EP3440288A1 - FERNSTEUERGERÄT FÜR GROßMANIPULATOR MIT STEUERHEBEL - Google Patents

FERNSTEUERGERÄT FÜR GROßMANIPULATOR MIT STEUERHEBEL

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EP3440288A1
EP3440288A1 EP17718844.8A EP17718844A EP3440288A1 EP 3440288 A1 EP3440288 A1 EP 3440288A1 EP 17718844 A EP17718844 A EP 17718844A EP 3440288 A1 EP3440288 A1 EP 3440288A1
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EP
European Patent Office
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control lever
vibration damping
active vibration
range
remote control
Prior art date
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EP17718844.8A
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Inventor
Johannes HENIKL
Reiner VIERKOTTEN
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Friedrich Wilhelm Schwing GmbH
Original Assignee
Friedrich Wilhelm Schwing GmbH
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Publication date
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    • G—PHYSICS
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    • G05G9/00—Manually-actuated control mechanisms provided with one single controlling member co-operating with two or more controlled members, e.g. selectively, simultaneously
    • G05G9/02—Manually-actuated control mechanisms provided with one single controlling member co-operating with two or more controlled members, e.g. selectively, simultaneously the controlling member being movable in different independent ways, movement in each individual way actuating one controlled member only
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    • G05G9/047—Manually-actuated control mechanisms provided with one single controlling member co-operating with two or more controlled members, e.g. selectively, simultaneously the controlling member being movable in different independent ways, movement in each individual way actuating one controlled member only in which movement in two or more ways can occur simultaneously the controlling member being movable by hand about orthogonal axes, e.g. joysticks
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    • E02F9/20—Drives; Control devices
    • E02F9/2004—Control mechanisms, e.g. control levers

Definitions

  • the invention relates to a device for the control of large manipulators, in particular distributor masts of truck-mounted concrete pumps, with a remote control device, by the active vibration damping of the large manipulator is switched on and off and has at least one control lever on the remote control unit by at least one orthogonal to its longitudinal axis extending pivot axis is pivotally mounted, which is pivotally mounted about a basic position and depending on the pivot angle relative to its basic position has an inner zero position range and an outer driving range, wherein the active vibration damping is turned on when the control lever is in the driving range.
  • Large manipulators are used, for example, in truck-mounted concrete pumps in which concrete is pumped through a delivery line via a pump. The delivery line is guided along a multipart distribution boom.
  • the outer end of the delivery line hangs free-swinging in use at the top of the distribution boom.
  • the distribution boom consists of one or more segments, which are foldable to each other via drives, and is pivotally mounted on a stationary or mobile platform. Via the distributor boom, it is possible to distribute concrete accurately through the delivery line over long distances. The positioning of the placing boom is carried out by a machinist via the remote control device. The fine adjustment when distributing the concrete at the free-running end of the delivery line is performed by another operator.
  • the mast can be set in vibration, in particular at its tip. These vibrations are especially strong during an abrupt stop when the mast tip has reached its destination. But even if the mast is not moved and is pumped through the delivery line concrete, it comes through the pulsating conveyance of the concrete to vibrations, especially at the top of the mast.
  • a device of the type mentioned above is disclosed in European Patent EP 1 373 661 B1.
  • the active vibration damping is switched on here, when the control lever is guided from its basic position in the zeroing range in the driving range.
  • the active damping is not switched off immediately, but via a time relay.
  • the active damping can remain switched on for up to three seconds after the switching signal.
  • Prolonged operation of active damping is forbidden by the machinery directive mentioned above. This measure is therefore only conditionally suitable to dampen the vibrations sufficiently by an abrupt stop of the movement of the distributor mast, since the vibrations of the system have not subsided despite damping after three seconds.
  • the prior art therefore proposes to provide for this case a button with an additional function in the sense of a deadman button on the remote control device next to the control lever to the damping function in the Pump operation to keep turned on.
  • a button with an additional function in the sense of a deadman button on the remote control device next to the control lever to the damping function in the Pump operation to keep turned on.
  • the object of the invention is therefore to keep the active vibration damping in operation even when the control lever is not in the driving range, without significantly complicating the usability.
  • the invention proposes, starting from a device of the type mentioned, to set up the control lever so that it is suitable to turn on the active vibration damping, without causing movement of the large manipulator.
  • the machinist is able by this measure to keep the active vibration damping of the large manipulator in operation, even if the control lever is not in the driving range. He does not have to let go of the control lever or the other hand to help to operate a deadman remote from the control lever or the like.
  • the active vibration damping is turned off when the control lever is in the zeroing range, wherein between the outer driving range and the inner zero position of the control lever is a vibration damping area and a deflection of the control lever in this vibration damping area leads to an active vibration damping, without a movement of the Effect mast.
