DE112016000256T5

DE112016000256T5 - Arbeitsausrüstungs-Steuerung und Arbeitsmaschine

Info

Publication number: DE112016000256T5
Application number: DE112016000256.4T
Authority: DE
Inventors: Toru Matsuyama; Jin Kitajima
Original assignee: Komatsu Ltd
Current assignee: Komatsu Ltd
Priority date: 2016-11-29
Filing date: 2016-11-29
Publication date: 2017-09-28
Anticipated expiration: 2036-11-30
Also published as: WO2017104408A1; DE112016000256B4; CN107109820B; KR101934052B1; JP6450008B2; JPWO2017104408A1; KR20180062969A; KR20180130110A; US10501911B2; CN107109820A; US20180266071A1

Abstract

Eine Steuerungsvorrichtung enthält eine Löffel-Steuerungseinheit und eine Geschwindigkeits-Beschränkungseinheit. Die Löffel-Steuerungseinheit berechnet eine Steuerungs-Geschwindigkeit, mit der ein Löffel so gesteuert wird, dass ein Winkel der Arbeitsausrüstung auf einem konstanten Winkel gehalten wird. Die Geschwindigkeits-Beschränkungseinheit verringert die Steuerungs-Geschwindigkeit, wenn der Löffel mit der durch die Löffel-Steuerungseinheit berechneten Steuerungs-Geschwindigkeit bewegt wird und wenn eine Richtung, in der der Löffel bewegt wird, und eine Richtung, in der der Stiel bewegt wird, miteinander übereinstimmen.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Arbeitsausrüstungs-Steuerungsvorrichtung und eine Arbeitsmaschine.
Technischer Hintergrund
Es ist, wie in Patentdokument 1 offenbart, Technologie bekannt, mit der Arbeitsausrüstung so gesteuert wird, dass ein an einer Arbeitsmaschine vorhandener Löffel nicht in eine geplante Fläche eindringt, die eine Soll-Form eines Aushub-Objektes vorgibt. Es ist, wie in Patentdokument 2 offenbart, Technologie bekannt, mit der ein Winkel von Arbeitsausrüstung konstant gehalten wird, um geradlinigen Aushub durchzuführen.
Liste der Anführungen
Patentdokumente
Patentdokument 1

Japanisches Patent Nr. 5654144

Patentdokument 2

Ungeprüfte Japanische Patentanmeldung, Erstveröffentlichung Nr. H03-66838

Zusammenfassung der Erfindung
Technisches Problem
Bei der in Patentdokument 2 beschriebenen Technologie fährt eine Steuerungsvorrichtung einen Löffelzylinder ein und aus, um nacheinander eine Stellung der Arbeitsausrüstung vorzugeben und eine aktuelle Stellung auf eine Soll-Stellung zu ändern. Dabei sind Unterschiede der Härte im Inneren eines Aushub-Objektes möglich. Beispielsweise kann das Aushub-Objekt Erde sowie Sand und Steine enthalten. In diesem Fall wird, wenn mit einem Löffel eine Stelle ausgehoben wird, die relativ hohe Härte aufweist, eine stärkere Gegenwirkungskraft erzeugt, als wenn eine Stelle ausgehoben wird, die relativ niedrige Härte aufweist. So kann, wenn eine Stellung des Löffels durch eine Störung verschoben wird, Regelung bewirken, dass der Löffel schwingt und die Stellung des Löffels instabil wird.
Der Zweck eines Aspektes der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Steuerungsvorrichtung, die in der Lage ist, Schwingen eines Löffels bei einer Steuerung zum Aufrechterhalten eines konstanten Winkels von Arbeitsausrüstung zu reduzieren, sowie eine damit versehene Arbeitsmaschine zu schaffen.
Lösung des Problems
Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung wird eine Steuerungsvorrichtung zum Steuern einer Arbeitsmaschine geschaffen, die mit Arbeitsausrüstung versehen ist, die einen Löffel und einen Stiel enthält, der den Löffel trägt, und die mit einem Arbeitsmaschinen-Aufbau versehen ist, der die Arbeitsausrüstung trägt, wobei die Steuerungsvorrichtung eine Löffel-Steuerungseinheit, die so konfiguriert ist, dass sie eine Steuerungs-Geschwindigkeit berechnet, mit der der Löffel so gesteuert wird, dass ein Winkel des Löffels auf einem konstanten Winkel gehalten wird, sowie eine Geschwindigkeits-Beschränkungseinheit enthält, die so konfiguriert ist, dass sie die Steuerungs-Geschwindigkeit reduziert, wenn der Löffel mit der durch die Löffel-Steuerungseinheit berechneten Steuerungs-Geschwindigkeit angetrieben wird und wenn eine Richtung, in der der Löffel bewegt wird, und eine Richtung, in der der Stiel bewegt wird, miteinander übereinstimmen.
Gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung enthält eine Arbeitsmaschine Arbeitsausrüstung, die einen Löffel und einen Stiel enthält, der den Löffel trägt, einen Arbeitsmaschinen-Aufbau, der die Arbeitsausrüstung trägt, sowie die Arbeitsausrüstungs-Steuerungsvorrichtung gemäß dem ersten Aspekt.
Vorteilhafte Effekte der Erfindung
Gemäß wenigstens einem der oben aufgeführten Aspekte kann mit der Arbeitsausrüstungs-Steuerungsvorrichtung Schwingen eines Löffels bei einer Steuerung zum Aufrechterhalten eines konstanten Winkels von Arbeitsausrüstung reduziert werden.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 ist eine Perspektivansicht, die einen Aufbau eines Hydraulikbaggers gemäß einer ersten Ausführungsform zeigt.
2 ist ein schematisches Blockdiagramm, das einen Aufbau eines Steuerungssystems des Hydraulikbaggers gemäß der ersten Ausführungsform zeigt.
3 ist eine Ansicht, die ein Beispiel einer Stellung von Arbeitsausrüstung 110 zeigt.
4 ist ein Blockdiagramm, das einen Aufbau einer Steuerungsvorrichtung des Hydraulikbaggers gemäß der ersten Ausführungsform zeigt.
5 ist eine Ansicht, die ein Beispiel einer Geschwindigkeitsbeschränkungs-Tabelle zeigt.
6 ist ein Flussdiagramm, das eine Funktion der Steuerungsvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform zeigt.
7 ist ein Flussdiagramm, das einen Prozess zum Bestimmen von Löffel-Steuerung gemäß der ersten Ausführungsform zeigt.
8 ist eine Ansicht, die ein Beispiel eines Verhaltens eines Hydraulikbaggers gemäß einem Vergleichsbeispiel zeigt.
9 ist eine Ansicht, die ein Beispiel eines Verhaltens des Hydraulikbaggers gemäß der ersten Ausführungsform zeigt.
Beschreibung von Ausführungsformen
Erste Ausführungsform
Im Folgenden wird eine Ausführungsform unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.
Hydraulikbagger
1 ist eine Perspektivansicht, die einen Aufbau eines Hydraulikbaggers gemäß einer ersten Ausführungsform zeigt. In der ersten Ausführungsform wird ein Hydraulikbagger 100 als ein Beispiel für eine Arbeitsmaschine beschrieben. Eine Arbeitsmaschine gemäß einer anderen Ausführungsform ist möglicherweise nicht unbedingt der Hydraulikbagger 100.
Der Hydraulikbagger 100 ist mit Arbeitsausrüstung 110, die mit Hydraulikdruck betrieben wird, einem Bagger-Aufbau 120, der als ein oberer Schwenk-Aufbau dient, der die Arbeitsausrüstung 110 trägt, sowie einem Unterwagen 130 versehen, der als unteres Fahrwerk dient, das den Bagger-Aufbau 120 trägt.
Die Arbeitsausrüstung 110 ist mit einem Ausleger 111, einem Stiel 112, einem Löffel 113, Auslegerzylindern 114, einem Stielzylinder 115 sowie einem Löffelzylinder 116 versehen.
Der Ausleger 111 ist eine Strebe, mit der der Stiel 112 und der Löffel 113 getragen werden. Ein hinteres Ende des Auslegers 111 ist über einen Bolzen Plan einem vorderen Teil des Bagger-Aufbaus 120 angebracht.
Der Stiel 112 verbindet den Ausleger 111 und den Löffel 113. Ein hinteres Ende des Stiels 112 ist über einen Bolzen P2 an einem vorderen Ende des Auslegers 111 angebracht.
Der Löffel 113 ist ein Behälter, der eine Löffelschneide zum Ausheben von Erde, Sand oder dergleichen aufweist. Ein hinteres Ende des Löffels 113 ist über einen Bolzen P3 an einem vorderen Ende des Stiels 112 angebracht.
Die Auslegerzylinder 114 sind Hydraulikzylinder zum Betätigen des Auslegers 111. Hintere Enden der Auslegerzylinder 114 sind an dem Bagger-Aufbau 120 angebracht. Vordere Enden der Auslegerzylinder 114 sind an dem Ausleger 111 angebracht.
Der Stielzylinder 115 ist ein Hydraulikzylinder, mit dem der Stiel 112 bewegt wird. Ein hinteres Ende des Stielzylinders 115 ist an dem Ausleger 111 angebracht. Ein vorderes Ende des Stielzylinders 115 ist an dem Stiel 112 angebracht.
Der Löffelzylinder 116 ist ein Hydraulikzylinder, mit dem der Löffel 113 bewegt wird. Ein hinteres Ende des Löffelzylinders 116 ist an dem Stiel 112 angebracht. Ein vorderes Ende des Löffelzylinders 116 ist an dem Löffel 113 angebracht.
