DE112017000124B4 - Hydraulikbagger und Verfahren zur Kalibrierung eines Hydraulikbaggers - Google Patents

Abstract

Hydraulikbagger (100) umfassend:eine Fahr-Einheit (5);eine Dreh-Einheit (3), die drehbar an der Fahr-Einheit (5) angebracht ist; undeine Messvorrichtung (150), die an einem Anbringungsabschnitt (22a) der Dreh-Einheit (3) angebracht ist und zusammen mit einem externen Messgerät (62) dazu dient, zumindest eineSchwenkposition (P21, P22, P23) der Dreh-Einheit (3) zu messen, wobei die Messvorrichtung (150) umfasst:einen Prismenspiegel (101) zum Reflektieren von Projektionslicht von dem externen Messgerät (62); sowieein Anbringungselement (103) zum Anbringen des Prismenspiegels (101) an dem Anbringungsabschnitt (22a), wobeidas Anbringungselement (103) so eingerichtet ist, dass es an dem Anbringungsabschnitt (22a) angebracht wird, indem es den Anbringungsabschnitt (22a) einschließt, undder Anbringungsabschnitt (22a) ein stabförmiger Abschnitt (22aa) ist, der sich in einer Stabform nach oben erstreckt,der Anbringungsabschnitt (22a) einen unteren Abschnitt (22ab) umfasst, der von dem stabförmigen Abschnitt (22aa) zu einer Außenumfangsseite vorsteht,wobei der Anbringungsabschnitt (22a) ein Träger zum Tragen einer Antenne (22) ist.

