ES2944138T3 - Sistema y procedimiento para posicionar un brazo elevador en una máquina de potencia - Google Patents

Abstract

Un método para controlar un actuador de brazo de elevación (114; 314) y un actuador de inclinación (124; 324) para controlar el posicionamiento de un portaherramientas (130; 330) acoplado a un brazo de elevación (120; 320) de una máquina motorizada (100). ; 300). Se recibe una señal de activación desde un dispositivo de entrada de habilitación (166; 370). Se recibe una señal de control del brazo de elevación desde una entrada de control del brazo de elevación (162; 362) que ordena el movimiento del brazo de elevación. El actuador del brazo de elevación se controla en respuesta a la recepción de la señal de activación y la señal de control del brazo de elevación para mover el brazo de elevación a una posición de brazo de elevación de destino y para mover el portador de implementos o mantener el portador de implementos en una orientación de portador de implementos de destino con respecto a una dirección gravitacional. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN

Sistema y procedimiento para posicionar un brazo elevador en una máquina de potencia

ANTECEDENTES

Esta divulgación está dirigida a las máquinas de potencia. Más particularmente, esta discusión está dirigida hacia máquinas de potencia con brazos de elevación que son capaces de llevar un implemento de trabajo, así como sistemas y procedimientos para posicionar el implemento de trabajo mediante el control de la posición de los brazos de elevación. Las máquinas de potencia, y más concretamente las palas cargadoras, disponen desde hace tiempo de brazos elevadores que pueden transportar implementos de trabajo, como cucharas y similares, para realizar diversas tareas de trabajo. Los operadores de estas máquinas pueden manipular ventajosamente los brazos elevadores que transportan dichos implementos para realizar diversas tareas. No sólo un operador tendría la capacidad de manipular la posición de los brazos de elevación (conocida generalmente como una funcionamiento de elevación), sino también de manipular una posición del implemento de trabajo con respecto al brazo de elevación (conocida generalmente como una funcionamiento de inclinación).

Un ejemplo de dicha tarea es una funcionamiento de excavación y carga, en la que un operador puede estar excavando tierra con una cuchara y luego vertiendo la tierra en la plataforma de un camión. Para realizar esta tarea, el operador tendrá que posicionar el implemento mediante operaciones de elevación e inclinación para colocar la cuchara en posición de excavar tierra y, a continuación, posicionar de nuevo el implemento para verter la tierra en la plataforma de un camión. El posicionamiento repetitivo del implemento requiere que el operador se concentre repetidamente en controlar con precisión el brazo de elevación para colocar la cuchara en la posición de excavación y en la posición de descarga.

Además, la elevación y el descenso de los brazos de elevación de una máquina de potencia y, en particular, de una pala cargadora, mediante la manipulación de uno o varios accionadores de los brazos de elevación, puede modificar el ángulo del implemento con respecto a la gravedad en la trayectoria de los brazos de elevación de determinados cargadores. Es decir, si la trayectoria del brazo de elevación no es perfectamente vertical, el simple hecho de subir o bajar el brazo de elevación cambiará la orientación del implemento con respecto a la gravedad, a menos que el implemento también esté inclinado con respecto al brazo de elevación. Esto puede hacer que el material contenido en una cuchara, por ejemplo, se derrame durante el proceso de elevación o descenso. Esta relación entre un implemento y la gravedad puede modificarse aún más si la máquina de potencia se desplaza por un terreno irregular.

El documento EP 2535464 A2 divulga un sistema hidráulico de la elevación de una máquina en la cual un controlador se configura para ordenar un arreglo de la válvula de la inclinación para mantener un ángulo deseado de la inclinación de la herramienta del trabajo durante la elevación basada selectivamente en una primera señal indicativa de una velocidad real de la elevación y una segunda señal indicativa de una velocidad deseada de la elevación.

SUMARIO

La presente divulgación está dirigida a procedimientos y sistemas para controlar selectivamente la posición de un implemento montado en un brazo de elevación para dirigir el implemento a una posición preseleccionada. Además, la presente discusión se dirige hacia procedimientos y sistemas para mantener selectivamente una orientación consistente entre un implemento y la gravedad. Más bien, la invención está definida por las reivindicaciones.

En una realización, se divulga un procedimiento de control de un accionador de brazo de elevación y un accionador de inclinación para controlar el posicionamiento de un portaimplementos acoplado a un brazo de elevación de una máquina de potencia. El procedimiento incluye la recepción de una señal de activación desde un dispositivo de entrada de habilitación y la recepción de una señal de control del brazo de elevación desde una entrada de control del brazo de elevación que ordena el movimiento del brazo de elevación. El procedimiento incluye además controlar el accionador del brazo de elevación y el accionador de inclinación en respuesta a la recepción de la señal de activación y la señal de control del brazo de elevación para mover el brazo de elevación a una posición objetivo del brazo de elevación y para mover el portaimplementos o mantener el portaimplementos en una orientación del portaimplementos objetivo en relación con una dirección gravitacional.

En otra realización, se expone una máquina de potencia. La máquina de potencia tiene un bastidor, un brazo de elevación acoplado pivotablemente al bastidor, y un accionador del brazo de elevación acoplado entre el bastidor y el brazo de elevación para controlar el movimiento del brazo de elevación en relación con el bastidor. Un portaimplementos está acoplado pivotablemente al brazo de elevación y un accionador de inclinación está acoplado entre el brazo de elevación y el portaimplementos para controlar el movimiento del portaimplementos en relación con el brazo de elevación. Una fuente de potencia está en comunicación con cada uno de los accionadores del brazo de elevación y el accionador de inclinación y está configurada para proporcionar señales de control de la fuente de potencia para controlar el accionador del brazo de elevación y el accionador de inclinación. Un dispositivo de entrada de activación está configurado para ser manipulado por un operador de la máquina de potencia para proporcionar una señal de activación, una entrada de control del brazo de elevación está configurada para ser manipulada por el operador de la máquina de potencia para proporcionar una señal de control del brazo de elevación y una entrada de control de inclinación está configurada para ser manipulada por el operador de la máquina de potencia para proporcionar una señal de control de inclinación. Un sensor de orientación del implemento está configurado para proporcionar una salida indicativa de una orientación del implemento relativa a una dirección gravitacional. Un controlador está acoplado al dispositivo de entrada de habilitación para recibir la señal de activación, a la entrada de control del brazo de elevación para recibir la señal de control del brazo de elevación, a la entrada de control de inclinación para recibir la señal de control de inclinación, y al sensor de orientación del implemento para recibir la salida indicativa de la orientación del implemento en relación con la dirección gravitacional. El controlador se acopla además a la fuente de potencia para controlar las señales de control de la fuente de potencia y controlar así el accionador del brazo de elevación y el accionador de inclinación. El controlador está configurado además para controlar el accionador del brazo de elevación y el accionador de inclinación en respuesta a la recepción de la señal de activación y la señal de control del brazo de elevación para mover el brazo de elevación a una posición objetivo del brazo de elevación y para mover el portaimplementos o mantener el portaimplementos en una orientación objetivo del portaimplementos con respecto a una dirección gravitacional.

También se divulga un procedimiento de control de un accionador de brazo de elevación y un accionador de inclinación para controlar el posicionamiento de un portaimplementos acoplado a un brazo de elevación de una máquina de potencia. El procedimiento incluye la recepción de una señal de activación desde un dispositivo de entrada de habilitación y la recepción de una señal de control del brazo de elevación desde una entrada de control del brazo de elevación que ordena el movimiento del brazo de elevación. El método incluye además controlar el accionador del brazo de elevación y el accionador de inclinación, en respuesta a la recepción tanto de la señal de activación como de la señal de control del brazo de elevación, para mover el brazo de elevación a una posición objetivo del brazo de elevación y para mover el portaimplementos hacia o mantener el portaimplementos en una orientación objetivo del portaimplementos con respecto a una dirección gravitacional. La velocidad de movimiento del brazo de elevación se controla basándose en la señal de control del brazo de elevación que indica una cantidad de accionamiento de la entrada de control del brazo de elevación.

También se divulga un procedimiento de posicionamiento de un implemento que está acoplado operablemente a un brazo de elevación de una máquina de potencia. El procedimiento incluye la recepción de una señal de activación del modo objetivo desde un dispositivo de entrada de habilitación indicativa de la intención de un operador de entrar en un modo objetivo y la recepción de una señal de control del brazo de elevación desde una entrada de control del brazo de elevación indicativa de la intención de un operador de mover el brazo de elevación, y la recepción de una señal de posición del brazo de elevación indicativa de una posición del brazo de elevación. El procedimiento entra en el modo objetivo, en respuesta a la recepción tanto de la señal de activación del modo objetivo como de la señal de control del brazo de elevación indicativa de la intención del operador de mover el brazo de elevación, En el modo objetivo, se controla un accionador del brazo de elevación para mover el brazo de elevación en relación con un bastidor de la máquina de potencia hacia, pero no más allá de, una posición objetivo del brazo de elevación. Cuando se está en el modo objetivo, la recepción de una de las señales de posición del brazo de elevación que indica que el brazo de elevación ha alcanzado la posición objetivo del brazo de elevación y la señal de control del brazo de elevación que indica la intención de detener el movimiento del brazo de elevación provocará la salida del modo objetivo y el control del accionador del brazo de elevación para detener el movimiento del brazo de elevación.

