DE112017002274T5

DE112017002274T5 - Vorrichtung zum Steuern von Arbeitsausrüstung und Arbeitsmaschine

Info

Publication number: DE112017002274T5
Application number: DE112017002274.6T
Authority: DE
Inventors: Toru Matsuyama
Original assignee: Komatsu Ltd
Current assignee: Komatsu Ltd
Priority date: 2016-11-30
Filing date: 2017-11-29
Publication date: 2019-02-14
Anticipated expiration: 2037-11-30
Also published as: CN109196169A; CN109196169B; WO2018101313A1; DE112017002274B4; JP2018090989A; US20190177948A1; JP6951069B2; US10975545B2; KR20180136518A

Abstract

Eine Steuerungsvorrichtung enthält eine Einheit zum Bestimmen einer Position eines Löffels, eine Einheit zum Bestimmen einer Soll-Arbeitslinie, eine Einheit zum Bestimmen eines Abstandes sowie eine Einheit zum Steuern eines Löffels. Die Einheit zum Bestimmen einer Position eines Löffels bestimmt eine Position eines Löffels. Die Einheit zum Bestimmen einer Soll-Arbeitslinie bestimmt eine Soll-Arbeitslinie, die eine Soll-Form eines Objektes von Aushub mit der Arbeitsausrüstung anzeigt. Die Einheit zum Bestimmen eines Abstandes bestimmt einen Abstand zwischen dem Löffel und einer Bezugsposition, die ein Ende der Soll-Arbeitslinie ist. Die Einheit zum Steuern eines Löffels steuert den Löffel so, dass ein Winkel des Löffels ein gleichmäßiger Winkel ist, wenn der Abstand zwischen dem Löffel und der Bezugsposition auf oder über einem Schwellenwert für Beschränkung von Steuerung des Löffels liegt.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Steuern von Arbeitsausrüstung und eine Arbeitsmaschine.
Es wird Priorität der am 30. November 2016 eingereichten japanischen Patentanmeldung Nr. 2016-233337 beansprucht, deren Inhalt hiermit durch Verweis einbezogen wird.
Technischer Hintergrund
Es ist, wie in Patentdokument 1 offenbart, eine Technologie bekannt, mit der ein gleichmäßiger Winkel einer Arbeitsausrüstung beibehalten wird, um geraden Aushub durchzuführen.
Liste der Anführungen
Patentdokumente
Patentdokument 1

Ungeprüfte japanische Patentanmeldung, Erstveröffentlichungs-Nr. H3-66838

Zusammenfassung der Erfindung
Technisches Problem
Mit der in Patentdokument 1 offenbarten Technologie kann der Winkel von Arbeitsausrüstung gleichmäßig beibehalten werden. Jedoch muss ein Schalter betätigt werden, um den Winkel von Arbeitsausrüstung gleichmäßig beizubehalten. Insbesondere muss, wenn eine Vielzahl von Arbeitsebenen ausgebildet werden und dabei eine Bezugsposition, wie beispielsweise ein Wendepunkt, überspannt wird, an dem die Winkel von Arbeitsebenen variieren (ein Punkt, an dem Arbeitsebenen, die voneinander verschiedene Neigungen haben, miteinander verbunden sind), eine Bedienungsperson einen Schalter betätigen, um Steuerung zum Beibehalten des Winkels von Arbeitsausrüstung zu deaktivieren, und einen Betätigungsvorgang durchführen, so dass die Arbeitsausrüstung auf einen geeigneten Winkel eingestellt wird, und muss die Bedienungsperson den Schalter erneut betätigen, um Steuerung zum Beibehalten des Winkels der Arbeitsausrüstung zu aktivieren.
Eine Aufgabe eines Aspekts der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Vorrichtung zum Steuern von Arbeitsausrüstung sowie eine Arbeitsmaschine zu schaffen, mit denen ein fester Winkel einer Arbeitsausrüstung ohne Durchführen einer speziellen Betätigung durch eine Bedienungsperson aufgehoben werden kann, wenn eine Bezugsposition, wie beispielsweise ein Wendepunkt, geformt wird, an dem der Winkel einer Arbeitsebene variiert.
Lösung des Problems
Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Vorrichtung zum Steuern von Arbeitsausrüstung geschaffen, die Arbeitsausrüstung steuert, die einen Löffel einschließt. Die Vorrichtung zum Steuern von Arbeitsausrüstung enthält eine Einheit zum Bestimmen einer Position eines Löffels, die eine Position des Löffels bestimmt, eine Einheit zum Bestimmen einer Soll-Arbeitslinie, die eine Soll-Arbeitslinie bestimmt, die eine Soll-Form eines Objektes von Aushub mit der Arbeitsausrüstung darstellt, eine Einheit zum Bestimmen eines Abstandes, die einen Abstand zwischen dem Löffel und einer Bezugsposition innerhalb der Arbeitslinie bestimmt, sowie eine Einheit zum Steuern eines Löffels, die den Löffel so steuert, dass ein Winkel des Löffels ein gleichmäßiger Winkel ist, wenn der Abstand zwischen dem Löffel und der Bezugsposition auf oder über einem Schwellenwert für Beschränkung von Steuerung des Löffels liegt.
Gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Arbeitsmaschine geschaffen, die Arbeitsausrüstung, die einen Löffel und einen Stiel einschließt, der den Löffel trägt, sowie die Vorrichtung zum Steuern von Arbeitsausrüstung gemäß den oben beschriebenen Aspekten enthält.
Vorteilhafte Effekte der Erfindung
Gemäß wenigstens einem Aspekt der oben beschriebenen Aspekte kann mit der Vorrichtung zum Steuern von Arbeitsausrüstung ein fester Winkel des Löffels ohne Durchführen einer speziellen Betätigung durch eine Bedienungsperson aufgehoben werden, wenn ein Wendepunkt geformt wird, an dem der Winkel einer Arbeitsebene variiert.
Figurenliste

1 ist eine Perspektivansicht, die einen Aufbau eines Hydraulikbaggers gemäß einer ersten Ausführungsform darstellt.
2 ist ein schematisches Blockdiagramm, das einen Aufbau eines Steuerungssystems des Hydraulikbaggers gemäß der ersten Ausführungsform darstellt.
3 ist eine Ansicht, die ein Beispiel einer Stellung von Arbeitsausrüstung darstellt.
4 ist ein Blockdiagramm, das einen Aufbau einer Steuerungsvorrichtung des Hydraulikbaggers gemäß der ersten Ausführungsform darstellt.
5 ist eine Ansicht, die ein Beispiel einer Geschwindigkeitsbeschränkungs-Tabelle darstellt.
6 ist ein Flussdiagramm, das eine Bewegung der Steuerungsvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform darstellt.
7 ist ein Flussdiagramm, das Bestimmungs-Verarbeitung für Steuerung eines Löffels gemäß der ersten Ausführungsform darstellt.
8 ist eine Ansicht, die ein Beispiel eines Verhaltens eines Hydraulikbaggers gemäß einem Vergleichsbeispiel darstellt.
9 ist eine Ansicht, die ein Beispiel eines Verhaltens des Hydraulikbaggers gemäß der ersten Ausführungsform darstellt.

Beschreibung von Ausführungsformen
Erste Ausführungsform
Im Folgenden wird eine Ausführungsform unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.
Hydraulikbagger
1 ist eine Perspektivansicht, die einen Aufbau eines Hydraulikbaggers gemäß einer ersten Ausführungsform darstellt. In der ersten Ausführungsform wird ein Hydraulikbagger 100 als ein Beispiel für eine Arbeitsmaschine beschrieben. Eine Arbeitsmaschine gemäß einer anderen Ausführungsform ist nicht notwendigerweise der Hydraulikbagger 100.
Der Hydraulikbagger 100 enthält Arbeitsausrüstung 110, die mit einem Hydraulikdruck betrieben wird, einen Fahrzeugkörper 120 als einen oberen Drehkörper, der die Arbeitsausrüstung 110 trägt, sowie eine Fahr-Vorrichtung 130 als ein unteres Fahrwerk, das den Fahrzeugkörper 120 trägt.
Die Arbeitsausrüstung 110 schließt einen Ausleger 111, einen Stiel 112, einen Löffel 113, einen Auslegerzylinder 114, einen Stielzylinder 115 sowie einen Löffelzylinder 116 ein.
Der Ausleger 111 ist eine Strebe, die den Stiel 112 und den Löffel 113 trägt. Ein hinterer Endabschnitt des Auslegers 111 ist über einen Bolzen Plan einem vorderen Abschnitt des Fahrzeugkörpers 120 angebracht.
Der Stiel 112 verbindet den Ausleger 111 und den Löffel 113 miteinander. Ein hinterer Endabschnitt des Stiels 112 ist über einen Bolzen P2 an einem vorderen Endabschnitt des Auslegers 111 angebracht.
Der Löffel 113 enthält eine Schneide zum Ausheben von Erde, Sand und dergleichen sowie einen Behälter zum Transportieren von Aushub in Form von Erde und Sand. Der Löffel 113 enthält eine Löffel-Bodenfläche 113A, die sich zu einer Seite des hinteren Endes der Schneide erstreckt. Ein hinterer Endabschnitt des Löffels 113 ist über einen Bolzen P3 an einem vorderen Endabschnitt des Stiels 112 angebracht.
Der Auslegerzylinder 114 ist ein Hydraulikzylinder zum Betätigen des Auslegers 111. Ein hinterer Endabschnitt des Auslegerzylinders 114 ist an dem Fahrzeugkörper 120 angebracht. Ein vorderer Endabschnitt des Auslegerzylinders 114 ist an dem Ausleger 111 angebracht.
Der Stielzylinder 115 ist ein Hydraulikzylinder zum Antreiben des Stiels 112. Ein hinterer Endabschnitt des Stielzylinders 115 ist an dem Ausleger 111 angebracht. Ein vorderer Endabschnitt des Stielzylinders 115 ist an dem Stiel 112 angebracht.
Der Löffelzylinder 116 ist ein Hydraulikzylinder zum Antreiben des Löffels 113. Ein hinterer Endabschnitt des Löffelzylinders 116 ist an dem Stiel 112 angebracht. Ein vorderer Endabschnitt des Löffelzylinders 116 ist an dem Löffel 113 angebracht.
Der Fahrzeugkörper 120 enthält ein Führerhaus 121, in das eine Bedienungsperson einsteigt. Das Führerhaus 121 befindet sich im vorderen Teil des Fahrzeugkörpers 120 und an der linken Seite der Arbeitsausrüstung 110. In der ersten Ausführungsform ist in Bezug auf das Führerhaus 121 eine Längsrichtung als eine positive Y-Richtung sowie eine negative Y-Richtung definiert, ist eine Querrichtung als eine negative X-Richtung sowie eine positive X-Richtung definiert, und ist eine vertikale Richtung als eine positive Z-Richtung sowie eine negative Z-Richtung definiert. Eine Betätigungsvorrichtung 1211 zum Betätigen der Arbeitsausrüstung 110 befindet sich im Inneren des Führerhauses 121. Entsprechend einem Maß der Betätigung der Betätigungsvorrichtung 1211 wird dem Auslegerzylinder 114, dem Stielzylinder 115 und dem Löffelzylinder 116 Hydrauliköl zugeführt.
Steuerungssystem des Hydraulikbaggers
2 ist ein schematisches Blockdiagramm, das einen Aufbau eines Steuerungssystems des Hydraulikbaggers gemäß der ersten Ausführungsform darstellt.
Der Hydraulikbagger 100 enthält einen Hub-Detektor 117, die Betätigungsvorrichtung 1211, einen Positions-Detektor 122, eine Azimut-Berechnungsvorrichtung 123 sowie einen Neigungs-Detektor 124.
Der Hub-Detektor 117 erfasst jeweils die Länge eines Hubs des Auslegerzylinders 114, des Stielzylinders 115 und des Löffelzylinders 116. Dementsprechend kann eine Steuerungsvorrichtung 126 (die weiter unten beschrieben wird) den Stellungs-Winkel der Arbeitsausrüstung 110 auf Basis der jeweiligen Länge eines Hubs des Auslegerzylinders 114, des Stielzylinders 115 sowie des Löffelzylinders 116 erfassen. Das heißt, in der ersten Ausführungsform ist der Hub-Detektor 117 ein Beispiel für eine Einrichtung zum Erfassen eines Stellungs-Winkels der Arbeitsausrüstung 110. Eine andere Ausführungsform ist jedoch nicht darauf beschränkt. Als Einrichtung zum Erfassen eines Stellungs-Winkels der Arbeitsausrüstung 110 kann anstelle des Hub-Detektors 117 oder in Kombination mit dem Hub-Detektor 117 ein Winkel-Detektor, wie beispielsweise ein Drehgeber oder ein Niveaumesser, eingesetzt werden.