  • control lever is mounted pivotably on the remote control unit about two pivot axes orthogonal to one another and orthogonal to the longitudinal axis of the control lever.
  • This design allows additional functions to be performed in the same mode by the control lever.
  • Both swivel axes here are assigned a zeroing, a vibration damping and a driving range as a function of the swivel angle.
  • control lever is mounted rotatably about its longitudinal axis, and is rotatably mounted about a basic position and depending on the rotation angle relative to its normal position an inner zero position range, an outer driving range and an intermediate vibration damping region and a deflection of the control lever in This vibration damping range leads to an activation of the active vibration damping, without causing a movement of the large manipulator.
  • This additional mobility of the control lever can perform more functions with the control lever, without changing the mode.
  • control lever makes sense if it is indicated by one or more visual and / or acoustic signals, starting from the remote control device, whether the control lever is in the driving range, in the vibration damping range or zeroing range. Through these signals, the machinist always knows in which area the control lever is located.
  • control lever is automatically reset by a return mechanism to its normal position and the restoring force or reverse torque of the control lever at the transition from the vibration damping area in the driving range increases suddenly or a tactile threshold must be exceeded.
  • the machinist directly senses when he is at the transition from the damping to the driving range and must first overcome the increased resistance in order to bring the control lever into the driving range. An unintentional movement of the control lever in the driving range is thus much less likely.
  • a development of the invention provides that a push-button is mounted on the control lever and that the actuation of the push-button switches on the active vibration damping.
  • the machinist can leave the active vibration damping in the switched-on state. He does not have to let go of the control lever or the other hand to help to operate a deadman remote from the control lever or the like.
  • the remote control unit located in the driving range control lever three different operating modes are selected with activated active vibration damping, namely a standstill mode and one or more driving modes, such as a slow driving mode and a high-speed driving mode.
  • the machinist can switch to standstill mode, so that only the vibration damping is activated in the driving range of the control lever. By this switching state, the triggering of unintentional movement of the large manipulator is not possible. If the large manipulator is just starting or driving up, the fast-motion mode is ideal. While in the process in the field of application of the slow motion mode is best suited, in particular to exclude the threat to the operator.
  • a further embodiment of the invention results in systems which have a so-called Cartesian control of the mast top as additional operating mode (see, for example, document EP 0686224 B2).
  • Cartesian (or polar) coordinates can be specified by the control lever or directly, which are converted by the controller in the movement speeds of the individual joints.
  • the movement of the mast can thus be operated by a single control lever, provided that it has at least three degrees of freedom or adjustment.
  • a commonly available second control lever remains unused in this mode, ie its deflection does not lead to movement of the mast.
  • Figure 1 schematically a plan view of a remote control device according to the invention
  • FIG. 1 A first figure.
  • Figure 3 schematically in side view the
  • FIG. 5 Schematically the remote control device from FIG. 1 in a second operating mode
  • Figure 6 a schematic view of a
  • Control lever in a second embodiment.
  • a remote control device according to the invention is generally designated by the reference numeral 1.
  • the remote control device 1 is shown for a truck-mounted concrete pump in a schematic plan view.
  • two control levers 2 are mounted, through which a distributor mast of the truck-mounted concrete pump can be moved.
  • the remote control device 1 also has a display 3, via which mainly status displays are displayed.
  • a selector switch 4 is provided, on the three operating modes, ie two driving modes, the "fast movement mode” (symbolized by a rabbit), “slow motion mode” (symbolized by a worm) and a "standstill mode” (symbolized by a crossed distributor masts) are selected
  • the operating mode set here is the "fast motion mode”.
  • the control lever 2 is arranged by various measures to turn on the active vibration damping of the large manipulator without causing movement of the large manipulator. These measures are explained in more detail below.
  • the two control levers 2 are pivotally mounted about two orthogonal to its longitudinal axis pivot axes X, Y against a restoring force on the remote control device 1 and have a zeroing range 5, a vibration damping region 6 and a driving range 7.
  • the three areas are shown enlarged in the detail view of the area A of Figure 1 in Figure 2. If the control lever 2 is in its zero position range 5, the active vibration damping of the large manipulator is not switched on.
  • the zero position range 5 is small relative to the other two ranges, so that even a very small pivot angle is sufficient to move the control lever 2 out of the zero position range 5 into the vibration damping area 6.
  • FIG. 3 shows schematically such a movement.
  • the control lever 2 is pivoted from its basic position about the pivot axis Y.
  • the control lever 2 is additionally rotatably mounted in this embodiment about its longitudinal axis Z. This is shown schematically in FIG. As with the pivot axes X, Y which are orthogonal to the longitudinal axis Z, the control lever 2, even with a rotation about its longitudinal axis Z a zeroing range, a vibration damping area and a driving range in response to the rotation angle.
