DE112017000076T5 - Method for calibrating a work machine, calibration device and system for calibrating a work machine - Google Patents

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Abstract

Eine Kalibrierungsvorrichtung ist eine Vorrichtung zum Kalibrieren eines Parameters zum Berechnen einer aktuellen Position eines Arbeitspunktes (P) bei einem Hydraulikbagger (11), der eine Arbeitsausrüstung (2) enthält. Die Kalibrierungsvorrichtung enthält eine Antenne (21, 22), eine Kalibrierungseinrichtung (150) sowie eine externe Messvorrichtung (62). Die Antenne (21, 22) ist an dem Hydraulikbagger (11) angebracht. Die Kalibrierungseinrichtung (150) ist unterhalb der Antenne (21, 22) angeordnet. Die externe Messvorrichtung (62) misst eine Position der Kalibrierungseinrichtung (150).A calibration device is a device for calibrating a parameter for calculating a current position of an operating point (P) in a hydraulic excavator (11) containing work equipment (2). The calibration device includes an antenna (21, 22), a calibration device (150) and an external measuring device (62). The antenna (21, 22) is attached to the hydraulic excavator (11). The calibration device (150) is arranged below the antenna (21, 22). The external measuring device (62) measures a position of the calibration device (150).

Description

TECHNISCHES GEBIETTECHNICAL AREA

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Kalibrierung einer Arbeitsmaschine, eine Kalibrierungsvorrichtung sowie ein System zur Kalibrierung einer Arbeitsmaschine.The present invention relates to a method for calibrating a work machine, a calibration device and a system for calibrating a work machine.

TECHNISCHER HINTERGRUNDTECHNICAL BACKGROUND

In den letzten Jahren findet informationsbasierte Ausführung zunehmend Eingang in Arbeiten im Bauwesen, bei denen eine Arbeitsmaschine eingesetzt wird. Die informationsbasierte Ausführung steht für Ausführung, bei der Informations- und Kommunikations-Technologie sowie RTK-GNSS (Real Time Kinematic-Global Navigation Satellite) umfassend zum Einsatz kommen, wenn Arbeiten, wie beispielsweise Bauarbeiten, unter Verwendung einer Arbeitsmaschine, wie beispielsweise eines Hydraulikbaggers, ausgeführt werden. Bei der informationsbasierten Ausführung wird eine Position eines Arbeitspunktes einer Arbeitsausrüstung an der Arbeitsmaschine erfasst und wird die Arbeitsausrüstung auf Basis des erfassten Arbeitspunktes automatisch gesteuert, so dass die ausgeführten Arbeiten effizient durchgeführt werden und ein Ergebnis der Ausführung hohe Genauigkeit aufweist.In recent years, information-based execution has increasingly found its way into work in construction using a work machine. The information-based design stands for execution that makes extensive use of information and communication technology as well as RTK-GNSS (Real Time Kinematic Global Navigation Satellite) when working, such as construction work, using a work machine such as a hydraulic excavator. be executed. In the information-based embodiment, a position of an operating point of a work equipment on the work machine is detected, and the work equipment is automatically controlled on the basis of the detected work point, so that the executed work is performed efficiently and a result of the execution is high in accuracy.

Beispielsweise ist, wenn die Arbeitsmaschine der Hydraulikbagger ist, der Arbeitspunkt der Arbeitsausrüstung bei der informationsbasierten Ausführung eine Position einer Schneidkante eines Löffels. Die Position der Schneidkante wird als eine Positions-Koordinate der Konstruktion auf Basis von Parametern, wie beispielsweise einer Positionsbeziehung zwischen einer GNSS-Antenne und einem Ausleger-Fußbolzen, Längen eines Auslegers, eines Löffelstiels und des Löffels sowie Hublängen eines Auslegerzylinders, eines Löffelstielzylinders und eines Löffelzylinders berechnet.For example, when the work machine is the hydraulic excavator, the operating point of the work equipment in the information-based embodiment is a position of a cutting edge of a bucket. The position of the cutting edge is referred to as a position coordinate of the design based on parameters such as a positional relationship between a GNSS antenna and a boom toe, lengths of a boom, a dipper stick and the bucket and stroke lengths of a boom cylinder, a dipper stick cylinder and a Bucket cylinder calculated.

Größen eines Konstruktionswertes werden als die Längen des Auslegers, des Löffelstiels, des Löffels sowie jedes Zylinders verwendet, die bei der oben erwähnten Berechnung eingesetzt werden. Die tatsächlichen Größen schließen jedoch eine Abweichung aufgrund von Herstellungs-Toleranzen sowie Montage-Toleranzen in Bezug auf den Konstruktionswert ein. Daher stimmt die Positions-Koordinate der Schneidkante, die anhand des Konstruktionswertes berechnet wird, nicht immer mit der tatsächlichen Positions-Koordinate der Schneidkante über ein, wodurch es zu einer Beeinträchtigung der Genauigkeit bei Positionserfassung der Schneidkante kommt. Um die Genauigkeit der Positionserfassung der Schneidkante zu verbessern, ist es erforderlich, den Parameter des Konstruktionswertes, der für die Berechnung verwendet wird, auf Basis der mit der Messung der tatsächlichen Position ermittelten Positions-Koordinate zu kalibrieren, und ist es erforderlich, Kalibrierung, wie beispielsweise die Positionsmessung, durchzuführen.Sizes of a design value are used as the lengths of the boom, the dipper stick, the bucket and each cylinder used in the above-mentioned calculation. However, the actual sizes include a deviation due to manufacturing tolerances as well as assembly tolerances in terms of design value. Therefore, the positional coordinate of the cutting edge, which is calculated from the design value, does not always coincide with the actual positional coordinate of the cutting edge, resulting in deterioration of accuracy in position detection of the cutting edge. In order to improve the accuracy of the position detection of the cutting edge, it is necessary to calibrate the parameter of the design value used for the calculation based on the position coordinate obtained with the measurement of the actual position, and it is necessary to perform calibration such as for example, the position measurement to perform.

Beispielsweise offenbart die internationale Veröffentlichung Nr. 2015/040726 (Patentdokument 1) eine Methode, bei der ein Prismenspiegel, der Projektionslicht von einer Totalstation reflektiert, an der Schneidkante des Löffels angebracht wird und das von dem Prismenspiegel reflektierte Licht gemessen wird, um die Position der Schneidkante zu messen.For example, International Publication No. 2015/040726 (Patent Document 1) discloses a method in which a prism mirror, which reflects projection light from a total station, is attached to the cutting edge of the bucket and the light reflected from the prism mirror is measured to determine the position of the prism mirror Measuring cutting edge.

LISTE DER ANFÜHRUNGENLIST OF APPROACHES

PATENTDOKUMENTPatent Document

PATENTDOKUMENT 1: Internationale Veröffentlichung Nr. 2015/040726PATENT DOCUMENT 1: International Publication No. 2015/040726

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNGSUMMARY OF THE INVENTION

TECHNISCHES PROBLEMTECHNICAL PROBLEM

Es ist erforderlich, bei dem Kalibrierungsvorgang die Position der GNSS-Antenne zu messen. Beim Messen der Position der GNSS-Antenne muss eine Bedienungsperson, die die Messung durchführt, Zugang zu der GNSS-Antenne haben.It is necessary to measure the position of the GNSS antenna during the calibration process. When measuring the position of the GNSS antenna, an operator performing the measurement must have access to the GNSS antenna.

Wenn jedoch die Arbeitsmaschine ein Bagger mit minimalem Schwenkradius ist, gibt es für die Bedienungsperson keinen Platz zum Stehen auf einem oberen Abschnitt eines Körpers des Hydraulikbaggers. Daher hat die Bedienungsperson keinen Zugang zu der GNSS-Antenne über den oberen Abschnitt des Körpers und muss die GNSS-Antenne vom Boden aus kalibrieren. Daher muss die Bedienungsperson beim Messen der Position der GNSS-Antenne eine unnatürliche Haltung einnehmen.However, when the work machine is a minimum swing radius excavator, there is no room for the operator to stand on an upper portion of a body of the hydraulic excavator. Therefore, the operator does not have access to the GNSS antenna over the upper portion of the body and must calibrate the GNSS antenna from the ground. Therefore, the operator must take an unnatural posture when measuring the position of the GNSS antenna.

Eine Aufgabe der vorliegenden Offenbarung besteht darin, ein Verfahren zur Kalibrierung einer Arbeitsmaschine, eine Kalibrierungsvorrichtung sowie ein System zur Kalibrierung einer Arbeitsmaschine zu schaffen, mit denen die Bedienungsperson in die Lage versetzt wird, die Position der Antenne auch bei einer kleinen Arbeitsmaschine in einer bequemen Haltung zu messen.An object of the present disclosure is to provide a method of calibrating a work machine, a calibration apparatus, and a work machine calibration system that enable the operator to position the antenna in a comfortable posture even with a small work machine to eat.

LÖSUNG DES PROBLEMSTHE SOLUTION OF THE PROBLEM

Ein Verfahren zur Kalibrierung einer Arbeitsmaschine gemäß der vorliegenden Offenbarung ist ein Verfahren zum Kalibrieren eines Parameters für die Berechnung einer aktuellen Position eines Arbeitspunktes einer Arbeitsmaschine, die eine Arbeitsausrüstung sowie eine Antenne enthält, wobei das Verfahren die im folgenden aufgeführten Schritte einschließt.A method of calibrating a work machine according to the present disclosure is a method of calibrating a parameter for calculating a current position of an operating point of a work machine including a work implement and an antenna, the method including the steps listed below.

Zunächst wird eine Kalibrierungseinrichtung unterhalb der Antenne angeordnet. Eine Position der Kalibrierungseinrichtung wird mittels einer externen Messvorrichtung gemessen, wobei die Kalibrierungseinrichtung dabei unterhalb der Antenne angeordnet ist. Eine Positionsbeziehung zwischen der Arbeitsausrüstung und der Antenne wird auf Basis der Position der Kalibrierungseinrichtung kalibriert, wobei die Position mit der externen Messvorrichtung gemessen wird.First, a calibration device is placed below the antenna. A position of the calibration device is measured by means of an external measuring device, wherein the calibration device is arranged below the antenna. A positional relationship between the work equipment and the antenna is calibrated based on the position of the calibration device, and the position is measured with the external measurement device.

Eine Kalibrierungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Offenbarung ist eine Kalibrierungsvorrichtung, mit der ein Parameter zum Berechnen einer aktuellen Position eines Arbeitspunktes einer Arbeitsmaschine kalibriert wird, die eine Arbeitsausrüstung und eine Antenne enthält. Die Kalibrierungsvorrichtung der vorliegenden Offenbarung schließt eine Kalibrierungseinrichtung sowie eine externe Messvorrichtung ein. Die Kalibrierungseinrichtung ist unterhalb der Antenne angeordnet. Die externe Messvorrichtung misst eine Position der Kalibrierungseinrichtung.A calibration device according to the present disclosure is a calibration device that calibrates a parameter for calculating a current position of an operating point of a work machine that includes work equipment and an antenna. The calibration device of the present disclosure includes a calibration device and an external measurement device. The calibration device is arranged below the antenna. The external measuring device measures a position of the calibration device.

Ein System zur Kalibrierung einer Arbeitsmaschine gemäß der vorliegenden Offenbarung schließt eine Arbeitsmaschine und eine Kalibrierungsvorrichtung ein. Die Arbeitsmaschine enthält eine Arbeitsausrüstung und eine Antenne. Die Kalibrierungsvorrichtung kalibriert die Parameter zum Berechnen einer aktuellen Position eines Arbeitspunktes der Arbeitsmaschine. Die Kalibrierungsvorrichtung schließt eine Kalibrierungseinrichtung, eine externe Messvorrichtung, eine Eingabe-Einheit sowie eine Berechnungs-Einheit ein. Die Kalibrierungseinrichtung ist unterhalb der Antenne angeordnet. Die externe Messvorrichtung misst eine Position der Kalibrierungseinrichtung. Die Eingabe-Einheit ist zum Eingeben der Position der Kalibrierungseinrichtung eingerichtet, wobei die Position durch die externe Messvorrichtung gemessen wird. Auf Basis der in die Eingabe-Einheit eingegebenen Position kalibriert die Berechnungs-Einheit einen Antennen-Parameter, der die Positionsbeziehung zwischen der Arbeitsausrüstung und der Antenne angibt.A system for calibrating a work machine according to the present disclosure includes a work machine and a calibration device. The work machine contains a work equipment and an antenna. The calibration device calibrates the parameters for calculating a current position of an operating point of the work machine. The calibration device includes a calibration device, an external measurement device, an input unit, and a calculation unit. The calibration device is arranged below the antenna. The external measuring device measures a position of the calibration device. The input unit is configured to input the position of the calibration device, the position being measured by the external measuring device. Based on the position entered in the input unit, the calculation unit calibrates an antenna parameter indicating the positional relationship between the work equipment and the antenna.

VORTEILHAFTE EFFEKTE DER ERFINDUNGADVANTAGEOUS EFFECTS OF THE INVENTION

Gemäß der vorliegenden Offenbarung ist die Kalibrierungseinrichtung unterhalb der Antenne angeordnet, so dass die Bedienungsperson die Position der Antenne auch bei der kleinen Arbeitsmaschine in einer bequemen Haltung messen kann.According to the present disclosure, the calibration device is disposed below the antenna so that the operator can measure the position of the antenna even in the small work machine in a comfortable posture.

Figurenlistelist of figures

  • 1 ist eine Perspektivansicht, die einen Aufbau eines Hydraulikbaggers gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung darstellt. 1 FIG. 10 is a perspective view illustrating a structure of a hydraulic excavator according to an embodiment of the present disclosure. FIG.
  • 2 ist eine Vorderansicht, die einen Aufbau einer Kalibrierungseinrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung darstellt. 2 FIG. 10 is a front view illustrating a construction of a calibration device according to an embodiment of the present disclosure. FIG.
  • 3 ist eine Perspektivansicht, die einen Zustand darstellt, in dem die Kalibrierungseinrichtung in 2 unterhalb einer Antenne angeordnet ist. 3 FIG. 15 is a perspective view illustrating a state in which the calibration device in FIG 2 is arranged below an antenna.
  • 4 ist in (A) eine Seitenansicht, in (B) eine Hinteransicht und in (C) eine Draufsicht, die schematisch den Aufbau des Hydraulikbaggers darstellen. 4 (A) is a side view, (B) is a rear view, and (C) is a plan view schematically illustrating the structure of the hydraulic excavator.
  • 5 ist ein Blockdiagramm, das eine Konfiguration eines in dem Hydraulikbagger enthaltenen Steuerungssystems darstellt. 5 FIG. 10 is a block diagram illustrating a configuration of a control system included in the hydraulic excavator.
  • 6 ist eine Ansicht, die ein Beispiel einer geplanten Topographie darstellt. 6 is a view that illustrates an example of a planned topography.
  • 7 ist eine Ansicht, die ein Beispiel eines Leit-Bildschirms des Hydraulikbaggers gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung darstellt. 7 FIG. 10 is a view illustrating an example of a guidance screen of the hydraulic excavator according to an embodiment of the present disclosure. FIG.
  • 8 ist eine Ansicht, die eine Liste von Parametern darstellt. 8th is a view that shows a list of parameters.
  • 9 ist eine Seitenansicht eines Auslegers. 9 is a side view of a boom.
  • 10 ist eine Seitenansicht eines Löffelstiels. 10 is a side view of a dipper.
  • 11 ist eine Seitenansicht eines Löffels und des Löffelstiels. 11 is a side view of a spoon and a dipper.
  • 12 ist eine Seitenansicht des Löffels. 12 is a side view of the spoon.
  • 13 ist eine Ansicht, die ein Verfahren zum Berechnen eines Parameters darstellt, der eine Zylinder-Länge angibt. 13 FIG. 13 is a view illustrating a method of calculating a parameter indicating a cylinder length. FIG.
  • 14 ist ein Flussdiagramm, das einen durch die Bedienungsperson bei Kalibrierung durchgeführten Arbeitsablauf darstellt. 14 Figure 11 is a flowchart illustrating a workflow performed by the operator during calibration.
  • 15 ist eine Ansicht, die eine Position darstellt, an der eine externe Messvorrichtung installiert ist. 15 FIG. 13 is a view illustrating a position where an external measuring device is installed. FIG.
  • 16 ist eine Seitenansicht, die eine Position einer Schneidkante in fünf Stellungen einer Arbeitsausrüstung darstellt. 16 is a side view illustrating a position of a cutting edge in five positions of a working equipment.
  • 17 ist eine Tabelle, die eine Hublänge eines Zylinders an jeder von einer ersten bis zu einer fünften Position darstellt. 17 is a table representing a stroke length of a cylinder at each of a first to a fifth position.
  • 18 ist eine Draufsicht, die die Positionen von drei Schneidkanten mit unterschiedlichen Schwenkwinkeln darstellt. 18 FIG. 11 is a plan view illustrating the positions of three cutting edges with different swing angles. FIG.
  • 19 ist ein Funktions-Blockdiagramm, das eine mit Kalibrierung einer Kalibrierungsvorrichtung zusammenhängende Verarbeitungsfunktion veranschaulicht. 19 Figure 12 is a functional block diagram illustrating a processing function associated with calibrating a calibration device.
  • 20 ist eine Ansicht, die ein Verfahren zum Berechnen von Koordinatentransformations-Informationen darstellt. 20 Fig. 13 is a view illustrating a method of calculating coordinate transformation information.
  • 21 ist ein Schema, das das Verfahren zum Berechnen der Koordinatentransformations-Informationen darstellt. 21 FIG. 12 is a diagram illustrating the method of calculating the coordinate transformation information. FIG.

BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSFORMENDESCRIPTION OF EMBODIMENTS

Im Folgenden werden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen ein Aufbau und ein Kalibrierungsverfahren eines Hydraulikbaggers gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung beschrieben.Hereinafter, a structure and a calibration method of a hydraulic excavator according to an embodiment of the present disclosure will be described with reference to the drawings.

Aufbau von HydraulikbaggerConstruction of hydraulic excavator

Der Aufbau des Hydraulikbaggers der vorliegenden Erfindung wird unter Bezugnahme auf 1, 4 und 5 beschrieben.The construction of the hydraulic excavator of the present invention will be described with reference to FIG 1 . 4 and 5 described.

1 ist eine Perspektivansicht eines Hydraulikbaggers 100, bei dem Kalibrierung mit einer Kalibrierungsvorrichtung durchgeführt wird. Hydraulikbagger 100 enthält einen Körper (Fahrzeug-Hauptkörper) 1 sowie eine Arbeitsausrüstung 2. Körper 1 enthält eine Dreh-Einheit 3, eine Fahrerkabine 4 sowie eine Fahr-Einheit 5. Dreh-Einheit 3 ist drehbar an Fahr-Einheit 5 angebracht. Dreh-Einheit 3 nimmt Vorrichtungen, wie beispielsweise eine Hydraulikpumpe 37 (siehe 4) sowie einen Motor (nicht dargestellt), auf. Fahrerkabine 4 ist an dem vorderen Abschnitt von Dreh-Einheit 3 angebracht. Eine Anzeige-Eingabevorrichtung 38 sowie eine Betätigungsvorrichtung 25 (weiter unten beschrieben) sind in Fahrerkabine 4 angeordnet (siehe 5). Fahr-Einheit 5 enthält Raupenketten 5a, 5b, und Hydraulikbagger 100 fährt, wenn sich die Raupenketten 5a, 5b drehen. 1 is a perspective view of a hydraulic excavator 100 in which calibration is performed with a calibration device. hydraulic excavators 100 contains a body (vehicle main body) 1 as well as a working equipment 2 , body 1 contains a turn unit 3 , a driver's cab 4 as well as a driving unit 5 , Rotary unit 3 is rotatable on driving unit 5 appropriate. Rotary unit 3 takes devices, such as a hydraulic pump 37 (please refer 4 ) and a motor (not shown) on. cab 4 is at the front section of rotary unit 3 appropriate. A display input device 38 and an actuator 25 (described below) are in the driver's cab 4 arranged (see 5 ). Traveling unit 5 contains caterpillars 5a . 5b , and hydraulic excavators 100 drives when the caterpillars 5a . 5b rotate.