También se divulga una máquina de potencia. La máquina de potencia tiene un bastidor, un brazo de elevación acoplado pivotablemente al bastidor, y un accionador del brazo de elevación acoplado entre el bastidor y el brazo de elevación para controlar el movimiento del brazo de elevación en relación con el bastidor. Una fuente de potencia está en comunicación con el accionador del brazo de elevación y configurada para proporcionar señales de control de la fuente de potencia para controlar el accionador del brazo de elevación. Un dispositivo de entrada de habilitación está configurado para ser manipulado por un operador de la máquina de potencia para proporcionar una señal de activación del modo objetivo. Una entrada de control del brazo de elevación está configurada para ser manipulada por el operador de la máquina de potencia para proporcionar una señal de control del brazo de elevación indicativa de la intención del operador de mover el brazo de elevación. Un controlador acoplado al dispositivo de entrada de habilitación para recibir la señal de activación del modo objetivo y a la entrada de control del brazo de elevación para recibir la señal de control del brazo de elevación. El controlador está acoplado a la fuente de potencia para controlar las señales de control de la fuente de potencia y controlar así el accionador del brazo de elevación. El controlador está configurado además para entrar en un modo objetivo, en respuesta a la recepción tanto de la señal de activación del modo objetivo como de la señal de control del brazo de elevación indicativa de la intención del operador de mover el brazo de elevación. En el modo de objetivo, el controlador está configurado para controlar el accionador del brazo de elevación para mover el brazo de elevación en relación con un bastidor de la máquina de potencia hacia, pero no más allá de, una posición objetivo del brazo de elevación. El controlador se configura además cuando está en el modo objetivo de tal manera que, cuando el brazo de elevación alcanza la posición objetivo del brazo de elevación o cuando recibe la señal de control del brazo de elevación que indica la intención de detener el movimiento del brazo de elevación, el controlador sale del modo objetivo y controla el accionador del brazo de elevación para detener el movimiento del brazo de elevación.

En otra realización, se divulga un procedimiento de posicionamiento de un implemento que está operablemente acoplado a un brazo de elevación de una máquina de potencia. El procedimiento incluye la recepción de una señal de activación desde un dispositivo de entrada habilitador y el control de un accionador de inclinación para alcanzar y mantener una orientación preestablecida del implemento con respecto a una dirección gravitacional, en respuesta a la recepción de la señal de activación.

También se divulga un procedimiento de posicionamiento de un implemento que está acoplado operablemente a un brazo de elevación de una máquina de potencia. El procedimiento incluye establecer una orientación objetivo para el implemento indicativa de una orientación deseada del implemento con respecto a la gravedad y recibir una señal indicativa de la orientación del implemento, en la que la señal indica que la orientación varía con respecto al objetivo. El procedimiento controla un accionador de inclinación para alcanzar y mantener la orientación deseada sin necesidad de que un operador indique el deseo de mover el brazo de elevación o el implemento.

Este Sumario y el Resumen se proporcionan para introducir una selección de conceptos de forma simplificada que se describen más adelante en la Descripción Detallada. El Sumario y el Resumen no pretenden identificar las características clave o las características esenciales del asunto objeto reivindicado, ni se pretenden utilizar como ayuda para determinar el alcance del asunto objeto reivindicado.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS

La FIG. 1 es un diagrama de bloques que ilustra los componentes de una máquina de potencia capaz de posicionar un implemento montado en un brazo de elevación de acuerdo con una realización ilustrativa.

La fig. La Figura 2 es un diagrama de bloques que detalla las entradas del operador en la máquina de potencia de la de la Figura . 1.

La FIG. 3 es un diagrama de flujo que ilustra un procedimiento de selección de un modo de funcionamiento para controlar un brazo de elevación y/o un portaimplementos de acuerdo con una realización ilustrativa.

La fig. 4 es un diagrama de flujo que ilustra una parte del procedimiento de la FIG. 3 cuando el procedimiento funciona en un segundo modo de funcionamiento.

La fig. 5 es un diagrama de flujo que ilustra un procedimiento de control de un brazo de elevación y/o portaimplementos cuando el procedimiento funciona en un tercer modo de funcionamiento como se muestra en la FIG. 3.

La FIG. 6 es un diagrama de flujo que ilustra una parte del procedimiento de la FIG. 5 en la que el operador selecciona si desea guardar una o dos posiciones de destino preestablecidas.

La fig. 7 es un diagrama de flujo que ilustra una parte del procedimiento de la FIG. 5 en la que el portaimplementos vuelve a una posición de destino preestablecida.

La fig. 8 es un gráfico que ilustra una relación entre una distancia desde una posición preestablecida del brazo de elevación y la velocidad máxima permitida de un accionador del brazo de elevación.

La fig. 9 es un diagrama de bloques que ilustra los componentes de una máquina de potencia capaz de posicionar un implemento montado en un brazo de elevación de acuerdo con otra realización ilustrativa.

La fig. 10 es un diagrama de flujo que ilustra un procedimiento de selección de un modo de funcionamiento para controlar un brazo de elevación y/o un portaimplementos de acuerdo con otra realización ilustrativa.

DESCRIPCIÓN DETALLADA

Los conceptos divulgados en esta discusión se describen e ilustran con referencia a realizaciones ejemplares.

La presente solicitud está dirigida a un sistema y procedimiento para posicionar un implemento que está acoplado operablemente a un brazo de elevación. En particular, la presente solicitud está dirigida a divulgar sistemas y procedimientos para controlar selectivamente un accionador de inclinación para controlar la orientación de un implemento con respecto al brazo de elevación en respuesta a una entrada de un operador para posicionar el brazo de elevación. En un aspecto de esta divulgación, el accionador de inclinación de la máquina de potencia se acciona selectivamente para mantener una orientación constante con respecto a la gravedad a medida que el brazo de elevación se mueve en cualquier dirección a lo largo de su trayectoria definida. En otro aspecto de esta divulgación, los accionadores de elevación e inclinación se accionan selectivamente para volver a una posición predefinida en respuesta a una entrada de un operador para posicionar el brazo de elevación.

La FIG. 1 es un diagrama de bloques que ilustra una máquina de potencia 100 de acuerdo con una realización ilustrativa. La máquina de potencia 100 tiene un bastidor 110 al que está unido pivotantemente un brazo de elevación 120. Un portaimplementos 130 se fija, con el pivotamiento permitido, al brazo de elevación 116 en el punto de fijación 120. El portaimplementos 130 es capaz de transportar un implemento como una cuchara o una variedad de otros implementos para realizar diversas tareas de trabajo. Mientras que la máquina de potencia 100 ilustrada en la fig. 1 tiene un portaimplementos 130, otras realizaciones de máquinas de potencias pueden tener un implemento unido pivotantemente a un brazo de elevación, es decir, unido directamente al brazo de elevación sin un portaimplementos. En aras de la simplicidad, las realizaciones aquí expuestas se discuten con referencia a un portaimplementos. Debe apreciarse que cualquier referencia a un portaimplementos en el presente documento no debe considerarse como una exclusión de aquellas realizaciones en las que una máquina de potencia no tiene un portaimplementos a menos que se indique explícitamente así.

El brazo de elevación 120 está unido pivotalmente al bastidor en una junta pivotante 112. Un accionador de elevación 114 está unido al bastidor 110 y al brazo de elevación 120 y es accionable para mover el brazo de elevación 120 con respecto al bastidor. El brazo de elevación 120 puede ser de cualquier geometría adecuada y puede incluir múltiples segmentos. Por ejemplo, el brazo de elevación 120 puede ser un brazo de elevación radial, giratorio sobre el bastidor 110 en una única articulación, como la articulación 112. Alternativamente, el brazo de elevación 120 puede incluir múltiples segmentos unidos al bastidor 110 en múltiples posiciones. Por ejemplo, en algunas realizaciones, el brazo de elevación 120 puede tener tres secciones separadas y estar unido al bastidor 110 en dos puntos, de modo que el brazo de elevación y el bastidor formen una unión de cuatro barras. La representación de la junta giratoria 112 en la FIG. 1 debe entenderse en el sentido de que el brazo de elevación 120 es giratorio con respecto al bastidor 110 y no debe entenderse que limita la geometría de cualquier brazo de elevación que pueda emplearse en realizaciones que incluyan diversas características descritas en el presente documento. De manera similar, el portaimplementos 130 está unido de forma pivotante al brazo de elevación 120 a través de una junta 122. Al pivotar el brazo de elevación 120 con respecto al bastidor 110 y el portaimplementos 130 con respecto al brazo de elevación, un implemento que está unido al portaimplementos puede posicionarse para realizar una función de trabajo.