  • the remote control device 1 illustrated in Figure 5 is set to the operating mode "standstill mode" via the selector switch 4.
  • the control levers 2 also have the zero position range 5, the vibration damping area 6 and the travel area 7.
  • the movement function of the transfer boom of the truck-mounted concrete pump is in this operating mode is not switched on via the control lever 2.
  • the active vibration damping also remains switched on in the travel range 7.
  • This operating mode is particularly well suited for longer concreting operations in which the distributor boom does not have to be moved for a long time, but vibrations nevertheless still occur on the distributor boom due to pumping operations or - rotary movement of the control lever 2 can thus be used by the operator to turn on the vibration damping, without causing a driving movement of the mast additional pushbutton 8 with deadman function via which the active vibration damping remains activated. If the additional pushbutton 8 is actuated, the active vibration damping remains switched on in the zeroing range 5, without the machinist having to engage in any way whatsoever. The usability is very easy.
  • the push-button functionality may also be mechanically resolved so that the entire control lever is depressed from above in the direction of the remote control unit and thereby a switching mechanism is triggered below the Steubelbels, which activates the vibration damping.
  • the pushbutton functionality can also be used in standstill mode to switch on the vibration damping.
  • the large manipulator as a supplementary operating mode has a so-called Cartesian control of the mast top
  • a movement for the mast top or attached end hose in Cartesian (or polar) coordinates are given by the controller be converted into movement speeds of the individual joints.
  • the movement of the mast can thus be operated by a single control lever 2, provided that it has at least three degrees of freedom or adjustment.
  • a commonly present second control lever 2 remains unused in this mode, i. its deflection does not lead to movement of the mast.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung für die Steuerung von Großmanipulatoren, insbesondere Verteilermasten von Autobetonpumpen, mit einem Fernsteuergerät (1), durch das eine aktive Schwingungsdämpfung des Großmanipulators ein- und ausschaltbar ist und das mindestens einen Steuerhebel (2) aufweist, der am Fernsteuergerät (1) um mindestens eine orthogonal zu seiner Längsachse (Z) verlaufende Schwenkachse (X,Y) schwenkbar gelagert ist, der um eine Grundstellung schwenkbar gelagert ist und der je nach Schwenkwinkel bezogen auf seine Grundstellung einen inneren Nullstellungsbereich (5) und einen äußeren Fahrbereich (7) aufweist, wobei die aktive Schwingungsdämpfung eingeschaltet ist, wenn der Steuerhebel (2) sich im Fahrbereich (7) befindet. Aufgabe der Erfindung ist, die aktive Schwingungsdämpfung in Betrieb zu halten, auch wenn der Steuerhebel (2) nicht im Fahrbereich (7) ist, ohne dabei die Bedienbarkeit wesentlich zu erschweren, um so Schwingungen auch nach einem abrupten Stopp oder im Förderbetrieb wirksam zu dämpfen. Die Erfindung schlägt zur Lösung dieser Aufgabe vor, dass der Steuerhebel (2) dazu eingerichtet ist, die aktive Schwingungsdämpfung einzuschalten, ohne eine Bewegung des Großmanipulators zu bewirken.

Description

Fernsteueraerät für Großmanipulator mit Steuerhebel Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung für die Steuerung von Großmanipulatoren, insbesondere Verteilermasten von Autobetonpumpen, mit einem Fernsteuergerät, durch das eine aktive Schwingungsdämpfung des Großmanipulators ein- und ausschaltbar ist und das mindestens einen Steuerhebel aufweist, der am Fernsteuergerät um mindestens eine orthogonal zu seiner Längsachse verlaufende Schwenkachse schwenkbar gelagert ist, der um eine Grundstellung schwenkbar gelagert ist und der je nach Schwenkwinkel bezogen auf seine Grundstellung einen inneren Nullstellungsbereich und einen äußeren Fahrbereich aufweist, wobei die aktive Schwingungsdämpfung eingeschaltet ist, wenn der Steuerhebel sich im Fahrbereich befindet. Großmanipulatoren werden beispielsweise bei Autobetonpumpen eingesetzt, bei denen über eine Pumpe Beton durch eine Förderleitung gepumpt wird. Die Förderleitung ist entlang eines mehrteiligen Verteilermasts geführt. Das äußere Ende der Förderleitung (Endschlauch) hängt im Einsatz freischwingend an der Spitze des Verteilermastes. Der Verteilermast besteht aus einem oder mehreren Segmenten, die über Antriebe faltbar zueinander sind, und ist auf einer stationären oder mobilen Plattform schwenkbar gelagert. Über den Verteilermast ist es möglich, Beton zielgenau durch die Förderleitung über weite Strecken zu verteilen. Die Positionierung des Verteilermastes wird von einem Maschinisten über das Fernsteuergerät vorgenommen. Die Feinjustierung beim Verteilen des Betons am freischwingenden Ende der Förderleitung wird durch einen weiteren Bediener durchgeführt. Bei Bewegungen des Verteilermasts kann der Mast insbesondere an seiner Spitze in Schwingung versetzt werden. Besonders stark sind diese Schwingungen bei einem abrupten Stopp, wenn die Mastspitze ihr Ziel erreicht hat. Aber auch wenn der Mast nicht bewegt wird und durch die Förderleitung Beton gepumpt wird, kommt es durch das pulsierende Fördern des Betons zu Schwingungen, insbesondere an der Mastspitze.
