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TECHNISCHES GEBIET
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Die Offenbarung betrifft ein Verfahren und ein System zum Steuern einer Anzeigevorrichtung auf einer Arbeitsmaschine mit Planiersteuerung.
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HINTERGRUND
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Planierarbeiten mit Arbeitsmaschinen sind eine spezielle Phase des Bauprozesses. Eine ordnungsgemäße Bodenvorbereitung gewährleistet die erwarteten Ergebnisse bei der Bauausführung, der Steuerung des Wasserabflusses, dem Straßenbau, der Umweltbelastung und der Einhaltung von Bodennormen. Aktuelle Arbeitsmaschinen nutzen LED-Lichtleisten zum Kommunizieren einer Position eines Anbaugerätes relativ zu einer Zielposition an einen Bediener. Jedoch weist diese Form der Planiersteuerungsanzeige Beschränkungen bei der Menge an Informationen und dem Typ von Informationen, die an den Bediener kommuniziert werden, auf. Des Weiteren fehlt den LED-Lichtleisten eine standardisierte Schnittstelle von einem Typ von Arbeitsmaschine zu einem anderen. Darin liegt eine Chance, die Informationen zum Planiervorgang, die dem Bediener während des Betriebs der Arbeitsmaschine übermittelt werden, zu verbessern.
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KURZDARSTELLUNG
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Ein Anzeigesystem und -verfahren für eine Arbeitsmaschine mit Planiersteuerung wird offenbart. Das Anzeigesystem umfasst den Rahmen der Arbeitsmaschine, ein Planierelement, einen Aktuator, ein Planiersteuerungssystem, eine Anzeigevorrichtung, einen Sensor und eine Steuereinheit. Das Planierelement ist bewegbar mit dem Rahmen gekoppelt. Der Aktuator ist mit dem Planierelement gekoppelt, um die Bewegung des bewegbaren Planierelements steuerbar anzutreiben. Das Planiersteuerungssystem ist mit dem Planierelement gekoppelt, um den Aktuator zu steuern. Die Anzeigevorrichtung ist dazu konfiguriert, Informationen über die Bewegung des Planierelements relativ zu einer Zielzone anzuzeigen. Der Sensor liefert Erfassungssignale, aus denen ein Abstand zwischen einer Position des Planierelements und der Zielzone bestimmt werden kann. Die Steuereinheit weist ein nichtflüchtiges, computerlesbares Medium mit Programmanweisungen zum Planieren der Oberfläche auf. Die Programmanweisungen veranlassen beim Ausführen einen Prozessor der Steuereinheit zu Folgendem. Die Steuereinheit empfängt die Erfassungssignale und ändert den Maßstab der Anzeigeinformationen basierend auf den Erfassungssignalen.
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Die Anzeigeinformationen umfassen ein erstes Maßanzeigeelement, das mindestens einen Teil des Bewegungsumfangs des Planierelements in vertikaler Richtung darstellt. Die Anzeigeinformationen umfassen ferner eine Zielkennung, die einen Teil des ersten Maßanzeigeelements überlappt, wobei die Zielkennung eine oder mehrere einer Zieloberfläche und einer Zielzone darstellt.
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Die Anzeigeinformationen umfassen ferner ein zweites Maßanzeigeelement, das ein Toleranzband für die Bewegung des Planierelements darstellt. Der Maßstab der Anzeigeinformationen ist bei einer ersten Position des Planierelements relativ zur Zielzone größer als bei einer zweiten Position des Planierelements relativ zur Zielzone.
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Die Anzeigeinformationen verkleinern sich im Maßstab, während sich das Planierelement von der Zielzone entfernt.
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Die Anzeigeinformationen können ein drittes Maßanzeigeelement umfassen, das mindestens einen Teil des Bewegungsumfangs des Planierelements relativ zu einer vertikalen Zielebene darstellt. Das dritte Maßanzeigeelement ändert sich beim Bewegen des Planierelements, wenn sich die Kabine in einer Gierrichtung relativ zu einem mit dem Rahmen gekoppelten Bodeneingriffselement dreht.
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Die Anzeigeinformationen können die Farbe wechseln, wenn sich das Planierelement von oberhalb der Zielzone nach unterhalb der Zielzone bewegt.
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Die Anzeigeinformationen können sich ferner in ihrem Umfang anpassen, wenn das Planierelement einen vordefinierten Schwellenwert von der Zielzone überschreitet.
