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QUERVERWEIS AUF VERWANDTE ANWENDUNGEN
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NICHT ZUTREFFEND
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GEBIET DER OFFENBARUNG
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Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf eine Vorrichtung und ein Verfahren für einen Bagger.
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HINTERGRUND
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Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf automatische oder halbautomatische Steuerungen bei der Verwendung von Baggern.
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Der Betrieb eines Baggers erfordert Geschick und Erfahrung vom Bediener, um ordnungsgemäß Funktionen wie das Ausheben flacher Oberflächen oder das Graben einer präzisen Neigung durchführen zu können. Bediener können von einer maschinenunterstützten Steuerung profitieren, um die Präzision beizubehalten, ohne die volle Kontrolle aufzugeben.
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ZUSAMMENFASSUNG
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Diese Zusammenfassung wird bereitgestellt, um eine Auswahl von Konzepten einzuführen, die im Folgenden in der ausführlichen Beschreibung und den dazugehörigen Zeichnungen beschrieben sind. Diese Zusammenfassung ist weder als Festlegung von Schlüsselmerkmalen oder wesentlichen Eigenschaften der beigefügten Ansprüche auszulegen, noch zur Verwendung als Hilfe bei der Festlegung des Anwendungsbereichs dieser Ansprüche.
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Ein Bagger kann einen Rahmen, einen Bodeneingriffsmechanismus, der mit dem Rahmen gekoppelt und konfiguriert ist, um den Rahmen auf einer Oberfläche abzustützen, umfassen. Der Bagger kann auch einen Ausleger, ein erstes Stellglied, einen Schaufelarm, ein zweites Stellglied, ein Anbaugerät, ein drittes Stellglied, mindestens einen Sensor und eine Steuerarchitektur beinhalten. Der Ausleger kann schwenkbar mit dem Rahmen gekoppelt sein. Das erste Stellglied kann den Ausleger und den Rahmen miteinander verbinden, wobei das erste Stellglied betreibbar ist, um den Ausleger relativ zu dem Rahmen zu bewegen. Der Schaufelarm kann schwenkbar mit dem Ausleger zur Drehbewegung um eine Schwenkachse gekoppelt sein. Das zweite Stellglied kann den Schaufelarm und den Ausleger miteinander verbinden; und betreibbar sein, um den Schaufelarm um die Schwenkachse relativ zu dem Ausleger zu bewegen. Das Anbaugerät kann schwenkbar mit dem Schaufelarm gekoppelt sein. Das dritte Stellglied kann das Anbaugerät und den Schaufelarm miteinander verbinden, wobei das dritte Stellglied betreibbar ist, um das Anbaugerät relativ zu dem Schaufelarm zu bewegen. Der Sensor kann eine von einer Schaufelarmposition und einer Bewegungsrichtung des Auslegers, des Schaufelarm und des Anbaugeräts erfassen. Die Steuerarchitektur kann eine Benutzereingabeschnittstelle, ein Speichermedium mit Steueralgorithmus und eine Steuerung, die konfiguriert ist, um den Steueralgorithmus auszuführen, beinhalten. Der Steueralgorithmus kann eine Zielneigungsanforderung, eine oder mehrere von der Benutzereingabeschnittstelle und dem Speichermedium empfangen; eine Schaufelarmposition relativ zu der Schwenkachse von dem mindestens einen Sensor empfangen, wobei die Schaufelarmposition eine von innerhalb der Schwenkachse oder außerhalb der Schwenkachse ist; die Bewegungsrichtung des Schaufelarms relativ zu der Schwenkachse von dem mindestens einen Sensor empfangen, wobei die Bewegungsrichtung des Schaufelarms entweder ein Schwenken des Arms weg von der Schwenkachse oder ein Schwenken des Arms hin zu der Schwenkachse ist; und der Betrieb eines ersten Stellglieds in einem Automatikmodus, um automatisch eine Höhe der Schwenkachse relativ zu dem Rahmen einzustellen, wenn sich die Position des Schaufelarms und die Bewegungsrichtung des Schaufelarms innerhalb eines Automatiksteuerungsbereichs befinden, um automatisch eine Zielneigung beizubehalten.