Arbeitsausrüstung 2 ist an einem vorderen Abschnitt von Körper 1 angebracht. Arbeitsausrüstung 2 enthält einen Ausleger 6, einen Löffelstiel 7, einen Löffel 8, einen Auslegerzylinder 10, einen Löffelstielzylinder 11 sowie einen Löffelzylinder 12.working equipment 2 is at a front section of body 1 appropriate. working equipment 2 contains a boom 6 , a dipperstick 7 , a spoon 8th , a boom cylinder 10 , a dipperstick cylinder 11 and a spoon cylinder 12 ,

Ein hinteres Ende von Ausleger 6 ist über einen Auslegerbolzen 13 schwenkbar an dem vorderen Abschnitt von Körper 1 angebracht. Auslegerbolzen 13 entspricht einem Schwenk-Mittelpunkt von Ausleger 6 in Bezug auf Dreh-Einheit 3. Ein hinteres Ende von Löffelzylinder 7 ist über einen Löffelstielbolzen 14 an einem vorderen Ende von Ausleger 6 angebracht. Löffelstielbolzen 14 entspricht einem Schwenk-Mittelpunkt von Löffelstiel 7 in Bezug auf Ausleger 6. Löffel 8 ist über einen Löffelbolzen 15 schwenkbar an einem vorderen Ende von Löffelstiel 7 angebracht. Löffelbolzen 15 entspricht einem Schwenk-Mittelpunkt von Löffel 8 in Bezug auf Löffelstiel 7.A rear end of outrigger 6 is over a boom pin 13 pivotable on the front section of body 1 appropriate. boom pins 13 corresponds to a pivot center of boom 6 in terms of rotary unit 3 , A rear end of spoon cylinder 7 is about a dipper stick 14 at a front end of boom 6 appropriate. Dipper pins 14 corresponds to a pivot center from dipperstick 7 in terms of boom 6 , spoon 8th is about a spoon bolt 15 pivoting on a front end of dipper stick 7 appropriate. bucket pins 15 corresponds to a pivoting midpoint of spoons 8th in terms of dipperstick 7 ,

Auslegerzylinder 10, Löffelstielzylinder 11 sowie Löffelzylinder 12 sind jeweils ein Hydraulikzylinder, der mit Hydraulikdruck angetrieben wird. Das hintere Ende von Auslegerzylinder 10 ist über einen Auslegerzylinder-Fußbolzen 10a schwenkbar an Dreh-Einheit 3 angebracht. Das vordere Ende von Auslegerzylinder 10 ist über einen Auslegerzylinder-Kopfbolzen 10b an Ausleger 6 angebracht. Auslegerzylinder 10 wird durch den Hydraulikdruck ausgefahren und eingefahren und bewegt so Ausleger 6.boom cylinder 10 , Dipper stick cylinder 11 as well as spoon cylinder 12 are each a hydraulic cylinder, which is driven by hydraulic pressure. The rear end of boom cylinder 10 is about a boom cylinder foot bolt 10a swiveling on turning unit 3 appropriate. The front end of boom cylinder 10 is via a boom cylinder head bolt 10b on outrigger 6 appropriate. boom cylinder 10 is extended and retracted by the hydraulic pressure, thus moving boom 6 ,

Das hintere Ende von Löffelstielzylinder 11 ist über einen Löffelstielzylinder-Fußbolzen 11a schwenkbar an Ausleger 6 angebracht. Das vordere Ende von Löffelstielzylinder 11 ist über einen Löffelstielzylinder-Kopfbolzen 11b schwenkbar an Löffelstiel 7 angebracht. Löffelstielzylinder 11 wird durch den Hydraulikdruck ausgefahren und eingefahren und bewegt so Löffelstiel 7.The back end of dipper stick cylinder 11 is about a dipper cylinder foot bolt 11a swiveling on boom 6 appropriate. The front end of dipper stick cylinder 11 is about a dipper cylinder head bolt 11b swiveling to dipper 7 appropriate. Arm cylinder 11 is extended and retracted by hydraulic pressure, moving dipper stick 7 ,

Das hintere Ende von Löffelzylinder 12 ist über einen Löffelzylinder-Fußbolzen 12a schwenkbar an Löffelstiel 7 angebracht. Das vordere Ende von Löffelzylinder 12 ist über einen Löffelzylinder-Kopfbolzen 12b schwenkbar an einem Ende eines ersten Gelenkelementes 37 und einem Ende eines zweiten Gelenkelementes 48 angebracht.The back end of spoon cylinder 12 is via a bucket cylinder foot bolt 12a swiveling to dipper 7 appropriate. The front end of spoon cylinder 12 is via a bucket cylinder head bolt 12b pivotable at one end of a first hinge element 37 and one end of a second hinge element 48 appropriate.

Das andere Ende des ersten Gelenkelementes 47 ist über einen ersten Gelenkbolzen 47a schwenkbar an dem vorderen Ende von Löffelstiel 7 angebracht. Das andere Ende des zweiten Gelenkelementes 48 ist über einen zweiten Gelenkbolzen 48a schwenkbar an Löffel 8 angebracht. Löffelzylinder 12 wird durch den Hydraulikdruck ausgefahren und eingefahren und bewegt so Löffel 8.The other end of the first joint element 47 is about a first hinge pin 47a swiveling at the front end of dipper stick 7 appropriate. The other end of the second hinge element 48 is over a second hinge pin 48a swiveling on spoon 8th appropriate. bucket cylinder 12 is extended and retracted by hydraulic pressure, moving bucket 8th ,

Zwei Antennen 21 und 22 für RTK-GNSS sind an Körper 1 angebracht. Antenne 21 ist beispielsweise an Fahrerkabine 4 angebracht. Antenne 22 ist mit einem dazwischen befindlichen Antennen-Trageelement 22a an Dreh-Einheit 3 angebracht.Two antennas 21 and 22 for RTK GNSS are attached to body 1 appropriate. antenna 21 is for example to the driver's cab 4 appropriate. antenna 22 is with an antenna support element in between 22a on turning unit 3 appropriate.

Antennen-Trageelement 22a enthält einen stabförmigen Abschnitt 22aa, der sich in einer Stabform erstreckt, sowie einen Sockel-Abschnitt 22ab, der von dem stabförmigen Abschnitt 22aa zu einer Außenumfangsseite vorsteht. Antennen-Trageelement 22a erstreckt sich von einer oberen Fläche von Dreh-Einheit 3 nach oben, und Antenne 22 ist an einem oberen Ende von Antennen-Trageelement 22a angebracht.Antenna support member 22a contains a rod-shaped section 22aa which extends in a rod shape, as well as a pedestal section 22ab that of the rod-shaped section 22aa projects to an outer peripheral side. Antenna support member 22a extends from an upper surface of rotary unit 3 upwards, and antenna 22 is at an upper end of antenna support element 22a appropriate.

Die Antennen 21 und 22 sind um einen festen Abstand voneinander entfernt in der Fahrzeug-Breitenrichtung angeordnet. Antenne 21 (im Folgenden als „Bezugs-Antenne 21“ bezeichnet) ist eine Antenne, die eine aktuelle Position von Körper 1 erfasst. Antenne 22 (im Folgenden als „Richtungs-Antenne 22“ bezeichnet) ist eine Antenne, die eine Ausrichtung von Körper 1 (insbesondere Dreh-Einheit 3) erfasst. Als Antennen 21, 22 kann eine Antenne für GPS eingesetzt werden.The antennas 21 and 22 are arranged at a fixed distance apart in the vehicle width direction. antenna 21 (hereinafter referred to as "reference antenna 21 "Denotes) is an antenna, which is a current position of body 1 detected. antenna 22 (hereinafter referred to as "directional antenna 22 " is an antenna that is an alignment of body 1 (especially rotary unit 3 ) detected. As antennas 21 . 22 An antenna can be used for GPS.

Dreh-Einheit 3 enthält eine Schmutzabdeckung 3a (Abdeckung), eine Blechverkleidung 3b sowie eine Motorhaube 3c als Außenverkleidungen. Schmutzabdeckung 3a und Motorhaube 3c bestehen jeweils beispielsweise aus Kunststoff und können geöffnet werden. Blechverkleidung 3b besteht beispielsweise aus Metall und ist in Bezug auf Dreh-Einheit 3 starr befestigt. Antennen-Trageelement 22a wird von Blechverkleidung 3b getragen und kommt beispielsweise nicht mit Schmutzabdeckung 3a und Motorhaube 3c in Kontakt.Rotary unit 3 contains a dirt cover 3a (Cover), a sheet metal lining 3b and a hood 3c as external panels. dust cover 3a and hood 3c each consist for example of plastic and can be opened. Blechverkleidung 3b For example, it is made of metal and is in terms of rotary unit 3 rigidly attached. Antenna support member 22a is made of sheet metal 3b worn and does not come with dirt cover, for example 3a and hood 3c in contact.

Hydraulikbagger 100 der vorliegenden Ausführungsform ist beispielsweise ein kleiner Hydraulikbagger (wie z.B. ein Bagger mit minimalem Heck-Schwenkradius und ein Bagger mit minimalem Schwenkradius). Der Bagger mit minimalem Heck-Schwenkradius ist ein Hydraulikbagger, bei dem ein Schwenkradius des hinteren Endes von Dreh-Einheit 3 vollständig innerhalb von 120 % einer Gesamtbreite der Fahr-Einheit geschwenkt werden kann, jedoch ein vorderer minimaler Schwenkradius bei vollständigem Schwenken 120 % überschreitet (JIS A 8303). Der Bagger mit minimalem Schwenkradius ist ein Hydraulikbagger, bei dem Dreh-Einheit 3 innerhalb von 120 % der Breite von Fahr-Einheit 5 gedreht werden kann.hydraulic excavators 100 For example, in the present embodiment, a small hydraulic excavator (such as a minimum rear swing radius excavator and a minimum swing radius excavator) may be used. The excavator with minimum rear swivel radius is a hydraulic excavator, where a swivel radius of the rear end of rotary unit 3 completely within 120% of a total width of the drive unit, but a front minimum swing radius at full swing exceeds 120% (JIS A 8303). The excavator with minimum swing radius is a hydraulic excavator, at the rotary unit 3 within 120% of the width of the driving unit 5 can be turned.

Da, wie oben beschrieben, Hydraulikbagger 100 der vorliegenden Ausführungsform klein ist, ist das Gegengewicht ebenfalls klein, und Schmutzabdeckung 3a sowie Motorhaube 3c bestehen jeweils beispielsweise aus Kunststoff. Daher ist an einem oberen Abschnitt von Dreh-Einheit 3 kein Abschnitt vorhanden, auf dem eine Bedienungsperson stehen kann.As described above, hydraulic excavators 100 In the present embodiment, the counterweight is also small, and dirt cover 3a as well as bonnet 3c each consist for example of plastic. Therefore, at an upper section of rotary unit 3 There is no section on which an operator can stand.

4(A), 4(B) und 4(C) sind eine Seitenansicht, eine Hinteransicht und eine Draufsicht, die schematisch den Aufbau von Hydraulikbagger 100 darstellen. Eine Länge von Ausleger 6 (eine Länge zwischen Auslegerbolzen 13 und Löffelstielbolzen 14) ist, wie in 4(A) dargestellt, L1. Eine Länge von Löffelstiel 7 (eine Länge zwischen Löffelstielbolzen 14 und Löffelbolzen 15) ist L2. Eine Länge von Löffel 8 (eine Länge zwischen Löffelbolzen 15 und einer Schneidkante P von Löffel 8) ist L3. Schneidkante P von Löffel 8 entspricht einem Mittelpunkt P in einer Breitenrichtung der Schneidkante von Löffel 8. 4 (A) . 4 (B) and 4 (C) are a side view, a rear view and a plan view schematically the structure of hydraulic excavators 100 represent. A length of boom 6 (a length between boom bolts 13 and dipper sticks 14 ) is as in 4 (A) shown, L1 , A length of dipperstick 7 (a length between dipper sticks 14 and spoon bolts 15 ) L2 , A length of spoon 8th (a length between spoon bolts 15 and a cutting edge P of spoons 8th ) L3 , cutting edge P of spoons 8th corresponds to a center P in a width direction of the cutting edge of spoons 8th ,

Im Folgenden wird der Aufbau der Kalibrierungsvorrichtung der vorliegenden Ausführungsform unter Bezugnahme auf 2 und 3 beschrieben.Hereinafter, the construction of the calibration apparatus of the present embodiment will be described with reference to FIG 2 and 3 described.

2 ist eine Vorderansicht, die einen Aufbau einer Kalibrierungseinrichtung einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung darstellt, und 3 ist eine Perspektivansicht, die einen Zustand darstellt, in dem die Kalibrierungseinrichtung in 2 unterhalb der Antenne angeordnet ist. Eine Kalibrierungseinrichtung 150 der vorliegenden Ausführungsform enthält, wie in 2 und 3 dargestellt, als Hauptbestandteile einen Prismenspiegel 101, eine Prismen-Trage-Einheit 102, eine Stange 130, einen Vorsprung 104 sowie eine Libelle 105. 2 FIG. 16 is a front view illustrating a structure of a calibration device of an embodiment of the present disclosure; and FIG 3 FIG. 15 is a perspective view illustrating a state in which the calibration device in FIG 2 is arranged below the antenna. A calibration device 150 of the present embodiment, as shown in FIG 2 and 3 represented, as main components a prism mirror 101 , a prism-carrying unit 102 , a pole 130 , a lead 104 as well as a dragonfly 105 ,

Prismenspiegel 101 reflektiert Licht, das von einer externen Messvorrichtung 62 (beispielsweise einer Totalstation in 1) projiziert wird, auf die externe Messvorrichtung 62 zu. Prismenspiegel 101 enthält einen Prismenkörper 101a und ein äußeres Element 101b. Prismenkörper 101a, bildet durch Kombinieren dreier Prismen zu einer Dreieck-Pyramidenform eine reflektierende Fläche. Das äußere Element 101b deckt Prismenkörper 101a ab.prism mirror 101 reflects light coming from an external measuring device 62 (for example, a total station in 1 ) is projected onto the external measuring device 62 to. prism mirror 101 contains a prism body 101 and an outer element 101b , prism body 101 , forms a reflective surface by combining three prisms into a triangle-pyramidal shape. The outer element 101b covers prism body 101 from.

Eine Spitze der Dreieck-Pyramide von Prismenkörper 101a ist, über die externe Messvorrichtung 62 gesehen, die Mitte des Spiegels. Eine kreisförmige Vorderseite des äußeren Elementes 101b ist eine transparente Glasfläche 101ba. Das von der externen Messvorrichtung 62 projizierte Licht trifft auf den inneren Prismenkörper 101a über die Glasfläche 101ba auf, wird von der reflektierenden Fläche von Prismenkörper 101a reflektiert und dann über Glasfläche 101ba als das reflektierte Licht an die externe Messvorrichtung 62 ausgegeben.A tip of the Triangle Pyramid of prism body 101 is, via the external measuring device 62 seen the middle of the mirror. A circular front of the outer element 101b is a transparent glass surface 101ba , That from the external measuring device 62 projected light hits the inner prism body 101 over the glass surface 101ba on, is from the reflective surface of prism body 101 reflected and then over glass surface 101ba as the reflected light to the external measuring device 62 output.

Prismen-Trage-Einheit 102 hat die Form eines Rahmens. Prismenspiegel 101 ist in einem Rahmen der rahmenförmigen Prismen-Trage-Einheit 102 angeordnet. Jeweils einer der Seitenabschnitte und der andere Seitenabschnitt von Prismenspiegel 101 werden von Prismen-Trage-Einheit 102 getragen. Daher trägt Prismen-Trage-Einheit 102 Prismenspiegel 101 drehbar.Prisms support unit 102 has the shape of a frame. prism mirror 101 is in a frame of the frame-shaped prism-carrying unit 102 arranged. One of the side sections and the other side section of prism mirror 101 Be by prism-carrying unit 102 carried. Therefore, carry prism-carrying unit 102 prism mirror 101 rotatable.

Stange 103 hat die Form eines sich geradlinig erstreckenden Stabes. Prismen-Trage-Einheit 102 ist mit einem Ende der sich geradlinig erstreckenden Stange 103 verbunden. Stange 103 hält Prismenspiegel 101 über Prismen-Trage-Einheit 102. Libelle 105 ist an dem anderen Ende der sich geradlinig erstreckenden Stange 103 angebracht.pole 103 has the shape of a straight extending rod. Prisms support unit 102 is with one end of the straight extending rod 103 connected. pole 103 holds prism mirror 101 via prism-carrying unit 102 , dragon-fly 105 is at the other end of the straight extending rod 103 appropriate.

Vorsprung 104 hat die Form eines sich geradlinig erstreckenden Stabes. Vorsprung 104 befindet sich an einer in Bezug auf Prismenspiegel 101 Stange 103 gegenüberliegenden Seite. Die Länge von Vorsprung 104 ist kürzer als die Länge von Stange 103. Beispielsweise ist eine Richtung, in der eine Drehachse von Prismenspiegel 101 verläuft, rechtwinklig zu einer Richtung, in der sich Stange 103 und Vorsprung 104 jeweils geradlinig erstrecken.head Start 104 has the shape of a straight extending rod. head Start 104 is located at one with respect to prism mirror 101 pole 103 opposite side. The length of projection 104 is shorter than the length of rod 103 , For example, a direction in which a rotation axis of prism mirror 101 runs, perpendicular to a direction in which rod 103 and lead 104 each extending in a straight line.

Antenne 21 enthält, wie in 3 dargestellt, Aussparungen 21ha, 21hb, über die Vorsprung 104 von Kalibrierungseinrichtung 150 eingeführt werden kann, in einer unteren Fläche. Jede der Aussparungen 21ha, 21hb kann ein Durchgangsloch sein, das vertikal durch Antenne 21 hindurch verläuft. Als Alternative dazu kann jede der Aussparungen 21ha, 21hb die Form eines mit Boden versehenen Zylinders haben, der eine Bodenfläche in Antenne 21 aufweist und nicht in einer vertikalen Richtung durch Antenne 21 hindurch verläuft. Antenne 22 weist ähnlich wie Antenne 21, obwohl nicht dargestellt, ebenfalls eine Aussparung in einer unteren Fläche auf.antenna 21 contains, as in 3 represented, recesses 21ha . 21hb , about the lead 104 from calibration device 150 can be inserted in a lower surface. Each of the recesses 21ha . 21hb can be a through hole that is vertical through antenna 21 passes through. Alternatively, each of the recesses 21ha . 21hb have the shape of a bottomed cylinder having a bottom surface in antenna 21 and not in a vertical direction by antenna 21 passes through. antenna 22 is similar to antenna 21 although not shown, also has a recess in a lower surface.

Vorsprung 104 wird in jede der Aussparungen 21ha, 21hb von der unteren Seite von Antenne 21 eingeführt, so dass Kalibrierungseinrichtung 150 in Bezug auf Antenne 21 positioniert werden kann. Die Position von Antenne 21 wird unter Verwendung von Kalibrierungseinrichtung 150 gemessen, wobei Kalibrierungseinrichtung 150 dabei in Bezug auf Antenne 21 positioniert ist.head Start 104 gets into each of the recesses 21ha . 21hb from the bottom side of antenna 21 introduced, so that calibration device 150 in terms of antenna 21 can be positioned. The position of antenna 21 is done using calibration equipment 150 measured, with calibration device 150 with respect to antenna 21 is positioned.

Kalibrierungseinrichtung 150 kann an der unteren Seite von Antenne 21 befestigt werden, indem Vorsprung 104 in jede der Aussparungen 21ha, 21hb eingeführt wird. Beispielsweise weist Vorsprung 104 ein Außengewinde auf, weist jede der Aussparungen 21ha, 21hb ein Innengewinde auf und wird das Außengewinde von Vorsprung 104 mit jedem der Innengewinde der Aussparungen 21ha, 21hb in Eingriff gebracht, so dass Kalibrierungseinrichtung 150 an Antenne 21 befestigt werden kann. calibration device 150 can be at the bottom of antenna 21 be attached by projection 104 in each of the recesses 21ha . 21hb is introduced. For example, has projection 104 an external thread, showing each of the recesses 21ha . 21hb an internal thread on and becomes the external thread of projection 104 with each of the internal threads of the recesses 21ha . 21hb engaged, so that calibration device 150 to antenna 21 can be attached.

Beim Befestigen von Kalibrierungseinrichtung 150 an der unteren Seite von Antenne 21 ist ein Verfahren zum Befestigen von Kalibrierungseinrichtung 150 nicht auf das oben beschriebene Verfahren beschränkt, sondern es kann jedes beliebige Verfahren angewendet werden, sofern Kalibrierungseinrichtung 150 befestigt und dabei in Bezug auf Antenne 21 positioniert wird.When attaching calibration device 150 at the bottom of the antenna 21 is a method of attaching calibration device 150 is not limited to the above-described method, but any method may be used, as far as calibration means 150 attached while keeping in relation to antenna 21 is positioned.

