DE112020000322T5

DE112020000322T5 - System zur erzeugung einer karte mit schulungstipps

Info

Publication number: DE112020000322T5
Application number: DE112020000322.1T
Authority: DE
Inventors: Megan Schott; Rodney L. Menold; David C. Janik; Andrew J. de Haseth
Original assignee: Caterpillar Inc
Current assignee: Caterpillar Inc
Priority date: 2019-02-05
Filing date: 2020-02-03
Publication date: 2021-10-14
Also published as: US20200249045A1; WO2020163199A1; US11105653B2; CN113383284A; AU2020217562A1

Abstract

System zur Erzeugung einer Karte basierend auf einer Vielzahl von Vorgängen, wobei jeder zumindest eine quantitativ messbare Aufgabe beinhaltet. Das System beinhaltet einen in den Boden eingreifenden Antriebsmechanismus (17, 18), einen Betriebssensor (45, 46, 47, 48), einen Positionssensor (43, 80), eine visuelle Bildanzeigevorrichtung (38) und eine Steuerung (41, 77). Die Steuerung (41, 77) vergleicht eine erste Betriebseigenschaft mit einem ersten Betriebsbereich und speichert eine erste fehlgeschlagene Aufgabe und eine aktuelle Maschinenposition, wenn die erste Betriebseigenschaft der Maschine (10) außerhalb des ersten Betriebsbereichs liegt. Die Steuerung vergleicht ebenfalls eine zweite Betriebseigenschaft mit einem zweiten Betriebsbereich und speichert eine zweite fehlgeschlagene Aufgabe und die aktuelle Maschinenposition, wenn die zweite Betriebseigenschaft der Maschine außerhalb des zweiten Betriebsbereichs liegt. Eine Karte der Maschinenstrecke wird angezeigt, die jede fehlgeschlagene Aufgabe und die zugehörige Maschinenposition beim Ausführen der fehlgeschlagenen Aufgabe beinhaltet.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Offenbarung bezieht sich im Allgemeinen auf ein System zur Erzeugung einer Karte mit Schulungstipps und insbesondere auf ein System und Verfahren zur Bewertung von quantitativ messbaren Maschinenaufgaben und zur Erzeugung einer Karte, die die Aufgaben anzeigt.
Stand der Technik
Maschinen wie beispielsweise Radlader, Schlepper, Raupentraktoren, Motorgrader, Planierraupen und andere mobile Maschinen werden für eine Vielzahl von Arbeiten in der Industrie, wie etwa im Bergbau, in der Landwirtschaft, im Baugewerbe, im Transportwesen oder in einer anderen Branche, eingesetzt. Bevor eine Bedienperson als Experte oder sogar als fortgeschrittene Bedienperson bezeichnet werden kann, kann ein erheblicher Schulungsaufwand erforderlich sein.
Maschinenbediener werden oft in computergestützten Simulatoren geschult und führen Schulungsübungen an der Maschine durch, bevor sie tatsächliche arbeitsbezogene Vorgänge ausführen. Diese Methoden können zwar ein grundlegendes Maß an Betriebserfahrung vermitteln, bieten jedoch keine Umgebung, die der Bedienperson vollständig auf die tatsächlichen, mit einer Baustelle verbundenen „realen“ Arbeitserfahrungen vorbereitet. Daher benötigen viele unerfahrene Maschinenbediener eine zusätzliche Schulung am Arbeitsplatz in bestimmten Bereichen der Maschinenbedienung. Darüber hinaus benötigen viele erfahrene Maschinenbediener möglicherweise zusätzliche Schulungen für bestimmte betriebliche Fertigkeiten und/oder neue Techniken im Zusammenhang mit einer oder mehreren Maschinen. Daher kann ein System zur genauen Bewertung der Leistung des Maschinenbedieners und zur Bereitstellung von Rückmeldungen über ein Kartierungssystem wünschenswert sein.
Das US-Patent Nr. 8,682,575 offenbart ein Verfahren zum Betrieb eines Navigationssystems in einem Off-Road-Modus. Ein Wegpunkt wird gesetzt und angezeigt, und eine Vielzahl von „Brotkrumen“ wird abgelegt oder gesetzt, während das Fahrzeug zum nächsten Wegpunkt fährt. Die Brotkrumen werden auch auf einer Anzeige im Fahrzeug angezeigt. Als Ergebnis wird eine Karte oder eine visuelle Aufzeichnung der Strecke des Fahrzeugs gespeichert und angezeigt. Die vorhergehende Hintergrundbeschreibung beabsichtigt ausschließlich, den Leser zu unterstützen. Sie soll die hierin beschriebenen Innovationen nicht begrenzen und den beschriebenen Stand der Technik nicht begrenzen oder erweitern. Somit soll die vorhergehende Beschreibung nicht angeben, dass irgendein bestimmtes Element eines vorausgehenden Systems zur Verwendung bei den hierin beschriebenen Innovationen ungeeignet ist, noch ist es beabsichtigt anzugeben, dass irgendein Element für das Implementieren der hierin beschriebenen Innovationen wesentlich ist. Die Implementierungen und die Anwendung der hierin beschriebenen Innovationen sind durch die angefügten Ansprüche definiert.
Kurzdarstellung
In einem Aspekt wird ein System zur Erzeugung einer Karte basierend auf einer Vielzahl von Vorgängen, die von einer Maschine durchgeführt werden, bereitgestellt, wobei jeder Vorgang zumindest eine quantitativ messbare Aufgabe beinhaltet. Das System beinhaltet einen in den Boden eingreifenden Antriebsmechanismus, einen Betriebssensor, einen Positionssensor, eine visuelle Bildanzeigevorrichtung und eine Steuerung. Der in den Boden eingreifende Antriebsmechanismus ist zum Antreiben der Maschine um eine Strecke operativ mit der Maschine verbunden, der Betriebssensor ist der Maschine operativ zugeordnet und zum Ermitteln einer ersten Betriebseigenschaft der Maschine ausgebildet, und der Positionssensor ist der Maschine operativ zugeordnet und zum Ermitteln einer Position der Maschine ausgebildet. Die Steuerung ist zur Speicherung eines ersten Betriebsbereichs für einen ersten quantitativ messbaren Vorgang, zur Speicherung eines zweiten Betriebsbereichs für eine zweite quantitativ messbare Aufgabe, zur Ermittlung einer aktuellen Maschinenposition der Maschine basierend auf dem Positionssensor, zur Ermittlung der ersten Betriebseigenschaft der Maschine basierend auf dem Betriebssensor, während die Maschine zur Ausführung von Vorgängen über die Strecke angetrieben wird, zum Vergleich der ersten Betriebseigenschaft mit dem ersten Betriebsbereich und zur Speicherung einer Identifikation einer ersten fehlgeschlagenen Aufgabe zusammen mit der aktuellen Maschinenposition, wenn die erste Betriebseigenschaft der Maschine außerhalb des ersten Betriebsbereichs liegt, ausgebildet. Die Steuerung ist ferner zur Ermittlung einer zweiten Betriebseigenschaft der Maschine, während die Maschine zur Ausführung der Vorgänge über die Strecke angetrieben wird, zum Vergleichen der zweiten Betriebseigenschaft mit dem zweiten Betriebsbereich, zum Speichern einer Identifikation einer zweiten fehlgeschlagenen Aufgabe zusammen mit der aktuellen Maschinenposition, wenn die zweite Betriebseigenschaft der Maschine außerhalb des zweiten Betriebsbereichs liegt, und zum Erzeugen und Anzeigen einer Karte der Strecke der Maschine auf der visuellen Bildanzeigevorrichtung ausgebildet, wobei die Karte jede fehlgeschlagene Aufgabe und ihre zugehörige Maschinenposition während der Ausführung der fehlgeschlagenen Aufgabe beinhaltet.
In einem anderen Aspekt wird ein Verfahren zum Erzeugen einer Karte basierend auf einer Vielzahl von Vorgängen, die von einer Maschine ausgeführt werden, bereitgestellt, wobei jeder Vorgang zumindest eine quantitativ messbare Aufgabe beinhaltet. Das Verfahren beinhaltet das Speichern eines ersten Betriebsbereichs für eine erste quantitativ messbare Aufgabe, das Speichern eines zweiten Betriebsbereichs für eine zweite quantitativ messbare Aufgabe, das Ermitteln einer aktuellen Maschinenposition der Maschine basierend auf einem der Maschine operativ zugeordneten Positionssensor, das Ermitteln einer ersten Betriebseigenschaft der Maschine basierend auf einem mit der Maschine wirkverbundenen Betriebssensor, während die Maschine durch einen in den Boden eingreifenden Antriebsmechanismus, der mit der Maschine zur Ausführung von Vorgängen wirkverbunden ist, über eine Strecke angetrieben wird, das Vergleichen der ersten Betriebseigenschaft mit dem ersten Betriebsbereich, und das Speichern einer Identifikation einer ersten fehlgeschlagenen Aufgabe zusammen mit der aktuellen Maschinenposition, wenn die erste Betriebseigenschaft der Maschine außerhalb des ersten Betriebsbereichs liegt. Das Verfahren beinhaltet ferner das Ermitteln einer zweiten Betriebseigenschaft der Maschine, basierend darauf, dass die Maschine zum Ausführen des Vorgangs über die Strecke angetrieben wird, das Vergleichen der zweiten Betriebseigenschaft mit dem zweiten Betriebsbereich, das Speichern einer Identifikation einer zweiten fehlgeschlagenen Aufgabe zusammen mit der aktuellen Maschinenposition, wenn die zweite Betriebseigenschaft der Maschine außerhalb des zweiten Betriebsbereichs liegt, und das Erzeugen und Anzeigen einer Karte der Strecke der Maschine auf einer visuellen Bildanzeigevorrichtung, wobei die Karte jede fehlgeschlagene Aufgabe und ihre zugehörige Maschinenposition während der Ausführung der fehlgeschlagenen Aufgabe beinhaltet.
In einem weiteren Aspekt beinhaltet eine Maschine einen in den Boden eingreifenden Antriebsmechanismus, einen Betriebssensor, einen Positionssensor, eine visuelle Bildanzeigevorrichtung und eine Steuerung. Der in den Boden eingreifende Antriebsmechanismus ist zum Antreiben der Maschine um eine Strecke operativ mit der Maschine verbunden, der Betriebssensor ist der Maschine operativ zugeordnet und zum Ermitteln einer ersten Betriebseigenschaft der Maschine ausgebildet, und der Positionssensor ist der Maschine operativ zugeordnet und zum Ermitteln einer Position der Maschine ausgebildet. Die Steuerung ist zur Speicherung eines ersten Betriebsbereichs für einen ersten quantitativ messbaren Vorgang, zur Speicherung eines zweiten Betriebsbereichs für eine zweite quantitativ messbare Aufgabe, zur Ermittlung einer aktuellen Maschinenposition der Maschine basierend auf dem Positionssensor, zur Ermittlung der ersten Betriebseigenschaft der Maschine basierend auf dem Betriebssensor, während die Maschine zur Ausführung von Vorgängen über die Strecke angetrieben wird, zum Vergleich der ersten Betriebseigenschaft mit dem ersten Betriebsbereich und zur Speicherung einer Identifikation einer ersten fehlgeschlagenen Aufgabe zusammen mit der aktuellen Maschinenposition, wenn die erste Betriebseigenschaft der Maschine außerhalb des ersten Betriebsbereichs liegt, ausgebildet. Die Steuerung ist ferner zur Ermittlung einer zweiten Betriebseigenschaft der Maschine, während die Maschine zur Ausführung der Vorgänge über die Strecke angetrieben wird, zum Vergleichen der zweiten Betriebseigenschaft mit dem zweiten Betriebsbereich, zum Speichern einer Identifikation einer zweiten fehlgeschlagenen Aufgabe zusammen mit der aktuellen Maschinenposition, wenn die zweite Betriebseigenschaft der Maschine außerhalb des zweiten Betriebsbereichs liegt, und zum Erzeugen und Anzeigen einer Karte der Strecke der Maschine auf der visuellen Bildanzeigevorrichtung ausgebildet, wobei die Karte jede fehlgeschlagene Aufgabe und ihre zugehörige Maschinenposition während der Ausführung der fehlgeschlagenen Aufgabe beinhaltet.