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Der Betriebsmodus des ersten Stellglieds in einem Automatikmodus kann das Bewegen des Auslegers nach oben beinhalten, wenn i) sich der Schaufelarm außerhalb der Schwenkachse befindet und ii) der Schaufelarm nach innen schwenkt; das Bewegen des Auslegers nach oben, wenn i) sich der Schaufelarm innerhalb der Schwenkachse befindet und ii) der Schaufelarm nach außen schwenkt; das Bewegen des Auslegers nach unten, wenn i) sich der Schaufelarm außerhalb der Schwenkachse befindet und ii) der Schaufelarm nach außen schwenkt; und das Bewegen des Auslegers nach unten, wenn i) sich der Schaufelarm innerhalb der Schwenkachse befindet und ii) der Schaufelarm nach innen schwenkt. Die Steuerung kann auch konfiguriert sein, um den Automatikmodus des ersten Stellglieds zu deaktivieren, wenn sich die Position des Schaufelarms und die Bewegungsrichtung des Schaufelarms außerhalb des Automatiksteuerungsbereichs befinden.
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Die Steuerarchitektur kann ferner konfiguriert sein, um Anweisungen auszuführen, das dritte Stellglied im Automatikmodus zu aktivieren, um das Anbaugerät automatisch aufzurollen oder zu entleeren, um einen Winkel einzustellen, in dem die Schneidkante des Anbaugeräts mit der Oberfläche in Eingriff kommt, wenn sich die Position des Schaufelarms und die Bewegungsrichtung des Schaufelarms innerhalb des Automatiksteuerungsbereichs befinden, wobei der Automatikmodus die Zielneigung beibehält. Dies kann das Entleeren des Anbaugeräts umfassen, wenn der Schaufelarm nach innen schwenkt; und das Aufrollen des Anbaugeräts, wenn der Schaufelarm nach außen schwenkt. Das nach innen Schwenken des Schaufelarms umfasst das Ausfahren des zweiten Stellglieds. Das nach außen Schwenken des Schaufelarms umfasst das Einfahren des zweiten Stellglieds. Die Steuerung kann ferner den Automatikmodus des dritten Stellglieds deaktivieren, wenn sich die Position des Schaufelarms und die Bewegungsrichtung des Schaufelarms außerhalb des Automatiksteuerungsbereichs befinden.
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Die Aufrechterhaltung einer Zielneigung wird aus der Rückmeldung von einem oder mehreren globalen Positionierungssystemen und einer Positionierung des Schaufelarms relativ zu dem Rahmen bezogen.
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Die Benutzereingabeschnittstelle kann einen ersten Joystick und einen zweiten Joystick umfassen. Der erste Joystick schwenkt den Schaufelarm nach außen, wenn er nach vorne bewegt wird, und schwenkt den Schaufelarm nach innen, wenn er nach hinten bewegt wird. Der zweite Joystick rollt das Anbaugerät auf, wenn der Joystick nach links bewegt wird, und entleert das Anbaugerät, wenn der Joystick nach rechts bewegt wird.
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Die Offenbarung umfasst außerdem ein Verfahren zum Steuern eines Baggers. Das Verfahren umfasst das Aktivieren eines Automatikmodus auf Grundlage einer Benutzereingabe mit einem Schalter von einer Benutzereingabeschnittstelle; das Empfangen einer Zielneigungsanforderung von einer oder mehreren der Benutzereingabeschnittstelle und eines Speichermediums; das Empfangen einer Schaufelarmposition relativ zu einer Schwenkachse von mindestens einem Sensor, wobei die Schaufelarmposition eine oder mehrere von innerhalb der Schwenkachse und außerhalb der Schwenkachse ist; das Empfangen einer Bewegungsrichtung eines Schaufelarms relativ zu der Schwenkachse von dem mindestens einen Sensor, wobei die Bewegungsrichtung des Schaufelarms ein Schwenken weg von der Schwenkachse oder einem Schwenken hin zu der Schwenkachse ist; und das Aktivieren des ersten Stellglieds in dem Automatikmodus, um eine Höhe der Schwenkachse relativ zu einem Rahmen auf Grundlage der Schaufelarmposition und der Bewegungsrichtung des Schaufelarms automatisch einzustellen, wobei automatisch eine Zielneigung beibehalten wird.