Des Weiteren ist es möglich, dass Kalibrierungseinrichtung 150 nicht an Antenne 21 befestigt wird. In diesem Fall wird Vorsprung 104 von Kalibrierungseinrichtung 150 in jede der Aussparungen 21ha, 21hb eingeführt und positioniert.Furthermore, it is possible that calibration device 150 not to antenna 21 is attached. In this case, the lead will be 104 from calibration device 150 in each of the recesses 21ha . 21hb introduced and positioned.

Die Kalibrierungsvorrichtung der vorliegenden Ausführungsform enthält, wie in 1 dargestellt, Kalibrierungseinrichtung 150, die äußere Messvorrichtung 62 sowie eine Kalibrierungs-Einheit 60. Die Kalibrierungsvorrichtung kalibriert einem Parameter zum Berechnen der aktuellen Position eines Arbeitspunktes an Hydraulikbagger 100, der Arbeitsausrüstung 2 aufweist. Der durch die Kalibrierungsvorrichtung kalibrierte Parameter enthält einen Antennen-Parameter, der eine Positionsbeziehung zwischen Arbeitsausrüstung 2 und den Antennen 21, 22 angibt. Das Kalibrierungs-System der vorliegenden Erfindung schließt die oben erwähnte Kalibrierungsvorrichtung sowie eine Arbeitsmaschine (z.B. Hydraulikbagger 100) ein.The calibration device of the present embodiment includes, as in FIG 1 shown, calibration device 150 , the outer measuring device 62 and a calibration unit 60 , The calibration device calibrates a parameter to calculate the current position of an operating point on hydraulic excavators 100 , the working equipment 2 having. The parameter calibrated by the calibration device includes an antenna parameter that represents a positional relationship between work equipment 2 and the antennas 21 . 22 indicates. The calibration system of the present invention includes the above-mentioned calibration device as well as a work machine (eg, hydraulic excavator 100 ) on.

Hydraulikbagger 100 enthält, wie oben beschrieben, die Antennen 21, 22. Die externe Messvorrichtung 62 ist beispielsweise eine Totalstation und wird separat von Hydraulikbagger 100 bereitgestellt. Kalibrierungs-Einheit 60 enthält, wie weiter unten ausführlich beschrieben, eine Eingabe-Einheit 63, eine Anzeige-Einheit 64 sowie eine Berechnungs-Einheit 65 (Controller). Eingabe-Einheit 63 ist eine Einheit, an der die durch die externe Messvorrichtung 62 gemessene Position von Kalibrierungseinrichtung 150 (d. h., die Position der Spitze der Dreieck-Pyramide von Prismenkörper 101a) eingegeben wird. Berechnungs-Einheit 65 ist eine Einheit, die den Antennen-Parameter auf Basis der an Eingabe-Einheit 63 eingegebenen Position von Kalibrierungseinrichtung 150 kalibriert.hydraulic excavators 100 contains, as described above, the antennas 21 . 22 , The external measuring device 62 is, for example, a total station and is separate from hydraulic excavators 100 provided. Calibrating unit 60 includes an input unit, as described in detail below 63 , a display unit 64 and a calculation unit 65 (Controller). Input unit 63 is a unit at which by the external measuring device 62 measured position of calibration device 150 (ie, the position of the top of the triangle pyramid of prism body 101a) is entered. Calculation unit 65 is a unit that measures the antenna parameters based on the input unit 63 entered position of calibration device 150 calibrated.

Eingabe-Einheit 63 ist so eingerichtet, dass ein Abstand von Prismenspiegel 101 zu einer Spitze von Vorsprung 104 eingegeben werden kann. Des Weiteren ist Eingabe-Einheit 63 so eingerichtet, dass der Abstand von Prismen-Spiegel 101 zu der Spitze von Vorsprung 104 als ein negativer Wert (negativer Offset-Wert) eingegeben werden kann.Input unit 63 is set up so that a distance from prism mirror 101 to a bit of projection 104 can be entered. Furthermore, input unit 63 set up so that the distance from prism mirror 101 to the top of tab 104 can be entered as a negative value (negative offset value).

Steuerungssystem des HydraulikbaggersControl system of the hydraulic excavator

Ein Steuerungssystem des Hydraulikbaggers der vorliegenden Ausführungsform wird unter Bezugnahme auf 4 bis 6A beschrieben.A control system of the hydraulic excavator of the present embodiment will be described with reference to FIG 4 to 6A described.

5 ist ein Blockdiagramm, das eine Konfiguration des Steuerungssystems darstellt, das in Hydraulikbagger 100 enthalten ist. Hydraulikbagger 100 enthält, wie in 5 dargestellt, einen Auslegerwinkel-Detektor 16, einen Löffelstielwinkel-Detektor 17 sowie einen Löffelwinkel-Detektor 18. Auslegerwinkel-Detektor 16, Löffelstielwinkel-Detektor 17 und Löffelwinkel-Detektor 18 befinden sich an Ausleger 6, Löffelstiel 7 bzw. Löffel 8 in 4(A). Beispielsweise kann jeder der Winkel-Detektoren 16 bis 18 ein Potentiometer oder ein Hub-Sensor sein. 5 is a block diagram illustrating a configuration of the control system used in hydraulic excavators 100 is included. hydraulic excavators 100 contains, as in 5 shown, a boom angle detector 16 , a dipperstick angle detector 17 and a spoon angle detector 18 , Boom angle detector 16 , Dipperstick angle detector 17 and spoon angle detector 18 are located on boom 6 , Dipperstick 7 or spoon 8th in 4 (A) , For example, any of the angle detectors 16 to 18 a potentiometer or a stroke sensor.

Auslegerwinkel-Detektor 16 erfasst, wie in 4(A) dargestellt, indirekt einen Schwenkwinkel α von Ausleger 6 in Bezug auf Körper 1. Löffelstielwinkel-Detektor 17 erfasst indirekt einen Schwenkwinkel β von Löffelstiel 7 in Bezug auf Ausleger 6. Löffelwinkel-Detektor 18 erfasst indirekt einen Schwenkwinkel γ von Löffel 8 in Bezug auf Löffelstiel 7. Ein Verfahren zum Berechnen von Schwenkwinkeln α, β, γ wird weiter unten ausführlich beschrieben.Boom angle detector 16 captured as in 4 (A) shown, indirectly a swivel angle α of boom 6 in terms of body 1 , Arm angle detector 17 indirectly detects a swivel angle β of dipper stick 7 in terms of boom 6 , Bucket angle detector 18 indirectly detects a swing angle γ of spoons 8th in terms of dipperstick 7 , A method of calculating swing angles α, β, γ will be described in detail later.

Körper 1 enthält, wie in 4(A) dargestellt, einen Positions-Detektor 19. Positions-Detektor 19 erfasst die aktuelle Position von Körper 1 von Hydraulikbagger 100. Positions-Detektor 19 enthält 2 Antennen 21, 22 sowie einen 3D-Positions-Sensor 23.body 1 contains, as in 4 (A) shown, a position detector 19 , Position detector 19 captures the current position of body 1 of hydraulic excavators 100 , Position detector 19 contains 2 antennas 21 . 22 as well as a 3D position sensor 23 ,

Ein Signal, das einer GNSS-Funkwelle entspricht, die von jeder der Antennen 21, 22 empfangen wird, wird in den 3D-Positions-Sensor 23 eingegeben. Der 3D-Positions-Sensor 23 erfasst die aktuellen Positionen der Antennen 21, 22 in einem globalen Koordinatensystem. A signal corresponding to a GNSS radio wave coming from each of the antennas 21 . 22 is received, is in the 3D position sensor 23 entered. The 3D position sensor 23 captures the current positions of the antennas 21 . 22 in a global coordinate system.

Das globale Koordinatensystem ist ein mittels GNSS gemessenes Koordinatensystem, und ist ein Koordinatensystem, das auf einem auf der Erde fixierten Ursprung basiert. Ein Koordinatensystem des Fahrzeugkörpers hingegen (das weiter unten beschrieben wird) ist ein Koordinatensystem, das auf dem an dem Körper 1 (d. h. Dreh-Einheit 3) fixierten Ursprung basiert.The global coordinate system is a coordinate system measured by GNSS, and is a coordinate system based on an origin fixed on the earth. On the other hand, a coordinate system of the vehicle body (which will be described later) is a coordinate system based on that on the body 1 (ie rotary unit 3 ) fixed origin based.

Je nach den Positionen von Bezugs-Antenne 21 und Richtungs-Antenne 22 erfasst Positions-Detektor 19 einen Richtungswinkel in dem globalen Koordinatensystem einer x-Achse des Koordinatensystems des Fahrzeugkörpers.Depending on the positions of reference antenna 21 and directional antenna 22 captures position detector 19 a direction angle in the global coordinate system of an x-axis of the coordinate system of the vehicle body.

Körper 1 enthält, wie in 5 dargestellt, einen Rollwinkel-Sensor 24 sowie einen Nickwinkel-Sensor 29. Rollwinkel-Sensor 24 erfasst, wie in 4(B) dargestellt, einen Neigungswinkel θ1 (im Folgenden als „Rollwinkel θ1“ bezeichnet) in der Breitenrichtung von Körper 1 in Bezug auf eine Schwerkraftrichtung (vertikale Linie). Nickwinkel-Sensor 29 erfasst, wie in 4(A) dargestellt, einen Neigungswinkel θ2 (im Folgenden als „Nickwinkel θ2“ bezeichnet) in einer Längsrichtung von Körper 1 in Bezug auf die Schwerkraftrichtung.body 1 contains, as in 5 shown, a roll angle sensor 24 as well as a pitch angle sensor 29 , Roll angle sensor 24 captured as in 4 (B) 4, an inclination angle θ1 (hereinafter referred to as "roll angle θ1") in the width direction of body 1 with respect to a direction of gravity (vertical line). Pitch angle sensor 29 captured as in 4 (A) 4, an inclination angle θ2 (hereinafter referred to as "pitch angle θ2") in a longitudinal direction of body 1 in terms of the direction of gravity.

In der vorliegenden Ausführungsform bezieht sich die Breitenrichtung auf die Breitenrichtung von Löffel 8 und stimmt mit der Fahrzeug-Breitenrichtung überein. Wenn jedoch Arbeitsausrüstung 2 einen Schwenklöffel (weiter unten beschrieben) aufweist, stimmt möglicherweise die Breitenrichtung von Löffel 8 nicht mit der Fahrzeug-Breitenrichtung überein.In the present embodiment, the width direction refers to the width direction of spoons 8th and coincides with the vehicle width direction. If, however, work equipment 2 has a swing bucket (described below), the width direction of bucket may be right 8th do not coincide with the vehicle width direction.

Hydraulikbagger 100 enthält, wie in 5 dargestellt, Betätigungsvorrichtung 25, eine Arbeitsausrüstungs-Steuereinrichtung 26, eine Arbeitsausrüstungs-Steuerungsvorrichtung 27 sowie Hydraulikpumpe 37. Betätigungsvorrichtung 25 enthält ein Arbeitsausrüstungs-Betätigungselement 31, einen Arbeitsausrüstungs-Betätigungs-Detektor 32, ein Fahr-Steuerungselement 33, einen Fahr-Steuerungs-Detektor 34, ein Dreh-Steuerungselement 51 sowie einen Dreh-Steuerungs-Detektor 52.hydraulic excavators 100 contains, as in 5 shown, actuator 25 , a work equipment control device 26 , a work equipment control device 27 as well as hydraulic pump 37 , actuator 25 includes a work equipment actuator 31 , a work equipment actuation detector 32 , a driving control element 33 , a driving control detector 34 , a rotary control element 51 and a rotary control detector 52 ,

Arbeitsausrüstungs-Betätigungselement 31 ist ein Element, das zur Betätigung von Arbeitsausrüstung 2 durch eine Bedienungsperson dient, und ist beispielsweise ein Bedienhebel. Arbeitsausrüstungs-Betätigungs-Detektor 32 erfasst einen Betätigungs-Inhalt von Arbeitsausrüstungs-Betätigungselement 31 und sendet den Betätigungs-Inhalt als ein Erfassungssignal zu Arbeitsausrüstungs-Steuereinrichtung 26.Work implement actuator 31 is an element used to operate work equipment 2 by an operator, and is for example a control lever. Work implement operation detector 32 detects an operation content of work equipment operating member 31 and sends the operation content as a detection signal to work equipment control means 26 ,

Fahr-Steuerungselement 33 ist ein Element, das zum Steuern der Fahrt von Hydraulikbagger 1 durch die Bedienungsperson dient, und ist beispielsweise ein Bedienhebel. Fahr-Steuerungs-Detektor 34 erfasst den Steuerungs-Inhalt des Fahr-Steuerungselementes 33 und sendet den Steuerungs-Inhalt als ein Erfassungssignal zu Arbeitsausrüstungs-Steuereinrichtung 26.Driving control element 33 is an element used to control the drive of hydraulic excavators 1 is used by the operator, and is for example an operating lever. Driving control detector 34 detects the control content of the drive control element 33 and sends the control content as a detection signal to work equipment control means 26 ,

Dreh-Steuerungselement 51 ist ein Element, das zum Steuern der Drehung von Dreh-Einheit 3 durch die Bedienungsperson dient, und ist beispielsweise ein Bedienhebel. Dreh-Steuerungs-Detektor 52 erfasst den Steuerungs-Inhalt von Dreh-Steuerungselement 51 und sendet den Steuerungs-Inhalt als ein Erfassungssignal zu Arbeitsausrüstungs-Steuereinrichtung 26.Rotary control element 51 is an element used to control the rotation of rotary unit 3 is used by the operator, and is for example an operating lever. Rotary control detector 52 captures the control content of rotary control 51 and sends the control content as a detection signal to work equipment control means 26 ,

Arbeitsausrüstungs-Steuereinrichtung 26 enthält einen Speicher 35 und eine Berechnungs-Einheit 36. Speicher 35 schließt einen RAM (Random Access Memory), einen ROM (Read Only Memory) und dergleichen ein. Berechnungs-Einheit 36 schließt eine CPU (Central Processing Unit) und dergleichen ein. Arbeitsausrüstungs-Steuereinrichtung 26 steuert hauptsächlich die Funktion von Arbeitsausrüstung 2 sowie die Drehung von Dreh-Einheit 3. Arbeitsausrüstungs-Steuereinrichtung 26 erzeugt ein Steuerungssignal, durch das Arbeitsausrüstung 2 entsprechend der Betätigung von Arbeitsausrüstungs-Betätigungselement 31 betätigt wird, und gibt das Steuerungssignal an Arbeitsausrüstungs-Steuerungsvorrichtung 27 aus.Work implement controller 26 contains a memory 35 and a calculation unit 36 , Storage 35 includes Random Access Memory (RAM), Read Only Memory (ROM), and the like. Calculation unit 36 includes a CPU (Central Processing Unit) and the like. Work implement controller 26 mainly controls the function of work equipment 2 as well as the rotation of rotary unit 3 , Work implement controller 26 generates a control signal through the work equipment 2 according to the operation of work equipment actuator 31 is operated, and outputs the control signal to the work equipment control device 27 out.

Arbeitsausrüstung-Steuerungsvorrichtung 27 enthält eine Hydraulik-Steuerungsvorrichtung, wie beispielsweise ein Proportional-Steuerventil. Arbeitsausrüstungs-Steuerungsvorrichtung 27 steuert eine Strömungsgeschwindigkeit eines von Hydraulikpumpe 37 den Hydraulikzylindern 10 bis 12 zugeführten Hydrauliköls auf Basis des Steuerungssignals von Arbeitsausrüstungs-Steuereinrichtung 26. Die Hydraulikzylinder 10 bis 12 werden mit dem von Arbeitsausrüstungs-Steuerungsvorrichtung 27 zugeführten Hydrauliköl gesteuert. Dadurch arbeitet Arbeitsausrüstung 2.Work equipment control device 27 includes a hydraulic control device, such as a proportional control valve. Work implement control device 27 controls a flow rate of a hydraulic pump 37 the hydraulic cylinders 10 to 12 supplied hydraulic oil based on the control signal from work equipment control device 26 , The hydraulic cylinders 10 to 12 be with the work equipment control device 27 controlled supplied hydraulic oil. This works working equipment 2 ,

Arbeitsausrüstungs-Steuereinrichtung 26 erzeugt ein Steuerungssignal zum Drehen von Dreh-Einheit 3 entsprechend der Betätigung von Dreh-Steuerungselement 51 und gibt das Steuerungssignal an einen Schwenkmotor 49 aus. Dadurch wird Schwenkmotor 49 angetrieben und dreht Dreh-Einheit 3. Work implement controller 26 generates a control signal for rotating rotary unit 3 according to the operation of rotary control element 51 and outputs the control signal to a swing motor 49 out. This will pivot motor 49 powered and turns rotary unit 3 ,

Hydraulikbagger 100 enthält ein Anzeige-System 28. Anzeige-System 28 stellt der Bedienungsperson Informationen bereit, auf deren Basis eine einer geplanten Fläche (weiter unten beschrieben) entsprechende Form durch Aushub des Bodens in einem Arbeitsbereich ausgebildet wird. Anzeige-System 28 enthält eine Anzeige-Eingabevorrichtung 38 sowie eine Anzeige-Steuereinrichtung 39.hydraulic excavators 100 contains a display system 28 , Display system 28 provides the operator with information on the basis of which a shape corresponding to a planned surface (described below) is formed by excavating the soil in a work area. Display system 28 contains a display input device 38 and a display controller 39 ,

Anzeige-Eingabevorrichtung 38 enthält eine berührungsempfindliche Eingabe-Einheit 41 sowie eine Anzeige-Einheit 42, wie beispielsweise ein LCD (Liquid Crystal Display). Anzeige-Eingabevorrichtung 38 zeigt einen Leit-Bildschirm an, auf dem die Informationen zum Durchführen von Aushub bereitgestellt werden. Des Weiteren werden verschiedene Tasten auf dem Leit-Bildschirm angezeigt. Die Bedienungsperson kann verschiedene Funktionen von Anzeige-System 28 nutzen, indem sie verschiedene Tasten auf dem Leit-Bildschirm berührt. Der Leit-Bildschirm wird weiter unten ausführlich beschrieben.Display input device 38 contains a touch-sensitive input unit 41 and a display unit 42 , such as an LCD (Liquid Crystal Display). Display input device 38 indicates a guidance screen on which the excavation information is provided. Furthermore, various keys are displayed on the guidance screen. The operator can use various functions of display system 28 by touching different buttons on the guidance screen. The guidance screen is described in detail below.

Anzeige-Steuereinrichtung 39 führt verschiedene Funktionen von Anzeige-System 28 aus. Anzeige-Steuereinrichtung 39 und Arbeitsausrüstungs-Steuereinrichtung 26 können über Kommunikationseinrichtungen drahtlos oder über Kabel miteinander kommunizieren. Anzeige-Steuereinrichtung 39 weist einen Speicher 43, wie beispielsweise einem RAM und einen ROM, sowie eine Berechnungs-Einheit 44, wie beispielsweise eine CPU, auf. Auf Basis verschiedener Datenelemente, die in Speicher 43 gespeichert sind, und eines Erfassungsergebnisses von Positions-Detektor 19 führt Berechnungs-Einheit 44 verschiedene Berechnungen zum Anzeigen des Leit-Bildschirms durch.Display control means 39 performs various functions of display system 28 out. Display control means 39 and work equipment control means 26 can communicate with each other wirelessly or via cable via communication devices. Display control means 39 has a memory 43 , such as a RAM and a ROM, and a calculation unit 44 , such as a CPU. Based on various data elements stored in memory 43 are stored, and a detection result of position detector 19 performs calculation unit 44 various calculations for displaying the guidance screen.