Die Betätigungsvorrichtung 1211 schließt einen Bedienhebel 1212 der rechten Seite, der sich an der rechten Seite des Führerhauses 121 befindet, und einen Bedienhebel 1213 der linken Seite ein, der sich an der linken Seite des Führerhauses 121 befindet. Die Betätigungsvorrichtung 1211 erfasst das Maß der Betätigung des Bedienhebels 1212 der rechten Seite in der Längsrichtung und der Querrichtung sowie das Maß der Betätigung des Bedienhebels 1213 der linken Seite in der Längsrichtung und der Querrichtung. Dann gibt die Betätigungsvorrichtung 1211 ein Betätigungs-Signal, das dem erfassten Maß der Betätigung entspricht, an die Steuerungsvorrichtung 126 aus. Ein Verfahren zum Erzeugen eines Betätigungs-Signals über die Betätigungsvorrichtung 1211 gemäß der ersten Ausführungsform ist ein PPC-Verfahren. Das PPC-Verfahren ist ein Verfahren, bei dem ein Vorsteuer-Hydraulikdruck, der durch Betätigen des Bedienhebels 1212 der rechten Seite und des Bedienhebels 1213 der linken Seite erzeugt wird, von einem Druck-Sensor erfasst wird, und ein Betätigungs-Signal erzeugt wird.
Das heißt, eine Betätigung des Bedienhebels 1212 der rechten Seite in einer Vorwärts-Richtung entspricht einem Befehl zum Einfahren des Auslegerzylinders 114 und einer nach unten gerichteten Bewegung des Auslegers 111. Eine Betätigung des Bedienhebels 1212 der rechten Seite in einer Rückwärts-Richtung entspricht einem Befehl zum Ausfahren des Auslegerzylinders 114 und einer nach oben gerichteten Bewegung des Auslegers 111. Eine Betätigung des Bedienhebels 1212 der rechten Seite nach rechts entspricht einem Befehl zum Einfahren des Löffelzylinders 116 und Leeren des Löffels 113. Eine Betätigung des Bedienhebels 1212 der rechten Seite nach links entspricht einem Befehl zum Ausfahren des Löffelzylinders 116 und Aushub mit dem Löffel 113. Eine Betätigung des Bedienhebels 1213 der linken Seite in der Vorwärts-Richtung entspricht einem Befehl zum Ausfahren des Stielzylinders 115 und Aushub mit dem Stiel 112.
Eine Betätigung des Bedienhebels 1213 der linken Seite in der Rückwärts-Richtung entspricht einem Befehl zum Einfahren des Stielzylinders 115 und Leeren mit dem Stiel 112. Eine Betätigung des Bedienhebels 1213 der linken Seite nach rechts entspricht einem Befehl zum Drehen des Fahrzeugkörpers 120 nach rechts. Eine Betätigung des Bedienhebels 1213 der linken Seite nach links entspricht einem Befehl zum Drehen des Fahrzeugkörpers 120 nach links.
Der Positions-Detektor 122 erfasst die Position des Fahrzeugkörpers 120. Der Positions-Detektor 122 enthält einen ersten Empfänger 1231, der ein Ortungs-Signal von einem künstlichen Satelliten empfängt, der zu einem globalen Satelliten-Navigationssystem (GNSS) gehört. Der Positions-Detektor 122 erfasst die Position eines repräsentativen Punktes des Fahrzeugkörpers 120 in globalen Koordinaten auf Basis eines durch den ersten Empfänger 1231 empfangenen Ortungs-Signals. Die globalen Koordinaten sind Koordinaten, die einen bestimmten Punkt (z.B. eine Position einer GNSS-Bezugsstation, die sich an einer Baustelle befindet) auf den Boden als einen Bezugspunkt haben. Beispiele des Satelliten-Navigationssystems schließen ein globales Positioniersystem (GPS) ein.
Die Azimut-Berechnungsvorrichtung 123 berechnet das Azimut der Ausrichtung des Fahrzeugkörpers 120. Die Azimut-Berechnungsvorrichtung 123 schließt den ersten Empfänger 1231 und einen zweiten Empfänger 1232 ein, die ein Ortungs-Signal von einem künstlichen Satelliten empfangen, der zu dem Satelliten-Navigationssystem gehört. Der erste Empfänger 1231 und der zweite Empfänger 1232 sind an verschiedenen Positionen an dem Fahrzeugkörper 120 installiert. Als eine Beziehung zwischen der erfassten Installations-Position des ersten Empfängers 1231 und der erfassten Installations-Position des zweiten Empfängers 1232 berechnet die Azimut-Berechnungsvorrichtung 123 das Azimut des Fahrzeugkörpers 120 unter Verwendung des durch den ersten Empfänger 1231 empfangenen Ortungs-Signals und des durch den zweiten Empfänger 1232 empfangenen Ortungs-Signals.
Der Neigungs-Detektor 124 misst die Beschleunigung sowie die Winkelgeschwindigkeit des Fahrzeugkörpers 120 und erfasst die Neigung (beispielsweise die Nick-Stellung, die Rotation um eine X-Achse herum anzeigt, die Gier-Stellung, die Rotation um eine Y-Achse herum anzeigt, sowie die Roll-Stellung, die Rotation um eine Z-Achse herum anzeigt) des Fahrzeugkörpers 120 auf Basis der Messergebnisse. Der Neigungs-Detektor 124 ist beispielsweise an einer unteren Fläche des Führerhauses 121 installiert. Beispielsweise kann eine inertiale Mess-Einheit (IMU), die als eine Trägheits-Messvorrichtung dient, als der Neigungs-Detektor 124 eingesetzt werden.
Eine Hydraulik-Vorrichtung 125 schließt einen Hydrauliköl-Tank, eine Hydraulikpumpe, ein Förderstrom-Steuerventil sowie ein elektromagnetisches Proportional-Steuerventil ein. Die Hydraulikpumpe wird mit Kraft eines Motors (nicht dargestellt) angetrieben und führt dem Auslegerzylinder 114, dem Stielzylinder 115 sowie dem Löffelzylinder 116 Hydrauliköl über ein Förderstrom-Regulierventil zu. Das elektromagnetische Proportional-Steuerventil beschränkt den Vorsteuer-Hydraulikdruck, der von der Betätigungsvorrichtung 1211 zugeführt wird, auf Basis eines von der Steuerungsvorrichtung 126 empfangenen Steuerungs-Befehls. Das Förderstrom-Steuerventil weist einen stangenförmigen Steuerkolben auf und reguliert den Förderstrom von Hydrauliköl, das dem Auslegerzylinder 114, dem Stielzylinder 115 und dem Löffelzylinder 116 zugeführt wird, entsprechend der Position des Steuerkolbens. Der Steuerkolben wird mit dem durch das elektromagnetische Proportional-Steuerventil regulierten Vorsteuer-Hydraulikdruck bewegt. In einem mit dem Löffelzylinder 116 verbundenen Ölkanal ist ein elektromagnetisches Proportional-Steuerventil, das einen durch die Hydraulikpumpe zugeführten Basisdruck beschränkt, so angeordnet, dass es parallel zu dem elektromagnetischen Proportional-Steuerventil ist, das den Vorsteuer-Hydraulikdruck beschränkt. So kann bei dem Hydraulikbagger 100 der Löffelzylinder 116 durch einen Hydraulikdruck angetrieben werden, der höher ist als ein durch die Betätigungsvorrichtung 1211 erzeugter Vorsteuer-Hydraulikdruck.
Die Steuerungsvorrichtung 126 enthält einen Prozessor 910, einen Hauptspeicher 920, einen Speicher 930 sowie eine Schnittstelle 940.
Ein Programm zum Steuern der Arbeitsausrüstung 110 ist in dem Speicher 930 gespeichert. Beispiele für den Speicher 930 schließen ein Festplattenlaufwerk (HDD) sowie einen nicht flüchtigen Speicher ein. Der Speicher 930 kann ein internes Medium, das direkt mit einem Bus der Steuerungsvorrichtung 126 verbunden ist, oder ein externes Medium sein, das über die Schnittstelle 940 oder eine Datenübertragungsleitung mit der Steuerungsvorrichtung 126 verbunden ist.
Der Prozessor 910 liest das Programm aus dem Speicher 930 aus, führt das Programm in dem Hauptspeicher 920 aus und wickelt Verarbeitung entsprechend dem Programm ab. Des Weiteren sichert der Prozessor 910 entsprechend dem Programm einen Speicherbereich in dem Hauptspeicher 920. Die Schnittstelle 940 ist mit dem Hub-Detektor 117, der Betätigungsvorrichtung 1211, dem Positions-Detektor 122, der Azimut-Berechnungsvorrichtung 123, dem Neigungs-Detektor 124, dem elektromagnetischen Proportional-Steuerventil der Hydraulik-Vorrichtung 125 sowie anderen Peripheriegeräten verbunden und sendet und empfängt so ein Signal.
Das Programm kann ein Programm sein, mit dem ein Teil von Funktionen realisiert wird, die die Steuerungsvorrichtung 126 aufweist. Das Programm kann beispielsweise ein Programm sein, das eine Funktion in Kombination mit einem bereits in dem Speicher 930 gespeicherten anderen Programm oder in Kombination mit einem in eine andere Vorrichtung geladenen Programm aufweist.
Die Steuerungsvorrichtung 126 bestimmt mittels Ausführen des Programms die Position des Löffels 113 auf Basis der durch den Positions-Detektor 122 erfassten Position, des durch die Azimut-Berechnungsvorrichtung 123 erfassten Azimuts, des durch den Neigungs-Detektor 124 erfassten Neigungswinkels des Fahrzeugkörpers 120 sowie der durch den Hub-Detektor 117 erfassten Länge eines Hubs. Darüber hinaus gibt die Steuerungsvorrichtung 126 auf Basis der bestimmten Position des Löffels 113 sowie des Maßes der Betätigung der Betätigungsvorrichtung 1211 einen Steuerungs-Befehl des Auslegerzylinders 114, einen Steuerungs-Befehl des Stielzylinders 115 und einen Steuerungs-Befehl des Löffelzylinders 116 an das elektromagnetische Proportional-Steuerventil der Hydraulik-Vorrichtung 125 aus.
Stellung der Arbeitsausrüstung
3 ist eine Ansicht, die ein Beispiel einer Stellung von Arbeitsausrüstung darstellt.
Die Steuerungsvorrichtung 126 berechnet die Stellung der Arbeitsausrüstung 110 und erzeugt einen Steuerungs-Befehl der Arbeitsausrüstung 110 auf Basis der Stellung derselben. Das heißt, als die Stellung der Arbeitsausrüstung 110 berechnet die Steuerungsvorrichtung 126 einen Stellungs-Winkel α des Auslegers 111, einen Stellungs-Winkel β des Stiels 112, einen Stellungs-Winkel γ des Löffels 113 und die Positionen von Konturpunkten des Löffels 113.
Der Stellungs-Winkel α des Auslegers 111 wird als ein Winkel ausgedrückt, der durch einen Strahl, der von dem Bolzen P1 nach oben (positive Z-Richtung) des Fahrzeugkörpers 120 gerichtet ist, und einen Strahl gebildet wird, der von dem Bolzen P1 zu dem Bolzen P2 verläuft. Aufgrund der Neigung (Nickwinkel) θ des Fahrzeugkörpers 120 stimmen die Aufwärts-Richtung und eine vertikal nach oben verlaufende Richtung des Fahrzeugkörpers 120 nicht notwendigerweise miteinander überein.
Der Stellungs-Winkel β des Stiels 112 wird als ein Winkel ausgedrückt, der durch einen Strahl, der von dem Bolzen P1 zu dem Bolzen P2 verläuft, und einen Strahl gebildet wird, der von dem Bolzen P2 zu dem Bolzen P3 verläuft.
Der Stellungs-Winkel γ des Löffels 113 wird als ein Winkel ausgedrückt, der durch den Strahl, der von dem Bolzen P2 zu dem Bolzen P3 verläuft, und einen Strahl gebildet wird, der von dem Bolzen P3 zu einer Schneidenkante E des Löffels 113 verläuft.