Figurenliste

1 stellt eine schematische Veranschaulichung eines Abschnitts einer Baustelle dar, auf der eine Vielzahl von Maschinen eingesetzt werden kann, die die hierin offenbarten Prinzipien beinhalten;
2 stellt schematisch eine Maschine dar, in der die hierin offenbarten Prinzipien verwendet werden können;
3 stellt eine perspektivische Ansicht einer Kabine der Maschine aus 2 dar;
4 stellt eine schematische Veranschaulichung einer geschlossenen Strecke dar, über die die Maschine aus 2 arbeiten kann;
5 stellt eine vereinfachte Veranschaulichung einer ersten quantitativ messbaren Aufgabe dar, die ordnungsgemäß ausgeführt wird;
6 stellt eine vereinfachte Darstellung der ersten quantitativ messbaren Aufgabe aus 4 dar, wobei die Aufgabe jedoch unzureichend ausgeführt wird;
7 stellt eine vereinfachte Veranschaulichung einer zweiten quantitativ messbaren Aufgabe dar, die ordnungsgemäß ausgeführt wird;
8 stellt eine vereinfachte Veranschaulichung einer dritten quantitativ messbaren Aufgabe dar, die ordnungsgemäß ausgeführt wird;
9 stellt eine vereinfachte Darstellung der dritten quantitativ messbaren Aufgabe aus 8 dar, wobei die Aufgabe jedoch unzureichend ausgeführt wird;
10 stellt eine vereinfachte Veranschaulichung einer vierten quantitativ messbaren Aufgabe dar, die ordnungsgemäß ausgeführt wird;
11 stellt eine vereinfachte Darstellung der vierten quantitativ messbaren Aufgabe aus 9 dar, wobei die Aufgabe jedoch unzureichend ausgeführt wird;
12 stellt eine vereinfachte Veranschaulichung einer fünften quantitativ messbaren Aufgabe dar, die unzureichend ausgeführt wird;
13 stellt eine weitere vereinfachte Darstellung der fünften quantitativ messbaren Aufgabe dar, die unzureichend ausgeführt wird;
14 stellt ein Beispiel für Bewertungsbilder dar, die auf einem Bildschirm der Maschine angezeigt werden;
15 stellt eine ähnliche Ansicht wie 14 dar, jedoch werden auf dem Bildschirm Anweisungsbilder angezeigt;
16 stellt eine schematische Veranschaulichung einer zweiten Ausführungsform einer Maschine dar, in der die hierin offengelegten Prinzipien verwendet werden können; und
17 stellt ein Ablaufdiagramm dar, das ein Maschinenbedienungs-Coaching-System veranschaulicht.

Ausführliche Beschreibung
1 veranschaulicht einen Bereich einer beispielhaften Baustelle 100, auf der eine Vielzahl von mobilen Maschinen 10 zur Ausführung von Materialtransportvorgängen eingesetzt werden kann. Die Baustelle 100 kann beispielsweise ein Bergwerksgelände, eine Mülldeponie, einen Steinbruch, eine Großbaustelle, eine Straßenbaustelle oder jede andere Art von Baustelle beinhalten. Die Maschinen 10 können eine beliebige Vielzahl von gewünschten Vorgängen auf der Baustelle 100 ausführen, und diese Vorgänge können erfordern, dass die Maschine die Baustelle 100 generell durchfährt. Wie dargestellt, beinhaltet die Baustelle 100 einen Radlader 11, der zum Laden von Material 101 auf einen geländefähigen Lastkraftwagen, wie einen knickgelenkten Lastkraftwagen 60, an einer LKW-Ladestelle 102 verwendet wird. Der Radlader 11 kann sich auf der Baustelle 100 von einer oder mehreren Ladestellen (nicht dargestellt) zur LKW-Ladestelle 102 bewegen. Nachdem jeder geländefähige Lastkraftwagen bis zu einem gewünschten Füllstand befüllt wurde, kann der geländefähige Lastkraftwagen zu einer Abladestelle (nicht dargestellt) fahren, bevor er zurückkehrt, um erneut befüllt zu werden. Unter Bezugnahme auf 2 ist eine schematische Darstellung eines Radladers 11 veranschaulicht. Der Radlader 11 kann einen Körper mit einem Basisabschnitt 12 und einem Arbeitsgeräte-Trägerabschnitt 13 beinhalten, der über ein Knickgelenk 14 schwenkbar an dem Basisabschnitt angebracht ist. Der Basisabschnitt 12 nimmt eine Antriebsmaschine 15, wie beispielsweise einen Motor, und eine Bedienerstation oder Kabine 16 auf, in der sich ein Bediener befinden kann, auf. Die Antriebsmaschine 15 ist mit einem in den Boden eingreifenden Antriebsmechanismus wie den Vorderrädern 17 und den Hinterrädern 18 verbunden und treibt diese an, um als Antriebssystem zu arbeiten. Der Basisabschnitt 12 beinhaltet die Hinterräder 18, während der Arbeitsgeräte-Trägerabschnitt 13 die Vorderräder 17 beinhaltet. Das Knickgelenk 14 ermöglicht das Schwenken oder Bewegen des Arbeitsgeräte-Trägerabschnitts 13 relativ zum Basisabschnitt 12 zum Zwecke der Lenkung des Radladers 11.
Der Arbeitsgeräte-Trägerabschnitt 13 beinhaltet ein Gestänge 20 mit einem oder mehreren Hubarmen 21, die mit dem Arbeitsgeräte-Trägerabschnitt 13 am ersten Drehgelenk 23 schwenkbar verbunden sind. An einem distalen Ende 25 der Hubarme 21 kann an einem zweiten Drehgelenk 26 ein Arbeitsgerät wie beispielsweise eine Schaufel 24 schwenkbar befestigt sein. Ein Rollhebel 27 kann schwenkbar am Rollhebel-Trägerelement 22 des Arbeitsgeräte-Trägerabschnitts 13 angebracht sein, wobei ein erstes Ende (nicht dargestellt) mit einem Rollverbindungselement 28 verbunden ist, das schwenkbar mit der Schaufel 24 verbunden ist. Bei dieser Ausgestaltung führt eine Drehung des Rollhebels 27 zu einem Rollen oder Kippen der Schaufel 24 um das zweite Drehgelenk 26.
Der Radlader 11 kann ein System wie beispielsweise ein elektrohydraulisches System beinhalten, das allgemein mit 30 bezeichnet ist, um verschiedene Systeme und Komponenten der Maschine zu betreiben. Ein Paar von Lenkzylindern 31 (in 2 ist nur einer sichtbar) erstreckt sich zwischen dem Basisabschnitt 12 und dem Arbeitsgeräte-Trägerabschnitt 13 und steuert den Vorgang der Bewegung des Arbeitsgeräte-Trägerabschnitts relativ zum Basisabschnitt um das Knickgelenk 14 zur Steuerung der Lenkung des Radladers 11. Ein Paar von Hubzylindern, die allgemein mit 32 bezeichnet sind, kann sich betriebsmäßig zwischen dem Arbeitsgeräte-Trägerabschnitt 13 und den Hubarmen 21 erstrecken, um das Anheben und Absenken der Hubarme um das erste Drehgelenk 23 zu ermöglichen. Ein Rollzylinder 33 kann sich betriebsmäßig zwischen dem Arbeitsgeräte-Trägerabschnitt 13 und dem Rollhebel 27 erstrecken, um das Drehen oder Kippen der Schaufel 24 um das zweite Drehgelenk 26 zu ermöglichen. Bei den Lenkzylindern 31, den Hubzylindern 32 und dem Rollenzylinder 33 kann es sich um elektrohydraulische Zylinder oder jede andere Art von gewünschten Zylindern oder Aktoren handeln.
Wie unter Bezugnahme auf 3 ersichtlich, kann die Kabine 16 einen Bedienersitz 35, eine oder mehrere Eingabevorrichtungen 36, wie beispielsweise ein Lenkrad, Hebel, Knöpfe, Tasten, Joysticks, Pedale usw. beinhalten, über die die Bedienperson Befehle zur Steuerung des Betriebs des Radladers 11, wie etwa des Antriebs und der Lenkung, sowie zur Bedienung verschiedener mit der Maschine verbundener Arbeitsgeräte erteilen kann. Eine oder mehrere Instrumentenanordnungen 37 können innerhalb der Kabine 16 angeordnet sein, um der Bedienperson Informationen zur Verfügung zu stellen, und können darüber hinaus zusätzliche Eingabevorrichtungen wie Knöpfe und Tasten beinhalten. Die Kabine 16 kann ferner eine visuelle Bildanzeigevorrichtung beinhalten, wie beispielsweise einen Anzeigebildschirm 38.
Der Radlader 11 kann ein Steuersystem 40 beinhalten, wie allgemein durch einen Pfeil in 2 dargestellt, der die Zuordnung zur Maschine anzeigt. Das Steuersystem 40 kann einen oder mehrere Sensoren zur Bereitstellung von Daten und Eingangssignalen verwenden, die für verschiedene Betriebsparameter des Radladers 11 und die Umgebung der Baustelle 100, auf der die Maschine betrieben wird, repräsentativ sind. Das Steuersystem 40 kann ein elektronisches Steuermodul oder eine Steuerung 41 und eine Vielzahl von Sensoren beinhalten, die dem Radlader 11 zugeordnet sind.
Die Steuerung 41 kann eine logisch arbeitende elektronische Steuerung sein, die Operationen, die Ausführung von Steueralgorithmen, das Speichern und Abrufen von Daten und andere gewünschte Operationen durchführt. Die Steuerung 41 kann Speicher, sekundäre Speichervorrichtungen, Prozessoren und jegliche anderen Komponenten zur Ausführung einer Anwendung beinhalten oder auf diese zugreifen. Der Speicher und die sekundären Speichervorrichtungen können in Form eines Nur-Lese-Speichers (ROM) oder eines Speichers mit wahlfreiem Zugriff (RAM) oder einer integrierten Schaltung, auf die die Steuerung zugreifen kann, vorliegen. Verschiedene andere Schaltungen können mit der Steuerung 41 assoziiert sein, beispielsweise eine Energieversorgungsschaltung, eine Signalformungsschaltung, eine Treiberschaltung und andere Arten von Schaltungen.