Description

• TECHNISCHES GEBIET
• Die vorliegende Erfindung betrifft einen Hydraulikbagger und ein Verfahren zur Kalibrierung eines Hydraulikbaggers.
• TECHNISCHER HINTERGRUND
• In den letzten Jahren hat informationsbasierte Ausführung zunehmend Eingang in Arbeiten im Bauwesen gefunden, 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.
• 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-Fuß- bolzen, Längen eines Auslegers, eines Löffelstiels und des Löffels sowie Hublängen eines Auslegerzylinders, eines Löffelstielzylinders und eines Löffelzylinders berechnet.
• 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 überein, 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.
• Beispielsweise offenbart die internationale Veröffentlichung Nr. WO 2015/040726 A1 (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.
• PATENTDOKUMENTE
• PATENTDOKUMENT 1: Internationale Veröffentlichung Nr. WO 2015/040726 A1 Weiterer Stand der Technik ist aus den Dokumenten DE 11 2014 000 091 B4 , JP H08 152 324 A , US 2011 0 109 915 A1 , JP 2002 357 423 A , JP S59 158 073 U und US 6 772 526 B1 bekannt.
• ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
• TECHNISCHES PROBLEM
• Mitunter wird eine Schwenkposition einer Dreh-Einheit bei einem Kalibrierungsvorgang gemessen. In diesem Fall ist es beispielsweise vorstellbar, den Prismenspiegel mit einem Magneten an einer unteren Fläche des Gegengewichtes der Dreh-Einheit anzubringen.
• Bei der kleinen Arbeitsmaschine ist jedoch je nach einem Schwenkwinkel mitunter der Prismenspiegel von der Totalstation aus nicht sichtbar. In diesem Fall kann Projektionslicht von der Totalstation nicht auf den Prismenspiegel projiziert werden. Dadurch wird Genauigkeit der Kalibrierung erheblich beeinträchtigt oder kann die Messung der Schwenkposition nicht bei dem Kalibrierungsvorgang durchgeführt werden.
• Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht in der Schaffung eines Hydraulikbaggers sowie eines Verfahrens zur Kalibrierung eines Hydraulikbaggers, bei denen der Prismenspiegel unabhängig von der Schwenkwinkel-Position selbst bei der kleinen Arbeitsmaschine sichtbar ist.
• LÖSUNG DES PROBLEMS
• Die Aufgabe wird mit dem Hydraulikbagger mit den Merkmalen von Anspruch 1 gelöst. Ein Verfahren zur Kalibrierung eines Hydraulikbaggers gemäß der Erfindung ist im Anspruch 9 wiedergegeben.
• VORTEILHAFTE EFFEKTE DER ERFINDUNG
• Gemäß der vorliegenden Offenbarung ist bei der Messvorrichtung und dem Verfahren zur Kalibrierung eines Hydraulikbaggers der Prismenspiegel unabhängig von der Schwenkwinkel-Position selbst bei der kleinen Arbeitsmaschine sichtbar.
• Figurenliste
• 1 ist eine Perspektivansicht, die einen Aufbau eines Hydraulikbaggers gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung darstellt.
• 2 ist eine Vorderansicht, die einen Aufbau einer Messvorichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung darstellt.
• 3 ist eine Perspektivansicht, die einen Zustand darstellt, in dem die Messvorichtung in 2 an dem Hydraulikbagger angebracht ist.
• 4 ist in (A) eine Seitenansicht, in (B) eine Hinteransicht und in (C) eine Draufsicht, die schematisch den Aufbau des Hydraulikbaggers darstellen.
• 5 ist ein Blockdiagramm, das eine Konfiguration eines in dem Hydraulikbagger enthaltenen Steuerungssystems darstellt.
• 6 ist eine Ansicht, die ein Beispiel einer geplanten Topographie darstellt.
• 7 ist eine Ansicht, die ein Beispiel eines Leit-Bildschirms des Hydraulikbaggers gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung darstellt.
• 8 ist eine Ansicht, die eine Liste von Parametern darstellt.
• 9 ist eine Seitenansicht eines Auslegers.
• 10 ist eine Seitenansicht eines Löffelstiels.
• 11 ist eine Seitenansicht eines Löffels und des Löffelstiels.
• 12 ist eine Seitenansicht des Löffels.
• 13 ist eine Ansicht, die ein Verfahren zum Berechnen eines Parameters darstellt, der eine Zylinder-Länge angibt.
• 14 ist ein Flussdiagramm, das einen durch die Bedienungsperson bei Kalibrierung durchgeführten Arbeitsablauf darstellt.
• 15 ist eine Ansicht, die eine Position darstellt, an der ein externes Messgerät installiert ist.
• 16 ist eine Seitenansicht, die eine Position einer Schneidkante in fünf Stellungen einer Arbeitsausrüstung darstellt.
• 17 ist eine Tabelle, die eine Hublänge eines Zylinders an jeder von einer ersten bis zu einer fünften Position darstellt.
• 18 ist eine Draufsicht, die die Positionen von drei Schneidkanten mit unterschiedlichen Schwenkwinkeln darstellt.
• 19 ist ein Funktions-Blockdiagramm, das eine mit Kalibrierung einer Kalibrierungsvorrichtung zusammenhängende Verarbeitungsfunktion veranschaulicht.
• 20 ist eine Ansicht, die ein Verfahren zum Berechnen von Koordinatentransformations-Informationen darstellt.
• 21 ist ein Schema, das das Verfahren zum Berechnen der Koordinatentransformations-Informationen darstellt.
• BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSFORMEN
• Im Folgenden werden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen ein Aufbau sowie ein Verfahren zur Kalibrierung eines Hydraulikbaggers gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung beschrieben.
• Aufbau des Hydraulikbaggers
• Der Aufbau des Hydraulikbaggers der vorliegenden Ausführungsform wird unter Bezugnahme auf 1, 4 und 5 beschrieben.
• 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 5) 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 die Raupenketten 5a, 5b gedreht werden.
• 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.
• 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-Mittel- punkt 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.
• 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 schwenkbar an Ausleger 6 angebracht. Ausleger- zylinder 10 wird durch den Hydraulikdruck ausgefahren und eingefahren und bewegt so Ausleger 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.
• 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 47 und einem Ende eines zweiten Gelenkelementes 48 angebracht.
• 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.
• 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.
• 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.
• 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.
• 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.
• 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.
• Unter Bezugnahme auf 2 und 3 wird im Folgenden ein Aufbau der Messvorrichtung der vorliegenden Ausführungsform beschrieben.
• 2 ist eine Vorderansicht, die den Aufbau der Messvorrichtung einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung darstellt, und 3 ist eine Perspektivansicht, die einen Zustand darstellt, in dem die Messvorrichtung in 2 an dem Hydraulikbagger angebracht ist. Eine Messvorrichtung 150 der vorliegenden Ausführungsform enthält, wie in 2 und 3 dargestellt, als Hauptbestandteile einen Prismenspiegel 101, ein Magnetelement 102 sowie ein Anbringungselement 103.
• Prismenspiegel 101 reflektiert das Projektionslicht von einem externen Messgerät 62 (beispielsweise der Totalstation, 5) auf das externe Messgerät 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.
• Eine Spitze der Dreieck-Pyramide von Prismenkörper 101a ist, über das externe Messgerät 62 gesehen, die Mitte des Spiegels. Eine kreisförmige Vorderseite des äußeren Elementes 101b ist eine transparente Glasfläche 101ba. Das von dem externen Messgerät 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 das externe Messgerät 62 ausgegeben.
• Anbringungselement 103 ist ein Element, mit dem Prismenspiegel 101 an einem Anbringungsabschnitt (z.B. Antennen-Trageelement 22a) von Hydraulikbagger 100 in 1 angebracht wird. Anbringungselement 103 ist mit dem dazwischen angeordneten Magnetelement 102 an Prismenspiegel 101 befestigt.
• Prismenspiegel 101 ist über eine erste Schwenk-Einheit 106, eine zweite Schwenk-Einheit 105 sowie eine Befestigungs-Einheit an Magnetelement 102 angebracht. Befestigungs-Einheit 104 ist an Magnetelement102 befestigt. Die zweite Schwenk-Einheit 105 wird von Befestigungs-Einheit 104 so getragen, dass sie um eine Drehwelle 111 herum gedreht werden kann, die in einer vertikalen Richtung verläuft. Der erste Schwenk-Abschnitt 106 wird von dem zweiten Schwenk-Abschnitt 105 so getragen, dass er um eine Drehwelle 112 herum gedreht werden kann, die in einer Querrichtung verläuft. Prismenspiegel 101 ist an der ersten Schwenk-Einheit 106 befestigt. Eine Richtung, in der sich Drehwelle 111 erstreckt, und eine Richtung, in der sich Drehwelle 112 erstreckt, können rechtwinklig zueinander sein.
• Anbringungselement 103 enthält ein erstes Element 103a und ein zweites Element 103b. Das erste Element 103a ist mit dem dazwischen angeordneten Magnetelement 102 an Prismenspiegel 101 befestigt. Das erste Element 103a ist mit einer Befestigungs-Einheit 107 an Magnetelement 102 befestigt. Das zweite Element 103b ist separat von dem ersten Element 103a ausgebildet. Das zweite Element 103b ist so eingerichtet, dass es an dem ersten Element 103a befestigt werden kann und dabei der Anbringungsabschnitt zwischen dem zweiten Element 103b und dem ersten Element 103a eingeschlossen ist.
