DE112017001211T5

DE112017001211T5 - Baustellenvorrichtung zum bestimmen des Vorhandenseins eines Dichtegradienten in einem Arbeitsmaterial

Info

Publication number: DE112017001211T5
Application number: DE112017001211.2T
Authority: DE
Inventors: Johan Berg
Original assignee: Husqvarna AB
Current assignee: Husqvarna AB
Priority date: 2016-03-09
Filing date: 2017-03-06
Publication date: 2018-12-20
Also published as: GB201811701D0; US20190070681A1; GB2560684B; WO2017155449A1; US11185938B2; GB2560684A

Abstract

Vorgesehen ist eine Baustellen-Zustandsüberwachungsvorrichtung mit einer Verarbeitungsschaltung, die dazu konfiguriert ist, Sensordaten von einem Sensor zu empfangen, der einer ein Arbeitselement umfassenden Bauvorrichtung zugeordnet ist, ein Vorhandensein eines Dichtegradienten in einem Arbeitsmaterial basierend auf den Sensordaten zu bestimmen, und eine automatische Reaktion bezüglich eines Betriebsvorgangs des Arbeitselements basierend auf der Bestimmung des Vorhandenseins des Dichtegradienten zu bewirken.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Ausführungsbeispiele betreffen im Allgemeinen Baumaschinen und betreffen insbesondere eine Baustellenvorrichtung zum Bestimmen des Vorhandenseins eines Dichtegradienten in einem Arbeitsmaterial.
HINTERGRUND
Baumaschinen umfassen Vorrichtungen wie Sägen, Bohrer, Generatoren, Nagelpistolen, Abbruchroboter und dergleichen. Diese Vorrichtungen werden oft eingesetzt, um Aufgaben auszuführen, die naturgemäß Schutt produzieren und sie müssen ferner naturgemäß mobil sein. Dementsprechend sind diese Vorrichtungen in der Regel relativ robust und in der Lage, schwierige Arbeiten in rauen Umgebungen zu bewältigen und gleichzeitig die Anforderungen an die Mobilität zu erfüllen. Diese Vorrichtungen umfassen jedoch in der Regel auch irgendeine Form von Arbeitsbaugruppen oder -Elementen, die in der Lage sind, Arbeitsmaterial zu schneiden, Arbeitsmaterialien zu brechen, Löcher zu bohren, Nägel oder Nieten einzutreiben oder dergleichen. Somit haben diese Vorrichtungen das Potenzial, Gefahrenquellen für Schäden an Geräten oder Personen zu sein.
In einigen Fällen können Arbeitsmaterialien wie Böden, Wände, Dächer oder dergleichen verschiedene Materialien umfassen, beispielsweise kann ein Fußboden hauptsächlich aus Beton bestehen, kann aber auch Bewehrungsstäbe für strukturelle Unterstützung enthalten. Ebenso können Böden und Wände Holz oder Trockenbauwände umfassen, können aber auch beabstandete Stützbalken oder andere Stützen, Rohre oder elektrische Kabel umfassen. Ein unvorsichtiger Betrieb einer Baustellenvorrichtung in einem Bereich, der eine Änderung der Dichte des Arbeitsmaterials aufweist, kann eine Beschädigung der Baustellenvorrichtung oder einen unbeabsichtigten Betrieb, wie z.B. Ruckeln oder Zuckeln, verursachen.
KURZDARSTELLUNG EINIGER BEISPIELE
In einem Ausführungsbeispiel ist eine Baustellen-Zustandsüberwachungsvorrichtung vorgesehen, die eine Verarbeitungsschaltung umfasst, die dazu konfiguriert ist, Sensordaten von einem Sensor zu empfangen, der einer ein Arbeitselement umfassenden Bauvorrichtung zugeordnet ist, ein Vorhandensein eines Dichtegradienten in einem Arbeitsmaterial basierend auf den Sensordaten zu bestimmen, und eine automatische Reaktion bezüglich des Betriebs des Arbeitselements basierend auf der Bestimmung des Vorhandenseins des Dichtegradienten zu bewirken.
In einem anderen Ausführungsbeispiel ist ein Baustellen-Zustandsüberwachungssystem vorgesehen, das eine Bauvorrichtung mit einem Sensor und einem Arbeitselement und eine Baustellenüberwachungsvorrichtung mit einer Verarbeitungsschaltung umfasst, die dazu konfiguriert ist, Sensordaten von dem Sensor zu empfangen, ein Vorhandensein eines Dichtegradienten in einem Arbeitsmaterial basierend auf den Sensordaten zu bestimmen und eine automatische Reaktion bezüglich des Betriebs des Arbeitselements basierend auf der Bestimmung des Vorhandenseins des Dichtegradienten zu bewirken.
Figurenliste
Nach der allgemeinen Beschreibung der Erfindung wird nun auf die beigefügten Zeichnungen Bezug genommen, die nicht zwangsläufig maßstabsgerecht gezeichnet sind, und in denen:

1 ein Blockschaltbild eines Systems gemäß einem Ausführungsbeispiel darstellt;
2 ein Blockschaltbild eines Beispiels der Bordelektronik oder Überwachungsschaltung darstellt, die in Verbindung mit dem Einsatz eines Ausführungsbeispiels verwendet werden kann;
3 eine Beispielbaustelle gemäß einem Ausführungsbeispiel darstellt;
4 eine Materialdichtekarte gemäß einem Ausführungsbeispiel darstellt; und
5 ein Verfahren zur Nutzung einer Baustellen-Zustandsüberwachungsvorrichtung in Bezug auf den Betrieb einer Bauvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel darstellt.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
Einige Ausführungsbeispiele werden nachfolgend mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen näher beschrieben, in denen einige, aber nicht alle Ausführungsbeispiele gezeigt werden. Allerdings sollten die hier beschriebenen und abgebildeten Beispiele sind nicht als Einschränkung des Umfangs, der Anwendbarkeit oder der Konfiguration der vorliegenden Offenbarung ausgelegt werden. Vielmehr werden diese Ausführungsbeispiele zur Verfügung gestellt, sodass diese Offenbarung den geltenden gesetzlichen Anforderungen genügt. Gleiche Bezugsziffern beziehen sich durchweg auf gleiche Elemente. Darüber hinaus ist, wie hierin verwendet, der Begriff „oder“ als logischer Operator zu interpretieren, der immer dann wahr ist, wenn einer oder mehrere seiner Operanden wahr sind. Wie hierin verwendet sollte eine funktionsfähige Kopplung als eine direkte oder indirekte Verbindung betreffend verstanden werden, die in beiden Fällen eine funktionsfähige Verbindung von Komponenten ermöglicht, die funktionsfähig miteinander gekoppelt sind.
Einige hier beschriebene Ausführungsbeispiele stellen eine Baustellen-Zustandsüberwachungsvorrichtung bereit, die an einer beliebigen Anzahl von verschiedenen Bauvorrichtungen oder Personalgeräten eingesetzt werden kann. Die Baustellen-Zustandsüberwachungsvorrichtung kann Sensoren, z.B. an einer Bauvorrichtung, einsetzen, um das Vorhandensein eines Dichtegradienten in einem Arbeitsmaterial zu bestimmen. Die Baustellen-Zustandsüberwachungsvorrichtung kann bewirken, dass ein der Baustellenvorrichtung zugeordneter Indikator aktiviert wird, um den Benutzer aufgrund des Vorhandenseins des Dichtegradienten im Arbeitsmaterial auf mögliche Dichteänderungen im Arbeitsmaterial aufmerksam zu machen. Zusätzlich oder alternativ kann die Baustellen-Zustandsüberwachungsvorrichtung basierend auf der Bestimmung des Dichtegradienten im Arbeitsmaterial eine Leistungsanpassung der Bauvorrichtung bewirken. Die Leistungsanpassung kann, ohne Einschränkung, eine Änderung der Geschwindigkeit, Richtung, Kraft oder des Kühlmittel-/Schmiermittelflusses der Bauvorrichtung und/oder des Arbeitselementes der Bauvorrichtung oder dergleichen umfassen.
In einigen Ausführungsbeispielen kann die Baustellen-Zustandsüberwachungsvorrichtung eine Materialdichtekarte erstellen, die auf der Bestimmung des Vorhandenseins des Dichtegradienten im Arbeitsmaterial basiert. Die Materialdichtekarte kann auf einem Personalgerät, z.B. einem persönlichen Datenassistenten oder einer Computerbrille, oder auf einer grafischen Benutzeroberfläche einer Bauvorrichtung dargestellt werden. In einer Ausführungsform, in der das Personalgerät transparent ist, wie z.B. eine Computerbrille, oder mit einer Kamera ausgestattet ist, kann die Materialdichtekarte im Falle der Computerbrille im Sichtfeld projiziert oder in einem virtuellen Sichtfeld, z.B. einer erweiterten Realität, überlagert werden. Die erweiterte Realität kann für einen Bediener nützlich sein, um Arbeiten zur Vermeidung oder Kompensation von dichtem Material zu planen.
