die so konfiguriert sind, dass sie eine Bewegung des Steuerkissens 110 unterstützen und steuern.
In einigen Ausführungsformen ist das Steuergerät 18 so konfiguriert, dass es einen Gegendrehmomentwert bestimmt, der (z.B. mit Hilfe des Motors 16) auf das Steuerkissen 110 aufgebracht werden soll, so dass die auf das Wasserfahrzeug wirkenden Kräfte, die der Bediener wahrnimmt, während er auf dem Steuerkissen 110 steht, reduziert oder eliminiert werden. Zum Beispiel kann die Steuerstation 100 einen Beschleunigungsmesser 28' enthalten, der an dem Steuerkissen 110 angeordnet ist. Der Beschleunigungsmesser 28' kann, wie beschrieben, ähnliche Merkmale wie der Beschleunigungsmesser 28 aufweisen. Der Beschleunigungsmesser 28' kann so konfiguriert sein, dass er die Beschleunigung des Steuerkissens 110 misst. Die Steuerstation 100 kann einen Beschleunigungsmesser 30' enthalten. Der Beschleunigungsmesser 30' kann ähnliche Funktionen wie der Beschleunigungsmesser 30 aufweisen. Der Beschleunigungsmesser 30' kann an einem festen Teil eines Rumpfes 116 des Wasserfahrzeuges angeordnet und so konfiguriert sein, dass er eine Beschleunigung des Rumpfes 116 misst. In einigen Ausführungsformen kann der Beschleunigungsmesser an einem festen Teil des Schachtes angeordnet sein.
Das Steuergerät 18 kann eine erste Beschleunigungsmessung von dem Beschleunigungsmesser 28' und eine zweite Beschleunigungsmessung von dem Beschleunigungsmesser 30' empfangen. Das Steuergerät 18 kann auf der Grundlage der Messung des ersten Beschleunigungsmessers und der Messung des zweiten Beschleunigungsmessers, wie beschrieben, einen Gegendrehmomentwert bestimmen. Das Steuergerät 18 kann den Motor 16 entsprechend dem Gegendrehmomentwert selektiv steuern. Wenn sich der Motor 16 als Reaktion auf den Wert des Gegendrehmoments dreht, werden die Zahnräder des Getriebes 20 betätigt, wodurch veranlasst wird, dass der Verbindungsarm 22 den Hebemechanismus 26 bewegt.
Der Hebemechanismus 26 kann an das Steuerkissen 110 gekoppelt sein oder in mechanischer Verbindung mit diesem stehen. Wenn sich der Hebemechanismus 26 bewegt, übt der Hebemechanismus 26 eine dem Gegendrehmomentwert entsprechende Kraft auf das Steuerkissen 110 aus, die eine Bewegung des Steuerkissens 110 bewirkt. Die Bewegung des Steuerkissens 110 durch den Hebemechanismus 26 verringert oder beseitigt die Wahrnehmung der auf das Steuerkissen 110 einwirkenden Vibrationen durch den Bediener [engl.: operation] des Hebemechanismus 26. Das Steuerkissen 110 kann als Reaktion auf eine Bewegung des Hebemechanismus 26 zwischen einer ersten Strecke in den Schacht (z.B. einer ersten oder unteren Bewegungsgrenze) hinein und einer zweiten Strecke über dem Steuerdeck 108 (z.B. einer zweiten oder oberen Bewegungsgrenze) bewegt werden.
In einigen Ausführungsformen kann das Steuergerät 18, wie beschrieben, die Bedienerpräferenz von der Bedienerschnittstelle 34 erhalten. Die Bedienerschnittstelle 34 kann, wie beschrieben, am Steuerstand 104 oder auf einer geeigneten Anzeige angeordnet sein. Die Bedienerpräferenz kann die bevorzugte Betriebsart für das Steuerkissen 110 angeben. Zum Beispiel kann der Bediener des Wasserfahrzeugs mit Hilfe der Bedienerschnittstelle 34 einen bevorzugten oder gewünschten Betriebsmodus auswählen. Die Bedienermodi können einen Komfortmodus, einen mittleren Modus, einen festen Modus oder einen anderen geeigneten Modus umfassen. Das Steuergerät 18 kann den Wert des Gegendrehmoments auf der Grundlage der Bedienerpräferenz selektiv einstellen. Beispielsweise kann das Steuergerät 18 den Wert des Gegendrehmoments erhöhen oder verringern, um je nach Bedienerpräferenz mehr oder weniger Vibrationsaufhebung zu erreichen (z.B. um durch Vibrationsaufhebung ein Verhalten des Steuerstands zu erreichen, das der Bedienerpräferenz entspricht).