Der Bagger-Aufbau 100 ist mit einer Kabine 121 versehen, in die eine Bedienungsperson einsteigt. Die Kabine 121 befindet sich im vorderen Teil des Bagger-Aufbaus 120 und an einer linken Seite der Arbeitsausrüstung 110. In der ersten Ausführungsform sind, bezogen auf die Kabine 121, eine Vorwärts- und eine Rückwärts-Richtung als Richtungen +Y und –Y definiert, eine Links- und eine Rechts-Richtung als Richtungen –X und +X definiert und eine Aufwärts-Richtung und eine Abwärts-Richtung sind als Richtungen +Z und –Z definiert.
Eine Betätigungseinrichtung 1211 zum Betätigen der Arbeitsausrüstung 110 befindet sich im Inneren der Kabine 121. In Reaktion auf ein Maß der Betätigung der Betätigungseinrichtung 1211 wird den Auslegerzylindern 114, dem Stielzylinder 115 und dem Löffelzylinder 116 Arbeitsfluid zugeführt.
Steuerungssystem des Hydraulikbaggers
2 ist ein schematisches Blockdiagramm, das einen Aufbau eines Steuerungssystems des Hydraulikbaggers gemäß der ersten Ausführungsform zeigt.
Der Hydraulikbagger 100 ist mit einem Hub-Detektor 117, der Betätigungseinrichtung 1211, einem Positions-Detektor 122, einer Richtungs-Berechnungseinrichtung 123 sowie einem Neigungs-Detektor 124 versehen.
Der Hub-Detektor 100 erfasst eine Hublänge der Auslegerzylinder 114, des Stielzylinders 115 und des Löffelzylinders 116. So kann eine Steuerungsvorrichtung 126 (weiter unten beschrieben) einen Stellungs-Winkel der Arbeitsausrüstung 110 auf Basis der Hublänge der Auslegerzylinder 114, des Stielzylinders 115 und des Löffelzylinders 116 erfassen. Das heißt, bei der ersten Ausführungsform ist der Hub-Detektor 117 ein Beispiel für eine Einrichtung zum Erfassen des Stellungs-Winkels der Arbeitsausrüstung 110. Jedoch ist eine andere Ausführungsform nicht darauf beschränkt, und anstelle des Hub-Detektors 117 oder zusammen mit dem Hub-Detektor 117 kann ein Winkel-Detektor, wie beispielsweise ein Drehgeber oder eine Wasserwaage, als die Einrichtung zum Erfassen des Stellungs-Winkels der Arbeitsausrüstung 110 eingesetzt werden.
Die Betätigungseinrichtung 1211 ist mit einem rechten Bedienhebel 1212, der sich an einer rechten Seite der Kabine 121 befindet, und einem linken Bedienhebel 1213 versehen, der sich an einer linken Seite der Kabine 121 befindet. Die Betätigungseinrichtung 1211 erfasst das Maß der Betätigung des rechten Bedienhebels 1212 in der Vorwärts-/Rückwärts-Richtung sowie in der Links-/Rechts-Richtung und das Maß der Betätigung des linken Bedienhebels 1213 in der Vorwärts-/Rückwärts-Richtung sowie in der Links-/Rechts-Richtung und gibt Betätigungssignale, die dem erfassten Maß der Betätigung entsprechen, an die Steuerungsvorrichtung 126 aus. Ein Modus zum Erzeugen von Betätigungssignalen über die Betätigungseinrichtung 1211 gemäß der ersten Ausführungsform ist ein PPC-Modus. Der PPC-Modus ist ein Modus, in dem hydraulische Vorsteuerdrücke, die durch Betätigung des rechten Bedienhebels 1212 und Betätigung des linken Bedienhebels 1213 erzeugt werden, von Drucksensoren erfasst werden und die Betätigungssignale erzeugt werden.
Das heißt, eine Betätigung des rechten Bedienhebels 1212 in der Vorwärts-Richtung entspricht einem Befehl für eine Einfahr-Bewegung der Auslegerzylinder 114 sowie einem Befehl für eine Absenk-Bewegung des Auslegers 111. Eine Betätigung des rechten Bedienhebels 1212 in der Rückwärts-Richtung entspricht einem Befehl für eine Ausfahr-Bewegung der Auslegerzylinder 114 sowie einem Befehl für eine Anhebe-Bewegung des Auslegers 111. Eine Betätigung des rechten Bedienhebels 1212 in der Rechts-Richtung entspricht einem Befehl für eine Einfahr-Bewegung des Löffelzylinders 116 sowie einem Befehl für eine Auskipp-Bewegung des Löffels 113. Eine Betätigung des rechten Bedienhebels 1212 in der Links-Richtung entspricht einem Befehl für eine Ausfahr-Bewegung des Löffelzylinders 116 sowie einem Befehl für eine Aushub-Bewegung des Löffels 113. Eine Betätigung des linken Bedienhebels 1213 in der Vorwärts-Richtung entspricht einem Befehl für eine Ausfahr-Bewegung des Stielzylinders 115 sowie einem Befehl für eine Aushub-Bewegung des Stiels 112. Eine Betätigung des linken Bedienhebels 1213 in der Rückwärts-Richtung entspricht einem Befehl für eine Einfahr-Bewegung des Stielzylinders 115 sowie einem Befehl für eine Auskipp-Bewegung des Stiels 112. Eine Betätigung des linken Bedienhebels 1213 in der Rechts-Richtung entspricht einem Befehl für eine nach rechts gerichtete Schwenkbewegung des Bagger-Aufbaus 120. Eine Betätigung des linken Bedienhebels 1213 in der Links-Richtung entspricht einem Befehl für eine nach links gerichtete Schwenkbewegung des Bagger-Aufbaus 120.
Der Positions-Detektor 122 erfasst eine Position des Bagger-Aufbaus 120. Der Positions-Detektor 122 ist mit einem ersten Empfänger 1231 versehen, der ein Ortungssignal von einem künstlichen Satelliten empfängt, der zu einem globalen Satelliten-Navigationssystem (GNSS) gehört. Der Positions-Detektor 122 erfasst eine Position eines repräsentativen Punktes des Bagger-Aufbaus 120 in einem globalen Koordinatensystem auf Basis des durch den ersten Empfänger 1231 empfangenen Ortungssignals. Das globale Koordinatensystem ist ein Koordinatensystem, in dem ein bestimmter Punkt auf dem Boden (beispielsweise eine Position einer GNSS-Basisstation, die an einer Baustelle installiert ist) als ein Bezugspunkt festgelegt ist. Ein Beispiel für das globale Satelliten-Navigationssystem kann ein Global Positioning System (GPS) einschließen.
Die Richtungs-Berechnungseinrichtung 123 berechnet eine Richtung, in der der Bagger-Aufbau 120 gerichtet ist. Die Richtungs-Berechnungseinrichtung 123 ist mit dem ersten Empfänger 1231 und einem zweiten Empfänger 1232 versehen, die das Ortungssignal von dem künstlichen Satelliten empfangen, der zu dem GNSS gehört. Der erste Empfänger 1231 und der zweite Empfänger 1232 sind an verschiedenen Positionen des Bagger-Aufbaus 120 installiert. Die Richtungs-Berechnungseinrichtung 123 berechnet die Richtung des Bagger-Aufbaus 120 als eine Beziehung einer Installations-Position des erfassten zweiten Empfängers 1232 zu einer Installations-Position des erfassten ersten Empfängers 1231 unter Verwendung des durch den ersten Empfänger 1231 empfangenen Ortungssignals und des durch den zweiten Empfänger 1232 empfangenen Ortungssignals.
Der Neigungs-Detektor 124 misst eine Beschleunigung sowie eine Winkelgeschwindigkeit des Bagger-Aufbaus 120 und erfasst eine Neigung (beispielsweise eine Nick-Bewegung, die Drehung um eine Achse X herum anzeigt, eine Gier-Bewegung, die Drehung um eine Achse Y herum anzeigt, sowie eine Roll-Bewegung, die Drehung um eine Achse Z herum anzeigt) des Bagger-Aufbaus 120 auf Basis der Messergebnisse. Der Neigungs-Detektor 124 ist beispielsweise an einer Unterseite der Kabine 121 installiert. Der Neigungs-Detektor 124 kann zum Beispiel eine inertiale Messeinheit (IMU) als eine Trägheits-Messvorrichtung nutzen.
Ein Hydrauliksystem 125 ist mit einem Arbeitsfluid-Tank, einer Hydraulikpumpe, einem Stromventil sowie einem elektromagnetischen Proportional-Steuerventil versehen. Die Hydraulikpumpe wird mit Kraft eines Motors (nicht dargestellt) angetrieben und führt dem Auslegerzylinder 114, dem Stielzylinder 115 sowie dem Löffelzylinder 116 Arbeitsfluid über das Stromventil zu. Das elektromagnetische Proportional-Steuerventil beschränkt einen Vorsteuer-Hydraulikdruck, der von der Betätigungseinrichtung 1211 zugeführt wird, auf Basis eines von der Steuerungsvorrichtung 126 empfangenen Steuerungs-Befehls. Das Stromventil weist einen stangenförmigen Steuerkolben auf und reguliert eine Strömungsmenge des Arbeitsfluids, das den Auslegerzylindern 114, dem Stielzylinder 115 und dem Löffelzylinder 116 zugeführt wird, entsprechend einer Position des Steuerkolbens. Der Steuerkolben wird mit dem durch das elektromagnetische Proportional-Steuerventil regulierten Vorsteuer-Hydraulikdruck bewegt. Ein weiteres elektromagnetisches Proportional-Steuerventil, das einen durch die Hydraulikpumpe zugeführten Ausgangsdruck beschränkt, ist in einem Fluid-Weg, der mit dem Löffelzylinder 116 verbunden ist, parallel zu dem elektromagnetischen Proportional-Steuerventil installiert, das den Vorsteuer-Hydraulikdruck beschränkt. So kann bei dem Hydraulikbagger 100 der Löffelzylinder 116 entsprechend einem Hydraulikdruck bewegt werden, der höher ist als der durch die Betätigungseinrichtung 1211 erzeugte Vorsteuer-Hydraulikdruck.