1 stellt ein beispielhaftes System dar, in dem eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendet werden kann. 1 zeigt diesbezüglich ein gattungsgemäßes Beispiel eines Systems, in dem verschiedene Vorrichtungen, die Beispiele für Baumaschinen sind, ein Netzwerk für die Durchführung der Baustellenkoordination gemäß einem Ausführungsbeispiel nutzen können. Wie in 1 gezeigt, kann ein System 10 gemäß einer Ausführungsform ein oder mehrere Client-Geräte (z.B. Bauvorrichtungen 20 und Personalgeräte 50) enthalten. Obwohl 1 vier Vorrichtungen 20, 50 zeigt, ist zu beachten, dass in einigen Ausführungsformen viele weitere Vorrichtungen 20, 50 umfasst sein können und somit die vier Vorrichtungen 20, 50 von 1 lediglich zur Veranschaulichung einer Vielzahl von Vorrichtungen 20, 50 verwendet werden und die Anzahl der Vorrichtungen 20, 50 in keiner Weise auf andere Ausführungsbeispiele beschränkt ist. Ausführungsbeispiele sind diesbezüglich zur Einbindung beliebig vieler in das System 10 integrierten Vorrichtungen 20, 50 vergrößerbar. Darüber hinaus sollte verstanden werden, dass 1 ein Beispiel zeigt, in dem gemeinsame Ressourcen innerhalb einer Gemeinschaft von vernetzten Vorrichtungen(z.B. Vorrichtungen 20, 50) zugewiesen werden können. Es sollte jedoch verstanden werden, dass die Architektur von verschiedenen Ausführungsbeispielen variieren kann. Das Beispiel in 1 ist daher lediglich zur einfacheren Erläuterung eines Ausführungsbeispiels vorgesehen und sollte nicht als einschränkend in Bezug auf die Architektur des Systems 10 angesehen werden. Dementsprechend können beispielsweise einige Ausführungsformen bestimmte Sätze von Vorrichtungen 20, 50 aufweisen, die entsprechenden spezifischen Servern zugeordnet sind, die über ein einzelnes Netzwerk (z.B. Netzwerk 30) zu einer bestimmten Organisation, Funktionseinheit oder Gruppe gehören oder von dieser genutzt werden. In anderen Ausführungsformen können jedoch mehrere unterschiedliche Sätze von Vorrichtungen 20, 50 aktiviert werden, um über dasselbe oder ein anderes Netzwerk auf andere Server zuzugreifen, die verschiedenen Organisationen, Einheiten oder Gruppen zugeordnet sind. Ausführungsbeispiele können auch in Einzelvorrichtungen 20, 50, die nicht an ein Netzwerk angeschlossen sind, ausgeführt werden.
Die Vorrichtungen 20, 50 können in einigen Fällen jeweils Sensorik-, Rechen- und/oder Kommunikationsvorrichtungen umfassen, die verschiedenen Vorrichtungen 20, 50 zugeordnet sind, die zu einer einzigen Organisation gehören oder ihr zugeordnet sind, beispielsweise einem Flottenmanagement von Vorrichtungen 20, 50 auf einer Baustelle. In einem weiteren Beispiel kann eine erste Vorrichtung 20, 50 einer ersten Einrichtung oder einem Standort einer ersten Organisation zugeordnet sein. Unterdessen kann eine zweite Vorrichtung 20, 50 einer zweiten Einrichtung oder einem zweiten Standort der ersten Organisation zugeordnet sein. So können beispielsweise einige der Vorrichtungen 20, 50 der ersten Organisation zugeordnet sein, während andere der Vorrichtungen 20, 50 einer zweiten Organisation zugeordnet sind. Daher können z.B. die Vorrichtungen 20, 50 voneinander entfernt angeordnet, zusammengefasst oder kombiniert werden. In einigen Ausführungsformen kann jedoch jede der Vorrichtungen 20, 50 Personen, Standorten oder Einheiten zugeordnet sein, die verschiedenen Organisationen zugeordnet sind oder lediglich einzelne Vorrichtungen repräsentieren.
Die Bauvorrichtungen 20 können jeweils ein Gehäuse umfassen, in dem eine Antriebseinheit oder Motor (nicht gezeigt) untergebracht ist. In einigen Ausführungsformen kann die Antriebseinheit ein Elektromotor, ein Verbrennungsmotor, ein Hydrauliksystem, ein Pneumatiksystem, eine Brennkammer oder dergleichen sein. Die Bauvorrichtungen 20 können ferner jeweils ein Arbeitselement umfassen. Das Arbeitselement kann über die Antriebseinheit betrieben werden, um Bauarbeiten wie Bohren, Schneiden, Abbrechen, Nageln oder ähnliches durchzuführen. Verschiedene beispielhafte Typen von Bauvorrichtungen 20, denen Ausführungsbeispiele zugeordnet werden können, sollten so verstanden werden, dass sie entsprechende unterschiedliche Typen von Arbeitselementen (z.B. Messer, Schneidketten, Bohrer, Nagler oder dergleichen) aufweisen. Die Bauvorrichtungen 20 können Sensoren zur Überwachung von Standort, Vorrichtungsbetrieb, Ausrichtung oder dergleichen umfassen, wie nachfolgend mit Bezug auf 2 beschrieben.
Jedes der Personalgeräte 50 kann Sensoren wie Positionssensoren, Kameras, Scanner oder dergleichen und/oder eine Benutzeroberfläche umfassen, wie unten in Bezug auf besprochen.
In einem Ausführungsbeispiel können die Vorrichtungen 20, 50 jeweils eine bordeigene Schaltung 22 umfassen, die eine Rechenvorrichtung (z.B. einen Prozessor, Mikrosteuerung, eine Verarbeitungsschaltung oder dergleichen) umfasst oder als eine solche ausgeführt sein kann, die mit einem Netzwerk 30 kommunizieren kann. Daher kann beispielsweise jede der Vorrichtungen 20, 50 einen Speicher zum Speichern von Anweisungen oder Anwendungen zur Ausführung verschiedener Funktionen und einen entsprechenden Prozessor zur Ausführung gespeicherter Anweisungen oder Anwendungen sowie einen entsprechenden Prozessor oder eine entsprechende Verarbeitungsschaltung umfassen (oder können anderweitig darauf zugreifen). Jede einzelne der Vorrichtungen 20, 50 kann ferner Software und/oder entsprechende Hardware (z.B. die bordeigene Schaltung 22) umfassen, um die Ausführung der jeweiligen Funktionen der Clients zu ermöglichen, wie nachfolgend beschrieben. In einem Ausführungsbeispiel können eine oder mehrere der Vorrichtungen 20, 50 dazu konfiguriert sein, Anwendungen oder Funktionen auszuführen, die über Software implementiert werden, um einer jeweiligen der Vorrichtungen 20, 50 zu ermöglichen, mit dem Netzwerk 30 zur Anforderung und/oder zum Empfang von Information und/oder Diensten über das Netzwerk 30 und/oder zum Bereitstellen von Daten an andere Vorrichtungen über das Netzwerk 30 zu kommunizieren. Die an den Vorrichtungen 20, 50 empfangbare Information oder Dienstleistung kann lieferbare Komponenten enthalten (z.B. herunterladbare Software zur Konfiguration der bordeigenen Schaltung 22 der Vorrichtungen 20, 50 oder Information zum Verbrauch oder zur Nutzung an der bordeigenen Schaltung 22 der Vorrichtungen 20, 50).
Das Netzwerk 30 kann ein Datennetz, wie ein lokales Netzwerk (LAN), ein Metropolitan Area Network (MAN), ein Wide Area Network (WAN) (z.B. das Internet) und/oder ähnliches sein, das die Vorrichtungen 20, 50 mit Vorrichtungen wie Verarbeitungselementen (z.B. Personalcomputer, Servercomputer oder dergleichen) und/oder Datenbanken koppeln kann. Die Kommunikation zwischen dem Netzwerk 30, den Vorrichtungen 20, 50 und den Vorrichtungen oder Datenbanken (z.B. Servern), mit denen die Vorrichtungen 20, 50 gekoppelt sind, kann entweder über drahtgebundene oder drahtlose Kommunikationsmechanismen und entsprechende Kommunikationsprotokolle erfolgen.
