FI111350B

FI111350B - Työkoneen kuormatilan dimensioiden muuttaminen

Info

Publication number: FI111350B
Application number: FI20020079A
Authority: FI
Inventors: Matti Lamminen; Arto Huhmarkangas; Henry Palonen
Original assignee: Timberjack Oy
Priority date: 2002-01-16
Filing date: 2002-01-16
Publication date: 2003-07-15
Also published as: CA2440837A1; CA2440837C; ATE454285T1; US7496440B2; EP1465790B1; EP1465790A1; DE60330837D1; WO2003059689A1; FI20020079A0; BR0302576A; BR0302576B1; US20050066641A1; AU2003201424A1

Description

111350

Työkoneen kuormatilan dimensioiden muuttaminen

Keksinnön kohteena on patenttivaatimuksen 1 johdanto-osan mukainen menetelmä työkoneen kuormatilan yhden tai useamman dimen-5 sion muuttamiseksi. Keksinnön kohteena on lisäksi patenttivaatimuksen 11 johdanto-osan mukainen menetelmä työkoneen kuormatilan korkeuden muuttamiseksi. Keksinnön kohteena on lisäksi patenttivaatimuksen 15 johdanto-osan mukainen laitteisto työkoneen kuormatilaq yhden tai useamman dimension muuttamiseksi.

10

Puunkorjuun suorittamiseksi tunnetaan maastossa pyörien tai telojen avulla liikkuvia työkoneita, kuten harvestereja, joiden puomiston päähän on sovitettu puunkorjuulaitteisto, nk. harvesteripää, jolla pystyssä kasvava puunrunko katkaistaan, kaadetaan, karsitaan ja sahataan ha-15 lutun mittaisiksi osiksi. Sahatut puunrungot kerätään kuormakoneella, joka on varustettu kuormainkouralla ja jolla puunrungot kuljetetaan pois kuormatilassa. Eräs pyörien avulla liikkuva kuorma-ajoneuvo on esitetty WO-hakemusjulkaisussa 91/14610, joka työkone käsittää kaksi nivelen avulla toisiinsa kytkettyä runkoa. Takarunko on varustettu 20 kuormatilalla, johon puunrungot kerätään. Eturunkoon on sovitettu ohjaamo ja työkoneen voimanlähde.

Kuormakoneen kuormatilan muuttamiseksi tunnetaan esimerkiksi SE-kuulutusjulkaisun 420699 mukainen laitteisto, jossa kuormatilaa rajaa-25 vat pylväät ovat pidennettävissä teleskooppisesti. Teleskooppisesti toimiva laitteisto on esitetty myös SE-kuulutusjulkaisussa 426677, jolloin pylväiden korkeus ja keskinäinen etäisyys on säädettävissä. Järjestelmät on erityisesti tarkoitettu lastin kokoonpuristamiseen. Tunnetaan myös Fl-patenttijulkaisun 76295 mukainen ratkaisu kuormatilan 30 pituuden muuttamiseksi.

Kuormatilan pinta-alan ja korkeuden muuttaminen on tarpeen, jotta kuorma-ajoneuvon koko kapasiteetti tulisi käytetyksi, erityisesti kevyen tai tavallista lyhyemmän puumateriaalin ja/tai puunrunkojen ollessa ky-35 seessä. Tällöin nimittäin maksimikapasiteetti ja -kantavuus ei tule käytetyksi, vaikka kuormatila on täynnä, jolloin kuormatilaa laajentamalla voidaan puumäärää lisätä normaalista. Joissakin tunnetun teknii- BNSDOCID: <FI 111350B1 I > 2 111350 kan mukaisissa ratkaisuissa on se haitta, että manuaalisten lukitusten aukaiseminen on usein mahdotonta ja vaarallistakin, erityisesti silloin, kun kuormatilassa on puutavaraa. Tällöin kuormatila on säädettävä etukäteen, mutta puutavaran määrän ja painon ennustaminen etukä-5 teen on hankalaa.