In einigen Ausführungsformen enthält die Steuerstation 100 einen oder mehrere passive Dämpfungsmechanismen 114. Die passiven Dämpfungsmechanismen 114 können sich zwischen einer Unterseite des Steuerkissens 110 (z.B. dem Schacht 112 zugewandt) und einer Oberfläche des Schachtes 112 (z.B. dem Steuerkissen 110 zugewandt) erstrecken. Die passiven Dämpfungsmechanismen 114 können Federn, Luftblasen, andere geeignete passive Dämpfungsmechanismen oder eine Kombination davon umfassen. Die passiven Dämpfungsmechanismen 114 können so konfiguriert sein, dass sie das Steuerkissen 110 stützen, so dass das Steuerkissen 110 bündig mit dem Steuerdeck 108 abschließt, wenn das Steuerkissen 110 in Ruhestellung ist (z.B., wenn der Hebemechanismus 26 nicht auf das Steuerkissen 110 wirkt). Zusätzlich oder alternativ können die passiven Dämpfungsmechanismen 114 eine passive Dämpfung des Steuerkissens 110 als Reaktion auf verschiedene auf das Wasserfahrzeug einwirkende Kräfte bewirken.
Während nur ein Steuerkissen 110 beschrieben ist, kann das System 10 so konfiguriert sein, dass Vibrationen, die auf jede geeignete Plattform wirken, reduziert oder eliminiert werden, wie z.B. auf eine Plattform eines Schiffscontainers, eine Plattform, die in einem Boden eines Zugwagens angeordnet ist, eine Plattform, die in einem Boden eines Flugzeugs angeordnet ist, eine Plattform, die in einem Boden eines Busses angeordnet ist, oder jede andere geeignete Plattform. Zusätzlich oder alternativ kann einer oder können mehrere der Beschleunigungsmesser [engl.: accelerator] 28' und 30' an einer entsprechenden Plattform angeordnet sein.
In einigen Ausführungsformen kann das Steuergerät 18 die hier beschriebenen Verfahren durchführen. Die hier beschriebenen Verfahren, wie sie von dem Steuergerät 18 ausgeführt werden, sind jedoch nicht als Einschränkung gedacht, und jede Art von Software, die auf einem Steuergerät ausgeführt wird, kann die hier beschriebenen Verfahren ausführen, ohne vom Umfang dieser Offenlegung abzuweichen. Beispielsweise kann ein Steuergerät, wie ein Prozessor, der Software in einem Computergerät ausführt, die hier beschriebenen Verfahren ausführen.
3 ist ein Flussdiagramm, das allgemein ein Verfahren 300 zum Aufheben von Sitzvibrationen nach den Prinzipien der vorliegenden Offenlegung veranschaulicht. Bei 302 empfängt das Verfahren 300 eine Messung eines ersten Beschleunigungsmessers. Zum Beispiel kann das Steuergerät 18 die Messung des ersten Beschleunigungsmessers von einem der Beschleunigungsmesser 28 und 30 erhalten. Bei 304 empfängt das Verfahren 300 eine Messung eines zweiten Beschleunigungsmessers. Beispielsweise kann das Steuergerät 18 die Messung des zweiten Beschleunigungsmessers von dem anderen der beiden Beschleunigungsmesser 28 und 30 empfangen.
Bei 306 bestimmt das Verfahren 300 einen Gegendrehmomentwert. Zum Beispiel kann das Steuergerät 18 den Gegendrehmomentwert auf der Grundlage der Messung des ersten Beschleunigungsmessers und der Messung des zweiten Beschleunigungsmessers bestimmen. In einigen Ausführungsformen bestimmt das Steuergerät 18 den Wert des Gegendrehmoments auf der Grundlage der Motorposition und der Motordrehzahl des Motors 16. In einigen Ausführungsformen kann das Steuergerät 18 einen Gegendrehmomentwert auf der Grundlage der Messung des ersten Beschleunigungsmessers und der Messung des zweiten Beschleunigungsmessers bestimmen und den Gegendrehmomentwert auf der Grundlage der Motorposition und der Motordrehzahl einstellen. In einigen Ausführungsformen empfängt das Steuergerät 18, wie beschrieben, die Bedienerpräferenz. Das Steuergerät 18 kann den Wert des Gegendrehmoments oder jeden ermittelten Drehmomentwert auf der Grundlage der Bedienerpräferenz einstellen.