In Speicher 43 von Anzeige-Steuereinrichtung 39 werden Daten geplanter Topographie im Voraus erzeugt und gespeichert. Die Daten geplanter Topographie sind Informationen über die Form und die Position der geplanten dreidimensionalen Topographie. Die geplante Topographie gibt die Soll-Form des zu bearbeitenden Bodens an. Anzeige-Steuereinrichtung 39 veranlasst Anzeige-Eingabevorrichtung 38, den Leit-Bildschirm auf Basis der Daten der geplanten Topographie und Daten, wie beispielsweise der Erfassungsergebnisse von den verschiedenen oben aufgeführten Sensoren, anzuzeigen. Das heißt, die geplante Topographie wird, wie in 6 dargestellt, mit einer Vielzahl geplanter Flächen 45 erstellt, die jeweils mittels dreieckiger Polygone ausgedrückt werden. In 6 ist nur ein Teil der Vielzahl geplanter Flächen mit Bezugszeichen 45 gekennzeichnet, und Bezugszeichen für andere geplante Flächen werden weggelassen. Die Bedienungsperson wählt eine oder die Vielzahl geplanter Flächen 45 als eine Soll-Fläche 70 aus. Anzeige-Steuereinrichtung 39 veranlasst Anzeige-Eingabevorrichtung 38, den Leit-Bildschirm anzuzeigen, um die Bedienungsperson über die Position von Soll-Fläche 70 zu informieren.In memory 43 from display controller 39 Data of planned topography is generated and stored in advance. The data of planned topography is information about the shape and position of the planned three-dimensional topography. The planned topography indicates the desired shape of the soil to be worked on. Display control means 39 initiates display input device 38 to display the guidance screen based on the data of the planned topography and data, such as the detection results from the various sensors listed above. That is, the planned topography will, as in 6 shown, with a variety of planned surfaces 45 created, each expressed by triangular polygons. In 6 is only a part of the plurality of planned surfaces with reference numerals 45 and reference numerals for other planned areas are omitted. The operator selects one or the plurality of planned surfaces 45 as a target area 70 out. Display control means 39 initiates display input device 38 to display the guidance screen to the operator about the position of target area 70 to inform.

Berechnungs-Einheit 44 von Anzeige-Steuereinrichtung 39 berechnet die aktuelle Position von Schneidkante P von Löffel 8 auf Basis des Erfassungsergebnisses von Positions-Detektor 19 und einer Vielzahl in Speicher 43 gespeicherter Parameter. Berechnungs-Einheit 44 enthält eine erste Einheit 44a zum Berechnen einer aktuellen Position und eine zweite Einheit 44b zum Berechnen einer aktuellen Position. Die erste Einheit 44a zum Berechnen einer aktuellen Position berechnet die aktuelle Position von Schneidkante P von Löffel 8 in dem Koordinatensystem des Fahrzeugkörpers auf Basis eines Parameters der Arbeitsausrüstung (weiter unten beschrieben). Die zweite Einheit 44b zum Berechnen einer aktuellen Position berechnet die aktuelle Position von Schneidkante P von Löffel 8 in dem Koordinatensystem des Fahrzeugkörpers auf Basis eines Parameters der Antenne (weiter unten beschrieben), der von Positions-Detektor 19 erfassten aktuellen Position der Antennen 21, 22 in dem globalen Koordinatensystem und der durch die erste Einheit 44a zum Berechnen einer aktuellen Position berechneten aktuellen Position von Schneidkante P von Löffel 8.Calculation unit 44 from display controller 39 calculates the current position of cutting edge P of spoons 8th based on the detection result of position detector 19 and a variety in memory 43 stored parameter. Calculation unit 44 contains a first unit 44a for calculating a current position and a second unit 44b to calculate a current position. The first unit 44a for calculating a current position calculates the current position of cutting edge P of spoons 8th in the coordinate system of the vehicle body based on a parameter of the work equipment (described later). The second unit 44b To calculate a current position calculates the current position of cutting edge P of spoons 8th in the coordinate system of the vehicle body based on a parameter of the antenna (described below), that of the position detector 19 detected current position of the antennas 21 . 22 in the global coordinate system and by the first unit 44a for calculating a current position calculated current position of cutting edge P of spoons 8th ,

Kalibrierungs-Einheit 60 ist eine Einheit, die Parameter kalibriert, die für die Berechnung von Schwenkwinkeln α, β, γ der Position von Schneidkante P von Löffel 8 erforderlich sind. Kalibrierungs-Einheit 60 bildet zusammen mit Hydraulikbagger 100 und der externen Messvorrichtung 62 ein Kalibrierungs-System, das die oben aufgeführten Parameter kalibriert.Calibrating unit 60 is a unit that calibrates parameters used for the calculation of swing angles α, β, γ of the position of cutting edge P of spoons 8th required are. Calibrating unit 60 forms together with hydraulic excavator 100 and the external measuring device 62 a calibration system that calibrates the parameters listed above.

Die externe Messvorrichtung 62 ist eine Vorrichtung, die die Position von Schneidkante P von Löffel 8 misst, und ist beispielsweise eine Totalstation. Kalibrierungs-Einheit 60 kann über Kabel oder drahtlos Daten-Kommunikation mit der externen Messvorrichtung 62 durchführen. Kalibrierungs-Einheit 60 kann des Weiteren über Kabel oder drahtlos Daten-Kommunikation mit Anzeige-Steuereinrichtung 39 durchführen. Kalibrierungs-Einheit 60 kalibriert die Parameter in 8 auf Basis der durch die externe Messvorrichtung 62 gemessenen Informationen. Beispielsweise wird die Kalibrierung der Parameter bei Auslieferung von Hydraulikbagger 100 oder einer Anfangs-Einstellung nach Wartung durchgeführt.The external measuring device 62 is a device that determines the position of cutting edge P of spoons 8th measures, and is for example a total station. Calibrating unit 60 Can communicate via cable or wireless data communication with the external measuring device 62 carry out. Calibrating unit 60 Furthermore, via cable or wireless data communication with display control device 39 carry out. Calibrating unit 60 calibrates the parameters in 8th based on the by the external measuring device 62 measured Information. For example, the calibration of the parameters when delivering hydraulic excavator 100 or an initial setting after maintenance.

Kalibrierungs-Einheit 60 schließt Eingabe-Einheit 63, Anzeige-Einheit 164 sowie Berechnungs-Einheit 65 (Controller) ein. Eingabe-Einheit 63 ist eine Einheit, an der erste Arbeitspunkt-Positionsinformationen, zweite Arbeitspunkt-Positionsinformationen, Antennen-Positionsinformationen sowie Löffel-Informationen (weiter unten beschrieben) eingegeben werden. Eingabe-Einheit 63 ist so eingerichtet, dass die Bedienungsperson die Informationen manuell eingibt, und enthält beispielsweise eine Vielzahl von Tasten. Eingabe-Einheit 63 kann eine berührungsempfindliche Eingabe-Einheit sein, sofern ein numerischer Wert eingegeben werden kann. Anzeige-Einheit 64 ist beispielsweise ein LCD und ist eine Einheit, an der ein Betätigungs-Bildschirm angezeigt wird, der zum Durchführen der Kalibrierung dient. Berechnungs-Einheit 65 führt Verarbeitung zum Kalibrieren der Parameter auf Basis der Übereingabe-Einheit 63 eingegebenen Informationen durch.Calibrating unit 60 closes input unit 63 , Display unit 164 as well as calculation unit 65 (Controller). Input unit 63 is a unit to which first operating point position information, second operating point position information, antenna position information, and bucket information (described later) are input. Input unit 63 is set up so that the operator inputs the information manually, and includes, for example, a plurality of keys. Input unit 63 may be a touch-sensitive input unit if a numerical value can be entered. Display Unit 64 is an LCD, for example, and is a unit to which an operation screen serving to perform the calibration is displayed. Calculation unit 65 performs processing for calibrating the parameters based on the commit unit 63 entered information.

Leit-Bildschirm an HydraulikbaggerControl screen on hydraulic excavator

Der Leit-Bildschirm des Hydraulikbaggers der vorliegenden Ausführungsform wird unter Bezugnahme auf 7 beschrieben.The guidance screen of the hydraulic excavator of the present embodiment will be described with reference to FIG 7 described.

7 ist eine Ansicht, die den Leit-Bildschirm des Hydraulikbaggers einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung darstellt. Ein Leit-Bildschirm 53 stellt, wie in 7 gezeigt, eine Positionsbeziehung zwischen Soll-Fläche 70 und Schneidkante P von Löffel 8 dar. Leit-Bildschirm 53 ist ein Bildschirm, der Arbeitsausrüstung 2 von Hydraulikbagger 100 so leitet, dass der Boden, der Objekt der Bearbeitung ist, die gleiche Form erhält wie Soll-Fläche 70. 7 FIG. 13 is a view illustrating the guidance screen of the hydraulic excavator of one embodiment of the present disclosure. FIG. A guide screen 53 poses as in 7 shown a positional relationship between target area 70 and cutting edge P of spoon 8th dar. guide screen 53 is a screen that has work equipment 2 of hydraulic excavators 100 so that the ground, which is the object of processing, is given the same shape as the target area 70 ,

Leit-Bildschirm 53 schließt eine Draufsicht 73a und eine Seitenansicht 73b ein. Draufsicht 73a stellt die geplante Topographie eines Arbeitsbereiches sowie die aktuelle Position von Hydraulikbagger 100 dar. Seitenansicht 73b stellt eine Positionsbeziehung zwischen Soll-Fläche 70 und Hydraulikbagger 100 dar.Leit screen 53 closes a top view 73a and a side view 73b on. Top view 73a represents the planned topography of a work area as well as the current position of hydraulic excavators 100 dar. side view 73b represents a positional relationship between target area 70 and hydraulic excavators 100 represents.

Draufsicht 73a von Leit-Bildschirm 53 stellt die geplante Topographie in Draufsicht mittels der Vielzahl dreieckiger Polygone dar. Das heißt, Draufsicht 73a stellt die geplante Topographie mit der Schwenkebene von Hydraulikbagger 100 als einer Projektionsebene dar. Daher ist Draufsicht 73a eine von unmittelbar oberhalb von Hydraulikbagger 100 gesehene Ansicht, und die geplante Fläche 45 ist geneigt, wenn Hydraulikbagger 100 geneigt ist. Soll-Fläche 70, die aus der Vielzahl geplanter Flächen 45 ausgewählt wird, wird in einer Farbe angezeigt, die sich von der anderer geplanter Flächen 45 unterscheidet. In 7 wird die aktuelle Position von Hydraulikbagger 100 mit einem Hydraulikbagger-Icon 61 in Draufsicht angezeigt, sie kann jedoch mit einem anderen Symbol angezeigt werden.Top view 73a from guide screen 53 represents the planned topography in plan view by means of the multitude of triangular polygons. That is, top view 73a represents the planned topography with the swing plane of hydraulic excavator 100 as a projection plane. Therefore, top view is 73a one from immediately above hydraulic excavator 100 seen view, and the planned area 45 is inclined when hydraulic excavator 100 is inclined. Target area 70 , from the multiplicity of planned surfaces 45 is selected in a color that is different from other planned surfaces 45 different. In 7 becomes the current position of hydraulic excavator 100 with a hydraulic excavator icon 61 displayed in plan view, but it can be displayed with a different icon.

Draufsicht 73a schließt Informationen hinsichtlich der Ausrichtung von Hydraulikbagger 100 zu Soll-Fläche 70 ein. Die Informationen hinsichtlich der Ausrichtung von Hydraulikbagger 100, der Soll-Fläche 70 zugewandt ist, werden als ein Ausrichtungs-Kompass 73 angezeigt. Ausrichtungs-Kompass 73 ist ein Icon, das eine Ausrichtung in Bezug auf Soll-Fläche 70 sowie eine Richtung anzeigt, in der Hydraulikbagger 100 gedreht werden sollte. Die Bedienungsperson kann einen Grad der Ausrichtung in Bezug auf Soll-Fläche 70 unter Verwendung von Ausrichtungs-Kompass 73 prüfen.Top view 73a includes information regarding the alignment of hydraulic excavators 100 to target area 70 on. The information regarding the alignment of hydraulic excavators 100 , the target area 70 Faced as an alignment compass 73 displayed. Guidance Compass 73 is an icon that is an orientation with respect to target area 70 and indicating a direction in the hydraulic excavator 100 should be turned. The operator may have a degree of alignment with respect to target area 70 using alignment compass 73 check.

Seitenansicht 73b von Leit-Bildschirm 53 schließt ein Bild ein, das die Positionsbeziehung zwischen Soll-Fläche 70 und Schneidkante P von Löffel 8 sowie eine Abstands-Information 88 darstellt, die einen Abstand zwischen Soll-Fläche 70 und Schneidkante P von Löffel 8 angibt. Das heißt, Seitenansicht 73b schließt eine Linie 81 der geplanten Fläche, eine Linie 82 der Soll-Fläche sowie ein Icon 75 von Hydraulikbagger 100 in Seitenansicht ein. Die Linie 81 der geplanten Fläche zeigt einen Teilabschnitt der geplanten Fläche 45 mit Ausnahme der Soll-Fläche 70. Die Linie 82 der Soll-Fläche zeigt einen Teilabschnitt von Soll-Fläche 70. Die Linie 81 der geplanten Fläche und die Linie 82 der Soll-Fläche werden ermittelt, indem eine Schnittlinie 80 einer Ebene 77, die durch die aktuelle Position eines Mittelpunktes P (im Folgenden der Einfachheit halber als „Schneidkante von Löffel 8“ bezeichnet) in der Breitenrichtung von Schneidkante P von Löffel 8 verläuft, und der geplanten Fläche 45 berechnet wird. Eine Methode zum Berechnen der aktuellen Position von Schneidkante P von Löffel 8 wird weiter unten ausführlich beschrieben. Auf Leit-Bildschirm 53 wird, wie oben beschrieben, die relative Positionsbeziehung zwischen Linie 81 der geplanten Fläche, Linie 82 der Soll-Fläche und Hydraulikbagger 100 einschließlich Löffel 8 als das Bild angezeigt. Wenn Schneidkante P von Löffel 8 entlang Linie 82 der Soll-Fläche bewegt wird, kann die Bedienungsperson den Boden auf einfache Weise so ausheben, dass die aktuelle Topographie zu der geplanten Topographie wird.sideview 73b from guide screen 53 includes an image representing the positional relationship between target area 70 and cutting edge P of spoon 8th and a distance information 88 represents a distance between target area 70 and cutting edge P of spoon 8th indicates. That is, side view 73b closes a line 81 the planned area, a line 82 the target area as well as an icon 75 of hydraulic excavators 100 in side view. The line 81 the planned area shows a section of the planned area 45 except the target area 70 , The line 82 the target area shows a section of target area 70 , The line 81 the planned area and the line 82 The target area is determined by a cutting line 80 one level 77 represented by the current position of a midpoint P (hereinafter referred to simply as the "cutting edge of the bucket 8th" designated) in the width direction of the cutting edge P of spoons 8th runs, and the planned area 45 is calculated. A method of calculating the current position of cutting edge P of spoons 8th will be described in detail below. On guide screen 53 As described above, the relative positional relationship between line becomes 81 the planned area, line 82 the target area and hydraulic excavator 100 including spoons 8th as the picture is displayed. When cutting edge P of spoons 8th along line 82 the target area is moved, the operator can easily excavate the ground so that the current topography becomes the planned topography.

Verfahren zum Berechnen der aktuellen Position von Schneidkante P Method for calculating the current position of cutting edge P

Ein Verfahren zum Berechnen der aktuellen Position von Schneidkante P von Löffel 8 wird unter Bezugnahme auf 4, 5 und 8 beschrieben.A method of calculating the current position of cutting edge P of spoons 8th is referring to 4 . 5 and 8th described.

8 stellt eine Liste in Speicher 43 gespeicherter Parameter dar. Die Parameter schließen, wie in 8 dargestellt, den Arbeitsausrüstungs-Parameter sowie den Antennen-Parameter ein. Der Arbeitsausrüstungs-Parameter schließt eine Vielzahl von Parametern ein, die jeweils die Abmessungen von Ausleger 6, Löffelstiel 7 und Löffel 8 sowie den Schwenkwinkel angeben. Der Antennen-Parameter schließt eine Vielzahl von Parametern ein, die jeweils die Positionsbeziehung zwischen den Antennen 21, 22 und Ausleger 6 angeben. 8th puts a list in memory 43 stored parameters. Close the parameters as in 8th displayed, the work equipment parameter and the antenna parameter. The work equipment parameter includes a variety of parameters, each of which is the dimensions of boom 6 , Dipperstick 7 and spoons 8th and specify the swivel angle. The antenna parameter includes a variety of parameters, each of which is the positional relationship between the antennas 21 . 22 and outriggers 6 specify.

Bei der Berechnung der aktuellen Position von Schneidkante P von Löffel 8 wird ein Koordinatensystem x-y-z des Fahrzeugkörpers mit einem Schnittpunkt der Achse von Auslegerbolzen 13 und der Arbeitsebene von Arbeitsausrüstung 2 (weiter unten beschrieben) als einem Ursprung festgelegt. In der folgenden Beschreibung gibt die Position von Auslegerbolzen 13 die Position eines Mittelpunktes von Auslegerbolzen 13 in der Fahrzeug-Breitenrichtung an. Aktuelle Schwenkwinkel α, β, γ (4(A)) von Ausleger 6, Löffelstiel 7 und Löffel 8 werden aus den Erfassungsergebnissen der Winkel-Detektoren 16 bis 18 (5) berechnet. Ein Verfahren zum Berechnen von Schwenkwinkeln α, β, γ wird weiter unten beschrieben. Eine Koordinate (x, y, z) der Schneidkante P von Löffel 8 in dem Koordinatensystem des Fahrzeug-Körpers wird anhand der unten stehenden mathematischen Formel 1 unter Verwendung der Schwenkwinkel α, β, γ von Ausleger 6, Löffelstiel 7 und Löffel 8 sowie den Längen L1, L2 und L3 von Ausleger 6, Löffelstiel 7 und Löffel 8 berechnet. x = L 1 sin α + L 2 sin ( α + β ) + L 3 sin ( α + β + γ ) y = 0 z = L 1 cos α + L 2 cos ( α + β ) + L 3 cos ( α + β + γ )

Figure DE112017000076T5_0001
When calculating the current position of cutting edge P of spoons 8th becomes a coordinate system xyz of the vehicle body with an intersection of the axis of cantilever bolts 13 and the working level of work equipment 2 (described below) as an origin. In the following description gives the position of boom bolts 13 the position of a midpoint of boom bolts 13 in the vehicle width direction. Current tilt angles α, β, γ ( 4 (A) ) of boom 6 , Dipperstick 7 and spoons 8th become from the detection results of the angle detectors 16 to 18 ( 5 ). A method of calculating swing angles α, β, γ will be described later. A coordinate (x, y, z) of the cutting edge P of spoons 8th in the coordinate system of the vehicle body is determined by the following mathematical formula 1 using the swing angle α, β, γ of boom 6 , Dipperstick 7 and spoons 8th as well as the lengths L1 . L2 and L3 from outrigger 6 , Dipperstick 7 and spoons 8th calculated. x = L 1 sin α + L 2 sin ( α + β ) + L 3 sin ( α + β + γ ) y = 0 z = L 1 cos α + L 2 cos ( α + β ) + L 3 cos ( α + β + γ )
Figure DE112017000076T5_0001

Die Koordinate (x, y, z) von Schneidkante P von Löffel 8 in dem Koordinatensystem des Fahrzeug-Körpers, die mit der mathematischen Formel 1 ermittelt wird, wird mit der unten aufgeführten mathematischen Formel 2 in eine Koordinate (X, Y, Z) in dem globalen Koordinatensystem umgewandelt. ( X Y Z ) = ( cos κ cos φ cos κ sin φ sin ω + sin κ cos ω cos κ sin φ cos ω + sin κ sin ω sin κ cos φ sin κ sin φ sin ω + cos κ cos ω sin κ sin φ cos ω + cos κ sin ω sin φ cos φ sin ω cos φ cos ω ) ( x y z ) + ( A B C )

Figure DE112017000076T5_0002
The coordinate (x, y, z) of cutting edge P of spoons 8th in the coordinate system of the vehicle body, which is determined with the mathematical formula 1, is converted with the mathematical formula 2 given below into a coordinate (X, Y, Z) in the global coordinate system. ( X Y Z ) = ( cos κ cos φ cos κ sin φ sin ω + sin κ cos ω - cos κ sin φ cos ω + sin κ sin ω - sin κ cos φ - sin κ sin φ sin ω + cos κ cos ω sin κ sin φ cos ω + cos κ sin ω sin φ - cos φ sin ω cos φ cos ω ) ( x y z ) + ( A B C )
Figure DE112017000076T5_0002

Wobei ω, ϕ, κ mit der im Folgenden aufgeführten mathematischen Formel 3 ausgedrückt werden. ω = arcsin ( sin θ 1 cos φ ) φ = θ 2 κ = θ 3

Figure DE112017000076T5_0003
Wherein ω, φ, κ are expressed with the mathematical formula 3 given below. ω = arcsin ( sin θ 1 cos φ ) φ = θ 2 κ = - θ 3
Figure DE112017000076T5_0003

Dabei ist, wie oben beschrieben, θ1 der Roll-Winkel. θ2 ist der Nick-Winkel. θ3 ist ein Gier-Winkel, der ein Richtungs-Winkel der x-Achse des Koordinatensystems des Fahrzeug-Körpers in dem globalen Koordinatensystem ist. So wird der Gier-Winkel θ3 auf Basis der Positionen von Bezugs-Antenne 21 und Richtungs-Antenne 22 berechnet, wobei die Positionen von Positions-Detektor 19 erfasst werden. (A, B, C) ist eine Koordinate des Ursprungs in dem globalen Koordinatensystem in dem Koordinatensystem des Fahrzeug-Körpers.Here, as described above, θ1 is the roll angle. θ2 is the pitch angle. θ3 is a yaw angle which is a directional angle of the x-axis of the coordinate system of the vehicle body in the global coordinate system. Thus, the yaw angle θ3 becomes based on the positions of the reference antenna 21 and directional antenna 22 calculates the positions of position detector 19 be recorded. (A, B, C) is a coordinate of the origin in the global coordinate system in the coordinate system of the vehicle body.