Die Steuerungsvorrichtung 126 ist mit einem Prozessor 910, einem Hauptspeicher 920, einem Speicher 930 sowie einer Schnittstelle 940 versehen.
Ein Programm zum Steuern der Arbeitsausrüstung 110 ist in dem Speicher 930 gespeichert. Der Speicher 930 kann beispielsweise ein Festplattenlaufwerk (HDD), einen nicht flüchtigen Speicher und dergleichen enthalten. Der Speicher 930 kann ein internes Medium, das direkt mit einem Bus der Steuerungsvorrichtung 126 verbunden ist, oder ein externes Medium sein, das über die Schnittstelle 940 oder eine Kommunikationsleitung mit der Steuerungsvorrichtung 126 verbunden ist.
Der Prozessor 910 ruft das Programm aus dem Speicher 930 ab, führt das aufgerufene Programm in dem Hauptspeicher 920 aus und führt entsprechend dem Programm einen Prozess durch. Der Prozessor 910 sichert einen Speicherbereich in dem Hauptspeicher 920 für das Programm. Die Schnittstelle 940 ist mit dem Hub-Detektor 117, der Betätigungseinrichtung 1211, dem Positions-Detektor 122, der Richtungs-Berechnungseinrichtung 123, dem Neigungs-Detektor 124 und anderen Peripherieeinrichtungen verbunden und führt Signalübertragung mit ihnen durch.
Das Programm kann ein Programm sein, mit dem ein Teil von Funktionen realisiert wird, die die Steuerungsvorrichtung 126 aufweist. Das Programm kann beispielsweise ein Programm sein, das eine Funktion dadurch aufweist, dass es mit einem bereits in dem Speicher 930 gespeicherten Programm kombiniert wird oder mit einem an einer anderen Vorrichtung installierten Programm kombiniert wird.
Die Steuerungsvorrichtung 126 gibt eine Position des Löffels 113 an, indem sie das Programm auf Basis der durch den Positions-Detektor 122 erfassten Position, der durch die Richtungs-Berechnungseinrichtung 123 erfassten Richtung, des durch den Neigungs-Detektor 124 erfassten Neigungswinkels des Bagger-Aufbaus 120 sowie der durch den Hub-Detektor 117 erfassten Hublänge ausführt. Die Steuerungsvorrichtung 126 gibt auf Basis der angegebenen Position des Löffels 113 sowie des Maßes der Betätigung der Betätigungseinrichtung 1211 einen Steuerungs-Befehl für die Auslegerzylinder 114 und einen Steuerungs-Befehl für den Löffelzylinder 116 an das elektromagnetische Proportional-Steuerventil des Hydrauliksystems 125 aus.
Stellung der Arbeitsausrüstung
3 ist eine Ansicht, die ein Beispiel einer Stellung der Arbeitsausrüstung 110 zeigt.
Die Steuerungsvorrichtung 126 berechnet eine Stellung der Arbeitsausrüstung 110 und erzeugt einen Steuerungs-Befehl für die Arbeitsausrüstung 110 auf Basis der Stellung. Das heißt, die Steuerungsvorrichtung 126 berechnet einen Stellungs-Winkel α des Auslegers 111, einen Stellungs-Winkel β des Stiels 112, einen Stellungs-Winkel γ des Löffels 103 sowie eine Position jedes Konturpunktes des Löffels 113 als die Stellung der Arbeitsausrüstung 110.
Der Stellungs-Winkel α des Auslegers 111 wird durch einen Winkel repräsentiert, der durch einen Strahl, der von dem Bolzen P1 in der Aufwärts-Richtung (in der Richtung +Z) des Bagger-Aufbaus 120 verläuft, und einen Strahl gebildet wird, der von dem Bolzen P1 zu dem Bolzen P2 verläuft. Die Aufwärts-Richtung des Bagger-Aufbaus 120 und eine vertikale Aufwärts-Richtung stimmen aufgrund einer Neigung (eines Nick-Winkels) θ des Bagger-Aufbaus 120 nicht notwendigerweise miteinander überein.
Der Stellungs-Winkel β des Stiels 100 wird durch einen Winkel repräsentiert, der durch den Strahl, der von dem Bolzen P1 zu dem Bolzen P2 verläuft, und einen Strahl gebildet wird, der von dem Bolzen P2 zu dem Bolzen P3 verläuft.
Der Stellungs-Winkel γ des Löffels 113 wird durch einen Winkel repräsentiert, der durch den Strahl, der von dem Bolzen P2 zu dem Bolzen P3 verläuft, und einen Strahl gebildet wird, der von dem Bolzen P3 zu einer Schneidenkante E des Löffels 113 verläuft.
Dabei wird die Summe aus dem Stellungs-Winkel α des Auslegers 111, dem Stellungs-Winkel β des Stiels 112 und dem Stellungs-Winkel γ Löffels 113 als ein Stellungs-Winkel η der Arbeitsausrüstung 110 bezeichnet. Der Stellungs-Winkel η der Arbeitsausrüstung 110 entspricht einem Winkel, der durch einen Strahl, der von dem Bolzen P3 in der Aufwärts-Richtung (in der Richtung +Z) des Bagger-Aufbaus 120 verläuft, und den Strahl gebildet wird, der von dem Bolzen P3 zu der Schneidenkante E des Löffels 113 verläuft.
Die Position jedes der Konturpunkte des Löffels 113 wird anhand einer Abmessung L1 des Auslegers 111, einer Abmessung L2 des Stiels 112, einer Abmessung L3 des Löffels 113, des Stellungs-Winkels α des Auslegers 111, des Stellungs-Winkels β des Stiels 112, des Stellungs-Winkels γ des Löffels 113, einer Konturform des Löffels 113, der Position des repräsentativen Punktes O des Bagger-Aufbaus 120 sowie einer Positionsbeziehung zwischen dem repräsentativen Punkt O und dem Bolzen P1 ermittelt. Die Abmessung L1 des Auslegers 111 ist ein Abstand von dem Bolzen P1 zu dem Bolzen P2. Die Abmessung L2 des Stiels 112 ist ein Abstand von dem Bolzen P2 zu dem Bolzen P3. Die Abmessung L3 des Löffels 113 ist ein Abstand von dem Bolzen P3 zu der Schneidenkante E. Die Positionsbeziehung zwischen dem repräsentativen Punkt O und dem Bolzen P1 wird beispielsweise durch Koordinatenpositionen X, Y und Z des Bolzens P1 auf Basis des repräsentativen Punktes O dargestellt. Die Positionsbeziehung zwischen dem repräsentativen Punkt O und dem Bolzen P1 kann beispielsweise durch einen Abstand von dem repräsentativen Punkt O zu dem Bolzen P1, eine Neigung eines Strahls, der in einer Richtung der Achse X von dem repräsentativen Punkt O zu dem Bolzen P1 verläuft, sowie eine Neigung des Strahls dargestellt werden, der in einer Richtung der Achse Y von dem repräsentativen Punkt O zu dem Bolzen P1 verläuft.
Steuerungsvorrichtung des Hydraulikbaggers
4 ist ein Blockdiagramm, das einen Aufbau der Steuerungsvorrichtung des Hydraulikbaggers gemäß der ersten Ausführungsform zeigt.
Die Steuerungsvorrichtung 126 ist mit einer Einheit 200 zum Speichern von Arbeitsmaschinen-Informationen, einer Einheit 201 zum Ermitteln eines Maßes der Betätigung, einer Einheit 202 zum Beziehen erfasster Informationen, einer Einheit 203 zum Angeben einer Stellung, einer Einheit 204 zum Speichern von Soll-Baudaten, einer Einheit 205 zum Angeben einer Soll-Baulinie, einer Einheit 206 zum Angeben eines Abstandes, einer Einheit 207 zum Festlegen einer Soll-Geschwindigkeit, einer Arbeitsausrüstungs-Steuerungseinheit 208, einer Löffel-Steuerungseinheit 209, einer Einheit 210 zum Speichern eines Stellungs-Winkels, einer Geschwindigkeitsbeschränkungs-Einheit 211 und einer Einheit 212 zum Ausgeben eines Steuerungs-Befehls versehen.
Die Einheit 200 zum Speichern von Arbeitsmaschinen-Informationen speichert die Abmessung L1 des Auslegers 111, die Abmessung L2 des Stiels 112, die Abmessung L3 des Löffels 113, die Konturform des Löffels 113 sowie die Positionsbeziehung zwischen dem repräsentativen Punkt O und dem Bolzen P1.
Die Einheit 201 zum Ermitteln eines Maßes der Betätigung erfasst ein Betätigungs-Signal, dass ein Maß der Betätigung (den Vorsteuer-Hydraulikdruck oder einen Winkel eines elektrischen Hebels) anzeigt, von der Betätigungseinrichtung 1211. Das heißt, die Einheit 201 zum Ermitteln eines Maßes der Betätigung ermittelt ein Maß der Betätigung bezüglich des Auslegers 111, ein Maß der Betätigung bezüglich des Stiels 112, ein Maß der Betätigung bezüglich des Löffels 113 sowie ein Maß der Betätigung bezüglich einer Schwenkbewegung.