• Beispielsweise haben das erste Element 103a und das zweite Element 103b jeweils eine halbzylindrische Form. Dadurch kann ein zylindrischer Raum ausgebildet werden, indem das erste Element 103a und das zweite Element 103b aneinander befestigt werden. Der Anbringungsabschnitt von Hydraulikbagger 100 kann zwischen dem ersten Element 103a und dem zweiten Element 103b eingeschlossen werden, indem der Anbringungsabschnitt von Hydraulikbagger 100 in dem zylindrischen Raum angeordnet wird.
• Es ist möglich, dass das erste Element 103a und das zweite Element 103b jeweils nicht die halbzylindrische Form haben, sondern sie können jede beliebige Form haben, sofern der Anbringungsabschnitt von Hydraulikbagger 100 zwischen dem ersten Element 103a und dem zweiten Element 103b eingeschlossen ist.
• Beispielsweise können das erste Element 103a und das zweite Element 103b mit Befestigungselementen 103c, 103d aneinander befestigt werden. Die Befestigungselemente 103c, 103d können aus einer Schraube 103c und einer Mutter 103d bestehen. Schraube 103c tritt sowohl durch ein Durchgangsloch 103aa des ersten Elementes 103a als auch ein Durchgangsloch 103ba des zweiten Elementes 103b hindurch und wird in Mutter 103d eingeschraubt. Dadurch können das erste Element 103a und das zweite Element 103b mit Schraube 103c und Mutter103d aneinander befestigt werden.
• Beispielsweise ist Anbringungselement 103 in 3 an Antennen-Trage- element 22a von Hydraulikbagger 100 angebracht. Dabei ist Antennen-Trageelement 22a zwischen dem ersten Element 103a und dem zweiten Element 103b von Anbringungselement 103 eingeschlossen.
• Anbringungselement 103 enthält elastische Elemente 103ea, 103eb, 103fa, 103fb in Abschnitten, die an Antennen-Trageelement 22a anliegen, wenn Anbringungselement 103 an Antennen-Trageelement 22a (Anbringungsabschnitt) angebracht ist. Die elastischen Elemente 103ea, 103eb, 103fa, 103fb bestehen beispielsweise aus Gummi.
• Wenn Anbringungselement 103 das erste Element 103a und das zweite Element 103b in halbzylindrischer Form enthält, befindet sich das elastische Element 103ea an einer Innenumfangsfläche des halbzylindrischen ersten Elementes 103a und befindet sich das elastische Element 103eb an einer Innenumfangsfläche des halbzylindrischen zweiten Elementes 103b. Jedes der elastischen Elemente 103ea, 103eb liegt an einer Außenumfangsfläche des stabförmigen Abschnitts 22aa von Antennen- Trageelement 22a an, wenn Anbringungselement 103 an Antennen-Trageelement 22a von Hydraulikbagger 100 angebracht ist.
• Ein halbringförmiger Flansch 103ab befindet sich an einem unteren Ende des ersten Elementes 103a, und ein halbringförmiger Flansch 103bb befindet sich an einem unteren Ende des zweiten Elementes 103b. Das elastische Element 103fa befindet sich an der unteren Fläche von Flansch 103ab, und das elastische Element 103fb befindet sich an der unteren Fläche von Flansch 103bb. Jedes der elastischen Elemente 103fa, 103fb liegt an einer oberen Fläche des unteren Abschnitts 22ab von Antennen-Trageelement 22a an, wenn Anbringungselement 103 an Antennen-Trage- element 22a von Hydraulikbagger 100 angebracht ist.
• Magnetelement 102 ist an Prismenspiegel 101 befestigt. Magnetelement 102 ist zwischen Prismenspiegel 101 und Anbringungselement 103 angeordnet. Das erste Element 103a von Anbringungselement 103 ist an Magnetelement 102 befestigt.
• Steuerungssystem des Hydraulikbaggers
• Unter Bezugnahme auf 4 bis 6A wird das Steuerungssystem des Hydraulikbaggers der vorliegenden Ausführungsform beschrieben.
• 5 ist ein Blockdiagramm, das eine Konfiguration des in dem Hydraulikbagger 100 enthaltenen Steuerungssystems darstellt. 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.
• 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 der Schwenkwinkel α, β, γ wird weiter unten ausführlich beschrieben.
• 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.
• Ein Signal, das einer GNSS-Funkwelle entspricht, die von jeder der Antennen 21, 22 empfangen wird, wird in den 3D-Positions-Sensor 23 eingegeben. 3D-Positions- Sensor 23 erfasst die aktuellen Positionen der Antennen 21, 22 in einem globalen Koordinatensystem.
• 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.
• 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.
• 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.
• 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.
• 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.
• 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.
• Fahr-Steuerungselement 33 ist ein Element, das zum Steuern der Fahrt von Hydraulikbagger 100 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.
• 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.
• 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.
• 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-Steuerungs- vorrichtung 27 zugeführten Hydrauliköl gesteuert. Dadurch arbeitet Arbeitsausrüstung 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.
• Hydraulikbagger 100 enthält ein Anzeige-System 28. Anzeige-System 28 stellt der Bedienungsperson Informationen zum Ausbilden einer Form wie einer geplanten Fläche (weiter unten beschrieben) durch Aushub des Bodens in einem Arbeitsbereich bereit. Anzeige-System 28 enthält eine Anzeige-Eingabevorrichtung 38 sowie eine Anzeige-Steuereinrichtung 39.
• Anzeige-Eingabevorrichtung 38 enthält eine berührungsempfindliche Eingabe-Einheit 41 und 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 umsetzen, indem sie verschiedene Tasten auf dem Leit-Bildschirm berührt. Der Leit-Bildschirm wird weiter unten ausführlich beschrieben.
• 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.
• 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 eine 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.
• 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 Positionen 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.
• Kalibrierungsvorrichtung 60 ist eine Einheit, die die Parameter kalibriert, die für die Berechnung der oben aufgeführten Schwenkwinkel α, β, γ und der Position von Schneidkante P von Löffel 8 erforderlich sind. Kalibrierungsvorrichtung 60 bildet zusammen mit Hydraulikbagger 100 und dem externen Messgerät 62 ein Kalibrierungs-System, das die oben aufgeführten Parameter kalibriert.
• Das externe Messgerät 62 ist ein Gerät, das die Position von Schneidkante P von Löffel 8 misst, und ist beispielsweise eine Totalstation. Kalibrierungsvorrichtung 60 kann über Kabel oder drahtlos Daten-Kommunikation mit dem externen Messgerät 62 durchführen. Kalibrierungsvorrichtung 60 kann des Weiteren über Kabel oder drahtlos Daten-Kommunikation mit Anzeige-Steuereinrichtung 39 durchführen. Kalibrierungsvorrichtung 60 kalibriert die Parameter in 8 auf Basis der durch das externe Messgerät 62 gemessenen Informationen. Beispielsweise wird die Kalibrierung der Parameter bei Auslieferung von Hydraulikbagger 100 oder einer Anfangs- Einstellung nach Wartung durchgeführt.
• Kalibrierungsvorrichtung 60 enthält eine Eingabe-Einheit 63, eine Anzeige-Einheit 64 sowie eine Berechnungs-Einheit 65 (Controller). An Eingabe-Einheit 63 werden erste Arbeitspunkt-Positionsinformationen, zweite Arbeitspunkt-Positionsinformationen, Antennen-Positionsinformationen sowie Löffel-Informationen (weiter unten beschrieben) eingegeben. 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 über Eingabe-Einheit 63 eingegebenen Informationen durch.
• Leit-Bildschirm an Hydraulikbagger
• Der Leit-Bildschirm des Hydraulikbaggers der vorliegenden Ausführungsform wird unter Bezugnahme auf 7 beschrieben.
• 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.
• 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.
• 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 Schwenk-Ebene 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.
• 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.
• 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, wie in 6 dargestellt, ermittelt, indem eine Schnittlinie 80 einer Ebene 77, die durch die aktuelle Position eines Mittelpunktes P (im Folgenden der Einfachheit halber als „Schneidkante P 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.
• Verfahren zum Berechnen der aktuellen Position von Schneidkante P
• Ein Verfahren zum Berechnen der aktuellen Position von Schneidkante P von Löffel 8 wird unter Bezugnahme auf 4, 5 und 8 beschrieben.
• 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.
• Bei der Berechnung der aktuellen Position von Schneidkante P von Löffel 8 wird, wie in 4 dargestellt, 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 der Längen L1, L2 und L3 von Ausleger 6, Löffelstiel 7 und Löffel 8 berechnet. $$x-L1\text{ sin}\alpha +L2\text{ sin}\left(\alpha +\beta \right)+L3\text{ sin}\left(\alpha +\beta +\gamma \right)$$