Die Steuerung 41 kann eine einzelne Steuerung sein oder mehr als eine Steuerung beinhalten, die zur Steuerung verschiedener Funktionen und/oder Merkmale des Radladers 11 angeordnet sind. Der Begriff „Steuerung“ ist im weitesten Sinne zu verstehen und beinhaltet eine oder mehrere Steuerungen und/oder Mikroprozessoren, die mit dem Radlader 11 assoziiert sein können und die bei der Steuerung verschiedener Funktionen und Vorgänge der Maschine zusammenwirken können. Die Funktionalität der Steuerung 41 kann ohne Rücksicht auf die Funktionalität in Hardware und/oder Software implementiert werden. Die Steuerung 41 kann auf eine oder mehrere Datenkarten zurückgreifen, die sich auf die Betriebsbedingungen und die Betriebsumgebung des Radladers 11 und der Baustelle 100 beziehen und im Speicher der Steuerung gespeichert sein können. Jede dieser Datenkarten kann eine Sammlung von Daten in Form von Tabellen, Diagrammen und/oder Gleichungen beinhalten.
Das Steuersystem 40 und die Steuerung 41 können sich auf dem Radlader 11 befinden oder mit Komponenten verteilt sein, die sich ebenfalls entfernt von der Maschine befinden, zum Beispiel in einer Befehlszentrale (nicht dargestellt). Die Funktionalität des Steuersystems 40 kann so verteilt sein, dass bestimmte Funktionen am Radlader 11 und andere Funktionen entfernt ausgeführt werden. In diesem Fall kann das Steuersystem 40 ein Kommunikationssystem, wie etwa ein drahtloses Netzwerksystem (nicht dargestellt) zur Übertragung von Signalen zwischen dem Radlader 11 und einem System, das sich entfernt von der Maschine befindet, wie etwa in der Befehlszentrale, beinhalten.
Der Radlader 11 kann mit einer Vielzahl von Maschinensensoren ausgestattet sein, die (direkt oder indirekt) Daten zu verschiedenen Betriebsparametern der Maschine und/oder der Betriebsumgebung, in der die Maschine betrieben wird, bereitstellen. Der Begriff „Sensor“ ist im weitesten Sinne zu verstehen und beinhaltet einen oder mehrere Sensoren und zugehörige Komponenten, die mit dem Radlader 11 assoziiert sein und zusammenarbeiten können, um verschiedene Funktionen, Vorgänge und Betriebseigenschaften der Maschine und/oder Aspekte der Umgebung, in der die Maschine arbeitet, zu erfassen.
Ein Positionserfassungssystem 42, wie in 2 allgemein durch einen Pfeil dargestellt, der die Zugehörigkeit zum Radlader 11 anzeigt, kann einen Positionssensor 43 beinhalten, der die Zugehörigkeit zur Maschine anzeigt und der die Position der Maschine relativ zur Baustelle 100 erfasst. Der Positionssensor 43 kann eine Vielzahl von einzelnen Sensoren beinhalten, die zur Erzeugung und Bereitstellung von Positionssignalen für die Steuerung 41 zusammenarbeiten, die die Position des Radladers 11 anzeigen. In einem Beispiel kann der Positionssensor 43 einen oder mehrere Sensoren beinhalten, die mit einem Positionierungssystem wie einem globalen Navigationssatellitensystem oder einem globalen Positionierungssystem interagieren, um als Positionssensor zu arbeiten. Die Steuerung 41 kann Positionssignale von dem Positionssensor 43 zur Ermittlung der Maschinenposition innerhalb der Baustelle 100 verwenden. In anderen Beispielen kann der Positionssensor 43 einen Kilometerzähler oder einen anderen Sensor zur Erfassung der Raddrehung, ein wahrnehmungsbasiertes System beinhalten oder andere Systeme wie Laser, Sonar, Radar oder ein terrestrisches funkbasiertes Triangulations- oder Annäherungssystem verwenden, um alle oder einige Aspekte der Position des Radladers 11 zu ermitteln.
Ein Knickgelenk-Positionssensor 45, wie in 2 allgemein durch einen Pfeil dargestellt, kann vorgesehen sein und dient der Erfassung der Winkelposition des Arbeitsgeräte-Trägerabschnitts 13 relativ zum Basisabschnitt 12, während er sich um das Knickgelenk 14 dreht. In einer Ausführungsform kann der Knickgelenk-Positionssensor 45 als Wegsensor 46 konfiguriert sein, der jedem der Lenkzylinder 31 zugeordnet ist. Die Wegsensoren 46 können Wegsignale erzeugen und der Steuerung 41 bereitstellen, die die Auslenkung jedes der Lenkzylinder 31 anzeigen. Die Steuerung 41 kann die Wegsignale von jedem Lenkzylinder 31 zur Ermittlung der Auslenkung jedes Lenkzylinders analysieren und dann die Winkelausrichtung des Arbeitsgeräte-Trägerabschnitts 13 relativ zum Basisabschnitt 12 basierend auf den relativen Positionen der Lenkzylinder ermitteln.
Ein Hubpositionssensor 47, wie in 2 allgemein durch einen Pfeil dargestellt, kann vorgesehen sein und dient dazu, die Winkelposition der Hubarme 21 relativ zum Arbeitsgeräte-Trägerabschnitt 13 zu erfassen, wenn sich die Hubarme um das erste Drehgelenk 23 drehen. In einer Ausführungsform kann der Hubpositionssensor 47 als Wegsensor 46 konfiguriert sein, der einem oder mehreren der Hubzylinder 32 zugeordnet ist. Die Wegsensoren 46 können Wegsignale erzeugen und an die Steuerung 41 weitergeben, die die Auslenkung der Hubzylinder 32 anzeigen. Die Steuerung 41 kann die Wegsignale von den Wegsensoren 46 zur Ermittlung der Position der Hubarme 21 basierend auf der Position der Hubzylinder und den Abmessungen der Hubarme und Hubzylinder 32 analysieren. Mit anderen Worten, basierend auf dem Ausmaß, in dem die Hubzylinder 32 ausgefahren sind, kann die Steuerung 41 den Winkel der Hubarme 21 relativ zum Arbeitsgeräte-Trägerabschnitt 13 ermitteln.
Ein Rollpositionssensor 48, wie in 2 allgemein durch einen Pfeil dargestellt, kann vorgesehen sein und dient dazu, die Winkelposition der Schaufel 24 relativ zu den Hubarmen 21 zu erfassen, wenn sich die Schaufel um das zweite Drehgelenk 26 dreht. In einer Ausführungsform kann der Rollpositionssensor 48 als ein dem Rollzylinder 33 zugeordneter Wegsensor 46 ausgebildet sein. Der Wegsensor 46 kann Wegsignale erzeugen und an die Steuerung 41 weitergeben, die die Auslenkung des Rollzylinders 33 anzeigen. Die Steuerung 41 kann die Wegsignale des Wegsensors 46 zur Ermittlung der Position der Schaufel 24 basierend auf der Position des Rollzylinders 33 und den Abmessungen des Rollhebel-Trägerelements 22, des Rollhebels 27, des Rollverbindungselements 28 und des Rollzylinders 33 analysieren. Die Steuerung 41 kann basierend auf dem Ausmaß, in dem der Rollzylinder 33 ausgefahren ist, den Winkel der Schaufel 24 relativ zu den Hubarmen 21 ermitteln.
Anstelle von Zylinderwegsensoren können auch andere Arten von Sensoren, wie beispielsweise Drehpotentiometer, verwendet werden, um die relativen Winkel zwischen den schwenkbaren Komponenten (d. h. Arbeitsgeräte-Trägerabschnitt 13 relativ zum Basisabschnitt 12, Hubarme 21 relativ zum Arbeitsgeräte-Trägerabschnitt 13 und Schaufel 24 relativ zu den Hubarmen 21) zu ermitteln. Wenn gewünscht, können zusätzliche Sensoren zur Erzeugung von Signalen vorgesehen werden, die die relative Winkelgeschwindigkeit und Winkelbeschleunigung zwischen den schwenkbaren Komponenten anzeigen, während sie sich um ihre Drehgelenke drehen. In einer alternativen Ausführungsform kann die Steuerung 41 zur Ermittlung der relativen Winkelgeschwindigkeit und Winkelbeschleunigung basierend auf den Signalen der verschiedenen Positionssensoren ausgebildet sein. Die Steuerung 41 kann für die Ermittlung der Winkelgeschwindigkeit beispielsweise die Änderungsrate der relativen Positionen der Komponenten überwachen oder ermitteln.
Der Radlader 11 kann zum Ausführen vieler verschiedener Vorgänge verwendet werden. In vielen Fällen kann die Bedienperson der Maschine sich wiederholende Vorgänge über einen längeren Zeitraum und entlang einer gleichbleibenden oder sich wiederholenden Strecke ausführen. Mit anderen Worten kann der Radlader 11 wiederholt verschiedene Vorgänge ausführen, während er entlang einer geschlossenen Strecke 105 (4) fährt. Beispielsweise kann ein Radlader 11 zum wiederholten Eingreifen in einen Berg von Schüttgut 101, wie Kies oder Erde, mit der Schaufel 24, zum Anheben einer Schaufelladung von Material und zum anschließenden Transport der Schaufelladung von Material an eine gewünschte Stelle, z. B. die Mulde eines geländefähigen Lastkraftwagens, verwendet werden. Jeder der Vorgänge des Eingreifens in den Materialberg und des Beladens der Schaufel 24 kann in eine Vielzahl von aufeinanderfolgenden Aufgaben unterteilt werden und die Effizienz jeder Aufgabe kann basierend auf Betriebseigenschaften wie den relativen oder absoluten Positionen und/oder Bewegungsgeschwindigkeiten des Radladers 11 und seiner verschiedenen Komponenten (z. B. Hubarme 21 und Schaufel 24) gemessen werden. Die Betriebseigenschaften können zur Beurteilung oder Bewertung der Leistung einer Bedienperson für jede Aufgabe sowie in manchen Fällen auch für den gesamten Vorgang mit einem oder mehreren gewünschten Schwellenwerten verglichen werden. Da es je nach Vorgang wünschenswert sein kann, einen Schwellenwert zu überschreiten oder unterhalb eines Schwellenwerts zu bleiben, kann der Ausdruck „Betriebsbereich“ hierin verwendet werden, um sich auf einen Bereich von einem beliebigen Wert bis zu einem Schwellenwert, von einem Schwellenwert zu einem beliebigen Wert oder zwischen zwei Schwellenwerten zu beziehen.
Die Steuerung 41 kann ein Maschinenbedienungs-Coaching-System 50 beinhalten, das dazu dient, die Leistung einer Bedienperson zu analysieren und der Bedienperson eine Rückmeldung zu geben sowie Anweisungen oder Vorschläge zur Verbesserung der Leistung der Bedienperson bereitzustellen. Dazu können ein oder mehrere Vorgänge in eine Vielzahl von quantitativ messbaren Aufgaben segmentiert oder unterteilt werden und jede der Aufgaben anhand eines gewünschten Betriebsbereichs gemessen werden. Anders ausgedrückt, kann jeder Vorgang in eine Vielzahl von Aufgaben unterteilt werden, die basierend auf gewünschten Positionen und Geschwindigkeiten des Radladers 11 und seiner verschiedenen Komponenten bewertet werden können.