Die Einheit 103 zum Beziehen erfasster Informationen bezieht Informationen, die jeweils von dem Positions-Detektor 122, der Richtungs-Berechnungseinrichtung 123, dem Neigungs-Detektor 124 sowie dem Hub-Detektor 117 erfasst werden. Das heißt, die Einheit 202 zum Beziehen erfasster Informationen bezieht Positions-Informationen in dem globalen Koordinatensystem des Bagger-Aufbaus 120, die Richtung, in die der Bagger-Aufbau 120 gerichtet ist, die Neigung des Bagger-Aufbaus 120, die Hublänge der Auslegerzylinder 114, die Hublänge des Stielzylinders 115 sowie die Hublänge des Löffelzylinders 116.
Die Einheit 203 zum Angeben einer Stellung gibt den Stellungs-Winkel η der Arbeitsausrüstung 110 auf Basis der durch die Einheit 202 zum Beziehen erfasster Informationen bezogenen Informationen an. Das heißt, die Einheit 203 zum Angeben einer Stellung gibt den Stellungs-Winkel η der Arbeitsausrüstung 110 in der unten beschriebenen Reihenfolge ein. Die Einheit 203 zum Angeben einer Stellung berechnet den Stellungs-Winkel α des Auslegers 111 anhand der Hublänge der Auslegerzylinder 114. Die Einheit 203 zum Angeben einer Stellung berechnet den Stellungs-Winkel β des Stiels 112 anhand der Hublänge des Stielzylinders 115. Die Einheit 203 zum Angeben einer Stellung berechnet den Stellungs-Winkel γ anhand der Hublänge des Löffelzylinders 116.
Die Einheit 203 zum Angeben einer Stellung gibt die Position in dem globalen Koordinatensystem in Bezug auf eine Vielzahl von Konturpunkten des Löffels 113 auf Basis des berechneten Stellungs-Winkels, der durch die Einheit 202 zum Beziehen erfasster Informationen bezogenen Informationen und den in der Einheit 200 zum Speichern von Arbeitsmaschinen-Informationen gespeicherten Informationen an. Die Konturpunkte des Löffels 113 schließen eine Vielzahl von Punkten der Schneidenkante E des Löffels 113 in einer Breitenrichtung (der Richtung X) sowie eine Vielzahl von Punkten einer Bodenplatte desselben in der Breitenrichtung ein. Das heißt, die Einheit 203 zum Angeben einer Stellung gibt den Stellungs-Winkel α des Auslegers 111, den Stellungs-Winkel β des Stiels 112, den Stellungs-Winkel γ des Löffels 113, die Abmessung L1 des Auslegers 111, die Abmessung L2 des Stiels 112, die Abmessung L3 des Löffels 113, die Konturform des Löffels 113, die Positionsbeziehung zwischen dem repräsentativen Punkt O und dem Bolzen P1, die Position des repräsentativen Punktes O des Bagger-Aufbaus 120, die Richtung, in der der Bagger-Aufbau 120 gerichtet ist, sowie die Positionen der Konturpunkte des Löffels 113 in dem globalen Koordinatensystem anhand der Neigung θ des Bagger-Aufbaus 120 an.
Die Einheit 203 zum Angeben einer Stellung ist ein Beispiel für eine Einheit zum Angeben eines Status der Arbeitsausrüstung, die den Status der Arbeitsausrüstung 110 angibt.
Die Einheit 204 zum Speichern von Soll-Baudaten speichert Soll-Baudaten, die eine Soll-Form eines Aushub-Objektes an einer Baustelle angeben. Die Soll-Baudaten sind anhand des globalen Koordinatensystems dargestellte dreidimensionale Daten, stereografische topographische Daten, die aus einer Vielzahl von Dreieck-Polygonen bestehen, die eine Soll-Baufläche angeben, oder dergleichen. Die Soll-Baudaten werden von einem externen Speichermedium gelesen oder über ein Netzwerk von einem externen Server empfangen und so in der Einheit 204 zum Speichern von Soll-Baudaten gespeichert.
Die Einheit zum Angeben einer Soll-Baulinie gibt eine Soll-Baulinie auf Basis der in der Einheit 204 zum Speichern von Soll-Baudaten gespeicherten Soll-Baudaten und der durch die Einheit 203 zum Angeben einer Stellung angegebenen Positionen der Konturpunkte des Löffels 113 an. Die Soll-Baulinie wird durch eine Schnittlinie zwischen einer Bewegungsfläche des Löffels 113 (einer Fläche im rechten Winkel zu der Achse X, die durch den Löffel 113 verläuft) und den Soll-Baudaten repräsentiert. Das heißt, die Einheit 205 zum Angeben einer Soll-Baulinie gibt die Soll-Baulinie in der unten dargestellten Reihenfolge an.
Die Einheit 205 zum Angeben einer Soll-Baulinie gibt für die Konturpunkte des Löffels 113 eine Position an, die sich am weitesten unten (an einer Position, deren Höhe am geringsten ist) befindet. Die Einheit 205 zum Angeben einer Soll-Baulinie gibt eine Soll-Baufläche an, die sich vertikal unterhalb des angegebenen Konturpunktes befindet. Die Soll-Baufläche kann durch die Einheit 205 mit einem Verfahren, mit dem eine Soll-Baufläche angegeben wird, die den kürzesten Abstand zu dem Löffel 113 aufweist, oder dergleichen vorgegeben werden
Anschließend berechnet die Einheit 205 zum Angeben einer Soll-Baulinie eine Schnittlinie zwischen der Bewegungsfläche des Löffels 113, die durch den angegebenen Konturpunkt verläuft, und der Soll-Baufläche sowie die Soll-Baudaten als die Soll-Baulinie. Die durch die Einheit 205 zum Angeben einer Soll-Baulinie berechnete Soll-Baulinie kann so vorgegeben werden, dass sie ein Strahl wie auch eine topographische Form ist, die eine Breite hat.
Die Einheit 205 zum Angeben einer Soll-Baulinie ist ein Beispiel für eine Einheit zum Angeben eines Steuerungs-Bezugspunktes, die einen Steuerungs-Bezugspunkt der Arbeitsausrüstung 110 angibt.
Die Einheit 206 zum Angeben eines Abstandes gibt einen Abstand zwischen dem Löffel 113 und einem Punkt (einer Position des Aushub-Objektes) der Soll-Baulinie an.
Die Einheit 207 zum Festlegen einer Soll-Geschwindigkeit legt eine Soll-Geschwindigkeit des Auslegers 111 auf Basis des Maßes der Betätigung des rechten Bedienhebels 1212 in der Vorwärts-/Rückwärts-Richtung an, das durch die Einheit 201 zum Ermitteln eines Maßes der Betätigung ermittelt wird. Die Einheit 207 zum Festlegen einer Soll-Geschwindigkeit legt eine Soll-Geschwindigkeit des Stiels 112 auf Basis des Maßes der Betätigung des linken Bedienhebels 1213 in der Vorwärts-/Rückwärts-Richtung fest, das durch die Einheit 201 zum Ermitteln eines Maßes der Betätigung ermittelt wird. Die Einheit 207 zum Festlegen einer Soll-Geschwindigkeit legt eine Soll-Geschwindigkeit des Löffels 113 auf Basis des Maßes der Betätigung des rechten Bedienhebels 1212 in der Links-/Rechts-Richtung fest, das durch die Einheit 201 zum Ermitteln eines Maßes der Betätigung ermittelt wird.
Die Arbeitsausrüstungs-Steuereinheit 208 führt auf Basis des durch die Einheit 206 zum Angeben eines Abstandes angegebenen Abstandes Arbeitsausrüstungs-Steuerung durch, mit der die Arbeitsausrüstung 110 so gesteuert wird, dass der Löffel 113 nicht unter die Soll-Baufläche eindringt. Die Arbeitsausrüstungs-Steuerung gemäß der ersten Ausführungsform ist Steuerung, mit der eine Geschwindigkeitsbeschränkung des Auslegers 111 so festgelegt wird, dass der Löffel 113 nicht unter die Soll-Baufläche eindringt, und mit der ein Befehl zum Steuern des Auslegers 111 erzeugt wird. Das heißt, die Arbeitsausrüstungs-Steuerungseinheit 208 legt die Geschwindigkeitsbeschränkung des Auslegers 111 in einer vertikalen Richtung anhand einer Geschwindigkeitsbeschränkungs-Tabelle fest, die eine Beziehung zwischen einem Abstand zwischen dem Löffel 113 und der Position des Aushub-Objektes und einer Geschwindigkeitsbeschränkung der Arbeitsausrüstung 110 angibt.
5 ist eine Ansicht, die ein Beispiel einer Geschwindigkeitsbeschränkungs-Tabelle zeigt. Der Geschwindigkeitsbeschränkungs-Tabelle zufolge wird, wenn der Abstand zwischen dem Löffel 113 und der Position des Aushub-Objektes 0 beträgt, eine vertikale Komponente einer Geschwindigkeit der Arbeitsausrüstung 110 0. In der Geschwindigkeitsbeschränkungs-Tabelle wird, wenn ein tiefster Punkt des Löffels 113 oberhalb der Soll-Baulinie liegt, der Abstand zwischen dem Löffel 113 und der Position des Aushub-Objektes als ein positiver Wert ausgedrückt. Wenn hingegen der tiefste Punkt des Löffels 113 unterhalb der Soll-Baulinie liegt, wird der Abstand zwischen dem Löffel 113 und der Position des Aushub-Objektes als ein negativer Wert ausgedrückt. In der Geschwindigkeitsbeschränkungs-Tabelle wird eine Geschwindigkeit bei Bewegung des Löffels 113 nach oben als ein positiver Wert ausgedrückt. Wenn der Abstand zwischen dem Löffel 113 und der Position des Aushub-Objektes unter oder auf einem Schwellenwert th für Arbeitsausrüstungs-Steuerung liegt, der ein positiver Wert ist, wird die Geschwindigkeitsbeschränkung der Arbeitsausrüstung 110 auf Basis des Abstandes zwischen dem Löffel 113 und der Position des Aushub-Objektes reguliert. Wenn der Abstand zwischen dem Löffel 113 und der Position des Aushub-Objektes über oder auf dem Schwellenwert th für Arbeitsausrüstungs-Steuerung liegt, hat ein Absolutwert der Geschwindigkeitsbeschränkung der Arbeitsausrüstung 110 einen Wert, der größer ist als der Maximalwert einer Soll-Geschwindigkeit der Arbeitsausrüstung 110. Das heißt, da der Absolutwert der Soll-Geschwindigkeit der Arbeitsausrüstung 110 stets kleiner ist als der Absolutwert der Geschwindigkeitsbeschränkung, wenn der Abstand zwischen dem Löffel 113 und der Position des Aushub-Objektes über oder auf dem Schwellenwert th für Arbeitsausrüstungs-Steuerung liegt, wird der Ausleger 111 stets mit der Soll-Geschwindigkeit bewegt.