Kuormatilan koko on muutettavissa myös paineväliaineella toimivien toimilaitteiden avulla, mikä on turvallista, koska niitä voidaan ohjata työkoneen ohjaamosta käsin. Järjestelmät vaativat esimerkiksi ohjaus-10 piirin, putkitukset ja sylinterit, jotka on asennettu ja integroitu pylväisiin. Tällöin kuormatila on helppo säätää maksimi- tai minimiasentoonsa, mutta painon ja määrän arvioiminen on edelleen hankalaa.

Kuormainkouralla nostettavan taakan, esimerkiksi yksittäisen puunrun-15 gon tai runkonipun punnitsemiseksi tunnetaan punnituslaitteita, jotka kytketään puomiston pään ja kuormainkouran väliin. Laite kerää tietoja kuormatilaan lastatusta määrästä. Tunnetaan lisäksi kuormatilan pankkoihin asennettuja punnituslaitteita, joiden kuormituksen perusteella lastatun puutavaran paino voidaan mitata. Mittauksen avulla pystytään 20 nyt tarkkailemaan myös sitä, että kuormakoneen maksimikapasiteettia ei ylitetä. Tunnetaan myös muita punnituslaitteita, jotka voivat perustua esimerkiksi pyöriin kohdistuvan tai rakenteissa vaikuttavan kuormituksen tunnistukseen, jonka perusteella lisääntynyt kuorma on määriteltävissä.

25

Kuormatilat, jotka tuntevat vain maksimi- ja minimiasennon ja/tai jotka perustuvat vain sen seurantaan, että onko maksimikapasiteetti lastauksen aikana ylittynyt, ovat puutteellisia. Kuormatilan leveys ja painopisteen paikka vaikuttavat erityisesti siihen, millaisessa maastossa ja 30 kuinka ahtaissa paikoissa esim. kuormatraktorilla voi metsässä liikkua. Tätä eivät nykyiset järjestelmät huomioi millään tavalla, eivätkä mahdollista eri vaikuttavien tekijöiden optimointia. Portaittaisesti tai jatkuvasti asettuva kuormatila mahdollistaa pienetkin muutokset, mutta käyttäjän tottumattomuus voi aiheuttaa turhia muutoksia ja keskeytyk-35 siä työhön. Seurauksena voi olla käyttäjän huomion kiinnittyminen pois varsinaisesta lastaustyöstä ja muutoksien päätöksenteko vie aikaa ja vaatii toimenpiteitä.

BNSDOCIDkFI 111350B1 I > 3 111350

Esillä olevan keksinnön tavoitteena on poistaa edellä mainittuja ongelmia. Keksinnön mukainen menetelmä on esitetty patenttivaatimuksessa 1. Keksinnön mukainen menetelmä on lisäksi esitetty patentti-5 vaatimuksessa 11. Keksinnön mukainen laitteisto on esitetty patenttivaatimuksessa 15.

Keksinnön mukaisessa järjestelmässä kuormatilan tilavuuden ja pinta-alan muuttaminen tapahtuu jatkuvasti tai portaittain, jolloin säätömah-10 dollisuudet paranevat. Järjestelmässä on mukana myös punnituslaite, jolloin kuormatilan muuttaminen perustuu mm. painon seurantaan. Erityisesti järjestelmän tarkoituksena on vähentää niitä toimenpiteitä ja kertoja, jolloin kuormatilaa muutetaan.