Die Ausführung der einzelnen Aufgaben durch die Bedienperson sowie in einigen Fällen auch der gesamte Vorgang können, während sie sich auf der geschlossenen Strecke 105 bewegt, gemessen und gespeichert werden, um Rückmeldungen an die Bedienperson sowie an das Managementpersonal bereitzustellen. In einer Ausführungsform kann das Maschinenbedienungs-Coaching-System 50 nur Fälle speichern, in denen die Aufgaben den gewünschten Schwellenwert nicht erreichen oder nicht im gewünschten Betriebsbereich liegen. Ferner kann ein Protokoll oder eine Auflistung der Ausführung jeder Aufgabe zusammen mit dem physischen Standort des Radladers 11 gespeichert werden, um eine bessere Rückmeldung an die Bedienperson des Radladers zu ermöglichen. Beispielsweise kann das Maschinenbedienungs-Coaching-System 50 die Fälle, in denen die Vorgänge nicht den gewünschten Schwellenwert erreichen oder nicht im gewünschten Betriebsbereich liegen, zusammen mit der Position des Radladers während der Ausführung einer solchen Aufgabe speichern. In einer Ausführungsform kann die Position als GPS-Koordinaten gespeichert werden, die der Position des Radladers 11 entsprechen. In einer anderen Ausführungsform kann die Position auf einer Karte der Baustelle 100 gespeichert werden. In einer anderen Ausführungsform kann das Maschinenbedienungs-Coaching-System 50 alle Instanzen, in denen die jeden Vorgang bildenden Aufgaben ausgeführt werden, zusammen mit dem physischen Standort des Radladers 11 speichern.
5 bis 15 stellen eine Reihe von aufeinanderfolgenden Aufgaben dar, die dem Laden von Material 101 in die Schaufel 24 zugeordnet sind und quantitativ gemessen werden können. Wie unter erster Bezugnahme auf 5 bis 6 ersichtlich, ist es allgemein wünschenswert, dass der Radlader 11 in einen Materialberg 101 einfährt, wobei der Basisabschnitt 12 und der Arbeitsgeräte-Trägerabschnitt 13 wie in 5 dargestellt ausgerichtet sind. Genauer gesagt, sind die Achse 110 des Basisabschnitts 12 und die Achse 111 des Arbeitsgeräte-Trägerabschnitts 13 kolinear und somit ist der Gelenkwinkel 112 in 5 Null, in 6 jedoch wesentlich größer als Null. Wird der Basisabschnitt 12 relativ zum Arbeitsgeräte-Trägerabschnitt 13 gedreht, wie in 6 dargestellt, dringt die Schaufel 24 nicht so effektiv in den Materialberg 101 ein und die Räder rutschen eher durch. Zusätzlich können das Knickgelenk 14 und die der Relativbewegung zwischen dem Basisabschnitt 12 und dem Arbeitsgeräte-Trägerabschnitt 13 zugeordneten Komponenten, wie etwa die Lenkzylinder 31, aufgrund des Versatzes zwischen dem Basisabschnitt und dem Arbeitsgeräte-Trägerabschnitt zusätzlichem Verschleiß unterliegen.
Die Steuerung 41 kann das Ausmaß der Ausrichtung des Basisabschnitts 12 und des Arbeitsgeräte-Trägerabschnitts 13 (d. h. des Knickwinkels 112) basierend auf den Daten des Knickgelenk-Positionssensors 45, wie vorstehend beschrieben, ermitteln. In der Steuerung 41 können ein oder mehrere Schwellenwerte in Form eines maximal gewünschten Versatzes oder Knickwinkels 112 gespeichert sein. Die Steuerung 41 kann für den Vergleich des tatsächlichen Versatzes zwischen dem Basisabschnitt 12 und dem Arbeitsgeräte-Trägerabschnitt 13 (d. h. dem Knickwinkel 112) mit einem der Schwellenwerte ausgebildet sein, um die Leistung einer Bedienperson zu bewerten oder zu messen.
Die Steuerung 41 kann zur Bewertung oder Überwachung des Knickwinkels 112 ausgebildet sein, wenn die Schaufel 24 in den Materialberg 101 eingreift. Zur Ermittlung des Zeitpunkts, zu dem die Schaufel 24 erstmals in den Materialberg 101 eingreift, kann die Steuerung 41 ein Arbeitsgerät-Lastsensorsystem 51 verwenden, das allgemein in 2 dargestellt ist. In einer Ausführungsform kann das Arbeitsgerät-Lastsensorsystem 51 Sensoren zur Messung von Änderungen im Antriebsstrangsystem, wie zum Beispiel eine Änderung der Differenz zwischen der Leistung des Antriebsmotors 15 und der Leistung eines Drehmomentwandlers (nicht dargestellt), verkörpern. Während der Annäherung an den Materialberg 101 können die Motordrehzahl und die Ausgangsdrehzahl des Drehmomentwandlers relativ konstant sein. Beim Eingreifen in den Materialberg 101 erhöht sich jedoch die Last auf der Schaufel 24, wodurch der Radlader 11 langsamer wird und eine Änderung der relativen Geschwindigkeiten zwischen der Antriebsmaschine 15 und dem Drehmomentwandler verursacht wird. Dementsprechend kann durch Überwachen der Differenz zwischen der Drehzahl der Antriebsmaschine und der Drehzahl des Drehmomentwandlers eine Zunahme der Last auf der Schaufel 24 ermittelt werden, die auf einen Eingriff der Schaufel in den Materialberg 101 hinweist.
Andere Arten des Ermittelns, wann die Schaufel 24 anfänglich in den Materialberg 101 eingreift, werden in Betracht gezogen. Beispielsweise kann das Arbeitsgerät-Lastsensorsystem 51 in alternativen Ausführungsformen, in denen der Maschinenantrieb und der Antriebsstrang hydrostatisch oder elektrisch sind, andere Sensoren enthalten, die eine Differenz zwischen der Leistung der Antriebsmaschine und anderen Aspekten des Antriebs und des Antriebsstrangs erkennen. In einer anderen alternativen Ausführungsform kann das Arbeitsgerät-Lastsensorsystem 51 einen oder mehrere mit einem oder mehreren Hydraulikzylindern verbundene Drucksensoren (nicht dargestellt) verwenden, um zu ermitteln, wann die Last auf der Schaufel 24 anfänglich relativ schnell ansteigt, was den anfänglichen Eingriff zwischen der Schaufel und dem Materialberg 101 darstellt.
Wie unter Bezugnahme auf 7 ersichtlich, ist eine weitere quantitativ messbare Aufgabe dargestellt, die der Ladeschaufel 24 zugeordnet ist. Beim Eingreifen der Schaufel 24 in den Materialberg 101 nimmt die Last auf der Schaufel erheblich zu, wodurch der Radlader 11 schnell abbremst, was zum Durchrutschen der Vorderräder 17 führen kann und die Fähigkeit der Maschine verringert, die Schaufel 24 in den Materialberg zu treiben. Dementsprechend ist es für eine Bedienperson normalerweise wünschenswert, die Hubarme 21 (und damit auch die Schaufel 24) leicht anzuheben, wenn die Schaufel in den Materialberg 101 eingreift, wie bei 113 dargestellt, um so die Last in der Schaufel zu erhöhen, was die Zugkraft der Vorderräder 17 erhöht. Der Vorgang des leichten Anhebens der Hubarme 21 wird manchmal als „Einstellen der Reifen“ bezeichnet und ist wünschenswert, da er den Radschlupf reduziert, was die Effizienz erhöht und den Reifenverschleiß verringert. Die erhöhte Zugkraft ermöglicht der Schaufel 24 auch ein weiteres Eindringen in den Materialberg 101 und kann somit die Nutzlast erhöhen, die der Radlader 11 effektiv in die Schaufel laden kann.
Die Steuerung 41 kann ermitteln, ob eine Bedienperson „die Reifen eingestellt“ hat, indem sie den Winkel der Hubarme 21, während sie um das erste Drehgelenk 23 schwenken oder drehen, relativ zum Arbeitsgeräte-Trägerabschnitt 13 basierend auf den Daten des Hubpositionssensors 47 wie vorstehend beschrieben überwacht. In der Steuerung 41 können ein oder mehrere gewünschte Schwellenwerte gespeichert sein. Die gewünschten Schwellenwerte können das Ausmaß, in dem die Hubarme angehoben werden sollen (z. B. ausgedrückt als Winkel um das erste Drehgelenk 23 oder als Abstand), sowie den Zeitpunkt beinhalten, zu dem der Vorgang relativ zum Eingriff in den Materialberg 101 durch die Schaufel 24 beginnen soll. Die Steuerung 41 kann für den Vergleich des Ausmaßes der tatsächlichen Bewegung der Hubarme 21 relativ zum Arbeitsgeräte-Trägerabschnitt 13 und ihrer zeitlichen Abstimmung mit den gewünschten Schwellenwerten ausgebildet sein, um die Leistung einer Bedienperson zu bewerten oder zu messen.
Die Steuerung 41 kann mit der Bewertung der Leistung der Bedienperson beginnen, wenn sie den Eingriff der Schaufel 24 in den Materialberg 101 wie vorstehend beschrieben ermittelt hat. Weitere quantitativ messbare Aufgaben können mit der physikalischen Belastung der Schaufel 24 beim Einfahren in den Materialberg 101 verbunden sein. Beispielsweise ist es generell wünschenswert, dass die Schaufel 24 in einem gewünschten Winkel relativ zum Boden oder zum Materialberg 101 in den Materialberg einfährt, und es ist generell wünschenswert, dass die Schaufel gerollt und die Hubarme 21 in einer gewünschten Weise angehoben werden, um die Effizienz des Schaufelbeladevorgangs zu maximieren. Insbesondere ist es generell wünschenswert, dass die Schaufel 24 mit der Unterseite 29 der Schaufel grundsätzlich parallel zur Arbeitsfläche 103 in den Materialberg 101 einfährt, wie in 8 dargestellt. Ist die Schaufel 24 um das zweite Drehgelenk 26 nach oben gerollt, wie in 9 etwas übertrieben dargestellt, kann die Schaufel weniger gut in den Materialberg 101 eindringen und rutscht eher am Haufen hoch, als dass sie sich in den Haufen gräbt, was wahrscheinlich zu einer unterfüllten Schaufel führt.
Die Steuerung 41 kann den Winkel 114 (9) der Schaufel 24 beim Einfahren in den Materialberg 101 relativ zur Arbeitsfläche 103 basierend auf den Daten des Positionssensors 43 und des Rollpositionssensors 48 ermitteln. Die Steuerung 41 kann für den Vergleich des tatsächlichen Winkels 114 der Schaufel 24 mit dem gewünschten Schwellenwert ausgebildet sein, um die Leistung der Bedienperson zu bewerten. Während die Unterseite 29 der Schaufel 24 in einem idealen Vorgang grundsätzlich parallel zur Arbeitsfläche 103 verlaufen würde, wie in 8 dargestellt, kann der Schwellenwert als ein Winkel größer als Null gespeichert werden.