Um diese Schwingung in einem akzeptablen Maß zu halten, sind moderne Großmanipulatoren mit einer aktiven Schwingungsdämpfung ausgestattet, die durch den Maschinisten über das Fernsteuergerät einschaltbar ist. Nach Richtlinie 2006/42/EG (Maschinenrichtlinie) des europäischen Parlaments müssen beim Loslassen der Fernsteuerung alle Bewegungen des Verteilermastes in angemessener Zeit stoppen, um Gefahren für Personen in der Nähe des Großmanipulators auszuschließen. Daher muss die aktive Schwingungsdämpfung abgeschaltet werden, nachdem der Steuerhebel den Nullstellungsbereich erreicht hat, wenn keine zusätzlichen Maßnahmen getroffen wurden, um die aktive Schwingungsdämpfung in Betrieb zu halten.
Eine Vorrichtung der eingangs genannten Art ist in der europäischen Patentschrift EP 1 373 661 B1 offenbart. Die aktive Schwingungsdämpfung wird hier eingeschaltet, wenn der Steuerhebel aus seiner Grundstellung im Nullstellungsbereich in den Fahrbereich geführt wird. Wenn der Steuerhebel zurück in den Nullstellungsbereich geführt wird, wird die aktive Dämpfung nicht unmittelbar, sondern über ein Zeitrelais abgeschaltet. Hierdurch kann die aktive Dämpfung bis zu drei Sekunden nach dem Schaltsignal eingeschaltet bleiben. Einen längeren Betrieb der aktiven Dämpfung untersagt die oben genannte Maschinenrichtlinie. Diese Maßnahme eignet sich daher nur bedingt, die Schwingungen durch einem abrupten Stopp der Bewegung des Verteilermasts ausreichend zu dämpfen, da die Schwingungen des Systems trotz Dämpfung nach drei Sekunden noch nicht abgeklungen sind. Für eine Dämpfung der oben beschriebenen Schwingungen der Mastspitze, während der Mast nicht bewegt wird und Beton durch die Förderleitung gepumpt wird, ist sie ungeeignet. Der Stand der Technik schlägt daher vor, für diesen Fall einen Taster mit einer zusätzlichen Funktion im Sinne eines Totmanntasters am Fernsteuergerät neben dem Steuerhebel vorzusehen, um die Dämpfungsfunktion auch im Pumpenbetrieb eingeschaltet zu halten. Das bedeutet, dass der Maschinist zur dauerhaften Betätigung entweder die Hand vom Steuerhebel nehmen muss oder die zweite Hand zur Hilfe nehmen muss, wodurch die Bedienbarkeit erschwert wird. Die Aufgabe der Erfindung ist daher, die aktive Schwingungsdämpfung auch dann in Betrieb zu halten, wenn der Steuerhebel nicht im Fahrbereich ist, ohne dabei die Bedienbarkeit wesentlich zu erschweren.
Zur Lösung dieser Aufgabe schlägt die Erfindung ausgehend von einer Vorrichtung der eingangs genannten Art vor, den Steuerhebel so einzurichten, dass er geeignet ist, die aktive Schwingungsdämpfung einzuschalten, ohne eine Bewegung des Großmanipulators zu bewirken.
Der Maschinist ist durch diese Maßnahme in der Lage, die aktive Schwingungsdämpfung des Großmanipulators in Betrieb zu halten, auch wenn der Steuerhebel sich nicht im Fahrbereich befindet. Dabei muss er weder den Steuerhebel loslassen noch die andere Hand zur Hilfe nehmen, um einen vom Steuerhebel entfernt angeordneten Totmanntaster oder ähnliches zu bedienen.
Zweckmäßigerweise ist die aktive Schwingungsdämpfung ausgeschaltet, wenn der Steuerhebel sich im Nullstellungsbereich befindet, wobei sich zwischen dem äußeren Fahrbereich und dem inneren Nullstellungsbereich des Steuerhebels ein Schwingungsdämpfungsbereich befindet und eine Auslenkung des Steuerhebels in diesen Schwingungsdämpfungsbereich zu einer Einschaltung der aktiven Schwingungsdämpfung führt, ohne eine Bewegung des Mastes zu bewirken.