Bei 308 steuert das Verfahren 300 den Motor über den Wert des Gegendrehmoments. Zum Beispiel steuert das Steuergerät 18 den Motor 16 mit dem Gegendrehmomentwert. Wenn sich der Motor 16 als Reaktion auf den Gegendrehmomentwert dreht, werden die Zahnräder des Getriebes 20 betätigt, was den Hebelarm 24 antreibt und bewirkt, dass sich der Verbindungsarm 22 bewegt. Die Bewegung des Verbindungsarms 22 treibt den Hebemechanismus 26 an, der eine dem Gegendrehmomentwert entsprechende Kraft auf die obere Sitzplatte 12 ausübt. Die auf die obere Sitzplatte 12 ausgeübte Kraft kann die Wahrnehmung der auf den Sitz wirkenden Vibrationen durch den Bediener verringern oder eliminieren.
5 ist ein Flussdiagramm, das allgemein ein Vibrationsaufhebungsverfahren 500 nach den Prinzipien der vorliegenden Offenlegung veranschaulicht. Bei 502 empfängt das Verfahren 500 eine Messung eines ersten Beschleunigungsmessers. Zum Beispiel kann das Steuergerät 18 die Messung des ersten Beschleunigungsmessers von einem der Beschleunigungsmesser 28', der an dem Steuerkissen 110 angeordnet ist, und dem Beschleunigungsmesser 30', der an dem Rumpf 116 angeordnet ist, empfangen.
Bei 504 empfängt das Verfahren 500 eine Messung eines zweiten Beschleunigungsmessers. Zum Beispiel kann das Steuergerät 18 die Messung des zweiten Beschleunigungsmessers von dem anderen der beiden Beschleunigungsmesser 28' und 30' erhalten. Bei 506 bestimmt das Verfahren 500 einen Gegendrehmomentwert. Beispielsweise kann das Steuergerät 18 den Wert des Gegendrehmoments auf der Grundlage der Messung des ersten Beschleunigungsmessers und der Messung des zweiten Beschleunigungsmessers bestimmen. In einigen Ausführungsformen empfängt das Steuergerät 18, wie beschrieben, die Bedienerpräferenz. Das Steuergerät 18 kann den Gegendrehmomentwert oder einen beliebigen ermittelten Drehmomentwert auf der Grundlage der Bedienerpräferenz einstellen.
Bei 508 steuert das Verfahren 500 den Hebemechanismus entsprechend dem Wert des Gegendrehmoments. Zum Beispiel steuert das Steuergerät 18 den Motor 16 anhand des Gegendrehmomentwerts. Wenn sich der Motor 16 als Reaktion auf den Gegendrehmomentwert dreht, werden die Zahnräder des Getriebes 20 betätigt, wodurch veranlasst wird, dass sich der Verbindungsarm 22 bewegt. Die Bewegung des Verbindungsarms 22 bewirkt, dass der Hebemechanismus 26 eine dem Gegendrehmomentwert entsprechende Kraft auf das Steuerkissen 110 ausübt. Die auf das Steuerkissen 110 ausgeübte Kraft kann die Wahrnehmung der auf das Steuerkissen 110 einwirkenden Vibrationen durch den Bediener verringern oder beseitigen.
In einigen Ausführungsformen ist ein System zur Aufhebung von Vibrationen des Steuerdecks offenbart, wobei das Steuerdeck ein Steuerkissen enthält, das in einem Teil des Steuerdecks zwischen einem Steuersitz und einem Steuerstand angeordnet ist. Das System umfasst einen Motor in mechanischer Verbindung mit einem Hebemechanismus, wobei der Hebemechanismus so konfiguriert ist, dass sich das Steuerkissen in einer Richtung rechtwinklig zu dem Steuerdeck bewegen kann. Das System umfasst auch einen Prozessor und einen Speicher. Der Speicher enthält Anweisungen, die, wenn sie von dem Prozessor ausgeführt werden, diesen veranlassen: von einem ersten Beschleunigungsmesser eine Messung des ersten Beschleunigungsmessers zu empfangen; von einem zweiten Beschleunigungsmesser eine Messung des zweiten Beschleunigungsmessers zu empfangen; einen Gegendrehmomentwert auf der Grundlage der Messung des ersten Beschleunigungsmessers und der Messung des zweiten Beschleunigungsmessers zu bestimmen; und den Hebemechanismus entsprechend dem Gegendrehmomentwert unter Verwendung des Motors selektiv zu steuern.