Wenn der Absolutwert der Geschwindigkeitsbeschränkung kleiner ist als ein Absolutwert der Summe vertikaler Komponenten von Soll-Geschwindigkeiten des Auslegers 111, des Stiels 112 und des Löffels 113, subtrahiert die Arbeitsausrüstungs-Steuerungseinheit 208 die vertikale Komponente der Soll-Geschwindigkeit des Stiels 112 und die vertikale Komponente der Soll-Geschwindigkeit des Löffels 113 von der Geschwindigkeitsbeschränkung und berechnet so die Geschwindigkeitsbeschränkung des Auslegers 111 in der vertikalen Richtung. Die Arbeitsausrüstungs-Steuerungseinheit 208 berechnet die Geschwindigkeitsbeschränkung des Auslegers 111 anhand der Geschwindigkeitsbeschränkung des Auslegers 111 in der vertikalen Richtung.
Wenn die Bedingungen zum Beginnen von Löffel-Steuerung erfüllt sind, beginnt die Löffel-Steuerungseinheit 209 Steuerung, mit der der Löffel 113 so gesteuert wird, dass der Stellungs-Winkel η der Arbeitsausrüstung 110 ein konstanter Winkel wird. Das heißt, wenn die Bedingungen zum Beginnen von Löffel-Steuerung erfüllt sind, speichert die Löffel-Steuerungseinheit 209 den Stellungs-Winkel η der Arbeitsausrüstung 110 in der Einheit 210 zum Speichern eines Stellungs-Winkels als einen Soll-Stellungs-Winkel η'. Die Löffel-Steuerungseinheit 209 legt auf Basis des in der Einheit 207 zum Speichern eines Stellungs-Winkels gespeicherten Soll-Stellungs-Winkels η', des aktuellen Stellungs-Winkels η der Arbeitsausrüstung 110, einer Geschwindigkeit des Auslegers 111 und einer Geschwindigkeit des Stiels 112 eine Steuerungs-Geschwindigkeit des Löffels 113 (die eine Geschwindigkeit und eine Bewegungsrichtung des Löffels 113 einschließt) fest. Die Geschwindigkeit des Auslegers 111 und die des Stiels 112 werden anhand einer durch den Hub-Detektor 117 erfassten Hublänge pro Zeiteinheit ermittelt. Die Bedingungen zum Beginnen von Löffel-Steuerung sind gemäß der ersten Ausführungsform Bedingungen dahingehend, dass der Abstand zwischen dem Löffel 113 und der Position des Aushub-Objektes unter einem Schwellenwert zum Beginnen von Löffel-Steuerung liegt, dass das Maß von Betätigung bezüglich des Löffels unter einem vorgegebenen Schwellenwert (einem Winkel, der einer Toleranz der Betätigungseinrichtung 1211 entspricht) liegt und dass die Arbeitsausrüstungs-Steuerung durchgeführt wird.
Wenn eine Bedingung für das Abschließen von Löffel-Steuerung erfüllt ist, schließt die Löffel-Steuerungseinheit 209 die Löffel-Steuerung ab. Die Bedingung für das Abschließen von Löffel-Steuerung ist gemäß der ersten Ausführungsform eine Bedingung dahingehend, dass der Abstand zwischen dem Löffel 113 und der Position des Aushub-Objektes über oder auf einem Schwellenwert für das Abschließen von Löffel-Steuerung liegt, dass das Maß der Betatigung bezüglich des Löffels über oder auf dem vorgegebenen Schwellenwert liegt oder dass die Arbeitsausrüstungs-Steuerung nicht durchgeführt wird. Der Schwellenwert zum Beginnen von Löffel-Steuerung ist ein Wert, der kleiner ist als der Schwellenwert für das Abschließen von Löffel-Steuerung. Der Schwellenwert zum Beginnen von Löffel-Steuerung ist ein Wert, der unter oder auf dem Schwellenwert th für Arbeitsausrüstungs-Steuerung liegt. Wenn die Arbeitsausrüstungs-Steuerung nicht durch die Betätigung der Bedienungsperson oder dergleichen durchgeführt wird, führt die Löffel-Steuerungseinheit 209 die Löffel-Steuerung nicht durch.
Die Einheit 210 zum Speichern eines Stellungs-Winkels speichert den Soll-Stellungs-Winkel η' der Arbeitsausrüstung 110 bei der Löffel-Steuerung.
Die Geschwindigkeitsbeschränkungs-Einheit 211 beschränkt die Steuerungs-Geschwindigkeit des Löffels 113 auf Basis des durch die Einheit 201 zum Ermitteln eines Maßes der Betätigung ermittelten Maßes der Betätigung des Stiels 112 und einer durch die Löffel-Steuerungseinheit 209 berechneten Richtung der Steuerungs-Geschwindigkeit des Löffels 113. Das heißt, wenn eine Bewegungsrichtung des Stiels 112 auf Basis der Achse Y mit einer Bewegungsrichtung des Löffels 113 auf Basis der Achse Y übereinstimmt, beschränkt die Geschwindigkeitsbeschränkungs-Einheit 211 die Steuerungs-Geschwindigkeit des Löffels 113 auf 0. In einer anderen Ausführungsform ist die Beschränkung der Steuerungs-Geschwindigkeit des Löffels 113 nicht auf die Beschränkung auf 0 beschränkt, und die Geschwindigkeit der Steuerungs-Geschwindigkeit kann reduziert werden. Als Verfahren zum Steuern einer Steuerungs-Geschwindigkeit stehen unter anderem eine Methode, bei der ein Filter in Bezug auf den Steuerungs-Befehl eingefügt wird, oder eine Methode zur Verfügung, bei der Modulation oder dergleichen durchgeführt wird.
Die Fälle, in denen die Bewegungsrichtung des Stiels 112 und die Bewegungsrichtung des Löffels 113 miteinander übereinstimmen, stellen einen Fall, in dem die Bewegungsrichtung des Stiels 112 eine Auskipp-Richtung (eine Richtung, in der der Stiel 112 durch Einfahren des Stielzylinders 115 bewegt wird) ist und die Bewegungsrichtung des Löffels 113 eine Auskipp-Richtung (eine Richtung, in der der Löffel 113 durch Einfahren des Löffelzylinders 116 bewegt wird) ist, sowie einen Fall dar, in dem die Bewegungsrichtung des Stiels 112 eine Aushub-Richtung (eine Richtung, in der der Stiel 112 durch Ausfahren des Stielzylinders 115 bewegt wird) ist und die Bewegungsrichtung des Löffels 113 eine Aushub-Richtung (eine Richtung, in der der Löffel 113 durch Ausfahren des Löffelzylinders 116 bewegt wird) ist.
Die Einheit 212 zum Ausgeben eines Steuerungs-Befehls gibt den durch die Arbeitsausrüstungs-Steuerungseinheit 208 erzeugten Steuerungs-Befehl für den Ausleger 111 an das elektromagnetische Proportional-Steuerventil des Hydrauliksystems 125 aus. Die Einheit 212 zum Ausgeben eines Steuerungs-Befehls gibt den durch die Löffel-Steuerungseinheit 209 erzeugten Steuerungs-Befehl für den Löffel 113 an das elektromagnetische Proportional-Steuerventil des Hydrauliksystems 125 aus.
Funktions
Im Folgenden wird ein Verfahren zum Steuern des Hydraulikbaggers 100 mit der Steuerungsvorrichtung 126 gemäß der ersten Ausführungsform beschrieben.
6 ist ein Flussdiagramm, das eine Funktion der Steuerungsvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform zeigt. Die Steuerungsvorrichtung 126 führt die im Folgenden dargestellte Steuerung in vorgegebenen Steuerungs-Perioden durch.
Die Einheit 201 zum Ermitteln eines Maßes der Betätigung ermittelt ein Maß der Betätigung bezüglich des Auslegers 111, ein Maß der Betätigung bezüglich des Stiels 112, ein Maß der Betätigung bezüglich des Löffels 113 sowie ein Maß der Betätigung bezüglich einer Schwenkbewegung über die Betätigungseinrichtung 1211 (Schritt S1). Die Einheit 202 zum Beziehen erfasster Informationen bezieht Informationen, die jeweils durch den Positions-Detektor 122, die Richtungs-Berechnungseinrichtung 123, den Neigungs-Detektor 124 und den Hub-Detektor 117 erfasst werden (Schritt S2).