In einem Ausführungsbeispiel können andere Vorrichtungen, mit denen die Vorrichtungen 20, 50 über das Netzwerk 30 gekoppelt werden können, ein Server-Netzwerk 32 mit einem oder mehreren Applikationsservern (z.B. Applikationsserver 40) und/oder einen Datenbankserver 42 umfassen, die zusammen jeweilige Elemente des Server-Netzwerkes 32 bilden können. Obwohl der Applikationsserver 40 und der Datenbankserver 42 jeweils als „Server“ bezeichnet werden, bedeutet dies nicht unbedingt, dass sie auf separaten Servern oder Vorrichtungen ausgeführt sind. So kann beispielsweise ein einzelner Server oder eine Vorrichtung beide Funktionseinheiten umfassen, und der Datenbankserver 42 könnte lediglich durch eine Datenbank oder eine Gruppe von Datenbanken dargestellt werden, die sich physisch auf demselben Server oder derselben Vorrichtung wie der Applikationsserver 40 befinden. Der Applikationsserver 40 kann eine Überwachungsschaltung 44 enthalten (die der bordeigenen Schaltung 22 der Vorrichtungen 20, 50 ähnlich oder davon verschieden sein kann), die Hardware und/oder Software für die Konfiguration des Applikationsservers 40 zur Ausführung verschiedener Funktionen umfassen kann. So kann der Applikationsserver 40 beispielsweise eine Verarbeitungslogik und einen Speicher umfassen, die es dem Applikationsserver 40 ermöglichen, auf gespeicherte, computerlesbare Anweisungen zur Ausführung verschiedener Funktionen zuzugreifen und/oder diese auszuführen.
In einer Ausführungsform kann eine Funktion, die vom Applikationsserver 40 (z.B. über die Überwachungsschaltung 44) zur Verfügung gestellt werden kann, die Bereitstellung von Diensten bezüglich einer Dichtegradientenidentifikation sein, wie im Folgenden näher beschrieben wird. Beispielsweise kann der Applikationsserver 40 lokal oder entfernt sein und dazu konfiguriert sein, Daten von den Vorrichtungen 20, 50 zu empfangen und die Daten zu verarbeiten, um Baustellenbetriebsabläufe zu verarbeiten, wie hierin beschrieben. So kann beispielsweise die bordeigene Schaltung 22 dazu konfiguriert sein, die Daten an den Applikationsserver 40 zu senden, um den Baustellenbetrieb zu koordinieren (z.B. um Personal und/oder Vorrichtung 20, 50 an Orten über die Baustelle hinweg zu überwachen und/oder einzusetzen) oder Aktionen (z.B. Informationen, Warnungen oder Sicherheitsverriegelungen an Vorrichtungen 20, 50 senden) zuzuordnen. In einigen Ausführungsformen kann der Applikationsserver 40 dazu konfiguriert werden, den Vorrichtungen 20, 50 Anweisungen (z.B. zur Ausführung durch die bordeigene Schaltung 22) bereitzustellen, um vorgeschriebene Aktionen durchzuführen, wenn entsprechende Dichtegradienten identifiziert werden.
Dementsprechend können in einigen Ausführungsbeispielen Daten von Vorrichtungen 20, 50 an den Applikationsserver 40 übergeben und dort analysiert werden, um einen Baustellenstatus (CSS = construction site status) zu identifizieren oder zu definieren (z.B. in Echtzeit oder zu einem späteren Zeitpunkt). Der CSS kann Aktionen zugeordnet sein, die von der entsprechenden der Vorrichtungen 20, 50 zu ergreifen sind, die die Daten (oder eine weitere Vorrichtung innerhalb der Baustelle) als Reaktion auf eine zukünftige Erkennung des CSS gesendet hat. Der Applikationsserver 40 kann dann eine oder mehrere der Vorrichtungen 20, 50 ausrüsten, um den definierten CSS in der Zukunft zu erkennen, und ferner Anweisungen für Aktionen bereitstellen, die bei Feststellen des definierten CSS zu ergreifen sind. Jede der Vorrichtungen 20, 50, die die Anweisungen empfangen haben, kann dann den definierten CSS erkennen und die entsprechenden Maßnahmen ergreifen. In einem Ausführungsbeispiel kann der CSS die Identifikation eines Dichtegradienten in dem Arbeitsmaterial umfassen und eine automatische Reaktion basierend auf der Identifikation des Dichtegradienten bewirken.
Alternativ oder zusätzlich können Daten von den Vorrichtungen 20, 50 dem Applikationsserver 40 zur Verfügung gestellt und dort analysiert werden (z.B. in Echtzeit), um einen CSS zu identifizieren oder zu definieren. Dem CSS können Aktionen zugeordnet werden, die der Anwendungsserver 40 als Reaktion auf eine zukünftige Erkennung des CSS durchführen muss. Der Anwendungsserver 40 kann dann einen Bericht oder eine Warnung bereitstellen oder kann eine Aktion an einer oder mehreren Vorrichtungen 20, 50 zuweisen, wenn ein Auftreten des definierten CSS in der Zukunft erkannt wird.
In noch weiteren Ausführungsformen können die Vorrichtungen 20, 50 selbst Daten zur Erkennung des CSS analysieren (z.B. mit Hilfe der bordeigenen Schaltung 22) und als Reaktion auf das Auftreten eines definierten CSS Aktionen definieren und/oder ergreifen. Somit können die Vorrichtungen 20, 50 in einigen Fällen unabhängig vom Netzwerk 30 und dem Applikationsserver 40 betrieben werden. In einigen Fällen kann jedoch der Applikationsserver 40 dazu verwendet werden, den Vorrichtungen 20, 50 definierte CSS zur Verfügung zu stellen, und die Vorrichtungen 20, 50 können danach konfiguriert werden, um so zu arbeiten, dass sie CSS erkennen und entsprechend Maßnahmen ergreifen.
In einigen Ausführungsformen können beispielsweise die bordeigene Schaltung 22 und/oder die Überwachungsschaltung 44 gespeicherte Anweisungen für die Handhabung von Aktivitäten in Zuordnung zu der Ausführung der hierin beschriebenen Ausführungsbeispiele umfassen oder darauf zugreifen. Somit kann in einigen Ausführungsformen die bordeigene Schaltung 22 und/oder die Überwachungsschaltung 44 Software und/oder Hardware umfassen, die es der bordeigenen Schaltung 22 und/oder der Überwachungsschaltung 44 ermöglichen, über das Netzwerk 30 zur Bereitstellung und/oder zum Empfang von Information in Zuordnung zu der Ausführung von Aktivitäten, wie hierin beschrieben, zu kommunizieren.
Das System 10 von 1 kann eine CSS-Definition, -Erkennung und -Reaktionen auf eine Erkennung auf der Grundlage der Ausführung von Funktionen unterstützen, die mit einer oder beiden der bordeigenen Schaltungen 22 und 44 ausgeführt werden. 2 stellt ein Blockschaltbild mit Komponenten dar, die der Ausführungsform der bordeigenen Schaltung 22 und/oder der Überwachungsschaltung 44 gemäß einen Ausführungsbeispiel zugeordnet werden können. Wie in 2 gezeigt, kann die bordeigene Schaltung 22 und/oder die Überwachungsschaltung 44 eine CSS-Überwachungsvorrichtung 100 umfassen oder anderweitig ausgeführt sein. Die CSS-Überwachungsvorrichtung kann in einer Bauvorrichtung 20, einem Personalgerät 50, einer separaten Rechenvorrichtung ausgeführt sein oder auf die Vorrichtungen 20, 50 und/oder einer separaten Rechenvorrichtung verteilt sein. Die CSS-Überwachungsvorrichtung 100 kann eine Verarbeitungsschaltung 110 eines Ausführungsbeispiels umfassen, wie hierin beschrieben. Diesbezüglich kann die CSS-Überwachungsvorrichtung 100 beispielsweise die Verarbeitungsschaltung 110 nutzen, um elektronische Steuereingänge für eine oder mehrere Funktionseinheiten der bordeigenen Schaltung 22 und/oder der Überwachungsschaltung 44 zur Verfügung zu stellen und Daten zu verarbeiten, die von der einen oder den mehreren Funktionseinheiten bezüglich verschiedener Anzeigen einer Vorrichtungsaktivität (z.B. Betriebsparameter und/oder Standortinformationen) für eine entsprechende der Vorrichtungen 20, 50 erzeugt wurden. In einigen Fällen kann die Verarbeitungsschaltung 110 dazu konfiguriert werden, eine Datenverarbeitung, Kontrollfunktionen und/oder andere Verarbeitungs- und Verwaltungsdienste gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung durchzuführen. In einigen Ausführungsformen kann die Verarbeitungsschaltung 110 als Chip oder Chipsatz ausgeführt sein. Mit anderen Worten, die Verarbeitungsschaltung 110 kann aus einem oder mehreren physischen Paketen (z.B. Chips) bestehen, die Materialien, Komponenten und/oder Drähte auf einer Strukturbaugruppe (z.B. einer Sockelleiste) umfassen. Die strukturelle Baugruppe kann physische Festigkeit, Beibehaltung der Größe und/oder die Begrenzung von elektrischer Wechselwirkung für darauf umfasste Komponentenschaltungen bereitstellen. Die Verarbeitungsschaltung 110 kann daher in einigen Fällen dazu konfiguriert werden, eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung auf einem einzigen Chip oder als ein einzelnes „System auf einem Chip“ zu realisieren. So kann in einigen Fällen ein Chip oder Chipsatz ein Mittel zur Durchführung einer oder mehrerer Betriebsvorgänge zur Bereitstellung der hierin beschriebenen Funktionalitäten darstellen.