Die Steuerung 41 kann mit der Bewertung der Leistung der Bedienperson beginnen, wenn sie den Eingriff der Schaufel 24 in den Materialberg 101 wie vorstehend beschrieben ermittelt hat. Zusätzliche quantitativ messbare Aufgaben können auch der spezifischen Art und Weise der Beladung der Schaufel 24 zugeordnet sein. Beim Beladen der Schaufel 24 ist es im Allgemeinen wünschenswert, dass sich die Maschine vorwärts bewegt, wobei die Schaufel mit dem Eindringen in den Materialberg 101 beginnt und dann die Schaufel durch Betätigung des Rollzylinders 33 leicht gerollt oder um das zweite Drehgelenk 26 nach oben gedreht wird, wie durch Pfeil 115 in 10 dargestellt. Der Vorgang wird wiederholt, indem der Radlader 11 abwechselnd etwas weiter in den Materialberg hineinfährt und dann die Schaufel zusätzlich leicht einrollt, sodass weiteres Material in die Schaufel aufgenommen wird. Der Vorgang kann fortgesetzt werden, bis die Schaufel vollständig gefüllt ist.
In einem Beispiel tritt eine schlechte oder ineffiziente Befüllung der Schaufel 24 auf, wenn die Schaufel zu schnell um den zweiten Drehpunkt 26 gerollt wird, während die Schaufel in den Materialberg 101 eingreift. Wird die Schaufel 24 zu schnell eingerollt, wird der Winkel der Schaufel etwas nach oben gerichtet, so dass sich die Schaufel beim Einfahren des Radladers 11 in den Materialberg 101 nicht effektiv in den Materialberg 101 eingräbt, wie in 11 dargestellt, was dazu führt, dass die Schaufel nur teilweise gefüllt wird.
Die Steuerung 41 kann basierend auf den Daten des Rollpositionssensors 48, der zur Ermittlung der tatsächlichen Position der Schaufel oder der Drehgeschwindigkeit der Schaufel verwendet werden kann, sowie basierend auf den Daten des Positionssensors 43 während der Vorwärtsbewegung des Radladers 11 in den Materialberg 101 ermitteln, ob eine Bedienperson die Schaufel 24 zu schnell gerollt hat.
Die Steuerung 41 kann mit der Bewertung der Leistung der Bedienperson beginnen, wenn sie den Eingriff der Schaufel 24 in den Materialberg 101 wie vorstehend beschrieben ermittelt hat. In einer Ausführungsform kann der in der Steuerung 41 eingestellte oder gespeicherte wünschenswerte Schwellenwert eine gewünschte Drehung der Schaufel 24 beinhalten, die auf der vom Radlader 11 zurückgelegten Strecke basiert, nachdem er in den Materialberg 101 eingefahren ist. In einer anderen Ausführungsform kann die Steuerung 41 die Drehgeschwindigkeit der Schaufel 24 mit einem gewünschten Schwellenwert vergleichen.
In einem weiteren Beispiel tritt eine schlechte oder ineffiziente Befüllung der Schaufel 24 auf, wenn die Schaufel auf- und abgerollt oder „gepumpt“ wird, während die Schaufel in den Materialberg 101 bewegt wird, wie in 12-13 dargestellt. Das Pumpen der Schaufel 24 kann auftreten, wenn die Bedienperson die Schaufel in einem geeigneten Winkel in den Materialberg 101 einfahren lässt (12), die Schaufel zur teilweisen Beladung einrollt und dann die Schaufel zur Änderung des Winkels zum leichteren Einfahren in den Materialberg 101 wieder ausrollt (13). In 13 ist beispielsweise die Unterseite 29 der Schaufel 24 nach unten abgewinkelt. Die Bedienperson kann diesen Vorgang während der Vorwärtsbewegung des Radladers 11 in den Materialberg 101 zur vollständigen Beladung der Schaufel 24 wiederholen. Das Pumpen der Schaufel 24 ist grundsätzlich nicht erwünscht, da es die Zeit zum Befüllen der Schaufel verlängert, die Belastung der Vorderräder 17 verringert und daher zu Reifenschlupf führen kann, die Belastung der Gelenke des Radladers 11 erhöht und für eine Bedienperson schädlich oder gefährlich sein kann.
Die Steuerung 41 kann basierend auf den Daten des Rollpositionssensors 48 sowie basierend auf den Daten des Positionssensors 43 ermitteln, ob eine Bedienperson die Schaufel 24 während der Vorwärtsbewegung des Radladers 11 in den Materialberg 101 pumpt. Die Steuerung 41 kann mit der Bewertung der Leistung der Bedienperson beginnen, sobald die Schaufel 24 in den Materialberg 101 eingreift. Die Steuerung 41 kann den Winkel der Schaufel 24 relativ zu den Hubarmen 21 überwachen und den Betrag oder den Winkel des Ausrollens der Schaufel um das zweite Drehgelenk 26, falls vorhanden, mit einem Schwellenwertwinkel vergleichen. In einer Ausführungsform kann ein einzelner Ausrollvorgang der Schaufel 24 um mehr als einen Schwellenwertwinkel inakzeptabel sein. In einer anderen Ausführungsform können mehrere Ausrollvorgänge der Schaufel 24 um mehr als einen Schwellenwertwinkel bei der Vorwärtsbewegung des Radladers 11 in den Materialberg 101 inakzeptabel sein.
In einem weiteren Beispiel wird ein schlechtes oder ineffizientes Befüllen der Schaufel 24 auftreten, wenn die Bedienperson die Hubarme 21 als einen wesentlichen Teil des Schaufelfüllverfahrens verwendet, anstatt den Rollzylinder 33 und die Vorwärtsbewegung des Radladers 11 zu nutzen. Bei unsachgemäßer Verwendung der Hubarme 21 kann es vorkommen, dass die Bedienperson die Hubarme stark anhebt und dabei die Schaufel 24 nur geringfügig einrollt. Ein übermäßiger Einsatz der Hubarme 21 während des Schaufelbeladevorgangs ist generell unerwünscht, da dies die Zeit zum Befüllen der Schaufel 24 verlängert, zu Reifenschlupf führen kann und den Radlader 11 dazu veranlassen kann, den Materialberg 101 hochzufahren, was die Reifen beschädigen und die Maschine in eine instabile Lage bringen kann.
Die Steuerung 41 kann basierend auf den Daten des Hubpositionssensors 47 sowie basierend auf den Daten des Positionssensors 43 ermitteln, ob eine Bedienperson die Schaufel 24 mit den Hubarmen 21 belädt, während sich der Radlader 11 vorwärts in den Materialberg 101 bewegt. Die Steuerung 41 kann mit der Bewertung der Leistung der Bedienperson beginnen, wenn die Schaufel 24 in den Materialberg 101 eingreift und die Analyse beenden, sobald der Radlader 11 beginnt, sich rückwärts vom Materialberg wegzubewegen. Die Steuerung 41 kann den Winkel der Hubarme 21 relativ zum Arbeitsgeräte-Trägerabschnitt 13 überwachen und die Bewegung der Hubarme um das erste Drehgelenk 23 mit einem Schwellenwertwinkel oder einem Bewegungsbetrag vergleichen. In einer Ausführungsform kann die Steuerung 41 derart ausgebildet sein, dass die Hubarme 21 nur beim Einstellen der Reifen wie vorstehend beschrieben zu verwenden sind. In einer anderen Ausführungsform kann das Anheben der Hubarme 21 über einen Schwellenwertwinkel oder -abstand hinaus inakzeptabel sein.
In einem weiteren Beispiel kann es zu einer schlechten oder ineffizienten Befüllung der Schaufel 24 kommen, wenn sich der Radlader 11 während des Schaufelfüllverfahrens im zweiten Gang befindet. Anders ausgedrückt, ist es generell wünschenswert, dass sich der Radlader 11 im ersten Gang befindet, wenn die Schaufel 24 in den Materialberg 101 eingreift und die Schaufel gefüllt wird. Befindet sich der Radlader 11 im zweiten statt im ersten Gang, dringt die Schaufel 24 möglicherweise weniger gut in den Materialberg 101 ein und wird daher nicht wie gewünscht gefüllt.
Die Steuerung 41 kann basierend auf dem Status einer mit dem Getriebe der Maschine verbundenen Eingabevorrichtung (nicht dargestellt) ermitteln, ob sich die Maschine im ersten Gang befindet oder in einen Zustand geschaltet wurde, der es ihr erlaubt, automatisch vom zweiten in den ersten Gang zu schalten. In einer Ausführungsform kann die Steuerung 41 mit der Bewertung des Zustands des Getriebes beginnen, sobald die Schaufel 24 in den Materialberg 101 eingreift. In einer anderen Ausführungsform kann es wünschenswert sein, dass die Bedienperson das Getriebe eine vorgegebene Zeit oder einen vorgegebenen Abstand vor dem Eingreifen der Schaufel 24 in den Materialberg 101 in den ersten Gang oder in einen automatischen Schaltmodus schaltet. Die Steuerung 41 kann in diesem Fall den Zustand des Getriebes überwachen und den Zeitpunkt des Schaltvorgangs mit dem Zeitpunkt vergleichen, an dem die Schaufel 24 in den Materialberg eingreift, um zu ermitteln, ob ein Schaltvorgang innerhalb oder außerhalb des gewünschten Schwellenwerts stattgefunden hat.
Das Maschinenbedienungs-Coaching-System 50 kann die quantitativ messbare(n) Aufgabe(n), die einen Vorgang bilden, zur Ermittlung der Qualität der Ausführung der einzelnen Aufgaben analysieren. In einigen Ausführungsformen kann ein Vorgang aus einer einzelnen Aufgabe bestehen. In anderen Ausführungsformen kann ein Vorgang eine Vielzahl von Aufgaben umfassen. Liegen die ausgeführten Aufgaben außerhalb des wünschenswerten Schwellenwertes oder nicht im gewünschten Betriebsbereich, kann die Identität der „fehlgeschlagenen“ Aufgaben z. B. von der Steuerung 41 zusammen mit der zugehörigen Maschinenposition der Maschine 10 beim Ausführen der fehlgeschlagenen Aufgabe gespeichert werden. Die Maschinenposition kann als GPS-Koordinaten oder als Position auf einer Karte der Baustelle 100 gespeichert werden. In einigen Fällen können einige oder alle Instanzen der Aufgaben, ob bestanden oder nicht, zusammen mit der zugehörigen Maschinenposition beim Ausführen der Aufgabe gespeichert werden. Wie beispielsweise in 4 dargestellt, wird eine Vielzahl von Punkten 106 auf der geschlossenen Strecke 105 durch eine Nummer identifiziert, die der fehlgeschlagenen Aufgabe entspricht.