Dabei wird die Summe aus dem Stellungs-Winkel α des Auslegers 111, dem Stellungs-Winkel β des Stiels 112 und dem Stellungs-Winkel γ des Löffels 113 als ein Stellungs-Winkel η der Arbeitsausrüstung 110 bezeichnet. Der Stellungs-Winkel η der Arbeitsausrüstung 110 ist äquivalent zu einem Winkel, der durch einen Strahl, der von dem Bolzen P3 in der Aufwärts-Richtung (der positiven Z-Richtung) des Bagger-Aufbaus 120 verläuft, und einen Strahl gebildet wird, der von dem Bolzen P3 zu der Schneidenkante E des Löffels 113 verläuft.
Des Weiteren wird ein Vektor, der rechtwinklig zu der Löffel-Bodenfläche 113A ist und zu einer Seite der oberen Fläche verläuft, als ein Normalvektor Nb der Bodenfläche bezeichnet. Die Richtung des Normal-Vektors Nb der Bodenfläche variiert in Abhängigkeit von dem Stellungs-Winkel η der Arbeitsausrüstung 110.
Die Position der Konturpunkte des Löffels 113 wird anhand von Abmessung L1 des Auslegers 111, Abmessung L2 des Stiels 112, Abmessung L3 des Löffels 113, des Stellungs-Winkels α des Auslegers 111, des Stellungs-Winkels β des Stiels 112, des Stellungs-Winkels γ des Löffels 113, der Konturform des Löffels 113, der Position eines repräsentativen Punktes O des Fahrzeugkörpers 120 sowie der Positionsbeziehung zwischen dem repräsentativen Punkt O und dem Bolzen P1 ermittelt. Die Abmessung L1 des Auslegers 111 ist der Abstand von dem Bolzen P1 zu dem Bolzen P2. Die Abmessung L2 des Stiels 112 ist der Abstand von dem Bolzen P2 zu dem Bolzen P3. Die Abmessung L3 des Löffels 113 ist der Abstand von dem Bolzen P3 zu der Schneidenkante E. Beispielsweise wird die Positionsbeziehung zwischen dem repräsentativen Punkt O und dem Bolzen P1 als eine X-Koordinatenposition, eine Y-Koordinatenposition und eine Z-Koordinatenposition des Bolzens P1 auf Basis des repräsentativen Punktes O ausgedrückt. Des Weiteren kann die Positionsbeziehung zwischen dem repräsentativen Punkt O und dem Bolzen P1 beispielsweise als der Abstand von dem repräsentativen Punkt O zu dem Bolzen P1, einer Neigung eines Strahls, der von dem repräsentativen Punkt O zu dem Bolzen P1 verläuft, in einer Richtung der X-Achse sowie einer Neigung eines Strahls, der von dem repräsentativen Punkt O zu dem Bolzen P1 verläuft, in einer Richtung der Y-Achse ausgedrückt werden.
Steuerungsvorrichtung des Hydraulikbaggers
4 ist ein Blockdiagramm, das einen Aufbau einer Steuerungsvorrichtung des Hydraulikbaggers gemäß der ersten Ausführungsform darstellt.
Die Steuerungsvorrichtung 126 enthält eine Einheit 200 zum Speichern von Arbeitsmaschinen-Informationen, eine Einheit 201 zum Ermitteln eines Maßes der Betätigung, eine Einheit 202 zum Beziehen erfasster Informationen, eine Einheit 203 zum Bestimmen einer Stellung, eine Einheit 204 zum Speichern von Soll-Arbeitsdaten, eine Einheit 205 zum Bestimmen einer Soll-Arbeitslinie, eine Einheit 206 zum Bestimmen eines Abstandes, eine Einheit 207 zum Bestimmen einer Soll-Geschwindigkeit, eine Einheit 208 zum Steuern einer Arbeitsausrüstung, eine Einheit 209 zum Steuern eines Löffels, eine Einheit 210 zum Speichern eines Soll-Winkels, und eine Einheit 211 zum Ausgeben eines Steuerungs-Befehls.
Die Einheit 200 zum Speichern von Arbeitsmaschinen-Informationen speichert die Abmessung L1 des Auslegers 111, die Abmessung L2 des Stiels 112, die Abmessung L3 des Löffels 113, die Konturform des Löffels 113 sowie die Positionsbeziehung zwischen der Position des repräsentativen Punktes O des Fahrzeugkörpers 120 und dem Bolzen P1.
Die Einheit 201 zum Ermitteln eines Maßes der Betätigung bezieht ein Betätigungs-Signal, das ein Maß der Betätigung (einen Vorsteuer-Hydraulikdruck oder einen Winkel eines elektrischen Hebels) anzeigt, von der Betätigungsvorrichtung 1211. Das heißt, die Einheit 201 zum Ermitteln eines Maßes der Betätigung ermittelt ein Maß der Betätigung bezüglich des Auslegers 111, ein Maß der Betätigung bezüglich des Stiels 112, ein Maß der Betätigung bezüglich des Löffels 113,sowie ein Maß der Betätigung bezüglich einer Drehung.
Die Einheit 202 zum Beziehen erfasster Informationen bezieht Informationen, die jeweils durch den Positions-Detektor 122, die Azimut-Berechnungsvorrichtung 123, den Neigungs-Detektor 124 und den Hub-Detektor 117 erfasst werden. Das heißt, die Einheit 202 zum Beziehen erfasster Informationen bezieht die Positions-Informationen des Fahrzeugkörpers 120 in den globalen Koordinaten, das Azimut der Ausrichtung des Fahrzeugkörpers 120, die Neigung des Fahrzeugkörpers 120, die Länge eines Hubs des Auslegerzylinders 114, die Länge eines Hubs des Stielzylinders 115 sowie die Länge eines Hubs des Löffelzylinders 116.
Die Einheit 203 zum Bestimmen einer Stellung bestimmt den Stellungs-Winkel η auf Basis der durch die Einheit 202 zum Beziehen erfasster Informationen bezogenen Informationen. Das heißt, die Einheit 203 zum Bestimmen einer Stellung bestimmt den Stellungs-Winkel η der Arbeitsausrüstung 110 mittels des im Folgenden dargestellten Verfahrens. Die Einheit 203 zum Bestimmen einer Stellung berechnet den Stellungs-Winkel α des Auslegers 111 anhand der Länge eines Hubs des Auslegerzylinders 114. Die Einheit 203 zum Bestimmen einer Stellung berechnet den Stellungs-Winkel β des Stiels 112 anhand der Länge eines Hubs des Stielzylinders 115. Die Einheit 203 zum Bestimmen einer Stellung berechnet den Stellungs-Winkel γ des Löffels 113 anhand der Länge eines Hubs des Löffelzylinders 116.
Des Weiteren ermittelt die Einheit 203 zum Bestimmen einer Stellung den Normalvektor Nb der Bodenfläche auf Basis des berechneten Stellungs-Winkels. Das heißt, die Einheit 203 zum Bestimmen einer Stellung ermittelt den Normalvektor Nb der Bodenfläche mittels des im Folgenden dargestellten Verfahrens. Die Einheit 203 zum Bestimmen einer Stellung bestimmt die relative Positionsbeziehung dreier beliebiger Punkte (eines Punktes A, eines Punktes B sowie eines Punktes C) der Löffel-Bodenfläche 113A (an der Seite der Schneidenkante E eines gekrümmten Flächenabschnitts einer Bodenfläche) zueinander auf Basis des Stellungs-Winkels η der Arbeitsausrüstung 110, der als die Summe der Stellungs-Winkel α, β, und γ ausgedrückt wird, sowie der Konturform des Löffels 113, die in der Einheit 200 zum Speichern von Arbeitsmaschinen-Informationen gespeichert ist. Dabei sind der Punkt A und der Punkt B vorteilhafterweise Punkte an beiden Enden der Schneidenkante E des Löffels 113. Die Einheit 203 zum Bestimmen einer Stellung erzeugt anhand von drei bestimmten Punkten zwei Vektoren. Beispielsweise erzeugt die Einheit 203 zum Bestimmen einer Stellung einen Vektor von dem Punkt A zu dem Punkt B sowie einen Vektor von dem Punkt A zu dem Punkt C. Die Einheit 203 zum Bestimmen einer Stellung nutzt das Kreuzprodukt zweier erzeugter Vektoren als den Normalvektor Nb der Bodenfläche. Darüber hinaus kann die Einheit 203 zum Bestimmen einer Stellung den Normalvektor Nb der Bodenfläche auf Basis des Winkels der Löffel-Bodenfläche 113A ermitteln, der auf Basis des Stellungs-Winkels η der Arbeitsausrüstung 110 sowie eines Winkels der Schneidenkante des Löffels (eines Winkels, der durch eine Strecke, die den Bolzen P3 und die Schneidenkante E des Löffels 113 miteinander verbindet, und die Löffel-Bodenfläche 113A gebildet wird) bestimmt wird. Die Einheit 203 zum Bestimmen einer Stellung ist ein Beispiel für eine Einheit zum Bestimmen einer Stellung des Löffels, die den Winkel des Löffels 113 bestimmt.
Des Weiteren bestimmt die Einheit 203 zum Bestimmen einer Stellung die Positionen einer Vielzahl von Konturpunkten des Löffels 113 in den globalen Koordinaten auf Basis des berechneten Stellungs-Winkels, von durch die Einheit 202 zum Beziehen erfasster Informationen bezogenen Informationen sowie von in der Einheit 200 zum Speichern von Arbeitsmaschinen-Informationen gespeicherten Informationen. Die Konturpunkte des Löffels 113 schließen eine Vielzahl von Punkten der Schneidenkante E des Löffels 113 in einer Breitenrichtung (X-Richtung) sowie eine Vielzahl von Punkten einer Bodenplatte in der Breitenrichtung ein. Das heißt, die Einheit 203 zum Bestimmen einer Stellung bestimmt die Positionen der Konturpunkte des Löffels 113 in den globalen Koordinaten anhand des Stellungs-Winkels α des Auslegers 111, des Stellungs-Winkels β des Stiels 112, des Stellungs-Winkels γ des Löffels 113, der Abmessung L1 des Auslegers 111, der Abmessung L2 des Stiels 112, der Abmessung L3 des Löffels, der Konturform des Löffels 113, der Positionsbeziehung zwischen dem repräsentativen Punkt O und dem Bolzen P1, der Position des repräsentativen Punktes O des Fahrzeugkörpers 120, des Azimuts der Ausrichtung des Fahrzeugkörpers 120 sowie der Neigung θ des Fahrzeugkörpers 120.
Die Einheit 204 zum Speichern von Soll-Arbeitsdaten speichert Soll-Arbeitsdaten, die die Soll-Form eines Aushub-Objektes an einer Baustelle anzeigen. Die Soll-Arbeitsdaten sind in den globalen Koordinaten ausgedrückte dreidimensionale Daten und sind stereoskopische topographische Daten, die aus einer Vielzahl von Dreieck-Polygonen bestehen, die eine Soll-Arbeitsebene anzeigen, oder dergleichen. Jedes Dreieck-Polygon, das Soll-Arbeitsdaten bildet, hat eine Seite mit einem anderen daran angrenzenden Dreieck-Polygon gemeinsam. Das heißt, die Soll-Arbeitsdaten stellen eine durchgehende plane Ebene dar, die aus einer Vielzahl planer Ebenen besteht. Die Soll-Arbeitsdaten werden in der Einheit 204 zum Speichern von Soll-Arbeitsdaten gespeichert, indem sie von einem externen Speichermedium gelesen werden oder über ein Netzwerk von einem externen Server empfangen werden.
Die Einheit 205 zum Bestimmen einer Soll-Arbeitslinie bestimmt eine Soll-Arbeitslinie auf Basis der in der Einheit 204 zum Speichern von Soll-Arbeitsdaten gespeicherten Soll-Arbeitsdaten sowie der durch die Einheit 203 zum Bestimmen einer Stellung bestimmten Positionen der Konturpunkte des Löffels 113. Die Soll-Arbeitslinie wird als eine Schnittlinie zwischen einer Bewegungsebene des Löffels 113 (einer Ebene, die durch den Löffel 113 hindurch verläuft und rechtwinklig zu der X-Achse ist) und den Soll-Arbeitsdaten ausgedrückt. Das heißt, die Einheit 205 zum Bestimmen einer Soll-Arbeitslinie bestimmt die Soll-Arbeitslinie mittels des im Folgenden dargestellten Verfahrens.