In einem Ausführungsbeispiel kann die Verarbeitungsschaltung 110 eine oder mehrere Instanzen eines Prozessors 112 und eines Speichers 114 umfassen, die mit einer Vorrichtungsschnittstelle 120 und in einigen Fällen mit einer Benutzerschnittstelle 130 kommunizieren oder diese anderweitig steuern. Als solche kann die Verarbeitungsschaltung 110 als ein Schaltkreischip (z.B. integrierter Schaltkreischip) ausgeführt werden, der dazu konfiguriert ist (z.B. mit Hardware, Software oder einer Kombination aus Hardware und Software), die hier beschriebenen Betriebsvorgänge auszuführen. In einigen Ausführungsformen kann die Verarbeitungsschaltung 110 jedoch als Teil eines Bordcomputers an einer zu überwachenden Vorrichtung (z.B. eine der Vorrichtungen 20, 50) ausgeführt sein, während in anderen Ausführungsformen die Verarbeitungsschaltung 110 als ein entfernter Computer ausgeführt sein kann, der die Vorrichtungsaktivität für eine oder mehrere Vorrichtungen überwacht.
Die Benutzerschnittstelle 130 kann mit der Verarbeitungsschaltung 110 in Verbindung stehen, um eine Anzeige einer Benutzereingabe an der Benutzerschnittstelle 130 zu empfangen und/oder dem Benutzer eine akustische, visuelle, taktile oder andere Ausgabe bereitzustellen. So kann die Benutzerschnittstelle 130 beispielsweise eine Anzeige, einen oder mehrere Hebel, Schalter, Knöpfe oder Tasten (z.B. Funktionstasten) und/oder andere Ein-/Ausgabemechanismen umfassen. In einem Ausführungsbeispiel kann die Benutzerschnittstelle 130 eine oder eine Vielzahl von Leuchten, eine Anzeige, einen Lautsprecher, einen Tongenerator, eine Vibrationseinheit und/oder ähnliches umfassen. In einigen Ausführungsbeispielen kann die Benutzeroberfläche 130 entfernte Benutzeroberflächen, wie etwa eine Anzeige auf einem Personalgerät 50, beispielsweise ein Smartphone oder einen persönlichen Datenassistenten, umfassen.
Die Vorrichtungsschnittstelle 120 kann einen oder mehrere Schnittstellenmechanismen umfassen, um die Kommunikation mit anderen Vorrichtungen zu ermöglichen (z.B. Sensoren des Sensornetzes 140 oder Funktionseinheiten der CSS-Überwachungsvorrichtung 100 oder anderer Bauvorrichtungen, auf denen ein Ausführungsbeispiel eingesetzt werden kann). In einigen Fällen kann die Vorrichtungsschnittstelle 120 ein beliebiges Mittel sein, wie etwa eine Vorrichtung oder eine Schaltung, die entweder in Hardware ausgeführt ist, oder eine Kombination aus Hardware und Software, die dazu konfiguriert ist, Daten von/zu Sensoren in Kommunikation mit der Verarbeitungsschaltung 110 über interne Kommunikationssysteme der CSS-Überwachungsvorrichtung 100 zu empfangen und/oder zu senden. In einigen Fällen kann die Vorrichtungsschnittstelle 120 ferner drahtlose Kommunikationseinrichtungen (z.B. ein Einweg- oder Zweiwegfunk) enthalten, um zumindest Information von der CSS-Überwachungsvorrichtung 100 an ein Netzwerk zu übertragen und, im Falle eines Zweiwegfunks, in einigen Fällen Information von einem Netzwerk zu empfangen.
Der Prozessor 112 kann auf mehrere verschiedene Arten ausgeführt werden. Beispielsweise kann der Prozessor 112 als vielfältiges Verarbeitungsmittel, wie eines oder mehrere von einem Mikroprozessor oder einem anderen Verarbeitungselement, einem Coprozessor, einer Steuerung oder verschiedener anderer Rechen- oder Verarbeitungsvorrichtungen, einschließlich integrierter Schaltungen, wie beispielsweise eine ASIC (Application Specific Integrated Circuit), ein FPGA (Field Programmable Gate Array) oder dergleichen ausgeführt werden. In einem Ausführungsbeispiel kann der Prozessor 112 dazu konfiguriert werden, Anweisungen auszuführen, die im Speicher 114 gespeichert sind oder anderweitig für den Prozessor 112 zugänglich sind. Als solche kann der Prozessor 112, unabhängig davon, ob er durch Hardware oder durch eine Kombination aus Hardware und Software konfiguriert ist, eine Funktionseinheit darstellen (z. B. physisch in einer Schaltung ausgeführt - in Form einer Verarbeitungsschaltung 110), die in der Lage ist, Betriebsvorgänge gemäß den Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung durchzuführen, während er entsprechend konfiguriert ist. Wenn der Prozessor 112 beispielsweise als ASIC, FPGA oder dergleichen ausgeführt ist, kann der Prozessor 112 eine speziell konfigurierte Hardware für die Durchführung der hierin beschriebenen Betriebsvorgange sein. Wenn alternativ, als ein weiteres Beispiel, der Prozessor 112 als Ausführender von Softwareanweisungen ausgeführt wird, können die Anweisungen den Prozessor 112 speziell so konfigurieren, dass er die hierin beschriebenen Betriebsvorgänge ausführt.
In einem Ausführungsbeispiel kann der Prozessor 112 (oder die Verarbeitungsschaltung 110) als CSS-Überwachungsvorrichtung 100 basierend auf von der Verarbeitungsschaltung 110 empfangenen Eingaben ausgeführt sein, diese umfassen oder anderweitig steuern. Als solches kann in einigen Ausführungsformen von dem Prozessor 112 (oder der Verarbeitungsschaltung 110) gesagt werden, dass er jeden der in Verbindung mit der CSS-Überwachungsvorrichtung 100 beschriebenen Betriebsvorgänge in Bezug auf den Betrieb der CSS-Überwachungsvorrichtung 100 bezüglich des Übernehmens der zugeordneten entsprechenden Funktionalitäten als Reaktion auf die Ausführung von Anweisungen oder Algorithmen, die den Prozessor 112 (oder die Verarbeitungsschaltung 110) entsprechend konfigurieren, bewirkt.
In einem Ausführungsbeispiel kann der Speicher 114 einen oder mehrere nicht flüchtige Speicherbausteine umfassen, wie z.B. flüchtige und/oder nicht flüchtige Speicher, die entweder fest oder entfernbar sein können. Der Speicher 114 kann dazu konfiguriert werden, Information, Daten, Anwendungen, Anweisungen oder ähnliches zu speichern, um zu ermöglichen, dass die Verarbeitungsschaltung 110 verschiedene Funktionen gemäß den Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung ausführen kann. Beispielsweise könnte der Speicher 114 dazu konfiguriert werden, Eingangsdaten für die Verarbeitung durch den Prozessor 112 zwischenzuspeichern. Zusätzlich oder alternativ könnte der Speicher 114 dazu konfiguriert werden, Anweisungen zur Ausführung durch den Prozessor 112 zu speichern. Als noch eine weitere alternative oder zusätzliche Fähigkeit kann der Speicher 114 eine oder mehrere Datenbanken umfassen, die eine Vielzahl von Datensätzen speichern können, die auf Eingaben aus dem Sensornetzwerk 140, der CSS-Überwachungsvorrichtung 100 oder anderen Funktionseinheiten, die der CSS-Überwachungsvorrichtung 100 zugeordnet sein können, reagieren. Unter den Inhalten des Speichers 114 können Anwendungen zur Ausführung durch den Prozessor 112 gespeichert werden, um die der jeweiligen Anwendung zugeordnete Funktionalität auszuführen. In einigen Fällen können die Anwendungen Anweisungen zur Erkennung von Aktivitätsmustern und zur Einleitung einer oder mehrerer Reaktionen auf die Erkennung eines bestimmten Aktivitätsmusters, wie hier beschrieben, umfassen. Zusätzlich oder alternativ können die Anwendungen bestimmte Meldemodelle oder Protokolle für die Meldung von Information von dem Aktivitätsüberwachungssystem 100 der Freiluft-Elektrowerkzeuge an eine Netzwerkvorrichtung unter Verwendung der Vorrichtungsschnittstelle 120 vorschreiben.
