DE112022001297T5

DE112022001297T5 - Lademaschinensteuersystem und Steuerverfahren

Info

Publication number: DE112022001297T5
Application number: DE112022001297.8T
Authority: DE
Inventors: Kazuhiro Hatake; Yusuke Saigo
Original assignee: Komatsu Ltd
Current assignee: Komatsu Ltd
Priority date: 2021-05-19
Filing date: 2022-05-19
Publication date: 2023-12-28
Also published as: WO2022244832A1; JP2022178186A; CN117242227A; KR20230158593A; AU2022278293A1

Abstract

Eine Betriebssignaleingabeeinheit (613) empfängt eine Eingabe eines manuellen Betriebssignals für einen Schwenkkörper (12) und Arbeitsausrüstung (130) auf der Grundlage einer Bedienung einer Bedienvorrichtung (143). Eine Bewegungssteuereinheit (619) erzeugt ein automatisches Betriebssignal zum Antreiben des Schwenkkörpers und der Arbeitsausrüstung. Eine Ausgabebestimmungseinheit (621) führt eine Bestimmung durch, welches des manuellen Betriebssignals und des automatischen Betriebssignals auszugeben ist, auf der Grundlage des manuellen Betriebssignals. Insbesondere bestimmt die Ausgabebestimmungseinheit, das manuelle Betriebssignal auszugeben, wenn das manuelle Betriebssignal einen Betrieb anzeigt, der dem automatischen Betriebssignal entgegenwirkt. Eine Betriebssignalausgabeeinheit (622) gibt das manuelle Betriebssignal oder das automatische Betriebssignal aus, auf der Grundlage eines Ergebnisses der Bestimmung.

Description

[Technisches Gebiet]
Die vorliegende Offenbarung betrifft ein Steuersystem und ein Steuerverfahren für eine Lademaschine.
Es wird Priorität der Japanischen Patentanmeldung Nr. 2021-084781 , eingereicht am 19. Mai 2021, deren Inhalt hierin durch Bezug aufgenommen ist, in Anspruch genommen.
[Hintergrundtechnik]
Patentdokument 1 offenbart eine Technologie in Bezug auf halbautomatische Steuerung einer Lademaschine. Die halbautomatische Steuerung nach Patentdokument 1 ist eine Steuerung, die automatisches Ausheben durch eine Steuervorrichtung durchführt, die eine Aushebeanweisung von einem Bediener nach Beendigung von Laden in Bezug auf ein Ladeziel wie einen Muldenkipper empfängt und Schwenken der Lademaschine und Antreiben von Arbeitsausrüstung steuert.
[Zitationsl iste]
[Patentdokument]
[Patentdokument 1]
Japanische Ungeprüfte Patentanmeldung, Erste Veröffentlichung Nr. 2020-041352
[Zusammenfassung der Erfindung]
[Technische Aufgabe]
Im Übrigen stimmt eine Position einer Schaufel nach der Steuerung durch die halbautomatische Steuerung und eine Position der Schaufel, die von dem Bediener beabsichtigt ist, nicht immer überein.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Offenbarung, ein Steuersystem und ein Steuerverfahren für eine Lademaschine bereitzustellen, in der die Lademaschine gemäß einer Bedienung durch einen Bediener während einer automatischen Steuerung der Lademaschine gesteuert wird.
[Lösung der Aufgabe]
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung ist ein Steuersystem für eine Lademaschine eine Steuervorrichtung für eine Lademaschine, die einen Schwenkkörper, der um ein Schwenkzentrum schwenkt, einen Halteteil, der den Schwenkkörper hält, und Arbeitsausrüstung enthält, die eine Schaufel aufweist und an dem Schwenkkörper angebracht ist, enthält, und das Steuersystem für eine Lademaschine enthält eine Betriebssignaleingabeeinheit, die eingerichtet ist, eine Eingabe eines manuellen Betriebssignals für den Schwenkkörper und die Arbeitsausrüstung zu empfangen, auf Grundlage des Betriebs einer Betriebsvorrichtung, die eingerichtet ist, den Schwenkkörper und die Arbeitsausrüstung zu betreiben, eine Bewegungssteuereinheit, die eingerichtet ist, ein automatisches Betriebssignal zum Antreiben des Schwenkkörpers und der Arbeitsausrüstung zu erzeugen, eine Ausgabebestimmungseinheit, die eingerichtet ist, eine Bestimmung durchzuführen, welches des manuellen Betriebssignals und des automatischen Betriebssignals auszugeben ist, auf der Grundlage des manuellen Betriebssignals, und zu bestimmen, das manuelle Betriebssignal auszugeben, wenn das manuelle Betriebssignal einen Betrieb anzeigt, der dem automatischen Betriebssignal entgegenwirkt, und eine Betriebssignalausgabeeinheit, die eingerichtet ist, das manuelle Betriebssignal oder das automatische Betriebssignal auszugeben, auf der Grundlage eines Ergebnisses der Bestimmung.
[Vorteilhafte Wirkungen der Erfindung]
Gemäß dem oben beschriebenen Aspekt kann das Steuersystem für eine Lademaschine die Lademaschine entsprechend einer Bedienung durch einen Bediener während einer automatischen Steuerung der Lademaschine steuern.
[Kurze Beschreibung der Zeichnungen]

1 ist eine schematische Ansicht, die eine Konfiguration einer Lademaschine gemäß einer ersten Ausführungsform darstellt.
2 ist eine Ansicht, die eine Konfiguration innerhalb einer Kabine gemäß der ersten Ausführungsform darstellt.
FIG, 3 ist ein schematisches Blockdiagramm, das eine Konfiguration einer Steuervorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform darstellt.
4 ist eine Ansicht, die ein Beispiel einer Zielstellung von Arbeitsausrüstung bei dem Beginn von Ausheben gemäß der ersten Ausführungsform darstellt.
5 ist eine Ansicht, die ein Beispiel von Bewegung der Lademaschine von dem Beginn von automatischer Ladesteuerung bis zu dem Beginn von Abkippen gemäß der ersten Ausführungsform darstellt.
6 ist eine Ansicht, die ein Beispiel von Bewegung der Lademaschine von dem Beginn von Abkippen bis zu dem Ende der automatischen Ladesteuerung gemäß der ersten Ausführungsform zeigt.
7 ist eine Ansicht, die eine Stellung der Arbeitsausrüstung bei dem Beginn der automatischen Ladesteuerung und eine Stellung der Arbeitsausrüstung bei dem Ende der automatischen Steuerung in der ersten Ausführungsform darstellt.
8 ist ein Flussdiagramm, das einen Betrieb der Steuervorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform zeigt.
9 ist ein Flussdiagramm, das einen Betrieb der Steuervorrichtung von dem Beginn der automatischen Ladesteuerung bis zu dem Beginn von Abkippen gemäß der ersten Ausführungsform zeigt.
10 ist ein Flussdiagramm, das einen Betrieb der Steuervorrichtung von dem Beginn von Abkippen bis zu dem Ende der automatischen Ladesteuerung gemäß der ersten Ausführungsform zeigt.
11 ist ein Flussdiagramm, das einen Automatisch/Manuell-Umschaltbestimmungsbetrieb der Steuervorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform zeigt.
12 ist ein Diagramm, das Beispiele von Betriebssignalen für die Arbeitsausrüstung gemäß der ersten Ausführungsform zeigt.

[Beschreibung von Ausführungsformen]
<Erste Ausführungsform>
Im Folgenden werden Ausführungsformen im Detail mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben werden.
«Konfiguration von Lademaschine 100»
1 ist eine schematische Ansicht, die eine Konfiguration einer Lademaschine 100 gemäß einer ersten Ausführungsform darstellt.
Die Lademaschine 100 arbeitet an einer Baustelle, hebt ein Arbeitsobjekt wie Erde aus, und lädt es auf ein Ladeziel T wie einen Muldenkipper. Die Lademaschine 100 gemäß der ersten Ausführungsform ist ein Frontbagger. Zudem kann eine Lademaschine 100 gemäß einer anderen Ausführungsform ein Tieflöffelbagger oder ein Seilbagger sein. Die Lademaschine 100 enthält einen Unterwagen 110 (Halteteil), einen Schwenkkörper 120, Arbeitsausrüstung 130, und eine Kabine 140.
Der Unterwagen 110 hält die Lademaschine 100, um zum Fahren fähig zu sein. Der Unterwagen 110 enthält zwei Gleisketten 111, die auf der linken und rechten vorgesehen sind, und zwei Fahrmotoren 112 zum Antreiben der Gleisketten 111.
Der Schwenkkörper 120 wird von dem Unterwagen 110 gehalten, um dazu fähig zu sein, um ein Schwenkzentrum zu schwenken.
Die Arbeitsausrüstung 130 wird durch einen hydraulischen Druck angetrieben. Die Arbeitsausrüstung 130 wird von einem Vorderabschnitt des Schwenkkörpers 120 gehalten, so dass sie in einer vertikalen Richtung angetrieben werden kann. Die Kabine 140 ist ein Raum für einen Bediener, um an Bord zu sein und eine Bedienung der Lademaschine 100 durchzuführen. Die Kabine 140 ist in einem linken Vorderabschnitt des Schwenkkörpers 120 vorgesehen.
Hier wird ein Abschnitt des Schwenkkörpers 120, an dem die Arbeitsausrüstung 130 angebracht ist, als ein Vorderabschnitt bezeichnet. Auch wird für den Schwenkkörper 120, mit dem Vorderabschnitt als ein Bezug, ein Abschnitt auf einer gegenüberliegenden Seite als ein Hinterabschnitt bezeichnet, ein Abschnitt auf einer linken Seite wird als ein linker Abschnitt bezeichnet, und ein Abschnitt auf einer rechten Seite wird als ein rechter Abschnitt bezeichnet.
«Konfiguration des Schwenkkörpers 120»
Der Schwenkkörper 120 enthält einen Motor 121, eine hydraulische Pumpe 122, ein Steuerventil 123, und einen Schwenkmotor 124.
Der Motor 121 ist eine Antriebsmaschine, die die hydraulische Pumpe 122 antreibt. Der Motor 121 ist ein Beispiel einer Leistungsquelle.
Die hydraulische Pumpe 122 ist eine Pumpe variabler Kapazität, die von dem Motor 121 angetrieben wird. Die hydraulische Pumpe 122 liefert ein hydraulisches Öl an Aktoren (einen Auslegerzylinder 131C, einen Armzylinder 132C, einen Schaufelzylinder 133C, einen Greiferzylinder 1332C, die Fahrmotoren 112, und den Schwenkmotor 124) über das Steuerventil 123.
Das Steuerventil 123 steuert eine Flussrate des hydraulischen Öls, das von der hydraulischen Pumpe 122 geliefert wird.
Der Schwenkmotor 124 wird von der hydraulischen Flüssigkeit, die von der hydraulischen Pumpe 122 über das Steuerventil 123 geliefert wird, angetrieben, um den Schwenkkörper 120 zu schwenken.
«Konfiguration von Arbeitsausrüstung 130»
Die Arbeitsausrüstung 130 enthält einen Ausleger 131, einen Arm 132, eine Klappschaufel 133, den Auslegerzylinder 131C, den Armzylinder 132C, und den Schaufelzylinder 133C.
Ein Basisendabschnitt des Auslegers 131 ist an dem Schwenkkörper 120 über einen Auslegerbolzen angebracht. Zudem, in der in 1 dargestellten Lademaschine 100, ist der Ausleger 131 an einem mittigen Abschnitt einer vorderen Oberfläche des Schwenkkörpers 120 vorgesehen, jedoch ist die vorliegende Offenbarung nicht darauf beschränkt, und der Ausleger 131 kann mit einem Versatz in einer Links-Rechts-Richtung angebracht sein. In diesem Fall ist ein Schwenkzentrum des Schwenkkörpers 120 nicht auf einer Bewegungsebene der Arbeitsausrüstung 130 positioniert.
Der Arm 132 verbindet den Ausleger 131 und die Klappschaufel 133. Ein Basisendabschnitt des Arms 132 ist an einem entfernten Endabschnitt des Auslegers 131 über einen Armbolzen angebracht.
Die Klappschaufel 133 enthält einen Rücktransport 1331, der an einem entfernten Endabschnitt des Arms 132 über einen Bolzen angebracht ist, eine Greiferschale 1332, die Schaufelzähne zum Ausheben von Erde oder dergleichen aufweist, und den Greiferzylinder 1332C zum Öffnen und Schließen des Rücktransports 1131 und der Greiferschale 1332. Der Rücktransport 1331 und die Greiferschale 1332 sind über einen Bolzen verbunden, um geöffnet und geschlossen werden zu können. Wenn der Rücktransport 1331 und die Greiferschale 1332 geschlossen sind, arbeiten der Rücktransport 1331 und Greiferschale 1332 als ein Behälter zum Enthalten ausgehobener Erde. Andererseits, wenn der Rücktransport 1331 und die Greiferschale 1332 geöffnet sind, kann die aufgenommene Erde abgekippt werden. Ein Basisendabschnitt des Greiferzylinders 1332C ist an dem Rücktransport 1331 angebracht. Ein entfernter Endabschnitt des Greiferzylinders 1332C ist an der Greiferschale 1332 angebracht.
Das heißt, der Ausleger 131, der Arm 132, der Rücktransport 1331, und die Greiferschale 1332 bilden eine Verbindung. Der Ausleger 131, der Arm 132, der Rücktransport 1331, und die Greiferschale 1332 sind jeweils ein Beispiel eines Verbindungsteils.
Der Auslegerzylinder 131C ist ein hydraulischer Zylinder zum Betreiben des Auslegers 131. Ein Basisendabschnitt des Auslegerzylinders 131C ist an dem Schwenkkörper 120 angebracht. Ein entfernter Endabschnitt des Auslegerzylinders 131C ist an dem Ausleger 131 angebracht.
Der Armzylinder 132C ist ein hydraulischer Zylinder zum Antreiben des Arms 132. Ein Basisendabschnitt des Armzylinders 132C ist an dem Ausleger 131 angebracht. Ein entfernter Endabschnitt des Armzylinders 132C ist an dem Arm 132 angebracht.