  

  $$y=0$$

  

  $$z-L1\text{ cos}\alpha +L2\text{ cos}\left(\alpha +\beta \right)+L3\text{ cos}\left(\alpha +\beta +\gamma \right)$$

  
• 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. $$\left(\begin{array}{c}X\\ Y\\ Z\end{array}\right)=\left(\begin{array}{ccc}\text{cos}\kappa \text{cos}\phi & \text{cos}\kappa \text{sin}\phi \text{sin}\omega +\text{sin}\kappa \text{cos}\omega & -\text{cos}\kappa \text{sin}\phi \text{cos}\omega +\text{sin}\kappa \text{sin}\omega \\ -\text{sin}\kappa \text{cos}\phi & -\text{sin}\kappa \text{sin}\phi \text{sin}\omega +\text{cos}\kappa \text{cos}\omega & \text{sin}\kappa \text{sin}\phi \text{cos}\omega +\text{cos}\kappa \text{sin}\omega \\ \text{sin}\phi & -\text{cos}\phi \text{sin}\omega & \text{cos}\phi \text{cos}\omega \end{array}\right)\left(\begin{array}{c}x\\ y\\ z\end{array}\right)+\left(\begin{array}{c}A\\ B\\ C\end{array}\right)$$

  
• Wobei ω, φ, k mit der im Folgenden aufgeführten mathematischen Formel 3 ausgedrückt werden. $$\omega -\text{arcsin}\left(\frac{\text{sin}\theta 1}{\text{cos}\phi }\right)$$

  

  $$\phi =\theta 2$$

  

  $$\kappa =-\theta 3$$

  
• Dabei ist θ1, wie oben beschrieben, der Roll-Winkel. θ2 ist der Nick-Winkel. θ3 ist ein Gier-Winkel, der einen Richtungswinkel in dem globalen Koordinatensystem der x-Achse des Koordinatensystems des Fahrzeug-Körpers ist. So wird der Gier-Winkel θ3 auf Basis der Positionen von Bezugs-Antenne 21 und Richtungs-Antenne 22 berechnet, wobei die Positionen durch Positions-Detektor 19 erfasst werden. (A, B, C) ist eine Koordinate des Ursprungs in dem globalen Koordinatensystem in dem Koordinatensystem des Fahrzeug-Körpers.
• 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.
• 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.
• (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.
• Die aktuelle Position (Koordinate (X, Y, Z)) von Schneidkante P von Löffel 8 wird, wie oben beschrieben, in dem globalen Koordinatensystem berechnet.
• 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).
• Verfahren zum Berechnen der Schwenkwinkel α, β, γ
• Unter Bezugnahme auf 9 bis 13A wird 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 beschrieben.
• 9 ist eine Seitenansicht von Ausleger 6 Schwenkwinkel α von Ausleger 6 wird mit der folgenden mathematischen Formel 4 unter Verwendung der Arbeitsausrüstungs-Parameter in 9 ausgedrückt. $$\alpha =\text{arctan}\left(-\frac{Lboom2\_x}{Lboom2\_z}\right)-\text{arccos}\left(\frac{Lboom{1}^2+Lboom{2}^2-boom\_cy{l}^2}{2*Lboom1*Lboom2}\right)+\text{arctan}\left(\frac{Lboom1\_z}{Lboom1\_x}\right)$$

  
• Lboom2_x ist, wie in 9 dargestellt, ein Abstand zwischen Auslegerzylinder-Fußbolzen 10a und Auslegerbolzen 13 in der horizontalen Richtung (entspricht der Richtung der x-Achse des Koordinatensystems des Fahrzeug-Körpers) von Körper 1. Lboom2_z ist ein Abstand zwischen Auslegerzylinder-Fußbolzen 10a und Auslegerbolzen 13 in der senkrechten Richtung (entspricht der Richtung der z-Achse des Koordinatensystems des Fahrzeug-Körpers) von Körper 1. 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.
• 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. Lboom1_z ist ein Abstand zwischen Auslegerzylinder-Kopfbolzen 10b und Auslegerbolzen 13 in der Richtung der zboom-Achse.
• 10 ist eine Seitenansicht von Löffelstiel 7. Der Schwenkwinkel β von Löffelstiel 7 wird mit der folgenden mathematischen Formel 5 unter Verwendung der in 9 und 10 gezeigten Arbeitsausrüstungs-Parameter ausgedrückt. $$\begin{array}{l}\beta =\text{arctan}\left(-\frac{Lboom3\_z}{Lboom3\_x}\right)-\text{arccos}\left(\frac{Lboom{3}^2+Larm{2}^2-arm\_cy{l}^2}{2*Larm3*Larm2}\right)\\ +\text{arctan}\left(\frac{Larm2\_x}{Larm2\_z}\right)+\text{arctan}\left(\frac{Larm1\_x}{Larm1\_z}\right)-\pi \end{array}$$