Der Antennen-Parameter gibt die Positionsbeziehung zwischen den Antennen 21, 22 und dem Ursprung in dem Koordinatensystem des Fahrzeug-Körpers (die Positionsbeziehung zwischen den Antennen 21, 22 und dem Mittelpunkt von Auslegerbolzen 13 in der Fahrzeug-Breitenrichtung) an. Das heißt, der Antennen-Parameter schließt, wie in 4(B) und 4(C) dargestellt, einen Abstand Lbbx zwischen Auslegerbolzen 13 und Bezugs-Antenne 21 in der Richtung der x-Achse des Koordinatensystems des Fahrzeug-Körpers, einen Abstand Lbby zwischen Auslegerbolzen 13 und Bezugs-Antenne 21 in der Richtung der y-Achse des Koordinatensystems des Fahrzeug-Körpers sowie einen Abstand Lbbz zwischen Auslegerbolzen 13 und Bezugs-Antenne 21 in der Richtung der z-Achse des Koordinatensystems des Fahrzeug-Körpers ein.The antenna parameter gives the positional relationship between the antennas 21 . 22 and the origin in the coordinate system of the vehicle body (the positional relationship between the antennas 21 . 22 and the center of boom bolts 13 in the vehicle width direction). That is, the antenna parameter closes as in 4 (B) and 4 (C) shown a distance Lbbx between boom bolts 13 and reference antenna 21 in the direction of the x-axis of the coordinate system of the vehicle body, a distance Lbby between cantilever bolts 13 and reference antenna 21 in the y-axis direction of the coordinate system of the vehicle body, and a distance Lbbz between cantilever bolts 13 and reference antenna 21 in the direction of the z-axis of the coordinate system of the vehicle body.

Der Antennen-Parameter schließt des Weiteren einen Abstand Lbdx zwischen Auslegerbolzen 13 und Richtungs-Antenne 22 in der Richtung der x-Achse des Koordinatensystems des Fahrzeug-Körpers, einen Abstand Lbdy zwischen Auslegerbolzen 13 und Richtungs-Antenne 22 in der Richtung der y-Achse des Koordinatensystems des Fahrzeug-Körpers sowie einen Abstand Lbdz zwischen Auslegerbolzen 13 und Richtungs-Antenne 22 in der Richtung der z-Achse des Koordinatensystems des Fahrzeug-Körpers ein. The antenna parameter further includes a distance Lbdx between cantilever bolts 13 and directional antenna 22 in the direction of the x-axis of the coordinate system of the vehicle body, a distance Lbdy between cantilever bolts 13 and directional antenna 22 in the direction of the y-axis of the coordinate system of the vehicle body and a distance Lbdz between cantilever bolts 13 and directional antenna 22 in the direction of the z-axis of the coordinate system of the vehicle body.

(A, B, C) wird auf Basis des Antennen-Parameters sowie der Koordinaten der Antennen 21, 22 in dem globalen Koordinatensystem berechnet, wobei die Koordinaten durch die Antennen 21, 22 erfasst werden.(A, B, C) is based on the antenna parameter and the coordinates of the antennas 21 . 22 calculated in the global coordinate system, with the coordinates through the antennas 21 . 22 be recorded.

Die aktuelle Position (Koordinate (X, Y, Z)) von Schneidkante P von Löffel 8 wird, wie oben beschrieben, in dem globalen Koordinatensystem berechnet.The current position (coordinate (X, Y, Z)) of cutting edge P of bucket 8th is calculated in the global coordinate system as described above.

Anzeige-Steuereinrichtung 39 berechnet, wie in 6 dargestellt, Schnittlinie 80 der dreidimensionalen geplanten Topographie und Ebene 77, die durch Schneidkante P von Löffel 8 verläuft, auf Basis der berechneten aktuellen Position von Schneidkante P von Löffel 8 und der in Speicher 43 gespeicherten Daten der geplanten Topographie. Dann berechnet Anzeige-Steuereinrichtung 39 einen durch Soll-Fläche 70 hindurch verlaufenden Abschnitt von Schnittlinie 80 als Linie 82 der Soll-Fläche (7). Anzeige-Steuereinrichtung 39 berechnet des Weiteren einen Abschnitt von Schnittlinie 80 mit Ausnahme von Linie 82 der Soll-Fläche als Linie 81 der geplanten Fläche (7).Display control means 39 calculated as in 6 shown, section line 80 the three-dimensional planned topography and level 77 passing through cutting edge P of spoons 8th runs, based on the calculated current position of cutting edge P of the bucket 8th and the one in memory 43 stored data of the planned topography. Then calculates display controller 39 one by target area 70 passing through section of cutting line 80 as a line 82 the target area ( 7 ). Display control means 39 further calculates a section of cutting line 80 with the exception of line 82 the target area as a line 81 the planned area ( 7 ).

Verfahren zum Berechnen der Schwenkwinkel α, β, γMethod for calculating the swivel angles α, β, γ

Ein Verfahren zum Berechnen aktueller Schwenkwinkel α, β, γ von Ausleger 6, Löffelstiel 7 und Löffel 8 aus den Erfassungsergebnissen der Winkel-Detektoren 16 bis 18 wird im Folgenden unter Bezugnahme auf 9 bis 13A beschrieben.A method for calculating actual swing angles α, β, γ of boom 6 , Dipperstick 7 and spoons 8th from the detection results of the angle detectors 16 to 18 is below with reference to 9 to 13A described.

9 ist eine Seitenansicht von Ausleger 6.Schwenkwinkel α von Ausleger 6 wird mit der im Folgenden aufgeführten mathematischen Formel 4 unter Verwendung der Arbeitsausrüstungs-Parameter in 9 ausgedrückt. α = arctan ( L b o o m 2 _ x L b o o m 2 _ z ) arccos ( L b o o m 1 2 + L b o o m 2 2 + b o o m _ c l y 2 2 * L b o o m 1 * L b o o m 2 ) + arctan ( L b o o m 1 _ z L b o o m 1 _ x )

Figure DE112017000076T5_0004
9 is a side view of boom 6.Swenkwinkel α of boom 6 is calculated using the mathematical formula 4 below using the work equipment parameters in 9 expressed. α = arctan ( - L b O O m 2 _ x L b O O m 2 _ z ) - arccos ( L b O O m 1 2 + L b O O m 2 2 + b O O m _ c l y 2 2 * L b O O m 1 * L b O O m 2 ) + arctan ( L b O O m 1 _ z L b O O m 1 _ x )
Figure DE112017000076T5_0004

Lboom2_x ist, wie in 9 dargestellt, ein Abstand zwischen Auslegerzylinder-Fußbolzen 10a und Auslegerbolzen 13 in der horizontalen Richtung von Körper 1 (die der Richtung der x-Achse des Koordinatensystems des Fahrzeug-Körpers entspricht). Lboom2_z ist ein Abstand zwischen Auslegerzylinder-Fußbolzen 10a und Auslegerbolzen 13 in der senkrechten Richtung von Körper 1 (die der Richtung der z-Achse des Koordinatensystems des Fahrzeug-Körpers entspricht). Lboom1 ist ein Abstand zwischen Auslegerzylinder-Kopfbolzen 10b und Auslegerbolzen 13. Lboom2 ist ein Abstand zwischen Auslegerzylinder-Fußbolzen 10a und Auslegerbolzen 13. boom_cyl ist ein Abstand zwischen Auslegerzylinder-Fußbolzen 10a und Auslegerzylinder-Kopfbolzen 10b.Lboom2_x is as in 9 shown a distance between boom cylinder foot bolts 10a and cantilever bolts 13 in the horizontal direction of body 1 (which corresponds to the x-axis direction of the vehicle body coordinate system). Lboom2_z is a distance between boom cylinder foot bolts 10a and cantilever bolts 13 in the vertical direction of body 1 (which corresponds to the direction of the z-axis of the coordinate system of the vehicle body). Lboom1 is a distance between boom cylinder head bolts 10b and cantilever bolts 13 , Lboom2 is a distance between boom cylinder foot bolts 10a and cantilever bolts 13 , boom_cyl is a distance between boom cylinder foot bolts 10a and boom cylinder head bolts 10b ,

Es wird davon ausgegangen, dass eine Richtung der Verbindung von Auslegerbolzen 13 und Löffelstielbolzen 14 in Seitenansicht eine xboom- Achse ist und eine Richtung senkrecht zu der xboom- Achse eine zboom- Achse ist. Lboom1_x ist ein Abstand zwischen Auslegerzylinder-Kopfbolzen 10b und Auslegerbolzen 13 in der Richtung der xboom- Achse. Lboom 1_z ist ein Abstand zwischen Auslegerzylinder-Kopfbolzen 10b und Auslegerbolzen 13 in der Richtung der zboom- Achse.It is assumed that a direction of connection of boom bolts 13 and dipper sticks 14 in side view is an xboom axis and a direction perpendicular to the xboom axis is a zboom axis. Lboom1_x is a distance between boom cylinder headed bolts 10b and cantilever bolts 13 in the direction of the xboom axis. Lboom 1_z is a distance between boom cylinder head bolts 10b and cantilever bolts 13 in the direction of the zboom axis.

10 ist eine Seitenansicht von Löffelstiel 7. Der Schwenkwinkel β von Löffelstiel 7 wird mit der im Folgenden aufgeführten mathematischen Formel 5 unter Verwendung der in 9 und 10 gezeigten Arbeitsausrüstungs-Parameter ausgedrückt. β = arctan ( L b o o m 3 _ z L b o o m 3 _ x ) arctan ( L b o o m 3 2 + L a r m 2 2 a r m _ c l y 2 2 * L a r m 3 * L a r m 2 ) + arctan ( L a r m 2 _ x L a r m 2 _ z ) + arctan ( L a r m 1 _ x L a r m 1 _ z ) π

Figure DE112017000076T5_0005
10 is a side view of dipperstick 7 , The swivel angle β of the dipper stick 7 is calculated using the following mathematical formula 5 using the in 9 and 10 shown work equipment parameters. β = arctan ( - L b O O m 3 _ z L b O O m 3 _ x ) - arctan ( L b O O m 3 2 + L a r m 2 2 - a r m _ c l y 2 2 * L a r m 3 * L a r m 2 ) + arctan ( L a r m 2 _ x L a r m 2 _ z ) + arctan ( L a r m 1 _ x L a r m 1 _ z ) - π
Figure DE112017000076T5_0005

Lboom3_x ist, wie in 9 dargestellt, ein Abstand zwischen Löffelstielzylinder-Fußbolzen 11a und Löffelstielbolzen 14 in der Richtung der xboom- Achse. Lboom3_z ist ein Abstand zwischen Löffelstielzylinder-Fußbolzen 11a und Löffelstielbolzen 14 in der Richtung der zboom- Achse. Lboom3 ist ein Abstand zwischen Löffelstielzylinder-Fußbolzen 11a und Löffelstielbolzen 14. Arm_cyl ist ein Abstand zwischen Löffelstielzylinder-Fußbolzen 11a und Löffelstielzylinder-Kopfbolzen 11b.Lboom3_x is as in 9 shown a distance between dipper cylinder foot bolt 11a and dipper sticks 14 in the direction of the xboom axis. Lboom3_z is a distance between dipper cylinder foot bolts 11a and dipper sticks 14 in the direction of the zboom axis. Lboom3 is a distance between dipper cylinder foot bolts 11a and dipper sticks 14 , Arm_cyl is a distance between dipper cylinder foot bolts 11a and dipper cylinder head bolts 11b ,

Es wird, wie in 10 dargestellt, davon ausgegangen, dass eine Richtung der Verbindung von Löffelstielzylinder-Kopfbolzen 11b und Löffelbolzen 15 in einer Seitenansicht eine xarm2-Achse ist und dass eine Richtung senkrecht zu der xarm2-Achse eine zarm2-Achse ist. Es wird davon ausgegangen, dass eine Richtung der Verbindung von Löffelstielbolzen 14 und Löffelbolzen 15 in Seitenansicht eine xarm1-Achse ist.It will, as in 10 shown, assumed that a direction of connection of dipper cylinder head bolts 11b and spoon bolts 15 in a side view is an xarm2 axis and that a direction perpendicular to the xarm2 axis is a zarm2 axis. It is assumed that a direction of connection of dipper sticks 14 and spoon bolts 15 in side view is an xarm1-axis.

Larm2 ist ein Abstand zwischen Löffelstielzylinder-Kopfbolzen 11b und Löffelstielbolzen 14. Larm2_x ist ein Abstand zwischen Löffelstielzylinder-Kopfbolzen 11b und Löffelstielbolzen 14 in der Richtung der xarm2-Achse. Larm2_z ist ein Abstand zwischen Löffelstielzylinder-Kopfbolzen 11b und Löffelstielbolzen 14 in der Richtung der zarm2-Achse.Larm2 is a distance between dipper cylinder head bolts 11b and dipper sticks 14 , Larm2_x is a distance between dipper cylinder head bolts 11b and dipper sticks 14 in the direction of the xarm2 axis. Larm2_z is a distance between dipper cylinder head bolts 11b and dipper sticks 14 in the direction of the zarm2 axis.

Larm1_x ist ein Abstand zwischen Löffelstielbolzen 14 und Löffelbolzen 15 in der Richtung der xarm2-Achse. Larm1_z ist ein Abstand zwischen Löffelstielbolzen 14 und Löffelbolzen 15 in der Richtung der zarm2-Achse. Schwenkwinkel β von Löffelstiel 7 ist ein zwischen der xboom- Achse und der xarm1-Achse gebildeter Winkel.Larm1_x is a distance between dipper sticks 14 and spoon bolts 15 in the direction of the xarm2 axis. Larm1_z is a distance between dipper sticks 14 and spoon bolts 15 in the direction of the zarm2 axis. Swivel angle β of dipper stick 7 is an angle formed between the xboom axis and the xarm1 axis.

11 ist eine Seitenansicht von Löffel 8 und Löffelstiel 7.12 ist eine Seitenansicht von Löffel 8. Der Schwenkwinkel γ von Löffel 8 wird mit der im Folgenden aufgeführten mathematischen Formel 6 unter Verwendung der in 10 bis 12 gezeigten Arbeitsausrüstungs-Parameter ausgedrückt. β = arctan ( L b o o m 3 _ z L b o o m 3 _ x ) arctan ( L b o o m 3 2 + L a r m 2 2 a r m _ c l y 2 2 * L a r m 3 * L a r m 2 ) + arctan ( L a r m 2 _ x L a r m 2 _ z ) + arctan ( L a r m 1 _ x L a r m 1 _ z ) π

Figure DE112017000076T5_0006
11 is a side view of spoon 8th and dipper 7. 12 is a side view of spoon 8th , The swivel angle γ of spoons 8th is calculated with the following mathematical formula 6 using the in 10 to 12 shown work equipment parameters. β = arctan ( - L b O O m 3 _ z L b O O m 3 _ x ) - arctan ( L b O O m 3 2 + L a r m 2 2 - a r m _ c l y 2 2 * L a r m 3 * L a r m 2 ) + arctan ( L a r m 2 _ x L a r m 2 _ z ) + arctan ( L a r m 1 _ x L a r m 1 _ z ) - π
Figure DE112017000076T5_0006

Larm3_z2 ist, wie in 10 dargestellt, ein Abstand zwischen dem ersten Gelenkbolzen 47a und Löffelbolzen 15 in der Richtung der zarm2-Achse. Larm3_x2 ist ein Abstand zwischen dem ersten Gelenkbolzen 47a und Löffelbolzen 15 in der Richtung der xarm2-Achse.Larm3_z2 is as in 10 shown, a distance between the first hinge pin 47a and spoon bolts 15 in the direction of the zarm2 axis. Larm3_x2 is a distance between the first hinge pin 47a and spoon bolts 15 in the direction of the xarm2 axis.

Ltmp ist, wie in 11 dargestellt, ein Abstand zwischen Löffelzylinder-Kopfbolzen 12b und Löffelbolzen 15. Larm4 ist ein Abstand zwischen dem ersten Gelenkbolzen 47a und Löffelbolzen 15. Lbucket1 ist ein Abstand zwischen Löffelzylinder-Kopfbolzen 12b und dem ersten Gelenkbolzen 47a. Lbucket2 ist ein Abstand zwischen Löffelzylinder-Kopfbolzen 12b und dem zweiten Gelenkbolzen 48a. Lbucket3 ist ein Abstand zwischen Löffelbolzen 15 und dem zweiten Gelenkbolzen 48a. Der Schwenkwinkel γ von Löffel 8 ist ein zwischen einer xbucket-Achse und der xarm1-Achse gebildeter Winkel.Ltmp is how in 11 represented a distance between bucket cylinder head bolts 12b and spoon bolts 15 , Larm4 is a distance between the first hinge pin 47a and spoon bolts 15 , Lbucket1 is a distance between bucket cylinder head bolts 12b and the first hinge pin 47a , Lbucket2 is a distance between bucket cylinder head bolts 12b and the second hinge pin 48a , Lbucket3 is a distance between spoon bolts 15 and the second hinge pin 48a , The swivel angle γ of spoons 8th is an angle formed between an xbucket axis and the xarm1 axis.

Es wird, wie in 12 dargestellt, davon ausgegangen, dass eine Richtung der Verbindung von Löffelbolzen 15 und Schneidkante P von Löffel 8 in Seitenansicht die xbucket-Achse ist und eine Richtung senkrecht zu der xbucket-Achse eine zbucket-Achse ist. Lbucket4_x ist ein Abstand zwischen Löffelbolzen 15 und dem zweiten Gelenkbolzen 48a in der Richtung der xbucket-Achse. Lbucket4_z ist ein Abstand zwischen Löffelbolzen 15 und dem zweiten Gelenkbolzen 48a in der Richtung der zbucket-Achse.It will, as in 12 shown, assumed that a direction of connection of spoon bolts 15 and cutting edge P of spoon 8th in side view, the xbucket axis is and a direction perpendicular to the xbucket axis is a zbucket axis. Lbucket4_x is a distance between bucket pins 15 and the second hinge pin 48a in the direction of the xbucket axis. Lbucket4_z is a distance between bucket pins 15 and the second hinge pin 48a in the direction of the zbucket axis.