La FIG. 1 ilustra un accionador de elevación 114 que está acoplado operablemente al bastidor 110 y al brazo de elevación 120. Aunque no se muestra explícitamente en la FIG. 1, el accionador de elevación 114 puede montarse pivotantemente en uno o ambos del bastidor 110 y el brazo de elevación 120. El accionador de elevación 114 es capaz de mover o girar el brazo de elevación 120 en relación con el bastidor 110 bajo tensión. Asimismo, el accionador de inclinación 124 está acoplado de forma operable al brazo de elevación 120 y al portaimplementos 130 (uno o ambos acoplamientos pueden ser montajes pivotantes) para mover o girar el portaimplementos 130 con respecto al brazo de elevación 120. Las señales de potencia 116 y 118 se suministran selectivamente desde la fuente de potencia 140 a cada uno de los accionadores de elevación 114 y de inclinación 124, respectivamente, para hacer que el brazo de elevación 120 se mueva con respecto al bastidor 110 y que el portaimplementos 130 se mueva con respecto al brazo de elevación 120. En una realización, el accionador de elevación 114 incluye un par de cilindros hidráulicos, montados a ambos lados del bastidor 110 y del brazo de elevación 120 que actúan conjuntamente para posicionar el brazo de elevación en relación con el bastidor. Del mismo modo, el accionador de inclinación 124 incluye un par de cilindros hidráulicos, cada uno montado en el brazo de elevación y en el portaimplementos 130, que actúan conjuntamente para posicionar el portaimplementos con respecto al brazo de elevación 120.

La fuente de potencia 140, en una realización, incluye un motor de combustión interna (no mostrado), que suministra energía a una bomba hidráulica (no mostrada). La bomba hidráulica, a su vez, proporciona fluido hidráulico presurizado a un conjunto de válvula de control (no mostrado), que a su vez es capaz de proporcionar señales de potencia independientes 116 y 118 al accionador de elevación 114 y al accionador de inclinación 124. Se pueden utilizar diversas disposiciones de fuentes de potencia para accionar los accionadores de elevación e inclinación sin salirse del ámbito de esta discusión. Un controlador 150 está en comunicación con la fuente de potencia 140 para controlar el suministro de las señales de alimentación 116 y 118 a los accionadores de elevación e inclinación 114 y 124. Una pluralidad de entradas de usuario 160 se proporcionan para la manipulación por un operador. Las entradas de usuario 160 están en comunicación con el controlador 150 y son capaces de proporcionar señales indicativas de cualquier manipulación por parte de un operador. Las entradas de usuario 160 pueden ser manipuladas por un operador para controlar la posición del brazo de elevación 120 y/o del portaimplementos 130, como se explicará con más detalle a continuación.

Se proporcionan sensores para detectar las condiciones de funcionamiento y proporcionar señales indicativas de las condiciones de funcionamiento detectadas al controlador 150. Se proporciona un sensor de posición de elevación 126 para detectar eficazmente la posición del brazo de elevación 120. En una realización, el sensor de posición de elevación 126 detecta la posición del accionador de elevación 114. Más concretamente, en las realizaciones en las que el accionador de elevación 114 es un cilindro hidráulico, el sensor de posición de elevación 126 detecta hasta qué punto se extiende un vástago de dicho cilindro hidráulico. Por otro lado, el sensor de orientación del portaimplementos 132 no mide la relación exacta entre el portaimplementos 130 y el brazo de elevación 120, sino la relación entre el portaimplementos y la gravedad. Dicho de otro modo, el sensor de orientación 132 proporciona una medida indicativa de la relación u orientación del portaimplementos con respecto a una dirección de la fuerza gravitatoria de la Tierra que actúa sobre la máquina de potencia, el portaimplementos y cualquier implemento acoplado. Esta relación permite ventajosamente al controlador 150 mantener el portaimplementos 130, y por extensión, un implemento acoplado, en una orientación constante o conocida, incluso cuando la máquina de potencia se desplaza o se posiciona sobre una superficie irregular o inclinada.

Sin embargo, debido a que la relación real entre el brazo de elevación y el portaimplementos 130 (o, en el caso de algunas realizaciones en las que una máquina de potencia no tiene portaimplementos, el brazo de elevación y el implemento) no se conoce, en ciertas condiciones, puede ser posible que en un intento de mantener un nivel constante, el accionador de inclinación (en algunas realizaciones, un cilindro hidráulico) alcance el final del recorrido. En tal caso, la fuente de potencia 140 puede intentar seguir proporcionando una señal de alimentación 118 al accionador de inclinación 124. El suministro de fluido hidráulico presurizado a un cilindro hidráulico que ha llegado al final de su carrera puede provocar una acumulación de presión, haciendo que el sistema sobrepase el alivio e impidiendo potencialmente que la fuente de potencia 140 proporcione una señal de alimentación 116 al accionador de elevación. El sensor de presión 128 mide la presión en una de varias ubicaciones posibles dentro de la fuente de potencia 140 para detectar la presión y determinar cuándo el sistema de energía ha acumulado suficiente presión para abrir una válvula de alivio. Al eliminar la señal al cilindro de inclinación cuando el sensor de presión 128 detecta un nivel alto (por encima de un umbral de presión), la potencia hidráulica no se desperdicia y puede utilizarse ventajosamente en otras funciones de la máquina, sobre todo para accionar el cilindro de elevación, pero la potencia añadida puede repercutir también en la velocidad de desplazamiento y en otras funciones.

La FIG. 2 ilustra algunas de las entradas de usuario 160 que se proporcionan al controlador 150 para controlar el accionamiento del accionador de elevación 114 y el accionador de inclinación 124. Una entrada de ciclo de ejecución 161 proporciona una señal de ciclo de ejecución 161Aal controlador 150. La señal de ciclo de ejecución 161A indica al controlador 150 la intención de un operador de utilizar la máquina de potencia. En una realización, la entrada del ciclo de ejecución es un interruptor de llave que tiene al menos una posición de apagado y una posición de encendido. El controlador 150 recibe la señal de ciclo 161Ay determina, basándose en la entrada, cuándo comienza un ciclo de ejecución (es decir, cuándo el interruptor de llave se mueve a la posición de marcha desde la posición de apagado). El controlador 150 también determina la duración de un ciclo de ejecución. En una realización, un ciclo de ejecución continúa desde que la señal de ciclo de ejecución 161A indica por primera vez un ciclo de ejecución hasta que la señal de ciclo de ejecución 161Adeja de indicar un ciclo de ejecución. En otras realizaciones, la entrada de ciclo de ejecución 161 puede ser una pluralidad de dispositivos de entrada, tales como dispositivos de botón pulsador momentáneo que son operables para proporcionar la señal de ciclo de ejecución 161A.

Una entrada de control del brazo de elevación 162 puede ser manipulada por un usuario para proporcionar una indicación de una dirección y velocidad que un operador desea mover el brazo de elevación 120. La entrada de control del brazo de elevación 162 en una realización es movible a lo largo de un solo eje (o un eje de un joystick de dos ejes) y sesgado a una posición neutra, de modo que el movimiento en una dirección lejos de la posición neutra significa una intención de elevar el brazo de elevación, con la distancia movida desde la posición neutra indicando una velocidad a la que debe elevarse el brazo de elevación. El movimiento en la otra dirección, alejándose del punto muerto, significa la intención de bajar el brazo de elevación, y de nuevo la distancia recorrida desde el punto muerto indica la velocidad a la que debe bajarse el brazo de elevación. Así, la entrada de control del brazo de elevación proporciona un componente de velocidad y un componente de dirección. Se proporciona al controlador 150 una señal de control del brazo de elevación 162A indicativa de la posición de la entrada de control del brazo de elevación 162.

Otra de las entradas de usuario 160 que se ilustra en la FIG. 2 es una entrada de control de inclinación 163. En una realización, la entrada de control de inclinación 163 se puede mover a lo largo de un solo eje y está inclinada hacia una posición neutral, de modo que el movimiento en una dirección lejos de la posición neutral indica una intención de girar el portaimplementos 130 en una dirección con respecto al brazo de elevación 120 y el movimiento de la entrada de control de inclinación 163 en la otra dirección lejos de la posición neutral indica una intención de girar el portaimplementos 130 en la dirección opuesta con respecto al brazo de elevación 120. Se proporciona al controlador 150 una señal 163A indicativa de la posición de la entrada de control de inclinación 163. En una realización, la entrada de control de elevación 162 y la entrada de control de inclinación 163 se incorporan en un único dispositivo de entrada de dos ejes, con uno de los ejes sirviendo como entrada de control del brazo de elevación 162 y el otro de los ejes sirviendo como entrada de control de inclinación 163. Al igual que la entrada de control del brazo de elevación, la entrada de control de la inclinación 163 tiene un componente de velocidad y un componente de dirección. En otras realizaciones, la entrada de control del brazo de elevación y la entrada de inclinación pueden incorporarse en dispositivos de entrada separados.