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Diese und andere Funktionen werden aus der folgenden detaillierten Beschreibung und den beiliegenden Zeichnungen ersichtlich, wobei verschiedene Funktionen zur Veranschaulichung gezeigt und beschrieben werden. Die vorliegende Offenbarung kann andere und unterschiedliche Konfigurationen haben und ihre verschiedenen Details können in verschiedener anderer Hinsicht modifiziert werden, ohne vom Umfang der vorliegenden Offenbarung abzuweichen. Dementsprechend sind die detaillierte Beschreibung und die dazugehörigen Zeichnungen als veranschaulichend und nicht als beschränkend oder einschränkend anzusehen.
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Figurenliste
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Die folgende ausführliche Beschreibung der Zeichnungen bezieht sich auf die beigefügten Figuren, in denen:
- 1 eine Seitenansicht eines Baggers mit der Auslegerbaugruppe in mehreren Positionen ist;
- 2 eine schematische Darstellung der Steuerarchitektur für die in 1 gezeigte Ausführungsform ist;
- 3 eine Seitenansicht des Anbaugeräts ist, die eine Zielneigung beibehält, wenn das Anbaugerät in die Oberfläche eingreift;
- 4A eine schematische Ansicht eines Baggers ist, der den Arm nach innen schwenkt;
- 4B eine schematische Ansicht eines Baggers ist, der den Arm nach außen schwenkt;
- 5 eine schematische Darstellung der Benutzereingabeschnittstelle ist, auf die in 2 Bezug genommen wird;
- 6 eine Draufsicht auf einen Bagger ist, der eine Ausführungsform eines Automatiksteuerungsbereichs zeigt; und
- 7 ein Ablaufdiagramm eines Algorithmus zum Betreiben einer Auslegerbaugruppe und/oder eines Anbaugeräts mit der Steuerarchitektur für die in 1 gezeigte Ausführungsform darstellt.
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AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
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Die in den obigen Zeichnungen und der folgenden detaillierten Beschreibung offenbarten Ausführungsformen sollen nicht erschöpfend sein oder die Offenbarung auf diese Ausführungsformen beschränken. Vielmehr gibt es mehrere Abweichungen und Änderungen, die vorgenommen werden können, ohne vom Umfang der vorliegenden Offenbarung abzuweichen.
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Wie hierin verwendet, bezeichnen Aufzählungen mit Elementen, die durch konjunktive Ausdrücke (z. B. „und“) getrennt sind und denen auch der Ausdruck „einer/eine/eines oder mehrere von“ oder „mindestens einer/eine/eines von“ vorangestellt ist, Konfigurationen oder Anordnungen, die möglicherweise einzelne Elemente der Aufzählung oder eine Kombination davon enthalten. Zum Beispiel zeigt „mindestens eines von A, B und C“ oder „eines oder mehrere von A, B und C“ die Möglichkeiten von nur A, nur B, nur C oder einer beliebigen Kombination von zwei oder mehr von A, B und C (z. B. A und B; B und C; A und C; oder A, B, und C) an.
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Im hier verwendeten Sinne umfasst das Speichermedium einen elektronischen Speicher, einen nicht-flüchtigen Direktzugriffsspeicher, eine optische Speichervorrichtung, eine magnetische Speichervorrichtung oder eine sonstige Vorrichtung zum Speichern und Abrufen elektronischer Daten auf einem beschreibbaren, wiederbeschreibbaren oder lesbaren elektronischen, optischen oder magnetischen Speichermedium.
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Wie hier verwendet, ist der Begriff „Steuerung“ ein Rechengerät, das einen Prozessor und einen Speicher beinhaltet. Die „Steuerung“ kann ein einzelnes Gerät oder alternativ mehrere Geräte sein. Die Steuerung kann sich ferner auf jegliche Hardware, Software, Firmware, elektronische Steuerkomponente, Verarbeitungslogik, Verarbeitungsgeräte, einzeln oder in beliebigen Kombinationen beziehen, einschließlich unter anderem einer anwendungsspezifischen integrierten Schaltung (ASIC), einer elektronischen Schaltung, eines Prozessors (gemeinsam genutzt, dediziert oder als Gruppenprozessor) und eines Speichers, der ein oder mehrere Software- oder Firmware-Programme, eine kombinatorische Logikschaltung und/oder andere geeignete Komponenten ausführt, die die beschriebene Funktionalität bieten.