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Dieser vordefinierte Schwellenwert kann sich basierend auf einem von einer Betriebseingabe für die Oberflächenplanierung, einer Eingabe des Arbeitsmaschinentyps, einer Eingabe eines Planierelementtyps, einer Benutzereingabe und einer Eingabe einer Programmdatei ändern.
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Ähnlich umfasst das Verfahren zum Steuern einer Anzeigevorrichtung auf einer Arbeitsmaschine mit Planiersteuerung das Empfangen eines Erfassungssignals aus einem Sensor und das Ändern eines Maßstabs auf einem Anzeigeelement der Anzeigeinformationen, die sich auf die Bewegung des Planierelements relativ zur Zielzone beziehen.
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Die obigen Merkmale und Vorteile und andere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Lehren gehen aus der folgenden detaillierten Beschreibung der besten Durchführungsweisen der Lehren in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen leicht hervor.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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- 1 ist eine Seitenansicht einer Ausführungsform einer Arbeitsmaschine, die als Bagger gezeigt wird.
- 2 ist ein Blockdiagramm der Systemarchitektur eines Anzeigesystems für eine Arbeitsmaschine mit Planiersteuerung.
- 3 ist ein Flussdiagramm eines Verfahrens zum Steuern einer Anzeigevorrichtung für eine Arbeitsmaschine mit einer Planiersteuerung.
- 4 ist eine beispielhafte Ausführungsform der Anzeigeinformationen auf einer Anzeigevorrichtung.
- 5a ist eine detaillierte Ansicht der Anzeigeinformationen auf einer Anzeigevorrichtung gemäß einer ersten Position des Planierelements relativ zu einer Zieloberfläche.
- 5b ist eine Seitenansicht der Arbeitsmaschine in 1 in der ersten Position.
- 6a ist eine detaillierte Ansicht der Anzeigeinformationen auf der Anzeigevorrichtung gemäß einer zweiten Position des Planierelements relativ zu einer Zieloberfläche.
- 6b ist eine Seitenansicht der Arbeitsmaschine in 1 in der zweiten Position.
- 7a ist eine detaillierte Ansicht der Anzeigeinformationen auf der Anzeigevorrichtung des Planierelements der Kabine relativ zu einer imaginären vertikalen Oberfläche.
- 7b ist eine Draufsicht auf die Arbeitsmaschine in 1, die mit 7a korreliert.
- 8 ist eine schematische Darstellung einer Ausführungsform des Vergrößerungs-/Verkleinerungsverhaltens der Anzeigeinformationen über einen Bewegungsbereich des Planierelements.
- 9 ist eine vereinfachte schematische Darstellung des zweiten Maßanzeigeelements, das das Toleranzbandmaß des Planierelements über einen Bewegungsbereich zeigt.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
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Für den Durchschnittsfachmann liegt auf der Hand, dass Begriffe, wie z. B. „über“, „unter“, „nach oben“, „nach unten“, „obere/r/s“, „untere/r/s“ usw., deskriptiv für die Figuren verwendet werden und keine Beschränkungen des Schutzumfangs der Offenbarung, der durch die anhängigen Ansprüche definiert wird, darstellen. Des Weiteren können die Lehren hier hinsichtlich funktionaler und/oder logischer Blockkomponenten und/oder verschiedener Verarbeitungsschritte beschrieben werden. Es versteht sich, dass solche Blockkomponenten aus einer beliebigen Anzahl von Hardware-, Software- und/oder Firmwarekomponenten, die zur Durchführung der angegebenen Funktionen konfiguriert sind, gebildet sein können.
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Begriffe hinsichtlich eines Grads, wie z. B. „allgemein“, „im Wesentlichen“ oder „ungefähr“ beziehen sich gemäß dem Verständnis des Durchschnittsfachmanns auf angemessene Bereiche außerhalb eines angegebenen Werts oder einer angegebenen Ausrichtung, z. B. allgemeine Toleranzen oder Positionsbeziehungen, die mit der Herstellung, Montage und Verwendung der beschriebenen Ausführungsformen verbunden sind.
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Darüber hinaus ist der hier verwendete Begriff „oder“ ein umfassender „oder“-Operator und entspricht dem Begriff „und/oder“, es sei denn, aus dem Kontext ergibt sich eindeutig etwas anderes. Der Begriff „basierend auf“ ist nicht ausschließlich und kann auf zusätzlichen, nicht beschriebenen Faktoren beruhen, es sei denn, aus dem Kontext geht eindeutig etwas anderes hervor.