Die Einheit 205 zum Bestimmen einer Soll-Arbeitslinie bestimmt einen Punkt an der niedrigsten Position (einen Punkt, der die geringste Höhe hat) von den Konturpunkten des Löffels 113. Die Einheit 205 zum Bestimmen einer Soll-Arbeitslinie bestimmt die Soll-Arbeitsebene, die vertikal unterhalb des anhand der Soll-Arbeitsdaten bestimmten Konturpunktes positioniert ist. Die durch die Einheit 205 zum Bestimmen einer Soll-Arbeitslinie definierte Soll-Arbeitsebene kann mittels einer Methode zum Bestimmen einer Soll-Arbeitsebene, die in dem kürzesten Abstand in Bezug auf den Löffel 113 positioniert ist, oder dergleichen ermittelt werden.
Anschließend berechnet die Einheit 205 zum Bestimmen einer Soll-Arbeitslinie die Schnittlinie zwischen der Bewegungsebene des Löffels 113, die durch den bestimmten Konturpunkt verläuft, und der Soll-Arbeitsebene sowie der Soll-Arbeitsdaten als die Soll-Arbeitslinie. Wenn die Soll-Arbeitsdaten einen Wendepunkt an der Bewegungsebene des Löffels 113 aufweisen, wird eine Vielzahl von Soll-Arbeitslinien berechnet.
Die Einheit 205 zum Bestimmen einer Soll-Arbeitslinie ist ein Beispiel für eine Einheit zum Bestimmen einer Steuerungs-Bezugsgröße, die eine Steuerungs-Bezugsgröße der Arbeitsausrüstung 110 bestimmt.
Darüber hinaus bestimmt die Einheit 205 zum Bestimmen einer Soll-Arbeitslinie einen Normalvektor (Normalvektor Nt der Arbeitsebene) einer Soll-Arbeitsebene (Objekt-Ebene), die am nächsten an dem Löffel 113 liegt. Die Einheit 205 zum Bestimmen einer Soll-Arbeitslinie bestimmt eine Ebene, die an einer Soll-Arbeitsebene am nächsten an einem Punkt von den Konturpunkten des Löffels 113 positioniert ist. Die Einheit 205 zum Bestimmen einer Soll-Arbeitslinie bestimmt eine Ebene, die am nächsten an jedem der Vielzahl von Konturpunkten liegt, mit einem ähnlichen Verfahren. Die Einheit 215 zum Bestimmen einer Soll-Arbeitslinie bestimmt die am nächsten liegende Soll-Arbeitsebene davon als die Objekt-Ebene. Der Normalvektor Nt der Arbeitsebene wird in lokalen Koordinaten des Hydraulikbaggers 100 ausgedrückt, die unter Verwendung der X-Achse, der Y-Achse und der Z-Achse ausgedrückt werden. Der Normalvektor Nt der Arbeitsebene ist ein Vektor, der rechtwinklig zu der Objekt-Ebene ist und sich zu der Seite des Bodens hin erstreckt. Das heißt, die Einheit 205 zum Bestimmen einer Soll-Arbeitslinie bestimmt den Normalvektor Nt der Arbeitsebene mittels des im Folgenden dargestellten Verfahrens. Dann wandelt die Einheit 205 zum Bestimmen einer Soll-Arbeitslinie das Dreieck-Polygon, dass die Objekt-Ebene anzeigt, in lokale Koordinaten um, indem sie das Dreieck-Polygon, das die bestimmte Objekt-Ebene anzeigt, um das gleiche Maß wie die durch die Einheit 202 zum Beziehen erfasster Informationen bezogene Neigung des Fahrzeugkörpers rotiert.
Die Einheit 205 zum Bestimmen einer Soll-Arbeitslinie erzeugt zwei Vektoren anhand von Spitzen (einem Punkt D, einem Punkt E sowie einem Punkt F) des in die lokalen Koordinaten umgewandelten Dreieck-Polygons. Beispielsweise erzeugt die Einheit 203 zum Bestimmen einer Stellung einen Vektor von dem Punkt D zu dem Punkt E sowie einen Vektor von dem Punkt D zu dem Punkt F. Die Einheit 203 zum Bestimmen einer Stellung nutzt das Kreuzprodukt zweier erzeugter Vektoren als den Normalvektor Nt der Arbeitsebene. Darüber hinaus bestimmt die Einheit 205 zum Bestimmen einer Soll-Arbeitslinie von der Vielzahl von Soll-Arbeitslinien eine Soll-Arbeitslinie, die mit der Objekt-Ebene zusammenfällt, als eine Objekt-Linie. Eine durch die Einheit 205 zum Bestimmen einer Soll-Arbeitslinie berechnete Objekt-Linie kann nicht nur als eine Strecke, sondern auch in einer topographischen Form mit einer Breite definiert sein. In einer anderen Ausführungsform kann die Einheit 205 zum Bestimmen einer Soll-Arbeitslinie als den Normalvektor Nt der Arbeitsebene einen Vektor verwenden, der rechtwinklig zu einem Abschnitt einer Objekt-Linie ist, die in dem gleichen Maß wie die Neigung des Fahrzeugkörpers rotiert wird und sich zu der Seite des Bodens erstreckt.
Die Einheit 206 zum Bestimmen eines Abstandes bestimmt den Abstand zwischen dem Löffel 113 und der Objekt-Linie (Position des Aushub-Objektes) sowie den Abstand zwischen dem Löffel 113 und dem Wendepunkt, der ein Ende der Objekt-Linie in der Richtung der Y-Achse ist. Der „Wendepunkt“ bezeichnet gemäß der vorliegenden Ausführungsform einen Punkt, an dem der Winkel der Soll-Arbeitsebene variiert, d. h. einen Punkt, an dem Arbeitsebenen miteinander verbunden sind, deren Neigungen sich voneinander unterscheiden. Der Wendepunkt stellt einen Punkt dar, der sich von einem Punkt unterscheidet, an dem die geometrische Krümmung zwischen positivem und negativem Vorzeichen wechselt.
Die Einheit 207 zum Bestimmen einer Soll-Geschwindigkeit bestimmt die Soll-Geschwindigkeit des Auslegers 111 auf Basis des durch die Einheit 201 zum Ermitteln eines Maßes der Betätigung ermittelten Maßes der Betätigung des Bedienhebels 1212 der rechten Seite in der Längsrichtung. Die Einheit 207 zum Bestimmen einer Soll-Geschwindigkeit bestimmt die Soll-Geschwindigkeit des Stiels 112 auf Basis des durch die Einheit 201 zum Ermitteln eines Maßes der Betätigung ermittelten Maßes der Betätigung des Bedienhebels 1213 der linken Seite in der Längsrichtung. Die Einheit 207 zum Bestimmen einer Soll-Geschwindigkeit bestimmt die Soll-Geschwindigkeit des Löffels 113 auf Basis des durch die Einheit 201 zum Ermitteln eines Maßes der Betätigung ermittelten Maßes der Betätigung des Bedienhebels 1212 der rechten Seite in der Querrichtung.
Die Einheit 208 zum Steuern einer Arbeitsausrüstung führt Steuerung der Arbeitsausrüstung durch, bei der die Arbeitsausrüstung 110 auf Basis des durch die Einheit 206 zum Bestimmen eines Abstandes bestimmten Abstandes zwischen dem Löffel 113 und der Position des Aushub-Objektes so gesteuert wird, dass der Löffel 113 nicht in einen Bereich unterhalb der Soll-Arbeitslinie eindringt. Die Steuerung der Arbeitsausrüstung gemäß der ersten Ausführungsform ist Steuerung, mit der die Geschwindigkeitsbeschränkung des Auslegers 111 so bestimmt wird, dass der Löffel 113 nicht in einen Bereich unterhalb der Soll-Arbeitslinie eindringt, und ein Steuerungs-Befehl des Auslegers 111 erzeugt wird. Das heißt, die Einheit 208 zum Steuern einer Arbeitsausrüstung bestimmt die Geschwindigkeitsbeschränkung des Auslegers 111 in einer vertikalen Richtung anhand der Geschwindigkeitsbeschränkungs-Tabelle, die eine Beziehung zwischen dem Abstand zwischen dem Löffel 113 und der Position des Aushub-Objektes und der Geschwindigkeitsbeschränkung der Arbeitsausrüstung 110 darstellt.
5 ist eine Ansicht, die ein Beispiel einer Geschwindigkeitsbeschränkungs-Tabelle darstellt. Der Geschwindigkeitsbeschränkungs-Tabelle zufolge nimmt, wenn der Abstand zwischen dem Löffel 113 und der Position des Aushub-Objektes 0 beträgt, die Komponente der Geschwindigkeit der Arbeitsausrüstung 110 in der senkrechten Richtung den Wert 0 an. Wenn der tiefste Punkt des Löffels 113 oberhalb der Soll-Arbeitslinie positioniert ist, wird der Abstand zwischen dem Löffel 113 und der Position des Aushub-Objektes in der Geschwindigkeitsbeschränkungs-Tabelle als ein positiver Wert dargestellt. Wenn hingegen der tiefste Punkt des Löffels 113 unterhalb der Soll-Arbeitslinie positioniert ist, wird der Abstand zwischen dem Löffel 113 und der Position des Aushub-Objektes als ein negativer Wert dargestellt. Darüber hinaus wird die Geschwindigkeit bei Bewegung des Löffels 113 nach oben in der Geschwindigkeitsbeschränkungs-Tabelle als ein positiver Wert dargestellt. Wenn der Abstand zwischen dem Löffel 113 und der Position des Aushub-Objektes auf oder unter einem Schwellenwert th für Steuerung der Arbeitsausrüstung liegt, der ein positiver Wert ist, wird die Geschwindigkeitsbeschränkung der Arbeitsausrüstung 110 auf Basis des Abstandes zwischen dem Löffel 113 und der Soll-Arbeitslinie definiert. Wenn der Abstand zwischen dem Löffel 113 und der Position des Aushub-Objektes auf oder über dem Schwellenwert th für Steuerung der Arbeitsausrüstung liegt, hat der Absolutwert der Geschwindigkeitsbeschränkung der Arbeitsausrüstung 110 einen Wert, der größer ist als der Maximalwert der Soll-Geschwindigkeit der Arbeitsausrüstung 110. Das heißt, wenn der Abstand zwischen dem Löffel 113 und der Position des Aushub-Objektes auf oder über dem Schwellenwert th für Steuerung der Arbeitsausrüstung liegt, ist der Absolutwert der Soll-Geschwindigkeit der Arbeitsausrüstung 110 stets kleiner als der Absolutwert der Geschwindigkeitsbeschränkung. Daher wird der Ausleger 111 stets mit der Soll-Geschwindigkeit angetrieben.
Wenn der Absolutwert der Geschwindigkeitsbeschränkung kleiner ist als der Absolutwert der Summe der Komponenten der Soll-Geschwindigkeiten des Auslegers 111, des Stiels 112 und des Löffels 113 in der senkrechten Richtung, berechnet die Einheit 208 zum Steuern einer Arbeitsausrüstung die Geschwindigkeitsbeschränkung des Auslegers 111 in der senkrechten Richtung, indem sie die Komponente der Soll-Geschwindigkeit des Stiels 112 in der senkrechten Richtung und die Komponente der Soll-Geschwindigkeit des Löffels 113 in der senkrechten Richtung von der Geschwindigkeitsbeschränkung subtrahiert. Die Einheit 208 zum Steuern einer Arbeitsausrüstung berechnet die Geschwindigkeitsbeschränkung des Auslegers 111 anhand der Geschwindigkeitsbeschränkung des Auslegers 111 in der senkrechten Richtung.
Darüber hinaus beschränkt die Einheit 208 zum Steuern einer Arbeitsausrüstung die Geschwindigkeit des Stils 112, wenn der durch die Einheit 206 zum Bestimmen eines Abstandes bestimmte Abstand zwischen dem Wendepunkt und dem Löffel 113 unter einem Beschränkungs-Schwellenwert für den Stiel liegt und wenn eine Betätigung bezüglich des Stiels 112 in Bezug auf die Betätigungsvorrichtung 1211 (z.B. eine Aushub-Betätigung) anhält.
Wenn eine Bedingung für Beginn von Steuerung des Löffels erfüllt ist, beginnt die Einheit 209 zum Steuern eines Löffels Steuerung des Löffels, mit der der Löffel 113 so gesteuert wird, dass die Differenz zwischen den Winkeln der Löffel-Bodenfläche 113A und der Objekt-Linie ein gleichmäßiger Winkel bleibt. Die Differenz zwischen den Winkeln der Löffel-Bodenfläche 113A und der Objekt-Linie ist äquivalent zu einem Winkel φ, der durch den Normalvektor Nb der Bodenfläche und den Normalvektor Nt der Arbeitsebene gebildet wird. Wenn die Bedingung für Beginn von Steuerung des Löffels erfüllt ist, veranlasst die Einheit 209 zum Steuern eines Löffels die Einheit 210 zum Speichern eines Soll-Winkels, den durch den Normalvektor Nb der Bodenfläche und den Normalvektor Nt der Arbeitsebene gebildeten Winkel φ als einen Soll-Winkel zu speichern.