15 Keksinnössä järjestelmä pyrkii automaattisesti arvioimaan lastin lopullisen määrän ja painon sen perusteella, mikä on jo lastatun puutavaran paino, jolloin samalla otetaan huomioon kuormatilan dimensiot punni-tushetkenä. Arviointihetkellä kuormatila on lastattu täyteen tai se voi olla myös vajaa, jolloin kuormatila voi olla maksimi- tai minimimitas-20 saan. Järjestelmä asettaa kuormatilan kokoon, joka on ennusteen mukainen, ja samalla voidaan optimoida muitakin tekijöitä, mm. maksimi-stabiliteetin säilyttäminen, minimileveyden ylläpitäminen tai puomiston nostokorkeuden minimointi. Järjestelmän avulla sopivimmin sekä leveys että korkeus on säädettävissä, jotta optimointi olisi mahdollisim-25 man monipuolista. Järjestelmän avulla esimerkiksi kokonaisleveydestä ja/tai -korkeudesta käytetään vain se osa, mikä on tarpeen maksimika-pasiteetin, tai jonkin muun asetetun maksimikuorman, saavuttamiseksi. Automaattisen järjestelmän avulla vältetään ennen kaikkea manuaalinen laskenta ja päätöksenteko.

30

Keksinnön eräässä edullisessa suoritusmuodossa käytetään hyväksi lisäksi korkeuden muuttamista sitä mukaa, kun lastaamista tai purkamista suoritetaan, jolloin työvaiheet nopeutuvat. Toiminnan aikana kuormatilan sivutukia nostetaan tai lasketaan, mutta tietenkin vain sen 35 verran kuin on tarpeen mm. lastin pitelemiseksi kuormatilassa. Sivutuet ovat tällöin jatkuvasti mahdollisimman alhaalla, jolloin kuormainkouran pystysuuntaiset nostoliikkeet lyhenevät ja sen ei ole tarpeen nousta BNSDOCID: <FI 111350B1 I > 111350 4 korkealla olevien sivutukien yli. Työskentely siis nopeutuu ja tehostuu erityisesti puupinoja käsiteltäessä. Sivutukien nosto voidaan synkronisoida lastin painon kehitykseen, jolloin tukia muutetaan automaattisesti jatkuvasti tai käyttäjän käskystä halutuin väliajoin. Korkeuden muutta-5 minen voidaan yhdistää niihin toimenpiteisiin, jotka on tarkoitettu kuormahan tilavuuden optimointia varten, tai sitä voidaan käyttää yksinään optimointiin.

Keksintöä selostetaan seuraavassa tarkemmin käyttäen esimerkkinä 10 keksinnön erästä edullista suoritusmuotoa, samalla viitaten oheiseen piirustukseen, joka esittää keksinnön erään edullisen suoritusmuodon mukaista toteutusta vuokaaviona.

Keksintöä voidaan soveltaa erityisesti metsätyökoneissa, joiden kuor-15 matilaa voidaan toimilaittein ainakin leventää ja kaventaa vaakasuunnassa. Kuormathan muuttaminen tapahtuu erityisesti siirtämällä sivutu-kena toimivaa pylvästä. Pylvään pituus ja sen yläreuna tai jokin muu kohta ilmaisee käyttäjälle sen tason, johon puunrunkoja voidaan lastata, jolloin kuormatilaa sopivimmin korotetaan ja madalletaan pylvään 20 korkeutta säätämällä. Samaa periaatetta voidaan soveltaa myös työkoneen kuormathan pituuden säätelyyn, vaikka kuormatraktorin kuor-matilassa ei yleensä olekaan takaseinää, joka ohjaisi lastausta. Lisäksi käsiteltävien tukkien pituudet vaihtelevat esimerkiksi välillä 1 - 7 m, jolloin 1 - 3 m pituisia tukkeja voidaan asetella kuormatilaan kaksi tai 25 useampia peräkkäin.

Kuormatilassa on yleensä etuseinä, joka toimii tukkisuojana. Kun tuk-kisuojaa siirretään työkoneen pituussuunnassa, voidaan samalla vaikuttaa kuorman painopisteen sijaintiin. Keksinnön myötä on edullista, 30 että myös tukkisuojan korkeus ja leveys ovat säädettävissä, jolloin ne vastaavat muuttuneen kuormathan dimensioita, tai mitoitus vastaa maksimikuormatiiaa.