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So wie sie hier verwendet werden, geben Aufzählungen mit Elementen, die durch Bindewörter (z. B. „und“) getrennt werden und denen des Weiteren die Formulierung „eines oder mehrere von“ oder „mindestens eines von“ vorangestellt ist, sofern sie nicht anderweitig eingeschränkt oder modifiziert werden, Konfigurationen oder Anordnungen an, die möglicherweise einzelne Elemente der Aufzählung oder eine beliebige Kombination daraus umfassen. Beispielsweise geben „mindestens eines von A, B und C“ oder „eines oder mehrere von A, B und C“ jeweils die Möglichkeiten von lediglich A, lediglich B, lediglich C oder eine beliebige Kombination aus 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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Wie hier verwendet, soll „Steuereinheit“ 235 entsprechend der Verwendung des Begriffs durch einen Fachmann verwendet werden und bezieht sich auf eine Rechenkomponente mit Verarbeitungs-, Speicher- und Kommunikationsfähigkeiten, die dazu verwendet werden, Anweisungen (d. h., die in dem Speicher gespeichert sind oder über die Kommunikationsfähigkeiten empfangen werden) auszuführen, um eine oder mehrere andere Komponenten zu steuern oder mit ihnen zu kommunizieren. Bei bestimmten Ausführungsformen kann die Steuereinheit 235 dazu konfiguriert sein, Eingangssignale in verschiedenen Formaten (z. B. als Hydrauliksignale, Spannungssignale, Stromsignale, CAN-Nachrichten, optische Signale, Funksignale) zu empfangen und Befehls- oder Kommunikationssignale in verschiedenen Formaten (z. B. als Hydrauliksignale, Spannungssignale, Stromsignale, CAN-Nachrichten, optische Signale, Funksignale) auszugeben.
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Die Steuereinheit 235 kann mit anderen Komponenten an der Arbeitsmaschine 100, wie hydraulischen Komponenten, elektrischen Komponenten und Bedienereingaben in einer Bedienerstation einer zugehörigen Arbeitsmaschine, in Kommunikation stehen. Die Steuereinheit 235 kann über einen Kabelbaum mit diesen anderen Komponenten elektrisch verbunden sein, so dass Nachrichten, Befehle und elektrische Leistung zwischen der Steuereinheit 235 und den anderen Komponenten übertragen werden können. Obgleich die Steuereinheit 235 im Singular angeführt ist, können bei alternativen Ausführungsformen die Konfiguration und die Funktionalität, die hier beschrieben werden, unter Verwendung von einem Durchschnittsfachmann bekannten Techniken auf mehrere Vorrichtungen aufgeteilt sein. Die Steuereinheit 235 enthält den greifbaren, nichtflüchtigen Speicher, in dem computerausführbare Anweisungen, einschließlich eines Steueralgorithmus, aufgezeichnet sind. Der Prozessor 245 der Steuereinheit 235 ist zum Ausführen der Steuerprogrammanweisungen 240 konfiguriert.
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Die Steuereinheit 235 kann als ein oder mehrere digitale Computer oder Host-Maschinen mit jeweils einem oder mehreren Prozessoren, Festwertspeicher (ROM), Direktzugriffsspeicher (RAM), elektrisch programmierbarem Festwertspeicher (EPROM), optischen Laufwerken, magnetischen Laufwerken usw., einem Hochgeschwindigkeitstaktgeber, einer Analog/Digital-Schaltungsanordnung (A/D-Schaltungsanordnung), einer Digital/Analog-Schaltungsanordnung (D/A-Schaltungsanordnung) und beliebigen erforderlichen Eingabe/Ausgabe-Schaltungsanordnungen (E/A-Schaltungsanordnungen) und Kommunikationsschnittstellen sowie Signalaufbereitungs- und Pufferelektronik ausgeführt sein.
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Der computerlesbare Speicher kann ein beliebiges nichtflüchtiges/greifbares Medium umfassen, das am Bereitstellen von Daten oder computerlesbaren Anweisungen beteiligt ist. Der Speicher kann nichtflüchtig oder flüchtig sein. Nichtflüchtige Medien können zum Beispiel optische oder magnetische Platten und anderen persistenten Speicher umfassen. Beispielhafte flüchtige Medien können dynamischen Direktzugriffsspeicher (DRAM), der einen Hauptspeicher bilden kann, umfassen. Andere Beispiele für den Speicher sind Disketten, flexible Platten oder Festplatten, Magnetbänder oder andere magnetische Medien, CD-ROMs, DVDs und/oder andere optische Medien sowie andere mögliche Speichervorrichtungen wie Flash-Speicher.