Die Einheit 209 zum Steuern eines Löffels bestimmt die Steuerungs-Geschwindigkeit des Löffels 113 auf Basis der Geschwindigkeiten des Auslegers 111 und des Stiels 112. Die Geschwindigkeit des Auslegers 111 und die des Stiels 112 werden anhand der durch den Hub-Detektor 117 erfassten Länge eines Hubs pro Zeiteinheit ermittelt. Die Bedingung für Beginn von Steuerung des Löffels ist gemäß der ersten Ausführungsform eine Bedingung dahingehend, dass der Abstand zwischen dem Löffel 113 und der Position des Aushub-Objektes unter einem Schwellenwert für Beginn von Steuerung des Löffels liegt, dass das Maß von Betätigung bezüglich des Löffels 113 unter einem bestimmten Schwellenwert (einem Winkel, dessen Größe einem Spiel der Betätigungsvorrichtung 1211 entspricht) liegt und dass Steuerung der Arbeitsausrüstung ausgeführt wird.
Wenn eine Bedingung für Beendigung von Steuerung des Löffels erfüllt ist, beendet die Einheit 209 zum Steuern eines Löffels Steuerung des Löffels. Die Bedingung für Beendigung von Steuerung des Löffels ist gemäß der ersten Ausführungsform eine Bedingung dahingehend, dass der Abstand zwischen dem Löffel 113 und der Position des Aushub-Objektes auf oder über einem Schwellenwert für Beendigung von Steuerung des Löffels (erste Bedingung für Beendigung) liegt, das Maß der Betätigung bezüglich des Löffels 113 auf oder über dem bestimmten Schwellenwert liegt (zweite Bedingung für Beendigung) oder keine Steuerung der Arbeitsausrüstung ausgeführt wird (dritte Bedingung für Beendigung).
Darüber hinaus unterbricht, wenn der Abstand zwischen dem Löffel 113 und dem Wendepunkt unter einem Schwellenwert für Beschränkung von Steuerung des Löffels liegt (erste Bedingung zum Unterbrechen) und wenn der Winkel des Wendepunktes (ein Winkel, der durch eine Objekt-Linie und eine andere Soll-Arbeitslinie gebildet wird, die in Kontakt mit der Objekt-Linie ist) einen bestimmten Bereich überschreitet (zweite Bedingung zum Unterbrechen), die Einheit 209 zum Steuern eines Löffels Steuerung des Löffels vorübergehend, bis der Abstand zwischen dem Löffel 113 und dem Wendepunkt den Schwellenwert für Beschränkung von Steuerung des Löffels erreicht oder übersteigt. Der Bereich des Winkels des Wendepunktes ist ein Bereich, der 180°einschließt (z.B. ein Bereich von 175, bis 185°). Wenn der Abstand zwischen dem Löffel 113 und dem Wendepunkt den Schwellenwert für Beschränkung von Steuerung des Löffels erreicht oder übersteigt, beginnt die Einheit 219 zum Steuern eines Löffels Steuerung des Löffels erneut. Dabei setzt die Einheit 209 zum Steuern eines Löffels den in der Einheit 210 zum Speichern eines Soll-Winkels gespeicherten Soll-Winkel nicht zurück. Das heißt, wenn Steuerung des Löffels erneut begonnen wird, steuert die Einheit 209 zum Steuern eines Löffels die Stellung des Löffels 113 so, dass die Differenz zwischen den Winkeln der Löffel-Bodenfläche 113A und der Objekt-Ebene den Soll-Winkel vor Unterbrechung von Steuerung des Löffels erreicht.
Die Einheit 210 zum Speichern eines Soll-Winkels speichert als Soll-Winkel den Winkel φ, der durch den Normalvektor Nb der Bodenfläche und den Normalvektor Nt der Arbeitsebene gebildet wird.
Die Einheit 211 zum Ausgeben eines Steuerungs-Befehls gibt einen Steuerungs-Befehl des Auslegers 111 sowie einen Steuerungs-Befehl des Stiels 112, die durch die Einheit 208 zum Steuern einer Arbeitsausrüstung erzeugt werden, an das elektromagnetische Proportional-Steuerventil der Hydraulik-Vorrichtung 125 aus. Die Einheit 211 zum Ausgeben eines Steuerungs-Befehls gibt einen durch die Einheit 209 zum Steuern eines Löffels erzeugten Steuerungs-Befehl des Löffels 113 an das elektromagnetische Proportional-Steuerventil der Hydraulik-Vorrichtung 125 aus.
Bewegung
Im Folgenden wird ein Verfahren zum Steuern des Hydraulikbaggers 100 mit der Steuerungsvorrichtung 126 gemäß der ersten Ausführungsform beschrieben.
6 ist ein Flussdiagramm, das eine Bewegung der Steuerungsvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform darstellt. Die Steuerungsvorrichtung 126 führt die im Folgenden dargestellte Steuerung für jeden spezifischen Steuerungs-Zyklus aus.
Die Einheit 201 zum Ermitteln eines Maßes der Betätigung ermittelt das Maß der Betätigung bezüglich des Auslegers 111, das Maß der Betätigung bezüglich des Stiels 112, das Maß der Betätigung bezüglich des Löffels 113 sowie das Maß der Betätigung in Bezug auf Drehung von der Betätigungsvorrichtung 1211 (Schritt S1). Die Einheit 202 zum Beziehen erfasster Informationen bezieht jeweils durch den Positions-Detektor 122, die Azimut-Berechnungsvorrichtung 123, den Neigungs-Detektor 124 sowie den Hub-Detektor 117 erfasste Informationen (Schritt S2).
Die Einheit 203 zum Bestimmen einer Stellung berechnet den Stellungs-Winkel α des Auslegers 111, den Stellungs-Winkel β des Stiels 112 sowie den Stellungs-Winkel γ des Löffels 113 anhand der Länge eines Hubs jedes Hydraulikzylinders (Schritt S3). Die Einheit 203 zum Bestimmen einer Stellung berechnet die Positionen der Konturpunkte des Löffels 113 in den globalen Koordinaten auf Basis der berechneten Stellungs-Winkel α, β, und γ, der Abmessung L1 des Auslegers 111, der Abmessung L2 des Stiels 112, der Abmessung L3 des Löffels 113, der Form des Löffels 113 sowie der Position des Auslegers 111, die durch die Einheit 200 zum Speichern von Arbeitsmaschinen-Informationen gespeichert werden, und der Position, des Azimuts sowie der Neigung des Fahrzeugkörpers 120, die durch die Einheit 202 zum Beziehen erfasster Informationen bezogen werden (Schritt S4). Darüber hinaus berechnet die Einheit 203 zum Bestimmen einer Stellung den Normalvektor Nb der Bodenfläche auf Basis der Positionen der Konturpunkte des Löffels 113 (Schritt S5).
Die Einheit 205 zum Bestimmen einer Soll-Arbeitslinie bestimmt einen Punkt, dessen Position in den globalen Koordinaten von den Konturpunkten des Löffels 113 die niedrigste Position ist (Schritt S6). Die Einheit 205 zum Bestimmen einer Soll-Arbeitslinie bestimmt die Soll-Arbeitsebene, die vertikal unterhalb des bestimmten Konturpunktes positioniert ist (Schritt S7). Die Einheit 205 zum Bestimmen einer Soll-Arbeitslinie berechnet die Schnittlinie zwischen der Bewegungsebene des Löffels 113, die durch den bestimmten Konturpunkt und die Soll-Arbeitsebene verläuft, und den Soll-Arbeitsdaten als die Soll-Arbeitslinie (Schritt S8). Dann bestimmt die Einheit 205 zum Bestimmen einer Soll-Arbeitslinie von den Soll-Arbeitsebenen, die die Soll-Arbeitsdaten bilden, eine dem Löffel 113 am nächsten liegende Soll-Arbeitsebene als die Objekt-Ebene. Die Einheit 205 zum Bestimmen einer Soll-Arbeitslinie berechnet den Normalvektor Nt der Arbeitsebene der bestimmten Objekt-Ebene (Schritt S9). Dann ermittelt die Einheit 206 zum Bestimmen eines Abstandes die Objekt-Linie anhand der Objekt-Ebene und der Soll-Arbeitslinie (Schritt S10). Die Einheit 206 zum Bestimmen eines Abstandes bestimmt den Abstand zwischen dem Löffel 113 und der Objekt-Linie sowie den Abstand zwischen dem Löffel 113 und dem Wendepunkt bezüglich der Objekt-Linie (Schritt S11). Dabei bestimmt die Einheit 206 zum Bestimmen eines Abstandes wenigstens den kürzeren Abstand von dem Abstand zwischen dem an der Seite der positiven Y-Richtung positionierten Wendepunkt und dem Löffel 113 und dem Abstand zwischen dem an der Seite der negativen Y-Richtung positionierten Wendepunkt und dem Löffel 113. Die Einheit 207 zum Bestimmen einer Soll-Geschwindigkeit berechnet die Soll-Geschwindigkeiten des Auslegers 111, des Stiels 112 und des Löffels 113 auf Basis des durch die Einheit 201 zum Ermitteln eines Maßes der Betätigung in Schritt S1 ermittelten Maßes der Betätigung (Schritt S12).
Dann bestimmt die Einheit 208 zum Steuern einer Arbeitsausrüstung die Geschwindigkeitsbeschränkung der Arbeitsausrüstung 110, die mit dem Abstand zwischen dem Löffel 113 und der Position des Aushub-Objektes zusammenhängt, der durch die Einheit 206 zum Bestimmen eines Abstandes bestimmt wird, entsprechend der in 5 dargestellten Tabelle (Schritt S13). Dann berechnet die Einheit 208 zum Steuern einer Arbeitsausrüstung die Geschwindigkeitsbeschränkung des Auslegers 111 auf Basis der Soll-Geschwindigkeiten des Stiels 112 und des Löffels 113 sowie der Geschwindigkeitsbeschränkung der Arbeitsausrüstung 110 (Schritt S14). Die Einheit 208 zum Steuern einer Arbeitsausrüstung erzeugt einen Steuerungs-Befehl des Auslegers 111 sowie einen Steuerungs-Befehl des Löffels 113 auf Basis der durch die Einheit 208 zum Steuern einer Arbeitsausrüstung erzeugten Geschwindigkeitsbeschränkung des Auslegers 111 (Schritt S15).
Wenn die Einheit 208 zum Steuern einer Arbeitsausrüstung einen Steuerungs-Befehl des Auslegers 111 erzeugt, führt die Einheit 209 zum Steuern eines Löffels Bestimmung bezüglich Steuerung des Löffels wie im Folgenden dargestellt durch (Schritt S16). 7 ist ein Flussdiagramm, das Bestimmungs-Verarbeitung für Steuerung des Löffels gemäß der ersten Ausführungsform darstellt.
Die Einheit 209 zum Steuern eines Löffels stellt auf Basis des durch die Einheit 206 zum Bestimmen eines Abstandes in Schritt S11 bestimmten Abstandes zwischen dem Löffel 113 und der Objekt-Linie sowie des in Schritt S1 durch die Einheit 201 zum Ermitteln eines Maßes der Betätigung ermittelten Maßes der Betätigung fest, ob der Zustand des Hydraulikbaggers 100 von einem Zustand, in dem die Bedingung für Beginn von Steuerung des Löffels nicht erfüllt ist, zu einem Zustand übergegangen ist, in dem die Bedingung dafür erfüllt ist (Schritt S31). Wenn der Zustand des Hydraulikbaggers 100 von einem Zustand, in dem die Bedingung für Beginn von Steuerung des Löffels nicht erfüllt ist, zu einem Zustand übergegangen ist, in dem die Bedingung dafür erfüllt ist (Schritt S31: JA), berechnet die Einheit 209 zum Steuern eines Löffels den Winkel φ, der durch den durch die Einheit 203 zum Bestimmen einer Stellung in Schritt S5 bestimmten Normalvektor Nb der Bodenfläche und den durch die Einheit 205 zum Bestimmen einer Soll-Arbeitslinie in Schritt S8 bestimmten Normalvektor Nt der Arbeitsebene gebildet wird, als den Soll-Winkel (Schritt S32). Die Einheit 209 zum Steuern eines Löffels veranlasst die Einheit 210 zum Speichern eines Soll-Winkels, den Soll-Winkel zu speichern (Schritt S33). Dann aktiviert die Einheit 209 zum Steuern eines Löffels Steuerung des Löffels (Schritt S34). Das heißt, die Einheit 209 zum Steuern eines Löffels bestimmt die Steuerungs-Geschwindigkeit des Löffels 113 so, dass die Differenz zwischen den Winkeln der Löffel-Bodenfläche 113A und der Objekt-Ebene mit dem in der Einheit 210 zum Speichern eines Soll-Winkels gespeicherten Soll-Winkel übereinstimmt, wenn die Bedingung für Beginn von Steuerung des Löffels erfüllt ist.