  
• 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.
• 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 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.
• 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.
• 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.
• 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 folgenden mathematischen Formel 6 unter Verwendung der in 10 bis 12 gezeigten Arbeitsausrüstungs-Parameter ausgedrückt. $$\begin{array}{l}\gamma =\text{arctan}\left(-\frac{Larm1\_z}{Larm1\_x}\right)+\text{arctan}\left(\frac{Larm3\_z2}{Larm3\_x2}\right)+\text{arccos}\left(\frac{Ltm{p}^2+Larm{4}^2-Lbucket{1}^2}{2*Ltmp*Larm4}\right)\\ +\text{arccos}\left(\frac{Ltm{p}^2+Lbucket{3}^2-Lbucket{2}^2}{2*Ltmp*Lbucket3}\right)+\text{arctan}\left(\frac{Lbucket4\_x}{Lbucket4\_z}\right)+\frac{\pi }{2}-\pi \end{array}$$

  
• 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.
• 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.
• 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.
• Der oben erwähnte Abstand Ltmp wird mit der im Folgenden aufgeführten mathematischen Formel 7 ausgedrückt. $$Ltmp=\sqrt{Larm{4}^2+Lbucket{1}^2-2Larm4*Lbucket1*\text{cos}\varphi }$$

  

  $$\begin{array}{l}\varphi =\pi +\sqrt{\frac{Larm3\_z2}{Larm3\_x2}-\sqrt{\frac{Larm3\_z1-Larm3\_z2}{Larm3\_x1-Larm3\_x2}}}\\ -\text{arccos}\left\{\frac{Lbucket{1}^2+Larm{3}^2-bucket\_cy{l}^2}{2*Lbucket1*Larm3}\right\}\end{array}$$