Zweckmäßig ist es, wenn der Steuerhebel um zwei orthogonal zueinander und orthogonal zur Längsachse des Steuerhebels verlaufende Schwenkachsen schwenkbar am Fernsteuergerät gelagert ist. Durch diese Ausführung können durch den Steuerhebel zusätzliche Funktionen im selben Modus durchgeführt werden. Beiden Schwenkachsen sind hierbei ein Nullstellungs-, ein Schwingungsdämpfungs- und ein Fahrbereich in Abhängigkeit vom Schwenkwinkel zugeordnet. Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass der Steuerhebel um seine Längsachse drehbar gelagert ist, und um eine Grundstellung drehbar gelagert ist und je nach Drehwinkel bezogen auf seine Grundstellung einen inneren Nullstellungsbereich, einen äußeren Fahrbereich und einen dazwischenliegenden Schwingungsdämpfungsbereich aufweist und eine Auslenkung des Steuerhebels in diesem Schwingungsdämpfungsbereich zu einer Einschaltung der aktiven Schwingungsdämpfung führt, ohne eine Bewegung des Großmanipulators zu bewirken. Durch diese zusätzliche Beweglichkeit des Steuerhebels lassen sich weitere Funktionen mit dem Steuerhebel durchführen, ohne dabei den Modus zu wechseln.
Weiterhin ist es sinnvoll, wenn durch ein oder mehrere visuelle und/oder akustische Signale ausgehend vom Fernsteuergerät angezeigt wird, ob der Steuerhebel sich im Fahrbereich, im Schwingungsdämpfungsbereich oder Nullstellungsbereich befindet. Durch diese Signale weiß der Maschinist jederzeit, in welchem Bereich sich der Steuerhebel befindet.
Des Weiteren ist es zweckmäßig, wenn der Steuerhebel durch einen Rückstellmechanismus in seine Grundstellung automatisch zurückstellbar ist und die Rückstellkraft bzw. Rückdrehkraft des Steuerhebels am Übergang vom Schwingungsdämpfungsbereich in den Fahrbereich sprunghaft ansteigt bzw. eine haptisch spürbare Schwelle überschritten werden muss. Durch diesen abrupten Anstieg der Rückstellungskraft bzw. Rückdrehkraft des Steuerhebels spürt der Maschinist direkt, wenn er am Übergang vom Dämpfungs- zum Fahrbereich ist, und muss erst den erhöhten Widerstand überwinden, um den Steuerhebel in den Fahrbereich zu bringen. Eine unabsichtliche Bewegung des Steuerhebels in den Fahrbereich wird dadurch deutlich unwahrscheinlicher.
Des Weiteren sieht eine Weiterbildung der Erfindung vor, dass an dem Steuerhebel ein Drucktaster angebracht ist und dass die Betätigung des Drucktasters die aktive Schwingungsdämpfung einschaltet. Der Maschinist kann durch dauerhaftes Betätigen des Drucktasters die aktive Schwingungsdämpfung im eingeschalteten Zustand lassen. Dabei muss er weder den Steuerhebel loslassen noch die andere Hand zur Hilfe nehmen, um einen vom Steuerhebel entfernt angeordneten Totmanntaster oder ähnliches zu bedienen. Zusätzlich ist es sinnvoll, wenn am Fernsteuergerät bei im Fahrbereich befindlichem Steuerhebel drei unterschiedliche Betriebsmodi bei aktivierter aktiver Schwingungsdämpfung auswählbar sind, nämlich ein Stillstandsmodus und ein oder mehrere Fahrmodi, z.B. einen Langsamfahrmodus und einen Schnellfahrmodus. Falls der Großmanipulator lange nicht verfahren werden soll, beispielweise aufgrund eines längeren Betoniervorganges, kann der Maschinist in den Stillstandmodus schalten, so dass auch im Fahrbereich des Steuerhebels lediglich die Schwingungsdämpfung aktiviert ist. Durch diesen Schaltzustand ist das Auslösen einer unbeabsichtigten Bewegung des Großmanipulators nicht möglich. Wird der Großmanipulator gerade ein- oder aufgefahren, bietet sich der Schnellbewegungsmodus an. Während beim Verfahren im Einsatzgebiet der Langsambewegungsmodus am besten geeignet ist, insbesondere um die Gefährdung des Bedienpersonals auszuschließen.