Die Einheit 203 zum Angeben einer Stellung berechnet den Stellungs-Winkel α des Auslegers 111, den Stellungs-Winkel β des Stiels 112 sowie den Stellungs-Winkel γ des Löffels 113 anhand einer Hublänge jedes der Hydraulikzylinder (Schritt S3). Die Einheit 203 zum Angeben einer Stellung berechnet Positionen von Konturpunkten des Löffels 113 in dem globalen Koordinatensystem auf Basis der berechneten Stellungs-Winkel α, β und γ, der Abmessung L1 des Auslegers 111, der Abmessung L2 des Stiels 112, der Abmessung L3 des Löffels 113, einer Form des Löffels 113 sowie einer Position des Auslegers 111 an dem Bagger-Aufbau 120, die in der Einheit 200 zum Speichern von Arbeitsmaschinen-Informationen gespeichert sind, sowie einer Position, einer Richtung und einer Neigung des Bagger-Aufbaus 120, die durch die Einheit 202 zum Beziehen erfasster Informationen bezogen werden (Schritt S4).
Die Einheit 205 zum Angeben einer Soll-Baulinie gibt von den Konturpunkten des Löffels 113 einen Konturpunkt an, der sich an der tiefsten Position in dem globalen Koordinatensystem befindet (Schritt S5). Die Einheit 205 zum Angeben einer Soll-Baulinie gibt eine Soll-Baufläche, die sich vertikal unterhalb jedes der Konturpunkte befindet, in einer Kombination mit dem angegebenen Konturpunkt an (Schritt S6). Dann berechnet die Einheit 205 zum Angeben einer Soll-Baulinie eine Schnittlinie zwischen einer Bewegungsfläche des Löffels 113, die durch den angegebenen Konturpunkt und die Soll-Baufläche hindurch verläuft, und Soll-Baudaten als eine Soll-Baulinie (Schritt S7). Die Einheit 206 zum Angeben eines Abstandes gibt eine geplante Objekt-Linie sowie einen Abstand zwischen dem Löffel 113 und einer Position eines Aushub-Objektes an (Schritt S8). Die Einheit 207 zum Festlegen einer Soll-Geschwindigkeit berechnet Soll-Geschwindigkeiten des Auslegers 111, des Stiels 112 und des Löffels 113 auf Basis des durch die Einheit 201 zum Ermitteln eines Maßes der Betätigung in Schritt S1 ermittelten Maßes der Betätigung (Schritt S9).
Anschließend gibt die Arbeitsausrüstungs-Steuerungseinheit 208 eine Geschwindigkeitsbeschränkung der Arbeitsausrüstung 110, die mit dem Abstand zwischen dem Löffel 113 und der Position des Aushub-Objektes zusammenhängt, der durch die Einheit 206 zum Angeben eines Abstandes angegeben wird, entsprechend der in 5 dargestellten Tabelle an (Schritt S10). Danach berechnet die Arbeitsausrüstungs-Steuerungseinheit 208 eine Geschwindigkeitsbeschränkung des Auslegers 111 auf Basis der Soll-Geschwindigkeiten des Stiels 112 und des Löffels 113 sowie der Geschwindigkeitsbeschränkung der Arbeitsausrüstung 110 (Schritt S11). Die Arbeitsausrüstungs-Steuerungseinheit 208 erzeugt einen Steuerungs-Befehl für den Ausleger 111 sowie einen Steuerungs-Befehl für den Löffel 113 auf Basis der durch die Arbeitsausrüstungs-Steuerungseinheit 208 erzeugten Geschwindigkeitsbeschränkung für den Ausleger 111 (Schritt S12).
Wenn die Arbeitsausrüstungs-Steuerungseinheit 208 den Steuerungs-Befehl für den Ausleger 111 erzeugt, führt die Löffel-Steuerungseinheit 209 einen Löffel-Steuerungsprozess durch, wie er weiter unten dargestellt ist (Schritt S12). 7 ist ein Flussdiagramm, das den Prozess zum Bestimmen der Löffel-Steuerung gemäß der ersten Ausführungsform zeigt.
Die Löffel-Steuerungseinheit 209 bestimmt auf Basis des durch die Einheit 206 zum Angeben eines Abstandes in Schritt S8 angegebenen Abstandes und des durch die Einheit 201 zum Ermitteln eines Maßes der Betätigung in Schritt S1 ermittelten Maßes der Betätigung, ob ein Status des Hydraulikbaggers 100 von einem Zustand, in dem Bedingungen zum Beginnen von Löffel-Steuerung nicht erfüllt sind, zu einem Status übergegangen ist, in dem Bedingungen zum Beginnen von Löffel-Steuerung erfüllt sind (Schritt S31). Wenn der Status des Hydraulikbaggers 100 von dem Status, in dem die Bedingungen zum Beginnen von Löffel-Steuerung nicht erfüllt sind, zu dem Status übergeht, in dem die Bedingungen zum Beginnen von Löffel-Steuerung erfüllt sind (JA in Schritt S31), speichert die Löffel-Steuerungseinheit 209 den in der Einheit 203 zum Angeben einer Stellung angegebenen Stellungs-Winkel η der Arbeitsausrüstung 110 als den Soll-Stellungs-Winkel η' in der Einheit 210 zum Speichern eines Stellungs-Winkels (Schritt S32). Die Löffel-Steuerungseinheit 209 aktiviert Löffel-Steuerung (Schritt S33). Das heißt, die Löffel-Steuerungseinheit 209 legt eine Steuerungs-Geschwindigkeit des Löffels 113 so fest, dass der Stellungs-Winkel η der Arbeitsausrüstung 110 gehalten wird, wenn die Bedingungen zum Beginnen von Löffel-Steuerung erfüllt sind.
Wenn hingegen der Status des Hydraulikbaggers 100 der Status ist, in dem die Bedingungen zum Beginnen von Löffel-Steuerung nicht erfüllt sind, oder wenn die Bedingungen zum Beginnen von Löffel-Steuerung bereits erfüllt sind (NEIN in Schritt S31), stellt die Löffel-Steuerungseinheit 209 fest, ob der Status des Hydraulikbaggers 100 von dem Status, in dem eine Bedingung zum Beginnen von Löffel-Steuerung nicht vollständig erfüllt ist, zu dem Status übergeht, in dem die Bedingung zum Beginnen von Löffel-Steuerung vollständig erfüllt ist (Schritt S34). Wenn der Status des Hydraulikbaggers 100 von dem Status, in dem die Bedingung zum Beginnen von Löffel-Steuerung nicht vollständig erfüllt ist, zu dem Status übergeht, in dem die Bedingung zum Beginnen von Löffel-Steuerung vollständig erfüllt ist (JA in Schritt S34), deaktiviert die Löffel-Steuerungseinheit 209 die Löffel-Steuerung (Schritt S35). Das heißt, die Löffel-Steuerungseinheit 209 legt eine Steuerungs-Geschwindigkeit des Löffels 113 nicht fest, nachdem die Bedingung zum Beginnen von Löffel-Steuerung vollständig erfüllt ist.
Wenn die Löffel-Steuerung aktiviert ist, wenn die Löffel-Steuerung deaktiviert ist oder wenn ein Übergang von nicht ausreichenden zu ausreichenden Bedingungen zum Beginnen von Löffel-Steuerung sowie ein Übergang von nicht vollständiger zu vollständiger Bedingung zum Beginnen von Löffel-Steuerung nicht stattfinden (NEIN in Schritt S34), stellt die Löffel-Steuerungseinheit 209 fest, ob die Löffel-Steuerung aktiviert ist (Schritt S36). Wenn die Löffel-Steuerung deaktiviert ist (NEIN in Schritt S36), schließt die Löffel-Steuerungseinheit 209 den Löffel-Steuerungsprozess ab, ohne die Steuerungs-Geschwindigkeit des Löffels 113 zu berechnen. Im Unterschied dazu berechnet die Löffel-Steuerungseinheit 209, wenn die Löffel-Steuerung aktiviert ist (JA in Schritt S36), eine Änderung Δα des Stellungs-Winkels des Auslegers 111 sowie eine Änderung Δβ des Stellungs-Winkels des Stiels 112 auf Basis der Geschwindigkeiten des Auslegers 111 und des Stiels 112 (Schritt S37). Dann subtrahiert die Löffel-Steuerungseinheit 209 den Stellungs-Winkel η der Arbeitsausrüstung 110, die Änderung Δα und die Änderung Δβ, die durch die Einheit 203 zum Angeben einer Stellung in Schritt S3 angegeben werden, von dem in der Einheit 210 zum Speichern eines Stellungs-Winkels gespeicherten Soll-Stellungs-Winkel η' und berechnet so eine Änderung Δγ des Stellungs-Winkels des Löffels 113 (Schritt S38). Die Löffel-Steuerungseinheit 209 wandelt die Änderung Δγ in Geschwindigkeit um und berechnet so die Steuerungs-Geschwindigkeit des Löffels 113 (Schritt S39).
Anschließend stellt die Geschwindigkeitsbeschränkungs-Einheit 211 auf Basis der durch die Löffel-Steuerungseinheit 209 berechneten Steuerungs-Geschwindigkeit sowie der langsameren von der Soll-Geschwindigkeit und der Geschwindigkeitsbeschränkung des Stiels 112 fest, ob eine Bewegungsrichtung des Löffels 113 und eine Bewegungsrichtung des Stiels 112 miteinander übereinstimmen (Schritt S40). Wenn die Bewegungsrichtung des Löffels 113 und die Bewegungsrichtung des Stiels 112 nicht miteinander übereinstimmen (NEIN in Schritt S40), beschränkt die Geschwindigkeitsbeschränkungs-Einheit 211 die Steuerungs-Geschwindigkeit des Löffels 113 nicht. Im Unterschied dazu beschränkt die Geschwindigkeitsbeschränkungs-Einheit 211, wenn die Bewegungsrichtung des Löffels 113 und die Bewegungsrichtung des Stiels 112 miteinander übereinstimmen (NEIN in Schritt S40), die Steuerungs-Geschwindigkeit des Löffels 113 auf 0 (Schritt S41).