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Deshalb kann ein Verfahren 300 als eine Programmanweisung 240 ausgeführt sein, die auf der Steuereinheit 235 betreibbar ist. Es versteht sich, dass die Steuereinheit 235 eine beliebige Vorrichtung umfassen kann, die in der Lage ist, Daten von verschiedenen Sensoren zu analysieren, Daten zu vergleichen, Entscheidungen zu treffen und die erforderlichen Aufgaben auszuführen.
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1 ist eine Seitenansicht einer Ausführungsform einer Arbeitsmaschine 100, die als Bagger mit einer Auslegeranordnung 150 in veränderlichen Positionen gezeigt wird. Es verseht sich jedoch, dass die Arbeitsmaschine 100 eine von vielen Arten von Arbeitsmaschinen sein kann, einschließlich und ohne Einschränkung eines Kompaktladers, eines Baggerladers, eines Frontladers, eines Bulldozers und anderer Bau- oder landwirtschaftlicher Fahrzeuge mit Planierfähigkeit. Die Richtung der Arbeitsmaschine kann auch in Bezug auf die Länge 45 oder die Längsrichtung, die Breite 50 oder die Querrichtung und die Vertikale 55 der Vertikalrichtung angegeben werden. Die Drehung der Arbeitsmaschine 100 kann als Rollen oder Rollrichtung 60, Nicken 65 oder Nickrichtung und Gieren 70 oder Gierrichtung oder Kurs bezeichnet werden. Der Bagger umfasst einen Rahmen 110, ein Planierelement 115, das bewegbar mit dem Rahmen 110 gekoppelt ist, und mindestens einen Aktuator (120a, 120b, 120c), der mit dem Planierelement 115 gekoppelt ist, um die Bewegung des bewegbaren Planierelements 115 steuerbar anzutreiben. Das Planierelement 115 kann eine Schneidkante eines Schildes, ein Löffel oder ein anderes Anbaugerät sein, das für die Gestaltung einer Oberfläche verwendet wird. Die Arbeitsmaschine 100 kann so betrieben werden, dass sie in den Boden eingreift und Material schneidet und bewegt, um einfache oder komplexe Bodenmerkmale auf dem Boden zu erzeugen.
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Eine Benutzereingabeoberfläche, die sich an einer oder mehreren der Arbeitsmaschine 100 oder einer entfernten Station befindet, kann Steuerhebel, Steuerpedale, Tasten und eine Anzeigevorrichtung 130 (z. B. eine grafische Anzeigeeinheit) umfassen. Auf der Anzeigevorrichtung 130 (detailliert in 4) können Informationen 205 angezeigt werden, wie z. B. verschiedene Funktionssymbole der Arbeitsmaschine 135, Eingaben des Bedieners und die Positionierung des Planierelements 115. Bei Baggern kann der obere Teil (oder die Kabine 140) des Rahmens schwenkbar am Fahrwerksteil des Rahmens angebracht sein, sodass sich die Kabine 140 um eine Gierachse 145 neu ausrichten kann. Die Bedienerkabine 140 kann optional sein, falls die Kabine aus der Ferne und/oder autonom betrieben wird. Eine Auslegeranordnung 150 koppelt das Planierelement 115 mit dem Rahmen 110. In der vorliegenden Ausführungsform umfasst die Auslegeranordnung 150 einen Ausleger 152, der durch einen ersten Aktuator 120a relativ zum Rahmen 110 betreibbar ist, einen Ladestiel 155, der durch einen zweiten Aktuator 120b zum Drehen um eine Schwenkachse 160 betreibbar ist, und das Planierelement 115, das durch einen dritten Aktuator 120c zum Drehen um eine zweite Schwenkachse 165 relativ zum Rahmen 110 betreibbar ist. Mindestens ein Sensor 170 kann zum Erfassen eines oder mehreres einer Position 171 oder einer Bewegungsrichtung 172 des Planierelements 115 betreibbar sein. In einer Ausführungsform können die Position 171 und die Bewegungsrichtung 172 aus einem Verbund von Positionen abgeleitet werden, die an jedem Aktuator 120 an der Auslegeranordnung 150 erfasst werden, um die relative Winkelpositionierung jeder Komponente der Auslegeranordnung (152, 155, 115) relativ zum Rahmen 110 zu berechnen. In einer anderen Ausführungsform kann die Position der Schneidkante 117 des Planierelements 115 über einen Sensor 170 gemessen werden, der mit der Vorderseite des Rahmens 110 gekoppelt ist, wobei sich die Schneidkante 117 in einer Sichtlinie 175 vom Sensor 170 befindet. Alternativ kann die Position des Planierelements 115 aus einem ortsbestimmenden Empfänger 180 (oder einer anderen örtlichen Referenz), kombiniert mit einer Erfassung der Positionierung der Auslegeranordnung 150 (oder ihrer Komponenten) relativ zum Rahmen 110, abgeleitet werden. Die hier beispielhaft aufgeführten Mittel zum Bestimmen einer Position 171 oder einer Bewegungsrichtung (abgeleitet aus der Verfolgung der Position) des Planierelements 115 sind nicht als einschränkend zu betrachten.