Schließlich ergibt sich eine weitere Ausgestaltung der Erfindung bei Systemen, welche als zusätzlichen Betriebsmodus eine sogenannte kartesische Steuerung der Mastspitze aufweisen (siehe z.B. die Schrift EP 0686224 B2). In diesem Betriebsmodus kann durch den oder die Steuerhebel direkt eine Bewegung für die Mastspitze oder des daran angebrachten Endschlauchs in kartesischen (oder Polar-) Koordinaten vorgegeben werden, welche von der Steuerung in Bewegungsgeschwindigkeiten der Einzelgelenke umgerechnet werden. Die Bewegung des Mastes kann damit durch einen einzelnen Steuerhebel, sofern dieser zumindest drei Freiheitsgrade bzw. Verstellrichtungen aufweist, bedient werden. Ein üblicherweise vorhandener zweiter Steuerhebel, bleibt in diesem Modus jedoch ungenutzt, d.h. dessen Auslenkung führt zu keiner Bewegung des Mastes. Gemäß der Erfindung wird vorgeschlagen, im Betriebsmodus der kartesischen Steuerung, welcher für den zweiten Steuerhebel sinngemäß einen Stillstandsmodus bedeutet, durch die Auslenkung des zweiten Steuerhebels in einer seiner vorhandenen Verstellrichtungen die aktive Schwingungsdämpfung einzuschalten. Durch diese Lösung steht für den Bediener eine weitere Möglichkeit zum Ein- und Ausschalten der aktiven Schwingungsdämpfung im Betriebsmodus der kartesischen Steuerung zur Verfügung. Dadurch erhöht sich der Bedienkomfort des Gesamtsystems ohne dass dafür eine zusätzliche, von den Joysticks gesonderte Totmannfunktion erforderlich ist. Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand von Zeichnungen näher erläutert: Es zeigen:
Figur 1 : schematisch eine Draufsicht auf ein Fernsteuergerät gemäß der Erfindung;
Figur 2: Detailansicht des Bereichs A aus
Figur 1 ;
Figur 3: schematisch in Seitenansicht die
Bewegung des Steuerhebels aus Figur 1 ;
Figur 4: schematisch in Seitenansicht die
Verdrehbarkeit des Steuerhebels aus Figur 1 um seine Längsachse;
Figur 5: Schematisch das Fernsteuergerät aus Figur 1 in einem zweiten Betriebsmodus;
Figur 6: eine schematische Ansicht eines
Steuerhebel in einem zweiten Ausführungsbeispiel.
In den Zeichnungen ist ein Fernsteuergerät gemäß der Erfindung insgesamt mit dem Bezugszeichen 1 bezeichnet.
In Figur 1 ist das Fernsteuergerät 1 für eine Autobetonpumpe in schematischer Draufsicht gezeigt. An dem Fernsteuergerät 1 sind zwei Steuerhebel 2 angebracht, durch die ein Verteilermast der Autobetonpumpe bewegt werden kann. Das Fernsteuergerät 1 weist zudem ein Display 3 auf, über das hauptsächlich Statusanzeigen angezeigt werden. Des Weiteren ist am Fernsteuergerät 1 ein Auswahlschalter 4 vorgesehen, über den drei Betriebsmodi, d.h. zwei Fahrmodi, der„Schnellbewegungsmodus" (symbolisiert durch einen Hasen), „Langsambewegungsmodus" (symbolisiert durch eine Schnecke) und ein„Stillstandsmodus" (symbolisiert durch einen durchkreuzten Verteilermasten) ausgewählt werden können. Der hier eingestellte Betriebsmodus ist der„Schnellbewegungsmodus".
Der Steuerhebel 2 ist durch verschiedene Maßnahmen dazu eingerichtet, die aktive Schwingungsdämpfung des Großmanipulators einzuschalten, ohne eine Bewegung des Großmanipulators zu bewirken. Diese Maßnahmen werden im Folgenden genauer erläutert.
Die beiden Steuerhebel 2 sind um zwei orthogonal zu ihrer Längsachse verlaufende Schwenkachsen X,Y gegen eine Rückstellkraft schwenkbar am Fernsteuergerät 1 gelagert und weisen einen Nullstellungsbereich 5, einen Schwingungsdämpfungsbereich 6 und einen Fahrbereich 7 auf. Die drei Bereiche sind in der Detailansicht des Bereichs A aus Figur 1 in Figur 2 vergrößert dargestellt. Befindet sich der Steuerhebel 2 in seinem Nullstellungsbereich 5, ist die aktive Schwingungsdämpfung des Großmanipulators nicht eingeschaltet. Der Nullstellungsbereich 5 ist relativ zu den anderen beiden Bereichen klein, so dass bereits ein sehr kleiner Schwenkwinkel ausreicht, den Steuerhebel 2 aus dem Nullstellungsbereich 5 in den Schwingungsdämpfungsbereich 6 zu bewegen. Wenn der Steuerhebel 2 von dem Maschinisten nun aus dem Nullstellungsbereich 5 in den Schwingungsdämpfungsbereich 6 bewegt wird, wird die aktive Schwingungsdämpfung der Autobetonpumpe eingeschaltet. Der Verteilermast der Autobetonpumpe wird aber noch nicht verfahren. Bewegt der Maschinist den Steuerhebel 2 weiter bis in den Fahrbereich 7, wird der Verteilermast je nach jeweils ausgewähltem Betriebsmodus verfahren. Wenn der Maschinist den Steuerhebel 2 loslässt, schwenkt dieser durch seinen Rückstellmechanismus automatisch zurück in den Nullstellungsbereich 5.