Wenn hingegen der Zustand des Hydraulikbaggers 100 ein Zustand ist, in dem die Bedingung für Beginn von Steuerung des Löffels nicht erfüllt ist, oder, wenn die Bedingung bereits erfüllt worden ist (Schritt S31: NEIN), stellt die Einheit 209 zum Steuern eines Löffels fest, ob der Zustand des Hydraulikbaggers 100 von einem Zustand, in dem die Bedingung für Beendigung von Steuerung des Löffels nicht erfüllt ist, zu einem Zustand übergegangen ist, in dem die Bedingung dafür erfüllt ist (Schritt S35). Wenn der Zustand des Hydraulikbaggers 100 von einem Zustand, in dem die Bedingung für Beendigung von Steuerung des Löffels nicht erfüllt ist, zu einem Zustand übergegangen ist, in dem die Bedingung dafür erfüllt ist (Schritt S35: JA), deaktiviert die Einheit 209 zum Steuern eines Löffels Steuerung des Löffels (Schritt S36). Das heißt, die Einheit 209 zum Steuern eines Löffels bestimmt die Steuerungs-Geschwindigkeit des Löffels 113 nicht mehr, nachdem die Bedingung für Beendigung von Steuerung des Löffels erfüllt ist.
Wenn Steuerung des Löffels aktiviert wird, wenn Steuerung des Löffels deaktiviert wird oder wenn Übergang von Nicht-Erfüllung zu Erfüllung der Bedingung für Beginn von Steuerung des Löffels und ein Übergang von Nicht-Erfüllung zu Erfüllung der Bedingung für Beendigung von Steuerung des Löffels nicht stattfindet, (Schritt S35: NEIN), stellt die Einheit 209 zum Steuern eines Löffels fest, ob Steuerung des Löffels aktiviert ist (Schritt S37). Wenn Steuerung des Löffels deaktiviert ist (Schritt S37: NEIN), beendet die Einheit 209 zum Steuern eines Löffels Verarbeitung für Steuerung des Löffels, ohne die Steuerungs-Geschwindigkeit des Löffels 113 zu berechnen. Wenn hingegen Steuerung des Löffels aktiviert ist (Schritt S37: JA), Stellt die Einheit 209 zum Steuern eines Löffels fest, ob der Winkel des Wendepunktes (ein Winkel, der durch eine Objekt-Linie und eine andere geplante Soll-Linie gebildet wird, die in Kontakt mit der Objekt-Linie ist), der sich am nächsten an dem Löffel 113 befindet, innerhalb des bestimmten Bereiches liegt (Schritt S38). Der Bereich des Winkels des Wendepunktes ist ein Bereich, der 180°einschließt (z.B. ein Bereich von 175° bis 185°). Wenn der Winkel des Wendepunktes den bestimmten Bereich überschreitet (Schritt S38: NEIN), stellt die Einheit 209 zum Steuern eines Löffels fest, ob der durch die Einheit 206 zum Bestimmen eines Abstandes bestimmte Abstand zwischen dem Löffel 113 und dem Wendepunkt unter dem Schwellenwert für Beschränkung von Steuerung des Löffels liegt (Schritt S39).
Wenn der Winkel des Wendepunktes innerhalb des bestimmten Bereiches liegt (Schritt S38: JA), oder wenn der Abstand zwischen dem Löffel 113 und dem Wendepunkt den Schwellenwert für Beschränkung von Steuerung des Löffels erreicht oder übersteigt (Schritt S39: NEIN), berechnet die Einheit 209 zum Steuern eines Löffels ein Maß Δα der Änderung des Stellungs-Winkels des Auslegers 111 sowie ein Maß der Änderung Δβ des Stellungs-Winkels des Stiels 112 auf Basis der Geschwindigkeiten des Auslegers 111 und des Stiels 112 (Schritt S40). Darüber hinaus berechnet die Einheit 209 zum Steuern eines Löffels den Winkel φ, der durch den durch die Einheit 203 zum Bestimmen einer Stellung in Schritt S5 bestimmten Normalvektor Nb der Bodenfläche und den durch die Einheit 205 zum Bestimmen einer Soll-Arbeitslinie in Schritt S8 bestimmten Normalvektor Nt der Arbeitsebene gebildet wird (Schritt S41). Dann berechnet die Einheit 209 zum Steuern eines Löffels ein Maß Δγ der Änderung des Stellungs-Winkels des Löffels 113, indem sie den in Schritt S41 berechneten Winkel φ, das Maß Δα der Änderung und das Maß Δβ der Änderung von dem in der Einheit 210 zum Speichern eines Soll-Winkels gespeicherten Soll-Winkel subtrahiert (Schritt S42). Die Einheit 209 zum Steuern eines Löffels berechnet die Steuerungs-Geschwindigkeit des Löffels 113, indem sie das Maß Δγ der Änderung in eine Geschwindigkeit umwandelt (Schritt S43). Dann erzeugt die Einheit 209 zum Steuern eines Löffels einen Steuerungs-Befehl des Löffels 113 auf Basis der Steuerungs-Geschwindigkeit des Löffels 113 (Schritt S44) und beendet die Verarbeitung für Steuerung des Löffels.
Wenn hingegen der Winkel des Wendepunktes den bestimmten Bereich überschreitet und der Abstand zwischen dem Löffel 113 und dem Wendepunkt unter dem Schwellenwert für Beschränkung von Steuerung des Löffels liegt (Schritt S39: JA), berechnet die Einheit 209 zum Steuern eines Löffels die Steuerungs-Geschwindigkeit des Löffels 113 nicht. Dann stellt die Einheit 208 zum Steuern einer Arbeitsausrüstung fest, ob der Abstand zwischen dem Löffel 113 und dem Wendepunkt unter dem Schwellenwert für Beschränkung des Stiels liegt (Schritt S45). Wenn der Abstand zwischen dem Löffel 113 und dem Wendepunkt unter dem Schwellenwert für Beschränkung des Stiels liegt (Schritt S45: JA), stellt die Einheit 208 zum Steuern einer Arbeitsausrüstung auf Basis des durch die Einheit 201 zum Ermitteln eines Maßes der Betätigung ermittelten Maßes der Betätigung bezüglich des Stiels 112 fest, ob eine Betätigung des Stiels 112 in einer Richtung über den Wendepunkt hinaus anhält. Eine anhaltend durchgeführte Betätigung des Stiels 112 weist darauf hin, dass das Maß der Betätigung bezüglich des Stiels 112 durch die Betätigungsvorrichtung 1211 nach dem Zeitpunkt, zu dem der Abstand zwischen dem Löffel 113 und dem Wendepunkt den Schwellenwert für Beschränkung des Stiels unterschreitet, nicht 0 erreicht hat. Daher wird, wenn das Maß der Betätigung bezüglich des Stiels 112 durch die Betätigungsvorrichtung 1211 nach dem Zeitpunkt, zu dem der Abstand zwischen dem Löffel 113 und dem Wendepunkt den Schwellenwert für Beschränkung des Stiels unterschreitet, 0 erreicht hat, festgestellt, dass eine Betätigung des Stiels 112 nicht mehr anhält. Darüber hinaus schließen Beispiele für eine Betätigung des Stiels 112 in einer Richtung über den Wendepunkt hinaus eine Betätigung des Stiels 112 zum Leeren (eine Betätigung zum Einfahren des Stielzylinders 115), wenn der am nächsten an dem Löffel 113 befindliche Wendepunkt in einer Richtung der Betätigungsvorrichtung 1211 zum Leeren (einer von dem Fahrzeugkörper 120 weg verlaufenden Richtung) liegt, sowie eine Betätigung des Stiels 112 für Aushub (eine Betätigung zum Ausfahren des Stielzylinders 115) ein, wenn der am nächsten an dem Löffel 113 befindliche Wendepunkt in einer Richtung der Betätigungsvorrichtung 1211 für Aushub (einer auf den Fahrzeugkörper 120 zur verlaufenden Richtung) liegt.
Wenn eine Betätigung des Stiels 112 in einer Richtung über den Wendepunkt hinaus anhält (Schritt S46: JA), erzeugt die Einheit 208 zum Steuern einer Arbeitsausrüstung einen Steuerungs-Befehl, durch den die Geschwindigkeit des Stiels 112 beschränkt wird (Schritt S47), und beendet die Verarbeitung für Steuerung des Löffels. Wenn hingegen der Abstand zwischen dem Löffel 113 und dem Wendepunkt den Schwellenwert für Beschränkung des Stiels erreicht oder übersteigt (Schritt S45: NEIN), oder wenn eine Betätigung des Stiels 112 nicht mehr anhält (Schritt S46: NEIN), beendet die Steuerungsvorrichtung 126 die Verarbeitung für Steuerung des Löffels, ohne die Geschwindigkeit des Stiels 112 zu beschränken.
Wenn die Steuerungsvorrichtung 126 die Verarbeitung für Steuerung des Löffels beendet, werden ein Steuerungs-Befehl des Auslegers 111 sowie ein Steuerungs-Befehl des Stiels 112, die durch die Einheit 208 zum Steuern einer Arbeitsausrüstung erzeugt werden, sowie ein durch die Einheit 209 zum Steuern eines Löffels erzeugter Steuerungs-Befehl des Löffels 113 an das elektromagnetische Proportional-Steuerventil der Hydraulik-Vorrichtung 125 ausgegeben (Schritt S17).
Dementsprechend treibt die Hydraulik-Vorrichtung 125 den Auslegerzylinder 114, den Stielzylinder 115 und den Löffelzylinder 116 an. Wenn Steuerung des Löffels deaktiviert wird oder wenn der Abstand zwischen dem Löffel 113 und dem Wendepunkt den Schwellenwert für Beschränkung von Steuerung des Löffels erreicht oder unterschreitet, wird kein Steuerungs-Befehl des Löffels 113 an das elektromagnetische Proportional-Steuerventil ausgegeben. In diesem Fall befindet sich das elektromagnetische Proportional-Steuerventil in einem geöffneten Zustand, in dem ein Vorsteuer-Hydraulikdruck durchgelassen wird, und treibt die Hydraulik-Vorrichtung 125 den Löffelzylinder 116 auf Basis eines durch die Betätigungsvorrichtung 1211 erzeugten Vorsteuer-Hydraulikdrucks an.
Funktion und Effekte
Auf diese Weise steuert die Steuerungsvorrichtung 126 gemäß der ersten Ausführungsform den Löffel 113 so (führt Steuerung des Löffels durch), dass die Differenz zwischen dem Winkel der Löffel-Bodenfläche 113A und dem Winkel der Soll-Arbeitsebene ein gleichmäßiger Winkel bleibt. Anschließend unterbricht, wenn der Abstand zwischen dem Löffel 113 und dem Wendepunkt unter dem Schwellenwert für Beschränkung von Steuerung des Löffels liegt, die Steuerungsvorrichtung 126 Steuerung des Löffels, und beginnt, wenn der Abstand zwischen dem Löffel 113 und dem Wendepunkt auf oder über dem Schwellenwert für Beschränkung von Steuerung des Löffels liegt, die Steuerungsvorrichtung 126 Steuerung des Löffels erneut. Dementsprechend hebt die Steuerungsvorrichtung 126, wenn sich der Löffel 113 dem Wendepunkt nähert, automatisch den festen Winkel des Löffels 113 auf. Daher kann die Steuerungsvorrichtung 126 beim Formen eines Wendepunktes den festen Winkel des Löffels 113 ohne Durchführen einer speziellen Betätigung durch eine Bedienungsperson aufheben. Im Folgenden werden Vorteile des Aufhebens des festen Winkels des Löffels 113 gemäß der ersten Ausführungsform beschrieben.