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Wie hier verwendet, kann der standortbestimmende Empfänger einen GPS-Empfänger (Global Positioning System Receiver) oder einen beliebigen Satellitennavigationsempfänger umfassen, um Folgendes bereitzustellen: (1) Positionsdaten, Höhendaten, Lage-, Roll-, Neigungs-, Gier-, Bewegungsdaten, Beschleunigungsdaten, Geschwindigkeits- oder Drehzahldaten für ein Fahrzeug oder seine Komponenten, wie Ausleger, Schaufelarm und Anbaugerät. Beispielsweise kann der ortsbestimmende Empfänger einen Satellitennavigationsempfänger mit einem sekundären Empfänger oder Transceiver zum Empfang eines differentiellen Korrektursignals umfassen, um Fehler zu korrigieren oder die Genauigkeit von Positionsdaten aus empfangenen Satellitensignalen zu verbessern.
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1 veranschaulicht eine Seitenansicht eines Baggers 100 in unterschiedlichen Positionen. Der Bagger kann einen Rahmen 105, einen Bodeneingriffsmechanismus 110, der mit dem Rahmen 105 gekoppelt und konfiguriert ist, um den Rahmen 105 auf einer Oberfläche 115 zu tragen, umfassen. Im Allgemeinen kann ein oberer Abschnitt 140 des Rahmens 115 mittels eines Schwenkzapfens schwenkbar an einem Fahrgestell 145 befestigt werden. Das Fahrgestell 145 kann mit dem Bodeneingriffsmechanismus 110 gekoppelt werden, wobei der Bodeneingriffsmechanismus 110 ein Paar von Raupenketten oder Räder für die Bewegung entlang der Oberfläche umfassen kann. Der Rahmen 105 kann eine Bedienerkabine 150 beinhalten (obwohl diese für den Remote-Betrieb eines Baggers nicht erforderlich ist), in der der Bediener den Bagger 100 über eine Benutzereingabeschnittstelle 155 steuert (ebenfalls in 5 gezeigt). Die Benutzereingabeschnittstelle 155 kann Steuerhebel, Steuerpedale, Tasten und einen grafischen Anzeigebildschirm beinhalten. Ein Ausleger 160 kann schwenkbar mit dem Rahmen 105 gekoppelt sein. Ein erstes Stellglied 165 kann den Ausleger 160 und den Rahmen 105 miteinander verbinden. Das erste Stellglied 165 kann betrieben werden, um den Ausleger 160 relativ zum Rahmen 105 zu bewegen. Ein Schaufelarm 170 kann schwenkbar mit dem Ausleger 160 für eine Drehbewegung um eine Schwenkachse 175 gekoppelt sein. Ein zweites Stellglied 180 kann den Schaufelarm 170 und den Ausleger 160 miteinander verbinden. Das zweite Stellglied 180 kann betreibbar sein, um den Schaufelarm 170 um die Schwenkachse 175 relativ zum Ausleger 160 zu bewegen. Ein Anbaugerät 185 kann schwenkbar mit dem Schaufelarm 170 gekoppelt sein. Ein drittes Stellglied 190 kann das Anbaugerät 185 und den Schaufelarm 170 miteinander verbinden. Das dritte Stellglied 190 kann betreibbar sein, um das Anbaugerät 185 relativ zum Schaufelarm 170 zu bewegen. Mindestens ein Sensor 195 kann betreibbar sein, um eine oder mehrere von einer Position (beispielhaft gezeigt als eine Schaufelarmposition 230 in 2) oder einer Bewegungsrichtung (gezeigt als eine beispielhafte Schaufelarmbewegungsrichtung 235 in 2) von einem oder mehreren von dem Ausleger 160, dem Schaufelarm 170 und dem Anbaugerät 185 zu erfassen. In einem Beispiel kann die Auslegerbaugruppe 163, die den Ausleger 160, den Schaufelarm 170 und das Anbaugerät 185 umfasst, einen Graben zum Verlegen von Rohren graben, wo die Gleichmäßigkeit und die Neigung der Oberfläche 115 in dem Graben eine ordnungsgemäße Verlegung von Rohren gewährleistet. Die 1 und 3 zeigen die Auslegerbaugruppe des Baggers, die sich von links nach rechts bewegt, wobei die Schneidkante 200 des Anbaugeräts 185 konstanten Kontakt mit der Oberfläche 115 aufrechthält, um eine Zielneigung 205 (in 2 gezeigt) zu erreichen.