In einigen Ausführungsformen enthält der Motor einen bürstenlosen Servomotor. In einigen Ausführungsformen ist der erste Beschleunigungsmesser an dem Steuerkissen angeordnet. In einigen Ausführungsformen befindet sich der zweite Beschleunigungsmesser an einem Schiffsrumpf, der mit dem Steuerkissen verbunden ist. In einigen Ausführungsformen umfasst der Hebemechanismus einen oder mehrere Steuerarme, die angepasst sind, um eine dem Gegendrehmomentwert entsprechende Kraft auf das Steuerkissen auszuüben. In einigen Ausführungsformen veranlassen die Anweisungen den Prozessor ferner dazu, den Wert des Gegendrehmoments auf der Grundlage einer Bedienerpräferenz selektiv einzustellen. In einigen Ausführungsformen entspricht die Bedienerpräferenz einem gewünschten Bedienungsstil eines Bedieners. In einigen Ausführungsformen enthält das System auch einen oder mehrere passive Dämpfungsmechanismen, die so konfiguriert sind, dass sie mit dem Steuerkissen in Eingriff stehen.
In einigen Ausführungsformen umfasst ein Verfahren zum Aufheben von Vibrationen das Empfangen einer Messung eines ersten Beschleunigungsmessers von einem ersten Beschleunigungsmesser; das Empfangen einer Messung eines zweiten Beschleunigungsmessers von einem zweiten Beschleunigungsmesser; das Bestimmen eines Gegendrehmomentwerts auf der Grundlage der Messung des ersten Beschleunigungsmessers und der Messung des zweiten Beschleunigungsmessers; und das selektive Steuern eines Hebemechanismus gemäß dem Gegendrehmomentwert unter Verwendung eines Motors, wobei der Motor in mechanischer Verbindung mit dem Hebemechanismus steht und der Hebemechanismus so konfiguriert ist, dass sich eine Plattform in einer ersten oder einer zweiten Richtung bewegen kann.
In einigen Ausführungsformen enthält der Motor einen bürstenlosen Servomotor. In einigen Ausführungsformen ist der erste Beschleunigungsmesser an der Plattform angeordnet. In einigen Ausführungsformen ist der zweite Beschleunigungsmesser an einem mit der Plattform verbundenen Schacht angeordnet. In einigen Ausführungsformen enthält der Hebemechanismus einen oder mehrere Steuerarme, die so ausgelegt sind, dass sie eine dem Gegendrehmomentwert entsprechende Kraft auf die Plattform ausüben. In einigen Ausführungsformen umfasst das Verfahren auch die selektive Einstellung des Gegendrehmomentwerts auf der Grundlage der Bedienerpräferenz. In einigen Ausführungsformen entspricht die Bedienerpräferenz einem gewünschten Bedienungsstil eines Bedieners. In einigen Ausführungsformen umfasst das Verfahren auch den Eingriff in die Plattform unter Verwendung eines oder mehrerer passiver Dämpfungsmechanismen.
In einigen Ausführungsformen umfasst eine Vorrichtung zur Vibrationsaufhebung einen bürstenlosen Servomotor, der mechanisch mit einem Hebemechanismus in Verbindung steht, wobei der Hebemechanismus so konfiguriert ist, dass ein Steuerkissen in einer Richtung rechtwinklig zu einem Steuerdeck verfahren werden kann. Die Vorrichtung umfasst auch einen ersten Beschleunigungsmesser, der an dem Steuerkissen angeordnet und so konfiguriert ist, dass er die Beschleunigung des Steuerkissen misst, und einen zweiten Beschleunigungsmesser, der an einem mit dem Steuerkissen verbundenen Schiffsrumpf angeordnet und so konfiguriert ist, dass er die Beschleunigung des Schiffsrumpfs misst. Die Vorrichtung enthält auch ein Steuergerät, das so konfiguriert ist, dass es: von dem ersten Beschleunigungsmesser eine Messung des ersten Beschleunigungsmessers empfängt; von dem zweiten Beschleunigungsmesser eine Messung des zweiten Beschleunigungsmessers empfängt; einen Gegendrehmomentwert auf der Grundlage der Messung des ersten Beschleunigungsmessers und der Messung des zweiten Beschleunigungsmessers bestimmt; und den Hebemechanismus gemäß dem Gegendrehmomentwert unter Verwendung des bürstenlosen Servomotors selektiv steuert.