8 ist eine Ansicht, die ein Beispiel eines Verhaltens eines Hydraulikbaggers gemäß einem Vergleichsbeispiel darstellt. Bei dem in 8 dargestellten Beispiel ist der Löffel 113 zu einem Zeitpunkt T1 auf einer Soll-Arbeitsebene G1 und an einem Punkt positioniert, der von dem Wendepunkt um einen Abstand entfernt ist, der auf oder über dem Schwellenwert für Beschränkung von Steuerung des Löffels liegt. Anschließend wird der Stiel 112 in der Aushub-Richtung angetrieben und überschreitet einen Wendepunkt, der die Soll-Arbeitsebene G1 und eine Soll-Arbeitsebene G2 miteinander verbindet. Zu einem Zeitpunkt T2 ist der Löffel 113 auf der Soll-Arbeitsebene G2 und an einem Punkt positioniert, an dem der Abstand zwischen dem Löffel 113 und dem Wendepunkt den Schwellenwert für Beschränkung von Steuerung des Löffels unterschreitet. Der Hydraulikbagger gemäß dem Vergleichsbeispiel unterbricht die Durchführung von Steuerung des Löffels nicht auf Basis des Abstandes zwischen dem Löffel 113 und dem Wendepunkt.
Zu dem Zeitpunkt T1 erzeugt der Hydraulikbagger gemäß dem Vergleichsbeispiel einen Steuerungs-Befehl des Löffels 113, durch den der Winkel φ (T1), der durch den Normalvektor Nb der Bodenfläche (T1) und den Normalvektor Nt der Arbeitsebene (G1) der Soll-Arbeitsebene G1 gebildet wird, der Soll-Winkel wird. Darüber hinaus dient bei Steuerung der Arbeitsausrüstung 110 die Soll-Arbeitslinie, die der Soll-Arbeitsebene G1 entspricht, als eine Objekt-Linie. Anschließend ändert der Hydraulikbagger gemäß dem Vergleichsbeispiel, wenn der Löffel 113 den Wendepunkt überschreitet, die Objekt-Ebene von der Soll-Arbeitsebene G1 zu der Soll-Arbeitsebene G2. Folglich dient bei Steuerung der Arbeitsausrüstung 110 durch den Hydraulikbagger gemäß dem Vergleichsbeispiel zu dem Zeitpunkt T2 die der Soll-Arbeitsebene G2 entsprechende Soll-Arbeitslinie als eine Objekt-Linie, so dass ein Steuerungs-Befehl des Löffels 113 erzeugt wird, durch den der Winkel φ (T2), der durch den Normalvektor Nb der Bodenfläche (T2) und den Normalvektor Nt der Arbeitsebene (G2) der Soll-Arbeitsebene G2 gebildet wird, der Soll-Winkel wird. Dabei besteht, wie in 8 dargestellt, die Möglichkeit, dass ein Teil der Bodenfläche des Löffels 113 in die Soll-Arbeitsebene G1 eindringt.
9 ist eine Ansicht, die ein Beispiel eines Verhaltens des Hydraulikbaggers gemäß der ersten Ausführungsform darstellt. Bei dem in 8 dargestellten Beispiel ist der Löffel 113 zu dem Zeitpunkt T1 auf einer Soll-Arbeitsebene G1 und an einem Punkt positioniert, der von dem Wendepunkt um einen Abstand entfernt ist, der auf oder über dem Schwellenwert für Beschränkung von Steuerung des Löffels liegt. Anschließend wird der Stiel 112 in der Aushub-Richtung angetrieben und überschreitet einen Wendepunkt, der die Soll-Arbeitsebene G1 und die Soll-Arbeitsebene G2 miteinander verbindet. Zu dem Zeitpunkt T2 ist der Löffel 113, obwohl die der Soll-Arbeitsebene G2 entsprechende Soll-Arbeitslinie als eine Objekt-Linie ausgewählt ist, auf der Soll-Arbeitsebene G2 und an einem Punkt positioniert, an dem der Abstand zwischen dem Löffel 113 und dem Wendepunkt den Schwellenwert für Beschränkung von Steuerung des Löffels unterschreitet. Dann wird der Stiel 112 weiter in der Aushub-Richtung angetrieben, und zu einem Zeitpunkt T3 ist der Löffel 113 auf der Soll-Arbeitsebene G2 und an einem Punkt positioniert, der von dem Wendepunkt um einen Abstand entfernt ist, der auf oder über dem Schwellenwert für Beschränkung von Steuerung des Löffels liegt.
Zu dem Zeitpunkt T1 erzeugt die Steuerungsvorrichtung 126 einen Steuerungs-Befehl des Löffels 113, durch den der Winkel φ (T1), der durch den Normalvektor Nb der Bodenfläche (T1) und den Normalvektor Nt der Arbeitsebene (G1) der Soll-Arbeitsebene G1 gebildet wird, der Soll-Winkel wird. Anschließend unterbricht zu einem Zeitpunkt, zu dem der Abstand zwischen dem Löffel 113 und dem Wendepunkt den Schwellenwert für Beschränkung von Steuerung des Löffels unterschreitet, die Steuerungsvorrichtung 126 Steuerung des Löffels und erzeugt keinen Steuerungs-Befehl des Löffels 113 mehr. Dabei ändert sich, sofern der Löffel 113 nicht betätigt wird, der Stellungs-Winkel γ des Löffels 113 nicht. Wenn der Löffel 113 den Wendepunkt überschreitet, ändert die Steuerungsvorrichtung 126 die Objekt-Linie von der der Soll-Arbeitsebene G1 entsprechenden Soll-Arbeitslinie zu der der Soll-Arbeitsebene G2 entsprechenden Soll-Arbeitslinie. Dabei ändert sich, da Steuerung des Löffels unterbrochen wird, der Stellungs-Winkel γ des Löffels 113 nicht. Daher dringt zu dem Zeitpunkt T2, wenn der Abstand zwischen dem Löffel 113 und dem Wendepunkt den Schwellenwert für Beschränkung von Steuerung des Löffels erreicht oder übersteigt, der Löffel 113 nicht in die Soll-Arbeitsebene G1 ein. Dann beginnt zu dem Zeitpunkt T3, wenn der Abstand zwischen dem Löffel 113 und dem Wendepunkt den Schwellenwert für Beschränkung von Steuerung des Löffels erreicht oder übersteigt, die Steuerungsvorrichtung 126 Steuerung des Löffels erneut. Das heißt, zu dem Zeitpunkt T3 erzeugt die Steuerungsvorrichtung 126 einen Steuerungs-Befehl des Löffels 113, durch den der Winkel φ (T3), der durch den Normalvektor Nb der Bodenfläche (T3) und den Normalvektor Nt der Arbeitsebene (G2) der Soll-Arbeitsebene G2 gebildet wird, der Soll-Winkel wird.
Auf diese Weise kann gemäß der ersten Ausführungsform beim Formen eines Wendepunktes verhindert werden, dass der Löffel 113 in eine andere Soll-Arbeitslinie als eine Objekt-Linie eindringt, indem der feste Winkel des Löffels 113 aufgehoben wird. In einer anderen Ausführungsform kann die Steuerungsvorrichtung 126 einen anderen Punkt als den Wendepunkt innerhalb der Soll-Arbeitslinie als eine Bezugsposition steuern. Beispielsweise kann die Bezugsposition ein Punkt innerhalb der Soll-Arbeitslinie sein und kann ein Punkt sein, der um einen bestimmten Abstand von dem Wendepunkt entfernt ist.
Darüber hinaus führt die Steuerungsvorrichtung 126 gemäß der ersten Ausführungsform, wenn der Abstand zwischen einem Wendepunkt, dessen Winkel den bestimmten Bereich überschreitet, und dem Löffel 113 auf oder über dem Schwellenwert für Beschränkung von Steuerung des Löffels liegt, Steuerung des Löffels durch. Das heißt, selbst wenn der Abstand zwischen dem Wendepunkt und dem Löffel 113 auf oder über dem Schwellenwert für Beschränkung von Steuerung des Löffels liegt, führt die Steuerungsvorrichtung 126, wenn der Winkel des Wendepunktes innerhalb des bestimmten Bereiches liegt, Steuerung des Löffels durch. Dementsprechend kann, wenn eine durchgehende Soll-Arbeitslinie im Wesentlichen flach ist, der Winkel des Löffels 113 kontinuierlich aufrechterhalten werden. Wenn hingegen der Abstand zwischen dem Wendepunkt und dem Löffel 113 auf oder über dem Schwellenwert für Beschränkung von Steuerung des Löffels liegt, kann eine Steuerungsvorrichtung 126 gemäß einer anderen Ausführungsform Steuerung des Löffels unabhängig von dem Winkel des Wendepunktes beenden.
Darüber hinaus führt gemäß der ersten Ausführungsform, wenn der Abstand zwischen dem Löffel 113 und der Objekt-Linie unter dem Schwellenwert für Beginn von Steuerung des Löffels liegt, die Steuerungsvorrichtung 126 Steuerung des Löffels so durch, dass der Winkel des Löffels 113 ein gleichmäßiger Winkel ist. Wenn sich der Löffel 113 nahe genug an der Objekt-Linie befindet, ist es sehr wahrscheinlich, dass eine Bedienungsperson beabsichtigt, abschließendes Formen des Aushub-Objektes durchzuführen. Daher kann die Steuerungsvorrichtung 126 den Winkel des Löffels 113 beim abschließenden Formen ohne Durchführen einer speziellen Betätigung durch eine Bedienungsperson gleichmäßig beibehalten, indem Steuerung des Löffels durchgeführt wird, wenn sich der Löffel 113 nahe genug an der Objekt-Linie befindet. Hingegen kann, wie in Patentdokument 1 offenbart, die Steuerungsvorrichtung 126 gemäß einer anderen Ausführungsform Steuerung des Löffels über eine spezielle Betätigung einer Bedienungsperson beginnen. Auch in diesem Fall hebt die Steuerungsvorrichtung 126 den festen Winkel des Löffels 113 automatisch auf, wenn sich der Löffel 113 dem Wendepunkt nähert.
Darüber hinaus führt gemäß der ersten Ausführungsform, wenn der Abstand zwischen dem Löffel 113 und der Objekt-Linie unter einem Schwellenwert für Beginn von Steuerung der Arbeitsausrüstung liegt, die Steuerungsvorrichtung 126 Steuerung der Arbeitsausrüstung durch, mit der die Arbeitsausrüstung 110 so gesteuert wird, dass der Löffel 113 nicht in einen Bereich unterhalb einer geplanten Ebene eindringt. Dabei liegt ein Schwellenwert für Steuerung des Löffels unter einem Schwellenwert für Steuerung der Arbeitsausrüstung. Das heißt, wenn keine Steuerung der Arbeitsausrüstung ausgeführt wird, wird auch keine Steuerung des Löffels ausgeführt. Innerhalb eines Bereiches, in dem keine Steuerung der Arbeitsausrüstung ausgeführt wird, besteht geringe Wahrscheinlichkeit, dass eine Bedienungsperson beabsichtigt, abschließendes Formen durchzuführen. Daher kann, wenn der Schwellenwert für Steuerung des Löffels unter dem Schwellenwert für Steuerung der Arbeitsausrüstung liegt, verhindert werden, dass die Steuerungsvorrichtung 126 den Winkel des Löffels 113 unnötig steuert. Gemäß einer anderen Ausführungsform weist die Steuerungsvorrichtung 126 hingegen keine Funktion zum Steuern einer Arbeitsausrüstung auf.
Darüber hinaus unterbricht gemäß der ersten Ausführungsform, wenn der Abstand zwischen dem Löffel 113 und dem Wendepunkt unter dem Schwellenwert für Beschränkung des Stiels liegt und wenn ein Vorgang zum Betätigen des Stiels 112 in einer den Wendepunkt überschreitenden Richtung anhält, die Steuerungsvorrichtung Antrieb des Stiels 112. Dementsprechend kann verhindert werden, dass eine Bedienungsperson den Stiel 112 betätigt, ohne den Wendepunkt zu erkennen. Das heißt, gemäß der ersten Ausführungsform kommt der Stiel 112 zum Halten, wenn eine Betätigung des Stiels 112 in einer auf den Wendepunkt zu verlaufenden Richtung anhält, wenn der Löffel 113 die Position in einem Abstand des Schwellenwertes für Beschränkung des Stiels zu dem Wendepunkt erreicht. Dementsprechend kann sich eine Bedienungsperson vergewissern, dass der Löffel 113 in der Nähe des Wendepunktes angekommen ist. Anschließend setzt die Bedienungsperson das Maß der Betätigung bezüglich des Stiels 112 auf 0 (der Hebel der Betätigungsvorrichtung 1211 befindet sich in einem neutralen Zustand) und ändert die Stellung des Löffels 113 auf eine geeignete Stellung. Dann wird der Stiel 112 erneut betätigt, so dass eine geeignete Objekt-Linie in der Nähe des Wendepunktes ausgebildet werden kann.