In einigen Ausführungsformen kann die Verarbeitungsschaltung 110 mit elektronischen Komponenten und/oder Sensoren eines Sensornetzwerks 140 (z.B. Sensoren, die variable Werte in Bezug auf Vorrichtungsbetriebsparameter wie U/min, Temperatur, Öldruck, aufgebrachte Kraft oder dergleichen messen; Vorhandensein-Sensoren, die das Vorhandensein von magnetischem Material oder das Vorhandensein eines elektromagnetischem Felds messen; und/oder Sensoren, die die Vorrichtungsbewegung mittels Bewegungssensorschaltung messen) der Bauvorrichtung 20 über die Vorrichtungsschnittstelle 120 kommunizieren. In einer Ausführungsform können Sensoren des Sensornetzwerks 140 von einer oder mehreren der Vorrichtungen 20, 50 mit der Verarbeitungsschaltung 110 eines Fernüberwachungscomputers über das Netzwerk 30 und die Vorrichtungsschnittstelle 120 unter Verwendung von drahtloser Kommunikation oder durch Herunterladen von Daten kommunizieren, die unter Verwendung einer entfernbaren Speichervorrichtung übertragen werden, die zuerst mit der Bauvorrichtung 20 in Kommunikation steht, um Daten zu laden, die eine Vorrichtungsaktivität anzeigen, und dann (z.B. über die Vorrichtungsschnittstelle 120) mit dem Fernüberwachungscomputer (z.B. der Überwachungsschaltung 44 zugeordnet) in Kommunikation steht.
In einigen Ausführungsformen kann die Verarbeitungsschaltung 110 mit der Bewegungssensorschaltung der Vorrichtungen 20, 50 kommunizieren (z.B. wenn die Verarbeitungsschaltung 110 als bordeigene Schaltung 22 implementiert ist) oder kann von der Bewegungssensorschaltung einer oder mehrerer der überwachten Vorrichtungen eine den Vorrichtungsstandort anzeigende Information erhalten (z.B. wenn die Verarbeitungsschaltung als Überwachungsschaltung 44 implementiert ist). Die Bewegungssensorschaltung kann Bewegungssensoren (z.B. Abschnitte des Sensornetzwerks 140), wie einen oder mehrere Beschleunigungssensoren und/oder Gyroskope umfassen, oder kann ein globales Positionsbestimmungssystem (GPS) oder eine andere ortsbestimmende Ausrüstung umfassen.
Die Bewegungssensorschaltung (falls verwendet) kann dazu konfiguriert werden, basierend auf Daten, die von einem oder mehreren Beschleunigungssensoren und/oder Gyroskopen bereitgestellt werden, und/oder basierend auf GPS- oder lokalen Positionsbestimmungsfunktionen Anzeigen einer Bewegung der Vorrichtungen 20, 50 bereitzustellen. Mit anderen Worten, der Bewegungsmelder kann dazu konfiguriert werden, die Bewegung der Vorrichtungen 20, 50 basierend auf trägheitsbezogenen Messungen oder anderen ortsbestimmenden Informationen zu erfassen. In einigen Ausführungsbeispielen kann die Bewegungssensorschaltung Orientierungssensoren umfassen, die dazu konfiguriert sind, die Ausrichtung einer Vorrichtung, insbesondere des Arbeitselements der Vorrichtung, relativ zu einem bestimmten Ort zu erfassen.
3 stellt eine beispielhafte Baustelle gemäß einem Ausführungsbeispiel dar. Die Baustelle kann ein oder mehrere Bauvorrichtungen, wie Sägen, Nagler, Presslufthämmer oder dergleichen umfassen. Die Bauvorrichtung 20 kann ein Arbeitselement 304 umfassen, wie z.B. ein Messer, einen Nageltreiber oder dergleichen, die für Arbeiten wie Schneiden oder Nageln an einem Arbeitsmaterial 320 konfiguriert sind. Das Arbeitsmaterial 320 kann Holz, Gipsplatten, Mörtelplatten, Beton, Ziegel, Stein oder andere Materialien sein. In einigen Fällen kann der Werkstoff 320 einen Dichtegradienten 322 aufweisen. Ein CSS kann die Bestimmung des Vorhandenseins des Dichtegradienten 322 in einem Arbeitsmaterial 320 umfassen und eine automatische Reaktion bewirken, wie z.B. eine zu aktivierende Anzeige oder eine Leistungsanpassung der Bauvorrichtung basierend auf dem Vorhandensein des Dichtegradienten, wie nachfolgend besprochen.
Ein Dichtegradient 322, wie er hier verwendet wird, ist als eine Änderung der Materialdichte zu interpretieren, die durch ein Material verursacht wird, das eine wesentlich andere Dichte als das Material 320 hat, z. B. Betonstahl in einem Betonwerkstoff; oder Holzstützen, Rohrleitungen oder elektrische Kabel in einer Gipswand oder Mörtelwand. Obwohl Dichtegradienten 322 typischerweise Materialien umfassen können, die dichter sind als das Arbeitsmaterial 320, können Dichtegradienten 322 auch Materialien sein, die deutlich weniger dicht sind als das Arbeitsmaterial 320, wie zum Beispiel ein Luftspalt oder Verschalungsschaum in einer Betonwand.
In einigen Fällen kann der Dichtegradient 322 die Leistung der Bauvorrichtung 20 beeinflussen. Beispielsweise kann in einem Fall, in dem der Dichtegradient 322 dichter ist als das Arbeitsmaterial 320, das Arbeitselement 304, wie z.B. ein Messer, überhitzen oder beschädigt werden; die Bauvorrichtung 20 kann klemmen, nach vorne ruckeln, nach hinten zuckeln; oder Nägel oder andere Befestigungselemente können nicht richtig eindringen, wenn das Arbeitselement 304 in den Dichtegradienten 322 eingreift. In einem Fall, in dem der Dichtegradient 322 weniger dicht ist als das Arbeitsmaterial 320, kann sich die Messergeschwindigkeit erhöhen; die Bauvorrichtung 20 kann vorwärts ruckeln; oder Nägel können zu tief oder durch das Arbeitsmaterial 320 getrieben werden, wenn das Arbeitselement in den Dichtegradienten 322 eingreift.
In einem Ausführungsbeispiel kann die Bauvorrichtung 20 einen oder mehrere Sensoren 306 umfassen, die mindestens einen Teil des Sensornetzes 140 ausmachen können. Der Sensor 306 kann dazu konfiguriert sein, Bedingungen zu erfassen, die einen Dichtegradienten 322 im Arbeitsmaterial 320 anzeigen. In einem Ausführungsbeispiel kann der Sensor 306 ein Magnetsensor sein. Der Magnetsensor kann eisenhaltige oder magnetische Materialien wie Stahl, Eisen, Kobalt, Nickel oder dergleichen, erfassen, z.B. Bewehrungsstäbe in Beton oder Nägel und Klammern in Holz. In einigen Ausführungsbeispielen kann der Sensor 306 ein Temperatursensor sein. Der Temperatursensor kann die Temperatur des Arbeitselements 304 oder des Arbeitsmaterials 320 erfassen. Die Temperatur des Arbeitselements 304 oder des Arbeitsmaterials 320 kann sich erhöhen, wenn in ein Material eingegriffen wird, das einen Dichtegradienten 322 verursacht, der dichter als das Arbeitsmaterial 320 ist, und abnehmen, wenn in ein Material eingegriffen wird, das einen Dichtegradienten 322 verursacht, der weniger dicht als das Arbeitsmaterial 320 ist. In einem Ausführungsbeispiel kann der Sensor 306 ein Schwingungssensor, z.B. ein Vibrometer, sein. Das Vibrometer kann die Schwingungen des Arbeitsmaterials 320 oder des Arbeitselementes 304 während des Betriebes der Bauvorrichtung 20 erfassen. Das Vorhandensein des Materials, das den Dichtegradienten 322 verursacht, kann bewirken, dass das Arbeitsmaterial 320 mehr oder weniger schwingt als das Arbeitsmaterial 320 in Abwesenheit des Materials, das den Dichtegradienten 322 verursacht. In einigen Ausführungsbeispielen kann der Sensor 306 einen Lichtsensor enthalten. Der Lichtsensor kann Materialien erkennen, die typischerweise weniger dicht sind als das Arbeitsmaterial 320, z.B. Luft, lichtdurchlässige oder transparente Materialien, wie Polymere oder dergleichen. In einigen Ausführungsbeispielen kann der Sensor 306 ein Sensor für elektromagnetische Felder (EMF) sein. Der EMF-Sensor kann ein elektromagnetisches Feld erkennen, das von einem Material, wie z.B. einer elektrischen Verkabelung, erzeugt wird.