In einigen Ausführungsformen ist das Steuergerät außerdem so konfiguriert, dass es den Wert des Gegendrehmoments auf der Grundlage einer Bedienerpräferenz selektiv einstellt. In einigen Ausführungsformen entspricht die Bedienerpräferenz einer gewünschten Betriebsart eines Bedieners. In einigen Ausführungsformen enthält die Vorrichtung auch einen oder mehrere passive Dämpfungsmechanismen, die so konfiguriert sind, dass sie mit dem Steuerkissen in Eingriff stehen.
Die vorstehende Diskussion soll die Prinzipien und verschiedene Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung veranschaulichen. Zahlreiche Variationen und Modifikationen werden dem Fachmann auffallen, sobald die obige Offenbarung in vollem Umfang gewürdigt wird. Es ist beabsichtigt, dass die folgenden Ansprüche so ausgelegt werden, dass sie alle diese Variationen und Modifikationen umfassen.
Das Wort „Beispiel“ wird hier verwendet, um als Beispiel, Instanz oder Illustration zu dienen. Jeder hier als „Beispiel“ beschriebene Aspekt oder Entwurf ist nicht notwendigerweise als bevorzugt oder vorteilhaft gegenüber anderen Aspekten oder Entwürfen auszulegen. Vielmehr soll die Verwendung des Wortes „Beispiel“ dazu dienen, Konzepte auf konkrete Weise darzustellen. So wie es in dieser Anmeldung verwendet wird, soll der Begriff „oder“ ein einschließendes „oder“ statt ein ausschließendes „oder“ bedeuten. Das heißt, sofern nicht anders angegeben oder aus dem Kontext klar hervorgeht, bedeutet „X schließt A oder B ein“ eine der natürlichen einschließenden Permutationen. Das heißt, wenn X A einschließt; X B einschließt; oder X sowohl A als auch B einschließt, dann ist „X schließt A oder B ein“ in jedem der vorstehenden Fälle erfüllt. Darüber hinaus sind die Artikel „einer/eine/eines“, wie sie in dieser Anmeldung und den beigefügten Ansprüchen verwendet werden, allgemein so auszulegen, dass sie „einen oder mehrere“ bedeuten, es sei denn, es ist anders angegeben oder aus dem Kontext klar, dass sie auf eine Singularform gerichtet sind. Darüber hinaus ist die durchgängige Verwendung des Begriffs „eine Implementierung“ oder „die Implementierung“ nicht so zu verstehen, dass damit dieselbe Ausführungsform oder Implementierung gemeint ist, es sei denn, sie wird als solche beschrieben.
Implementierungen der hier beschriebenen Systeme, Algorithmen, Verfahren, Anweisungen usw. können in Hardware, Software oder einer beliebigen Kombination davon realisiert werden. Die Hardware kann z.B. Computer, IP-Kerne (Intellectual Property), anwendungsspezifische integrierte Schaltungen (ASICs), programmierbare Logik-Arrays, optische Prozessoren, programmierbare Logik-Steuerungen, Mikrocode, Mikrocontroller, Server, Mikroprozessoren, digitale Signalprozessoren oder jede andere geeignete Schaltung umfassen. In den Ansprüchen ist der Begriff „Prozessor“ so zu verstehen, dass er jede der vorgenannten Hardwarekomponenten, entweder einzeln oder in Kombination, umfasst. Die Begriffe „Signal“ und „Daten“ werden austauschbar verwendet.