Der Schaufelzylinder 133C ist ein hydraulischer Zylinder zum Antreiben der Klappschaufel 133. Ein Basisendabschnitt des Schaufelzylinders 133C ist an dem Arm 132 angebracht. Ein entfernter Endabschnitt des Schaufelzylinders 133C ist an einem Verbindungselement angebracht, das mit dem Rücktransport 1331 verbunden ist.
«Konfiguration von Kabine 140»
2 ist eine Ansicht, die eine Konfiguration innerhalb der Kabine 140 gemäß der ersten Ausführungsform darstellt.
Ein Fahrersitz 141, ein Bedienterminal 142, und eine Bedienvorrichtung 143 sind in der Kabine 140 vorgesehen. Das Bedienterminal 142 ist in der Umgebung des Fahrersitzes 141 vorgesehen und dient als eine Nutzerschnittstelle mit einer Steuervorrichtung 160, die später beschrieben wird. Das Bedienterminal 142 kann eine Bedienung von dem Bediener empfangen, zum Beispiel durch ein Touchpanel. Auch kann das Bedienterminal 142 eine Anzeigeeinheit wie ein LCD enthalten. Das Touchpanel ist ein Beispiel einer Anzeigeeinheit.
Die Bedienvorrichtung 143 ist eine Vorrichtung zum Bedienen des Unterwagens 110, des Schwenkkörpers 120, und der Arbeitsausrüstung 130 durch eine manuelle Bedienung des Bedieners. Die Bedienvorrichtung 143 enthält einen linken Bedienhebel 143LO, einen rechten Bedienhebel 143RO, ein linkes Fußpedal 143LF, ein rechtes Fußpedal 143RF, einen linken Fahrhebel 143LT, einen rechten Fahrhebel 143RT, ein Greiferöffnungspedal 143CO, ein Greiferschließpedal 143CC, ein Schwenkbremspedal 143TB, und einen Startschalter 143SW.
Der linke Bedienhebel 143LO ist auf einer linken Seite des Fahrersitzes 141 vorgesehen. Der rechte Bedienhebel 143RO ist auf einer rechten Seite des Fahrersitzes 141 vorgesehen.
Der linke Bedienhebel 143LO ist ein Bedienmechanismus zum Durchführen eines Schwenkbetriebs des Schwenkkörpers 120 und eines Aushebe-/Abkippbetriebs des Arms 132. Spezifisch, wenn der Bediener der Lademaschine 100 den linken Bedienhebel 143LO nach vorne kippt, führt der Arm 132 einen Abkippbetrieb durch. Außerdem, wenn der Bediener der Lademaschine 100 den linken Bedienhebel 143LO nach hinten kippt, führt der Arm 132 einen Aushebebetrieb durch. Außerdem, wenn der Bediener der Lademaschine 100 den linken Bedienhebel 143LO in eine rechte Richtung kippt, schwenkt der Schwenkkörper 120 nach rechts. Außerdem, wenn der Bediener der Lademaschine 100 den linken Bedienhebel 143 in eine linke Richtung kippt, schwenkt der Schwenkkörper 120 nach links. Zudem, in einer anderen Ausführungsform, kann der Schwenkkörper 120 nach rechts oder nach links schwenken, wenn der linke Bedienhebel 143LO in eine Vorne-Hinten-Richtung gekippt wird, und der Arm 132 kann einen Aushebebetrieb oder einen Abkippbetrieb durchführen, wenn der linke Bedienhebel 143LO in der Links-Rechts-Richtung gekippt wird.
Der rechte Bedienhebel 143RO ist ein Bedienmechanismus zum Durchführen eines Aushebe-/Abkippbetriebs der Klappschaufel 133 und von Anhebe-/Absenkbetrieben des Auslegers 131. Spezifisch, wenn der Bediener der Lademaschine 100 den rechten Bedienhebel 143RO nach vorne kippt, wird ein Absenkbetrieb des Auslegers 131 ausgeführt. Außerdem, wenn der Bediener der Lademaschine 100 den rechten Bedienhebel 143RO nach hinten kippt, wird ein Anhebebetrieb des Auslegers 131 ausgeführt. Außerdem, wenn der Bediener der Lademaschine 100 den rechten Bedienhebel 143RO in eine rechte Richtung kippt, wird ein Abkippbetrieb der Klappschaufel 133 durchgeführt. Außerdem, wenn der Bediener der Lademaschine 100 den rechten Bedienhebel 143RO in eine linke Richtung kippt, wird ein Aushebebetrieb der Klappschaufel 133 durchgeführt. Zudem, in einer anderen Ausführungsform, wenn der rechte Bedienhebel 143RO in die Vorne-Hinten-Richtung gekippt wird, kann die Klappschaufel 133 einen Abkippbetrieb oder einen Aushebebetrieb durchführen, und wenn der rechte Bedienhebel 143RO in der Links-Rechts-Richtung gekippt wird, kann der Ausleger 131 einen Anhebebetrieb oder einen Absenkbetrieb durchführen.
Das linke Fußpedal 143LF ist an einer linken Seite eines Bodens vor dem Fahrersitz 141 vorgesehen. Das rechte Fußpedal 143RF ist an einer rechten Seite des Bodens vor dem Fahrersitz 141 vorgesehen. Der linke Fahrhebel 143LT wird drehbar von dem linken Fußpedal 143LF gehalten, und ist so eingerichtet, dass eine Neigung des linken Fahrhebels 143LT und ein Drücken des linken Fußpedals 143LF gekoppelt sind. Der rechte Fahrhebel 143RT wird drehbar von dem rechten Fußpedal 143RF gehalten, und ist so eingerichtet, dass eine Neigung des rechten Fahrhebels 143RT und ein Drücken des rechten Fußpedals 143RF gekoppelt sind.
Das linke Fußpedal 143 LF und der rechte Fahrhebel 143LT entsprechen einem Drehantrieb einer linken Raupenkette des Unterwagens 110. Spezifisch, wenn der Bediener der Lademaschine 100 das linke Fußpedal 143LF oder den linken Fahrhebel 143LT nach vorne kippt, dreht sich die linke Raupenkette in eine Vorwärtsrichtung. Außerdem, wenn der Bediener der Lademaschine 100 das linke Fußpedal 143LF oder den linken Fahrhebel 143 nach hinten kippt, dreht sich die linke Raupenkette in eine Rückwärtsrichtung.
Das rechte Fußpedal 143RF und der rechte Fahrhebel 143RT entsprechen einem Drehantrieb einer rechten Raupenkette des Unterwagens 110. Spezifisch, wenn der Bediener der Lademaschine 100 das rechte Fußpedal 143RF oder den rechten Fahrhebel 143RT nach vorne kippt, dreht sich die rechte Raupenkette in eine Vorwärtsrichtung. Außerdem, wenn der Bediener der Lademaschine 100 das rechte Fußpedal 143RF oder den rechten Fahrhebel 143RT nach hinten kippt, dreht sich die rechte Raupenkette in eine Rückwärtsrichtung.
Das Greiferöffnungspedal 143CO und das Greiferschließpedal 143CC sind auf einer rechten Seite des linken Fußpedals 143LF angeordnet. Das Greiferöffnungspedal 143CO ist benachbart links von dem Greiferschließpedal 143CC angeordnet. Wenn das Greiferöffnungspedal 143 CO gedrückt wird, öffnet sich die Klappschaufel 133 mit einer Geschwindigkeit entsprechend einem Drückbetrag des Greiferöffnungspedals 143CO. Wenn das Greiferschließpedal 143CC gedrückt wird, schließt sich die Klappschaufel 133 mit einer Geschwindigkeit entsprechend einem Drückbetrag des Greiferschließpedals 143CC.
Das Schwenkbremspedal 143TB ist auf einer rechten Seite des rechten Fußpedals 143RF angeordnet. Wenn das Schwenkbremspedal 143TB gedrückt wird, wird ein Entlastungsdruck einer hydraulischen Schaltung, die das Steuerventil 123 und den Schwenkmotor 124 verbindet, erhöht. Spezifisch, wenn das Schwenkbremspedal 143TB gedrückt wird, wird eine Spule eines variablen Entlastungsventils, das in der hydraulischen Schaltung vorgesehen ist, die das Steuerventil 123 und den Schwenkmotor 124 verbindet, angeregt, und dadurch wird der Entlastungsdruck des variablen Entlastungsventils erhöht. Dadurch kann eine Bremskraft in Bezug auf das Schwenken erhöht werden.
Der Startschalter 143SW ist, zum Beispiel, auf einem Griffabschnitt des linken Bedienhebels 143LO vorgesehen. Zudem kann der Startschalter 143SW vorgesehen sein, in der Umgebung des Bedieners positioniert zu sein, der auf dem Fahrersitz 141 sitzt. Wenn der Startschalter 143SW gedrückt wird, wird ein automatisches Ladeanweisungssignal an die Steuervorrichtung 160 ausgegeben. Die Steuervorrichtung 160 beginnt eine automatische Ladesteuerung, die später beschrieben wird, wenn sie eine Eingabe des automatischen Ladeanweisungssignals empfängt.
«Konfiguration von Messsystem»
Wie in 1 dargestellt, enthält die Lademaschine 100 einen Positions-/Azimutrichtungs-Berechner 151, eine Neigungsmessvorrichtung 152, einen Auslegerwinkelsensor 153, einen Armwinkelsensor 154, einen Schaufelwinkelsensor 155, und eine Erkennungsvorrichtung 156.
Der Positions-/Azimutrichtungs-Berechner 151 berechnet eine Position des Schwenkkörpers 120 und eine Azimutrichtung, in die der Schwenkkörper 120 gerichtet ist. Der Positions-/Azimutrichtungs-Berechner 151 enthält zwei Empfänger, die Positionssignale von künstlichen Satelliten empfangen, die ein globales Satellitennavigationssystem (GNSS) bilden. Der Positions-/Azimutrichtungs-Berechner 151 erkennt eine Position eines repräsentativen Punkt (Ursprung eines Baggerkoordinatensystems) des Schwenkkörpers 120 in einem Feldkoordinatensystem auf der Grundlage der Positionssignale, die von den Empfängern empfangen werden.
Der Positions-Azimutrichtungs-Berechner 151 verwendet die Positionssignale, die von den zwei Empfängern empfangen werden, um die Azimutrichtung zu berechnen, in die der Schwenkkörper 120 gerichtet ist, als eine Beziehung einer Installationsposition eines Empfängers in Bezug auf eine Installationsposition des anderen Empfängers. Die Azimutrichtung, in die der Schwenkkörper 120 gerichtet ist, ist eine Richtung orthogonal zu der Vorderoberfläche des Schwenkkörpers 120 und ist gleich einer horizontalen Komponente einer Erstreckungsrichtung einer geraden Linie, die sich von dem Ausleger 131 zu der Klappschaufel 133 der Arbeitsausrüstung 130 erstreckt.
Die Neigungsmessvorrichtung 152 misst eine Beschleunigung und eine Winkelgeschwindigkeit des Schwenkkörpers 120 und erkennt eine Stellung (zum Beispiel einen Rollwinkel, einen Gierwinkel, und einen Nickwinkel) des Schwenkkörpers 120 auf der Grundlage des Messergebnisses. Die Neigungsmessvorrichtung 152 ist, zum Beispiel, auf einer unteren Oberfläche des Schwenkkörpers 120 installiert. Die Neigungsmessvorrichtung 152 kann, zum Beispiel, eine inertiale Messeinheit (IMU) sein.
Der Auslegerwinkelsensor 153 ist an dem Ausleger 131 angebracht und erkennt einen Neigungswinkel des Auslegers 131.
Der Armwinkelsensor 154 ist an dem Arm 132 angebracht und erkennt einen Neigungswinkel des Arms 132.
Der Schaufelwinkelsensor 155 ist an dem Rücktransport 1331 der Klappschaufel 133 angebracht und erkennt einen Neigungswinkel der Klappschaufel 133.
Der Auslegerwinkelsensor 153, der Armwinkelsensor 154, und der Schaufelwinkelsensor 155 gemäß der ersten Ausführungsform erkennen Neigungswinkel in Bezug auf eine horizontale Ebene. Zudem sind Winkelsensoren gemäß einer anderen Ausführungsform nicht darauf beschränkt, und können Neigungswinkel in Bezug auf eine andere Bezugsebene erkennen. Zum Beispiel können, in einer anderen Ausführungsform, die Winkelsensoren relative Drehwinkel erkennen, durch ein Potentiometer, das an Basisendabschnitten des Auslegers 131, des Arms 132, und der Klappschaufel 133 vorgesehen sind, oder können Neigungswinkel erkennen, indem Zylinderlängen des Auslegerzylinders 131C, des Armzylinder 132C, und des Schaufelzylinders 133C erkannt werden und die Zylinderlängen in Winkel umgerechnet werden.
Die Erkennungsvorrichtung 156 erkennt eine dreidimensionale Position eines Objekts, das sich um die Lademaschine 100 befindet. Eine Stereokamera, ein Laserscanner, eine Ultrabreitband (UWB)-Entfernungsmessvorrichtung, oder dergleichen können als Beispiele der Erkennungsvorrichtung 156 genannt werden. Die Erkennungsvorrichtung 156 ist, zum Beispiel, in einem oberen Abschnitt der Kabine 140 vorgesehen, so dass eine Erkennungsrichtung nach vorne gerichtet ist. Zudem kann die Erkennungsvorrichtung 156 an irgendeiner Position vorgesehen sein, sofern Umgebungen der Lademaschine 100 abgebildet werden können. Zum Beispiel kann die Erkennungsvorrichtung 156 auf einer Seitenwand oder dergleichen des Schwenkkörpers 120 außerhalb der Kabine 140 vorgesehen sein. Außerdem muss die Erkennungsrichtung nicht nach vorne gerichtet sein. Die Erkennungsvorrichtung 156 spezifiziert eine dreidimensionale Position eines Objekts in einem Koordinatensystem mit einer Position der Erkennungsvorrichtung 156 als Bezug. Zudem kann die Lademaschine 100 gemäß einer anderen Ausführungsform einer Mehrzahl an Erkennungsvorrichtungen 156 enthalten.
«Konfiguration von Steuervorrichtung 160»
3 ist ein schematisches Blockdiagramm, das eine Konfiguration der Steuervorrichtung 160 gemäß der ersten Ausführungsform zeigt.