In einem Ausführungsbeispiel kann die CSS-Überwachungsvorrichtung 100 Sensordaten vom Sensor 306 empfangen. Die CSS-Überwachungsvorrichtung 100 kann basierend auf den Sensordaten das Vorhandensein eines Dichtegradienten 322 im Arbeitsmaterial 320 ermitteln. Beispielsweise kann in einem Fall, in dem der Sensor 306 ein Magnetsensor, Lichtsensor oder EMF-Sensor ist, kann die Detektion eines eisenhaltigen Materials, von Licht bzw. eines elektromagnetischen Feldes das Vorhandensein eines Dichtegradienten 322 im Arbeitsmaterial 320 anzeigen.
In einem Ausführungsbeispiel kann die CSS-Überwachungsvorrichtung 100 die Sensordaten mit einem oder mehreren vorbestimmten Materialschwellenwerten vergleichen, um das Vorhandensein eines Dichtegradienten 322 in dem Arbeitsmaterial 320 zu bestimmen. In einem Ausführungsbeispiel kann die CSS-Überwachungsvorrichtung 100 vorprogrammierte Materialschwellenwerte umfassen, z.B. 1 Lumen für Lichtdaten, 130 Grad für Temperaturdaten, 1 N/C für EFM-Daten oder dergleichen, wobei das Erfüllen des vorbestimmten Schwellenwertes einen Dichtegradienten 322 im Arbeitsmaterial 320 anzeigen kann. In einigen Ausführungsformen kann die CSS-Überwachungsvorrichtung dynamisch programmierte Materialschwellenwerte umfassen, die beispielsweise nach dem Start der Bauvorrichtung 20 oder nach einer vorbestimmten Betriebsdauer eingestellt werden. In einem solchen Beispiel kann die CSS-Überwachungsvorrichtung 100 nach 30 Sekunden Betriebszeit einen Materialschwellenwert für eine um 25 Grad höhere oder um 10 Grad kühlere Temperatur als die Betriebstemperatur des Arbeitselementes 304 einstellen. In einigen Beispielen können Materialschwellenwerte für Sensordaten von Magnetsensoren, Schwingungssensoren oder EMF-Sensoren verwendet werden, um die Nähe oder Größe des dichten Materials 322 relativ zu der Bauvorrichtung 20 zu bestimmen.
In einigen Ausführungsbeispielen kann die CSS-Überwachungsvorrichtung 100 mehrere Materialschwellenwerte umfassen, die bestimmten Sensordaten zugeordnet sind. Beispielsweise kann die CSS-Überwachungsvorrichtung 100 einen Materialschwellenwert für eine Erhöhung und einen Materialschwellenwert für eine Verringerung der Anzeige- Sensordaten, wie z.B. der Arbeitsmaterial- oder Arbeitselementtemperatur, umfassen. Zusätzlich oder alternativ kann die CSS-Überwachungsvorrichtung 100 zwei oder mehr Materialschwellenwerte in der gleichen relativen Richtung enthalten, wie etwa einen ersten Materialschwellenwert, der auf 10 Grad über einer Betriebstemperatur eingestellt ist und einen zweiten Schwellenwert, der auf 25 Grad über der Betriebstemperatur eingestellt ist.
In einem Ausführungsbeispiel kann die CSS-Überwachungsvorrichtung 100 basierend auf der Bestimmung des Vorhandenseins des Dichtegradienten 322 eine automatische Reaktion, wie etwa eine Betätigung eines Indikators oder eine Leistungsanpassung der Bauvorrichtung 20, bewirken.
In einem Ausführungsbeispiel kann die CSS-Überwachungsvorrichtung bewirken, dass ein Indikator 308, wie etwa die Bedienerschnittstelle 130, in Zuordnung zu der Bauvorrichtung 20 basierend auf der Bestimmung des Vorhandenseins des Dichtegradienten 322 betätigt wird. In einigen Ausführungsbeispielen kann die Bauvorrichtung 20 einen Indikator 308 umfassen. Die Anzeige 308 kann eine oder mehrere Leuchten umfassen, wie LEDs, Flüssigkristallanzeigen (LCDs), grafische Benutzeroberflächen (GUIs) oder dergleichen. In einem Fall, in dem kein Dichtegradient 322 in dem Arbeitsmaterial 320 erkannt wird, kann der Indikator anzeigen, dass kein Dichtegradient erkannt wird, indem kein Licht ausgestrahlt wird, ein normales, z.B. grünes Licht ausgestrahlt wird oder indem kein Dichtegradient 322 auf der LCD oder GUI darstellt wird.
In einem Fall, in dem die CSS-Überwachungsvorrichtung 100 das Vorhandensein eines Dichtegradienten 322 bestimmt, kann die CSS-Überwachungsvorrichtung 100 die Ansteuerung des Indikators 308 bewirken. Zum Beispiel kann der Indikator eine rote Leuchte oder Display beleuchten oder das Vorhandensein eines Dichtegradienten auf der LCD oder GUI anzeigen.
In einem Fall, in dem die CSS-Überwachungsvorrichtung 100 mehrere Materialschwellenwerte oder -bereiche verwendet, kann die CSS-Überwachungsvorrichtung 100 den Indikator 308 betätigen, um den Schwellenwert, eine Größe oder die Nähe des Dichtegradienten 322 zu der Bauvorrichtung 20 anzuzeigen. Beispielsweise kann die Anzeige 308 ein gelbes und/oder orangefarbenes Licht in einem Fall ausstrahlen, in dem ein erster Schwellenwert erfüllt ist und ein rotes Licht kann in einem Fall ausgestrahlt werden, in dem ein zweiter Schwellenwert erfüllt ist. In einem Fall, in dem der Indikator 308 ein LCD oder ein Display ist, kann der Indikator 308 Balken oder eine andere Darstellung des Schwellenwertes, der Größe oder der Nähe des Dichtegradienten 322 relativ zu der Bauvorrichtung 20 anzeigen.
Zusätzlich oder alternativ kann der Indikator 308 einen Vibrationsmotor umfassen, etwa in einem Griff der Bauvorrichtung 20. Der Vibrationsmotor kann aktiviert werden, um das Vorhandensein des Dichtegradienten 322 in dem Arbeitsmaterial anzuzeigen. In einem Fall, in dem mehrere Materialschwellenwerte verwendet werden, kann die Stärke der Schwingung für jeden fortlaufenden Schwellenwert, der erfüllt ist, erhöht werden.
In zusätzlichen oder alternativen Ausführungsformen kann der Indikator 308 in einem Personalgerät 50 eingebaut werden, wie etwa einem persönlichen Datenassistenten, einem Smartphone, einer Schutzbrille 350 oder dergleichen. Das Personalgerät 50 kann der Bauvorrichtung 20 zugeordnet werden, indem ein Schild auf der Bauvorrichtung gescannt wird, die Nähe, Seriennummern oder ähnliches manuell eingegeben werden. Die CSS-Überwachungsvorrichtung 100 kann bewirken, dass der Indikator 308, wie z.B. ein Display 340 des Personalgeräts 50, das der Bauvorrichtung 20 zugeordnet ist, einen Dichtegradienten anzeigt, auf ähnliche Weise wie oben beschrieben.
In einigen Ausführungsbeispielen kann die CSS-Überwachungsvorrichtung 100 basierend auf den Sensordaten eine Materialdichtekarte erzeugen. Eine beispielhafte Materialdichtekarte 360 ist in 4 dargestellt. Die Materialdichtekarte 360 kann das Arbeitsmaterial 320 umfassen und den Ort und/oder die Größe der Dichtegradienten 322 bestimmen. Die CSS-Überwachungsvorrichtung 100 kann Bewegungsdaten, z.B. von Bewegungsmeldern, verwenden, um eine Ausbreitungslinie 330 für die Bauvorrichtung 20 zu ermitteln. In einem Ausführungsbeispiel kann die Ausbreitungslinie 330 vorausgegangene relative Standorte und zukünftige Standorte der Bauvorrichtung 20 umfassen. Die Dichtekarte 360 kann eine Position der Bauvorrichtung 20 relativ zu dem Arbeitsmaterial 320 und/oder dem Dichtegradienten 322 umfassen.