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Obwohl es sich bei der vorliegenden Ausführungsform um einen Bagger handelt, sind das offenbarte System 200 und das Verfahren 300 besonders vorteilhaft für Arbeitsmaschinen mit einem im Vergleich zum Planierelement 115 relativ großen Bewegungsbereich des Auslegers (z. B. Lader, Raupen usw.). Der Bagger kann z. B. Zielzonen 185 für die Planierung mit einem Bereich von ±0,03 Metern aufweisen, während der Bewegungsbereich 190 eines Planierelements größer als ±3,0 Meter sein kann. Dies ist auf das Maß an Bewegung zurückzuführen, das von jeder Komponente der Auslegeranordnung (152, 155, 115) gefordert wird, eine Variable, die sich von einem Arbeitsmaschinentyp zum anderen unterscheidet. Feinbewegungen des Planierelements 115 in oder nahe der Zielzone 185 erfordern feinere Einstellungen, um die Zielplanierung zu erreichen. Große Bewegungen des Planierelements 115 sind erforderlich, wenn Nutzlasten von einem Ort zu einem anderen (z. B. zu einer anderen Arbeitsmaschine) transportiert werden.
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In 2, mit fortgesetztem Bezug auf 1, umfasst das Anzeigesystem 200 für eine Arbeitsmaschine mit Planiersteuerung ferner eine Anzeigevorrichtung 130, die dazu konfiguriert ist, Informationen 205 anzuzeigen, die sich auf die Bewegung des Planierelements 115 relativ zu einer Zielzone 185 beziehen. Ein oder mehrere Sensoren 170 liefern Erfassungssignale 210, aus denen der Abstand zwischen einer Position des Planierelements 115 und der Zielzone 185 bestimmt werden kann. Eine Zielzone 185 kann auf einer Zielplanieranforderung 220 entweder aus einer Benutzereingabe 225 oder einem gespeicherten Programm 230 gemäß einer vorbestimmten Folge von Zielplanierungen aus einem Speichermedium basieren. Die Steuereinheit 235 weist ein nichtflüchtiges computerlesbares Medium mit Programmanweisungen 240 zum Planieren der Oberfläche auf. Die Programmanweisungen 240 veranlassen beim Ausführen einen Prozessor 245 der Steuereinheit 235, die Erfassungssignale 210 zu empfangen und basierend auf den Erfassungssignalen 210 eines von einem Maßstab 255 oder einem Toleranzbandes des Maßes 455 und der Farbe der Anzeigeinformationen 205 zu ändern.