Además de las entradas de control del brazo de elevación y de inclinación, se proporcionan otros dispositivos de entrada del operador para el control selectivo de las funciones de elevación e inclinación. Un dispositivo de entrada de modo 164 proporciona una señal de accionamiento 164Aal controlador 150. El dispositivo de entrada de modo 164 puede ser un dispositivo de botón pulsador momentáneo o cualquier dispositivo de entrada adecuado que, cuando se acciona, señala la intención de un operador de cambiar el modo de funcionamiento o control de las funciones de brazo de elevación e inclinación. Los distintos modos de funcionamiento se tratarán con más detalle a continuación, pero brevemente, el controlador 150 controlará la posición del brazo de elevación 120 y el portaimplementos 130 de forma diferente en función de las señales proporcionadas desde las entradas del operador 160 al controlador 150 dependiendo del modo seleccionado.

En una realización, las entradas de operador 160 también incluyen un dispositivo de entrada de ajuste de posición 165. El dispositivo de entrada de ajuste de posición 165 puede ser un dispositivo de botón pulsador momentáneo o cualquier otro dispositivo de entrada adecuado. El dispositivo de entrada de ajuste de posición 165 proporciona una señal 165A indicativa de la manipulación del mismo al controlador 150. Cuando la señal 165A indica que se ha manipulado el dispositivo de entrada de ajuste de posición 165, se define una posición de retorno basada en la posición del brazo de elevación 120 y la orientación del portaimplementos 130 en el momento en que se manipula el dispositivo de entrada de ajuste 165. En algunas realizaciones, se puede fijar una única posición u objetivo. Esta posición objetivo puede incluir información sobre una posición deseada del brazo de elevación, la orientación de la inclinación, o ambas. En otras realizaciones, puede implementarse una pluralidad de posiciones objetivo. A continuación se describe con más detalle.

Una vez establecida una posición de retorno o de destino, el controlador 150 es capaz de mover selectivamente el brazo de elevación 120 y el portaimplementos 130 a la posición de destino, al menos en algunos casos, y bajo algunas circunstancias. Una entrada de habilitación 166 es accionable para proporcionar una señal de entrada de habilitación 166Aal controlador 150. En ciertos modos conocidos como modo objetivo, el controlador 150 permitiría, en respuesta a la señal de entrada habilitadora 166A, controlar el brazo de elevación 120 y el portaimplementos 130 para dirigir el brazo de elevación y el portaimplementos a la posición de retorno. La entrada de habilitación 166, en algunas realizaciones, no ordenaría por sí misma al controlador 150 mover el brazo de elevación 120 y el portaimplementos 130 a la posición de retorno, sino que permitiría al controlador 150 mover el brazo de elevación y el portaimplementos, en respuesta a una o más entradas del operador, hacia la posición objetivo, y detener el movimiento del brazo de elevación y el portaimplementos cuando se alcanza la posición de retorno, suponiendo que no se han producido otras acciones intervinientes.

Como se ha comentado anteriormente, el controlador 150 está configurado para funcionar en varios modos de funcionamiento diferentes. La fig. 3 ilustra un procedimiento 200 de selección de un modo de funcionamiento para controlar los accionadores de elevación e inclinación de una máquina de potencia tal como la máquina de potencia 100. El procedimiento 200 se describe con referencia a la máquina de potencia 100 para facilitar la explicación, pero el procedimiento 200 puede incorporarse también con otras máquinas de potencia. En el bloque 202, se recibe una señal de modo 164A para seleccionar un modo de funcionamiento desde la entrada de modo 164. En función de la señal de modo recibida, el controlador 150 seleccionará y funcionará en uno de los tres modos. En el bloque 204, el procedimiento determina si la señal de modo 164A indica un primer modo. Si se indica el primer modo, el procedimiento pasa al bloque 206 y se selecciona el primer modo. En algunas realizaciones, el primer modo es el modo por defecto. El funcionamiento del accionador del brazo de elevación y del accionador de inclinación en el primer modo se describe con más detalle a continuación. Si no se indica el primer modo, el procedimiento pasa al bloque de decisión 208. En el bloque de decisión 208, habiendo determinado previamente que la señal de modo 164A no es indicativa del primer modo, el procedimiento 200 determina ahora si la señal de modo 164Aes indicativa del segundo modo o del tercer modo. Si la señal de modo 164Aes indicativa del segundo modo de funcionamiento, el procedimiento pasa al bloque 210 y selecciona y opera bajo el segundo modo de funcionamiento. Si la señal de modo 164Aes indicativa del tercer modo de funcionamiento, el procedimiento pasa al bloque 230 y opera bajo el tercer modo de funcionamiento. La selección de un modo de funcionamiento concreto puede realizarse de cualquier forma adecuada. Por ejemplo, el dispositivo de entrada de modo 164 puede ser un único dispositivo de entrada que se puede accionar repetidamente para recorrer diferentes modos. Alternativamente, el dispositivo de entrada de modo 164 puede ser una pluralidad de dispositivos, cada uno de los cuales está dedicado a un modo específico o un único dispositivo de entrada que tiene múltiples posiciones, cada una correspondiente a un modo específico.

En una realización, la selección de modo puede seleccionarse sólo una vez en un ciclo de ejecución, como al principio del ciclo de ejecución. Alternativamente, un operador puede tener la capacidad de seleccionar el modo en cualquier momento durante un ciclo de ejecución o cambiar el modo en cualquier momento durante un ciclo de ejecución.

PRIMER MODO DE FUNCIONAMIENTO

Cuando el operador ha seleccionado el primer modo de funcionamiento (que puede ser el modo de funcionamiento por defecto, es decir, el modo de funcionamiento cuando el operador no realiza ninguna selección), el movimiento del brazo de elevación 120 se controla mediante señales 162A procedentes de la entrada de control 162 del brazo de elevación y el movimiento del portaimplementos 130 se controla mediante señales 163A procedentes de la entrada de control 163 de inclinación. El primer modo es el tradicional. En otras palabras, el movimiento real del brazo de elevación 120 está controlado únicamente por el accionamiento de la entrada de control 162 del brazo de elevación y el movimiento real del portaimplementos 130 está controlado únicamente por la entrada de control 163 de la inclinación. Ninguna decisión de control con respecto al movimiento del brazo de elevación se basa en la posición del brazo de elevación, la orientación del portaimplementos o cualquier señal recibida de la entrada de control de inclinación 163. Del mismo modo, ninguna decisión de control con respecto al movimiento del portaimplementos se basa en la posición del brazo de elevación, la orientación del portaimplementos o cualquier señal recibida de la entrada de control de elevación 162. Es decir, el funcionamiento de las funciones de elevación e inclinación no tiene en cuenta ninguna posición u orientación objetivo o preestablecida.

Debe apreciarse que algunas máquinas de potencia pueden tener procedimientos de habilitación que deben satisfacerse antes de que pueda permitirse cualquier movimiento de un brazo de elevación y/o un portaimplementos. La discusión aquí con respecto al primer modo (y modos subsecuentes abajo) asume que si tales requisitos de habilitación existen, que han sido satisfechos antes de recibir señales de control de la entrada de control del brazo de elevación y de la entrada de control de la inclinación.

SEGUNDO MODO DE FUNCIONAMIENTO

Cuando el operador ha seleccionado un segundo modo de funcionamiento, el movimiento del portaimplementos 130, en algunos casos, se realiza independientemente de la entrada de control de inclinación 163 de modo que el portaimplementos mantiene una orientación constante con respecto a la gravedad accionando el accionador de inclinación 124 para mantener el portaimplementos en una posición objetivo. La fig. 4 ilustra la porción del procedimiento 200 representada por el bloque 210 de la FIG. 3 con más detalle. Para los propósitos de esta divulgación, el segundo modo de funcionamiento puede ser considerado un modo de funcionamiento objetivo, lo que significa que en algunas circunstancias, como se discute inmediatamente a continuación, el movimiento del accionador de inclinación 124 es o puede ser restringido por una o más posiciones objetivo preestablecidas.

Cuando se encuentra en el segundo modo de funcionamiento, el controlador 150 monitoriza las señales proporcionadas por el dispositivo de entrada de control del brazo de elevación 162, el dispositivo de entrada de control de inclinación 163 y el sensor de presión 128, y basándose en las señales proporcionadas por estas entradas, controla el accionador de elevación 114 y el accionador de inclinación 124.