In einem Ausführungsbeispiel kann der Indikator 308, wie etwa ein Display 340 des Personalgeräts 50, eine Schutzbrille 350 oder eine GUI, auf der Bauvorrichtung 20 ein Display für erweiterte Realität umfassen. Die CSS-Überwachungsvorrichtung 100 kann Standortdaten von der Bauvorrichtung 20 empfangen. Die Dichtekarte 360 kann den Standort der Bauvorrichtung 20 umfassen. In einem Ausführungsbeispiel, in dem ein Benutzer durch das Personalgerät 50 sehen kann, wie z.B. die Schutzbrille 350, kann das Personalgerät den Standort der Bauvorrichtung 20 in einem Sichtfeld bestimmen, etwa basierend auf Näherungserkennung, Standortsdaten, Infrarotabtastung eines Barcodes oder QR-Codes, Objekterkennung oder dergleichen. Das Personalgerät 50 kann ein Bild der Materialdichtekarte 360 projizieren, indem es den Standort der Bauvorrichtung 20 in dem Sichtfeld nach der Position der Bauvorrichtung in der Materialdichtekarte 360 ausrichtet. In einem Ausführungsbeispiel, in dem das Personalgerät 20 ein PDA, Smartphone oder dergleichen ist, oder die Bauvorrichtung 20 eine GUI enthält, kann das Personalgerät 50 oder die Bauvorrichtung 20 eine Kamera umfassen, die dazu konfiguriert ist, Kameradaten zu erfassen und ein virtuelles Sichtfeld zu erzeugen. Das virtuelle Sichtfeld kann auf dem Display 340 oder der GUI angezeigt werden. Die Dichtekarte 360 der erweiterten Realität kann, wie besprochen, in einer dem Sichtfeld der Schutzbrille 350 im Wesentlichen ähnlichen Weise dem virtuellen Sichtfeld überlagert werden.
In einigen Ausführungsbeispielen kann die CSS-Überwachungsvorrichtung 100 dazu konfiguriert werden, eine Leistungsanpassung der Bauvorrichtung 20 basierend auf der Bestimmung des Vorhandenseins des Dichtegradienten 322 im Arbeitsmaterial 320 zu bewirken. Die Leistungsanpassung kann eine Änderung der Geschwindigkeit des Arbeitselementes 304, eine Änderung des Kühlmittelflusses oder der Schmierung des Arbeitselementes 304, eine Änderung der auf das Arbeitselement 304 ausgeübten Kraft, eine Änderung der Bewegungsrichtung des Arbeitselementes 304 oder dergleichen sein. Beispielsweise kann die Umdrehung pro Minute (U/min) eines Messers verlangsamt werden, der Kühlmittel- oder Schmiermitteldurchfluss kann erhöht werden, die auf das Arbeitselement 304 ausgeübte Kraft kann verringert werden, die Bewegungsrichtung der Bauvorrichtung 20 kann umgekehrt werden in einem Fall, in dem bestimmt wird, dass ein Dichtegradient 322 vorhanden ist, der dichter ist als der des Arbeitsmaterials 320. In einem Fall, in dem bestimmt wird, dass ein Dichtegradient 322 vorhanden ist, der weniger dicht ist als der Werkstoff 320, kann die Drehzahl eines Messers erhöht werden, der Kühlmittel- oder Schmierstoffdurchfluss zum Arbeitselement 304 kann verringert und/oder die auf das Arbeitselement 304 ausgeübte Kraft kann erhöht werden.
In einigen Fällen kann ein Verfahren zur Nutzung einer CSS-Analyse in Bezug auf den Betrieb der CSS-Überwachungsvorrichtung 100 und/oder einer oder mehrerer Bauvorrichtungen 20 gemäß einem Ausführungsbeispiel vorgesehen werden. 5 zeigt ein Blockschaltbild einiger Aktivitäten, die einem Beispiel eines solchen Verfahrens zugeordnet sein können. In einigen Ausführungsformen kann die Verarbeitungsschaltung 110 (die einen Prozessor umfassen kann, der Anweisungen ausführen kann, die in einem nicht flüchtigen, computerlesbaren Medium/Speicher gespeichert sind) dazu konfiguriert sein, einen Steueralgorithmus für die CSS-Überwachungsvorrichtung 100 und/oder die eine oder die mehreren Bauvorrichtungen 20 entsprechend dem Verfahren zu implementieren.
In einem Ausführungsbeispiel kann das Verfahren das Empfangen von Sensordaten von einem Sensor, der einer Konstruktionsvorrichtung bei Betriebsvorgang 402 zugeordnet ist, das Bestimmen eines Vorhandenseins eines Dichtegradienten in einem Arbeitsmaterial bei Betriebsvorgang 406 und das Bewirken einer automatischen Reaktion bezüglich des Betriebsvorgangs des Arbeitselements basierend auf der Bestimmung des Vorhandenseins eines Dichtegradienten bei Vorgang 408 umfassen.
In einigen Ausführungsformen kann das Verfahren zusätzliche, optionale Betriebsvorgänge enthalten und/oder die oben beschriebenen Betriebsvorgänge können modifiziert oder erweitert werden. Nachfolgend werden einige Beispiele für Modifikationen, optionale Betriebsvorgänge und Erweiterungen beschrieben, wie durch gestrichelte Linien angezeigt, wobei Sensordaten mit einem oder mehreren vorbestimmten Materialschwellenwerten bei Betriebsvorgang 404 verglichen werden und eine Materialdichtekarte basierend auf der Bestimmung des Vorhandenseins des Dichtegradienten im Arbeitsmaterial bei Vorgang 410 erstellt wird.
In einem Ausführungsbeispiel kann die CSS-Überwachungsvorrichtung 100 einen Prozessor (z.B. den Prozessor 112) oder eine Verarbeitungsschaltung 110 umfassen, der/die dazu konfiguriert ist, einige oder jede der oben beschriebenen Betriebsvorgänge (402-410) auszuführen. Der Prozessor 112 kann beispielsweise dazu konfiguriert werden, die Betriebsvorgänge (402-410) auszuführen, indem er hardwareimplementierte logische Funktionen ausführt, gespeicherte Anweisungen ausführt oder Algorithmen zur Ausführung jeder der Betriebsvorgänge ausführt. In einigen Ausführungsformen kann der Prozessor 112 oder die Verarbeitungsschaltung 110 ferner für zusätzliche Betriebsvorgänge oder optionale Modifikationen an den Betriebsvorgängen 402-410 konfiguriert werden. Diesbezüglich wird beispielsweise in einem Ausführungsbeispiel die Verarbeitungsschaltung ferner dazu konfiguriert, Sensordaten mit einem vorgegebenen Materialschwellenwert zu vergleichen, und das Bestimmen des Vorhandenseins des Dichtegradienten im Arbeitsmaterial wird auf dem Vergleich der Sensordaten mit der vorgegebenen Materialschwelle basiert. In einem Ausführungsbeispiel umfasst die automatische Reaktion, dass ein der Bauvorrichtung zugeordneter Indikator betätigt wird. In einem Ausführungsbeispiel umfasst der Indikator eine Leuchte, die der Bauvorrichtung zugeordnet ist. In einigen Ausführungsformen umfasst der Indikator eine Vielzahl von Statusleuchten und die Vielzahl von Statusleuchten wird basierend auf der Bestimmung des Vorhandenseins des Dichtegradienten betätigt. In einem Ausführungsbeispiel ist die Verarbeitungsschaltung ferner dazu konfiguriert, eine Materialdichtekarte zu erstellen, die auf der Bestimmung des Vorhandenseins des Dichtegradienten im Arbeitsmaterial basiert. In einigen Ausführungsbeispielen umfasst der Indikator eine grafische Benutzeroberfläche und das Bewirken, dass der Indikator betätigt wird, umfasst das Anzeigen der Materialdichtekarte auf der grafischen Benutzeroberfläche. In einem Ausführungsbeispiel umfasst der Indikator ein Display für erweiterte Realität und das Bewirken, dass der Indikator betätigt wird, umfasst das Anzeigen der Materialdichtekarte auf dem Display der erweiterten Realität. In einigen Ausführungsbeispielen umfasst der Sensor einen Magnetsensor, Vibrationssensor, Lichtsensor, Temperatursensor oder einen Sensor für ein elektromagnetisches Feld. In einem Ausführungsbeispiel umfasst die automatische Reaktion das Bewirken einer Leistungsanpassung der Bauvorrichtung basierend auf der Bestimmung des Vorhandenseins des Dichtegradienten im Arbeitsmaterial. In einigen Ausführungsbeispielen umfasst die Leistungsanpassung eine Änderung der Geschwindigkeit des Arbeitselementes. In einem Ausführungsbeispiel umfasst die Leistungsanpassung eine Änderung des Durchflusses eines Kühlmittels oder Schmiermittels zum Arbeitselement. In einigen Ausführungsbeispielen umfasst die Leistungsanpassung eine Änderung der auf das Arbeitselement ausgeübten Kraft. In einem Ausführungsbeispiel umfasst die Leistungsanpassung eine Änderung der Bewegungsrichtung zum Arbeitselement.