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Nun zu den 2 und 7 kommend kann der Bagger 100 eine Steuerarchitektur 210 umfassen, die eine Benutzereingabeschnittstelle 155, ein Speichermedium 125 mit einem darin gespeicherten Steueralgorithmus und eine Steuerung 130 beinhaltet, die konfiguriert ist, um den Steueralgorithmus auszuführen. In einem ersten Schritt 710 kann die Steuerung 130, nachdem der Benutzer den Automatikmodus 220 aktiviert hat, in einem nächsten Schritt 720 den Steueralgorithmus ausführen, wenn Anweisungen empfangen werden, dass Aktivierungsanforderungen 215 erfüllt sind. Die Aktivierungsanforderungen 215 können umfassen, dass einer oder mehrere Bediener den Automatikmodus 220 (z. B. ein Schalter, eine Bildschirmauswahl, ein Drehknopf) aktivieren müssen, und dass der Bagger 100 Schwellenwerte für Hydraulikdruck, Motordrehzahl usw. erfüllen muss. In einigen Ausführungsformen muss der Bediener den Automatikmodus 220 möglicherweise nicht physisch durch einen Schalter aktivieren. Der Automatikmodus 220 kann direkt aktiviert werden, indem die Schwellenanforderungen 280 für Hydraulikdruck, Motordrehzahl usw. erfüllt werden. Die Schwellenwertanforderungen 280 können Baggersystemanforderungen beinhalten und können ferner das Eintreten in einen Automatiksteuerungsbereich 265 beinhalten, der im Folgenden genauer beschrieben wird. Der Steueralgorithmus kann ferner konfiguriert sein, um eine Zielneigungsanforderung 225 von einer oder mehreren der Benutzereingabeschnittstelle 155 und des Speichermediums 125 zu empfangen; eine Schaufelarmposition 230 relativ zu der Schwenkachse 175 von dem mindestens einen Sensor 195 zu empfangen, wobei die Schaufelarmposition 230 eine von innerhalb der Schwenkachse 175 oder außerhalb der Schwenkachse 175 ist; eine Bewegungsrichtung 235 des Schaufelarms relativ zu der Schwenkachse 175 von dem mindestens einen Sensor 195 zu empfangen, wobei die Bewegungsrichtung 235 des Schaufelarms 170 entweder ein nach außen Schwenken des Arms 240 von der Schwenkachse 175 oder ein nach innen Schwenken des Arms 245 in Richtung der Schwenkachse 175 ist; und das erste Stellglied 165 in einem Automatikmodus 220 zu aktivieren, um eine Höhe der Schwenkachse 175 relativ zu dem Rahmen 105 basierend auf der Schaufelarmposition 230 und der Bewegungsrichtung 235 des Schaufelarms 170 automatisch einzustellen, um eine Zielneigung 205 automatisch beizubehalten. Es ist zu beachten, dass, wenn die Höhe der Schwenkachse 175 relativ zum Rahmen 105 erwähnt wird, eine Vielzahl von Möglichkeiten zum Messen der relativen Position der Schwenkachse 175 repräsentativ ist. Zum Beispiel kann die Höhe der Schwenkachse 175 auch durch eine Kinematik des Gestänges relativ zu der Bodenfläche 115 oder relativ zu dem Bodeneingriffsmechanismus 110 gemessen werden, um nur einige zu nennen. Die Aufrechterhaltung der Zielneigung 205 kann aus einer Rückmeldung von einem oder mehreren Standortbestimmungsempfängern 135 und einer Positionierung der Auslegerbaugruppe 163 (oder ihrer Komponenten) relativ zu dem Rahmen 105 stammen.