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Wie in 4 gezeigt, umfassen die Anzeigeinformationen 205 ein erstes Maßanzeigeelement 405, wobei das erste Maßanzeigeelement 405 mindestens einen Teil des Bewegungsumfangs 410 des Planierelements 115 in vertikaler Richtung 415 darstellt. Das erste Maßanzeigeelement 405 korreliert mit dem in 1 dargestellten Bewegungsumfang 410 und hebt die Position des Planierelements 115 durch eine entlang des ersten Maßanzeigeelements 405 positionierte Markierung hervor. Die Markierungen in dieser Ausführungsform sind ein abgestufter Bereich von Werten in regelmäßigen Abständen, die einen Standard bilden, an dem die Positionierung des Planierelements relativ zu einer der Zielzonen 185, der Zieloberfläche 185a und einem Rahmen 110 vermittelt werden kann. Zu den aktuellen industriellen Mitteln, die eine Position des Planierelements 115 kenntlich machen, gehören leuchtende LEDs auf einem Leuchtbalken, die die Position des Planierelements 115 darstellen, wenn sich das Planierelement 115 der Zielzone 185 nähert. Die Anzeigeinformationen 205 können außerdem ein Kamerabild (470) und ein Symbol eines Planierelements (475) enthalten. In 5A und 5B kann das erste Maßanzeigeelement 405 ferner den Maßstab 255 seiner Teilstriche 425 anpassen, während sich das Planierelement 115 der Zielzone 185 oder einer Zieloberfläche 185a innerhalb einer Zielzone 185 nähert. In dieser speziellen Ausführungsform ist der Maßstab 255 (dargestellt durch die durchgezogenen Linien 435a, die im ersten Maßanzeigeelement gleichmäßig beabstandet sind) der Anzeigeinformationen 205 an einer ersten Position 435 des Planierelements 115 relativ zur Zielzone 185 größer als an einer zweiten Position 440 des Planierelements 115 relativ zur Zielzone 185. Das heißt, dass eine Vergrößerung des Maßstabs 255 (dargestellt durch die gestrichelten Linien 640 in 6a, die im ersten Maßanzeigeelement 405 gleichmäßig beabstandet sind) erfolgt, während sich das Planierelement 115 der Zielzone 185 nähert. Die Anpassung des Maßstabs 255 kann in Echtzeit (d. h. dynamisch) erfolgen oder wenn das Planierelement 115 eine oder mehrere Schwellenpositionen 445 in seinem Bewegungsbereich 410 passiert. Beispielhafte Schwellenpositionen (445a-445d) brauchen nicht gleichmäßig voneinander beabstandet zu sein, da eine Verkleinerung des Maßstabs bei einer feiner abgestimmten Anzeigevorrichtung der Position des Planierelements 115 erfolgen kann und die Steuerung des Planierelements vorteilhaft wird, wenn sich das Planierelement 115 der Zielzone 185 nähert. Beim Absenken des Planierelements 115 in Richtung der Zielzone 185 erfolgt eine Vergrößerung. Eine Verkleinerung findet statt, wenn sich das Planierelement 115 weiter an der Zielzone vorbei und von ihr weg absenkt. Eine industrielle Anwendung wäre es, zu messen, wie viel Füllmaterial in einen vertieften Bereich eingebracht wird.
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Die Anzeigeinformationen 205 können ferner ein zweites Maßanzeigeelement 450 umfassen, wobei das zweite Maßanzeigeelement 450 ein Toleranzbandmaß 455 des Planierelements 115 basierend auf seiner Position relativ zur Zielzone 185 anzeigt. Wie bereits erwähnt, kann das Toleranzbandmaß 455 für die Bewegung des Ladestiels 155 an der Drehachse 160 +/- 3 m betragen, während das Toleranzbandmaß 455 für die Bewegung des Planierelements 115 am Drehpunkt an einer zweiten Drehachse 165 +/- 0,03 m betragen kann. Die kombinierte Anzeige des Toleranzbandmaßes 455 auf dem zweiten Maßanzeigeelement 450 und der Position des Planierelements 115 relativ zur Zielzone 185 auf dem ersten Maßanzeigeelement 405 ermöglicht es dem Bediener vorteilhafterweise, auf einen Blick ein Gefühl für die Nähe zwischen der aktuellen Position des Planierelements 115 und der Zielzone 185 zu erhalten, da kleinere Toleranzbänder zu erwarten sind, wenn sich das Planierelement 115 der Zielzone 185 nähert. Ähnlich wie das erste Maßanzeigeelement 405 kann auch das zweite Maßanzeigeelement 450, das das Toleranzbandmaß 455 darstellt, seinen Maßstab 255 anpassen, während sich das Planierelement 115 der Zielzone 185 nähert. Obwohl es sich bei dem vorliegenden Bild um einen vertikalen Balken handelt, können auch andere Formen oder Möglichkeiten verwendet werden, um die Größe der Toleranz oder der Genauigkeit des Planierelements relativ zur Zielzone anzuzeigen. Dazu gehören beispielsweise Liniendiagramme, Vergleichsdiagramme, Balkendiagramme, Fortschrittsdiagramme, Blasendiagramme und farbcodierte Warnmeldungen, um nur einige zu nennen.