Wie hier verwendet, kann der Begriff Modul eine gepackte funktionale Hardware-Einheit umfassen, die für die Verwendung mit anderen Komponenten ausgelegt ist, einen Satz von Anweisungen, die von einem Steuergerät ausgeführt werden können (z.B. ein Prozessor, der Software oder Firmware ausführt), eine Verarbeitungsschaltung, die so konfiguriert ist, dass sie eine bestimmte Funktion ausführt, und eine in sich geschlossene Hardware- oder Software-Komponente, die eine Schnittstelle zu einem größeren System bildet. Ein Modul kann zum Beispiel eine anwendungsspezifische integrierte Schaltung (ASIC), ein Field Programmable Gate Array (FPGA), eine Schaltung, eine digitale Logikschaltung, eine analoge Schaltung, eine Kombination von diskreten Schaltungen, Gattern und andere Arten von Hardware oder eine Kombination davon enthalten. In anderen Ausführungsformen kann ein Modul einen Speicher enthalten, der von einem Steuergerät ausführbare Anweisungen speichert, um ein Merkmal des Moduls zu implementieren.
In einem Aspekt zum Beispiel können die hier beschriebenen Systeme ferner unter Verwendung eines Allzweckrechners oder Allzweckprozessors mit einem Computerprogramm implementiert werden, das bei der Ausführung beliebige der hier beschriebenen Verfahren, Algorithmen und/oder Anweisungen ausführt. Zusätzlich oder alternativ kann z.B. ein Computer/Prozessor für besondere Zwecke verwendet werden, der andere Hardware zur Ausführung beliebiger der hier beschriebenen Verfahren, Algorithmen oder Anweisungen enthalten kann.
Ferner können alle oder ein Teil der Implementierungen der vorliegenden Offenlegung die Form eines Computerprogrammprodukts annehmen, das z.B. von einem computerverwendbaren oder computerlesbaren Medium zugänglich ist. Ein computerverwendbares oder computerlesbares Medium kann jedes Gerät sein, das z.B. das Programm zur Verwendung durch oder in Verbindung mit einem Prozessor greifbar enthalten, speichern, kommunizieren oder transportieren kann. Das Medium kann z.B. ein elektronisches, magnetisches, optisches, elektromagnetisches oder ein Halbleitergerät sein. Andere geeignete Medien sind ebenfalls verfügbar.
Die vorstehend beschriebenen Ausführungsformen, Umsetzungen und Aspekte wurden beschrieben, um ein einfaches Verständnis der vorliegenden Erfindung zu ermöglichen und die vorliegende Erfindung nicht einzuschränken. Im Gegenteil, die Erfindung soll verschiedene Modifikationen und äquivalente Anordnungen abdecken, die in den Geltungsbereich der beigefügten Ansprüche fallen, wobei diesem Geltungsbereich die weiteste Auslegung zugestanden werden soll, um alle derartigen Modifikationen und äquivalenten Vorkehrungen abzudecken, die nach dem Gesetz zulässig sind.

Claims

System zum Aufheben von Steuerdeckvibrationen, wobei das Steuerdeck ein zwischen einem Steuersitz und einem Steuerstand angeordnetes Steuerkissen enthält, wobei das System umfasst: einen Motor in mechanischer Verbindung mit einem Hebemechanismus, wobei der Hebemechanismus so konfiguriert ist, dass das Steuerkissen in einer Richtung rechtwinklig zu dem Steuerdeck bewegt werden kann; einen Prozessor; und einen Speicher, der Anweisungen enthält, die, wenn sie von dem Prozessor ausgeführt werden, den Prozessor dazu veranlassen: von einem ersten Beschleunigungsmesser eine Messung des ersten Beschleunigungsmessers zu empfangen; von einem zweiten Beschleunigungsmesser eine Messung des zweiten Beschleunigungsmessers zu empfangen; einen Gegendrehmomentwert auf der Grundlage der Messung des ersten Beschleunigungsmessers und der Messung des zweiten Beschleunigungsmessers zu bestimmen; und den Hebemechanismus entsprechend dem Wert des Gegendrehmoments mit Hilfe des Motors selektiv zu steuern.
System nach Anspruch 1, wobei der Motor einen bürstenlosen Servomotor enthält.
System nach Anspruch 1, wobei der erste Beschleunigungsmesser an dem Steuerkissen angeordnet ist.
System nach Anspruch 1, wobei der zweite Beschleunigungsmesser an einem Schiffsrumpf angeordnet ist, der mit dem Steuerkissen verbunden ist.
System nach Anspruch 1, wobei der Hebemechanismus einen oder mehrere Steuerarme umfasst, die so ausgelegt sind, dass sie eine dem Gegendrehmomentwert entsprechende Kraft auf das Steuerkissen ausüben.
System nach Anspruch 1, wobei die Anweisungen den Prozessor ferner dazu veranlassen, den Wert des Gegendrehmoments auf der Grundlage einer Bedienerpräferenz selektiv einzustellen.