Darüber hinaus beendet gemäß der ersten Ausführungsform, wenn der Abstand zwischen dem Löffel 113 und der Objekt-Linie auf oder über dem Schwellenwert für Beendigung von Steuerung des Löffels liegt, die Steuerungsvorrichtung 219 Steuerung des Löffels. Dabei liegt ein Schwellenwert für Beendigung von Steuerung des Löffels über dem Schwellenwert für Beginn von Steuerung des Löffels. Das heißt, Schwellenwerte für Beginn und Beendigung von Steuerung des Löffels sind Hysterese-Auslöser. Dementsprechend kann die Steuerungsvorrichtung 126, selbst wenn sich die Position des Löffels 113 aufgrund von Unebenheit an einer Oberfläche des Aushub-Objektes nach oben und nach unten bewegt, die Härte des Aushub-Objektes fluktuiert oder dergleichen, Steuerung so durchführen, dass Steuerung des Löffels nicht häufig zwischen einem aktivierten Zustand und einem deaktivierten Zustand wechselt. Hingegen können bei einem Hydraulikbagger 100 gemäß einer anderen Ausführungsform der Schwellenwert für Beginn von Steuerung des Löffels und der Schwellenwert für Beendigung von Steuerung des Löffels die gleichen Werte sein.
Darüber hinaus führt gemäß der ersten Ausführungsform die Steuerungsvorrichtung 126, wenn das Maß der Betätigung bezüglich einer Betätigung des Löffels 113 unter dem bestimmten Schwellenwert liegt und wenn der Abstand zwischen dem Löffel 113 und der Objekt-Linie unter dem Schwellenwert für Steuerung des Löffels liegt, Steuerung des Löffels durch. Wenn der Löffel 113 mit der Betätigungsvorrichtung 1211 betätigt wird, ist es sehr wahrscheinlich, dass eine Bedienungsperson beabsichtigt, den Löffel 113 selbst zu steuern. Daher führt die Steuerungsvorrichtung 126 Steuerung des Löffels durch, wenn das Maß der Betätigung bezüglich einer Betätigung des Löffels 113 gering ist, so dass verhindert werden kann, dass der Winkel des Löffels 113 unnötig gesteuert wird.
Andere Ausführungsform
Oben ist eine Ausführungsform unter Bezugnahme auf die Zeichnungen detailliert beschrieben worden. Die konkrete Konfiguration ist jedoch nicht auf die oben beschriebenen beschränkt, und es können verschiedene konstruktive Veränderungen und dergleichen vorgenommen werden.
Das Verfahren zum Erzeugen eines Betätigungs-Signals über die Betätigungsvorrichtung 1211 gemäß der ersten Ausführungsform ist ein PPC-Verfahren. Das Verfahren ist jedoch nicht darauf beschränkt. Beispielsweise kann ein Verfahren unter Einsatz eines elektrischen Hebels angewendet werden. Das Verfahren unter Einsatz eines elektrischen Hebels ist ein Verfahren, bei dem ein Betätigungs-Signal erzeugt wird, indem Betätigungs-Winkel des Bedienhebels 1212 der rechten Seite und des Bedienhebels 1213 der linken Seite unter Verwendung eines Potentiometers erfasst werden. In diesem Fall erzeugt die Steuerungsvorrichtung 126 jeweils einen Steuerungs-Befehl des Auslegers 111, des Stiels 112 und des Löffels 113 auf Basis der Soll-Geschwindigkeiten des Auslegers 111, des Stiels 112 und des Löffels 113, der Geschwindigkeitsbeschränkung des Auslegers 111 sowie der Steuerungs-Geschwindigkeit des Löffels 113. Das elektromagnetische Proportional-Steuerventil wird entsprechend den erzeugten Steuerungs-Befehlen gesteuert.
Die Steuerungsvorrichtung 126 gemäß der ersten Ausführungsform bestimmt die Differenz zwischen dem Winkel der Löffel-Bodenfläche 113A und dem Winkel der Objekt-Ebene anhand des Winkels φ, der durch den Normalvektor Nb der Bodenfläche und den Normalvektor Nt der Arbeitsebene gebildet wird. Eine andere Ausführungsform ist jedoch nicht darauf beschränkt. Beispielsweise kann in einer anderen Ausführungsform anstelle des Normalvektors Nb der Bodenfläche ein Vektor verwendet werden, der von dem Bolzen P3, an dem der Löffel 113 und der Stiel 112 gelagert sind, zu der Schneidenkante E des Löffels 113 verläuft. Darüber hinaus kann in einer anderen Ausführungsform beispielsweise die Differenz zwischen dem Winkel der Löffel-Bodenfläche 113A und dem Winkel der Objekt-Ebene berechnet werden, indem individuell die Neigung der Löffel-Bodenfläche 113A und die Neigung der Objekt-Ebene bestimmt werden.
Die Bedingung für Beginn von Steuerung des Löffels gemäß der ersten Ausführungsform schließt ein, dass der Abstand zwischen dem Löffel 113 und der Position des Aushub-Objektes unter dem Schwellenwert für Beginn von Steuerung des Löffels liegt. Die Bedingung ist jedoch nicht darauf beschränkt. Die Bedingung für Beginn von Steuerung des Löffels muss lediglich eine Beziehung zwischen dem Zustand der Arbeitsausrüstung 110 und der Steuerungs-Bezugsgröße der Arbeitsausrüstung einschließen, die einer bestimmten Beziehung entspricht. Beispielsweise kann eine Bedingung für Beginn von Steuerung des Löffels gemäß einer anderen Ausführungsform einschließen, dass der Abstand zwischen dem Löffel 113 und der Bodenhöhe unter dem Schwellenwert für Beginn von Steuerung des Löffels liegt oder dergleichen. In diesem Fall ist die Bodenhöhe ein Beispiel für eine Steuerungs-Bezugsgröße.
Die Steuerungsvorrichtung 126 gemäß der ersten Ausführungsform berechnet die Steuerungs-Geschwindigkeit des Löffels 113 auf Basis der Geschwindigkeiten des Auslegers 111 und des Stiels 112. Die Berechnung ist jedoch nicht darauf beschränkt. Beispielsweise kann die Steuerungsvorrichtung 126 gemäß einer anderen Ausführungsform die Steuerungs-Geschwindigkeit des Löffels 113 auf Basis der Soll-Geschwindigkeiten des Auslegers 111 und des Stiels 112 sowie der Geschwindigkeitsbeschränkung des Auslegers 111 berechnen.
Die Steuerungsvorrichtung 126 gemäß der ersten Ausführungsform kann bei jeder beliebigen Arbeitsmaschine eingesetzt werden, die Arbeitsausrüstung einschließt, ohne auf einen Hydraulikbagger beschränkt zu sein.
Industrielle Einsatzmöglichkeiten
Gemäß den oben beschriebenen Ausführungsformen kann eine Vorrichtung zum Steuern von Arbeitsausrüstung einen festen Winkel eines Löffels ohne Durchführen eines speziellen Betätigungsvorgangs durch eine Bedienungsperson aufheben, wenn ein Wendepunkt geformt wird, an dem der Winkel einer Arbeitsebene variiert.
Bezugszeichenliste

100: Hydraulikbagger
111: Ausleger
112: Stiel
113: Löffel
114: Auslegerzylinder
115: Stielzylinder
116: Löffelzylinder
126: Steuerungsvorrichtung
200: Einheit zum Speichern von Arbeitsmaschinen-Informationen
201: Einheit zum Ermitteln eines Maßes der Betätigung
202: Einheit zum Beziehen erfasster Informationen
203: Einheit zum Bestimmen einer Stellung
204: Einheit zum Speichern von Soll-Arbeitsdaten
205: Einheit zum Bestimmen einer Soll-Arbeitslinie
206: Einheit zum Bestimmen eines Abstandes
207: Einheit zum Bestimmen einer Soll-Geschwindigkeit
208: Einheit zum Steuern einer Arbeitsausrüstung
209: Einheit zum Steuern eines Löffels
210: Einheit zum Speichern eines Soll-Winkels
211: Einheit zum Ausgeben eines Steuerungs-Befehls

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

JP H366838 [0004]

Claims

Vorrichtung zum Steuern von Arbeitsausrüstung, die Arbeitsausrüstung steuert, die einen Löffel einschließt, wobei die Vorrichtung zum Steuern von Arbeitsausrüstung umfasst: eine Einheit zum Bestimmen einer Position eines Löffels, die so eingerichtet ist, dass sie eine Position des Löffels bestimmt; eine Einheit zum Bestimmen einer Soll-Arbeitslinie, die so eingerichtet ist, dass sie eine Soll-Arbeitslinie bestimmt, die eine Soll-Form eines Objektes von Aushub mit der Arbeitsausrüstung anzeigt; eine Einheit zum Bestimmen eines Abstandes, die so eingerichtet ist, dass sie einen Abstand zwischen dem Löffel und einer Bezugsposition innerhalb der Soll-Arbeitslinie bestimmt; sowie eine Einheit zum Steuern eines Löffels, die so eingerichtet ist, dass sie den Löffel so steuert, dass ein Winkel des Löffels ein gleichmäßiger Winkel ist, wenn der Abstand zwischen dem Löffel und der Bezugsposition auf oder über einem Schwellenwert für Beschränkung von Steuerung des Löffels liegt.
Vorrichtung zum Steuern von Arbeitsausrüstung nach Anspruch 1, wobei die Einheit zum Bestimmen eines Abstandes des Weiteren so eingerichtet ist, dass sie einen Abstand zwischen dem Löffel und der Soll-Arbeitslinie bestimmt, und die Einheit zum Steuern eines Löffels so eingerichtet ist, dass sie den Löffel steuert, wenn der Abstand zwischen dem Löffel und der Soll-Arbeitslinie unter einem Schwellenwert für Beginn von Steuerung des Löffels liegt und der Abstand zwischen dem Löffel und der Bezugsposition auf oder über dem Schwellenwert für Beschränkung von Steuerung des Löffels liegt.
Vorrichtung zum Steuern von Arbeitsausrüstung nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Einheit zum Steuern eines Löffels so eingerichtet ist, dass sie den Löffel so steuert, dass der Winkel des Löffels ein gleichmäßiger Winkel ist, wenn ein Abstand zwischen der Bezugsposition, an der ein Winkel, der durch die Soll-Arbeitslinie und eine andere, in Kontakt mit der Soll-Arbeitslinie befindliche Soll-Arbeitslinie gebildet wird, einen bestimmten Bereich überschreitet, und dem Löffel auf oder über dem Schwellenwert für Beschränkung von Steuerung des Löffels liegt.
Vorrichtung zum Steuern von Arbeitsausrüstung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, die des Weiteren umfasst: eine Einheit zum Steuern einer Arbeitsausrüstung, die so eingerichtet ist, dass sie die Arbeitsausrüstung so steuert, dass der Löffel nicht in einen Bereich unterhalb der Soll-Arbeitslinie eindringt, wenn der Abstand zwischen dem Löffel und der Soll-Arbeitslinie unter einem Schwellenwert für Beginn von Steuerung der Arbeitsausrüstung liegt.
Vorrichtung zum Steuern von Arbeitsausrüstung nach Anspruch 4, die des Weiteren umfasst: eine Einheit zum Ermitteln eines Maßes der Betätigung, die so eingerichtet ist, dass sie ein Maß der Betätigung einer Betätigungsvorrichtung zum Betätigen der Arbeitsausrüstung ermittelt, die des Weiteren einen Stiel einschließt, der den Löffel trägt, wobei die Einheit zum Steuern einer Arbeitsausrüstung so eingerichtet ist, dass sie die Arbeitsausrüstung so steuert, dass Antrieb des Stiels beschränkt wird, wenn der Abstand zwischen dem Löffel und der Bezugsposition unter einem Schwellenwert für Beschränkung des Stiels legt und eine Betätigung zum Betätigen des Stiels in einer Richtung über die Bezugsposition hinaus anhält.
Vorrichtung zum Steuern von Arbeitsausrüstung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Bezugsposition ein Ende der Soll-Arbeitslinie ist.
Arbeitsmaschine, die umfasst: Arbeitsausrüstung, die einen Löffel und einen Stiel einschließt, der den Löffel trägt; sowie die Vorrichtung zum Steuern von Arbeitsausrüstung nach einem der Ansprüche 1 bis 6.