Der oben erwähnte Abstand Ltmp wird mit der im Folgenden aufgeführten mathematischen Formel 7 ausgedrückt. L t m p = L a r m 4 2 + L b u c k e t 1 2 2 L a r m 4 * L b u c k e t 1 * cos ϕ ϕ = π + L a r m 3 _ z 2 L a r m 3 _ x 2 L a r m 3 _ z 1 L a r m 3 _ z 2 L a r m 3 _ x 1 L a r m 3 _ x 2 arccos { L b u c k e t 1 2 + L a r m 3 2 b u v k e t _ c y l 2 2 * l b u c k e t 1 * L a r m 3 }

Figure DE112017000076T5_0007
The above-mentioned distance Ltmp is expressed by the following mathematical formula 7. L t m p = L a r m 4 2 + L b u c k e t 1 2 - 2 L a r m 4 * L b u c k e t 1 * cos φ φ = π + L a r m 3 _ z 2 L a r m 3 _ x 2 - L a r m 3 _ z 1 - L a r m 3 _ z 2 L a r m 3 _ x 1 - L a r m 3 _ x 2 - arccos { L b u c k e t 1 2 + L a r m 3 2 - b u v k e t _ c y l 2 2 * l b u c k e t 1 * L a r m 3 }
Figure DE112017000076T5_0007

Larm3 ist, wie in 10 dargestellt, ein Abstand zwischen Löffelzylinder-Fußbolzen 12a und dem ersten Gelenkbolzen 47a. Larm3_x1 ist ein Abstand zwischen Löffelzylinder-Fußbolzen 12a und Löffelbolzen 15 in der Richtung der xarm2-Achse. Larm3_z1 ist ein Abstand zwischen Löffelzylinder-Fußbolzen 12a und Löffelbolzen 15 in der Richtung der zarm2-Achse.Larm3 is how in 10 shown a distance between bucket cylinder foot bolt 12a and the first hinge pin 47a , Larm3_x1 is a distance between bucket cylinder foot bolts 12a and spoon bolts 15 in the direction of the xarm2 axis. Larm3_z1 is a distance between bucket cylinder foot bolts 12a and spoon bolts 15 in the direction of the zarm2 axis.

boom_cyl ist, wie in 13 dargestellt, ein Wert, der ermittelt wird, indem ein Auslegerzylinder-Offset boft zu einer Hublänge bss von Auslegerzylinder 10 addiert wird, wobei die Hublänge bss durch Auslegerwinkel-Detektor 16 erfasst wird. Desgleichen ist arm_cyl ein Wert, der ermittelt wird, indem ein Löffelstielzylinder-Offset aoft zu einer Hublänge ass von Löffelstielzylinder 11 addiert wird, wobei die Hublänge ass durch Löffelstielzylinderwinkel-Detektor 17 erfasst wird. Desgleichen ist bucket-cyl ein Wert, der ermittelt wird, indem ein Löffelzylinder-Offset bkoft, der einen minimalen Abstand von Löffelzylinder 12 einschließt, zu einer Hublänge bkss von Löffelzylinder 12 11 addiert wird, wobei die Hublänge bkss durch Löffelzylinder Winkel-Detektor 18 erfasst wird.boom_cyl is how in 13 shown, a value that is determined by a boom cylinder offset boft to a stroke length bss of boom cylinder 10 is added, with the stroke length bss by boom angle detector 16 is detected. Similarly, arm_cyl is a value that is determined by a dipper stick offset aoft to a stroke length ass of dipper stick cylinders 11 is added, with the stroke length ass by dipper cylinder angle detector 17 is detected. Similarly, bucket-cyl is a value that is determined by a bucket cylinder offset bkoft having a minimum distance from bucket cylinder 12 includes, to a stroke length bkss of bucket cylinder 12 11 is added, with the stroke length bkss by bucket cylinder angle detector 18 is detected.

Aktuelle Schwenkwinkel α, β, γ von Ausleger 6, Löffelzylinder 7 und Löffel 8 werden, wie oben beschrieben, mittels der Berechnung aus den Erfassungsergebnissen der Winkel-Detektoren 16 bis 18 ermittelt.Current swivel angle α, β, γ of boom 6 , Spoon cylinder 7 and spoons 8th as described above, by means of the calculation from the detection results of the angle detectors 16 to 18 determined.

Kalibrierungsvorgang durch BedienungspersonCalibration procedure by operator

Im Folgenden wird der Kalibrierungsvorgang durch die Bedienungsperson bei dem Hydraulikbagger der vorliegenden Ausführungsform unter Bezugnahme auf 2, 4 sowie 14 bis 18 beschrieben.Hereinafter, the calibration operation by the operator in the hydraulic excavator of the present embodiment will be described with reference to FIG 2 . 4 and 14 to 18 described.

14 ist ein Flussdiagramm, das einen durch die Bedienungsperson während der Kalibrierung durchgeführten Arbeitsablauf darstellt. In Schritt S1 installiert, wie in 14 dargestellt, die Bedienungsperson die externe Messvorrichtung 62. Dabei installiert die Bedienungsperson, wie in 15 dargestellt, die externe Messvorrichtung 62 unmittelbar hinter Auslegerbolzen 13 mit einem vorgegebenen Abstand Dx und unmittelbar neben Auslegerbolzen 13 mit einem vorgegebenen Abstand Dy. In Schritt S2 misst die Bedienungsperson eine Mittelposition an einer Endfläche (Seitenfläche) von Auslegerbolzen 13 unter Verwendung der externen Messvorrichtung 62. 14 Figure 11 is a flowchart illustrating a workflow performed by the operator during calibration. In step S1 installed as in 14 illustrated, the operator the external measuring device 62 , In doing so, the operator installs, as in 15 shown, the external measuring device 62 immediately behind boom bolts 13 with a given distance Dx and immediately next to boom bolts 13 with a given distance Dy. In step S2 The operator measures a center position on an end surface (side surface) of cantilever bolts 13 using the external measuring device 62 ,

In Schritt S3 misst die Bedienungsperson die Position von Schneidkante P in den fünf Stellungen von Arbeitsausrüstung 2 unter Verwendung der externen Messvorrichtung 62.die Bedienungsperson betätigt Arbeitsausrüstungs-Betätigungselement 31, um die Position von Schneidkante P von Löffel 8 an fünf Positionen zu verschieben, d. h. von einer ersten Position P1 bis zu einer fünften Position P5, die in 16 dargestellt sind.In step S3 the operator measures the position of the cutting edge P in the five positions of work equipment 2 using the external measuring device 62 The operator operates a work equipment actuator 31 to the position of cutting edge P of spoons 8th to move at five positions, ie from a first position P1 up to a fifth position P5 , in the 16 are shown.

Dabei dreht sich Dreh-Einheit 3 nicht, sondern behält einen Zustand bei, in dem Dreh-Einheit 3 an Fahr-Einheit 5 fixiert ist. Dann misst die Bedienungsperson die Koordinaten von Schneidkante P jeweils an der ersten Position P1 bis zu der fünften Position P5 unter Verwendung der externen Messvorrichtung 62. Die erste Position P1 und die zweite Position P2 unterscheiden sich voneinander in einer Längsrichtung des Körpers auf dem Boden. Die dritte Position P3 und die vierte Position P4 unterscheiden sich voneinander in der Längsrichtung des Körpers in der Luft. Die dritte Position P3 und die vierte Position P4 unterscheiden sich voneinander in der vertikalen Richtung in Bezug auf die erste Position P1 und die zweite Position P2. Die fünfte Position P5 ist eine Position zwischen der ersten Position P1, der zweiten Position P2, der dritten Position P3 und der vierten Position P4.This is turning unit 3 not, but maintains a state in the rotary unit 3 at driving unit 5 is fixed. Then, the operator measures the coordinates of cutting edge P at the first position, respectively P1 up to the fifth position P5 using the external measuring device 62 , The first position P1 and the second position P2 differ from each other in a longitudinal direction of the body on the ground. The third position P3 and the fourth position P4 differ from each other in the longitudinal direction of the body in the air. The third position P3 and the fourth position P4 differ from each other in the vertical direction with respect to the first position P1 and the second position P2 , The fifth position P5 is a position between the first position P1 , the second position P2 , the third position P3 and the fourth position P4 ,

17 stellt die Hublängen der Zylinder 10 bis 12 an jeder von der ersten Position P1 bis zur fünften Position P5 mit dem Maximum von 100 % und dem Minimum von 0 % dar. Die Hublänge von Löffelstielzylinder 11 entspricht, wie in 17 dargestellt, an der ersten Position P1 dem Minimum. Das heißt, die erste Position P1 ist die Position von Schneidkante P in der Stellung der Arbeitsausrüstung, bei der der Schwenkwinkel von Löffelstiel 7 dem Minimum entspricht. 17 represents the stroke lengths of the cylinders 10 to 12 at each one from the first position P1 to the fifth position P5 with the maximum of 100% and the minimum of 0%. The stroke length of dipper stick cylinder 11 corresponds, as in 17 shown at the first position P1 the minimum. That is, the first position P1 is the position of cutting edge P in the position of the work equipment, in which the swivel angle of dipper stick 7 the minimum.

An der zweiten Position P2 entspricht die Hublänge von Löffelstielzylinder 11 dem Maximum. Das heißt, die erste Position P2 ist die Position von Schneidkante P in der Stellung der Arbeitsausrüstung, bei der der Schwenkwinkel von Löffelstiel 7 dem Maximum entspricht. At the second position P2 corresponds to the stroke length of dipper stick cylinder 11 the maximum. That is, the first position P2 is the position of cutting edge P in the position of the work equipment, in which the swivel angle of dipper stick 7 corresponds to the maximum.

An der dritten Position P3 entspricht die Hublänge von Löffelstielzylinder 11 dem Minimum und entspricht die Hublänge von Löffelzylinder 12 dem Maximum. Das heißt, die dritte Position P3 ist die Position von Schneidkante P in der Stellung von Arbeitsausrüstung 2, an der der Schwenkwinkel von Löffelstiel 7 dem Minimum entspricht, während der Schwenkwinkel von Löffel 8 dem Maximum entspricht.At the third position P3 corresponds to the stroke length of dipper stick cylinder 11 the minimum and corresponds to the stroke length of bucket cylinder 12 the maximum. That is, the third position P3 is the position of cutting edge P in the position of work equipment 2 at which the swivel angle of dipper stick 7 corresponds to the minimum, while the swing angle of spoon 8th corresponds to the maximum.

An der vierten Position P4 entspricht die Hublänge von Auslegerzylinder 10 dem Maximum. Das heißt, die vierte Position P4 ist die Position von Schneidkante P in der Stellung von Arbeitsausrüstung 2, an der der Schwenkwinkel von Ausleger 6 dem Maximum entspricht.At the fourth position P4 corresponds to the stroke length of boom cylinder 10 the maximum. That is, the fourth position P4 is the position of cutting edge P in the position of work equipment 2 at which the swivel angle of boom 6 corresponds to the maximum.

An der fünften Position P5 entsprechen die Zylinderlängen von Löffelstielzylinder 11, Auslegerzylinder 10 und Löffelzylinder 12 Zwischen-Werten, die weder dem Minimum noch dem Maximum entsprechen. Das heißt, an der fünften Position P5 entsprechen die Schwenkwinkel von Löffelstiel 7, Ausleger 6 und Löffel 8 den Zwischen-Werten, die weder dem Maximum noch dem Minimum entsprechen.At the fifth position P5 The cylinder lengths correspond to dipper stick cylinders 11 , Boom cylinder 10 and spoon cylinder 12 Intermediate values that are neither the minimum nor the maximum. That is, at the fifth position P5 correspond to the swivel angle of dipper stick 7 , Boom 6 and spoons 8th the intermediate values that correspond to neither the maximum nor the minimum.

In Schritt S4 gibt die Bedienungsperson die ersten Arbeitspunkt-Positionsinformationen an Eingabe-Einheit 63 von Kalibrierungs-Einheit 60 ein. Die ersten Arbeitspunkt-Positionsinformationen geben die Koordinaten von der ersten Position P1 bis zur fünften Position P5 von Schneidkante P von Löffel 8 an, wobei die Koordinaten durch die externe Messvorrichtung 62 gemessen werden. So gibt die Bedienungsperson die Koordinaten von der ersten Position P1 bis zur fünften Position P5 von Schneidkante P von Löffel 8 an Eingabe-Einheit 63 von Kalibrierungs-Einheit 60 ein, wobei die Koordinaten in Schritt S4 durch die externe Messvorrichtung 62 gemessen werden.In step S4 the operator gives the first operating point position information to the input unit 63 from calibration unit 60 on. The first operating point position information gives the coordinates from the first position P1 to the fifth position P5 from cutting edge P of spoons 8th in which the coordinates are determined by the external measuring device 62 be measured. So the operator gives the coordinates from the first position P1 to the fifth position P5 from cutting edge P of spoon 8th to input unit 63 from calibration unit 60 a, with the coordinates in step S4 through the external measuring device 62 be measured.

In Schritt S5 misst die Bedienungsperson die Positionen der Antennen 21, 22 unter Verwendung der externen Messvorrichtung 62. Dabei misst die Bedienungsperson, wie in 15 dargestellt, die Positionen eines ersten Mess-Punktes P11 und eines zweiten Mess-Punktes P12 an Bezugs-Antenne 21 unter Verwendung der externen Messvorrichtung 62. Der erste Mess-Punkt P11 und der zweite Mess-Punkt P12 sind in Bezug auf die Mitte der oberen Fläche von Bezugs-Antenne 21 symmetrisch angeordnet. Wenn die obere Fläche von Bezugs-Antenne 21 eine rechteckige oder quadratische Form hat, sind der erste Mess-Punkt P11 und der zweite Mess-Punkt P12 zwei diagonale Punkte an der oberen Fläche von Bezugs-Antenne 21.In step S5 the operator measures the positions of the antennas 21 . 22 using the external measuring device 62 , The operator measures, as in 15 represented, the positions of a first measuring point P11 and a second measuring point P12 to reference antenna 21 using the external measuring device 62 , The first measuring point P11 and the second measuring point P12 are with respect to the center of the upper surface of reference antenna 21 arranged symmetrically. If the top surface of reference antenna 21 has a rectangular or square shape, are the first measuring point P11 and the second measuring point P12 two diagonal points on the upper surface of reference antenna 21 ,

Die Bedienungsperson misst, wie in 15 dargestellt, die Positionen eines dritten Mess-Punktes P13 und eines vierten Mess-Punktes P14 an Richtungs-Antenne 22 unter Verwendung der externen Messvorrichtung 62. Der dritte Mess-Punkt P13 und der vierte Mess-Punkt P14 sind in Bezug auf die Mitte der oberen Fläche von Richtungs-Antenne 22 symmetrisch angeordnet. Wie der erste Mess-Punkt P11 und der zweite Mess-Punkt P12 sind der dritte Mess-Punkt P13 und der vierte Mess-Punkt P14 zwei diagonale Punkte an der oberen Fläche von Richtungs-Antenne 22.The operator measures, as in 15 represented, the positions of a third measuring point P13 and a fourth measuring point P14 at directional antenna 22 using the external measuring device 62 , The third measuring point P13 and the fourth measuring point P14 are with respect to the middle of the upper surface of directional antenna 22 arranged symmetrically. Like the first measuring point P11 and the second measuring point P12 are the third measuring point P13 and the fourth measuring point P14 two diagonal points on the top surface of the directional antenna 22 ,

Bei der Messung vom ersten Mess-Punkt P11 bis zum vierten Mess-Punkt P14 der Antennen 21, 22 ist Kalibrierungseinrichtung 150, wie in 1 dargestellt, unterhalb der Antennen 21, 22 angeordnet. Dabei steht die Bedienungsperson auf der oberen Fläche der Raupenketten 5a, 5b, wobei die oberen Flächen der Raupenketten 5a, 5b als die Standfläche dienen. Vorsprung 104 von Kalibrierungseinrichtung 150 ist in die Aussparungen 21ha, 21hb (3) der Antennen 21, 22 eingeführt. Vorsprung 104 kann beispielsweise mittels Schrauben in den Aussparungen 21ha, 21hb fixiert werden.When measuring from the first measuring point P11 up to the fourth measuring point P14 the antennas 21 . 22 is calibration device 150 , as in 1 shown below the antennas 21 . 22 arranged. The operator stands on the upper surface of the caterpillar tracks 5a . 5b , wherein the upper surfaces of the caterpillars 5a . 5b serve as the stand area. head Start 104 from calibration device 150 is in the recesses 21ha . 21hb ( 3 ) of the antennas 21 . 22 introduced. head Start 104 For example, by means of screws in the recesses 21ha . 21hb be fixed.

Wenn Vorsprung 104 nicht in den Aussparungen 21ha, 21hb fixiert ist, sondern lediglich in die Aussparungen 21ha, 21hb eingeführt ist, hält die Bedienungsperson Stange 103 von Kalibrierungseinrichtung 150 mit einer Hand der Bedienungsperson und erhält den Zustand aufrecht, in dem Vorsprung 104 in die Aussparungen 21ha, 21hb eingeführt ist. Dabei wird das Projektionslicht von der externen Messvorrichtung 62 auf den Prismenspiegel 101 von Kalibrierungseinrichtung 150 projiziert. Das Projektionslicht wird von Prismenspiegel 101 reflektiert, und das reflektierte Licht wird mit der externen Messvorrichtung 62 gemessen.If projection 104 not in the recesses 21ha . 21hb is fixed, but only in the recesses 21ha . 21hb is introduced, the operator holds rod 103 from calibration device 150 with one hand of the operator, maintaining the state in the tab 104 in the recesses 21ha . 21hb is introduced. In this case, the projection light from the external measuring device 62 on the prism mirror 101 from calibration device 150 projected. The projection light is made by prism mirror 101 reflected, and the reflected light is with the external measuring device 62 measured.

In Schritt S6 gibt die Bedienungsperson die mit der externen Messvorrichtung 62 gemessenen Antennen-Positionsinformationen an Eingabe-Einheit 63 von Kalibrierungs-Einheit 60 ein. Die Antennen-Positionsinformationen schließen die Koordinaten ein, die die Positionen von dem ersten Mess-Punkt P 11 bis zu dem vierten Mess-Punkt P14 angeben, wobei die Koordinaten von der Bedienungsperson in Schritt S5 unter Verwendung der externen Messvorrichtung 62 gemessen werden. Der Abstand von Prismenspiegel 101 zur der Spitze von Vorsprung 107 wird an Eingabe-Einheit 63 eingegeben. Der Abstand von Prismenspiegel 101 zu der Spitze von Vorsprung 104 wird an Eingabe-Einheit 63 als ein negativer Wert (negativer Offset-Wert) eingegeben.In step S6 the operator gives the with the external measuring device 62 measured antenna position information to input unit 63 from calibration unit 60 on. The antenna position information includes the coordinates representing the positions from the first measurement point P 11 up to the fourth measuring point P14 specify the coordinates by the operator in step S5 using the external measuring device 62 be measured. The distance from prism mirror 101 to the top of the lead 107 will be at input unit 63 entered. The distance from prism mirror 101 to the top of tab 104 will be at input unit 63 entered as a negative value (negative offset value).

In Schritt S7 misst die Bedienungsperson drei Positionen von Schneidkanten P mit unterschiedlichen Schwenkwinkeln. In diesem Fall betätigt die Bedienungsperson, wie in 18 dargestellt, Dreh-Steuerungselement 51, um Dreh-Einheit 3 zu drehen. Dabei wird die Stellung von Arbeitsausrüstung 2 in einem stationären Zustand gehalten. Anschließend misst die Bedienungsperson die drei Positionen (im Folgenden als „erste Schwenkposition P21“, „zweite Schwenkposition P22“, „dritte Schwenkposition P23“ bezeichnet) von Schneidkanten P mit unterschiedlichen Schwenkwinkeln unter Verwendung der externen Messvorrichtung 62.In step S7 The operator measures three positions of cutting edges P with different swing angles. In this case, the operator operates as in 18 shown, rotary control element 51 to turn unit 3 to turn. This will be the position of work equipment 2 kept in a stationary state. Subsequently, the operator measures the three positions (hereinafter referred to as "first pivot position P21 "," Second pivot position P22 "," Third pivot position P23 ") of cutting edges P with different swivel angles using the external measuring device 62 ,

In Schritt S8 gibt die Bedienungsperson die zweiten Arbeitspunkt-Positionsinformationen an Eingabe-Einheit 63 von Kalibrierungs-Einheit 60 ein. Die zweiten Arbeitspunkt-Positionsinformationen schließen Koordinaten ein, die die erste Schwenkposition P21, die zweite Schwenkposition P22 und die dritte Schwenkposition P23 angeben, wobei die Koordinaten von der Bedienungsperson in Schritt S7 unter Verwendung der externen Messvorrichtung 62 gemessen werden.In step S8 the operator gives the second operating point position information to the input unit 63 from calibration unit 60 on. The second operating point position information includes coordinates that represent the first pivot position P21 , the second pivot position P22 and the third pivot position P23 specify the coordinates by the operator in step S7 using the external measuring device 62 be measured.