  
• 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.
• Der Wert 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 addiert wird, wobei die Hublänge bkss durch Löffelwinkel-Detektor 18 erfasst wird.
• Aktuelle Schwenkwinkel α, β, γ von Ausleger 6, Löffelstiel 7 und Löffel 8 werden, wie oben beschrieben, mittels der Berechnung aus den Erfassungsergebnissen der Winkel-Detektoren 16 bis 18 ermittelt.
• Kalibrierungsvorgang durch Bedienungsperson
• Unter Bezugnahme auf 2, 4 und 14 bis 18 wird im Folgenden der Kalibrierungsvorgang durch die Bedienungsperson des Hydraulikbaggers der vorliegenden Ausführungsform beschrieben.
• 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 das externe Messgerät 62. Dabei installiert die Bedienungsperson, wie in 15 dargestellt, das externe Messgerät 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 des externen Messgerätes 62.
• In Schritt S3 misst die Bedienungsperson die Position von Schneidkante P in den fünf Stellungen von Arbeitsausrüstung 2 unter Verwendung des externen Messgerätes 62. Die Bedienungsperson betätigt Arbeitsausrüstungs-Betätigungselement 31, um die Position von Schneidkante P von Löffel 8 an fünf Positionen, d. h. von einer ersten Position P1 bis zu einer fünften Position P5, zu verschieben, wie sie in 16 dargestellt sind.
• 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 des externen Messgerätes 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.
• 17 stellt die Hublängen der Zylinder 10 bis 12 an jeder von der ersten Position P1 bis zur fünften Position P5 dar, wobei das Maximum 100 % beträgt und das Minimum 0 % beträgt. 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.
• An der zweiten Position P2 entspricht die Hublänge von Löffelstielzylinder 11 dem Maximum. Das heißt, die zweite Position P2 ist die Position von Schneidkante P in der Stellung der Arbeitsausrüstung, bei der der Schwenkwinkel von Löffelstiel 7 dem Maximum entspricht.
• 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.
• 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.
• 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.
• In Schritt S4 gibt die Bedienungsperson die ersten Arbeitspunkt-Positionsinformationen an Eingabe-Einheit 63 von Kalibrierungsvorrichtung 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 das externe Messgerät 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 Kalibrierungsvorrichtung 60 ein, wobei die Koordinaten in Schritt S4 durch das externe Messgerät 62 gemessen werden.
• In Schritt S5 misst die Bedienungsperson die Positionen der Antennen 21, 22 unter Verwendung des externen Messgerätes 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 des externen Messgerätes 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.
• 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 des externen Messgerätes 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.
• Vorzugsweise wird eine Markierung von dem ersten Mess-Punkt P11 bis zu dem vierten Mess-Punkt P14 angebracht, um die Messung zu erleichtern. Beispielsweise kann die Schraube, die als ein Teil der Antennen 21, 22 enthalten ist, als die Markierung dienen.
• In Schritt S6 gibt die Bedienungsperson die ersten Antennen-Positionsinformationen an Eingabe-Einheit 63 von Kalibrierungsvorrichtung 60 ein. Die Antennen-Positionsinformationen schließen die Koordinaten ein, die die Positionen von dem ersten Mess-Punkt P11 bis zum vierten Mess-Punkt P14 angeben, wobei die Koordinaten von der Bedienungsperson in Schritt S5 unter Verwendung des externen Messgerätes 62 gemessen werden.
• In Schritt S7 misst die Bedienungsperson drei Positionen der 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 des externen Messgerätes 62.
• Dabei ist, wie in 3 dargestellt, Messvorrichtung 150 an Antennen-Trageelement 22a angebracht. Dreh-Einheit 3 wird so gedreht, dass die Position von Schneidkante P die erste Schwenkposition P21 wird, wobei Messvorrichtung 150 an Antennen-Trageelement 22a angebracht ist. Die Position jedes Teils von Messvorrichtung 150 wird so eingestellt, dass das projizierte Licht, das von dem externen Messgerät 62 projiziert wird, durch Prismenspiegel 101 reflektiert und zu dem externen Messgerät 62 zurückgeleitet wird, wenn die Position von Schneidkante P die erste Schwenkposition P21 ist. Das heißt, die Drehwinkel-Position von Messvorrichtung 150 in Bezug auf Antennen-Trageelement 22a und die Position von Prismenspiegel 101 werden eingestellt. Dann wird das Projektionslicht von dem externen Messgerät 62 auf Prismenspiegel 101 von Messvorrichtung 150 projiziert, und das von Prismenspiegel 101 reflektierte Licht wird gemessen und so die Position von Schneidkante P an der ersten Schwenkposition P21 gemessen.
• Dann wird Dreh-Einheit 3 so gedreht, dass die Position von Schneidkante P die zweite Schwenkposition P22 wird. Desgleichen wird die Position jedes Teils von Messvorrichtung 150 so eingestellt, dass das projizierte Licht, das von dem externen Messgerät 62 projiziert wird, durch Prismenspiegel 101 reflektiert und zu dem externen Messgerät 62 zurückgeleitet wird, wenn die Position von Schneidkante P die zweite Schwenkposition P22 ist. Dann wird das Projektionslicht von dem externen Messgerät 62 auf Prismenspiegel 101 von Messvorrichtung 150 projiziert, wenn die Position von Schneidkante P die zweite Schwenkposition P22 ist, und wird das von Prismenspiegel 101 reflektierte Licht gemessen und so die Position von Schneidkante P an der zweiten Schwenkposition P22 gemessen.
• Weiterhin wird Dreh-Einheit 3 so gedreht, dass die Position von Schneidkante P die dritte Schwenkposition P23 wird. Die Position jedes Teils von Messvorrichtung 150 wird so eingestellt, dass das projizierte Licht, das von dem externen Messgerät 62 projiziert wird, durch Prismenspiegel 101 reflektiert und zu dem externen Messgerät 62 zurückgeleitet wird, wenn die Position von Schneidkante P die dritte Schwenkposition P23 ist. Dann wird das Projektionslicht von dem externen Messgerät 62 auf Prismenspiegel 101 von Messvorrichtung 150 projiziert, wenn die Position von Schneidkante P die dritte Schwenkposition P23 ist, und wird das von Prismenspiegel 101 reflektierte Licht gemessen und so die Position von Schneidkante P an der dritten Schwenkposition P23 gemessen.
• In Schritt S8 gibt die Bedienungsperson die zweiten Arbeitspunkt-PositionsInformationen an Eingabe-Einheit 63 von Kalibrierungsvorrichtung 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 des externen Messgerätes 62 gemessen werden.
• In Schritt S9 gibt die Bedienungsperson die Löffel-Informationen an Eingabe-Einheit 63 von Kalibrierungsvorrichtung 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 dem externen Messgerät 62, gemessenen Wert als die Löffel-Informationen ein.
• In Schritt S10 weist die Bedienungsperson Kalibrierungsvorrichtung 60 an, die Kalibrierung durchzuführen.
• Durch Kalibrierungsvorrichtung 60 durchgeführtes Kalibrierungsverfahren
• Unter Bezugnahme auf 5, 8 und 19 bis 21 wird im Folgenden die durch Kalibrierungsvorrichtung 60 durchgeführte Verarbeitung beschrieben.
• 19 ist ein Funktions-Blockdiagramm, das eine mit der Kalibrierung einer Berechnungs-Einheit 65 zusammenhängende Verarbeitungsfunktion veranschaulicht. 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.
• 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 dem externen Messgerät 62 basierenden Koordinatensystems in das Koordinatensystem des Fahrzeug-Körpers. Da die ersten Arbeitspunkt-Positionsinformationen und die Antennen-Positionsinformationen von dem externen Messgerät 62 gemessen werden, werden die ersten Arbeitspunkt-Positionsinformationen und die Antennen-Positionsinformationen in einem auf dem externen Messgerät 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 dem externen Messgerät 62 basierenden Koordinatensystem in das Koordinatensystem (x, y, z) des Fahrzeug-Körpers. Ein Verfahren zum Berechnen der Koordinatentransformations-Informationen wird im Folgenden beschrieben.
• 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 zweiten 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.
• Dann berechnet Einheit 65a zum Berechnen eines Koordinatensystems des Fahrzeug-Körpers einen zweiten Normal-Einheitsvektor BHA senkrecht zu einer Schwenk-Ebene BA von Dreh-Einheit 3 auf Basis der zweiten Arbeitspunkt-Positionsinformationen. Das heißt, Einheit 65a zum Berechnen eines Koordinatensystems des Fahrzeug-Körpers berechnet den zweiten Normal-Einheitsvektor BHA senkrecht zu Schwenk-Ebene BA auf Basis von zwei Vektoren b1, b2, die aus den Koordinaten der ersten Schwenkposition P21, der zweiten Schwenkposition P22 und der dritten Schwenkposition P23 (18) ermittelt werden, die in den zweiten Arbeitspunkt-Positionsinformationen enthalten sind.
• 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 ist, 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 AH 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.
• 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) des externen Messgerätes 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 die Normal-Vektoren AH, BH, CH der Koordinatentransformations-Informationen angegeben wird. $$x=\overrightarrow{p}•\overrightarrow{CH}$$

  

  $$y=\overrightarrow{p}•\overrightarrow{AH}$$

  

  $$z=\overrightarrow{p}•\overrightarrow{BH}$$

  
• 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. $$\begin{array}{l}J=\frac{1}{2}{\displaystyle \sum _{k=1}^n{\left\{L1\text{sin}\left(\alpha k\right)+L2\text{sin}\left(\alpha k+\beta k\right)+L3\text{sin}\left(\alpha k+\beta k+\gamma k\right)-xk\right\}}^2}\\ +\frac{1}{2}{\displaystyle \sum _{k=1}^n{\left\{L1\text{cos}\left(\alpha k\right)+L2\text{cos}\left(\alpha k+\beta k\right)+L3\text{cos}\left(\alpha k+\beta k+\gamma k\right)-zk\right\}}^2}\end{array}$$