Sinnvollerweise erhöht sich die Kraft des Rückstellmechanismus an den Übergängen der einzelnen Bereiche sprunghaft bzw. die Übergänge weisen eine für den Maschinisten spürbare haptische Schwelle auf, ohne dass die Rückstellkraft notwendigerweise im Fahrbereich 7 und im Schwingungsdämpfungsbereich 6 unterschiedlich ist. Zusätzlich wird über das Display 3 angezeigt, in welchem Bereich sich der Steuerhebel 2 jeweils befindet. Wenn der Verteilermast seine Zielposition erreicht hat, bewegt der Maschinist den Steuerhebel 2 vom Fahrbereich 7 in den Schwingungsdämpfungsbereich 6, der Verteilermast stoppt und gleichzeitig bleibt die aktive Schwingungsdämpfung eingeschaltet, ohne dass der Maschinist in irgendeiner Form umgreifen muss. Die Bedienbarkeit ist damit sehr einfach.
Figur 3 zeigt schematisch einen solchen Bewegungsablauf. Dort wird der Steuerhebel 2 aus seiner Grundstellung um die Schwenkachse Y verschwenkt.
Der Steuerhebel 2 ist in diesem Ausführungsbeispiel zusätzlich um seine Längsachse Z drehbar gelagert. Dies ist in Figur 4 schematisch dargestellt. Ebenso wie bei den Schwenkachsen X,Y die orthogonal zur Längsachse Z verlaufen, weist der Steuerhebel 2 auch bei einer Verdrehung um seine Längsachse Z einen Nullstellungsbereich, einen Schwingungsdämpfungsbereich und einen Fahrbereich in Abhängigkeit vom Drehwinkel auf.
Das in Figur 5 dargestellte Fernsteuergerät 1 ist über den Auswahlschalter 4 auf den Betriebsmodus„Stillstandsmodus" eingestellt. Die Steuerhebel 2 weisen hier ebenfalls den Nullstellungsbereich 5, den Schwingungsdämpfungsbereich 6 und den Fahrbereich 7 auf. Allerdings ist die Bewegungsfunktion des Verteilermasts der Autobetonpumpe in diesem Betriebsmodus über die Steuerhebel 2 nicht eingeschaltet. Die aktive Schwingungsdämpfung bleibt aber auch im Fahrbereich 7 eingeschaltet. Dieser Betriebsmodus eignet sich besonders gut für längere Betoniervorgänge, bei denen der Verteilermast längere Zeit nicht bewegt werden muss, aber durch Pumpvorgänge trotzdem Schwingungen am Verteilermast auftreten. Jede Schwenk- oder Drehbewegung des Steuerhebels 2 kann damit vom Maschinisten dazu verwendet werden, die Schwingungsdämpfung einzuschalten, ohne eine Fahrbewegung des Mastes zu bewirken. Figur 6 zeigt eine andere Ausführungsform des Steuerhebels 2. Der Steuerhebel 2 weist hier einen zusätzlichen Drucktaster 8 mit Totmannfunktion auf, über den die aktive Schwingungsdampfung aktiviert bleibt. Ist der zusätzliche Drucktaster 8 betätigt, bleibt die aktive Schwingungsdämpfung auch im Nullstellungsbereich 5 eingeschaltet, ohne dass der Maschinist in irgendeiner Form umgreifen muss. Die Bedienbarkeit ist damit sehr einfach. Die Drucktasterfunktionalität kann mechanisch auch so gelöst sein, dass der gesamte Steuerhebel von oben in Richtung der Fernsteuereinheit heruntergedrückt wird und hierdurch ein Schaltmechanismus unterhalb des Steuerebels ausgelöst wird, der die Schwingungsdämpfung aktiviert.
Die Drucktasterfunktionalität kann auch hier im Stillstandsmodus dazu verwendet werden, die Schwingungsdämpfung einzuschalten.