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Das Empfangen einer Zielneigungsanforderung 205 von einer oder mehreren der Benutzereingabeschnittstelle 155 und eines Speichermediums 125 kann eine Absolutwert-Zielneigungsanforderung 250 umfassen, bei der der Benutzer die festzulegende Zielneigung 205 eingibt und festlegt, oder alternativ einen Programmmodus 255, bei dem der Benutzer ein Führungsprogramm gemäß einer vorbestimmten Sequenz von Eingaben 260 von einem Speichermedium 125 eingibt, programmiert oder festlegt. Die vorbestimmte Sequenz von Eingaben 260 kann variable Zielneigungsanforderungen umfassen, die der gewünschten Topographie entsprechen, die im Programmmodus 255 umrissen ist. Bei der vorbestimmten Sequenz von Eingaben 260 von dem Speichermedium kann es sich zum Beispiel um eine Reihe von Zielneigungsbewegungen handeln, wobei die Zielneigung innerhalb eines festgelegten Ortes eine oder mehrere x-, y- und z-Richtungen umfasst. Die Zielneigung 205 kann eines oder mehrere der Aufrechterhaltung einer Zielhöhe der Schwenkachse 175, eines Zielanbaugerätwinkels relativ zur Bodenoberfläche 115 oder eines Absolutwerts, der von einem ortsbestimmenden Empfänger 135 erfasst wird, umfassen. Die Zielneigung 205 kann eine oder mehrere absolute Höhen oder reale Höhen umfassen, die (1) unabhängig von einer Variation (z. B. natürlichen Variation) in dem rauen Gelände (2) gemäß einer im Wesentlichen linearen Neigung, einer im Wesentlichen gekrümmten Neigung oder einer geneigten ebenen Oberfläche gemäß einer mathematischen Beziehung konstant bleiben. Beispielsweise kann eine leichte Neigung und eine gleichmäßige Oberfläche gefordert sein, wenn Gräben für die Rohrverlegung ausgegraben werden. In einem weiteren Beispiel kann eine Zielneigung gefordert sein, um im Wesentlichen geneigte ebene Oberflächen zum Lenken des Niederschlagsablaufs in Richtung Behälter zu erzeugen. Beim Tagebau ist eine gleichbleibende Tiefe der Oberflächenabtragung erforderlich.
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7 ist ein Ablaufdiagramm eines Algorithmus zum Betreiben einer Auslegerbaugruppe 163 und/oder eines Anbaugeräts 185 mit der Steuerarchitektur 210 für die in 1 dargestellte Ausführungsform. Unter Bezugnahme auf die 3 und 4 unter fortgesetzter Bezugnahme auf 7 kann das Betätigen des ersten Stellglieds 165 im Automatikmodus 220 das Bewegen des Auslegers 160 nach oben 740 umfassen, wenn sich in Schritt 730 i) der Schaufelarm außerhalb der Schwenkachse 405 befindet und ii) der Schaufelarm 170 nach innen schwenkt 245; das Bewegen des Auslegers 160 nach oben 740, wenn sich in Schritt 750 i) der Schaufelarm innerhalb der Schwenkachse 410 befindet und ii) der Schaufelarm 170 nach außen schwenkt 240; das Bewegen des Auslegers 160 nach unten 770 in Schritt 760, wenn i) sich der Schaufelarm außerhalb der Schwenkachse 405 befindet und ii) der Schwenkarm nach außen schwenkt 240; und das Bewegen des Auslegers 160 nach unten 770 in Schritt 780, wenn i) sich der Schwenkarm innerhalb der Schwenkachse 410 befindet und ii) der der Schwenkarm nach innen schwenkt 245.
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In einer ersten Ausführungsform steuert der Bediener die Bewegung des zweiten Stellglieds 180 durch die Benutzereingabeschnittstelle 155, und beim Eintreten in den Automatiksteuerungsbereich 265 reagiert die Steuerung 130 automatisch beim Bewegen der Schwenkachse 175 durch Betätigen des ersten Stellglieds 165, um die Zielneigung 205 aufrechtzuerhalten, die von der Benutzereingabeschnittstelle 155 oder dem Speichermedium 125 abgeleitet wird. Das heißt, der Bediener bewegt den Ausleger 160 und/oder das Anbaugerät 185 innerhalb des Automatiksteuerungsbereichs 265 in eine oder mehrere einer x-, y- und z-Richtung. Der obere Abschnitt des Rahmens 105 kann relativ zu dem Bodeneingriffsmechanismus auch um die z-Achse schwenken. 6 ist eine Draufsicht auf ein Schema, das einen vordefinierten Automatiksteuerungsbereich 265 (in den gepunkteten Linien gezeigt) in einer x-y-Richtung zeigt.