En el bloque 211, el controlador 150 determina si la señal de entrada de control del brazo de elevación 162Aestá indicando una señal neutra. Una señal neutra indica que el operador no está solicitando que el brazo de elevación se eleve o descienda. En otras palabras, la entrada de control del brazo de elevación 162 no está siendo manipulada. Si se determina que la señal de control del brazo de elevación 162A indica una señal neutra, el procedimiento pasa al bloque 212 para determinar si la señal de entrada de control de inclinación 163A indica igualmente una señal neutra. Si la señal de control de inclinación 163A indica una señal neutra, el procedimiento pasa al bloque 213. En el bloque 213, el controlador 150 no proporciona ninguna señal de movimiento al accionador de elevación ni al de inclinación y la orientación objetivo del portaimplementos no cambia. Alternativamente, el controlador puede supervisar la orientación del portaimplementos 130 mediante la lectura del sensor de orientación del portaimplementos 132 y ajustar el accionador de inclinación si la orientación real no coincide con la orientación objetivo porque, por ejemplo, la máquina de potencia se ha desplazado a una posición irregular o inclinada.

Volviendo al bloque 212, si el controlador 150 determina que la señal de control de inclinación no está en una posición neutra, el controlador 150 envía una señal de control de inclinación apropiada 118 para accionar el accionador de inclinación 124, mientras que el accionador de elevación 114 no está accionado. Esto se muestra en el bloque 214. A medida que el accionador de inclinación mueve el portaimplementos 130, la orientación objetivo cambia para reflejar la orientación real del portaimplementos 130. En otras palabras, un operador puede cambiar la orientación objetivo del portaimplementos 130 simplemente accionando el portaimplementos a una orientación deseada. No es necesaria ninguna otra funcionamiento para fijar la orientación del objetivo. A medida que la máquina se desplaza por terrenos irregulares, la orientación de la inclinación puede cambiar, aunque no se esté accionando el cilindro de inclinación. En algunas realizaciones, esta nueva orientación se convertirá en la orientación objetivo, y el procedimiento se ajustará a esta orientación objetivo en consecuencia. Alternativamente, en este modo y en otros (es decir, el tercer modo que se analiza a continuación), a medida que la máquina se desplaza sobre terreno irregular, el controlador 150 puede detectar que la orientación del implemento o la inclinación ha cambiado y ordenar al accionador de inclinación que se mueva para mantener la orientación objetivo, si es posible. Puede que no sea posible hacerlo si la función de inclinación está limitada geométricamente. En tal caso, como se explica más adelante, una señal de presión indicará que la función de inclinación ha alcanzado un punto final más allá del cual no puede moverse.

Volviendo al bloque 211, si el controlador 150 determina que la señal de control del brazo de elevación 162 está proporcionando una señal para accionar el accionador del brazo de elevación 114 (es decir, no está en una posición neutra), el procedimiento pasa al bloque 215, donde el controlador 150 analiza la señal de control de inclinación 163A. Si la señal de control de inclinación tampoco está en neutro, el procedimiento pasa al bloque 216, donde el controlador 150 acciona los accionadores de elevación e inclinación 114 y 124, tal como lo haría en una situación similar en el primer modo. Además, sin embargo, el controlador 150 cambiará la orientación objetivo para que coincida con la orientación real del portaimplementos 130.

Si en el bloque 215, el controlador 150 determina que la señal de control de inclinación 163Aes una señal neutra, el procedimiento pretende mantener la orientación objetivo del portaimplementos 130 a medida que el brazo de elevación 120 se mueve hacia arriba o hacia abajo siempre que sea posible. El procedimiento pasa al bloque 217 para determinar si es posible mantener la orientación objetivo. En el bloque 217, el controlador determina si el sensor de presión 128 está proporcionando una señal indicativa de una presión anormalmente alta (por ejemplo, una presión por encima de un umbral predeterminado). En algunas circunstancias, las limitaciones geométricas del brazo de elevación 120 y del portaimplementos 130 hacen imposible mantener la orientación objetivo del portaimplementos 130 a medida que el brazo de elevación 120 se eleva o desciende porque el accionador de inclinación 124 ha alcanzado una condición de fin de recorrido (por ejemplo, un cilindro hidráulico ha alcanzado un tope). Dado que el controlador 150 no conoce la posición real del portaimplementos 130 con respecto al brazo de elevación 120, el controlador 150 monitoriza la señal de presión del sensor de presión 128. En algunas realizaciones, cuando el accionador de inclinación 124 alcanza una condición de fin de recorrido, continuar intentando accionar el accionador causará una condición de alta presión. Por ejemplo, si un cilindro hidráulico ha llegado al final de su recorrido, continuar aplicando una señal de accionamiento hará que la presión hidráulica aumente. En algunas realizaciones, como cuando la fuente de potencia 140 emplea una válvula de control de serie central abierta para proporcionar señales de control 116 y 118 a los accionadores de elevación e inclinación 114 y 124, respectivamente, tal condición de alta presión no sólo resultará en la incapacidad de mantener la orientación objetivo, sino que en realidad impedirá que el accionador de elevación se mueva como se desea.

Así, en el bloque 215, se mide la señal de presión (efectivamente sólo después de que se activen las señales de control 116 y 118). Si la presión no es anormalmente alta, el procedimiento pasa al bloque 218, donde el controlador 150 acciona el accionador de elevación 114 en respuesta a la señal proporcionada por el operador y mueve el accionador de inclinación 124 para mantener la orientación objetivo. Sin embargo, si la presión es anormalmente alta, el procedimiento pasa al bloque 219, donde el controlador deja de accionar el accionador de inclinación 124 y continúa accionando el accionador de elevación. En este caso, la orientación del objetivo no cambia. El bloque 210 sigue funcionando mientras el procedimiento 200 se encuentre en el segundo modo.

TERCER MODO DE FUNCIONAMIENTO

Cuando el operador ha seleccionado un tercer modo de funcionamiento, se permite al operador seleccionar una o más posiciones objetivo a las que se puede posicionar el portaimplementos 130. Para los propósitos de esta divulgación, en ocasiones durante el tercer modo de funcionamiento el procedimiento puede entrar en lo que se denomina modo objetivo. Más concretamente, cuando el operador utiliza la entrada de control del brazo de elevación para conducir hasta una posición objetivo, tal como se describe en el presente documento, dicha funcionamiento es una funcionamiento en modo objetivo. Volviendo brevemente a la FIG. 2, el controlador 150 recibe una señal de ajuste de posición 165A del dispositivo de entrada de ajuste de posición 165 para ajustar una o dos posiciones y una señal de entrada de habilitación 166Adel dispositivo de entrada de habilitación 166. Este tercer modo permite a un operador activar una función de retorno a posición, que ventajosamente devolverá el portaimplementos a una posición predefinida sin requerir que la entrada 163 de control de inclinación sea accionada por el operador. Además, el operador tendrá la opción de seleccionar una posición predefinida o dos posiciones predefinidas separadas a las que el portaimplementos 130 pueda volver. A los efectos de la presente divulgación, devolver el portaimplementos 130 a una posición predefinida incluye controlar tanto el accionador de elevación 114 como el accionador de inclinación 124 para colocar el portaimplementos a la altura correcta accionando el accionador del brazo de elevación y a la orientación correcta accionando el accionador de inclinación.

La FIG. 5 ilustra un procedimiento de control del brazo de elevación 120 y del portaimplementos 130 bajo el tercer modo de funcionamiento, designado por el bloque 230 de la FIG. 3. En el bloque 235, el operador establece la posición o posiciones a las que podrá devolver el portaimplementos 130. En una realización, una o dos posiciones objetivo almacenadas o preestablecidas se restablecen al principio de cada ciclo de ejecución. En otras realizaciones, pueden reiniciarse por orden o transferirse de un ciclo de ejecución al siguiente. Una vez que el operador ha establecido la posición o posiciones, el operador puede iniciar un procedimiento de retorno a la posición, como se muestra en el bloque 245.

La FIG. 6 ilustra el proceso de ajuste de la posición o posiciones a las que el operador podrá devolver el portaimplementos 130, tal y como se describe en el bloque 235 de la FIG. 5 en más detalle de acuerdo con una realización ilustrativa. En el bloque 236, el controlador 150 recibe una indicación de posición establecida para establecer la posición actual del portaimplementos 130 como posición de retorno. La indicación de posición ajustada incluye al menos una indicación del dispositivo de entrada de posición ajustada 165 a través de la señal de entrada ajustada 165A, como se muestra en la FIG. 2. La indicación de posición establecida indica no sólo que la posición actual debe guardarse como una condición preestablecida, sino también si la posición actual debe establecerse como una posición única o como una de dos posiciones. En el bloque 237, se determina si la indicación de posición establecida es para una única posición objetivo preestablecida o para una de las dos posiciones objetivo preestablecidas. Si el controlador 150 determina que la posición actual debe guardarse como una única condición preestablecida, el procedimiento pasa al bloque 239 y guarda una única condición preestablecida, y el controlador 150 sólo es capaz de volver a esa única posición. En algunas realizaciones, el controlador 150 puede enviar una indicación a una pantalla para alertar al operador de que se ha fijado una posición única.