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Die Anzeigeinformationen 205 können ferner eine Zielkennung 460 umfassen, die einen Teil des ersten Maßanzeigeelements 405 überdecken, wobei die Zielkennung 460 eine oder mehrere Zieloberflächen 185a und eine Zielzone 185 darstellt.
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Ähnlich wie das erste Maßanzeigeelement 405 können die Anzeigeinformationen 205 ferner ein drittes Maßanzeigeelement 505 umfassen, das mindestens einen Teil des Bewegungsumfangs 510 des Planierelements 115 relativ zu einer Zielzone 185 darstellt, die eine vertikale Zielebene 705 umfasst, wobei sich das dritte Maßanzeigeelement 505 beim Bewegen des Planierelements ändert, wenn sich die Kabine in einer Gierrichtung relativ zu einem mit dem Rahmen gekoppelten Bodeneingriffselement dreht.
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Die Anzeigeinformationen 205 können die Farbe 520 wechseln, wenn die Anzeigeinformationen den Maßstab 255 ändern. Alternativ dazu können die Anzeigeinformationen die Farbe 520 wechseln, wenn sich das Planierelement von oberhalb der Zielzone 185 nach unterhalb der Zielzone 185 bewegt. Alternativ dazu können die Anzeigeinformationen die Farbe 520 wechseln, wenn sich das Planierelement von oberhalb der Zieloberfläche nach unterhalb der Zieloberfläche bewegt.
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Die Anzeigeinformationen 205 können sich im Umfang 257 anpassen, wenn das Planierelement einen vordefinierten Schwellenwert von der Zielzone passiert, wobei der vordefinierte Schwellenwert ein oder mehrere vordefinierte Schwellenabstände der Schneidkante von der Zielzone oder Zieloberfläche beträgt. Der angezeigte Bewegungsbereich wird beim Passieren der vordefinierten Schwellenwerte entweder größer oder kleiner.
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Diese vordefinierte Schwellenposition 445 kann sich basierend auf einem von einer Eingabe einer Oberflächenplanierung 525, einer Eingabe eines Arbeitsmaschinentyps 530, einer Eingabe eines Planierelementtyps 535, einer Eingabe eines Benutzers 225 und einer Eingabe einer Programmdatei 230 ändern. Bei einigen Planierarbeiten müssen beispielsweise große Mengen an Oberflächenmaterial von einem Ort zum anderen transportiert werden, z. B. mit einem Bagger, wobei das Planierelement ein Löffel ist. Bei diesen Anwendungen sind die vordefinierten Schwellenwerte aufgrund des großen Bewegungsbereichs des Planierelements relativ zur Oberfläche und zum Rahmen breiter gefasst. In Fällen, in denen der Boden konturiert wird, um eine allmähliche Neigung hinzuzufügen (z. B. zur Lenkung des Wasserabflusses), sind die vordefinierten Schwellenwerte aufgrund der erforderlichen höheren Präzision enger gefasst.
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Darüber hinaus ermöglicht das Anzeigesystem 200 dem Bediener, die Leistung auf einen Blick zu erfassen, wenn die Arbeitsmaschine teilautonom oder autonom betrieben wird (z. B. wenn nur die Planiersteuerung automatisiert ist), sodass der Bediener entscheiden kann, ob die Planiersteuerung unterbrochen werden soll oder nicht. Wie in 7a gezeigt, können die Anzeigeinformationen ein drittes Maßanzeigeelement umfassen, das mindestens einen Teil des Bewegungsumfangs des Planierelements relativ zu einer vertikalen Zielebene darstellt. Das dritte Maßanzeigeelement ändert sich mit der Bewegung des Planierelements, wenn sich die Kabine in einer Gierrichtung relativ zu einem Bodeneingriffselement relativ zum Rahmen dreht. Die vertikale Zielebene ähnelt der Zielzone. Die vertikale Zielebene kann jedoch als Begrenzungsebene angesehen werden, an der das Planierelement anhalten muss.