In Schritt S9 gibt die Bedienungsperson Löffel-Informationen an Eingabe-Einheit 63 von Kalibrierungs-Einheit 60 ein. Die Löffel-Informationen sind Informationen über die Abmessungen von Löffel 8. Die Löffel-Informationen schließen den Abstand (Lbucket4_x) zwischen Löffelbolzen 15 und dem zweiten Gelenkbolzen 48a in der Richtung der xbucket- Achse sowie den Abstand (Lbucket4_z) zwischen Löffelbolzen 15 und dem zweiten Gelenkbolzen 48a in der Richtung der zbucket-Achse ein. Die Bedienungsperson gibt den Sollwert oder den mit einer Messeinrichtung, wie beispielsweise der externen Messvorrichtung 62, gemessenen Wert als die Löffel-Informationen ein.In step S9 gives the operator spoon information to input unit 63 from calibration unit 60 on. The spoon information is information about the dimensions of spoons 8th , The spoon information closes the gap (Lbucket4_x) between spoon pins 15 and the second hinge pin 48a in the direction of the xbucket axis and the distance (Lbucket4_z) between bucket pins 15 and the second hinge pin 48a in the direction of the zbucket axis. The operator gives the setpoint or with a measuring device, such as the external measuring device 62 , measured value as the spoon information.

In Schritt S10 weist die Bedienungsperson die Kalibrierungs-Einheit 60 an, die Kalibrierung durchzuführen.In step S10 the operator instructs the calibration unit 60 to carry out the calibration.

Durch Kalibrierungs-Einheit 60 durchgeführtes KalibrierungsverfahrenBy calibration unit 60 performed calibration procedure

Im Folgenden wird unter Bezugnahme auf 5, 8 sowie 19 bis 21 die durch Kalibrierungs-Einheit 60 durchgeführte Verarbeitung beschrieben.The following is with reference to 5 . 8th as well as 19 to 21 by the calibration unit 60 performed processing described.

19 ist ein Funktions-Blockdiagramm, das eine mit der Kalibrierung von Berechnungs-Einheit 65 zusammenhängende Verarbeitungsfunktion darstellt. Berechnungs-Einheit 65 enthält, wie in 19 dargestellt, eine Einheit 65a zum Berechnen eines Koordinatensystems des Fahrzeug-Körpers, eine Koordinatentransformations-Einheit 65b, eine erste Berechnungs-Einheit 65 c für Kalibrierung sowie eine zweite Berechnungs-Einheit 65d für Kalibrierung. 19 is a functional block diagram that is one with the calibration of calculation unit 65 represents contiguous processing function. Calculation unit 65 contains, as in 19 represented a unit 65a for calculating a coordinate system of the vehicle body, a coordinate transformation unit 65b , a first calculation unit 65 c for calibration and a second calculation unit 65d for calibration.

Einheit 65a zum Berechnen eines Koordinatensystems des Fahrzeug-Körpers berechnet Koordinatentransformations-Informationen auf Basis der ersten Arbeitspunkt-Positionsinformationen sowie der zweiten Arbeitspunkt-Positionsinformationen, die über Eingabe-Einheit 63 eingegeben werden. Die Koordinatentransformations-Informationen sind Informationen zum Umwandeln des auf der externen Messvorrichtung 62 basierenden Koordinatensystems in das Koordinatensystem des Fahrzeug-Körpers. Da die ersten Arbeitspunkt-Positionsinformationen und die Antennen-Positionsinformationen von der externen Messvorrichtung 62 gemessen werden, werden die ersten Arbeitspunkt-Positionsinformationen und die Antennen-Positionsinformationen in einem auf der externen Messvorrichtung 62 basierenden Koordinatensystem (xp, yp, zp) ausgedrückt. Die Koordinatentransformations-Informationen sind Informationen zum Umwandeln der ersten Arbeitspunkt-Positionsinformationen und der Antennen-Positionsinformationen von dem auf der externen Messvorrichtung 62 basierenden Koordinatensystem in das Koordinatensystem (x, y, z) des Fahrzeug-Körpers. Ein Verfahren zum Berechnen der Koordinatentransformations-Informationen wird im Folgenden beschrieben.unit 65a for calculating a coordinate system of the vehicle body calculates coordinate transformation information based on the first operating-point position information as well as the second operating-point position information transmitted via input unit 63 be entered. The coordinate transformation information is information for converting the on the external measuring device 62 based coordinate system in the coordinate system of the vehicle body. Since the first operating point position information and the antenna position information from the external measuring device 62 are measured, the first operating point position information and the antenna position information in one on the external measuring device 62 based coordinate system (xp, yp, zp) expressed. The coordinate transformation information is information for converting the first operating-point position information and the antenna-position information from that on the external measuring device 62 based coordinate system in the coordinate system (x, y, z) of the vehicle body. A method of calculating the coordinate transformation information will be described below.

Einheit 65a zum Berechnen eines Koordinatensystems des Fahrzeug-Körpers berechnet, wie in 19 und 20 dargestellt, einen ersten Normal-Einheitsvektor AH senkrecht zu einer Bewegungs-Ebene A von Arbeitsausrüstung 2 auf Basis der ersten Arbeitspunkt-Positionsinformationen. Einheit 65a zum Berechnen eines Koordinatensystems des Fahrzeug-Körpers berechnet die Bewegungs-Ebene von Arbeitsausrüstung 2 unter Verwendung der Methode der kleinsten Quadrate anhand der in den ersten Arbeitspunkt-Positionsinformationen enthaltenen fünf Positionen und berechnet den ersten Normal-Einheitsvektor AH auf Basis der berechneten Bewegungs-Ebene. Der erste Normal-Einheitsvektor AH kann auf Basis von zwei Vektoren a1 ,a2 berechnet werden, die aus den Koordinaten von drei Positionen ermittelt werden, die nicht von den anderen zwei Positionen der in den ersten Arbeitspunkt-Positionsinformationen enthaltenen fünf Positionen abweichen.unit 65a is calculated to calculate a coordinate system of the vehicle body as in 19 and 20 shown, a first normal unit vector AH perpendicular to a movement plane A of work equipment 2 based on the first operating point position information. unit 65a for calculating a coordinate system of the vehicle body calculates the movement plane of work equipment 2 using the least squares method from the five positions included in the first operating point position information, and calculates the first normal unit vector AH based on the calculated motion plane. The first normal unit vector AH can be based on two vectors a1, a2 calculated from the coordinates of three positions that do not deviate from the other two positions of the five positions included in the first operating-point position information.

Dann berechnet die Einheit 65a zum Berechnen eines Koordinatensystems des Fahrzeug-Körpers einen zweiten Normal-Einheitsvektor BHA senkrecht zu einer Schwenkebene BA von Dreh-Einheit 3 auf Basis der zweiten Arbeitspunkt-Positionsinformationen. Das heißt, die Einheit 65a zum Berechnen eines Koordinatensystems des Fahrzeug-Körpers berechnet den zweiten Normal-Einheitsvektor BHA auf Basis von zwei Vektoren b1, b2, die aus den Koordinaten der ersten Schwenkposition P21, der zweiten Schwenkposition P22 und der dritten Schwenkposition P23 ermittelt werden, die in den zweiten Arbeitspunkt-Positionsinformationen enthalten sind.Then calculate the unit 65a for calculating a coordinate system of the vehicle body, a second normal unit vector BHA perpendicular to a pivot plane BA of rotary unit 3 based on the second operating point position information. That is, the unit 65a for calculating a coordinate system of the vehicle body calculates the second normal unit vector BHA on the basis of two vectors b1, b2 derived from the coordinates of the first pivotal position P21 , the second pivot position P22 and the third pivot position P23 are determined, which are included in the second operating point position information.

Dann berechnet die Einheit 65a zum Berechnen eines Koordinatensystems des Fahrzeug-Körpers, wie in 21 dargestellt, einen Schnittlinien-Vektor DAB von Bewegungs-Ebene A von Arbeitsausrüstung 2 und Schwenk-Ebene BA. Einheit 65a zum Berechnen eines Koordinatensystems des Fahrzeug-Körpers berechnet den Normal-Einheitsvektor einer Ebene B, die durch den Schnittlinien-Vektor DAB verläuft und senkrecht zu Bewegungs-Ebene A von Arbeitsausrüstung 2 verläuft, als korrigierten zweiten Normal-Einheitsvektor BH. Dann berechnet Einheit 65a zum Berechnen eines Koordinatensystems des Fahrzeug-Körpers einen dritten Normal-Einheitsvektor CH senkrecht zu dem ersten Normal-Einheitsvektor und dem korrigierten zweiten Normal-Einheitsvektor BH. Der dritte Normal-Einheitsvektor CH ist ein Normal-Vektor einer Ebene C senkrecht sowohl zu Bewegungs-Ebene A als auch Ebene B.Then calculate the unit 65a for computing a coordinate system of the vehicle body as in 21 shown, a cut line vector DAB of movement level A of work equipment 2 and pan level BA. unit 65a for calculating a coordinate system of the vehicle body calculates the normal unit vector of a plane B passing through the cut line vector DAB and perpendicular to the movement plane A of work equipment 2 runs as a corrected second normal unit vector BH. Then calculate unit 65a for calculating a coordinate system of the vehicle body, a third normal unit vector CH perpendicular to the first normal unit vector and the corrected second normal unit vector BH. The third normal unit vector CH is a normal vector of a plane C perpendicular to both the motion plane A as well as level B ,

Koordinatentransformations-Einheit 65b wandelt die ersten Arbeitspunkt-Positionsinformationen sowie die Antennen-Positionsinformationen, die durch die externe Messvorrichtung 62 gemessen werden, unter Verwendung der Koordinatentransformations-Informationen von dem Koordinatensystem (xp, yp, zp) der externen Messvorrichtung 62 in das Koordinatensystem (x, y, z) des Fahrzeug-Körpers von Hydraulikbagger 100 um. Die Koordinatentransformations-Informationen schließen den ersten Normal-Einheitsvektor AH, den korrigierten zweiten Normal-Einheitsvektor BH und den dritten Normal-Einheitsvektor CH ein. Das heißt, die Koordinaten in dem Koordinatensystem des Körpers werden, wie mit der im Folgenden aufgeführten mathematischen Formel 8 angedeutet, mittels eines inneren Produktes der Koordinaten in dem Koordinatensystem der externen Messvorrichtung 62 berechnet, das durch einen Vektor p und Normal-Vektoren AH, BH, CH der Koordinatentransformations-Informationen angegeben wird. x = p · C H y = p · A H z = p · B H

Figure DE112017000076T5_0008
Coordinate transformation unit 65b converts the first operating point position information as well as the antenna position information generated by the external measuring device 62 are measured using the coordinate transformation information from the coordinate system (xp, yp, zp) of the external measuring device 62 in the coordinate system (x, y, z) of the vehicle body of hydraulic excavators 100 around. The coordinate transformation information includes the first normal unit vector AH, the corrected second normal unit vector BH, and the third normal unit vector CH. That is, the coordinates in the coordinate system of the body become, as indicated by the following mathematical formula 8, an internal product of the coordinates in the coordinate system of the external measuring device 62 calculated by a vector p and normal vectors AH, BH, CH of the coordinate transformation information. x = p · C H y = p · A H z = p · B H
Figure DE112017000076T5_0008

Die erste Berechnungs-Einheit 65c für Kalibrierung berechnet den Kalibrierungs-Wert des Parameters unter Verwendung einer numerischen Analyse auf Basis der in das Koordinatensystem des Fahrzeug-Körpers umgewandelten ersten Arbeitspunkt-Positionsinformationen. Das heißt, der Kalibrierungs-Wert des Parameters wird, wie mit der im Folgenden aufgeführten mathematischen Formel 9 angedeutet, mit der Methode der kleinsten Quadrate berechnet. J = 1 2 k = 1 n { L 1 sin ( α k ) + L 2 sin ( α k + β k ) + L 3 sin ( α k + β k + γ k ) x k } 2 + 1 2 k = 1 n { L 1 cos ( α k ) + L 2 cos ( α k + β k ) + L 3 cos ( α k + β k + γ k ) z k } 2

Figure DE112017000076T5_0009
The first calculation unit 65c for calibration calculates the calibration value of the parameter using a numerical analysis based on the first operating-point position information converted into the coordinate system of the vehicle body. That is, the calibration value of the parameter is calculated by least squares method, as indicated by mathematical formula 9 below. J = 1 2 Σ k = 1 n { L 1 sin ( α k ) + L 2 sin ( α k + β k ) + L 3 sin ( α k + β k + γ k ) - x k } 2 + 1 2 Σ k = 1 n { L 1 cos ( α k ) + L 2 cos ( α k + β k ) + L 3 cos ( α k + β k + γ k ) - z k } 2
Figure DE112017000076T5_0009

Die Entsprechung des Wertes von k reicht von der ersten Position P1 bis zur fünften Position P5 der ersten Arbeitspunkt-Positionsinformationen. So ist n = 5. (x1, z1) eine Koordinate der ersten Position P1 in dem Koordinatensystem des Fahrzeug-Körpers. (x2, z2) ist eine Koordinate der zweiten Position P2 in dem Koordinatensystem des Fahrzeug-Körpers. (x3, z3) ist eine Koordinate der dritten Position P3 in dem Koordinatensystem des Fahrzeug-Körpers. (x4, z4) ist eine Koordinate der vierten Position P4 in dem Koordinatensystem des Fahrzeug-Körpers. (x5, z5) ist eine Koordinate der fünften Position P5 in dem Koordinatensystem des Fahrzeug-Körpers.The correspondence of the value of k ranges from the first position P1 to the fifth position P5 the first operating point position information. So n = 5. (x1, z1) is a coordinate of the first position P1 in the coordinate system of the vehicle body. (x2, z2) is a coordinate of the second position P2 in the coordinate system of the vehicle body. (x3, z3) is a coordinate of the third position P3 in the coordinate system of the vehicle body. (x4, z4) is a coordinate of the fourth position P4 in the coordinate system of the vehicle body. (x5, z5) is a coordinate of the fifth position P5 in the coordinate system of the vehicle body.

Der Kalibrierungs-Wert des Arbeitsausrüstungs-Parameters wird berechnet, indem ein Punkt gesucht wird, an dem eine Funktion J der mathematischen Formel 9 ein Minimum hat. Das heißt, in der Liste in 8 werden die Kalibrierungs-Werte der Arbeitsausrüstungs-Parameter Nr. 1 bis 29 berechnet. The calibration value of the work equipment parameter is calculated by looking for a point at which a function J of the mathematical formula 9 has a minimum. That is, in the list in 8th For example, the calibration values of work equipment parameters Nos. 1 to 29 are calculated.

Von den in der Liste in 8 enthaltenen Arbeitsausrüstungs-Parametern wird der als Löffel-Information eingegebene Wert als Abstand Lbucket4_x zwischen Löffelbolzen 15 und dem zweiten Gelenkbolzen 48a in der Richtung der xbucket-Achse und Abstand Lbucket4_z zwischen Löffelbolzen 15 und dem zweiten Gelenkbolzen 48a in der Richtung der zbucket-Achse verwendet.Of those in the list in 8th The work equipment parameters included in the calculation are the value entered as the bucket information as the distance Lbucket4_x between bucket bolts 15 and the second hinge pin 48a in the direction of the xbucket axis and distance Lbucket4_z between bucket pins 15 and the second hinge pin 48a used in the direction of the zbucket axis.

Die zweite Berechnungs-Einheit 65d für Kalibrierung kalibriert die Antennen-Parameter auf Basis der an Eingabe-Einheit 63 eingegebenen Antennen-Positionsinformationen. Das heißt, die zweite Berechnungs-Einheit 65d für Kalibrierung berechnet die Koordinate des Mittelpunktes zwischen dem ersten Mess-Punkt P11 und dem zweiten Mess-Punkt P12 als die Koordinate der Position von Bezugs-Antenne 21. Das heißt, die Koordinate der Position von Bezugs-Antenne 21 wird durch Abstand Lbbx zwischen Auslegerbolzen 13 und Bezugs-Antenne 21 in der Richtung der x-Achse des Koordinatensystems des Fahrzeug-Körpers, Abstand Lbby zwischen Auslegerbolzen 13 und Bezugs-Antenne 21 in der Richtung der y-Achse des Koordinatensystems des Fahrzeug-Körpers und Abstand Lbbz zwischen Auslegerbolzen 13 und Bezugs-Antenne 21 in der Richtung der z-Achse des Koordinatensystems des Fahrzeug-Körpers ausgedrückt.The second calculation unit 65d for calibration calibrates the antenna parameters based on the input unit 63 entered antenna position information. That is, the second calculation unit 65d for calibration calculates the coordinate of the midpoint between the first measurement point P11 and the second measuring point P12 as the coordinate of the position of reference antenna 21 , That is, the coordinate of the position of reference antenna 21 is by distance Lbbx between boom bolts 13 and reference antenna 21 in the direction of the x-axis of the coordinate system of the vehicle body, distance Lbby between cantilever bolts 13 and reference antenna 21 in the y-axis direction of the vehicle body coordinate system and the distance Lbbz between the boom bolts 13 and reference antenna 21 in the direction of the z-axis of the coordinate system of the vehicle body.

Die zweite Berechnungs-Einheit 65d für Kalibrierung berechnet die Koordinate des Mittelpunktes zwischen dem dritten Mess-Punkt P13 und dem vierten Mess-Punkt P14 als die Koordinate der Position von Richtungs-Antenne 22. Das heißt, die Koordinate der Position von Richtungs-Antenne 22 wird durch Abstand Lbdx zwischen Auslegerbolzen 13 und Richtungs-Antenne 22 in der Richtung der x-Achse des Koordinatensystems des Fahrzeug-Körpers, Abstand Lbdy zwischen Auslegerbolzen 13 und Richtungs-Antenne 22 in der Richtung der y-Achse des Koordinatensystems des Fahrzeug-Körpers und Abstand Lbdz zwischen Auslegerbolzen 13 und Richtungs-Antenne 22 in der Richtung der z-Achse des Koordinatensystems des Fahrzeug-Körpers ausgedrückt. Dann gibt die zweite Berechnungs-Einheit 65d für Kalibrierung die Koordinaten der Positionen der Antennen 21, 22 als die Kalibrierungs-Werte der Antennen-Parameter Lbbx, Lbby, Lbbz, Lbdx, Lbdy, Lbdz aus.The second calculation unit 65d for calibration calculates the coordinate of the midpoint between the third measurement point P13 and the fourth measuring point P14 as the coordinate of the position of directional antenna 22 , That is, the coordinate of the position of directional antenna 22 is by distance Lbdx between cantilever bolts 13 and directional antenna 22 in the x-axis direction of the vehicle body coordinate system, distance Lbdy between cantilever bolts 13 and directional antenna 22 in the y-axis direction of the vehicle body coordinate system and the distance Lbdz between the boom bolts 13 and directional antenna 22 in the direction of the z-axis of the coordinate system of the vehicle body. Then there is the second calculation unit 65d for calibration, the coordinates of the positions of the antennas 21 . 22 as the calibration values of the antenna parameters Lbbx, Lbby, Lbbz, Lbdx, Lbdy, Lbdz.

Die durch die erste Berechnungs-Einheit 65c für Kalibrierung berechneten Arbeitsausrüstungs-Parameter, die durch die zweite Berechnungs-Einheit 65d für Kalibrierung berechneten Antennen-Parameter sowie die Löffel-Informationen werden in Speicher 43 von Anzeige-Steuereinrichtung 39 gespeichert und zum Berechnen der Position von Schneidkante P verwendet.The first calculation unit 65c for calibration calculated work equipment parameters by the second calculation unit 65d Antenna parameters calculated for calibration as well as the bucket information are stored in memory 43 from display controller 39 stored and used to calculate the position of cutting edge P.

Im Folgenden wird ein vorteilhafter Effekt der vorliegenden Ausführungsform beschrieben.Hereinafter, an advantageous effect of the present embodiment will be described.

In der vorliegenden Ausführungsform ist Kalibrierungseinrichtung 150 beim Messen der Positionen der Antennen 21, 22 unterhalb der Antennen 21, 22 angeordnet. Dadurch muss die Bedienungsperson, die die Positionen der Antennen 21, 22 misst, nicht auf der oberen Fläche von Dreh-Einheit 3 stehen, um Kalibrierungseinrichtung 150 oberhalb der Antennen 21, 22 anzuordnen. Die Bedienungsperson kann, wie in 1 dargestellt, auf Raupenketten 5a, 5b stehen und Kalibrierungseinrichtung 150 unterhalb der Antennen 21, 22 anordnen. So kann die Bedienungsperson selbst bei einer kleinen Arbeitsmaschine, die keine Standfläche für die Bedienungsperson an der oberen Fläche von Dreh-Einheit 3 bietet, die Positionen der Antennen 21, 22 in einer bequemen Haltung messen.In the present embodiment, calibration means 150 when measuring the positions of the antennas 21 . 22 below the antennas 21 . 22 arranged. This requires the operator to adjust the positions of the antennas 21 . 22 measures, not on the upper surface of rotary unit 3 stand to calibration device 150 above the antennas 21 . 22 to arrange. The operator can, as in 1 shown on caterpillars 5a . 5b stand and calibration device 150 below the antennas 21 . 22 Arrange. Thus, even with a small work machine, the operator can not stand for the operator on the upper surface of rotary unit 3 provides the positions of the antennas 21 . 22 measure in a comfortable posture.