Si en el bloque 237, el controlador 150 determina que la indicación de posición establecida es para una de las dos posiciones objetivo preestablecidas, el procedimiento pasa al bloque 238, donde el controlador 150 guarda la posición actual basándose en la indicación proporcionada.

Como se discutió anteriormente, la entrada de ajuste de posición 165 proporciona una señal de ajuste de posición 165A al controlador 150, señalando cuando el controlador 150 debe ajustar la posición actual del portaimplementos 130 (es decir, la posición del brazo de elevación 120 y la orientación del portaimplementos). En una realización, cuando el controlador 150 examina la señal 162Ade la entrada de control del brazo de elevación 162 cuando la señal de ajuste de posición 165Aes recibida por el controlador. La señal 162Ade la entrada de control del brazo de elevación 162 se utiliza junto con la señal de ajuste de posición 165A para determinar si el controlador 150 debe almacenar una única posición objetivo preestablecida o dos condiciones objetivo preestablecidas.

Cuando el operador acciona la entrada de ajuste de posición 165, el controlador 150 comienza leyendo la señal 162A de la entrada de control del brazo de elevación 162. Durante el tiempo en que la entrada de ajuste de posición 165 esté accionada, el controlador 150 no proporcionará entradas de control 116, 118 para mover los accionadores de elevación e inclinación 114, 124. Más bien, el movimiento de la entrada de control del brazo de elevación 162 cuando se acciona la entrada de ajuste de posición 165 indica cómo se guarda la posición actual. Si la entrada de control del brazo de elevación 162 permanece en posición neutra mientras se acciona la entrada de ajuste de posición 165, el controlador 150 determina que el operador pretende tener una única posición objetivo preestablecida. Si la entrada de control del brazo de elevación 162 se desplaza de la posición neutra mientras se acciona la entrada de ajuste de posición 165, el controlador determina que el operador pretende tener dos posiciones objetivo preestablecidas. Si el operador mueve la entrada de control del brazo de elevación 162 de forma que indique la intención de bajar el brazo de elevación 120 cuando se acciona la entrada de ajuste de posición 165, la posición actual del portaimplementos 130 se almacena en una primera posición y durante el funcionamiento del brazo de elevación sólo se puede acceder a ella en el bloque 245 (que se trata con más detalle a continuación) cuando el brazo de elevación 120 está actualmente posicionado más alto que la posición almacenada. Sin embargo, si el operador mueve la entrada de control del brazo de elevación 162 de forma que indique la intención de elevar el brazo de elevación 120 cuando se acciona la entrada de ajuste de posición 165, la posición actual del portaimplementos 130 se almacena en una segunda posición y durante el funcionamiento del brazo de elevación sólo se puede acceder a ella en el bloque 245 cuando el brazo de elevación 120 está actualmente situado más abajo que la posición almacenada.

La FIG. 7 ilustra con más detalle el bloque 245, posicionamiento del portaimplementos, en el tercer modo de funcionamiento. En el bloque 246, el controlador 150 recibe una señal de entrada de habilitación 166Adel dispositivo de entrada de habilitación 166. La señal de entrada de habilitación 166A indica al controlador 150 que debe estar preparado para accionar el accionador de elevación 114 y el accionador de inclinación 124 para devolver el portaimplementos a una posición objetivo preestablecida. En una realización, el controlador 150 no hará que el portaimplementos 130 se posicione en una posición objetivo preestablecida en respuesta únicamente al accionamiento del dispositivo de entrada habilitador 166. El operador también deberá accionar la entrada de control 162 del brazo de elevación. El accionamiento del mando del brazo de elevación 162 seleccionará una dirección de desplazamiento del brazo de elevación, así como una velocidad de desplazamiento. Una vez que se han recibido tanto la señal de entrada de habilitación 166A como una señal de la entrada de control del brazo de elevación 162, el procedimiento está operando en un modo objetivo.

En el bloque 247, el controlador 150 comprobará que se ha almacenado al menos una posición objetivo preestablecida. En una realización, las posiciones objetivo preestablecidas se borran al comienzo de un ciclo de ejecución, y el procedimiento 245 no funcionará para volver a una maniobra de posición a menos que se haya almacenado previamente una posición objetivo preestablecida. Si no hay ninguna posición almacenada previamente, no se realiza ninguna maniobra de retorno a la posición y se sale del modo objetivo. Si se fija al menos una posición, el procedimiento pasa al bloque 248, y el controlador 150 comprueba si se ha prefijado una única posición o si se han prefijado dos posiciones. Si se preestablece una única posición, el procedimiento pasa al bloque 249 y determina si la entrada de control 162 del brazo de elevación se acciona en la dirección correcta. Por dirección correcta, se entiende que la entrada de control 162 del brazo de elevación debe accionarse para conducir el brazo de elevación 120 hacia la posición objetivo preestablecida. La posición del brazo de elevación 120 medida por el sensor del brazo de elevación 126 se compara con la posición objetivo preestablecida. Si el sensor del brazo de elevación 126 indica que el brazo de elevación 120 está por encima de la posición objetivo preestablecida, el operador debe accionar la entrada de control del brazo de elevación 162 para bajar el brazo de elevación 120. Por el contrario, si el brazo de elevación 120 está situado por debajo de la posición objetivo preestablecida, el operador deberá accionar la entrada de control del brazo de elevación para elevar el brazo de elevación 120.

Si se determina que el operador no está accionando la entrada de control del brazo de elevación en la dirección correcta, se sale del modo objetivo y no se cambia la posición del portaimplementos, aunque el brazo de elevación pueda moverse en respuesta al accionamiento de la entrada de control del brazo de elevación. Sin embargo, si se determina que el operador está accionando la entrada de control del brazo de elevación en la dirección correcta, el controlador acciona el accionador del brazo de elevación 114 para mover el brazo de elevación hacia su posición objetivo y el accionador de inclinación 124 según sea necesario para conducir el portaimplementos a la orientación objetivo correcta en el bloque 250. El procedimiento permanece en el modo objetivo, moviéndose hacia la posición correcta del brazo de elevación y la orientación objetivo hasta que se alcanzan estas posiciones o el operador deja de accionar la entrada de control del brazo de elevación 162 o acciona la entrada de control del brazo de elevación en la dirección opuesta. En cualquiera de estos casos, se sale del modo objetivo y el movimiento del brazo de elevación y la inclinación se detienen hasta que el mando del brazo de elevación vuelve a una posición neutra y posteriormente se vuelve a activar. En algunas realizaciones, si el operador deja de proporcionar la señal de entrada de habilitación 166A, se sale del modo objetivo y se detiene el movimiento del brazo de elevación. En algunas otras realizaciones, sólo el brazo de elevación se mueve hacia una posición objetivo, sin que la inclinación se controle en el modo objetivo.

La velocidad a la que se mueven el accionador del brazo de elevación 114 y el accionador de inclinación 124 depende de la cantidad que el operador accione la entrada de control 162 del brazo de elevación, sujeto a una velocidad máxima permitida, que en algunas realizaciones es siempre más lenta que la velocidad máxima permitida cuando no está en un modo objetivo. Cuanto más se accione el accionador del brazo de elevación 162, más rápido se moverán el brazo de elevación 120 y el portaimplementos 130 hacia sus respectivas posición y orientación preestablecidas. A medida que el brazo de elevación 120 se desplaza hacia la posición objetivo preestablecida, la velocidad máxima permitida disminuye. La fig. 8 ilustra cómo la velocidad máxima permitida del brazo de elevación disminuye linealmente a medida que el brazo de elevación se aproxima a la posición objetivo preestablecida. En algunas realizaciones, todos los movimientos hacia una posición de destino preestablecida tienen una restricción similar en la velocidad máxima del brazo de elevación, incluso cuando el operador mantiene la capacidad de mover el brazo de elevación a una velocidad inferior a la velocidad máxima permitida controlando la entrada de control del brazo de elevación para establecer una velocidad hasta la velocidad máxima permitida. Aunque se discute en el presente documento que el movimiento a una posición objetivo incluye el control de la posición del brazo de elevación y la inclinación de orientación, en algunas realizaciones, el movimiento a la posición objetivo puede incluir sólo el control del brazo de elevación hasta que alcanza una posición objetivo, sin tener en cuenta la posición de la orientación de inclinación.