Keksintöä vastaava järjestely toimii myös muissa liikkuvissa ajoneu-35 voissa, jotka käsittävät kuormathan esimerkiksi puutavaran kuljettamiseksi, jolloin kyseeseen tulevat esimerkiksi tukkirekat, niiden perävau- BNSDOCID: <FI 111350B1 I > nut, traktorit ja niiden perävaunut sekä muut erilaiset maastossa liikku vat ajoneuvot, joilla liikutellaan esimerkiksi puunrunkoja.

5 111350

Pylväs toimii sivutukena estäen kuormaa siirtymästä vaakasuorassa 5 suunnassa. Usein pylvästä kannatteleva runko on muotoiltu kaarevaksi tai osittain U:n muotoiseksi, ns. pankoksi. Pylvään tilalla voi olla myös seinämä tai vastaava sivutuki, joka soveltuu käyttöön. Pylväs on joko kiinteä tai irrotettava, pylvästä siirtävä mekanismi on sinänsä tunnettu ja se voidaan toteuttaa halutulla tavalla. Yleisesti toteutuksessa on tar-10 peen paineväliaineella toimivat ja ohjatut toimilaitevälineet, joita ohjataan työkoneen oman ohjausjärjestelmän alaisuudessa esimerkiksi sähköisin signaalein. Tällöin tulee erityisesti kyseeseen venttiilien avulla ohjatut hydraulisylinterit, joiden ohjauksen sisääntulona on jän-nite-/virtasignaali ja ulostulona sylinterin pidentynyt tai lyhentynyt 15 asento.

Keksintö voidaan toteuttaa oman ohjausjärjestelmän alaisuuteen, joka keskustelee työkoneen ohjausjärjestelmän kanssa esimerkiksi tiedonsiirtoväylän avulla. Käyttäjä ohjaa puolestaan ohjausjärjestelmän toi-20 mintaa antamalla tarpeellisia sisäänsyöttöjä esimerkiksi parametriar-vojen muodossa ja käskee ohjausjärjestelmää suorittamaan halutut toimenpiteet tai aloittamaan laskennan sekä toimilaitteiden ohjauksen kuormatilan muuttamiseksi. Järjestelmässä on tarvittavat laskenta- ja muistivälineet, joilla tarvittavat laskentavaiheet on toteutettavissa, sekä 25 tarvittavat Input/Output-välineet parametrien käsittelemiseksi. Ohjausjärjestelmä käyttää hyväkseen antureilta saatavia tietoja, jotka koskevat esimerkiksi pylväiden asentoa, ja erityisesti työkone käsittää lisäksi välineet, joilla kuorman paino ja siten kuorman määrä kullakin hetkellä on selvitettävissä. Dimensioiden arvo voidaan suoraan määrittää antu-30 rein, jotka on kiinnitetty kuormatilan mekanismeihin, tai välillisesti anturein, jotka on kiinnitetty toimilaitteisiin. Myös toimilaitteiden ohjaus mahdollistaa usein sen, että dimensio voidaan määrittää epäsuorasti riittävällä tarkkuudella, vaikka esimerkiksi toimilaitteen asemaa ei mitattaisi. Tällöin käytetään hyväksi esimerkiksi tietoa ohjauskertojen 35 määrästä, mikäli toimilaite toimii askelmaisesti. Siirtymää voidaan arvioida riittävän tarkasti myös viiveiden ja ohjaussignaalin keston perusteella tai rajakytkimin. Painon mittaukseen voidaan soveltaa erilaisia BNSDOCID: <FI 1H350B1 l > 111350 6 tunnettuja järjestelmiä, jotka selvittävät lastin painon kumuloimalla tai kertapunnituksella. Järjestelmän valinta, rakenne, komponentit ja yksityiskohtaisempi toteutus on alan ammattimiehelle sinänsä selvää, kun käytetään lisäksi apuna seuraavaa selostusta. Kuormatilan optimointia 5 varten riittää painon mittaukselta saatava signaali, joka kuvaa lastin painoa.