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8 ist eine schematische Darstellung einer Ausführungsform des Vergrößerungs-/Verkleinerungsverhaltens der Anzeigeinformationen über einen Bewegungsbereich zusammen mit dem zugehörigen Toleranzband des Planierelements. Jeder vertikale Balken entlang der x-Achse stellt die Skalierung der Anzeigeinformationen nach oben oder unten (Vergrößerung/Verkleinerung) dar, während das Planierelement über den gesamten Bewegungsbereich positioniert wird. Der gesamte Bewegungsbereich 190 wird durch die gesamte Länge des vertikalen Balkens dargestellt, und die Pfeile zeigen die Positionierung 171 des Planierelements 115 von einem Ende des Bewegungsbereichs 190 zum anderen an. Die Positionen 171 (wie durch die Pfeile angedeutet) des Planierelements 115 innerhalb der Zielzone 185 werden durch die beiden vertikalen gestrichelten Linien dargestellt. Die drei horizontalen gestrichelten Linien stellen die Vergrößerung (oder Skalierung) des Bereichs um die Zieloberfläche 185 dar. Die mittlere gestrichelte horizontale Linie ist die Zieloberfläche 185a (auch durch die fette horizontale Linie auf jedem vertikalen Balken angezeigt). Die obere gestrichelte Linie stellt einen vergrößerten Bereich über der Zieloberfläche 185a dar, wenn in die Zielzone 185 eingefahren wird. Die untere gestrichelte Linie stellt einen vergrößerten Bereich unterhalb der Zieloberfläche 185a dar, wenn in die Zielzone 185 eingefahren wird. Die schraffierten Bereiche sind Indikatoren für das Toleranzbandmaß 455 (oder die Fehlergröße) für das Planierelement 115, das über den gesamten Bewegungsbereich 190 angezeigt wird. Wie gezeigt, nimmt das Toleranzbandmaß 455 zu, je weiter ein Planierelement von einer Zieloberfläche entfernt ist. In einer Ausführungsform kann die Korrelation linear sein. In einer anderen Ausführungsform (wie dargestellt) verschiebt sich das Toleranzbandmaß 455 schrittweise, während das Planierelement die Schwellenpositionen 445 passiert.
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9 offenbart eine vereinfachte schematische Darstellung des zweiten Maßanzeigeelements, das das Toleranzbandmaß des Planierelements über den Bewegungsbereich des Planierelements zeigt. Je nach Anwendung (z. B. Ausheben, Oberflächenkonturierung usw.).
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In 3 ist ein Verfahren zum Steuern einer Anzeigevorrichtung auf einer Arbeitsmaschine mit einem Planiersteuerungssystem dargestellt. In einem ersten Schritt 305 empfängt die Steuereinheit Erfassungssignale aus einem Sensor, wobei die Erfassungssignale einen Abstand zwischen einer Position eines Planierelements einer Arbeitsmaschine und einer Zielzone angeben. In Schritt 310 ändern die Anzeigeinformationen den Maßstab, wobei die Anzeigeinformationen mit der Bewegung des Planierelements relativ zur Zielzone zusammenhängen.
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Der Begriff „z. B.“ wird hier verwendet, um nicht erschöpfende Beispiele aufzulisten, und hat dieselbe Bedeutung wie alternative illustrative Ausdrücke wie „einschließlich“, „einschließlich, aber nicht beschränkt auf“ und „einschließlich ohne Einschränkung“.
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Sofern hier nicht anderweitig eingeschränkt oder abgeändert, bezeichnen Listen mit Elementen, die durch Bindewörter (z. B. „und“) getrennt sind und denen der Ausdruck „eines oder mehrere von“, „mindestens eines von“, „mindestens“ oder ein ähnlicher Ausdruck vorangestellt ist, Ausbildungen oder Anordnungen, die möglicherweise einzelne Elemente der Liste oder eine beliebige Kombination davon beinhalten. Beispielsweise weisen „mindestens eines von A, B und C“ und „eines oder mehrere von A, B und C“ jeweils auf die Möglichkeit hin, dass nur A, nur B, nur C oder eine beliebige Kombination von zwei oder mehr von A, B und C (A und B; A und C; B und C; oder A, B und C) vorliegt.
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Die Singularformen „ein/e/r“ und „der/die/das“, wie hier verwendet, sollen auch die Pluralformen umfassen, es sei denn, der Kontext gibt eindeutig etwas Anderes an. Ferner sollen „umfasst“, „beinhaltet“, „enthält“ und ähnliche Ausdrücke das Vorhandensein bestimmter Merkmale, Schritte, Vorgänge, Elemente und/oder Komponenten angeben, schließen aber das Vorhandensein oder Hinzufügen eines oder mehrerer anderer Merkmale, Schritte, Vorgänge, Elemente, Komponenten und/oder Gruppen davon nicht aus.