Volviendo a la FIG. 7 y bloque 248 si el controlador 150 tiene dos posiciones objetivo preestablecidas, el procedimiento pasa al bloque 251. En el bloque 251, el controlador determina si la señal de control indica la intención de elevar el brazo de elevación. Si es así, el procedimiento pasa al bloque 252, en el que el controlador 150 controla el brazo de elevación 130 para que se mueva a la segunda, o a la más alta de las posiciones objetivo preestablecidas del brazo de elevación, siempre que la posición del brazo de elevación sea inferior a la posición objetivo preestablecida. Sin embargo, si el controlador determina que la señal de control indica una intención de bajar el brazo de elevación, el procedimiento pasa al bloque 253, en el que el controlador 150 controla el brazo de elevación 130 para que se mueva a la primera, o inferior, de las posiciones objetivo preestablecidas del brazo de elevación, siempre que la posición del brazo de elevación sea superior a la posición objetivo inferior preestablecida. En cada caso, el procedimiento entra en un modo objetivo y funciona como se ha descrito anteriormente para conducir el brazo de elevación hacia una posición objetivo y, opcionalmente, conducir la inclinación hacia una orientación objetivo hasta que se produce una actividad (alcanzar el objetivo, pérdida de una entrada del brazo de elevación) que hace que el procedimiento salga del modo objetivo.

La FIG. 9 ilustra una máquina de potencia 300 que tiene un controlador 350 para controlar un brazo de elevación 320 y un portaimplementos 330 según otra realización ilustrativa. La máquina de potencia 300 es similar a la máquina de potencia 100 en muchos aspectos y los componentes similares tienen números de referencia similares. Por ejemplo, el marco 310 es sustancialmente similar al marco 110. La máquina de potencia 300 tiene un brazo de elevación 320 que está acoplado pivotantemente al bastidor 310 y un portaimplementos 330 está acoplado al brazo de elevación 320. Un accionador de elevación 314 está acoplado al bastidor 310 y al brazo de elevación 320. El accionador de elevación 314 es operable para mover el brazo de elevación 320 en relación con el bastidor 310. Los accionadores del portador de implementos 324 están acoplados de forma operable al conjunto del brazo de elevación 320 y al portador de implementos 330 y son operables para girar el portador de implementos con respecto al conjunto del brazo de elevación.

Una fuente de potencia 340 está en comunicación con cada uno de los accionadores de elevación 314 y de inclinación 324. La fuente de potencia 340 proporciona señales de control 316 y 318 para controlar el accionador de elevación 314 y el accionador de inclinación 324. Un sensor de orientación 332 proporciona una señal indicativa de la orientación del portaimplementos 330 con respecto a la gravedad. Dicho de otro modo, la orientación del portaimplementos 330 con respecto a la gravedad puede considerarse la orientación del portaimplementos 330 con respecto a una dirección de la fuerza gravitatoria de la Tierra que actúa sobre la máquina de potencia, el portaimplementos y cualquier implemento acoplado. Un sensor de presión 328 está en comunicación con la fuente de potencia 340 y proporciona una señal al controlador 150 indicativa de una presión en una posición dada en la fuente de potencia 340. Como se discutirá más adelante, la señal del sensor de presión 328 proporciona una indicación de una carga en el accionador de elevación 314 e incluso puede indicar si el accionador de elevación está siendo accionado. Una pluralidad de entradas de usuario 360 son capaces de ser manipuladas por un operador para proporcionar diversas señales de control al controlador 350. Las entradas de usuario 360 pueden incluir entradas para controlar el accionador de elevación 314 y el accionador de inclinación 324. Además, se proporcionan una o más entradas de usuario 360 para permitir a un operador seleccionar un modo para controlar el posicionamiento del brazo de elevación 320 y el portaimplementos 330.

La FIG. 10 ilustra un procedimiento 400 de selección de un modo de funcionamiento para controlar los accionadores de elevación e inclinación de una máquina de potencia tal como la máquina de potencia 300. El procedimiento 400 se describe con referencia a la máquina de potencia 300 para facilitar la explicación, pero el procedimiento 400 puede incorporarse también con otras máquinas de potencia. En el bloque 402, se recibe una señal de modo para seleccionar un modo de funcionamiento desde las entradas de usuario 360. En función de la señal recibida, el controlador 350 seleccionará uno de los tres modos. En el bloque 404, el procedimiento determina si la señal de modo indica un primer modo. Si se indica el primer modo, el procedimiento pasa al bloque 406. Si no se indica el primer modo, el procedimiento pasa al bloque de decisión 408. En el bloque 406, se selecciona un modo de funcionamiento. En el primer modo, el movimiento del brazo de elevación 320 se controla mediante una entrada de brazo de elevación y el movimiento del portaimplementos se controla mediante una entrada de inclinación. En otras palabras, el movimiento del brazo de elevación 320 y el portaimplementos 330 se controlan únicamente mediante las entradas de usuario 360 designadas para proporcionar una señal de control para el accionador de elevación 314 y el accionador de inclinación 324 respectivos. En algunas realizaciones, el primer modo es el modo de funcionamiento por defecto.

Volviendo al bloque de decisión 408, si el controlador 350 determina que se indica un segundo modo, el procedimiento pasa al bloque 410. Si el controlador 350 determina que el segundo modo no está indicado, el procedimiento pasa al bloque 412. En el bloque 410, se selecciona un modo de funcionamiento. Cuando se encuentra en el segundo modo, el controlador 350 funciona para mantener una orientación constante del portaimplementos con respecto a la gravedad a medida que el brazo de elevación se eleva y desciende en ausencia de cualquier entrada de control por parte del operador. Es decir, cuando el operador manipula una entrada de operador 360 seleccionada para accionar el accionador del brazo de elevación 314 para subir y bajar el brazo de elevación 320, y no manipula una entrada para manipular el accionador de inclinación, el controlador 350 acciona el accionador de inclinación 324 para mantener una orientación constante, medida por el sensor 332.

En el bloque 412, el controlador 350 selecciona un tercer modo de funcionamiento. En el tercer modo de funcionamiento, el controlador 350 es capaz, al recibir una señal, de bajar el brazo de elevación 320 y mover el portaimplementos 330 a una orientación predefinida. La orientación predefinida del portaimplementos puede ser una orientación programada en el controlador 350 y no ajustable, o ser una orientación seleccionable establecida por el operador. En respuesta a una señal de activación del operador, el controlador 350 proporcionará señales 316 y 318 al accionador de elevación 314 y al accionador de inclinación 324, respectivamente.

Cabe señalar que la máquina de potencia 300 no incluye ningún tipo de sensor que mida la posición del accionador de elevación 314 o del brazo de elevación 320. Sin embargo, el sensor de presión 328, si se coloca correctamente dentro de la fuente de potencia 340, puede detectar cuando el brazo de elevación 320 está completamente bajado. Más concretamente, cuando el brazo de elevación 320 está completamente bajado contra un tope mecánico, la aplicación de la señal 316 al accionador de elevación no producirá un aumento de la presión hidráulica. Así, una presión baja detectada por el sensor 328 cuando el accionador de elevación está recibiendo la señal 316 indicaría que el brazo de elevación está completamente bajado. Debido a que el controlador 350 no puede detectar afirmativamente la posición exacta del brazo de elevación 320 o del accionador de elevación 314, volver a una posición en el tercer modo se limita a volver a una posición totalmente bajada del brazo de elevación, porque es sólo a través de un cambio en la presión detectada por el sensor de presión 328 y el conocimiento de en qué dirección se ha activado el accionador de elevación que el controlador puede deducir dónde está posicionado el brazo de elevación 320 - si está totalmente bajado.

En otras realizaciones, pueden incluirse múltiples sensores de posición, como inclinómetros, de forma que puedan determinarse las posiciones relativas a la gravedad de la máquina de potencia, el brazo de elevación y/o el portaimplementos. En tales realizaciones, tanto el brazo de elevación como el portaimplementos pueden volver a posiciones u orientaciones predeterminadas en relación con la gravedad, incluso cuando la máquina está funcionando en un terreno irregular. Utilizando dichos sensores colocados en la propia máquina de potencia, en el brazo de elevación y en el implemento o portaimplementos, todas las realizaciones anteriormente descritas pueden implementarse de forma alternativa.

Con un primer inclinómetro colocado en el bastidor de la máquina de potencia, la actitud del bastidor de la máquina puede conocerse en todo momento durante el funcionamiento. Una vez conocidas la orientación inicial de la máquina (por ejemplo, la posición de la máquina en terreno llano) y la geometría del brazo de elevación, se puede calcular la posición del brazo de elevación utilizando las mediciones actuales de la orientación del bastidor de la máquina y del brazo de elevación. A medida que la máquina se desplaza por terrenos irregulares, la orientación del bastidor y del brazo de elevación cambiará, aunque el brazo de elevación se haya desplazado con respecto al bastidor. Sin embargo, como ambas orientaciones han cambiado, un controlador podrá compensar y determinar que el brazo de elevación ha mantenido una posición constante respecto al bastidor. Del mismo modo, con un sensor en el implemento o portador de implemento, la orientación relativa a la gravedad puede ser controlada y mantenida utilizando los conceptos divulgados.