Kuvaan viitaten optimointi aloitetaan sopivimmin käyttäjän antamalla signaalilla, joka tapahtuu työkoneen ohjausjärjestelmälle 9 annetulla 10 komennolla tai muulla sisäänsyötöllä, esimerkiksi valitsemalla valikosta toiminto halutulla hetkellä. Järjestelmä voi myös automaattisesti tarkkailla lastin painoa ja kehottaa käyttäjää käynnistämään optimoinnin, kun tietty paino saavutetaan. Kyseisellä hetkellä kuormatila on lastattu täyteen, minkä havaitsee esimerkiksi käyttäjä näköhavaintoonsa pe-15 rustuen. Ohjaus seuraa (NO/O), onko komento (0/1; YES/NO) annettu (vaihe 1) ja ryhtyy toimenpiteisiin, mikäli optimointia halutaan (YES/1). Ohjaus saa punnitusvälineiltä 10 tiedon Mi lastin painosta, joka on esitetty esimerkiksi kilogrammoissa (kg). Ohjauksella on tieto, tai se syötetään, mikä on työkoneessa ja kuormatilassa käytettävä maksimi-20 kapasiteetti Mmax esimerkiksi kilogrammoissa (vaihe 2). Kapasiteetti, joka on vielä käyttämättä, saadaan kertoimeksi K (Mmax/Mi), jolloin K on tavallisesti suurempi kuin luku 1. K:n arvo ilmaisee paljonko kuormatilan vallitsevaa, nykyistä kokoa voidaan kasvattaa ennen kuin Mmax saavutetaan. Tällöin tietenkin edellytyksenä on, että lastattavan 25 materiaalin tiheys (paino/tilavuus) vastaa jo lastatun materiaalin keskimääräistä tiheyttä. Ylikuormatilanteessa K on pienempi kuin luku 1. Kuormatilan nykyinen koko eli tilavuus Vi saadaan leveyden Xi, korkeuden Zi ja pituuden Yi mukaan, jolloin lasketaan niiden tulo (vaihe 3). Kuormatraktorissa Yi on yleensä vakio tai sitä ei tarvitse huomioida. 30

Lisäksi on huomattava, että leveyden Xi lisääminen aiheuttaa esimerkiksi tukkien levittymisen, jolloin lasti mataloituu, mutta pelkästään pituuden Yi muuttaminen ei aina vaikuta lastin korkeuteen. Pituuden Yi muuttamisella saavutettava lisätila saadaan kokonaan käyttöön vain 35 silloin, kun pidennys on niin suuri, että lisätilaan voidaan lastata lyhyitä tukkeja tai muuta puutavaraa. Esitetyt seikat on otettava korjauksina mukaan laskentaan tai huomioidaan vain se lisätila, joka sijaitsee lastin BNSOOCID: <FI 111350B1 I > 7 111350 yläpinnan yläpuolella. Todellinen tilanne saadaan mitatusta painosta. Pituuden Yi pienentäminen ei erityisesti tukkien osalta ole mahdollista, jolloin etuseinän paikka ja samalla pituus Yi asetetaan puulajin ja esim. painopisteen takia sopivaan kohtaan jo lastausta aloitettaessa. Paino-5 pistettä voidaan muuttaa lastauksen aikana silloin, kun koko kuormatila on siirrettävissä.

Kuormatraktorin jokin dimensio Xi, Yi tai Zi, joka ei koskaan voi muuttua, voidaan laskennassa asettaa vakioksi. Muuttuvan dimension ny-10 kyarvo saadaan tarvittaessa ohjaukselta 9 tai ohjaukseen kytketyiltä antureilta 11 tai dimension arvo on muutoin pääteltävissä. Ohjauksella on tieto siitä, onko jokin dimensio muuttuja vai vakio. Kuormathan muutos alkaa yleensä tilanteesta, jossa kuormatila on pienimmillään (Xmin, Ymin, Zmin), koska sen suurentaminen on helpompaa kuin 15 esimerkiksi puunrunkojen pakottaminen kapeampaan tilaan. Pituuden Yi ja etuseinän osalta on usein syytä aloittaa tilanteesta, jossa kuorma-tila on pisin.