Gemäß der vorliegenden Ausführungsform enthält, wie in 1 und 5 dargestellt, eine Kalibrierungs-Einheit 60 Eingabe-Einheit 63, über die die durch die externe Messvorrichtung 62 gemessene Position von Prismenspiegel 101 eingegeben wird, sowie Berechnungs-Einheit 65, mit der die Antennen-Parameter auf Basis der an Eingabe-Einheit 63 eingegebenen Position von Prismenspiegel 101 kalibriert werden. Dadurch kann das Ergebnis der Messung durch die externe Messvorrichtung 62 in Kalibrierungs-Einheit 60 eingegeben werden und können die Antennen-Parameter kalibriert werden.According to the present embodiment, as shown in FIG 1 and 5 shown, a calibration unit 60 Input unit 63 , about which by the external measuring device 62 measured position of prism mirror 101 is entered, as well as calculation unit 65 , with which the antenna parameters based on the input unit 63 entered position of prism mirror 101 be calibrated. This allows the result of the measurement by the external measuring device 62 in calibration unit 60 can be entered and the antenna parameters can be calibrated.

Gemäß der vorliegenden Ausführungsform schließt, wie in 2 und 3 dargestellt, Kalibrierungseinrichtung 150 Prismenspiegel 101, der das von der externen Messvorrichtung 62 projizierte Projektionslicht reflektiert, sowie Stange 103 ein, die Prismenspiegel 101 hält. Daher kann die Bedienungsperson Prismenspiegel 101, der das Projektionslicht reflektiert, unterhalb der Antennen 21, 22 anordnen und dabei Stange 103 halten.According to the present embodiment, as in FIG 2 and 3 shown, calibration device 150 prism mirror 101 , that of the external measuring device 62 projected projection light reflects, as well as rod 103 one, the prism mirror 101 holds. Therefore, the operator can prism mirror 101 , which reflects the projection light, below the antennas 21 . 22 Arrange while rod 103 hold.

Gemäß der vorliegenden Ausführungsform enthält, wie in 2 und 3 dargestellt, Kalibrierungseinrichtung 150 des Weiteren Vorsprung 104, der sich an der in Bezug auf Prismenspiegel 101 Stange 103 gegenüberliegenden Seite befindet. Dadurch kann Kalibrierungseinrichtung 150 in Bezug auf die Antennen 21, 22 positioniert werden, indem die Spitze von Vorsprung 104 in Kontakt mit den Antennen 21, 22 gebracht wird.According to the present embodiment, as shown in FIG 2 and 3 shown, calibration device 150 further advantage 104 who is at the in terms of prism mirror 101 pole 103 located opposite side. This allows calibration device 150 in terms of the antennas 21 . 22 be positioned by the tip of projection 104 in contact with the antennas 21 . 22 is brought.

Gemäß der vorliegenden Ausführungsform enthalten die Antennen 21, 22, wie in 3 dargestellt, Vertiefungen 21ha, 21hb, in die Vorsprung 104 von Kalibrierungseinrichtung 150 eingeführt werden kann, in der unteren Fläche. So kann Kalibrierungseinrichtung 150 auf einfache Weise in Bezug auf die Antennen 21, 22 positioniert werden, indem Vorsprung 104 in die Aussparungen 21ha, 21hb eingeführt wird.According to the present embodiment, the antennas include 21 . 22 , as in 3 shown, wells 21ha . 21hb , in the lead 104 from calibration device 150 can be introduced in the lower surface. So can calibration device 150 in a simple way with respect to the antennas 21 . 22 be positioned by projection 104 in the recesses 21ha . 21hb is introduced.

Gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist, wie in 2 und 3 dargestellt, Eingabe-Einheit 63 so eingerichtet, dass der Abstand von Prismenspiegel 101 zu Vorsprung 104 eingegeben werden kann. Dadurch können die Positionen der Antennen 21, 22 genauer ermittelt werden.According to the present embodiment, as shown in FIG 2 and 3 shown, input unit 63 set up so that the distance from prism mirror 101 to lead 104 can be entered. This allows the positions of the antennas 21 . 22 be determined more accurately.

Gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist, wie in 2 und 3 dargestellt, Eingabe-Einheit 63 so eingerichtet, dass der Abstand von Prismenspiegel 101 zu der Spitze von Vorsprung 104 als der negative Wert eingegeben werden kann. Die Positionen der Antennen 21, 22 können, wie oben beschrieben, durch Eingeben des Abstandes als den negativen Offset-Wert genauer ermittelt werden.According to the present embodiment, as shown in FIG 2 and 3 shown, input unit 63 set up so that the distance from prism mirror 101 to the top of tab 104 as the negative value can be entered. The positions of the antennas 21 . 22 can be more accurately determined by inputting the distance as the negative offset value, as described above.

Gemäß der vorliegenden Ausführungsform enthält, wie in 1 und 2 dargestellt, Kalibrierungseinrichtung 150 Libelle 105, die an Stange 103 angebracht ist. Dadurch kann der Neigungswinkel von Kalibrierungseinrichtung 150 beim Anordnen von Kalibrierungseinrichtung 150 ermittelt werden und kann die Messung genauer durchgeführt werden.According to the present embodiment, as shown in FIG 1 and 2 shown, calibration device 150 dragon-fly 105 on the pole 103 is appropriate. This allows the angle of inclination of calibration device 150 when arranging calibration device 150 can be determined and the measurement can be carried out more accurately.

In der vorliegenden Ausführungsform wird Hydraulikbagger 100 als die Arbeitsmaschine beschrieben, die mit der Kalibrierungsvorrichtung kalibriert wird. Die vorliegende Offenbarung kann jedoch bei Arbeitsmaschinen angewendet werden, die andere Antennen haben als der Hydraulikbagger.In the present embodiment, hydraulic excavator 100 as the work machine calibrated with the calibration device. However, the present disclosure can be applied to working machines having other antennas than the hydraulic excavator.

Es sollte berücksichtigt werden, dass die offenbarte Ausführungsform in jeder Hinsicht veranschaulichend und nicht einschränkend ist. Der Schutzumfang der vorliegenden Offenbarung wird durch die Vorgaben der Patentansprüche und nicht durch die oben stehende Beschreibung definiert und soll jegliche Abwandlungen innerhalb des Schutzumfangs und der Bedeutung äquivalent zu den Vorgaben der Patentansprüche einschließen.It should be noted that the disclosed embodiment is in all respects illustrative and not restrictive. The scope of the present disclosure is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

1: Körper, 2: Arbeitsausrüstung, 3: Dreh-Einheit, 3a: Schmutzabdeckung, 3b: Blechverkleidung, 3c: Motorhaube, 4: Fahrerkabine, 5: Fahr-Einheit, 5a, 5b: Raupenkette, 6: Ausleger, 7: Löffelstiel, 8: Löffel, 10: Auslegerzylinder, 10a: Auslegerzylinder-Fußbolzen, 10b: Auslegerzylinder-Kopfbolzen, 11: Löffelstielzylinder, 11a: Löffelstielzylinder-Fußbolzen, 11b: Löffelstielzylinder-Kopfbolzen, 12: Löffelzylinder, 12a: Löffelzylinder-Fußbolzen, 12b: Löffelzylinder-Kopfbolzen, 13: Auslegerbolzen, 14: Löffelstielbolzen, 15: Löffelbolzen, 16: Auslegerwinkel-Detektor, 17: Löffelstielwinkel-Detektor, 18: Löffelwinkel-Detektor, 19: Positions-Detektor, 21: Bezugs-Antenne, 22: Richtungs-Antenne, 22a: Antennen-Trageelement, 22aa: stabförmiger Abschnitt, 22ab: Sockel-Abschnitt 23: 3D-Positions-Sensor, 24: Rollwinkel-Sensor, 25: Betätigungsvorrichtung, 26: Arbeitsausrüstungs-Steuereinrichtung, 27: Arbeitsausrüstungs-Steuerungsvorrichtung, 28: Anzeige-System, 29: Nickwinkel-Sensor, 31: Arbeitsausrüstungs-Betätigungselement, 32: Arbeitsausrüstungs-Betätigungs-Detektor, 33: Fahr-Steuerungselement, 34: Fahr-Steuerungs-Detektor, 35, 43: Speicher, 36, 44, 65: Berechnungs-Einheit, 37: Hydraulikpumpe, 38: Anzeige-Eingabevorrichtung, 39: Anzeige-Steuereinrichtung, 41, 63: Eingabe-Einheit, 42, 64: Anzeige-Einheit, 44a: erste Einheit zum Berechnen einer aktuellen Position, 44b: zweite Einheit zum Berechnen einer aktuellen Position, 45: geplante Fläche, 47: erstes Gelenkelement, 47a: erster Gelenkbolzen, 48: zweites Gelenkelement, 48a: zweiter Gelenkbolzen, 49: Schwenkmotor, 51: Dreh-Steuerungselement, 52: Dreh-Steuerungs-Detektor, 53: Leit-Bildschirm, 60: Kalibrierungs-Einheit, 61, 75: Icon, 62: externe Messvorrichtung, 65a: Einheit zum Berechnen eines Koordinatensystems des Fahrzeug-Körpers, 65b: Koordinatentransformations-Einheit, 65c: erste Berechnungs-Einheit für Kalibrierung, 65d: zweite Berechnungs-Einheit für Kalibrierung, 70: Soll-Fläche, 73: Ausrichtungs-Kompass, 73a: Draufsicht, 73b: Seitenansicht, 77: Ebene, 80: Schnittlinie, 81: Linie der geplanten Fläche, 82: Linie der Soll-Fläche, 88: Abstands-Informationen, 100: Hydraulikbagger, 101: Prismenspiegel, 101a: Prismen-Körper, 101b: äußeres Element, 101ba: Glasfläche, 102: Prismen-Trage-Einheit, 103: Stange, 104: Vorsprung, 105: Libelle, 150: Kalibrierungseinrichtung1: body, 2: working equipment, 3: rotating unit, 3a: dirt cover, 3b: sheet metal lining, 3c: bonnet, 4: cab, 5: driving unit, 5a, 5b: crawler, 6: boom, 7: dipper stick, 8: Spoon, 10: Outrigger Cylinder, 10a: Outrigger Cylinder Stud, 10b: Outrigger Cylinder Head Bolt, 11: Dipper Stick Cylinder, 11a: Dipper Stick Pedestal, 11b: Dipper Stick Cylinder Stud, 12: Spoon Cylinder, 12a: Spoon Cylinder Stud, 12b: Spoon Cylinder Headed bolt, 13: boom pin, 14: dipper stick, 15: bucket bolt, 16: boom angle detector, 17: dipper stick angle detector, 18: bucket angle detector, 19: position detector, 21: reference antenna, 22: direction antenna, 22a: antenna carrying element, 22aa : rod-shaped section, 22ab : Pedestal section 23 : 3D position sensor, 24: roll angle sensor, 25: actuator, 26: work equipment controller, 27: work equipment control apparatus, 28: display system, 29: pitch angle sensor, 31: work equipment actuator, 32: work equipment Operation detector, 33: drive control element, 34: drive control detector, 35, 43: memory, 36, 44, 65: calculation unit, 37: hydraulic pump, 38: display input device, 39: display control device , 41, 63: input unit, 42, 64: display unit, 44a: first unit for calculating a current position, 44b: second unit for calculating a current position, 45: planned area, 47: first joint element, 47a: first one Hinge pin, 48: second hinge element, 48a: second hinge pin, 49: swing motor, 51: rotation control element, 52: rotation control detector, 53: guidance screen, 60: calibration unit, 61, 75: icon, 62: external measuring device, 65a: unit for calculating a coordinates vehicle body system, 65b: coordinate transformation unit, 65c: first calculation unit for calibration, 65d: second calculation unit for calibration, 70: target area, 73: alignment compass, 73a: plan view, 73b: side view, 77: plane, 80: cutting line, 81: line of planned surface, 82: line of target surface, 88: distance information, 100: hydraulic excavator, 101: prism mirror, 101a: prism body, 101b: outer element, 101ba : Glass surface, 102: prism support unit, 103: rod, 104: projection, 105: bubble level, 150: calibration device

Claims (11)

Verfahren zur Kalibrierung einer Arbeitsmaschine, mit dem ein Parameter zum Berechnen einer aktuellen Position eines Arbeitspunktes bei einer Arbeitsmaschine kalibriert wird, die eine Arbeitsausrüstung sowie eine Antenne enthält, wobei das Verfahren zur Kalibrierung einer Arbeitsmaschine die folgenden Schritte umfasst: Anordnen einer Kalibrierungseinrichtung unterhalb der Antenne; Messen einer Position der Kalibrierungseinrichtung mit einer externen Messvorrichtung bei gleichzeitigem Anordnen der Kalibrierungseinrichtung unterhalb der Antenne; sowie Kalibrieren einer Positionsbeziehung zwischen der Arbeitsausrüstung und der Antenne auf Basis der Position der Kalibrierungseinrichtung, wobei die Position mit der externen Messvorrichtung gemessen wird.A method of calibrating a work machine that calibrates a parameter for calculating a current position of an operating point on a work machine that includes work equipment and an antenna, the method for calibrating a work machine comprising the steps of: Placing a calibration device below the antenna; Measuring a position of the calibration device with an external measuring device while arranging the calibration device below the antenna; such as Calibrating a positional relationship between the work equipment and the antenna based on the position of the calibration device, wherein the position is measured with the external measurement device. Verfahren zur Kalibrierung einer Arbeitsmaschine nach Anspruch 1, das des Weiteren den Schritt des Eingebens der Position der Kalibrierungseinrichtung an einer Eingabe-Einheit umfasst, wobei die Position mit der externen Messvorrichtung gemessen wird, und der Schritt des Kalibrierens der Positionsbeziehung zwischen der Arbeitsausrüstung und der Antenne den Schritt des Kalibrierens eines Antennen-Parameters, der die Positionsbeziehung zwischen der Arbeitsausrüstung und der Antenne angibt, mit einer Berechnungs-Einheit auf Basis der an der Eingabe-Einheit eingegebenen Position einschließt.Method for calibrating a work machine after Claim 1 method further comprising the step of inputting the position of the calibration device to an input unit, wherein the position is measured with the external measuring device, and the step of calibrating the positional relationship between the working equipment and the antenna, the step of calibrating an antenna parameter indicating the positional relationship between the work equipment and the antenna with a calculation unit based on the position input to the input unit. Vorrichtung zur Kalibrierung einer Arbeitsmaschine, die einen Parameter zum Berechnen einer aktuellen Position eines Arbeitspunktes bei einer Arbeitsmaschine kalibriert, die eine Arbeitsausrüstung und eine Antenne enthält, wobei die Vorrichtung zur Kalibrierung einer Arbeitsmaschine umfasst: eine Kalibrierungseinrichtung, die unterhalb der Antenne angeordnet ist, sowie eine externe Messvorrichtung zum Messen einer Position der Kalibrierungseinrichtung.Apparatus for calibrating a work machine that calibrates a parameter for calculating a current position of an operating point on a work machine that includes work equipment and an antenna, the apparatus for calibrating a work machine comprising: a calibration device, which is arranged below the antenna, as well as an external measuring device for measuring a position of the calibration device. Vorrichtung zur Kalibrierung einer Arbeitsmaschine nach Anspruch 3, wobei die Kalibrierungseinrichtung des Weiteren enthält: einen Prismenspiegel zum Reflektieren von Projektionslicht, das von der externen Messvorrichtung projiziert wird; sowie eine Stange zum Halten des Prismenspiegels.Apparatus for calibrating a working machine according to Claim 3 wherein the calibration device further includes: a prism mirror for reflecting projection light projected from the external measuring device; and a rod for holding the prism mirror. Vorrichtung zur Kalibrierung einer Arbeitsmaschine nach Anspruch 4, wobei die Kalibrierungseinrichtung des Weiteren einen Vorsprung einschließt, der sich an einer in Bezug auf den Prismenspiegel der Stange gegenüberliegenden Seite befindet.Apparatus for calibrating a working machine according to Claim 4 wherein the calibration means further includes a projection located on a side opposite the prism mirror of the rod. Vorrichtung zur Kalibrierung einer Arbeitsmaschine nach Anspruch 5, wobei die Antenne eine Aussparung an einer unteren Fläche enthält, in die der Vorsprung der Kalibrierungseinrichtung eingeführt werden kann.Apparatus for calibrating a working machine according to Claim 5 wherein the antenna includes a recess on a lower surface into which the projection of the calibration device can be inserted. Vorrichtung zur Kalibrierung einer Arbeitsmaschine nach Anspruch 5 oder 6, wobei der mit der Vorrichtung zur Kalibrierung einer Arbeitsmaschine kalibrierte Parameter einen Antennen-Parameter einschließt, der eine Positionsbeziehung zwischen der Arbeitsausrüstung und der Antenne angibt, und die Vorrichtung zur Kalibrierung einer Arbeitsmaschine des Weiteren umfasst: eine Eingabe-Einheit, die zum Eingeben der Position der Kalibrierungseinrichtung eingerichtet ist, wobei die Position mit der externen Messvorrichtung gemessen wird; sowie eine Berechnungs-Einheit zum Kalibrieren des Antennen-Parameters auf Basis der an der Eingabe-Einheit eingegebenen Position.Apparatus for calibrating a working machine according to Claim 5 or 6 wherein the parameter calibrated with the work machine calibration apparatus includes an antenna parameter indicative of a positional relationship between the work equipment and the antenna, and the work machine calibration apparatus further comprises: an input unit for inputting the position the calibration device is set up, wherein the position is measured with the external measuring device; and a calculating unit for calibrating the antenna parameter based on the position input to the input unit. Vorrichtung zur Kalibrierung einer Arbeitsmaschine nach Anspruch 7, wobei die Eingabe-Einheit so eingerichtet ist, dass ein Abstand von dem Prismenspiegel zu dem Vorsprung eingegeben werden kann.Apparatus for calibrating a working machine according to Claim 7 wherein the input unit is arranged so that a distance from the prism mirror to the projection can be input. Vorrichtung zur Kalibrierung einer Arbeitsmaschine nach Anspruch 8, wobei die Eingabe-Einheit so eingerichtet ist, dass der Abstand von dem Prismenspiegel zu dem Vorsprung als ein negativer Wert eingegeben werden kann.Apparatus for calibrating a working machine according to Claim 8 wherein the input unit is arranged so that the distance from the prism mirror to the projection can be entered as a negative value. Vorrichtung zur Kalibrierung einer Arbeitsmaschine nach einem der Ansprüche 4 bis 6, wobei die Kalibrierungseinrichtung des Weiteren eine an der Stange angebrachte Libelle enthält.Device for calibrating a working machine according to one of Claims 4 to 6 wherein the calibration device further includes a dragonfly attached to the rod. System zur Kalibrierung einer Arbeitsmaschine, das umfasst: eine Arbeitsmaschine, die eine Arbeitsausrüstung und eine Antenne enthält; sowie eine Kalibrierungsvorrichtung zum Kalibrieren eines Parameters zum Berechnen einer aktuellen Position eines Arbeitspunktes an der Arbeitsmaschine, wobei die Kalibrierungsvorrichtung enthält: eine Kalibrierungseinrichtung, die unterhalb der Antenne angeordnet ist; eine externe Messvorrichtung zum Messen einer Position der Kalibrierungseinrichtung; eine Eingabeeinheit, die zum Eingeben der Position der Kalibrierungseinrichtung eingerichtet ist, wobei die Position mit der externen Messvorrichtung gemessen wird; und eine Berechnungs-Einheit zum Kalibrieren eines Antennenparameters, der eine Positionsbeziehung zwischen der Arbeitsausrüstung und der Antenne auf Basis der an der Eingabe-Einheit eingegebenen Position angibt.A work machine calibration system comprising: a work machine including work equipment and an antenna; and a calibration device for calibrating a parameter for calculating a current position of an operating point on the work machine, wherein the calibration device includes: calibration means disposed below the antenna; an external measuring device for measuring a position of the calibration device; an input unit configured to input the position of the calibration device, the position being measured by the external measuring device; and a calculating unit for calibrating an antenna parameter indicating a positional relationship between the working equipment and the antenna based on the position input to the input unit.
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