Die Lademaschine 100 enthält die Steuervorrichtung 160. Die Steuervorrichtung 160 kann auf dem Bedienterminal 142 angebracht sein, oder kann getrennt von dem Bedienterminal 142 vorgesehen sein und enthält Eingabe/Ausgabe von dem Bedienterminal 142. Die Steuervorrichtung 160 empfängt ein Betriebssignal von der Bedienvorrichtung 143. Das Betriebssignal zeigt ein zu betreibendes Objekt und eine Antriebsgeschwindigkeit an. Im Folgenden wird eine Größe der Antriebsgeschwindigkeit, die von dem Betriebssignal angezeigt wird, auch als ein Betriebsbetrag bezeichnet. Die Steuervorrichtung 160 treibt die Arbeitsausrüstung 130, den Schwenkkörper 120, und den Unterwagen 110 an, indem ein empfangenes Betriebssignal oder ein Betriebssignal für die automatische Ladesteuerung, das durch Berechnung erzeugt wird, an das Steuerventil 123 ausgegeben wird. Im Folgenden wird das Betriebssignal, das von der Bedienvorrichtung 143 empfangen wird, auch ein manuelles Betriebssignal genannt, und das Betriebssignal, von durch Berechnung erzeugt wird, wird auch ein automatisches Betriebssignal genannt.
Die Steuervorrichtung 160 ist ein Computer, einschließlich eines Prozessors 600, Hauptspeicher 630, einem Speicher 650, und einer Schnittstelle 670. Der Speicher 650 speichert ein Programm. Der Prozessor 600 liest das Programm aus dem Speicher 650 aus, entpackt es in den Hauptspeicher 630, und führt Verarbeitung gemäß dem Programm aus.
Als Beispiele des Speichers 650 können ein Hableiterspeicher, eine magnetische Scheibe, eine magneto-optische Scheibe, eine optische Scheibe und dergleichen genannt werden. Der Speicher 650 kann interne Medien sein, die direkt mit einer gemeinsamen Kommunikationsleitung der Steuervorrichtung 160 verbunden sind, oder externe Medien sein, die mit der Steuervorrichtung 160 über die Schnittstelle 670 verbunden sind. Der Hauptspeicher 630 und der Speicher 650 sind nichtflüchtige materielle Speichermedien.
Der Prozessor 610 enthält, indem ein Programm ausgeführt wird, eine Messdatenerfassungseinheit 611, eine Kartenerzeugungseinheit 612, eine Betriebssignaleingabeeinheit 613, eine Arbeitsausrüstungspositions-Spezifikationseinheit 614, eine Ladezielspezifikationseinheit 615, eine Startwinkelspezifikationseinheit 616, eine Vermeidungswinkelspezifikationseinheit 617, eine Zielstellungsbestimmungseinheit 618, eine Bewegungssteuereinheit 619, eine Greifersteuereinheit 620, eine Ausgabebestimmungseinheit 621, und eine Betriebssignalausgabeeinheit 622.
Die Messdatenerfassungseinheit 611 erfasst Messdaten von dem Messsystem der Lademaschine 100. Spezifisch, die Messdatenerfassungseinheit 611 erfasst Messdaten von dem Positions-/Azimutrichtungs-Berechner 151, der Neigungsmessvorrichtung 152, dem Auslegerwinkelsensor 153, dem Armwinkelsensor 154, dem Schaufelwinkelsensor 155, und der Erkennungsvorrichtung 156. Die Messdatenerfassungseinheit 611 berechnet einen Winkel des Schwenkkörpers 120, indem eine Winkelgeschwindigkeit des Schwenkkörpers 120, die von der Neigungsmessvorrichtung 152 gemessen wird, integriert wird.
Die Kartenerzeugungseinheit 612 erzeugt Kartendaten, die Umgebungen der Lademaschine 100 zeigt, unter Verwendung der Messdaten, die von der Erkennungsvorrichtung 156 erfasst werden. Die Kartenerzeugungseinheit 612 erzeugt die Kartendaten, zum Beispiel, durch eine Simultane Positionsbestimmung und Kartierung (SLAM)-Technologie. Die Kartendaten werden durch ein Fahrzeugkarosserie-Koordinatensystem ausgedrückt. Das Fahrzeugkarosserie-Koordinatensystem ist ein orthogonales Koordinatensystem, das durch eine Achse, die sich in der Vorne-Hinten-Richtung erstreckt, eine Achse, die sich in der Links-Rechts-Richtung erstreckt, und eine Achse, die sich in der vertikalen Richtung erstreckt, mit dem Schwenkzentrum des Schwenkkörpers 120 als Ursprung, ausgedrückt wird. Da die Erkennungsvorrichtung 156 an dem Schwenkkörper 120 befestigt ist, kann die Kartenerzeugungseinheit 612 Kartendaten in dem Fahrzeugkarosserie-Koordinatensystem erzeugen, indem Berechnungsergebnisse des SLAM übersetzt werden, auf der Grundlage einer Positionsbeziehung zwischen dem Schwenkzentrum und der Erkennungsvorrichtung 156. Die Kartendaten, die von der Kartenerzeugungseinheit 612 erzeugt werden, werden in dem Hauptspeicher 630 aufgezeichnet.
Die Betriebssignaleingabeeinheit 613 empfängt eine Eingabe des manuellen Betriebssignals von der Bedienvorrichtung 143. Das manuelle Betriebssignal enthält ein Drehbetriebssignal für den Ausleger 131, ein Drehbetriebssignal für den Arm 132, ein Drehbetriebssignal für die Klappschaufel 133, ein Öffnungs-/Schließ-Betriebssignal für die Klappschaufel 133, ein Schwenkbetriebssignal für den Schwenkkörper 120, ein Fahrbetriebssignal für den Unterwagen 110, und ein automatisches Ladeanweisungssignal für die Lademaschine 100.
Die Arbeitsausrüstungspositions-Spezifikationseinheit 614 spezifiziert eine Position P (5) eines entfernten Endes des Arms 132 in dem Fahrzeugkarosserie-Koordinatensystem mit dem Schenkkörper 120 als ein Bezug und eine Höhe H (5) von dem entfernten Ende des Arms 132 bis zu dem niedrigsten Punkt der Klappschaufel 133, auf der Grundlage der Messdaten, die von der Messdatenerfassungseinheit 611 erfasst werden. Der niedrigste Punkt der Klappschaufel 133 bezieht sich auf eine äußere Form der Klappschaufel 133, in dem ein Abstand vom Bodenniveau am kleinsten ist.
Die Arbeitsausrüstungspositions-Spezifikationseinheit 614 erhält eine vertikale Richtungskomponente und eine horizontale Richtungskomponente der Länge des Auslegers 131, auf der Grundlage des Neigungswinkels des Auslegers 131 und einer bekannten Länge (einem Abstand von dem Bolzen an dem Basisendabschnitt zu dem Bolzen an dem entfernten Endabschnitt) des Auslegers 131. In ähnlicher Weise erhält die Arbeitsausrüstungspositions-Spezifikationseinheit 614 eine vertikale Richtungskomponente und eine horizontale Richtungskomponente des Arms 132. Die Arbeitsausrüstungspositions-Spezifikationseinheit 614 spezifiziert, als die Position P des entfernten Endes des Arms 132, eine Position weg von der Position der Lademaschine 100 in eine Richtung, die durch die Azimutrichtung und die Stellung der Lademaschine 100 spezifiziert ist, durch eine Summe der vertikalen Richtungskomponenten und einer Summe der horizontalen Richtungskomponenten der Längen des Auslegers 131 und des Arms 132. Außerdem spezifiziert die Arbeitsausrüstungspositions-Spezifikationseinheit 614, auf der Grundlage des Neigungswinkels der Klappschaufel 133 und einer bekannten Form der Klappschaufel 133, den niedrigsten Punkt in der vertikalen Richtung der Klappschaufel 133, und spezifiziert die Höhe H von dem entfernten Ende des Arms 132 zu dem niedrigsten Punkt und einen horizontalen Abstand D (5) von dem entfernten Ende des Arms 132 zu dem niedrigsten Punkt.
Wenn das automatische Ladeanweisungssignal zu der Betriebssignaleingabeeinheit 613 eingegeben wird, bestimmt die Ladezielspezifikationseinheit 615 einen Ladepunkt auf der Grundlage der Kartendaten, die von der Kartenerzeugungseinheit 612 erzeugt werden. Der Ladepunkt bezieht sich auf eine Position über dem Ladeziel T (zum Beispiel einer Kippmulde des Muldenkippers). In der automatischen Ladesteuerung wird eine Abkippsteuerung gestartet, wenn das entfernte Ende des Arms 132 den Ladepunkt erreicht. Spezifisch, die Ladezielspezifikationseinheit 615 spezifiziert eine Position und Form des Ladeziels T aus den Kartendaten und einer bekannten Form des Ladeziels T. Zum Beispiel spezifiziert die Ladezielspezifikationseinheit 615 eine Position des Ladeziels T durch dreidimensionalen Musterabgleich. Die Ladezielspezifikationseinheit 615 bestimmt den Ladepunkt auf der Grundlage eines Mittelpunkts einer oberen Oberfläche des spezifizierten Ladeziels T und der Form der Klappschaufel 133.
Die Startwinkelspezifikationseinheit 616 spezifiziert, als einen Startwinkel, einen Winkel zwischen der Azimutrichtung, in die der Schwenkkörper 120 gerichtet ist, wenn das automatische Ladeanweisungssignal zu der Betriebssignaleingabeeinheit 613 eingegeben wird, und der Azimutrichtung, in der der Ladepunkt vorhanden ist. Es kann auch gesagt werden, dass die Azimutrichtung, in die der Schwenkkörper 120 gerichtet ist, wenn das automatische Ladeanweisungssignal eingegeben wird, eine Azimutrichtung ist, in die der Schwenkkörper 120 gerichtet ist, wenn die automatische Ladesteuerung der Lademaschine 100 begonnen wird. Das heißt, die Startwinkelspezifikationseinheit 616 spezifiziert, als den Startwinkel, einen Winkel, der gebildet wird durch ein Liniensegment, das sich von dem Schwenkzentrum des Schwenkkörpers 120 zu der Position des entfernten Endes des Arms 132 erstreckt, die von der Arbeitsausrüstungspositions-Spezifikationseinheit 614 spezifiziert wird, und einem Liniensegment, das sich von dem Schwenkzentrum des Schwenkkörpers 120 zu dem Ladepunkt erstreckt, wenn die automatische Ladesteuerung begonnen wird.
Die Vermeidungswinkelspezifikationseinheit 617 spezifiziert einen Beeinträchtigungsvermeidungswinkel auf der Grundlage der Position und Form des Ladeziels T, das von der Ladezielspezifikationseinheit 615 spezifiziert wird. Der Beeinträchtigungsvermeidungswinkel bezieht sich auf einen Schwenkwinkel, wenn die Arbeitsausrüstung 130 und das Ladeziel T sich nicht gegenseitig beeinträchtigen, in einer ebenen Ansicht von oben. Spezifisch, die Vermeidungswinkelspezifikationseinheit 617 spezifiziert den Beeinträchtigungsvermeidungswinkel durch die folgenden Vorgänge.
Die Vermeidungswinkelspezifikationseinheit 617 spezifiziert einen hintersten Punkt p1 (5) der äußeren Form des Ladeziels T in einer Schwenkrichtung des Schwenkkörpers 120, auf der Grundlage der Position und Form des Ladeziels T, das von der Ladezielspezifikationseinheit 615 spezifiziert wird. Die Vermeidungswinkelspezifikationseinheit 617 erhält einen ersten Winkel ϕ1 (5), der gebildet wird von einem Liniensegment, das sich von dem Schwenkzentrum des Schwenkkörpers 120 zu der Position des entfernten Endes des Arms 132 erstreckt, und einem Liniensegment, das sich von dem Schwenkzentrum des Schwenkkörpers 120 zu dem spezifizierten Punkt der äußeren Form des Ladeziels T erstreckt, wenn die automatische Ladesteuerung begonnen wird. Die Vermeidungswinkelspezifikationseinheit 617 spezifiziert einen vordersten Punk p2 (5) der äußeren Form der Klappschaufel 133 in der Schwenkrichtung des Schwenkkörpers 120, auf der Grundlage der Position des entfernten Endes des Arms 132, die von der Arbeitsausrüstungspositions-Spezifikationseinheit 614 spezifiziert wird, und der bekannten Form der Klappschaufel 133. Die Vermeidungswinkelspezifikationseinheit 617 erhält einen zweiten Winkel ϕ2, der gebildet wird von dem Liniensegment, das sich von dem Schwenkzentrum des Schwenkkörpers 120 zu der Position des entfernten Endes des Arms 132 erstreckt, und einem Liniensegment, das sich von dem Schwenkzentrum des Schwenkkörpers 120 zu dem spezifizierten Punkt der äußeren Form der Klappschaufel 133 erstreckt. Die Vermeidungswinkelspezifikationseinheit 617 erhält einen Beeinträchtigungsvermeidungswinkel θ₁, (5), indem ferner ein Steuerrandwinkel ϕ3 von einer Differenz zwischen dem ersten Winkel ϕ1 und dem zweiten Winkel ϕ2 subtrahiert wird.