Das Steuersystem 40 kann auch zusätzliche Informationen erzeugen, die auf der Karte der geschlossenen Strecke 105 gespeichert und angezeigt werden können. Die Steuerung 41 kann beispielsweise andere Aspekte der Maschinenbedienung überwachen, während sich die Maschine 10 auf der Baustelle 100 bewegt. Die Steuerung 41 kann dabei auch Maschinenereignisse aufzeichnen oder speichern, die während der Bewegung der Maschine 10 auf der Baustelle 100 auftreten. Die Steuerung 41 kann beispielsweise Fälle aufzeichnen, in denen der Vorgang der Maschinenbedienung außerhalb eines erwarteten Bereichs der Maschinenbedienung oder -leistung liegt, wie beispielsweise Drehzahlen, Radschlupf, Hydraulikdruck usw. Bei Auftreten eines solchen Maschinenereignisses können die Einzelheiten der Maschinenereignisse zusammen mit der Position der Maschine 10 während dieses Ereignisses aufgezeichnet oder gespeichert werden. Die Position kann als GPS-Koordinaten oder als Position auf einer Karte der Baustelle 100 gespeichert und auf der Karte der geschlossenen Strecke 105 angezeigt werden, falls dies gewünscht ist. Zusätzlich oder alternativ kann die Korrelation zwischen den Maschinenereignissen und fehlgeschlagenen Aufgaben überwacht werden.
Ferner kann die Steuerung 41 auch Instanzen aufzeichnen oder speichern, in denen Maschinendiagnoseereignisse zusammen mit der Position der Maschine 10 während eines solchen Diagnoseereignisses auftreten. Die Position kann als GPS-Koordinaten oder als Position auf einer Karte der Baustelle 100 gespeichert werden. Beispiele für Maschinendiagnoseereignisse beinhalten die Erzeugung von Maschinendiagnosecodes, die auf Ausfälle oder Fehlercodes hinweisen, die der Maschinenbedienung zugeordnet sind.
Zusätzlich kann die Steuerung 41 auch periodisch die Position der Maschine 10 aufzeichnen, während sie sich über die geschlossene Strecke 105 bewegt, zum Beispiel wenn die Fahrstrecke der Maschine einen Schwellenwert für die Fahrstrecke überschreitet, ohne dass die aktuelle Maschinenposition oder die GPS-Koordinaten der Maschine anderweitig gespeichert werden (zum Beispiel aufgrund einer fehlgeschlagenen Maschinenaufgabe, des Auftretens eines Maschinenereignisses oder des Auftretens eines Maschinendiagnoseereignisses). Mit anderen Worten kann die Steuerung 41 zur Aufzeichnung einer ausreichenden Anzahl von Punkten entlang der geschlossenen Strecke 105 periodisch Punkte 107 (4) speichern, die dem Standort der Maschine 10 entsprechen, wenn der Schwellenwert für die Fahrstrecke überschritten wurde und der Standort der Maschine nicht anderweitig gespeichert wurde.
Die Steuerung 41 kann ebenfalls für die Anzeige einer Rückmeldung auf dem Bildschirm 38 in der Kabine 16 in Form einer Karte der geschlossenen Strecke 105 zusammen mit der Identifizierung und dem Ort aller fehlgeschlagenen Aufgaben entlang der Strecke ausgebildet sein. In einer Ausführungsform kann die geschlossene Strecke 105 als eine Reihe von Punkten 106 angezeigt werden, die ihrer Position oder ihren GPS-Koordinaten entsprechen, zusammen mit den in beliebiger gewünschter Weise identifizierten fehlgeschlagenen Aufgaben. In einer Ausführungsform kann die Identifikation Nummern beinhalten, die den fehlgeschlagenen Aufgaben zugeordnet sind, und die Nummern werden auf der Karte neben ihrer entsprechenden Position oder den GPS-Koordinaten angezeigt.
Falls gewünscht, kann eine Bedienperson in einer alternativen Ansicht auf dem Anzeigebildschirm 38 das letzte Auftreten einiger oder aller Aufgaben 120 (14), die fehlgeschlagenen Aufgaben entsprechen, zusammen mit einer Bewertungskennung 121, wie z. B. einem Häkchen, das eine innerhalb eines gewünschten Schwellenwerts liegende Aufgabe kennzeichnet, und einem „X“, das eine fehlgeschlagene Aufgabe (d. h. außerhalb eines gewünschten Schwellenwerts oder nicht innerhalb des gewünschten Betriebsbereichs) kennzeichnet, anzeigen. Die Steuerung 41 kann für die Anzeige der Bewertungskennung 121 jeder Aufgabe für eine vorgegebene Anzahl von vorherigen Vorgängen ausgebildet sein.
Die Steuerung 41 kann ferner Schulungsmaterial wie Schulungsvideos, Animationen und schriftliche Vorschläge speichern, wie eine Bedienperson ihre Leistung in Bezug auf jede Aufgabe verbessern kann. Beispielsweise kann eine Bedienperson nach dem Ausführen einer Reihe von Vorgängen oder zu einem beliebigen anderen Zeitpunkt die Schulungsmaterialien ansehen wollen. Nach dem Positionieren der Maschine 10 an einem sicheren Ort, dem Anhalten der Maschine und dem Anziehen der Bremse kann die Bedienperson mithilfe einer Eingabevorrichtung die Schulungsmaterialien ansehen, um die gewünschte oder optimale Art und Weise des Ausführens jeder Aufgabe, die einen Vorgang ausmacht, in Erinnerung zu rufen. Ein Beispiel für eine Animation 123 und schriftliche Vorschläge 124 sind in 15 dargestellt. Obwohl vorstehend in Bezug auf den Radlader 11 beschrieben, kann das Maschinenbedienungs-Coaching-System 50 auch mit anderen Arten von Maschinen verwendet werden. Beispielsweise kann eine Maschine 10, wie ein in 16 dargestellter knickgelenkter Lastkraftwagen 60, verwendet werden, um eine Vielzahl von sich wiederholenden Vorgängen auszuführen, während der Lastkraftwagen über die geschlossene Strecke 105 (4) fährt. Der knickgelenkte Lastkraftwagen 60 beinhaltet einen vorderen Rahmenabschnitt 61 und einen hinteren Rahmenabschnitt 62, die an einem eine Knickgelenkachse 64 definierenden Knickgelenk 63 gekoppelt sind. Der vordere Rahmenabschnitt 61 kann von einer Vielzahl von in den Boden eingreifenden Antriebsmechanismen, beispielsweise den Vorderrädern 65, getragen werden und kann eine Bedienerstation oder Kabine 66 und ein Antriebssystem tragen, das allgemein mit 67 dargestellt ist. Das Antriebssystem 67 kann eine Antriebsmaschine wie beispielsweise einen Verbrennungsmotor beinhalten, der allgemein bei 70 dargestellt und zur Übertragung von Leistung auf ein Getriebe, das allgemein bei 71 dargestellt ist und eine Vielzahl von Zahnrädern enthält, ausgebildet ist. Das Getriebe 71 wiederum kann zur Übertragung der Leistung auf die in den Boden eingreifenden Antriebsmechanismen (z. B. die Vorderräder 65) über die Achse 72 unter Verwendung aller bekannten Mittel ausgebildet sein.
Der hintere Rahmenabschnitt 62 kann von einer Vielzahl von in den Boden eingreifenden Antriebsmechanismen, beispielsweise Hinterrädern 73, getragen werden und trägt ein Arbeitsgerät in Form eines Ladebetts oder einer Kippmulde 74. Die Kippmulde 74 kann wahlweise zwischen einer Ladeposition (veranschaulicht) und einer Kipp- oder Entladeposition (nicht dargestellt) durch einen oder mehrere Hubzylinder 75 in Reaktion auf einen, beispielsweise durch einen von einer Bedienperson in der Kabine 66 erzeugten, Hubbefehl geschwenkt werden.
Wie beim Radlader 11 kann der knickgelenkte Lastkraftwagen 60 ein Steuersystem 76 und eine Steuerung 77 beinhalten, die denen des Radladers 11 ähnlich oder mit ihnen identisch sind und deren Beschreibungen nicht wiederholt werden. Das Steuersystem 76 kann auch ein Maschinenbedienungs-Coaching-System, das allgemein mit 78 bezeichnet ist, ähnlich oder identisch mit dem des Radladers 11 beinhalten.
Der knickgelenkte Lastkraftwagen 60 kann auch verschiedene Systeme und Sensoren beinhalten, die ähnlich oder identisch mit denen des Radladers 11 sind. Beispielsweise kann der knickgelenkte Lastkraftwagen 60 einen Positionssensor 80, einen Knickgelenk-Positionssensor 81 und einen Kippmulden-Positionssensor 82 beinhalten, die alle im Allgemeinen denen des Radladers 11 ähneln.
Die sich wiederholenden Vorgänge des knickgelenkten Lastkraftwagens 60 können nur eine einzige quantitativ messbare Aufgabe beinhalten, im Gegensatz zu der Vielzahl von Aufgaben, die mit einigen der Vorgänge des Radladers 11 verbunden sind. Ein erstes Beispiel für einen sich wiederholenden Vorgang des knickgelenkten Lastkraftwagens 60 ist der Winkel zwischen dem vorderen Rahmenabschnitt 61 und dem hinteren Rahmenabschnitt 62 beim Hochziehen oder Anheben der Kippmulde 74. Es ist oft wünschenswert, den Winkel zwischen dem vorderen Rahmenabschnitt 61 und dem hinteren Rahmenabschnitt 62 des knickgelenkten Lastkraftwagens 60 zu minimieren oder zu begrenzen, während die Kippmulde 74 zum Abladen einer Materialladung hochgezogen oder angehoben wird. Das Anheben der Kippmulde 74, wenn der Winkel zwischen dem vorderen Rahmenabschnitt 61 und dem hinteren Rahmenabschnitt 62 einen vorbestimmten Grenzwert oder Schwellenwert überschreitet, kann zu vorzeitigem Verschleiß oder Schäden an den Aufhängungsblöcken des knickgelenkten Lastkraftwagens 60 führen.
Das Maschinenbedienungs-Coaching-System 78 des knickgelenkten Lastkraftwagens 60 kann basierend auf den Daten des Knickgelenk-Positionssensors 81 ermitteln, inwieweit der vordere Rahmenabschnitt 61 und der hintere Rahmenabschnitt 62 aufeinander ausgerichtet sind. In der Steuerung 77 können ein oder mehrere Schwellenwerte in Form eines maximal gewünschten Versatzes oder Knickwinkels gespeichert sein. Die Steuerung 77 kann für den Vergleich des tatsächlichen Versatzes zwischen dem vorderen Rahmenabschnitt 61 und dem hinteren Rahmenabschnitt 62 (d. h. dem Knickwinkel) und dem Knickwinkel-Schwellenwert ausgebildet sein, um die Leistung der Bedienperson zu bewerten oder zu messen. Die Steuerung 77 kann zur Bewertung oder Überwachung des Anlenkwinkels bei jedem Anheben der Kippmulde 74 ausgebildet sein. In einem Beispiel kann die Bewertung bei der Erzeugung eines Befehls zum Anheben der Kippmulde 74 erfolgen. In einem weiteren Beispiel kann die Bewertung bei der physikalischen Bewegung der Kippmulde 74 erfolgen, beispielsweise beim Ausfahren eines oder mehrerer Hubzylinder 75 über einen gewünschten Schwellenwert hinaus, der vom Kippmulden-Positionssensor 82 gemessen wird. In einer anderen Ausführungsform kann der Kippmulden-Positionssensor als Trägheitsmesseinheit ausgebildet sein, die zur Messung der Winkelposition der Kippmulde 74 verwendet wird.