Kuormathan uusi tavoiteltava koko Vi’ saadaan kertomalla K ja Vi 20 (vaihe 4), jolloin Vi ei saa ylittää parametriarvoa Vmax (vaihe 5), joka kuvaa dimensioiden muutoksilla saavutettavaa maksimitilavuutta. Vmax ja Mmax eivät aina vastaa toisiaan, mikäli tiheys vaihtelee. Vmax ylittyy laskennassa, mikäli lastattavan materiaalin tiheys on pieni. Mikäli materiaalin tiheys on suuri, niin Vmax voi ylittyä jopa jo sil-25 loin, kun tilavuus on Vi, mitä on seurattava punnitusjärjestelmän avulla. Mikäli Vmax ylittyy laskennan seurauksena, niin tavoiteltavaksi tilavuudeksi asetetaan Vmax ja K:n maksimiarvoa on vastaavasti pienennettävä arvoon K’, joka saadaan, kun Vmax jaetaan arvolla Vi. Selvää on, että arvona Vmax voi olla muukin haluttu arvo, esimerkiksi haluttu 30 määrä tai erä, joka kuormatilaan halutaan lastata.

Seuraavaksi on päätettävä se, muutetaanko kerralla yhtä tai useampaa dimensiota ja mitä dimensiota muutetaan ensin. Kuormatila on muutettavissa esimerkiksi niin, että käytetään ensin koko leveys hyväksi, 35 jolloin vain Xi muuttuu arvoon Xi’ (tai Xmax), joka vastaa arvojen K (tai K’) ja Xi tuloa, jolloin muut dimensiot säilyvät samoina. Kuormathan koko muutos K (tai K’) voidaan jakaa dimensiokohtaisiksi muutoskerto- 8NSDOCID: <FI 111350B1 I > 111350 8 imiksi Kx, Ky ja Kz, joiden tulo ja yhteisvaikutus täytyy olla K (vaihe 6). Nämä kertoimet ovat eräänlaisia painokertoimia dimensioiden Xi, Yi, Zi kesken, jolloin arvo 1 kuvaa vakiona pysymistä ja muuttumattomuutta. Sopivimmin eri painokertoimet ovat arvoltaan suurempia kuin 1, jolloin 5 dimensioita aina suurennetaan (vaihe 8). Pelkän leveyden (Xl·) muutoksesta on etuna se, että lastin painopiste pysyy mahdollisimman matalalla, jolloin työkone kykenee etenemään vaikeassakin maastossa. Muuttamalla vain ja ainoastaan korkeutta arvosta Zi arvoon Zi’ (tai Zmax), joka siis nyt on arvojen K (tai Kz) ja Zi tulo, voidaan työkoneen 10 leveys pitää mahdollisimman pienenä, jolloin varsinkin harvennushakkuun yhteydessä, ja muulloinkin, työkoneen käyttämä reitti muodostuu kapeaksi ja se mahtuu kapeisiin väleihin.

Eri dimensiot eivät voi muuttua niiden maksimiarvojen (Xmax, Ymax, 15 Zmax) ja minimiarvojen (Xmax, Ymax, Zmax) ulkopuolelle, koska laitteiston mekanismin liikemahdollisuudet ovat rajatut. Ohjaus on tietoinen näistä arvoista. Mikäli kuormatilan koko leveys Xmax tulee käytetyksi ja maksimikapasiteetti Vmax ei vielä ole käytetty, niin lopuksi voidaan muuttaa myös korkeutta Zi tai muuttaa sitä ennakoitua enemmän. 20 Korkeuden jäljelle jäänyt osuus (Kz) muutoksesta (kun Ky on vakio) saadaan, kun lasketaan todellinen Kx, jolloin Xmax (tai jokin muu saavutettu maksimimitta) jaetaan leveyden nykyarvolla Xi, ja tuloksella jaetaan arvo K, jolloin tuloksena on Kz. Korkeus muutetaan sen jälkeen arvoon Zi’ (tai Zmax) (vaihe 8), joka on saatu kertomalla Zi ja Kz. 25