Viele Modifikationen und andere Ausführungsformen der hierin dargelegten Erfindungen werden einem Fachmann auf dem diese Erfindungen betreffenden Gebiet, der die in den vorstehenden Beschreibungen und den zugehörigen Zeichnungen dargestellten Lehren nutzen kann, ersichtlich werden. Es versteht sich daher, dass die Erfindungen nicht auf die spezifischen Ausführungsformen beschränkt sind und dass Modifikationen und weitere Ausführungsformen in dem Schutzumfang der beigefügten Ansprüche umfasst sind. Auch wenn die vorstehenden Beschreibungen und die zugehörigen Zeichnungen Ausführungsbeispiele im Zusammenhang mit bestimmten beispielhaften Kombinationen von Elementen und/oder Funktionen beschreiben, sollte darüber hinaus verstanden werden, dass verschiedene Kombinationen von Elementen und/oder Funktionen durch alternative Ausführungsformen bereitgestellt werden können, ohne vom Schutzumfang der angehängten Ansprüche abzuweichen. Diesbezüglich werden beispielsweise auch andere Kombinationen von Elementen und/oder Funktionen als die oben explizit beschriebenen in Betracht gezogen, wie in einigen der angehängten Ansprüche dargelegt werden kann. In Fällen, in denen hierin Vorteile, Nutzen oder Lösungen für Probleme beschrieben werden, sollte verstanden werden, dass solche Vorteile, Nutzen und/oder Lösungen auf einige Ausführungsbeispiele, aber nicht notwendigerweise auf alle Ausführungsbeispiele anwendbar sein können. Daher sollten alle hier beschriebenen Vorteile, Nutzen oder Lösungen nicht als kritisch, erforderlich oder wesentlich für alle Ausführungsformen oder für das, was hierin beansprucht wird, angesehen werden. Obwohl hier spezifische Begriffe verwendet werden, werden sie lediglich in einem allgemeinen und beschreibenden Sinne und nicht zu Zwecken der Einschränkung verwendet.

Claims

Baustellen-Zustandsüberwachungsvorrichtung mit einer Verarbeitungsschaltung, die dazu konfiguriert ist, um: Sensordaten von einem Sensor zu empfangen, der einer ein Arbeitselement umfassenden Bauvorrichtung zugeordnet ist; ein Vorhandensein eines Dichtegradienten in einem Arbeitsmaterial basierend auf den Sensordaten zu bestimmen; und eine automatische Reaktion bezüglich eines Betriebsvorgangs des Arbeitselements basierend auf der Bestimmung des Vorhandenseins des Dichtegradienten zu bewirken.
Baustellen-Zustandsüberwachungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Verarbeitungsschaltung ferner dazu konfiguriert ist, um: die Sensordaten mit einem vorgegebenen Materialschwellenwert zu vergleichen, und wobei das Bestimmen des Vorhandenseins des Dichtegradienten in dem Arbeitsmaterial auf dem Vergleich der Sensordaten mit dem vorbestimmten Materialschwellenwert basiert.
Baustellen-Zustandsüberwachungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die automatische Reaktion das Bewirken, dass ein der Bauvorrichtung zugeordneter Indikator betätigt wird, umfasst.
Baustellen-Zustandsüberwachungsvorrichtung nach Anspruch 3, wobei der Indikator eine der Bauvorrichtung zugeordnete Leuchte umfasst.
Baustellen-Zustandsüberwachungsvorrichtung nach Anspruch 3, wobei der Indikator mehrere Zustandsleuchten umfasst, wobei die mehreren Zustandsleuchten basierend auf der Bestimmung des Vorhandenseins des Dichtegradienten betätigt werden.
Baustellen-Zustandsüberwachungsvorrichtung nach Anspruch 3, wobei die Verarbeitungsschaltung ferner dazu konfiguriert ist, um: eine Materialdichtekarte basierend auf der Bestimmung des Vorhandenseins des Dichtegradienten in dem Arbeitsmaterial zu erstellen.
Baustellen-Zustandsüberwachungsvorrichtung nach Anspruch 6, wobei der Indikator eine grafische Benutzeroberfläche umfasst und wobei das Bewirken, dass der Indikator betätigt wird, das Anzeigen der Materialdichtekarte auf der grafischen Benutzeroberfläche umfasst.
Baustellen-Zustandsüberwachungsvorrichtung nach Anspruch 6, wobei der Indikator ein Display für erweiterte Realität umfasst, und wobei das Bewirken, dass der Indikator betätigt wird, das Anzeigen der Materialdichtekarte auf dem Display für erweiterte Realität umfasst.
Baustellen-Zustandsüberwachungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Sensor einen Magnetsensor, Schwingungssensor, Lichtsensor, Temperatursensor oder einen Sensor für elektromagnetische Felder umfasst.
Baustellen-Zustandsüberwachungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die automatische Reaktion das Bewirken einer Leistungsanpassung der Bauvorrichtung basierend auf der Bestimmung des Vorhandenseins des Dichtegradienten in dem Arbeitsmaterial umfasst.
Baustellen-Zustandsüberwachungsvorrichtung nach Anspruch 10, wobei die Leistungsanpassung eine Änderung der Geschwindigkeit des Arbeitselements umfasst.
Baustellen-Zustandsüberwachungsvorrichtung nach Anspruch 10, wobei die Leistungsanpassung eine Änderung eines Kühlmittel- oder Schmiermitteldurchflusses zu dem Arbeitselement umfasst.
Baustellen-Zustandsüberwachungsvorrichtung nach Anspruch 10, wobei die Leistungsanpassung eine Änderung der auf das Arbeitselement ausgeübten Kraft umfasst.
Baustellen-Zustandsüberwachungsvorrichtung nach Anspruch 10, wobei die Leistungsanpassung eine Änderung der Bewegungsrichtung zu dem Arbeitselement umfasst.
Baustellen-Zustandsüberwachungssystem, umfassend: eine Baustellenvorrichtung, die einen Sensor und ein Arbeitselement umfasst; und eine Baustellen-Zustandsüberwachungsvorrichtung, die eine Verarbeitungsschaltung umfasst, die dazu konfiguriert ist, Sensordaten von dem Sensor zu empfangen; ein Vorhandensein eines Dichtegradienten in einem Arbeitsmaterial basierend auf den Sensordaten zu bestimmen; und eine automatische Reaktion bezüglich eines Betriebsvorgangs des Arbeitselements basierend auf der Bestimmung des Vorhandenseins des Dichtegradienten zu bewirken.
Baustellen-Zustandsüberwachungssystem nach Anspruch 15, wobei die Verarbeitungsschaltung ferner dazu konfiguriert ist, um: die Sensordaten mit einem vorbestimmten Materialschwellenwert zu vergleichen, und wobei das Bestimmen des Vorhandenseins des Dichtegradienten in dem Arbeitsmaterial auf dem Vergleich der Sensordaten mit dem vorbestimmten Materialschwellenwert basiert.
Baustellen-Zustandsüberwachungssystem nach Anspruch 1, wobei die automatische Reaktion das Bewirken, dass ein der Bauvorrichtung zugeordneter Indikator betätigt wird, umfasst.
Baustellen-Zustandsüberwachungssystem nach Anspruch 17, wobei die Verarbeitungsschaltung ferner dazu konfiguriert ist, eine Materialdichtekarte basierend auf der Bestimmung des Vorhandenseins des Dichtegradienten in dem Arbeitsmaterial zu erstellen.
Baustellen-Zustandsüberwachungssystem nach Anspruch 17, wobei der Indikator eine grafische Benutzeroberfläche umfasst und wobei das Bewirken, dass der Indikator betätigt wird, das Anzeigen der Materialdichtekarte auf der grafischen Benutzeroberfläche umfasst.
Baustellen-Zustandsüberwachungssystem nach Anspruch 15, wobei die automatische Reaktion das Bewirken einer Leistungsanpassung der Bauvorrichtung basierend auf der Bestimmung des Vorhandenseins des Dichtegradienten in dem Arbeitsmaterial umfasst.