In einem weiteren Beispiel für einen sich wiederholenden Vorgang des knickgelenkten Lastkraftwagens 60 ist es generell wünschenswert, das Getriebe 71 des knickgelenkten Lastkraftwagens 60 vor dem Anheben der Kippmulde 74 in den Leerlauf zu schalten. Das Halten des Getriebes 71 im Gang, während der Lastkraftwagen stillsteht, kann zwei Arten von Unwirtschaftlichkeiten verursachen. Erstens kann das Verhindern der Bewegung des knickgelenkten Lastkraftwagens 60, während das Getriebe 71 sich im Gang befindet, zu einer zusätzlichen Wärmeentwicklung innerhalb des Getriebes führen, die zusätzlichen Verschleiß verursachen kann. Zweitens kann der Leerlauf bei eingelegtem Gang auch zu einem erhöhten Kraftstoffverbrauch führen.
Das Maschinenbedienungs-Coaching-System 78 des knickgelenkten Lastkraftwagens 60 kann das Getriebe 71 bei jedem Anheben der Kippmulde 74 überwachen. Wie vorstehend beschrieben, sind verschiedene Arten des Ermittelns, wann die Kippmulde 74 angehoben wurde, möglich, z. B. durch Ermitteln, wann ein Befehl zum Anheben der Kippmulde erzeugt wird oder wenn die Hubzylinder 75 über einen Schwellenwert hinaus ausgefahren sind. Die Steuerung 77 kann durch Überwachung des Zustands des Getriebes 71 zusammen mit dem Anheben der Kippmulde 74 ermitteln, ob sich das Getriebe beim Anheben der Kippmulde im Leerlauf befindet.
In einem weiteren Beispiel eines sich wiederholenden Vorgangs kann die Zeit überwacht werden, für die der knickgelenkte Lastkraftwagen 60 im Leerlauf bleibt. Genauer gesagt, kann die Leerlaufzeit überwacht werden, um zu ermitteln, ob es möglich ist, die Effizienz des Betriebs des knickgelenkten Lastkraftwagens 60 zu verbessern. Beispielsweise kann der knickgelenkte Lastkraftwagen 60 eine „Economy“-Betriebsart beinhalten, die die Steuerung des Antriebsstrangs für einen kraftstoffsparenden Betrieb optimiert, was jedoch zu einer langsameren Leistung des Lastkraftwagens führt. Befindet sich der knickgelenkte Lastkraftwagen 60 während eines bestimmten Materialbewegungszyklus (z. B. gemessen von Kippvorgang zu Kippvorgang) länger als einen Schwellenwertprozentsatz im Leerlauf, kann es wünschenswert sein, die Maschine im Economy-Modus zu betreiben, um den Kraftstoffverbrauch zu verbessern. Das Maschinenbedienungs-Coaching-System 78 kann den im Leerlauf verbrachten Zeitraum während jedes Materialbewegungszyklus überwachen und die Leerlaufzeit mit einem Leerlaufzeit-Schwellenwert vergleichen. Die Leerlaufzeit kann ein absoluter Zeitraum oder ein Prozentsatz der Länge des gesamten Materialbewegungszyklus sein.
Obwohl vorstehend mit jeder Aufgabe als identifizierbare separate Aktion definierend beschrieben, kann es in manchen Fällen wünschenswert sein, einen Vorgang in eine Vielzahl von Aufgaben zu unterteilen, die in der Aktion identisch zu sein scheinen, aber durch die Position unterschieden werden können. Beispielsweise kann bei einem Planiervorgang, der von einem Motor-Grader (nicht dargestellt) ausgeführt wird, ein gleichmäßiger oder konstanter Planiervorgang über oder entlang einer relativ langen Strecke ausgeführt werden. In einem solchen Fall kann es wünschenswert sein, zu ermitteln, ob oder wie gut die Bedienperson einen konsistenten Vorgang beibehält. Dementsprechend kann es, auch wenn ein Vorgang quantitativ messbar ist, wünschenswert sein, den Vorgang in eine Vielzahl von quantitativ messbaren Aufgaben zu unterteilen, die sich nur durch die Lage ihrer Anfangs- und Endpunkte voneinander unterscheiden.
Es können aber auch andere Arten von Maschinen verwendet werden, die auf einer Baustelle in Material eingreifen, wie z. B. rotierende Bergbaubohrer und Verdichter. Beispielsweise kann ein rotierender Bergbaubohrer eine Vielzahl von Vorgängen als Teil eines Bohrverfahrens ausführen, wobei jeder Vorgang in eine Vielzahl von quantitativ messbaren Aufgaben unterteilt werden kann. Solche Vorgänge können beinhalten, die Maschine an der gewünschten Stelle zu positionieren, die Maschine zu nivellieren, um den Bohrer korrekt in der gewünschten Ausrichtung und an der gewünschten Stelle zu positionieren, den Bohrer mit den gewünschten Dreh- und Vorschubgeschwindigkeiten zu betreiben.
Ferner können die hierin beschriebenen Systeme, obwohl sie vorstehend in Bezug auf Maschinen beschrieben wurden, die materialbewegende Vorgänge ausführen oder anderweitig mit Material in Berührung kommen, auch auf andere Arten von Maschinen angewendet werden. Beispielsweise kann der Vorgang eines Nutzfahrzeugs mit einem Hubgerät eine Vielzahl von Vorgängen beinhalten, die in eine Vielzahl von quantitativ messbaren Aufgaben unterteilt werden können. Diese Vorgänge können das Anheben des Hubgeräts ohne ordnungsgemäße Nivellierung und/oder Sicherung des Lastkraftwagens, das Bewegen des Lastkraftwagens ohne ordnungsgemäße Sicherung des Hubgeräts und die Überlastung des Hubgeräts beinhalten. In einem weiteren Beispiel kann ein Bus Vorgänge ausführen, die in quantitativ messbare Aufgaben unterteilt werden können, wie beispielsweise das Fahren, bevor die Tür vollständig geschlossen ist, das Öffnen der Tür während der Fahrt, das Rückwärtsfahren in einem ausgewiesenen Bereich mit hohem Fußgängeraufkommen und das Abbiegen mit einer Geschwindigkeit, die einen Grenzwert überschreitet.
Andere sich wiederholende, quantitativ messbare Vorgänge werden in Betracht gezogen. 17 veranschaulicht ein Ablaufdiagramm des Betriebs des Maschinenbedienungs-Coaching-Systems 50 zum Auswerten oder Bewerten der Leistung einer Vielzahl von Vorgängen und zum Erzeugen einer Karte, die Vorgänge anzeigt, die ein gewünschtes Leistungsniveau nicht erreichen. In Schritt 130 kann jeder der von einer Maschine 10 wie dem Radlader 11 oder dem knickgelenkten Lastkraftwagen 60 auszuführenden Vorgänge in eine Vielzahl von quantitativ messbaren Aufgaben segmentiert oder unterteilt werden und die Aufgaben in der Steuerung 41, 77 gespeichert werden. Die Steuerung 41, 77 kann in Schritt 131 einen Schwellenwert oder Betriebsbereich für jede Aufgabe speichern. Zusätzlich können in Schritt 131 auch Schwellenwerte oder Betriebsbereiche gespeichert werden, die den Vorgängen der Maschine entsprechen.
In Schritt 132 kann die Bedienperson die Maschine 10 durch Bewegen auf der Baustelle 100 bedienen und verschiedene Vorgänge ausführen. Die Steuerung 41, 77 kann im Schritt 133 Positionsdaten vom Positionssensor 43, 80 empfangen. In Schritt 134 kann die Steuerung 41, 77 basierend auf den Positionsdaten die Position der Maschine 10 auf der Baustelle 100 ermitteln. Die Steuerung 41, 77 kann in Schritt 135 ermitteln, dass die Aufgabe als Teil eines gewünschten Vorgangs ausgeführt wird. Die Steuerung 41 kann in Schritt 135 die Ausführung der Aufgabe basierend auf der zuvor ausgeführten Aufgabe ermitteln oder sie kann ermitteln, dass die Aufgabe basierend auf den von den verschiedenen Sensoren empfangenen Daten zusammen mit der Reihenfolge des Vorgangs der verschiedenen Maschinenkomponenten ausgeführt wird. Nach der Ermittlung der Ausführung der Aufgabe kann die Steuerung 41, 77 in Schritt 136 den Schwellenwert oder den Betriebsbereich für die jeweilige Aufgabe ermitteln oder aus dem Speicher der Steuerung 41, 77 abrufen.
Die Steuerung 41, 77 kann in Schritt 137 Daten von den Sensoren der Maschine 10 empfangen. In Schritt 138 kann die Steuerung 41, 77 die Betriebseigenschaft oder -eigenschaften für die ausgeführte Aufgabe ermitteln. Die Steuerung 41, 77 kann beispielsweise, wenn die Maschine einen Schaufelbeladevorgang beginnt, wie vorstehend in Bezug auf 5 bis 6 beschrieben, den Gelenkwinkel 112 zwischen dem Basisabschnitt 12 und dem Arbeitsgeräte-Trägerabschnitt 13 ermitteln. Im Entscheidungsschritt 139 kann die Steuerung 41, 77 die relevanten Betriebseigenschaften mit dem anwendbaren Schwellenwert oder Betriebsbereich vergleichen, um zu ermitteln, ob die Ausführung der Aufgabe innerhalb des gewünschten Schwellenwertes oder Betriebsbereichs liegt (d. h. ordnungsgemäß ausgeführt wurde). Wenn die Betriebseigenschaften den Schwellenwert nicht erreichen oder nicht im gewünschten Betriebsbereich liegen, kann in Schritt 140 ein Fehlercode erzeugt und in der Steuerung 41, 77 zusammen mit der Position oder den GPS-Koordinaten der Maschine 10 gespeichert werden. Wenn die Betriebseigenschaften innerhalb des gewünschten Schwellenwerts oder Betriebsbereichs liegen, kann in Schritt 141 ein Passcode erzeugt werden. In einigen Fällen kann der Passcode zusammen mit der Position oder den GPS-Koordinaten der Maschine 10 in der Steuerung 41, 77 gespeichert werden.
In Schritt 142 kann die Steuerung 41, 77 ermitteln, ob die abgeschlossene Aufgabe die letzte Aufgabe des Vorgangs war. Wenn die abgeschlossene Aufgabe nicht die letzte Aufgabe des Vorgangs war, wurde der Vorgang nicht abgeschlossen und die Bedienperson kann weiterhin Aufgaben zum Abschluss des Vorgangs ausführen und die Schritte 135 bis 142 werden wiederholt.
Im Entscheidungsschritt 143 kann die Steuerung 41, 77 ermitteln, ob ein Maschinenereignis aufgetreten ist. Ist ein Maschinenereignis eingetreten, kann die Information über das Maschinenereignis in der Steuerung 41, 77 in Schritt 144 zusammen mit der Position oder den GPS-Koordinaten der Maschine 10 zum Zeitpunkt des Maschinenereignisses gespeichert werden.