System nach Anspruch 6, wobei die Bedienerpräferenz einem gewünschten Bedienungsstil eines Bedieners entspricht.
System nach Anspruch 1, das ferner einen oder mehrere passive Dämpfungsmechanismen umfasst, die so konfiguriert sind, dass sie mit dem Steuerkissen in Eingriff stehen.
Verfahren zum Aufheben von Vibrationen, wobei das Verfahren umfasst: Empfangen, von einem ersten Beschleunigungsmesser, einer Messung des ersten Beschleunigungsmessers; Empfangen, von einem zweiten Beschleunigungsmesser, einer Messung des zweiten Beschleunigungsmessers; Bestimmen eines Gegendrehmomentwertes auf der Grundlage der Messung des ersten Beschleunigungsmessers und der Messung des zweiten Beschleunigungsmessers; und Selektives Steuern eines Hebemechanismus entsprechend dem Wert des Gegendrehmoments unter Verwendung eines Motors, wobei der Motor in mechanischer Verbindung mit dem Hebemechanismus steht und der Hebemechanismus so konfiguriert ist, dass eine Plattform in einer ersten Richtung oder in einer zweiten Richtung verfahren werden kann.
Verfahren nach Anspruch 9, wobei der Motor einen bürstenlosen Servomotor enthält.
Verfahren nach Anspruch 9, wobei der erste Beschleunigungsmesser an der Plattform angeordnet wird.
Verfahren nach Anspruch 9, wobei der zweite Beschleunigungsmesser an einem mit der Plattform verbundenen Schacht angeordnet ist.
Verfahren nach Anspruch 9, wobei der Hebemechanismus einen oder mehrere Steuerarme aufweist, die so ausgelegt sind, dass sie eine Kraft auf die Plattform aufbringen, die dem Wert des Gegendrehmoments entspricht.
Verfahren nach Anspruch 9, das ferner das selektive Einstellen des Gegendrehmomentwerts auf der Grundlage einer Bedienerpräferenz umfasst.
Verfahren nach Anspruch 14, wobei die Bedienerpräferenz einem gewünschten Bedienungsstil eines Bedieners entspricht.
Verfahren nach Anspruch 9, das ferner das Eingreifen in die Plattform unter Verwendung eines oder mehrerer passiver Dämpfungsmechanismen umfasst.
Vibrationsaufhebevorrichtung, umfassend: einen bürstenlosen Servomotor in mechanischer Verbindung mit einem Hebemechanismus, wobei der Hebemechanismus so konfiguriert ist, dass ein Steuerkissen in einer Richtung rechtwinklig zu einem Steuerdeck verfahren werden kann; einen ersten Beschleunigungsmesser, der an dem Steuerkissen angeordnet und so konfiguriert ist, dass er die Beschleunigung des Steuerkissens misst; einen zweiten Beschleunigungsmesser, der an einem Schiffsrumpf angeordnet ist, der mit dem Steuerkissen verbunden ist und so konfiguriert ist, dass er die Beschleunigung des Schiffsrumpfes misst; und ein Steuergerät, das konfiguriert ist, um: von dem ersten Beschleunigungsmesser eine Messung des ersten Beschleunigungsmessers zu empfangen; von dem zweiten Beschleunigungsmesser eine Messung des zweiten Beschleunigungsmessers zu empfangen; einen Gegendrehmomentwert auf der Grundlage der Messung des ersten Beschleunigungsmessers und der Messung des zweiten Beschleunigungsmessers zu bestimmen; und den Hebemechanismus mit Hilfe des bürstenlosen Servomotors entsprechend dem Wert des Gegendrehmoments selektiv zu steuern.
Vibrationsauslöschungsvorrichtung nach Anspruch 17, wobei das Steuergerät ferner so konfiguriert ist, dass es den Wert des Gegendrehmoments auf der Grundlage einer Bedienerpräferenz selektiv einstellt.
Vibrationsauslöschungsvorrichtung nach Anspruch 18, wobei die Bedienerpräferenz einem gewünschten Bedienungsmodus eines Bedieners entspricht.
Vibrationsauslöschungsvorrichtung nach Anspruch 17, die ferner einen oder mehrere passive Dämpfungsmechanismen umfasst, die zum Eingriff mit dem Steuerkissen konfiguriert sind.