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Die Steuerung 130 kann ferner konfiguriert sein, um den Automatikmodus 220 des ersten Stellglieds zu deaktivieren, wenn sich die Position des Schaufelarms und die Bewegungsrichtung des Schaufelarms außerhalb des Automatiksteuerungsbereichs befinden.
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Nun zu 4A kommend kann das Schwenken des Schaufelarms nach innen eine Verlängerung des zweiten Stellglieds 180 umfassen, wodurch das Schwenken nach innen 245 im Allgemeinen den Schaufelarm 170 und das daran gekoppelte Anbaugerät 185 in Richtung des Rahmens 105 des Baggers 100 bewegt. In der beispielhaften Ausführungsform ist die Schwenkbewegung des Arms nach innen 245 durch den in 4A gezeigten Pfeil angedeutet und der Schaufelarm 175 ist innerhalb der Schwenkachse gezeigt. Diese Schwenkbewegung des Arms nach innen 245 kann im Allgemeinen dem Grabzyklus zugeordnet werden. Die vertikale Linie 420 ist eine imaginäre vertikale Linie (durch die gepunktete Linie gezeigt) von der Schwenkachse 175 zur Bodenfläche 115. Wie zuvor erörtert, wird die Höhe der Schwenkachse 175 relativ zu der Bodenfläche 115 oder dem Rahmen 105 des Baggers 100 gesteuert, wenn sie sich in der Automatiksteuerungsbereich 265 befindet, um die Zielneigung 205 aufrecht zu erhalten. Wenn die vertikale Linie 420 die Bewegungsrichtung des Auslegers 160 durchquert, ändert sich die Richtung.
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Nun zu 4B kommend kann das nach außen Schwenken 240 des Schaufelarms 170 ein Zurückziehen des zweiten Stellglieds 180 umfassen, wodurch das Schwenken nach außen 240 im Allgemeinen den Schaufelarm 170 und das daran gekoppelte Anbaugerät 185 weg von dem Rahmen 105 des Baggers 100 bewegt. In der beispielhaften Ausführungsform ist eine Schwenkbewegung des Arms nach außen 240 durch den in 4B gezeigten Pfeil angedeutet. Diese Schwenkbewegung des Arms nach außen 240 kann im Allgemeinen dem Entleerungszyklus zugeordnet werden. Wie zuvor erwähnt, ist die vertikale Linie 420 eine imaginäre vertikale Linie (durch die gepunktete Linie gezeigt) von der Schwenkachse 175 zur Bodenfläche 115.
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3 ist ein Seitenansichtsschema eines Anbaugeräts 185, das einen vordefinierten Automatiksteuerungsbereich 265 in einer x-z-Richtung demonstriert. Die Steuerarchitektur 210 kann ferner konfiguriert sein, Anweisungen zum Aktivieren des dritten Stellglieds 190 im Automatikmodus 220 auszuführen, um das Anbaugerät 185 automatisch aufzurollen 270 (durch Pfeil gezeigt) oder zu entleeren 275 (durch Pfeil gezeigt), um den Winkel α einzustellen, unter dem eine Schneidkante 200 des Anbaugeräts mit der Oberfläche 115 (in 3 gezeigt) in Eingriff kommt, wenn sich die Position des Schaufelarms 170 und die Bewegungsrichtung 199 des Schaufelarms 170 innerhalb des Automatiksteuerungsbereichs 265 befinden, wobei der Automatikmodus 220 eine Zielneigung 205 beibehält. Das Aufrollen 270 und Entleeren 275 kann um die Anbaugerätschwenkachse 315 erfolgen. Diese Steuerung des Winkels der Schneidkante 200 verfeinert ferner die Genauigkeit des Erreichens der Zielneigung 205 über die bloße Höhe des Anbaugeräts von der Schwenkachse 175 hinaus. Der Winkel α des Anbaugeräts 185 kann aktiviert werden, wenn die Schneidkante 200 in den Bereich zwischen dem oberen Schwellenwert 305 und dem unteren Schwellenwert 310 eintritt oder sich dort befindet. Ein oberer Schwellenwert 305 eines Automatiksteuerungsbereichs 265 liegt über der Zielneigung 205. Ein unterer Schwellenwert 310 des unteren Automatiksteuerungsbereichs 265 liegt unterhalb des Ziels 205. In der abgebildeten Ausführungsform können der obere Schwellenwert 305 und der untere Schwellenwert 310 des Automatiksteuerungsbereichs 265 die gleiche Höhe in Bezug auf die Zielneigung 205 aufweisen. In weiteren Ausführungsformen können der obere Schwellenwert 305 und der untere Schwellenwert 310 des Automatiksteuerungsbereichs 265 unterschiedliche Höhen in Bezug auf die Zielneigung 205 aufweisen
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Der Betrieb des dritten Stellglieds 190 im Automatikmodus 220 kann das Entleeren 275 des Anbaugeräts 185 umfassen, wenn der Schaufelarm 170 nach innen schwenkt 245, und das Einrollen des Anbaugeräts 270 umfassen, wenn der Schaufelarm 170 nach außen schwenkt 240.