Im Entscheidungsschritt 145 kann die Steuerung 41, 77 ermitteln, ob ein Maschinendiagnoseereignis aufgetreten ist. Ist ein Maschinendiagnoseereignis eingetreten, kann die Information über das Maschinenereignis in der Steuerung 41, 77 in Schritt 146 zusammen mit der Position oder den GPS-Koordinaten der Maschine 10 zum Zeitpunkt des Maschinendiagnoseereignisses gespeichert werden.
Im Entscheidungsschritt 147 kann die Steuerung 41, 77 ermitteln, ob die von der Maschine 10 zurückgelegte Strecke einen Schwellenwert überschreitet, ohne dass die Position oder GPS-Koordinaten der Maschine in einem der Schritte 140, 144 oder 146 gespeichert wurden. Wurde die Strecke ohne Speicherung der Position oder der GPS-Koordinaten überschritten, können die aktuelle Position oder die GPS-Koordinaten der Maschine in Schritt 148 gespeichert werden. Die Verfahren der Schritte 132 bis 148 können beliebig wiederholt werden. Eine Bedienperson kann jederzeit den Vorgang der Maschinenbedienung beenden und die geschlossene Strecke 105 und die entsprechende Bedienerleistung anzeigen. Darüber hinaus kann die Bedienperson zu diesem Zeitpunkt Anleitungsinformationen einsehen.
Gewerbliche Anwendbarkeit
Die gewerbliche Anwendbarkeit des hierin beschriebenen Systems wird aus der vorhergehenden Beschreibung leicht ersichtlich sein. Die vorangehende Beschreibung bezieht sich auf Maschinen 10, die auf einer Baustelle 100 betrieben werden, um verschiedene Vorgänge entlang einer geschlossenen Strecke 105 auszuführen, die in eine oder mehrere quantitativ messbare Aufgaben unterteilt werden können. Ein solches System kann in einem Bergwerk, einer Mülldeponie, einem Steinbruch, auf einer Baustelle, einer Straßenbaustelle, einem Wald, einem Bauernhof oder in jedem anderen Bereich, in dem eine Maschinenbedienung gewünscht ist, eingesetzt werden.
Maschinenbediener führen häufig sich wiederholende Vorgänge auf einer Baustelle 100 aus, beispielsweise um Material von einer Stelle zu einer anderen zu bewegen. Einige der Vorgänge können segmentiert oder in eine oder mehrere quantitativ messbare Aufgaben unterteilt werden. Beispielsweise können einige der Aufgaben darin bestehen, eine Maschine oder Komponenten der Maschine (z. B. Basisabschnitt 12, Arbeitsgeräte-Trägerabschnitt 13, Hubarme 21 und/oder Schaufel 24) in einer bestimmten Art und Weise zu bewegen, z. B. mit den Komponenten in einer gewünschten Position oder mit einer gewünschten Geschwindigkeit. Die Leistung einer Bedienperson kann bewertet werden, indem die Position und Bewegung der Maschine und ihrer Komponenten mit theoretischen oder gewünschten Positionen und Bewegungen verglichen werden. Es können Schwellenwerte oder Betriebsbereiche in Bezug auf die theoretischen oder gewünschten Positionen und Bewegungen festgelegt werden und Aufgaben, die innerhalb eines gewünschten Schwellenwerts oder Betriebsbereichs ausgeführt werden, als gut oder bestanden und Leistungen außerhalb der Schwellenwerte als schlecht oder nicht bestanden beurteilt oder bewertet werden. Die Ausführung der einzelnen Aufgaben kann dann verwendet werden, um die Gesamtausführung eines Vorgangs zu bewerten.
Jedes Mal, wenn eine Bedienperson eine Aufgabe nicht erfüllt, können die Position oder die GPS-Koordinaten der Maschine 10 in der Steuerung 41, 77 gespeichert oder abgelegt werden. Die Position oder GPS-Koordinaten der Maschine können auch beim Auftreten eines Maschinenereignisses oder eines Maschinendiagnoseereignisses gespeichert werden. Die Steuerung 41, 77 kann ferner, wenn die Maschine 10 eine Strecke zurückgelegt hat, die einen Schwellenwert überschreitet, ohne dass die Position oder die GPS-Koordinaten anderweitig gespeichert wurden, die aktuelle Position oder die GPS-Koordinaten speichern, um die Genauigkeit der von der Maschine zurückgelegten geschlossenen Strecke 105 zu verbessern. Eine Rückmeldung an die Bedienperson kann durch die Anzeige der geschlossenen Strecke 105 zusammen mit den fehlgeschlagenen Aufgaben und deren zugeordneten Position oder GPS-Koordinaten erfolgen. Zusätzlich können fahrzeuginterne Schulungsmaterialien wie Videos, Animationen und Vorschläge angezeigt werden, sodass eine Bedienperson während des Vorgangs Anweisungen erhalten kann.
Es ist offensichtlich, dass die vorstehende Beschreibung Beispiele des offenbarten Systems und der Technik bereitstellt. Es ist jedoch denkbar, dass andere Implementierungen der Offenbarung im Detail von den vorhergehenden Beispielen abweichen können. Alle Bezugnahmen auf die Offenbarung oder auf Beispiele davon sollen auf das jeweils an dieser Stelle beschriebene Beispiel Bezug nehmen und sollen keine Begrenzung des allgemeinen Umfangs der Offenbarung implizieren. Jeglicher Ausdruck von Unterscheidung und Herabsetzung in Bezug auf bestimmte Merkmale soll auf keine Bevorzugung dieser Merkmale hinweisen, diese jedoch nicht vollständig vom Umfang der Offenbarung ausschließen, soweit dies nicht anderweitig angegeben ist.
Die Angabe von Wertebereichen soll lediglich als eine Kurzschreibweise für die Bezugnahme auf jeden einzelnen Wert, der in den Bereich fällt, dienen, sofern es hierin nicht anderweitig angegeben ist, und jeder einzelne Wert ist in die Beschreibung aufgenommen, als ob er einzeln aufgeführt wäre. Alle hierin beschriebenen Verfahren können in einer beliebigen geeigneten Reihenfolge durchgeführt werden, sofern nichts anderes angegeben ist oder der Zusammenhang nicht eindeutig etwas Anderes besagt.
Demzufolge beinhaltet diese Offenbarung im Rahmen des gesetzlich Erlaubten alle Modifikationen und Äquivalente des in den hieran angefügten Ansprüchen angegebenen Gegenstands. Des Weiteren ist jegliche Kombination der zuvor beschriebenen Elemente in allen möglichen Variationen derselben in der Offenbarung umfasst, sofern hierin nichts anderes angegeben ist oder der Zusammenhang nicht eindeutig etwas Anderes besagt.
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

US 8682575 [0004]

Claims

System zur Erzeugung einer Karte basierend auf einer Vielzahl von Vorgängen, die von einer Maschine (10) ausgeführt werden, wobei jeder Vorgang zumindest eine quantitativ messbare Aufgabe beinhaltet, das System umfassend: einen in den Boden eingreifenden Antriebsmechanismus (17, 18), der zum Antreiben der Maschine (10) über eine Strecke (105) mit der Maschine wirkverbunden ist, einen Betriebssensor (45, 46, 47, 48), der der Maschine (10) operativ zugeordnet und zum Ermitteln einer ersten Betriebseigenschaft der Maschine ausgebildet ist; einen Positionssensor (43, 80), der der Maschine (10) operativ zugeordnet und zum Ermitteln einer Position der Maschine ausgebildet ist; eine visuelle Bildanzeigevorrichtung (38); und eine Steuerung (41, 77), ausgebildet zur/zum: Speicherung eines ersten Betriebsbereichs für eine erste quantitativ messbare Aufgabe; Speicherung eines zweiten Betriebsbereichs für eine zweite quantitativ messbare Aufgabe; Ermittlung einer aktuellen Maschinenposition der Maschine (10) basierend auf dem Positionssensor (43, 80); Ermittlung der ersten Betriebseigenschaft der Maschine (10) basierend auf dem Betriebssensor, während die Maschine zur Ausführung von Vorgängen über die Strecke angetrieben wird; Vergleichen der ersten Betriebseigenschaft mit dem ersten Betriebsbereich; Speicherung einer Identifikation einer ersten fehlgeschlagenen Aufgabe zusammen mit der aktuellen Maschinenposition, wenn die erste Betriebseigenschaft der Maschine (10) außerhalb des ersten Betriebsbereichs liegt; Ermittlung einer zweiten Betriebseigenschaft der Maschine (10), während die Maschine zum Ausführen der Vorgänge über die Strecke angetrieben wird; Vergleichen der zweiten Betriebseigenschaft mit dem zweiten Betriebsbereich; Speicherung einer Identifikation einer zweiten fehlgeschlagenen Aufgabe zusammen mit der aktuellen Maschinenposition, wenn die zweite Betriebseigenschaft der Maschine außerhalb des zweiten Betriebsbereichs liegt; und Erzeugung und Anzeige einer Karte der Strecke der Maschine auf der visuellen Bildanzeigevorrichtung, wobei die Karte jede fehlgeschlagene Aufgabe und ihre zugehörige Maschinenposition während der Ausführung der fehlgeschlagenen Aufgabe beinhaltet.
System nach Anspruch 1, ferner beinhaltend ein Gestängeelement, das zur Bewegung von Material mit einem Arbeitsgerät wirkverbunden ist, und
System nach einem der Ansprüche 1 bis 2, wobei die Steuerung (41, 77) ferner ausgebildet ist zum: Zugreifen auf einen Bereich von Maschinenbedienungen; Ermitteln, ob die Maschine (10) außerhalb des Bereichs von Maschinenbedienungen arbeitet; und Speichern von Einzelheiten einer Maschinenbedienung, die außerhalb des Bereichs der Maschinenbedienung liegt, zusammen mit der aktuellen Maschinenposition, wenn die Maschine außerhalb des Bereichs der Maschinenbedienung arbeitet.
System nach Anspruch 3, wobei die Steuerung (41, 77) ferner ausgebildet ist zum: Ermitteln, ob ein Maschinendiagnoseereignis aufgetreten ist; und Speichern von Einzelheiten des Maschinendiagnoseereignisses zusammen mit der aktuellen Maschinenposition, wenn ein Maschinendiagnosecode erzeugt wird.
System nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Steuerung (41, 77) ferner ausgebildet ist zum: Zugreifen auf einen Fahrstrecken-Schwellenwert; und Speichern der aktuellen Maschinenposition, wenn die Maschine (10) eine Strecke zurücklegt, die den Fahrstrecken-Schwellenwert überschreitet, ohne die aktuelle Maschinenposition der Maschine anderweitig zu speichern.
System nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Strecke (105) eine geschlossene Strecke ist, wobei die geschlossene Strecke durch jede gespeicherte aktuelle Maschinenposition definiert ist.
System nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Steuerung (41, 77) zur Anzeige von Schulungsmaterialien entsprechend jeder fehlgeschlagenen Aufgabe ausgebildet ist.
System nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die zweite Betriebseigenschaft ein Gang ist, in dem ein Getriebe der Maschine (10) arbeitet.
Verfahren zum Erzeugen einer Karte basierend auf einer Vielzahl von Vorgängen, die von einer Maschine (10) ausgeführt werden, umfassend die von dem System nach einem der Ansprüche 1 bis 8 ausgeführten Schritte.
Maschine (10) mit dem System nach einem der Ansprüche 1 bis 8.