Wenn der Großmanipulator als zusätzlichen Betriebsmodus eine sogenannte kartesische Steuerung der Mastspitze aufweist, kann in diesem Betriebsmodus durch den oder die Steuerhebel 2 direkt eine Bewegung für die Mastspitze oder des daran angebrachten Endschlauchs in kartesischen (oder Polar-) Koordinaten vorgegeben werden, welche von der Steuerung in Bewegungsgeschwindigkeiten der Einzelgelenke umgerechnet werden. Die Bewegung des Mastes kann damit durch einen einzelnen Steuerhebel 2, sofern dieser zumindest drei Freiheitsgrade bzw. Verstellrichtungen aufweist, bedient werden. Ein üblicherweise vorhandener zweiter Steuerhebel 2, bleibt in diesem Modus jedoch ungenutzt, d.h. dessen Auslenkung führt zu keiner Bewegung des Mastes. In diesem Betriebsmodus der kartesischen Steuerung, welcher für den zweiten Steuerhebel 2 sinngemäß einen Stillstandsmodus bedeutet, wird durch die Auslenkung des zweiten Steuerhebels 2 in einer seiner vorhandenen Verstellrichtungen die aktive Schwingungsdämpfung eingeschaltet. Durch diese Lösung steht für den Bediener eine weitere Möglichkeit zum Ein- und Ausschalten der aktiven Schwingungsdämpfung im Betriebsmodus der kartesischen Steuerung zur Verfügung. Dadurch erhöht sich der Bedienkomfort des Gesamtsystems, ohne dass dafür eine zusätzliche, von den Steuerhebeln 2 gesonderte Totmannfunktion erforderlich ist.

Claims

Patentansprüche
1 . Vorrichtung für die Steuerung von Großmanipulatoren, insbesondere Verteilermasten von Autobeton pumpen, mit einem Fernsteuergerät (1 ), durch das eine aktive Schwingungsdämpfung des Großmanipulators ein- und ausschaltbar ist und das mindestens einen Steuerhebel (2) aufweist, der am Fernsteuergerät (1 ) um mindestens eine orthogonal zu seiner Längsachse (Z) verlaufende Schwenkachse (X,Y) um eine Grundstellung schwenkbar gelagert ist, und der je nach Schwenkwinkel bezogen auf seine Grundstellung einen inneren Nullstellungsbereich (5) und einen äußeren Fahrbereich (7) aufweist, wobei die aktive Schwingungsdämpfung eingeschaltet ist, wenn der Steuerhebel (2) sich im Fahrbereich (7) befindet,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass der Steuerhebel (2) dazu eingerichtet ist, die aktive Schwingungsdämpfung einzuschalten, ohne eine Bewegung des Großmanipulators zu bewirken.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die aktive Schwingungsdämpfung ausgeschaltet ist, wenn der Steuerhebel (2) sich im Nullstellungsbereich (5) befindet, wobei sich zwischen dem äußeren Fahrbereich (7) und dem inneren Nullstellungsbereich (5) des Steuerhebels (2) ein Schwingungsdämpfungsbereich (6) befindet und eine Auslenkung des Steuerhebels (2) in diesem Schwingungsdämpfungsbereich (6) zu einer Einschaltung der aktiven Schwingungsdämpfung führt, ohne eine Bewegung des Verteilermastes zu bewirken.
3. Vornchtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Steuerhebel (2) um mindestens zwei orthogonal zueinander und orthogonal zur Längsachse (Z) des Steuerhebels (2) verlaufende Schwenkachsen (X,Y) schwenkbar am Fernsteuergerät (1 ) gelagert ist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1 , 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Steuerhebel (2) um seine Längsachse (Z) drehbar gelagert ist, wobei er um eine Grundstellung drehbar gelagert ist und je nach Drehwinkel bezogen auf seine Grundstellung einen inneren Nullstellungsbereich, einen äußeren Fahrbereich und einen dazwischenliegenden Schwingungsdämpfungs- bereich aufweist und eine Auslenkung des Steuerhebels (2) in diesen Schwingungsdämpfungsbereich zu einer Einschaltung der aktiven Schwingungsdämpfung führt, ohne eine Bewegung des Großmanipulators zu bewirken.
5. Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Steuerhebel (2) durch einen Rückstellmechanismus in seine Grundstellung automatisch zurückstellbar ist und die Rückstellkraft bzw. Rückdrehkraft des Steuerhebels (2) am Übergang vom Schwingungsdämpfungsbereich (6) in den Fahrbereich (7) sprunghaft ansteigt oder die Rückstellkraft des Steuerhebels (2)an diesem Übergang eine haptisch spürbare Schwelle aufweist.
6. Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Steuerhebel (2) ein Drucktaster (8) angebracht ist und das die Betätigung des Drucktasters (8) die aktive Schwingungsdämpfung einschaltet.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass am Fernsteuergerät (1 ) mindestens ein Fahrmodus und ein Stillstandsmodus eingestellt werden können, wobei im Stillstandsmodus eine Betätigung des Steuerhebels (2) die aktive Schwingungsdämpfung einschaltet.
8. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass am Fernsteuergerät (1 ) mindestens ein Fahrmodus und ein Stillstandsmodus eingestellt werden können, wobei im Stillstandsmodus eine Betätigung des Drucktasters (8) die aktive Schwingungsdämpfung einschaltet.
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