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Die Steuerung kann ferner konfiguriert sein, um den Automatikmodus des dritten Stellglieds 190 zu deaktivieren, wenn sich die Position des Schaufelarms 230 und die Bewegungsrichtung 235 des Schaufelarms 170 außerhalb des Automatiksteuerungsbereich 265 befinden.
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Nun zu 5 kommend wird eine erste Ausführungsform einer Benutzereingabeschnittstelle 155 für einen Bagger 100 gezeigt. Die Benutzereingabeschnittstelle 155 kann einen ersten Joystick 505 und einen zweiten Joystick 510 umfassen. Der erste Joystick 505 auf der linken Seite des Bedieners kann den Schaufelarm 170 nach außen schwenken 245, wenn er nach vorne bewegt wird, und kann den Schaufelarm nach innen schwenken 245, wenn er nach hinten bewegt wird. Der zweite Joystick 510 kann auf der rechten Seite des Bedieners das Anbaugerät 185 aufrollen 270, wenn der zweite Joystick 510 nach links bewegt wird, und kann das Anbaugerät 185 entleeren 275, wenn der zweite Joystick 510 nach rechts bewegt wird. Der zweite Joystick bewegt ferner 510 den Ausleger 160 nach oben, wenn der zweite Joystick nach vorne bewegt wird, und bewegt den Ausleger 160 nach unten, wenn der zweite Joystick nach hinten bewegt wird. Bei Verwendung der oben erwähnten Steuerarchitektur 210 wird die Steuerung der Auslegerbaugruppe 163 vereinfacht, wobei die manuelle Steuerung der Funktion des zweiten Joysticks 510 beim Eintritt in den Automatiksteuerungsbereich 265 automatisiert wird.
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Die hierin verwendete Terminologie dient dem Zweck der Beschreibung bestimmter Ausführungsformen oder Implementierungen und soll die Offenbarung in keiner Weise einschränken. Wie hierin verwendet, sollen die Singularformen „ein“, „eine“ und „der/die/das“ auch die Pluralformen beinhalten, sofern der Kontext nicht eindeutig etwas anderes anzeigt. Es versteht sich ferner, dass jede Verwendung der Begriffe „hat“, „haben“, „aufweisen“, „beinhalten“, „enthält“, „umfasst“, „umfassen“, „umfassend“, „beinhaltet“ oder dergleichen in dieser Patentschrift das Vorhandensein von angegebenen Merkmalen, Ganzzahlen, Schritten, Operationen, Elementen und/oder Komponenten identifiziert, jedoch nicht das Vorhandensein oder Hinzufügen eines oder mehrerer anderer Merkmale, Ganzzahlen, Schritte, Operationen, Elemente, Komponenten und/oder Gruppen davon ausschließt.
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Die hier mit den Bezugszeichen „A“ und „B“ verwendeten Bezugsziffern dienen lediglich der Verdeutlichung bei der Beschreibung mehrerer Implementierungen einer Vorrichtung.
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Einer oder mehrere der Schritte oder Vorgänge in einem der hier erörterten Verfahren, Prozesse oder Systeme können weggelassen, wiederholt oder neu geordnet werden und liegen im Geltungsbereich der vorliegenden Offenbarung.
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Während das Obenstehende beispielhafte Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung beschreibt, sollten diese Beschreibungen nicht in einem einschränkenden oder begrenzenden Sinne betrachtet werden. Vielmehr gibt es mehrere Abweichungen und Änderungen, die vorgenommen werden können, ohne vom Umfang der beigefügten Ansprüche abzuweichen.