Ohjaukselle voidaan määrittää muutoksien priorisointi (järjestyksessä I, Il tai III), jolloin jokin dimensio muutetaan ensimmäisenä ja sen koko muutosvara käytetään ensin hyväksi (vaihe 7). Muutokset voivat myös olla yhtäaikaisia, jolloin dimensioiden painokertoimet (Kx, Ky, Kz) ovat 30 yhtä suuria tai erisuuria, tai niiden suhde on asetettu halutuksi.

Yhtäaikaisuudella ei välttämättä tarkoiteta dimensioiden muuttumista samalla hetkellä, vaan muuttumista ennen kuin käyttäjä jatkaa kuorma-tilan lastausta. Sopivimmin ohjaus antaa käyttäjälle ääni- tai muun 35 merkin siitä, että kuormatila on siirretty lopulliseen asentoonsa. Tämän lisäksi ohjaus antaa myös käyttäjälle tiedon esimerkiksi siitä, kuinka paljon (esimerkiksi prosentteina) maksimidimensioista on nyt käytet- BNSDOCID: <FI 111350B1 I > 9 111350 tynä ja onko maksimikapasiteetti M max saavutettavissa. Lastauksen lopuksi todellinen tilanne voidaan tarkistaa myös siten, että käyttäjä tarkistaa kuorman painon. Lastauksen lopuksi voidaan myös määrätä suoritettaviksi edellä kuvatut toimenpiteet mutta ilman lupaa suorittaa 5 dimensiomuutoksia, jolloin ohjaus ilmaisee onko Mmax saavutettu nykyisillä mitoilla, vai onko se mahdollisesti ylitetty tai alitettu.

Ohjauksesta saatavana ulostulona on esimerkiksi signaalina tietoa siitä, mitkä ovat tavoiteltavat dimensiot (XI’, Yi\ ZF)· Tietona voi olla 10 myös se, mitkä ovat kertoimet Kx, Ky ja Kz, tai jokin muu kerroin tai tieto, jonka avulla ohjaus muuttaa dimensioita. Työkoneen ohjausjärjestelmä 9 ohjaa puolestaan toimilaitevälineet asentoon, joka vastaa haluttua kuormatilan tilavuutta kullakin hetkellä. Samoihin signaaleihin tai parametriarvoihin perustuu myös tukkisuojan dimensiomuutokset.

15

Edellä esitetty laskenta koskee vain sen pääperiaatteita ja tämän lisäksi siihen voi liittyä muutakin päätöksentekoa. Tarvittavat laskenta-algoritmit toteutetaan ohjauksen laskentavälineisiin sopivimmin ohjelmallisesti, jolloin sisääntuloina on antureilta ja muualta ohjauksesta, 20 erityisesti sen muistivälineistä, saatuja parametreja ja niiden arvoja. Apuna voidaan käyttää myös empiirisiä parametreja ja painokertoimia, joilla voidaan korjata laskentaa, mikäli lastattavan materiaalin tiheys muuttuu huomattavasti. Kuormatilan dimensiot ovat muutettavissa sopivimmin portaattomasti. Mikäli dimensiot XF, Yi\ Zi’ ovat asetettavissa 25 vain portaittain, niin ohjaus valitsee sopivimman portaan ja korjaa kertoimien Kx, Ky, Kz arvoja vastaavasti.