  
• 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) ist 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.
• 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.
• 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.
• 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.
• 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.
• 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.
• Im Folgenden wird ein vorteilhafter Effekt der vorliegenden Ausführungsform beschrieben.
• Bei Messvorrichtung 150 der vorliegenden Ausführungsform und dem Kalibrierungsverfahren, bei dem Messvorrichtung 150 eingesetzt wird, ist, wie in 2 und 3 dargestellt, Anbringungselement 103 so eingerichtet, dass es an dem Anbringungsabschnitt (z.B. Antennen-Trageelement 22a in 3) angebracht wird und dabei der Anbringungsabschnitt eingeschlossen wird. Messvorrichtung 150 kann an einem Abschnitt, der sich von Dreh-Einheit 3 nach oben erstreckt, wie beispielsweise Antennen-Trageelement 22a, angebracht werden. So ist Prismenspiegel 101 von Anbringungselement 103 für das externe Messgerät 62 selbst dann sichtbar, wenn die Position von Schneidkante P, wie in 18 dargestellt, an einer von der ersten bis dritten Schwenkposition P21 bis P23 liegt und Hydraulikbagger 100 klein ist (z.B. ein Bagger mit minimalem Heck-Schwenkradius und ein Bagger mit minimalem Schwenkradius). So ist selbst bei einem kleinen Hydraulikbagger 100 Prismenspiegel 101 unabhängig von der Schwenkwinkel-Position von Dreh-Einheit 3 für das externe Messgerät 62 sichtbar. Dies ermöglicht die Kalibrierung mit hoher Präzision.
• Gemäß der vorliegenden Ausführungsform enthält Messvorrichtung 150, wie in 2 und 3 gezeigt, Magnetelement 102, das an Prismenspiegel 101 befestigt ist. So kann Messvorrichtung 150 an Dreh-Einheit 3 mittels Anziehung des Magnetelementes 102 durch einen Abschnitt aus Metall (z.B. ein Gegengewicht) von Dreh-Einheit 3 angebracht werden. Dies ermöglicht eine Vergrößerung der Anzahl möglicher Anbringungspositionen für Messvorrichtung 150. Dadurch kann bei einem kleinen Hydraulikbagger 100 Messvorrichtung 150 mittels Anbringungselement 103 an dem Anbringungsabschnitt (z.B. Antennen-Trageelement 22a) von Hydraulikbagger 100 angebracht werden. Bei einem mittleren oder großen Hydraulikbagger 100 kann Messvorrichtung 150 mittels Magnetelement 102 an dem Anbringungsabschnitt (z.B. der unteren Fläche des Gegengewichtes) von Hydraulikbagger 100 angebracht werden.
• Gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist, wie in 2 und 3 dargestellt, das zweite Element 103b von Messvorrichtung 150 separat von dem ersten Element 103a ausgebildet und so eingerichtet, dass es an dem ersten Element 103a befestigt werden kann und dabei der Anbringungsabschnitt (z.B. Antennen-Trageelement 22a) zwischen dem ersten Element 103a und dem zweiten Element 103b eingeschlossen ist. Dadurch kann Anbringungselement 103 von Messvorrichtung 150 mit einem einfachen Aufbau ausgebildet werden.
• Gemäß der vorliegenden Ausführungsform enthält, wie in 2 und 3 dargestellt, Anbringungselement 103 elastische Elemente 103ea, 103eb, 103fa, 103fb in dem Abschnitt, der an dem Anbringungsabschnitt (z.B. Antennen-Trageelement 22a) anliegt, wenn es an dem Anbringungsabschnitt angebracht ist. Dadurch wird der Anbringungsabschnitt kaum zerkratzt, wenn Messvorrichtung 150 an dem Anbringungsabschnitt von Hydraulikbagger 100 angebracht wird.
• Gemäß der vorliegenden Ausführungsform schließen die elastischen Elemente 103ea, 103eb, 103fa, 103fb die elastischen Elemente 103ea, 103eb, die an dem stabförmigen Abschnitt 22aa des Anbringungsabschnitts anliegen, und die elastischen Elemente 103fa, 103fb ein, die an dem unteren Abschnitt 22ab anliegen. So werden sowohl der stabförmige Abschnitt 22aa als auch der untere Abschnitt 22ab des Anbringungsabschnitts kaum zerkratzt, wenn Messvorrichtung 150 an dem Anbringungsabschnitt von Hydraulikbagger 100 angebracht wird.
• In der oben dargestellten Ausführungsform ist Messvorrichtung 150 an Antennen-Trageelement 22a angebracht. Als Alternative dazu kann Messvorrichtung 150 so angebracht sein, dass sie eine Griffvorrichtung von Hydraulikbagger 100 einschließt.
• Bezugszeichenliste

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

Kalibrierungsvorrichtung,

61, 75

Icon,

62

externes Messgerät,

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-Information,

100

Hydraulikbagger,

101

Prismenspiegel,

101a

Prismenkörper,

101b

äußeres Element,

101ba

Glasfläche,

102

Magnetelement,

103

Anbringungselement,

103a

erstes Element,

103aa, 103ba

Durchgangsloch,

103ab, 103bb

Flansch,

103b

zweites Element,

103c

Schraube,

103d

Mutter,

103ea, 103eb, 103fa, 103fb

elastisches Element,

104

Befestigungs-Einheit,

105

zweite Schwenk-Einheit,

106

erste Schwenk-Einheit,

111, 112

Drehwelle,

150

Messvorrichtung

Claims (9)