Die Zielstellungsbestimmungseinheit 618 berechnet eine Stellung der Arbeitsausrüstung 130, wenn das entfernte Ende des Arms 132 sich an dem Ladepunkt befindet, auf der Grundlage eines Abstands und einer Höhe von dem Schwenkzentrum zu dem Ladepunkt, der von der Ladezielspezifikationseinheit 615 bestimmt wird, und bestimmt eine Zielstellung, wenn die Arbeitsausrüstung 130 damit beginnt, abzukippen. Außerdem bestimmt die Zielstellungsbestimmungseinheit 618 eine Zielstellung der Arbeitsausrüstung 130 bei dem Start von Ausheben, indem eine vorbestimmte Zielstellung der Arbeitsausrüstung 130 bei dem Start von Ausheben aus dem Speicher 650 oder dem Hauptspeicher 630 ausgelesen wird. 4 ist eine Ansicht, die ein Beispiel der Zielstellung der Arbeitsausrüstung 130 bei dem Start von Ausheben gemäß der ersten Ausführungsform darstellt. Die Zielstellung bei dem Start von Ausheben ist so eine Stellung, dass, zum Beispiel, die Klappschaufel 133 sich dem Unterwagen 110 in einem Umfang annähert, dass er den Unterwagen 110 nicht beeinträchtigt, und eine untere Oberfläche der Klappschaufel 133 sich einer Ebene Z1, einschließlich einer Bodenoberfläche des Unterwagens 110 in einem Umfang annähert, dass sie nicht in Kontakt mit der Ebene Z1 kommt. Das heißt, die Klappschaufel 133 in der Zielstellung bei dem Start von Ausheben befindet sich an einer nach außen gerichteten Seite von einem Beeinträchtigungsverbotsbereich Z2, der außerhalb eines virtuellen Kreiszylinders, der den Unterwagen 110 umgibt, gebildet wird, im Sinne eines Abstands von dem Schwenkzentrum. Eine solche Zielstellung ist eine Stellung, die Fortfahren zu nachfolgender Aushebearbeit erleichtert. Zudem ist der Beeinträchtigungsverbotsbereich Z2 durch einen virtuellen Kreiszylinder definiert, anstatt durch ein rechtwinkliges Parallelepiped, das dem Unterwagen 110 entspricht, und dadurch kann ein Kontakt zwischen dem Unterwagen 110 und der Klappschaufel 133 verhindert werden, wenn der Schwenkkörper 120 schwenkt. Die Bodenoberfläche der Klappschaufel 133 in der Zielstellung bei dem Start von Ausheben kann parallel zu der Ebene Z1 sein oder einen spitzen Winkel mit der Ebene Z1 bilden. Die Zielstellung wird, zum Beispiel, durch Positionen des entfernten Endes des Auslegers 131, des entfernten Endes des Arms 132, und den Schaufelzähnen der Klappschaufel 133 in dem Fahrzeugkarosserie-Koordinatensystem dargestellt. Zudem enthält die Stellung der Arbeitsausrüstung 130 Positionen und Winkel von Teilen, die die Arbeitsausrüstung 130 bilden, in dem Fahrzeugkarosserie-Koordinatensystem.
Wenn die Betriebssignaleingabeeinheit 613 eine Eingabe des automatischen Ladeanweisungssignals empfangen hat, erzeugt die in 3 gezeigte Bewegungssteuerungseinheit 619 das automatische Betriebssignal, das eine kombinierte Bewegung des Schwenkkörpers 120 und der Arbeitsausrüstung 133 zu dem Ladepunkt realisiert, auf der Grundlage des Ladepunkts, der von der Ladezielspezifikationseinheit 615 spezifiziert wird, und des Beeinträchtigungsvermeidungswinkels, der von der Beeinträchtigungswinkelspezifikationseinheit 617 spezifiziert wird. Spezifisch, die Bewegungssteuereinheit 619 erzeugt das automatische Betriebssignal zum Antreiben der Arbeitsausrüstung 130 so, dass die Stellung der Arbeitsausrüstung 130 die Zielstellung bei dem Start von Abkippen, die von der Zielstellungsbestimmungseinheit 618 bestimmt wird, erreicht. Außerdem passt die Bewegungssteuereinheit 619 eine Schwenkstartzeit so an, dass die Stellung der Arbeitsausrüstung 130 die Zielstellung bei dem Start von Abkippen erreicht, bevor der Schwenkwinkel den Beeinträchtigungsvermeidungswinkel erreicht. Das heißt, wenn der Schwenkkörper 120 mit Schwenken begonnen hat, und wenn die Arbeitsausrüstung 130 die Zielstellung nicht aufweist, bevor der Schwenkwinkel auf Grund des Schwenkens den Beeinträchtigungsvermeidungswinkel erreicht, erzeugt die Bewegungssteuereinheit 619 das Schwenkbetriebssignal für den Schwenkkörper 120 nicht, und erzeugt nur ein Betriebssignal für die Arbeitsausrüstung 130. Andererseits, wenn bestimmt wird, dass die Arbeitsausrüstung 130 die Zielstellung aufweist, bevor der Schwenkwinkel auf Grund von Schwenken den Beeinträchtigungsvermeidungswinkel erreicht, erzeugt die Bewegungssteuereinheit 619 das Schwenkbetriebssignal für den Schwenkkörper 120 und das Betriebssignal für die Arbeitsausrüstung 130, und realisiert die kombinierte Bewegung des Schwenkkörpers 120 und der Arbeitsausrüstung 130.
Außerdem, nachdem das entfernte Ende des Arms 132 den Ladepunkt erreicht hat, erzeugt die Bewegungssteuereinheit 619 das automatische Betriebssignal zum Antreiben des Schwenkkörpers 120 und der Arbeitsausrüstung 130 so, dass der Schwenkkörper 120 zu dem Startwinkel schwenkt, der von der Startwinkelspezifikationseinheit 616 spezifiziert wird, und die Stellung der Arbeitsausrüstung 130 die Zielstellung bei dem Start von Ausheben, die von der Zielstellungsbestimmungseinheit 618 bestimmt wird, erreicht.
Die Greifersteuereinheit 620 erzeugt das automatische Betriebssignal zum Öffnen der Klappschaufel 133, wenn das entfernte Ende des Arms 132 den Ladepunkt erreicht. Außerdem erzeugt die Greifersteuereinheit 620 das automatische Betriebssignal zum Schließen der Klappschaufel 133, wenn der Schwenkwinkel des Schwenkkörpers 120 einen Unterschied zwischen dem Startwinkel und dem Beeinträchtigungsvermeidungswinkel übersteigt. Zudem, selbst vor das entfernte Ende des Arms 132 den Ladepunkt erreicht, kann die Greifersteuereinheit 620 das automatische Betriebssignal zum Öffnen der Klappschaufel 133 erzeugen, wenn die Klappschaufel 133 und das Ladeziel T in einer ebenen Ansicht von oben überlappen.
Die Ausgabebestimmungseinheit 621 bestimmt, ob der Schwenkkörper 120, der Ausleger 131, der Arm 132, die Klappschaufel 133, und die Greiferschale 1332 (gesteuerte Objekte) jeweils durch das manuelle Betriebssignal oder das automatische Betriebssignal zu steuern sind, auf der Grundlage des manuellen Betriebssignals, das zu der Betriebssignaleingabeeinheit 613 eingegeben wurde, und des automatischen Betriebssignals, das von der Bewegungssteuereinheit 619 erzeugt wird. Die Ausgabebestimmungseinheit 621 speichert und verwaltet einen Wert eines automatischen Betriebsflags in dem Hauptspeicher 630 für jedes gesteuerte Objekt. Die Ausgabebestimmungseinheit 612 bestimmt, dass ein gesteuertes Objekt, dessen automatisches Betriebsflag AN ist, von dem automatischen Betriebssignal gesteuert wird, und ein gesteuertes Objekt, dessen automatisches Betriebsflag AUS ist, von dem manuellen Betriebssignal gesteuert wird.
Die Betriebssignalausgabeeinheit 622 gibt das manuelle Betriebssignal, das zu der Betriebssignaleingabeeinheit 613 eingegeben wird, oder das automatische Betriebssignal, das von der Bewegungssteuerungseinheit 619 erzeugt wird, aus, auf der Grundlage des Bestimmungsergebnisses der Ausgabebestimmungseinheit 621.
«Betrieb während automatischer Ladesteuerung»
Hier wird die Bewegung der Lademaschine 100 während der automatischen Ladesteuerung gemäß der ersten Ausführungsform mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben.
5 ist eine Ansicht, die ein Beispiel von Bewegung der Lademaschine 100 von dem Start der automatischen Ladesteuerung bis zu dem Start von Abkippen gemäß der ersten Ausführungsform darstellt. 6 ist eine Ansicht, die ein Beispiel von Bewegung der Lademaschine 100 von dem Start von Abkippen bis zu dem Ende der automatischen Ladesteuerung gemäß der ersten Ausführungsform darstellt.
Die automatische Ladesteuerung gemäß der ersten Ausführungsform wird in einem Zustand begonnen, in dem die Arbeitsausrüstung 130 Erde ausgehoben hat, bei der es sich um ein auszuhebendes Objekt handelt, durch eine manuelle Bedienung durch den Bediener, und die Erde wird in der Klappschaufel 133 gehalten. Wenn die automatische Ladesteuerung gestartet wird, kippt die Lademaschine 100 die Erde über dem Ladeziel T ab, und bewegt die Arbeitsausrüstung 130 zu einem nachfolgenden Aushebestartpunkt. In der ersten Ausführungsform, bei dem Ende der automatischen Ladesteuerung, wird der Schwenkkörper 120 in eine Richtung gelenkt, in der die automatische Ladesteuerung begonnen wurde, um nachfolgende Aushebeverarbeitung zu erleichtern. Außerdem, um die nachfolgende Aushebeverarbeitung zu erleichtern, wird die Arbeitsausrüstung 130 in einer Stellung platziert, in der die Bodenoberfläche der Klappschaufel 133 bis nahe an den Boden abgesenkt wird und die Klappschaufel 133 wird näher an eine Fahrzeugkarosserieseite gebracht.
Spezifisch, wenn die automatische Ladesteuerung begonnen wird, beginnt die Steuervorrichtung 160 zuerst damit, die Arbeitsausrüstung 130 (den Ausleger 131, den Arm 132, und die Klappschaufel 133) anzutreiben, und bewegt die Klappschaufel 133 nach oben, wie in 5 dargestellt. Nach einer Verzögerung veranlasst die Steuervorrichtung 160 den Schwenkkörper 120, mit Schwenken zu beginnen. Die Steuervorrichtung 160 passt eine Schwenkstartzeit so an, dass die Stellung der Arbeitsausrüstung 130 die Zielstellung bei dem Start von Abkippen erreicht, bevor der Schwenkwinkel des Schwenkkörpers 120 gleich dem Beeinträchtigungsvermeidungswinkel θ₁, wird. Im Folgenden wird der Beeinträchtigungsvermeidungswinkel θ₁, auch als ein erster Beeinträchtigungsvermeidungswinkel θ₁, bezeichnet. Zudem, wenn die Stellung der Arbeitsausrüstung 130 die Zielstellung bei dem Start von Abkippen erreicht, bevor der Schwenkwinkel des Schwenkkörpers 120 gleich dem ersten Beeinträchtigungsvermeidungswinkel θ₁, wird, das heißt, wenn eine Höhe des niedrigsten Punkts der Klappschaufel 133 höher ist als die obere Oberfläche des Ladeziels T, kommt die Arbeitsausrüstung 130 nicht mit dem Ladeziel T auf Grund des Schwenkens des Schwenkkörpers 120 in Kontakt. Danach, wenn das entfernte Ende des Arms 132 den Ladepunkt erreicht, öffnet die Steuervorrichtung 160 die Klappschaufel 133 und beginnt mit Abkippen.
Nachdem ein bestimmter Zeitraum seit dem Start von Abkippen vergangen ist, veranlasst die Steuervorrichtung 160 den Schwenkkörper 120, mit Schwenken zu beginnen, wie in 6 dargestellt. Die Steuervorrichtung 160 beginnt nicht damit, die Arbeitsausrüstung 130 anzutreiben, bis der Schwenkwinkel des Schwenkkörpers 120 einen Winkel θ₂ übersteigt, der ein Unterschied zwischen einem Startwinkel θ₀ und dem Beeinträchtigungsvermeidungswinkel θ₁ ist. Im Folgenden wird der Winkel θ₂ auch als ein zweiter Beeinträchtigungsvermeidungswinkel θ₂ bezeichnet. Wenn der Schwenkwinkel des Schwenkkörpers 120 den zweiten Beeinträchtigungsvermeidungswinkel θ₂ übersteigt, beginnt die Steuervorrichtung 160 damit, die Arbeitsausrüstung 130 anzutreiben. Wenn der Schwenkwinkel des Schwenkkörpers 120 den Startwinkel θ₀ erreicht, beendet die Steuervorrichtung 160 Antreiben des Schwenkkörpers 120. Außerdem, wenn die Stellung der Arbeitsausrüstung 130 die Zielstellung bei dem Start von Ausheben erreicht, beendet die Steuervorrichtung 160 Antreiben der Arbeitsausrüstung 130.
Zudem, nachdem der Schwenkwinkel des Schwenkkörpers 120 den zweiten Beeinträchtigungsvermeidungswinkel θ₂ überschritten hat, empfängt die Steuervorrichtung 160 eine Bedienung von dem Bediener von der Bedienvorrichtung 143. Für ein gesteuertes Objekt, das eine Bedienung durch den Bediener erhalten hat, gibt die Steuervorrichtung 160 das automatische Betriebssignal nicht aus, sondern gibt das manuelle Betriebssignal aus. Andererseits, für ein gesteuertes Objekt, das eine Bedienung durch den Bediener nicht empfangen hat, fährt die Steuervorrichtung 160 damit fort, das automatische Betriebssignal auszugeben.
7 ist eine Ansicht, die eine Stellung der Arbeitsausrüstung 130 bei dem Start der automatischen Ladesteuerung und eine Stellung der Arbeitsausrüstung 130 bei dem Ende der automatischen Ladesteuerung gemäß der ersten Ausführungsform vergleicht. Die automatische Ladesteuerung wird in einem Zustand begonnen, in dem die Arbeitsausrüstung 130 Erde aushebt und die Erde in der Klappschaufel 133 gehalten wird. Somit ist eine Stellung 133s der Klappschaufel 133 bei dem Start der automatischen Ladesteuerung eine Stellung, in der die Schaufelzähne nach oben über dem auszuhebenden Objekt gerichtet sind. Wenn das auszuhebende Objekt ausgehoben wird, ist es notwendig, es von unten mit den Schaufelzähnen, die auf das auszuhebende Objekt gerichtet sind, zu schaufeln, und somit muss die Position und Stellung der Klappschaufel 133 von der Stellung 133s der Klappschaufel 133 bei dem Beginn der automatischen Ladesteuerung geändert werden, um mit der Aushebearbeit zu beginnen. Andererseits ist eine Stellung 133e der Klappschaufel 133 bei dem Ende der automatischen Ladesteuerung, das heißt, die Zielstellung bei dem Start von Ausheben, eine Stellung, in der die Schaufelzähne nach vorne gerichtet sind, in einer Höhe nahe dem Bodenniveau. Somit kann der Bediener einfach zu der nachfolgenden Aushebearbeit übergehen, indem die Stellung der Klappschaufel 133 in die Zielstellung bei dem Start von Ausheben gebracht wird, wenn die automatische Ladesteuerung endet.