Aunque la presente invención se ha descrito con referencia a realizaciones preferentes, los trabajadores expertos en la técnica reconocerán que se pueden llevar a cabo cambios en la forma y en los detalles de las realizaciones divulgadas sin apartarse del asunto objeto como se reivindica en las reivindicaciones anexas.

Claims (9)

REIVINDICACIONES

1. Un procedimiento de control de un accionador de brazo de elevación (114, 314) y un accionador de inclinación (124, 324) para controlar el posicionamiento de un portaimplementos (130, 330) acoplado a un brazo de elevación (120, 320) de una máquina de potencia, comprendiendo el procedimiento:

recibir una señal de activación procedente de un dispositivo de entrada habilitador (160, 370);

recibir una señal de control del brazo de elevación procedente de una entrada de control del brazo de elevación (362) que ordena el movimiento del brazo de elevación;

el procedimiento caracterizado porque comprende además:

establecer (238; 239) una posición objetivo predefinida del brazo de elevación y una orientación objetivo del portaimplementos;

controlar el accionador del brazo de elevación y el accionador de inclinación en respuesta a la recepción de la señal de activación y la señal de control del brazo de elevación para mover el brazo de elevación a la posición objetivo predefinida del brazo de elevación y para mover el portaimplementos o mantener el portaimplementos en la orientación objetivo del portaimplementos con respecto a una dirección gravitacional.

2. El procedimiento de la reivindicación 1, en el que el control del accionador del brazo de elevación y del accionador de inclinación comprende además: controlar la velocidad de movimiento del brazo de elevación basándose en la señal de control del brazo de elevación procedente de la entrada de control del brazo de elevación.

3. El procedimiento de la reivindicación 1, y en el que el establecimiento de la posición objetivo predefinida del brazo de elevación y la orientación objetivo del portaimplementos comprende además:

recibir una señal de ajuste de posición de un dispositivo de entrada de ajuste de posición (165); y

el ajuste de la posición objetivo predefinida del brazo de elevación y de la orientación objetivo del portaimplementos en respuesta a la señal de ajuste de posición.

4. El procedimiento de la reivindicación 3, en el que la posición predefinida del brazo de elevación objetivo es una primera posición predefinida del brazo de elevación objetivo, y comprende además establecer una segunda posición predefinida del brazo de elevación objetivo.

5. El procedimiento de la reivindicación 4, que comprende además controlar una velocidad a la que el accionador del brazo de elevación mueve el brazo de elevación hacia una de la primera y la segunda posiciones objetivo predefinidas del brazo de elevación basándose en una cantidad de accionamiento de la entrada de control del brazo de elevación.

6. El procedimiento de la reivindicación 4, en el que la señal de control del brazo de elevación incluye un componente de dirección correspondiente a una dirección de accionamiento de la entrada de control del brazo de elevación que ordena al brazo de elevación subir y bajar, en el que controlar el accionador del brazo de elevación en respuesta a la recepción de tanto de la señal de activación como de la señal de control del brazo de elevación para mover el brazo de elevación incluye identificar una de las primera y segunda posiciones predefinidas de brazo de elevación objetivo con base en el componente de dirección y mover el brazo de elevación hacia las primera y segunda posiciones del brazo de elevación objetivo predefinidas identificadas.

7. Una máquina de potencia que tiene un bastidor (110, 310), un brazo de elevación (120, 320) acoplado pivotantemente al bastidor, un accionador del brazo de elevación (114, 314) acoplado entre el bastidor y el brazo de elevación para controlar el movimiento del brazo de elevación con respecto al bastidor, un portaimplementos (130, 330) acoplado pivotantemente al brazo de elevación, un accionador de inclinación (124, 324) acoplado entre el brazo de elevación y el portaimplementos para controlar el movimiento del portaimplementos con respecto al brazo de elevación, y una fuente de potencia (140, 340) en comunicación con cada uno de los accionadores del brazo de elevación y del accionador de inclinación y configurada para proporcionar señales de control de la fuente de potencia para controlar el accionador del brazo de elevación y el accionador de inclinación, y que comprende además:

un dispositivo de entrada de habilitación (166, 370) configurado para ser manipulado por un operador de una máquina de potencia para proporcionar una señal de activación;

un dispositivo de entrada de ajuste de posición (165) configurado para ser manipulado por el operador de la máquina de potencia para proporcionar una señal de ajuste de posición;

una entrada de control del brazo de elevación (162, 362) configurada para ser manipulada por el operador de la máquina de potencia para proporcionar una señal de control del brazo de elevación;

una entrada de control de inclinación (163, 364) configurada para ser manipulada por el operador de la máquina de potencia para proporcionar una señal de control de inclinación;

un sensor de orientación del implemento (332) configurado para proporcionar una salida indicativa de una orientación del implemento relativa a una dirección gravitatoria; y

un controlador (350) acoplado al dispositivo de entrada de habilitación para recibir la señal de activación, al dispositivo de entrada de ajuste de posición para recibir la señal de ajuste de posición, a la entrada de control del brazo de elevación para recibir la señal de control del brazo de elevación, a la entrada de control de inclinación para recibir la señal de control de inclinación, y al sensor de orientación del implemento para recibir la salida indicativa de la orientación del implemento con respecto a la dirección gravitacional, el controlador acoplado además a la fuente de potencia para controlar las señales de control de la fuente de potencia y controlar así el accionador del brazo de elevación y el accionador de inclinación;

en el que el controlador está configurado además para fijar una posición objetivo predefinida del brazo de elevación y una orientación objetivo del portaimplementos en respuesta a la señal de fijación de posición;

donde el controlador está configurado además para controlar el accionador del brazo de elevación y el accionador de inclinación en respuesta a la recepción de la señal de activación y la señal de control del brazo de elevación para mover el brazo de elevación a la posición objetivo predefinida del brazo de elevación y para mover el portaimplementos o mantener el portaimplementos en la orientación objetivo del portaimplementos con respecto a una dirección gravitacional.

8. La máquina de potencia de la reivindicación 7, en la que el controlador está configurado para controlar el accionador del brazo de elevación para controlar la velocidad de movimiento del brazo de elevación basado en la señal de control del brazo de elevación de la entrada de control del brazo de elevación,

opcionalmente, en el que la posición objetivo predefinida del brazo de elevación es una primera posición objetivo predefinida del brazo de elevación, y además, opcionalmente, comprende un dispositivo de entrada de ajuste de posición configurado para ser manipulado por el operador de la máquina de potencia para proporcionar una señal de ajuste de posición, y en el que el controlador está opcionalmente configurado para establecer la primera posición objetivo del brazo de elevación y la primera orientación objetivo predefinida del portaimplementos en respuesta a la señal de ajuste de posición,

opcionalmente, en la que la señal de control del brazo de elevación incluye un componente de dirección correspondiente a una dirección de accionamiento de la entrada de control del brazo de elevación que ordena que el brazo de elevación se eleve o descienda, y en el que el controlador está configurado opcionalmente para identificar una de las primeras posiciones objetivo predefinidas del brazo de elevación y una segunda posición objetivo predefinida del brazo de elevación basándose en el componente de dirección de la señal de control del brazo de elevación, en el que el controlador está configurado opcionalmente para controlar el accionador del brazo de elevación en respuesta a la recepción de la señal de activación y la señal de control del brazo de elevación para y mover el brazo de elevación hacia las primera y segunda posiciones del brazo de elevación objetivo predefinidas identificadas.

9. Un procedimiento de posicionamiento de un implemento que está acoplado operablemente a un brazo de elevación de una máquina de potencia, comprendiendo el procedimiento:

recibir una señal de activación procedente de un dispositivo de entrada habilitador (370);

controlar un accionador de inclinación (324) para alcanzar y mantener una orientación predefinida del implemento con respecto a una dirección gravitacional, en respuesta a la recepción de la señal de activación, en la que controlar el accionador de inclinación para alcanzar y mantener la orientación predefinida del implemento comprende además controlar el accionador de inclinación en respuesta a la recepción de la señal de activación y de una señal de control del brazo de elevación desde una entrada de control del brazo de elevación (362);

recibir una señal de presión de un sensor de presión (328) en un extremo de la base de un accionador de elevación y determinar si la señal de presión indica una condición de fin de carrera; y

controlar el accionador de inclinación y el accionador de elevación, en respuesta a la recepción tanto de la señal de activación como de la señal de control del brazo de elevación mientras la señal de presión indica una condición de fin de carrera del accionador de elevación, para detener el movimiento del brazo de elevación y continuar alcanzando y manteniendo la orientación predefinida del implemento en relación con la dirección gravitatoria.