1. Hydraulikbagger (100) umfassend: eine Fahr-Einheit (5); eine Dreh-Einheit (3), die drehbar an der Fahr-Einheit (5) angebracht ist; und eine Messvorrichtung (150), die an einem Anbringungsabschnitt (22a) der Dreh-Einheit (3) angebracht ist und zusammen mit einem externen Messgerät (62) dazu dient, zumindest eine Schwenkposition (P21, P22, P23) der Dreh-Einheit (3) zu messen, wobei die Messvorrichtung (150) umfasst: einen Prismenspiegel (101) zum Reflektieren von Projektionslicht von dem externen Messgerät (62); sowie ein Anbringungselement (103) zum Anbringen des Prismenspiegels (101) an dem Anbringungsabschnitt (22a), wobei das Anbringungselement (103) so eingerichtet ist, dass es an dem Anbringungsabschnitt (22a) angebracht wird, indem es den Anbringungsabschnitt (22a) einschließt, und der Anbringungsabschnitt (22a) ein stabförmiger Abschnitt (22aa) ist, der sich in einer Stabform nach oben erstreckt, der Anbringungsabschnitt (22a) einen unteren Abschnitt (22ab) umfasst, der von dem stabförmigen Abschnitt (22aa) zu einer Außenumfangsseite vorsteht, wobei der Anbringungsabschnitt (22a) ein Träger zum Tragen einer Antenne (22) ist.
2. Hydraulikbagger (100) nach Anspruch 1, wobei zwei Antennen (21, 22) um einen festen Abstand voneinander entfernt in einer Fahrzeug-Breitenrichtung angeordnet sind.
3. Hydraulikbagger (100) nach Anspruch 2, weiterhin umfassend eine Fahrerkabine (4), die an einem vorderen Abschnitt der Dreh-Einheit (3) angebracht ist, wobei eine (22) der zwei Antennen an der Dreh-Einheit (3) angebracht ist, und die andere (21) der zwei Antennen an der Fahrerkabine (4) angebracht ist.
4. Hydraulikbagger (100) nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Dreh-Einheit (3) einen Heckabschnitt aufweist, der in einer in etwa halbkreisförmigen Form in einer Draufsicht ausgebildet ist.
5. Hydraulikbagger (100) nach Anspruch 1, die des Weiteren ein Magnetelement (102) umfasst, das an dem Prismenspiegel (101) befestigt ist.
6. Hydraulikbagger (100) nach Anspruch 1, wobei das Anbringungselement (103) enthält: ein erstes Element (103a), das an dem Prismenspiegel (101) befestigt ist; und ein zweites Element (103b), das separat von dem ersten Element (103a) ausgebildet ist, wobei das zweite Element (103b) so eingerichtet ist, dass es an dem ersten Element (103a) befestigt werden kann, und dabei der Anbringungsabschnitt (22a) zwischen dem ersten Element (103a) und dem zweiten Element (103b) eingeschlossen wird.
7. Hydraulikbagger (100) nach Anspruch 1, wobei das Anbringungselement (103) ein elastisches Element (103ea, 103eb, 103fa, 103fb) an einem Abschnitt enthält, der an dem Anbringungsabschnitt (22a) anliegt, wenn das Anbringungselement (103) an dem Anbringungsabschnitt (22a) angebracht ist.
8. Hydraulikbagger (100) nach Anspruch 7, wobei das elastische Element (103ea, 103eb, 103fa, 103fb) ein erstes elastisches Element, das an dem stabförmigen Abschnitt (22aa) anliegt, sowie ein zweites elastisches Element einschließt, das an dem unteren Abschnitt (22ab) anliegt.
9. Verfahren zur Kalibrierung eines Hydraulikbaggers (100), mit dem eine Vielzahl von Parametern an einem Hydraulikbagger (100) kalibriert wird, wobei der Hydraulikbagger (100) enthält: eine Fahr-Einheit (5); eine Dreh-Einheit (3), die drehbar an der Fahr-Einheit (5) angebracht ist und eine Antenne (21, 22) und einen Träger (22a) zum Tragen der Antenne (21, 22) enthält; eine Arbeitsausrüstung (2), die einen an der Dreh-Einheit (3) angebrachten Ausleger (6), einen an einem vorderen Ende des Auslegers (6) angebrachten Löffelstiel (7) und ein an einem vorderen Ende des Löffelstiels (7) angebrachtes Arbeitswerkzeug (8) enthält; sowie eine Steuereinrichtung (39) zum Berechnen einer aktuellen Position eines in dem Arbeitswerkzeug (8) enthaltenen Arbeitspunktes auf Basis der Vielzahl von Parametern, wobei die Vielzahl von Parametern einen Arbeitsausrüstungs-Parameter einschließt, der jeweils die Abmessungen des Auslegers (6), des Löffelstiels (7) und des Arbeitswerkzeugs (8) einschließen, wobei das Verfahren zur Kalibrierung eines Hydraulikbaggers (100) die folgenden Schritte umfasst: Anbringen einer Messvorrichtung (150), die einen Prismenspiegel (101) und ein an dem Prismenspiegel (101) befestigtes Anbringungselement (103) enthält, an dem Träger (22a), der ein stabförmiger Abschnitt (22aa) ist, der sich in einer Stabform nach oben erstreckt; der Träger (22a) hat einen Anbringungsabschnitt inklusive eines unteren Abschnitts (22ab), der von dem stabförmigen Abschnitt (22aa) zu einer Außenumfangsseite vorsteht, Projizieren von Projektionslicht von einem externen Messgerät (62) auf den Prismenspiegel der an dem Träger (22a) angebrachten Messvorrichtung (150) und Messen von reflektiertem Licht, das von dem Prismenspiegel (101) reflektiert wird, um drei Schwenkpositionen (P21, P22, P23) des in dem Arbeitswerkzeug (8) enthaltenen Arbeitspunktes zu messen, jeweils wenn die Dreh-Einheit (3) gedreht wird, während eine Stellung der Arbeitsausrüstung (2) in einem stationären Zustand gehalten wird; und Bestimmen einer Schwenk-Ebene von den gemessenen drei Schwenkpositionen (P21, P22, P23) und Kalibrieren des Arbeitsausrüstungs-Parameters auf Basis der Schwenk-Ebene, wobei der Schritt des Kalibrierens des Arbeitsausrüstungs-Parameters einen Schritt einschließt, in dem ein Parameter berechnet wird, durch den der Arbeitspunkt, der in einem Koordinatensystem eines Fahrzeugkörpers (1) unter Verwendung des Arbeitsausrüstungs-Parameters erhalten wird, mit einem Ergebnis, das durch Transformieren des Arbeitspunktes, der in einem Koordinatensystem in dem externen Messgerät (62) unter Verwendung des externen Messgeräts (62) erhalten wird, in das Koordinatensystem des Fahrzeugkörpers (1) erhalten wird, übereinstimmt.

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