«Betrieb von Steuervorrichtung 160»
8 ist ein Flussdiagramm, das einen Betrieb der Steuervorrichtung 160 gemäß der ersten Ausführungsform zeigt.
Die Steuervorrichtung 160 der Lademaschine 100 führt Zustandsaktualisierungsverarbeitung, die in 8 gezeigt ist, zu regelmäßigen Steuerzyklen während dem Betrieb durch.
Die Messdatenerfassungseinheit 611 erfasst Messdaten von dem Positions-/Azimutrichtungs-Berechner 151, der Neigungsmessvorrichtung 152, dem Auslegerwinkelsensor 153, dem Armwinkelsensor 154, dem Schaufelwinkelsensor 155, und der Erkennungsvorrichtung 156 (Schritt SS1). Die Kartenerzeugungseinheit 612 aktualisiert die in dem Hauptspeicher 630 gespeicherten Kartendaten, unter Verwendung der Messdaten, die von der Erkennungsvorrichtung 156 in Schritt SS1 erfasst werden (Schritt SS2). Dadurch kann die Steuervorrichtung 160 immer einen neuesten Zustand der Kartendaten, die eine Situation in der Umgebung der Lademaschine 100 darstellen, beibehalten, so dass eine neueste Position des Ladeziels T in den Kartendaten erscheint.
Die Arbeitsausrüstungspositions-Spezifikationseinheit 614 spezifiziert die Position P des entfernten Endes des Arms 132 in dem Fahrzeugkarosserie-Koordinatensystem mit dem Schwenkkörper 120 als ein Bezug und eine Höhe H von dem entfernten Ende des Arms 132 zu dem niedrigsten Punk von Klappschaufel 133, auf der Grundlage der Messdaten, die in Schritt SS1 erfasst werden (Schritt SS3). Dadurch kann die Steuervorrichtung 160 ständig eine momentane Stellung der Arbeitsausrüstung 130 spezifizieren.
9 ist ein Flussdiagramm, das einen Betrieb der Steuervorrichtung 160 von dem Start der automatischen Ladesteuerung bis zu dem Start von Abkippen gemäß der ersten Ausführungsform zeigt. 10 ist ein Flussdiagramm, das einen Betrieb der Steuervorrichtung 160 von dem Start von Abkippen bis zu dem Ende der automatischen Ladesteuerung gemäß der ersten Ausführungsform zeigt. 11 ist ein Flussdiagramm, das einen Automatisch/Manuell-Umschaltbestimmungsbetrieb der Steuervorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform zeigt.
Wenn der Startschalter 143SW von dem Bediener gedrückt wird, empfängt die Betriebssignaleingabeeinheit 613 der Steuervorrichtung 160 eine Eingabe des automatischen Ladeanweisungssignals. Die Steuervorrichtung 160 beginnt die automatische Ladesteuerung von Schritt S0 in 9, mit dem automatischen Ladeanweisungssignal als ein Auslöser.
Wenn das automatische Ladeanweisungssignal eingegeben wird, setzt die Ausgabebestimmungseinheit 621 der Steuervorrichtung 160 sämtliche Werte von automatischen Betriebsflags in Bezug auf den Schwenkkörper 120, den Ausleger 131, den Arm 132, Klappschaufel 133, und der Greiferschale 1332 auf AN (Schritt S0). Die Steuervorrichtung 160 aktualisiert die Messdaten, die Kartendaten, und die Stellung der Arbeitsausrüstung 130 auf einen neuesten Zustand durch die in 8 gezeigte Zustandsaktualisierungsverarbeitung (Schritt S1). Die Ladezielspezifikationseinheit 615 spezifiziert die Position und Form des Ladeziels T auf der Grundlage der Kartendaten, die in Schritt S1 aktualisiert werden (Schritt S2). Die Ladezielspezifikationseinheit 615 bestimmt den Ladepunkt auf der Grundlage der Position des in Schritt S2 spezifizierten Ladeziels T und der Höhe H von dem entfernten Ende des Arms 132 zu dem niedrigsten Punkt der Klappschaufel 133, der in Schritt S1 spezifiziert wird (Schritt S3)
Die Startwinkelspezifikationseinheit 616 spezifiziert den Startwinkel θ₀ auf der Grundlage der Position des Ladepunkts in den in Schritt S3 bestimmten Kartendaten (Schritt S4). Da die Kartendaten durch das Fahrzeugkarosserie-Koordinatensystem ausgedrückt werden, spezifiziert die Startwinkelspezifikationseinheit 616, zum Beispiel, einen Winkel eines Positionsvektors des Ladepunkts mit Bezug auf eine Koordinatenachse, die sich nach vorne von dem Schwenkkörper 120 erstreckt, als den Startwinkel θ₀. Die Vermeidungswinkelspezifikationseinheit 617 spezifiziert den ersten Beeinträchtigungsvermeidungswinkel θ₁, auf der Grundlage der Position und Form des Ladeziels T, das in Schritt S2 spezifiziert wird (Schritt S5). Die Zielstellungsbestimmungseinheit 618 bestimmt Stellungen des Auslegers 131 und des Arms 132, wenn das entfernte Ende des Arms 132 sich an dem Ladepunkt befindet, als die Zielstellung (Schritt S6).
Als nächstes aktualisiert die Steuervorrichtung 160 die Messdaten, die Kartendaten, und die Stellung der Arbeitsausrüstung 130 auf den neuesten Zustand, durch die in 8 gezeigte Zustandsaktualisierungsverarbeitung (Schritt S7). Als nächstes bestimmt die Bewegungssteuereinheit 619, ob die Stellung der Arbeitsausrüstung 130, die in Schritt S7 spezifiziert wird, der Zielstellung, die in Schritt S6 spezifiziert wird, nahekommt oder nicht (Schritt S8). Zum Beispiel, wenn ein Unterschied zwischen der Position des entfernten Endes des Arms 132 in der Zielstellung und eine momentane Position des entfernten Endes des Arms 132 gleich oder geringer als ein vorbestimmter Wert ist, bestimmt die Bewegungssteuereinheit 619, dass die Stellung der Arbeitsausrüstung 130 der Zielstellung nahekommt.
Wenn die Stellung der Arbeitsausrüstung 130 der Zielstellung nicht nahekommt (Schritt S8: NEIN), erzeugt die Bewegungssteuereinheit 619 das automatische Betriebssignal, um den Ausleger 131 und den Arm 132 näher an die Zielstellung zu bringen (Schritt S9). Zu dieser Zeit erzeugt die Bewegungssteuereinheit 619 das automatische Betriebssignal auf der Grundlage der Positionen und Geschwindigkeiten des Auslegers 131 und des Arms 132, die in Schritt S7 spezifiziert werden.
Außerdem berechnet die Bewegungssteuereinheit 619 eine Summe von Winkelgeschwindigkeiten des Auslegers 131 und des Arms 132, auf der Grundlage der erzeugten automatischen Betriebssignale für den Ausleger 131 und den Arm 132, und erzeugt das automatische Betriebssignal zum Drehen der Klappschaufel 133 mit derselben Geschwindigkeit wie die Summe der Winkelgeschwindigkeiten (Schritt S10). Dadurch kann die Bewegungssteuereinheit 619 das automatische Betriebssignal zum Halten eines Bodenwinkels der Klappschaufel 133 erzeugen.
Die Bewegungssteuereinheit 619 bestimmt, ob die Arbeitsausrüstung 130 schwenkt oder nicht (Schritt S11). Die Bewegungssteuereinheit 619 bestimmt, dass der Schwenkkörper 120 schwenkt, wenn, zum Beispiel, eine Schwenkgeschwindigkeit gleich oder größer als eine vorbestimmte Geschwindigkeit ist. Wenn die Arbeitsausrüstung 130 nicht schwenkt (Schritt S11: NEIN), berechnet die Bewegungssteuereinheit 619 eine Beendigungszeit, bis die Arbeitsausrüstung 130 die Zielstellung aufweist, auf Grundlage der Geschwindigkeiten des Auslegers 131 und des Arms 132, die in Schritt S7 spezifiziert werden (Schritt S12). Außerdem berechnet die Bewegungssteuereinheit 619 eine Erreichenszeit, bis der Schwenkwinkel den ersten Beeinträchtigungsvermeidungswinkel θ₁, der in Schritt S5 spezifiziert wird, erreicht, wenn der Schwenkkörper 120 zu schwenken beginnt (Schritt S13). Die Bewegungssteuereinheit 619 bestimmt, ob die Beendigungszeit, die in Schritt S12 berechnet wird, geringer als die Erreichenszeit ist, die in Schritt S13 berechnet wird (Schritt S14). Das heißt, die Bewegungssteuereinheit 619 bestimmt, ob die Arbeitsausrüstung 130 die Zielstellung aufweist oder nicht, wenn der Schwenkwinkel den ersten Beeinträchtigungsvermeidungswinkel θ₁, erreicht.
Wenn die Beendigungszeit gleich oder mehr als die Erreichenszeit ist (Schritt S14: NEIN), das heißt, wenn die Arbeitsausrüstung 130 die Zielstellung nicht aufweist, bevor der Schwenkwinkel den ersten Beeinträchtigungsvermeidungswinkel θ₁, erreicht, erzeugt die Bewegungssteuereinheit 619 das Schwenkbetriebssignal für den Schwenkkörper 120 nicht. Andererseits, wenn die Beendigungszeit geringer als die Erreichenszeit ist (Schritt S14: JA), das heißt, wenn die Arbeitsausrüstung 130 die Zielstellung aufweist, bevor der Schwenkwinkel den ersten Beeinträchtigungsvermeidungswinkel θ₁, erreicht, erzeugt die Bewegungssteuereinheit 619 das Schwenkbetriebssignal für den Schwenkkörper 120 (Schritt S15). Dadurch kann die Steuervorrichtung 160 verhindern, dass die Arbeitsausrüstung 130 in Kontakt mit dem Ladeziel T kommt.
Da die Werte sämtlicher automatischer Betriebsflags, die in dem Hauptspeicher 630 aufgezeichnet sind, AN sind, bestimmt die Ausgabebestimmungseinheit 621, dass sämtliche der gesteuerten Objekte durch die automatischen Betriebssignale gesteuert werden. Dadurch gibt die Betriebssignalausgabeeinheit 622 das automatische Betriebssignal in mindestens einem von Schritten S9, S10, und S15 an das Steuerventil 123 aus (Schritt S16). Die Lademaschine 100 wird dadurch angetrieben. Dann kehrt die Steuervorrichtung 160 mit der Verarbeitung zu Schritt S7 zurück und fährt mit der Steuerung fort.
Andererseits, wenn in Schritt S11 bestimmt wird, dass die Arbeitsausrüstung 130 schwenkt (Schritt S11: JA), bestimmt die Bewegungssteuereinheit 619, ob das entfernte Ende des Arms 132 den Ladepunkt auf Grund von trägem Schwenken erreicht, wenn das Betriebssignal für das Schwenken beendet wird, oder nicht, auf der Grundlage der Schwenkgeschwindigkeit der Arbeitsausrüstung 130, die in Schritt S7 spezifiziert wird (Schritt S17). Wenn das entfernte Ende des Arms 132 den Ladepunkt auf Grund des trägen Schwenkens nicht erreicht (Schritt S17: NEIN), erzeugt die Bewegungssteuereinheit 619 das Schwenkbetriebssignal in Schritt S15, und die Betriebssignalausgabeeinheit 622 gibt das Schwenkbetriebssignal an das Steuerventil 123 in Schritt S16 aus.
Andererseits, wenn bestimmt wird, dass das entfernte Ende des Arms 132 den Ladepunkt auf Grund des trägen Schwenkens erreicht (Schritt S17: JA), aktualisiert die Steuervorrichtung 160 die Messdaten, die Kartendaten, und die Stellung der Arbeitsausrüstung 130 auf den neuesten Zustand, durch die in 8 gezeigte Statusaktualisierungsverarbeitung (Schritt S18 in 10). Die Bewegungssteuereinheit 619 bestimmt, ob das entfernte Ende des Arms 132 den Ladepunkt erreicht hat oder nicht, auf der Grundlage der Kartendaten, die in Schritt S18 aktualisiert werden (Schritt S19). Wenn das entfernte Ende des Arms 132 den Ladepunkt nicht erreicht hat (Schritt S19: NEIN), kehrt die Steuervorrichtung 160 mit der Verarbeitung zu Schritt S18 zurück und wartet darauf, dass das entfernte Ende des Arms 132 den Ladepunkt erreicht. Zu dieser Zeit, da die Werte der automatischen Betriebssignale, die in dem Hauptspeicher 630 aufgezeichnet sind, sämtlich AN sind, empfängt die Steuervorrichtung 160 den manuellen Betrieb von der Bedienvorrichtung 143 nicht.
Wenn das entfernte Ende des Arms 132 den Ladepunkt erreicht hat (Schritt S19: JA), erzeugt die Greifersteuereinheit 620 ein Öffnungsbetriebssignal für die Klappschaufel 133 (Schritt S20). Die Betriebssignalausgabeeinheit 622 gibt das Öffnungsbetriebssignal, das in Schritt S20 erzeugt wird, an das Steuerventil 123 aus (Schritt S21). Die Greifersteuereinheit 620 wartet auf den Ablauf einer bestimmten Zeitdauer, nachdem das Öffnungsbetriebssignal für die Klappschaufel 133 ausgegeben wird (Schritt S22). Diese Zeit ist eine Zeit, die eine bestimmte Menge Erde benötigt, um aus der offenen Klappschaufel 133 zu fallen. Zudem kann diese Zeit kürzer sein als eine Zeit, die benötigt wird, dass sämtliche Erde aus der Klappschaufel 133 fällt.