Die Löffel-Steuerungseinheit 209 erzeugt den Steuerungs-Befehl für den Löffel 113 auf Basis der Steuerungs-Geschwindigkeit des Löffels 113 (Schritt S42) und schließt den Prozess zum Steuern des Löffels ab. Dabei erzeugt die Einheit 212 zum Ausgeben eines Steuerungs-Befehls, wenn die Geschwindigkeitsbeschränkungs-Einheit 211 in Schritt S41 die Steuerungs-Geschwindigkeit des Löffels 113 beschränkt, den Steuerungs-Befehl für den Löffel 113 auf Basis der beschränkten Steuerungs-Geschwindigkeit.
Wenn die Steuerungsvorrichtung 126 den Prozess zum Steuern des Löffels abschließt, gibt die Einheit 212 zum Ausgeben eines Steuerungs-Befehls den durch die Arbeitsausrüstungs-Steuerungseinheit 208 erzeugten Steuerungs-Befehl für den Ausleger 111 sowie den durch die Löffel-Steuerungseinheit 209 erzeugten Steuerungs-Befehl für den Löffel 113 an das elektromagnetische Proportional-Steuerventil des Hydrauliksystems 125 aus (Schritt S14).
So treibt das Hydrauliksystem 125 die Auslegerzylinder 114, den Stielzylinder 115 und den Löffelzylinder 116 an. Wenn die Löffel-Steuerungseinheit 209 die Geschwindigkeitsbeschränkung des Löffels 113 nicht berechnet, weil die Löffel-Steuerung deaktiviert ist, wird der Steuerungs-Befehl für den Löffel 113 nicht an das elektromagnetische Proportional-Steuerventil ausgegeben. In diesem Fall treibt das Hydrauliksystem 125 den Löffelzylinder 116 auf Basis eines durch die Betätigungseinrichtung 1211 erzeugten Vorsteuer-Hydraulikdrucks an.
Funktion und Effekte
So berechnet gemäß der ersten Ausführungsform die Steuerungsvorrichtung 126 eine Steuerungs-Geschwindigkeit des Löffels 113, um einen Winkel des Löffels 113 auf einem konstanten Winkel zu halten, und reduziert die Steuerungs-Geschwindigkeit, wenn eine Richtung, in der der Löffel 113 bewegt wird, und eine Richtung, in der der Stiel 112 bewegt wird, miteinander übereinstimmen. So kann mit der Steuerungsvorrichtung 126 Schwingen des Löffels 113 eingeschränkt werden, das durch eine Störung verursacht wird. Im Folgenden wird der Grund dafür beschrieben, dass gemäß der ersten Ausführungsform das Schwingen des Löffels 113 eingeschränkt werden kann.
8 ist eine Ansicht, die ein Beispiel eines Verhaltens eines Hydraulikbaggers gemäß einem Vergleichsbeispiel zeigt. Bei dem in 8 gezeigten Beispiel ist der Stiel 112 so eingerichtet, dass er von einem Steuerungs-Zeitpunkt T0 bis zu einem Steuerungs-Zeitpunkt T3 in einer Aushub-Richtung bewegt wird. Der Hydraulikbagger gemäß dem Vergleichsbeispiel beschränkt eine Steuerungs-Geschwindigkeit desselben in Abhängigkeit von Bewegungsrichtungen des Stiels 112 und des Löffels 113 nicht.
Bei dem in 8 gezeigten Beispiel wird eine Situation beschrieben, in der der Stiel 112 in der Aushub-Richtung betätigt wird und ein vorderes Ende des Löffels 113 nach unten geführt wird. Wenn der Stiel 112 in der Aushub-Richtung bewegt wird, wird davon ausgegangen, dass der Löffel 113 zu einem Steuerungs-Zeitpunkt T2 auf einen Stein R auftrifft und dass der Löffel 113 in einer Auskipp-Richtung geneigt wird. Dabei berechnet die Löffel-Steuerungseinheit 209 eine Steuerungs-Geschwindigkeit Vc, mit der der Löffel 113 in der Aushub-Richtung bewegt wird, um einer Gegenwirkungskraft von dem Stein R Widerstand entgegenzusetzen. Wenn bei dem Hydraulikbagger gemäß dem Vergleichsbeispiel der Löffel 113 mit der Steuerungs-Geschwindigkeit Vc in der Aushub-Richtung bewegt wird, nähert sich der Stellungs-Winkel η der Arbeitsausrüstung 110 in Abhängigkeit von dem Steuerungs-Zeitpunkt (beispielsweise, wenn ein Aushub-Befehl für den Stiel 112 stärker wird) dem in der Einheit 210 zum Speichern eines Stellungs-Winkels gespeicherten Soll-Stellungs-Winkel η'. Dabei ist es, da der Stiel 112 einem Aushub-Vorgang unterzogen wird, erforderlich, den Löffel 113 zu dem folgenden Steuerungs-Zeitpunkt T3 erneut auszukippen, um den Stellungs-Winkel η der Arbeitsausrüstung 110 zu halten. Daher wird, da der Löffel 113 über kurze Zeit in der Auskipp- und der Aushub-Richtung bewegt wird, durch einen Antriebs-Befehl für den Löffel 113 Schwingen bewirkt.
9 ist eine Ansicht, die ein Beispiel eines Verhaltens des Hydraulikbaggers gemäß der ersten Ausführungsform zeigt. Bei dem in 9 gezeigten Beispiel wird der Stiel 113 von einem Steuerungs-Zeitpunkt T0 bis zu einem Steuerungs-Zeitpunkt T3 in einer Aushub-Richtung bewegt.
Im Unterschied zu dem Vergleichsbeispiel trifft bei der ersten Ausführungsform, wenn der Stiel 112 in der Aushub-Richtung bewegt wird, der Löffel 113 zu einem Steuerungs-Zeitpunkt T2 auf den Stein R auf und wird der Löffel 113 in einer Auskipp-Richtung geneigt. Dabei wird, da eine Richtung (die Aushub-Richtung) eines Steuerungs-Befehls Vb für den Stiel 112 und eine Bewegungs-Richtung (die Aushub-Richtung) der Steuerungs-Geschwindigkeit Vc des Löffels 113, die durch die Löffel-Steuerungseinheit 209 berechnet werden, miteinander übereinstimmen, die Steuerungs-Geschwindigkeit Vc des Löffels 113 auf 0 beschränkt. Daher nähert sich der Stellungs-Winkel η der Arbeitsausrüstung 100 zu dem Steuerungs-Zeitpunkt T2 nicht dem in der Einheit 210 zum Speichern eines Stellungs-Winkels gespeicherten Soll-Stellungs-Winkel η'. Dabei ist der Stellungs-Winkel der Arbeitsausrüstung 110, da der Stiel 112 dem Aushub-Vorgang unterzogen wird, zu dem folgenden Steuerungs-Zeitpunkt T3 relativ in der Aushub-Richtung geneigt. Daher nähert sich, selbst wenn der Löffel 113 zu dem Steuerungs-Zeitpunkt T2 nicht zwangsläufig in der Aushub-Richtung bewegt wird, der Stellungs-Winkel η der Arbeitsausrüstung 110 zu dem Steuerungs-Zeitpunkt T3 dem in der Einheit 210 zum Speichern eines Stellungs-Winkels gespeicherten Soll-Stellungs-Winkel η'. So kann die Steuerungsvorrichtung 126 das Schwingen des Löffels 113 verhindern.
Wenn der Stiel 112 in der Auskipp-Richtung bewegt wird, gilt das Obenstehende auch für einen Fall, in dem der Löffel 113 in der Aushub-Richtung geneigt ist.
Es ist bekannt, dass, wenn eine Strömungsrichtung des Arbeitsfluids in dem Hydrauliksystem 125 schnell umgestellt wird, sich ein Stoß zu der Betätigungseinrichtung 1211 ausbreitet, die mit einer Hydraulikleitung verbunden ist, und eine Bedienungsperson dies als unangenehm empfindet. Daher ist, wie oben beschrieben, wenn innerhalb eines kurzen Zeitraums ein Steuerungs-Befehl zum Umstellen der Bewegungsrichtung des Löffels 113 an das Hydrauliksystem 125 ausgegeben wird, eine Wahrscheinlichkeit hoch, dass ein Stoß an der Betätigungseinrichtung 1211 auftritt. Im Unterschied dazu stellt gemäß der ersten Ausführungsform, wenn die Richtung, in der der Löffel 113 bewegt wird, und die Richtung, in der der Stiel 112 bewegt wird, miteinander übereinstimmen, die Steuerungsvorrichtung 126 die Steuerungs-Geschwindigkeit auf 0 ein. So kann die Wahrscheinlichkeit des Auftretens eines auf die Betätigungseinrichtung 1211 wirkenden Stoßes in dem Hydrauliksystem 125 eingeschränkt werden. In einer anderen Ausführungsform kann, wenn die Richtung, in der der Löffel 113 bewegt wird, und die Richtung, in der der Stiel 112 bewegt wird, miteinander übereinstimmen, die Steuerungs-Geschwindigkeit beschränkt werden, indem die Steuerungs-Geschwindigkeit mit einem Koeffizienten multipliziert wird, der größer ist als 0 und kleiner als 1, ohne darauf beschränkt zu sein. Auch in diesem Fall kann die Steuerungsvorrichtung 126 einen Effekt zum Verringern einer Stärke des auf die Betätigungseinrichtung 1211 wirkenden Stoßes sowie einen Effekt zum Einschränken des Schwingens des Löffels 113 ausüben.
Andere Ausführungsformen
Obwohl die Ausführungsform ausführlich unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben worden ist, ist der konkrete Aufbau nicht auf den oben dargestellten Aufbau beschränkt, und es können verschiedene Veränderungen an der Konstruktion vorgenommen werden.