Nach einer bestimmten Zeitdauer bestimmt die Zielstellungsbestimmungseinheit 618 die Zielstellung der Arbeitsausrüstung 130 bei dem Start von Ausheben, indem die vorbestimmte Zielstellung der Arbeitsausrüstung 130 bei dem Start von Ausheben aus dem Speicher 650 oder dem Hauptspeicher 630 ausgelesen wird (Schritt S23). Die Zielstellung bei dem Start von Ausheben ist eine solche Stellung, dass, zum Beispiel, die Klappschaufel 133 sich dem Unterwagen 110 in dem Umfang annähert, dass er den Unterwagen 110 nicht beeinträchtigt, und die Bodenoberfläche der Klappschaufel 133 sich einer Ebene, die durch die Bodenoberfläche des Unterwagens 110 läuft, in dem Umfang annähert, dass sie die Ebene nicht beeinträchtigt.
Als nächstes aktualisiert die Steuervorrichtung 160 die Messdaten, die Kartendaten, und die Stellung der Arbeitsausrüstung 130 auf den neuesten Zustand, durch die in 8 gezeigte Zustandsaktualisierungsverarbeitung (Schritt S24). Als nächstes bestimmt die Bewegungssteuereinheit 619, ob der Schwenkwinkel des Schwenkkörpers 120 von dem Start von Abkippen bis zu der momentanen Zeit geringer ist als der zweite Beeinträchtigungsvermeidungswinkel θ₂, der ein Unterschied zwischen dem Startwinkel θ₀ und dem ersten Beeinträchtigungsvermeidungswinkel θ₁, ist (Schritt S25). Wenn der Schwenkwinkel geringer ist als der zweite Beeinträchtigungsvermeidungswinkel θ₂ (Schritt S25: JA), da die Arbeitsausrüstung 130 in Kontakt mit dem Ladeziel T kommen kann, erzeugt die Bewegungssteuereinheit 619 das automatische Betriebssignal (neutrales Signal) zum Beibehalten der Stellung der Arbeitsausrüstung 130.
In Schritt S25, wenn der Schwenkwinkel gleich oder größer als der zweite Beeinträchtigungsvermeidungswinkel θ₂ ist (Schritt S25: NEIN), bestimmt die Bewegungssteuereinheit 619, ob die Stellung der Arbeitsausrüstung 130, die in Schritt S24 spezifiziert wird, der Zielstellung, die in Schritt S23 bestimmt wird, nahekommt oder nicht (Schritt S26). Wenn die Stellung der Arbeitsausrüstung 130 der Zielstellung nicht nahekommt (Schritt S26: NEIN), erzeugt die Bewegungssteuereinheit 619 das automatische Betriebssignal, um den Ausleger 131, den Arm 132, und die Klappschaufel 133 näher an die Zielstellung zu bringen (Schritt S27). Außerdem erzeugt die Greifersteuereinheit 620 auch ein Schließbetriebssignal für die Klappschaufel (Schritt S28). Wenn die Stellung der Arbeitsausrüstung 130 der Zielstellung nahekommt (Schritt S26: JA), erzeugt die Bewegungssteuereinheit 619 das automatische Betriebssignal für die Arbeitsausrüstung 130 nicht.
Außerdem bestimmt die Bewegungssteuereinheit 619, ob das entfernte Ende des Arms 132 zu dem Startwinkel θ₀, der in Schritt S4 spezifiziert wird, auf Grund von trägem Schwenken schwenken kann oder nicht, wenn ein Wert des Betriebssignals für das Schwenken auf Null gesetzt ist, auf der Grundlage der Schwenkgeschwindigkeit der Arbeitsausrüstung 130, die in Schritt S24 spezifiziert wird (Schritt S29). Wenn das entfernte Ende des Arms 132 nicht zu dem Startwinkel θ₀ schwenken kann, auf Grund des trägen Schwenkens, (Schritt S29: NEIN) erzeugt die Bewegungssteuereinheit 619 ein Schwenkbetriebssignal (Schritt S30). Andererseits, wenn das entfernte Ende des Arms 132 zu dem Startwinkel θ₀ auf Grund des trägen Schwenkens schwenken kann (Schritt S29: JA), erzeugt die Bewegungssteuereinheit 619 das Schwenkbetriebssignal nicht.
Als nächstes, wie in 11 gezeigt, wählt die Ausgabebestimmungseinheit 621 das gesteuerte Objekt (den Schwenkkörper 120, den Ausleger 131, den Arm 132, die Klappschaufel 133, oder die Greiferschale 1332) nacheinander aus (Schritt S31), und führt die Verarbeitung von Schritt S31 bis Schritt S42 für das ausgewählte gesteuerte Objekt aus.
Die Ausgabebestimmungseinheit 621 bestimmt, ob ein Wert des automatischen Betriebsflags in Bezug auf das in Schritt S31 ausgewählte gesteuerte Objekt AN ist oder nicht (Schritt S32). Wenn der Wert des automatischen Betriebsflags AN ist (Schritt S32: JA), bestimmt die Ausgabebestimmungseinheit 621, ob die Betriebssignaleingabeeinheit 613 eine Eingabe des manuellen Betriebssignals zum Betreiben des in Schritt S31 ausgewählten gesteuerten Objekt empfangen hat oder nicht (Schritt S33). Die Ausgabebestimmungseinheit 621 bestimmt, dass die Eingabe des manuellen Betriebssignals empfangen wurde, wenn ein Betriebsbetrag des manuellen Betriebssignals gleich oder größer ist als ein Schwellenwert, der einer Erlaubnis entspricht.
Zudem ist das manuelle Betriebssignal in Bezug auf den Schwenkkörper 120 ein Betriebssignal in der Links-Rechts-Richtung durch den linken Bedienhebel 143LO und ein Betriebssignal des Schwenkbremspedals 143TB. Das manuelle Betriebssignal in Bezug auf den Ausleger 131 ist ein Betriebssignal in der Vorne-Hinten-Richtung durch den rechten Bedienhebel 143RO. Das manuelle Betriebssignal in Bezug auf den Arm 132 ist ein Betriebssignal in die Vorne-Hinten-Richtung durch den linken Bedienhebel 143LO. Das manuelle Betriebssignal in Bezug auf Drehung der Klappschaufel 133 ist ein Betriebssignal des rechten Bedienhebels 143RO in der Links-Rechts-Richtung. Die manuellen Betriebssignale in Bezug auf Öffnen und Schließen der Greiferschale 1332 sind Betriebssignale des Greiferöffnungspedals 143CO und des Greiferschließpedals 143CC.
Wenn eine Eingabe des manuellen Betriebssignals in Bezug auf das in Schritt S31 ausgewählte gesteuerte Objekt vorliegt (Schritt S33: JA), bestimmt die Ausgabebestimmungseinheit 621, ob das manuelle Betriebssignal einen Betrieb anzeigt, der dem automatischen Betriebssignal in Bezug auf das gesteuerte Objekt, das in Schritten S27, S28, oder S30 erzeugt wird, entgegenwirkt oder nicht (Schritt S34). Spezifisch, wenn eine Betriebsrichtung des manuellen Betriebssignals eine Richtung entgegengesetzt zu einer Betriebsrichtung des automatischen Betriebssignals ist, oder wenn der Betrieb des manuellen Betriebssignals ein Bremsbetrieb ist, bestimmt die Ausgabebestimmungseinheit 621, dass das manuelle Betriebssignal einen Betrieb anzeigt, der dem automatischen Betriebssignal entgegenwirkt. Zum Beispiel, wenn das automatische Betriebssignal einen Schwenkbetrieb in einen Gegenuhrzeigersinn anzeigt, und das manuelle Betriebssignal einen Schwenkbetrieb in einen Uhrzeigersinn anzeigt, bestimmt die Ausgabebestimmungseinheit 621, dass das manuelle Betriebssignal einen Betrieb anzeigt, der dem automatischen Betriebssignal entgegenwirkt. Außerdem, zum Beispiel, wenn das automatische Betriebssignal einen Schließbetrieb der Greiferschale 1332 anzeigt, und das manuelle Betriebssignal einen Öffnungsbetrieb der Greiferschale 1332 anzeigt, bestimmt die Ausgabebestimmungseinheit 621, dass das manuelle Betriebssignal einen Betrieb anzeigt, der dem automatischen Betriebssignal entgegenwirkt. Außerdem, zum Beispiel, wenn das automatische Betriebssignal einen Schwenkbetrieb im Gegenuhrzeigersinn anzeigt, und das manuelle Betriebssignal Drücken des Schwenkbremspedals 143TB anzeigt, bestimmt die Ausgabebestimmungseinheit 621, dass das manuelle Betriebssignal einen Betrieb anzeigt, der dem automatischen Betriebssignal entgegenwirkt.
Wenn das manuelle Betriebssignal kein Betrieb ist, der dem automatischen Betriebssignal entgegenwirkt (Schritt S34: NEIN), bestimmt die Ausgabebestimmungseinheit 621, ob ein Betriebsbetrag des manuellen Betriebssignals geringer als ein Betriebsbetrag des automatischen Betriebssignals ist oder nicht (Schritt S35).
Wenn der Betriebsbetrag des manuellen Betriebssignals geringer als der Betriebsbetrag des automatischen Betriebssignals ist (Schritt S35: JA), oder wenn in Schritt S33 bestimmt wird, dass keine Eingabe des manuellen Betriebssignals vorliegt (Schritt S33: NEIN), bestimmt die Ausgabebestimmungseinheit 621, ob ein Steuerbetrag des in Schritt S31 ausgewählten gesteuerten Objekts einen Zielwert erreicht hat oder nicht (Schritt S36). Wenn das gesteuerte Objekt der Schwenkkörper 120 ist, bestimmt die Ausgabebestimmungseinheit 621, ob der Schwenkwinkel den Startwinkel θ₀ erreicht hat oder nicht. Wenn das gesteuerte Objekt der Ausleger 131, der Arm 132, oder die Klappschaufel 133 ist, bestimmt die Ausgabebestimmungseinheit 621, ob der Drehwinkel einen Winkel in Bezug auf die Zielposition, die in Schritt S23 bestimmt wird, erreicht hat oder nicht. Wenn das gesteuerte Objekt die Greiferschale 1332 ist, bestimmt die Ausgabebestimmungseinheit 621, ob ein Öffnungsgrad Null erreicht hat oder nicht.
Wenn der Steuerbetrag des in Schritt S31 ausgewählten gesteuerten Objekts den Zielwert nicht erreicht hat (Schritt S36: NEIN), bestimmt die Ausgabebestimmungseinheit 621, dass das in Schritt S31 ausgewählte gesteuerte Objekt durch das automatische Betriebssignal gesteuert wird.
Das heißt, der Wert des automatischen Betriebsflags in Bezug auf das in Schritt S31 ausgewählte gesteuerte Objekt wird als AN beibehalten. Die Betriebssignalausgabeeinheit 622 gibt das automatische Betriebssignal in Bezug auf das in Schritt S31 ausgewählte gesteuerte Objekt unter den in Schritten S27, S28, und S30 erzeugten automatischen Betriebssignalen aus (Schritt S37).
Andererseits, wenn das manuelle Betriebssignal ein Betrieb ist, der dem automatischen Betriebssignal entgegenwirkt (Schritt S34: JA), wenn ein Betriebsbetrag des manuellen Betriebssignals nicht geringer ist als ein Betriebsbetrag des automatischen Betriebssignals (Schritt S35: NEIN), oder wenn ein Steuerbetrag des gesteuerten Objekts den Zielwert erreicht hat (Schritt S36: JA), führt die Ausgabebestimmungseinheit 621 die folgende Verarbeitung durch. Die Ausgabebestimmungseinheit 621 bestimmt, ob das in Schritt S31 ausgewählte gesteuerte Objekt das Verbindungselement (der Ausleger 131, der Arm 132, und die Klappschaufel 133), das die Arbeitsausrüstung 130 bildet, ist oder nicht (Schritt S38).
Wenn das gesteuerte Objekt, das von dem automatischen Betrieb zu dem manuellen Betrieb umschaltet, das Verbindungselement ist, das die Arbeitsausrüstung 130 bildet (Schritt S38: JA), bestimmt die Ausgabebestimmungseinheit 621, ob der Schwenkwinkel des Schwenkkörpers 120 von dem Start von Abkippen bis zu der momentanen Zeit geringer als der zweite Beeinträchtigungsvermeidungswinkel θ₂, der ein Unterschied zwischen dem Startwinkel θ₀ und dem ersten Beeinträchtigungsvermeidungswinkel θ₁, ist, ist oder nicht (Schritt S39). Wenn der Schwenkwinkel geringer als der zweite Beeinträchtigungsvermeidungswinkel θ₂ ist (Schritt S39: JA), besteht eine Möglichkeit, dass die Arbeitsausrüstung 130 in Kontakt mit dem Ladeziel T kommt, und deswegen bestimmt die Ausgabebestimmungseinheit 621, dass das in Schritt S31 ausgewählte gesteuerte Objekt durch das automatische Betriebssignal gesteuert wird. Das heißt, der Wert des automatischen Betriebsflags in Bezug auf das in Schritt S31 ausgewählte gesteuerte Objekt wird als AN beibehalten. Dann gibt die Ausgabebestimmungseinheit 622 das automatische Betriebssignal in Bezug auf das in Schritt S31 ausgewählte gesteuerte Objekt aus (Schritt S37).
Andererseits, wenn der Schwenkwinkel gleich oder größer als der zweite Beeinträchtigungsvermeidungswinkel θ₂ ist (Schritt S39: NEIN), spezifiziert die Bewegungssteuereinheit 619, unter der Mehrzahl an Verbindungselementen, ein Verbindungselement, das sich von dem in Schritt S31 ausgewählten Verbindungselement unterscheidet, und dessen automatisches Betriebsflag AN ist. Zum Beispiel, wenn der Ausleger 131 in Schritt S31 ausgewählt wird, spezifiziert die Bewegungssteuereinheit 619 einen, dessen automatisches Betriebsflag AN ist, aus dem Arm 132 und der Klappschaufel 133. Die Bewegungssteuereinheit 619 verringert einen Betriebsbetrag des automatischen Betriebssignals in Bezug auf das spezifizierte Verbindungselement mit einer bestimmten Rate von dem in Schritt S27 bestimmten Betriebsbetrag (Schritt S40).