Der Modus zum Erzeugen eines Betätigungs-Signals über die Betätigungseinrichtung 1211 gemäß der ersten Ausführungsform ist der PPC-Modus, er kann jedoch beispielsweise ein Modus mit elektrischem Hebel sein, ohne darauf beschränkt zu sein. Der Modus mit elektrischem Hebel ist ein Modus, bei dem Betätigungs-Winkel des rechten Bedienhebels 1212 und des linken Bedienhebels 1213 von Potentiometern erfasst werden und die Betätigungs-Signale erzeugt werden. In diesem Fall erzeugt die Steuerungsvorrichtung 126 die Steuerungs-Befehle für den Ausleger 111, den Stiel 112 und den Löffel 113 auf Basis von Soll-Geschwindigkeiten des Auslegers 111, des Stiels 112 und des Löffels 113, einer Geschwindigkeitsbeschränkung des Auslegers 111 sowie einer Steuerungs-Geschwindigkeit des Löffels 113 und steuert so das elektromagnetische Proportional-Steuerventil.
Die Steuerungsvorrichtung 126 gemäß der ersten Ausführungsform steuert den Bagger-Aufbau 120 und die Arbeitsausrüstung 110 auf Basis der Positions-Informationen des globalen Koordinatensystems, ist jedoch nicht darauf beschränkt. Beispielsweise kann eine Steuerungsvorrichtung 126 gemäß einer anderen Ausführungsform die Positions-Informationen des globalen Koordinatensystems auf Basis der Position des Bagger-Aufbaus 120 in ein lokales Koordinatensystem umwandeln und kann den Bagger-Aufbau 120 sowie die Arbeitsausrüstung 110 auf Basis von Positions-Informationen des lokalen Koordinatensystems steuern.
Die Steuerungsvorrichtung 126 gemäß der ersten Ausführungsform steuert den Löffel 113 bei der Löffel-Steuerung so, dass der Stellungs-Winkel η der Arbeitsausrüstung 110 konstant ist, ist jedoch nicht darauf beschränkt. Beispielsweise kann die Steuerungsvorrichtung 126 gemäß einer anderen Ausführungsform den Löffel 113 so steuern, dass der Stellungs-Winkel in dem globalen Koordinatensystem der Arbeitsausrüstung 110 konstant ist. Der Stellungs-Winkel in dem globalen Koordinatensystem der Arbeitsausrüstung 110 kann ermittelt werden, indem der Nick-Winkel θ zu dem Stellungs-Winkel η addiert wird.
Die Bedingungen zum Beginnen von Löffel-Steuerung gemäß der ersten Ausführungsform schließen die Bedingung dahingehend ein, dass der Abstand zwischen dem Löffel 113 und der Position des Aushub-Objektes unter dem Schwellenwert zum Beginnen von Löffel-Steuerung liegt, ist jedoch nicht darauf beschränkt. Die Bedingungen zum Beginnen von Löffel-Steuerung können eine Bedingung dahingehend einschließen, dass eine Beziehung zwischen dem Status der Arbeitsausrüstung 110 und dem Steuerungs-Bezugspunkt der Arbeitsausrüstung einer vorgegebenen Beziehung entspricht. Beispielsweise können die Bedingungen zum Beginnen von Löffel-Steuerung gemäß einer anderen Ausführungsform eine Bedingung dahingehend einschließen, dass ein Abstand zwischen dem Löffel 113 und einer Oberfläche des Bodens unter dem Schwellenwert zum Beginnen von Löffel-Steuerung liegt. In diesem Fall ist die Oberfläche des Bodens ein Beispiel für den Steuerungs-Bezugspunkt.
Die Steuerungsvorrichtung 126 gemäß der ersten Ausführungsform berechnet die Steuerungs-Geschwindigkeit des Löffels 113 auf Basis der Geschwindigkeiten des Auslegers 111 und des Stiels 112, ist jedoch nicht darauf beschränkt. Beispielsweise kann die Steuerungsvorrichtung 126 gemäß einer anderen Ausführungsform die Steuerungs-Geschwindigkeit des Löffels 113 auf Basis der Soll-Geschwindigkeiten des Auslegers 111 und des Stiels 112 sowie der Geschwindigkeitsbeschränkung des Auslegers 111 berechnen.
Die Steuerungsvorrichtung 126 gemäß der ersten Ausführungsform kann bei einer Arbeitsmaschine eingesetzt werden, die mit Arbeitsausrüstung versehen ist, ohne auf einen Hydraulikbagger beschränkt zu sein.
Industrielle Einsatzmöglichkeiten
Gemäß den Ausführungsformen kann mit der Steuerungsvorrichtung bei Steuerung zum Aufrechterhalten eines konstanten Winkels von Arbeitsausrüstung Schwingen eines Löffels verringert werden.
Bezugszeichenliste

100: Arbeitsmaschine
111: Ausleger
112: Stiel
113: Löffel
114: Auslegerzylinder
115: Stielzylinder
116: Löffelzylinder
126: Steuerungsvorrichtung
200: Einheit zum Speichern von Arbeitsmaschinen-Informationen
201: Einheit zum Ermitteln eines Maßes der Betätigung
202: Einheit zum Beziehen erfasster Informationen
203: Einheit zum Angeben einer Stellung
204: Einheit zum Speichern von Soll-Baudaten
205: Einheit zum Angeben einer Soll-Baulinie
206: Einheit zum Angeben eines Abstandes
207: Einheit zum Festlegen einer Soll-Geschwindigkeit
208: Arbeitsausrüstungs-Steuerungseinheit
209: Löffel-Steuerungseinheit
210: Einheit zum Speichern eines Stellungs-Winkels
211: Geschwindigkeits-Beschränkungseinheit
212: Einheit zum Ausgeben eines Steuerungs-Befehls

Claims

Arbeitsausrüstungs-Steuerungsvorrichtung zum Steuern einer Arbeitsmaschine, die mit Arbeitsausrüstung versehen ist, die einen Löffel und einen Stiel enthält, der den Löffel trägt, und die mit einem Arbeitsmaschinen-Aufbau versehen ist, der die Arbeitsausrüstung trägt, wobei die Arbeitsausrüstungs-Steuerungsvorrichtung umfasst: eine Löffel-Steuerungseinheit, die so konfiguriert ist, dass sie eine Steuerungs-Geschwindigkeit berechnet, mit der der Löffel so gesteuert wird, dass ein Winkel des Löffels auf einem konstanten Winkel gehalten wird; sowie eine Geschwindigkeits-Beschränkungseinheit, die so konfiguriert ist, dass sie die Steuerungs-Geschwindigkeit reduziert, wenn der Löffel mit der durch die Löffel-Steuerungseinheit berechneten Steuerungs-Geschwindigkeit angetrieben wird und wenn eine Richtung, in der der Löffel bewegt wird, und eine Richtung, in der der Stiel bewegt wird, miteinander übereinstimmen.
Arbeitsausrüstungs-Steuerungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Geschwindigkeits-Beschränkungseinheit die Steuerungs-Geschwindigkeit auf 0 einstellt, wenn die Richtung, in der der Löffel bewegt wird, und die Richtung, in der der Stiel bewegt wird, miteinander übereinstimmen.
Arbeitsausrüstungs-Steuerungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, die des Weiteren umfasst: eine Einheit zum Angeben eines Status der Arbeitsausrüstung, die so konfiguriert ist, dass sie einen Status der Arbeitsausrüstung angibt; eine Einheit zum Angeben eines Steuerungs-Bezugspunktes, die so konfiguriert ist, dass sie einen Steuerungs-Bezugspunkt der Arbeitsausrüstung angibt; und eine Einheit zum Angeben eines Abstandes, die so konfiguriert ist, dass sie einen Abstand zwischen der Arbeitsausrüstung und dem Steuerungs-Bezugspunkt angibt, wobei die Löffel-Steuerungseinheit die Steuerungs-Geschwindigkeit berechnet, wenn der Abstand zwischen der Arbeitsausrüstung und dem Steuerungs-Bezugspunkt unter einem Schwellenwert zum Beginnen von Löffel-Steuerung liegt.
Arbeitsausrüstungs-Steuerungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, die des Weiteren umfasst: eine Einheit zum Ermitteln eines Maßes der Betätigung, die so konfiguriert ist, dass sie ein Maß der Betätigung bezüglich Steuerung des Löffels ermittelt, wobei die Löffel-Steuerungseinheit die Steuerungs-Geschwindigkeit berechnet, wenn das Maß der Betätigung bezüglich der Steuerung des Löffels unter einem vorgegebenen Schwellenwert liegt.
Arbeitsausrüstungs-Steuerungsvorrichtung nach Anspruch 4, die des Weiteren umfasst: eine Arbeitsausrüstungs-Steuerungseinheit, die so konfiguriert ist, dass sie einen Steuerungs-Befehl erzeugt, durch den eine Geschwindigkeit der Arbeitsausrüstung so beschränkt wird, dass der Löffel nicht unter den Steuerungs-Bezugspunkt eindringt, wenn der Abstand zwischen der Arbeitsausrüstung und dem Steuerungs-Bezugspunkt unter einem Schwellenwert für Arbeitsausrüstungs-Steuerung liegt, wobei der Schwellenwert zum Beginnen von Löffel-Steuerung auf oder unter dem Schwellenwert für Arbeitsausrüstungs-Steuerung liegt.
Arbeitsmaschine, die umfasst: Arbeitsausrüstung, die einen Löffel und einen Stiel enthält, der den Löffel trägt; einen Arbeitsmaschinen-Aufbau, der die Arbeitsausrüstung trägt; sowie die Arbeitsausrüstungs-Steuerungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5.