12 ist ein Diagramm, das Beispiele von Betriebssignalen für die Arbeitsausrüstung gemäß der ersten Ausführungsform zeigt. In 12 wird ein Betriebsbetrag des ausgegebenen Betriebssignals durch eine durchgezogene Linie gekennzeichnet, ein Betriebsbetrag des automatischen Betriebssignals wird als eine gepunktete Linie gekennzeichnet, und ein Betriebsbetrag des manuellen Betriebssignals wird durch eine strichpunktierte Linie gekennzeichnet. In dem in 12 gezeigten Beispiel beginnen Ausgaben der automatischen Betriebssignale für den Ausleger 131, den Arm 132, und der Klappschaufel 133 bei Zeit t₁. Danach, zu Zeit t₂ beginnt der Bediener damit, das manuelle Betriebssignal zum Betrieben des Arms 132 in eine Richtung entgegengesetzt zu der automatischen Steuerung einzugeben. Außerdem, dem Arm 132 folgend, beginnt der Bediener auch damit, das manuelle Betriebssignal zum Betreiben der Klappschaufel 133 in eine Richtung entgegengesetzt zu der automatischen Steuerung einzugeben. Andererseits, da Betriebsbeträge von sowohl dem Arm 132 als auch der Klappschaufel 133 geringer als ein Schwellenwert von Zeit t₂ bis t₃ sind, bestimmt die Ausgabebestimmungseinheit 621 in Schritt S33, dass kein manuelles Betriebssignal eingegeben wurde. Daher werden die automatischen Betriebssignale als Betriebssignale für den Ausleger 131, den Arm 132, und die Klappschaufel 133 von Zeit t₁ bis Zeit t₃ ausgegeben.
Zu Zeit t₃, wenn der Betriebsbetrag des manuellen Betriebssignals für den Arm 132 gleich oder größer als der Schwellenwert wird, da Betriebsrichtungen des automatischen Betriebssignals und des manuellen Betriebssignals einander entgegengesetzt sind, bestimmt die Ausgabebestimmungseinheit 621 in Schritt S34, dass das manuelle Betriebssignal ein Betrieb ist, der dem automatischen Betriebssignal entgegenwirkt. Dadurch wird das automatische Betriebsflag des Arms 132 AUS geschaltet, und danach wird das manuelle Betriebssignal als das Betriebssignal für den Arm 132 ausgegeben. Zu dieser Zeit, in Schritt S40, verringert die Bewegungssteuereinheit 619 Betriebsbeträge der automatischen Betriebssignale für den Ausleger 131 und die Klappschaufel 133 mit einer bestimmten Rate. Das heißt, nach Zeit t₃, verringert sich der Betriebsbetrag des ausgegebenen automatischen Betriebssignals (durchgezogene Linie in 12) mit einer bestimmten Rate von dem Betriebsbetrag (gepunktete Linie in 12), der in Schritt S27 bestimmt wird.
Danach, zu Zeit t₄, wenn der Betriebsbetrag des manuellen Betriebssignals für die Klappschaufel 133 gleich oder größer als der Schwellenwert ist, da Betriebsrichtungen des automatischen Betriebssignals und des manuellen Betriebssignals entgegengesetzt zueinander sind, bestimmt die Ausgabebestimmungseinheit 621 in Schritt S34, dass das manuelle Betriebssignal ein Betrieb ist, der dem automatischen Betriebssignal entgegenwirkt. Dadurch wird das automatische Betriebsflag der Klappschaufel 133 ausgeschaltet. Danach werden die manuellen Betriebssignale als die Betriebssignale für den Arm 132 und die Klappschaufel 133 ausgegeben. Zudem, zu Zeit t₄, beginnt der Bediener damit, das manuelle Betriebssignal zum Betreiben des Auslegers 131 in dieselbe Richtung wie die automatische Steuerung einzugeben. Allerdings ist von Zeit t4₄ bis Zeit t₅ der Betriebsbetrag geringer als der Betriebsbetrag des automatischen Betriebssignals, und daher wird das automatische Betriebssignal als das Betriebssignal für den Ausleger 131 ausgegeben.
Danach, zu Zeit t₅, wenn der Betriebsbetrag des manuellen Betriebssignals für den Ausleger 131 gleich oder größer als der Betriebsbetrag des automatischen Betriebssignals wird (Schritt S35), wird das automatische Betriebsflag des Auslegers 131 ausgeschaltet. Danach wird das manuelle Betriebssignal als das Betriebssignal für die Arbeitsausrüstung 130 ausgegeben. Auf diese Weise, in dem in 12 gezeigten Beispiel, schaltet die Bewegungssteuereinheit 619 die Ausgabesignale zu den manuellen Betriebssignalen in der Reihenfolge des Arms 132, der Klappschaufel 133, und des Auslegers 131 um. Schlussendlich werden Betriebe von sämtlichen der Achsen der Arbeitsausrüstung 130 auf manuelle Betriebe umgeschaltet.
Zudem ist die in 12 gezeigte Verarbeitung nur ein Beispiel, und die Reihenfolge und Zeiten des Umschaltens der automatischen Betriebssignale können sich unterscheiden, entsprechend einer Bedienreihenfolge des Bedieners.
Das heißt, wenn nur ein Teil der Verbindungselemente der Arbeitsausrüstung 130 betrieben werden, bringt die Bewegungssteuereinheit 619 Betriebsbeträge in Bezug auf automatische Betriebe von anderen Verbindungselementen graduell näher an die Ausgabe in Bezug auf den manuellen Betrieb. Dadurch kann die Steuervorrichtung 160 Steuerung der Arbeitsausrüstung 130 sanft von dem automatischen Betrieb zu dem manuellen Betrieb umschalten.
Dann, wie in 11 gezeigt, überschreibt die Ausgabebestimmungseinheit 621 einen Wert des automatischen Betriebsflags in Bezug auf das gesteuerte Objekt, das in Schritt S31 ausgewählt wird, auf AUS (Schritt S41). Die Ausgabebestimmungseinheit 621 schaltet dadurch eine Ausgabequelle des Betriebssignals von dem automatischen Betriebssignal zu dem manuellen Betriebssignal um. Als nächstes gibt die Bewegungssteuereinheit 619 das manuelle Betriebssignal in Bezug auf das in Schritt S31 ausgewählte gesteuerte Objekt aus.
Wenn das automatische Betriebssignal oder das manuelle Betriebssignal für jedes gesteuerte Objekt durch die Verarbeitung von Schritt S31 bis Schritt S42 ausgegeben wird, bestimmt die Ausgabebestimmungseinheit 621, ob sämtliche der Werte der automatischen Betriebsflags, die in dem Hauptspeicher 630 ausgezeichnet sind, AUS sind oder nicht (Schritt S43). Das heißt, die Ausgabebestimmungseinheit 621 bestimmt, ob sämtliche der gesteuerten Objekte zu dem manuellen Betrieb umgeschaltet wurden oder nicht.
Wenn ein Wert von mindestens einem automatischen Betriebsflag AN ist (Schritt S43: NEIN), kehrt die Steuervorrichtung 160 die Verarbeitung zu Schritt S42 in 10 zurück, um die automatische Ladesteuerung fortzusetzen. Andererseits, wenn Werte von sämtlichen der automatischen Betriebsflags AUS sind (Schritt S43: JA), beendet die Steuervorrichtung 160 die automatische Ladesteuerung.
«Betrieb und Wirkungen»
Wie oben beschrieben bestimmt die Steuervorrichtung 160 gemäß der ersten Ausführungsform, welches des manuellen Betriebssignals und des automatischen Betriebssignals auszugeben ist, auf der Grundlage des manuellen Betriebssignals, das von der Bedienvorrichtung 143 eingegeben wird. Zu dieser Zeit bestimmt die Steuervorrichtung 160, das manuelle Betriebssignal auszugeben, wenn das manuelle Betriebssignal einen Betrieb anzeigt, der dem automatischen Betriebssignal entgegenwirkt. Wenn die Steuervorrichtung 160 steuert, um immer das manuelle Betriebssignal auszugeben, wenn es eine Eingabe des manuellen Betriebssignals durch den Bediener gab, ändert sich ein Betriebsbetrag des Betriebssignals abrupt, was dadurch in ein unangenehmes Umschalten resultiert. Daher schaltet die Steuervorrichtung 160 den Betrieb graduell um, so dass der Betriebsbetrag des Betriebssignals sich nicht abrupt ändert. Anderseits, wenn das manuelle Betriebssignal einen Betrieb anzeigt, der dem automatischen Betriebssignal entgegenwirkt, besteht die hohe Möglichkeit, dass der Betrieb auf Grund der automatischen Steuerung sich von dem unterscheidet, was der Bediener beabsichtigte, und das manuelle Betriebssignal wird ein Betrieb zur Korrektur von Bewegung der Lademaschine 100 sein. Daher kann die Steuervorrichtung 160 ein Betriebsumschalten realisieren, entsprechend der Absicht des Bedieners, indem bestimmt wird, das manuelle Betriebssignal auszugeben, wenn das manuelle Betriebssignal einen Betrieb anzeigt, der dem automatischen Betriebssignal entgegenwirkt.
Außerdem gibt die Steuervorrichtung 160 gemäß der ersten Ausführungsform das manuelle Betriebssignal aus, wenn das manuelle Betriebssignal keinen Betrieb anzeigt, der dem automatischen Betriebssignal entgegenwirkt, und ein Betriebsbetrag des manuellen Betriebssignals größer als ein Betriebsbetrag des automatischen Betriebssignals ist. Dadurch kann die Steuervorrichtung 160 den Betrieb so umschalten, dass ein Betriebsbetrag des Betriebssignals sich nicht abrupt ändert.
Außerdem, während der automatischen Steuerung des Bewegens der Klappschaufel 133 von über dem Ladeziel zu einem Aushebepunkt, gibt die Steuervorrichtung 160 gemäß der ersten Ausführungsform das automatische Betriebssignal aus, unabhängig von dem manuellen Betriebssignal, bis der Schwenkwinkel des Schwenkkörpers 120 den Beeinträchtigungsvermeidungswinkel erreicht. Dadurch ist es möglich, selbst wenn eine Eingabe des manuellen Betriebs der Arbeitsausrüstung 130 oder des Schwenkkörpers 120 vorliegt, wenn die Klappschaufel 133 sich über dem Ladeziel befindet, zu verhindern, dass die Arbeitsausrüstung 130 und das Ladeziel miteinander in Kontakt kommen.
<Andere Ausführungsform>
Die Ausführungsformen wurden oben im Detail mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben; allerdings sind die spezifischen Konfigurationen nicht auf die oben beschriebenen Konfigurationen beschränkt, und verschiedene Designänderungen oder dergleichen können vorgenommen werden. Das heißt, in einer anderen Ausführungsform kann die Reihenfolge der oben beschriebenen Verarbeitung angemessen geändert werden. Zusätzlich kann einiges der Verarbeitung parallel ausgeführt werden.
Die Steuervorrichtung 160 gemäß der oben beschriebenen Ausführungsform kann durch einen einzelnen Computer konfiguriert sein, oder kann so konfiguriert sein, dass die Konfigurationen der Steuervorrichtung 160 aufgeteilt sind und in einer Mehrzahl an Computern angeordnet sind und die Mehrzahl an Computern miteinander zusammenarbeiten, um als die Steuervorrichtung 160 zu wirken. Zu dieser Zeit kann ein Teil der Computer, die die Steuervorrichtung 160 konfigurieren, innerhalb der Lademaschine 100 angebracht sein, und die anderen Computer können außerhalb der Lademaschine 100 vorgesehen sein.
Die Lademaschine 100 gemäß der oben beschriebenen Ausführungsform ist ein Frontbagger, jedoch ist die vorliegende Offenbarung nicht darauf beschränkt. Zum Beispiel kann die Lademaschine 100 gemäß einer anderen Ausführungsform ein Tieflöffelbagger sind. Zudem, wenn die Lademaschine 100 ein Tieflöffelbagger ist, unterscheidet sich eine Zielstellung der Arbeitsausrüstung 130 bei dem Start von Ausheben von der in der ersten Ausführungsform. Da der Tieflöffelbagger Ausheben durchführt, indem die Arbeitsausrüstung 130 zu der nahen Seite dessen gezogen wird, liegt die Position der Schaufel in der Zielstellung bei dem Start von Ausheben vorzugsweise entfernt von dem Schwenkkörper 120. Zum Beispiel kann die Lademaschine 100, als die Zielstellung bei dem Start von Ausheben, die Form des auszuhebenden Objekts aus Kartendaten spezifizieren, und eine Stellung der Arbeitsausrüstung 130 bestimmen, die von dem Schwenkkörper 120 wegbewegt ist und dem auszuhebenden Objekt nahekommt, und in der Schaufelzähne einen Winkel aufweisen, die zu dem auszuhebenden Objekt gerichtet sind.
Die Lademaschine 100 gemäß der oben beschriebenen Ausführungsform weist die Klappschaufel 133 auf, jedoch ist die vorliegende Offenbarung nicht darauf beschränkt. Zum Beispiel kann die Lademaschine 100 gemäß einer anderen Ausführungsform eine gewöhnliche Schaufel aufweisen. In diesem Fall weist die Lademaschine 100 eine Abkippsteuereinheit anstelle der Greifersteuereinheit 620 auf. Die Abkippsteuereinheit gibt ein Drehbetriebssignal in eine Abkipprichtung anstelle des Öffnungsbetriebssignals aus. Zudem, um eine Zykluszeit zu verringern, kann die Steuervorrichtung 160 ein Schwenkbetriebssignal für den Schwenkkörper 120 ausgeben, während das Drehbetriebssignal in die Abkipprichtung ausgegeben wird.
Die Zielstellung gemäß der oben beschriebenen Ausführungsform wird im Voraus eingestellt und in dem Hauptspeicher 630 oder dem Speicher 650 aufgezeichnet, jedoch ist die vorliegende Offenbarung nicht darauf beschränkt. Zum Beispiel kann die Lademaschine 100 gemäß einer anderen Ausführungsform so eingerichtet sein, dass die Zielstellung geändert werden kann, indem das Bedienterminal 142 bedient wird. Zum Beispiel kann die Lademaschine 100 gemäß einer anderen Ausführungsform die Zielstellung ändern, indem numerische Werte, die Positionen und Winkel des Auslegers 131, des Arms 132, und der Klappschaufel 133 darstellen, in das Bedienterminal 132 eingegeben werden. Außerdem, in der Lademaschine 100 gemäß einer anderen Ausführungsform, nachdem die Arbeitsausrüstung 130 zu einer bevorzugten Stellung durch eine Bedienung des Bedieners gesteuert wird, kann die Arbeitsausrüstungspositions-Spezifikationseinheit 614 eine Stellung der Arbeitsausrüstung 130 spezifizieren, indem das Bedienterminal 142 bedient wird, und die Zielstellung mit der oben beschriebenen Stellung aktualisieren.
Die Steuervorrichtung 160 gemäß der oben beschriebenen Ausführungsform spezifiziert die Zielstellung auf der Grundlage von Kartendaten des SLAM, auf Grundlage der Messdaten der Erkennungsvorrichtung 156, jedoch ist die vorliegende Offenbarung nicht darauf beschränkt. Zum Beispiel kann die Steuervorrichtung 160 gemäß einer anderen Ausführungsform eine Eingabe von Breite, Länge, und einer Azimutrichtung des Ladeziels empfangen und eine Position und Form des Ladeziels in dem Fahrzeugkarosserie-Koordinatensystem aus den Messergebnissen des Positions-/Azimutrichtungs-Berechners 151 berechnen. Außerdem kann die Steuervorrichtung 160 gemäß einer anderen Ausführungsform die Lademaschine 100 auf der Grundlage eines globalen Koordinatensystems steuern, das durch Breite, Länge, und eine Höhe dargestellt wird, anstelle von dem Fahrzeugkarosserie-Koordinatensystem. In diesem Fall kann die Steuervorrichtung 160 Winkel wie einen Startwinkel und einen Schwenkwinkel als Winkel in Bezug auf eine Referenz-Azimutrichtung des globalen Koordinatensystems berechnen.
Die Steuervorrichtung 160 gemäß der oben beschriebenen Ausführungsform berechnet einen Winkel des Schwenkkörpers 120, indem die Winkelgeschwindigkeit des Schwenkkörpers 120, die von der Neigungsmessvorrichtung 152 gemessen wird, integriert wird, jedoch ist die vorliegende Offenbarung nicht darauf beschränkt. Zum Beispiel kann die Steuervorrichtung 160 gemäß einer anderen Ausführungsform den Winkel des Schwenkkörpers auf der Grundlage eines Unterschieds der Azimutrichtung, die von dem Positions-Azimutrichtungs-Berechner 151 gemessen wird, berechnen. Außerdem kann, in einer anderen Ausführungsform, der Winkel des Schwenkkörpers 120 unter Verwendung eines Erkennungswerts eines Drehwinkelsensors, der in dem Schwenkmotor 124 vorgesehen ist, spezifiziert werden.
Die Steuervorrichtung 160 gemäß der oben beschriebenen Ausführungsform führt die automatische Ladesteuerung auf der Grundlage eines Vergleichs zwischen dem Schwenkwinkel und dem Beeinträchtigungsvermeidungswinkel durch, jedoch ist die vorliegende Offenbarung nicht darauf beschränkt. Zum Beispiel kann die Steuervorrichtung 160 gemäß einer anderen Ausführungsform die automatische Ladesteuerung auf der Grundlage eines Vergleichs zwischen der Position der Klappschaufel 133 und dem hintersten Punkt p1 (5) der äußeren Form des Ladeziels T in einer Schwenkrichtung des Schwenkkörpers 120 durchführen. Zum Beispiel kann die Steuervorrichtung 160 gemäß einer anderen Ausführungsform eine Schwenkstartzeit so anpassen, dass die Klappschaufel 133 sich in einem Bereich in der Umgebung des Punkts p1 befindet.
Die Lademaschine 100 gemäß der oben beschriebenen Ausführungsform wird direkt von dem Bediener betrieben, der sich an Bord der Kabine 140 befindet, jedoch ist die vorliegende Offenbarung nicht darauf beschränkt. Zum Beispiel kann die Lademaschine 100 gemäß einer anderen Ausführungsform durch eine Fernbedienung betrieben werden. Das heißt, in einer anderen Ausführungsform kann ein Betriebssignal zu der Steuervorrichtung 160 durch Kommunikation von der Bedienvorrichtung 143, die entfernt vorgesehen ist, übertragen werden. In diesem Fall können einige oder sämtliche der Konfigurationen des Steuervorrichtung 160 in einem Fernbedienungsraum vorgesehen sein, in dem die Bedienvorrichtung 143 vorgesehen ist. Zum Beispiel können Konfigurationen der Betriebssignaleingabeeinheit 613, der Bewegungssteuereinheit 619, der Ausgabebestimmungseinheit 621, der Betriebssignalausgabeeinheit 622, und dergleichen in einem Computer enthalten sein, der in dem Fernbedienungsraum vorgesehen ist.
Die automatische Ladesteuerung gemäß der oben beschriebenen Ausführungsform ist so eingerichtet, dass die Klappschaufel 133 von der Position bei der Beendigung von Ausheben zu dem Ladepunkt bewegt wird, und dann zu der Position zum Beginnen des nachfolgenden Aushebens bewegt wird, jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht darauf beschränkt. Zum Beispiel kann, in einer anderen Ausführungsform, die Klappschaufel 133 von der Position bei der Beendigung von Ausheben zu dem Ladepunkt bewegt werden und einen Abkippbetrieb durch einen manuellen Betrieb durchführen, und nur Bewegung der Lademaschine 100 von dem Ladepunkt zu der Position zum Beginnen des nachfolgenden Aushebens kann automatisch gesteuert werden. In diesem Fall, nachdem die Klappschaufel 133 den Ladepunkt erreicht hat, kann der Bediener ein Signal zum Antreiben der Arbeitsausrüstung zu der Position zum Beginnen des nachfolgenden Aushebens an die Steuervorrichtung 160 ausgeben, indem ein Schalter bedient wird, der in einem Bedienhebel oder dergleichen vorgesehen ist. Die Steuervorrichtung 160 steuert die Arbeitsausrüstung 130 gemäß dem Signal von dem oben beschriebenen Schalter, so dass die Stellung der Arbeitsausrüstung 130 eine voreingestellte Zielstellung wird, die sich von der bei dem Beginn von Ausheben unterscheidet, wie in dem Fall der automatischen Ladesteuerung gemäß der oben beschriebenen Ausführungsform.
Die Steuervorrichtung 160 gemäß der oben beschriebenen Ausführungsform steuert die Arbeitsausrüstung 130 auf der Grundlage der Position P des entfernten Endes des Arms 132, jedoch kann die Position P des entfernten Endes des Arms 132 eine Mitte des entfernten Endes des Arms 132 sein oder kann eine Position sein, die nach links oder rechts verschoben ist. Außerdem kann, in einer anderen Ausführungsform, die Arbeitsausrüstung 130 auf Grundlage einer beliebigen Position der Klappschaufel 133 gesteuert werden, anstelle der Position P des entfernten Endes des Arms 132.
[Bezugszeichenliste]

100: Lademaschine
110: Unterwagen (Halteteil)
111: Gleißkette
120: Schwenkkörper
121: Motor
122: Hydraulische Pumpe
123: Steuerventil
124: Schwenkmotor
130: Arbeitsausrüstung
131: Ausleger
131C: Auslegerzylinder
132: Arm
132C: Armzylinder
133: Klappschaufel
1331: Rücktransport
1332: Greiferschale
1332C: Greiferzylinder
1332C: Schaufelzylinder
140: Kabine
141: Fahrersitz
142: Bedienterminal
143: Bedienvorrichtung
143SW: Startschalter
151: Positions-/Azimutrichtungs-Berechner
152: Neigungsmessvorrichtung
153: Auslegerwinkelsensor
154: Armwinkelsensor
155: Schaufelwinkelsensor
156: Erkennungsvorrichtung
160: Steuervorrichtung
610: Prozessor
611: Messdatenerfassungseinheit
612: Kartenerzeugungseinheit
613: Betriebssignaleingabeeinheit
614: Arbeitsausrüstungspositions-Spezifikationseinheit
615: Ladezielspezifikationseinheit
616: Startwinkelspezifikationseinheit
617: Vermeidungswinkelspezifikationseinheit
618: Zielstellungsbestimmungseinheit
619: Bewegungssteuereinheit
620: Greifersteuereinheit
621: Ausgabebestimmungseinheit
622: Betriebssignalausgabeeinheit
630: Hauptspeicher
650: Speicher
670: Schnittstelle

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 2021084781 [0002]

Claims

Steuersystem für eine Lademaschine, die einen Schwenkkörper, der um ein Schwenkzentrum schwenkt, einen Halteteil, der den Schwenkkörper hält, und Arbeitsausrüstung, die eine Schaufel aufweist und an dem Schwenkkörper angebracht ist, enthält, wobei das Steuersystem für eine Lademaschine umfasst: eine Betriebssignaleingabeeinheit, die eingerichtet ist, eine Eingabe eines manuellen Betriebssignals für den Schwenkkörper und die Arbeitsausrüstung zu empfangen, auf Grundlage einer Bedienung einer Bedienvorrichtung, die eingerichtet ist, den Schwenkkörper und die Arbeitsausrüstung zu betreiben; eine Bewegungssteuereinheit, die eingerichtet ist, ein automatisches Betriebssignal zum Antreiben des Schwenkkörpers und der Arbeitsausrüstung zu erzeugen; eine Ausgabebestimmungseinheit, die eingerichtet ist, eine Bestimmung durchzuführen, welches des manuellen Betriebssignals und des automatischen Betriebssignals auszugeben ist, auf der Grundlage des manuellen Betriebssignals, und zu bestimmen, das manuelle Betriebssignal auszugeben, wenn das manuelle Betriebssignal einen Betrieb anzeigt, der dem automatischen Betriebssignal entgegenwirkt; und eine Betriebssignalausgabeeinheit, die eingerichtet ist, das manuelle Betriebssignal oder das automatische Betriebssignal auszugeben, auf der Grundlage eines Ergebnisses der Bestimmung.
Steuersystem für eine Lademaschine nach Anspruch 1, wobei die Ausgabebestimmungseinheit bestimmt, dass das manuelle Betriebssignal einen Betrieb anzeigt, der dem automatischen Betriebssignal entgegenwirkt, wenn eine Betriebsrichtung des manuellen Betriebssignals und eine Betriebsrichtung des automatischen Betriebssignals nicht übereinstimmen.
Steuersystem für eine Lademaschine nach Anspruch 1, wobei die Ausgabebestimmungseinheit bestimmt, dass das manuelle Betriebssignal einen Betrieb anzeigt, der dem automatischen Betriebssignal entgegenwirkt, wenn das manuelle Betriebssignal für einen Bremsbetrieb ist.
Steuersystem für eine Lademaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Ausgabebestimmungseinheit bestimmt, das manuelle Betriebssignal auszugeben, wenn das manuelle Betriebssignal keinen Betrieb anzeigt, der dem automatischen Betriebssignal entgegenwirkt, und ein Betriebsbetrag des manuellen Betriebssignals größer ist als ein Betriebsbetrag des automatischen Betriebssignals.
Steuersystem für eine Lademaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, ferner umfassend: eine Beeinträchtigungswinkelspezifikationseinheit, die eingerichtet ist, einen Beeinträchtigungsvermeidungswinkel zu spezifizieren, der ein Schwenkwinkel des Schwenkkörpers ist, bei dem die Schaufel und ein Ladeziel in einer ebenen Ansicht von oben nicht überlappen, während einer automatischen Steuerung des Bewegens der Schaufel von über dem Ladeziel zu einem Aushebestartpunkt, wobei die Betriebssignalausgabeeinheit das automatische Betriebssignal für die Arbeitsausrüstung ausgibt, unabhängig von dem manuellen Betriebssignal, bis der Schwenkwinkel des Schwenkkörpers den Beeinträchtigungsvermeidungswinkel erreicht.
Steuersystem für eine Lademaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Arbeitsausrüstung mit einer Mehrzahl an Verbindungsteilen ausgestattet ist, einschließlich der Schaufel, und wenn das Ergebnis der Bestimmung anzeigt, dass das manuelle Betriebssignal für mindestens ein Verbindungsteil unter der Mehrzahl an Verbindungsteilen ausgegeben wird, die Bewegungssteuereinheit das automatische Betriebssignal für ein anderes Verbindungsteil erzeugt, das ein anderes als das mindestens eine Verbindungsteil ist, unter der Mehrzahl an Verbindungsteilen, so dass ein Betriebsbetrag dessen einem Betriebsbetrag des manuellen Betriebssignals in Bezug auf das andere Verbindungsteil nahe kommt.
Steuerverfahren für eine Lademaschine, die einen Schwenkkörper, der um ein Schwenkzentrum schwenkt, ein Halteteil, das den Schwenkkörper hält, und Arbeitsausrüstung, die eine Schaufel aufweist und an dem Schwenkkörper angebracht ist, enthält, wobei das Steuerverfahren für eine Lademaschine umfasst: einen Schritt des Empfangens einer Eingabe eines manuellen Betriebssignals für den Schwenkkörper und die Arbeitsausrüstung, auf der Grundlage einer Bedienung einer Bedienvorrichtung, die eingerichtet ist, den Schwenkkörper und die Arbeitsausrüstung zu betreiben; einen Schritt des Erzeugens eines automatischen Betriebssignals zum Antreiben des Schwenkkörpers und der Arbeitsausrüstung; einen Schritt des Durchführens einer Bestimmung, welches des manuellen Betriebssignals und des automatischen Betriebssignals auszugeben ist, auf der Grundlade des manuellen Betriebssignals, und Bestimmens, das manuelle Betriebssignal auszugeben, wenn das manuelle Betriebssignal einen Betrieb anzeigt, der dem automatischen Betriebssignal entgegenwirkt; und einen Schritt des Ausgebens des manuellen Betriebssignals oder des automatischen Betriebssignals, auf der Grundlage eines Ergebnisses der Bestimmung.