Kuormatilan dimensioiden muuttaminen voidaan määrätä myös tilanteessa, jolloin kuormatila on noin puolillaan. Tällöin mitattu paino on 30 kerrottava kahdella, jotta saadaan todellinen Mi, joka on tietenkin vain ennuste. Ohjaukselle on jollakin tavoin kerrottava, kuinka täynnä kuormatila on (esimerkiksi prosenttina), jotta voitaisiin arvioida se Mi, joka nykyisillä dimensioilla on mahdollisuus saavuttaa. Täydellä kuormati-lalla tarkoitetaan esimerkiksi sitä, että koko tilavuus on käytössä tai en-35 naita määrätty osa tilavuudesta on käytettynä. Erityisesti pylväiden korkeus voi olla, varmuuden vuoksi, suurempi kuin täyden kuormatilan ja BNSDOCID: <FI 111350B1 I > 10 111350 siten lastin korkeus. Kuormatilaan tai pylväisiin voi olla merkittynä täyden kuormatilan korkeus.

Kun kuormatilan eri sivut ovat muutettavissa eri toimilaittein, niin lastin 5 painopistettä ja sen keskittymistä voidaan hallita myös siten, että toiselle sivulle päin kuormatilaa laajennetaan enemmän kuin vastakkaiselle puolelle (epäsymmetrinen tilanne). Tieto lastin epätasapainosta tai jakautumisesta työkoneen eri puolien kesken saadaan punnituslait-teelta ja järjestelmä tekee päätökset ensisijaisesta laajentamissuun-10 nasta. Lastin ja painopisteen sijoittuminen symmetrisesti tai epäsymmetrisesti voidaan siten ottaa yhtenä tekijänä mukaan optimointiin. Tasapainon löytymisen jälkeen leveyttä voidaan kasvattaa yhtä paljon molempiin suuntiin kunnes toisen dimension säätövara on käytetty, jonka jälkeen voidaan korkeutta kasvattaa. Tasapaino on ohjattavissa 15 myös erikorkuisin pylväin, jolloin kuormatilan toiselle sivulla lastataan enemmän. Ensisijaisesti hyödynnetään leveyssuunta, koska muutoin korkeus kasvaa liikaa ja painopiste siirtyy korkeammalle.

Keksinnön toisessa suoritusmuodossa ohjaus seuraa lastin painoa ja 20 vaihtaa nykyisen korkeuden Zi aina uuteen korkeuteen ZF tarvittaessa. Muutos ajoitetaan sopivimmin siihen hetkeen, jolloin lastauslaitteisto, joka käsittää tavallisesti kuormainkouran ja puomiston, on ehtinyt poistua kuormatilasta. Ajoitus voidaan päätellä kuormaimen työvaiheista, asennosta tai viiveen perusteella. Automaattinen muutos on 25 käynnistettävissä myös työkoneen käyttäjän sallimana ja halutulla hetkellä. Korkeutta muutettaessa voidaan koko ajan käyttää hyväksi parametreihin Vmax, Mmax liittyvää laskentaa ja toimintaa, jota on kuvattu edellä. Tällöin muutosta korkeuden Zi osalta ei toteuteta kerralla, vaan uuteen korkeuteen Zi’ siirrytään vähitellen kuormatilan täyttyessä 30 ja seurattaessa painoa Mi tai pelkästään sen muutosta. Siirtyminen tapahtuu sopivissa askelissa, riippuen käytetyistä toimilaitteista.

Kokonaispainon Mi sijasta voidaan seurata myös pelkästään sitä puutavaran määrää ja painoa, joka kerralla lastataan kuormainkouralla 35 kuormatilaan. Kun kumuloitunut paino ylittää asetetun rajan, niin korkeutta muutetaan ja kumulointi alkaa esimerkiksi alusta uudelleen. Asetetut rajat vastaavat asetetun riippuvuuden mukaisesti tiettyä kor- BNSDOCID; <FI 111350B1 | > 11 111350 keuden Zi muutosta, jolloin dimensioita ei ole välttämätöntä seurata anturien avulla. Tällöin riittää, että dimensiot ajetaan johonkin refe-renssiasemaan (Vmax, Vmln) ja dimensioita muutetaan askelittain, mikä pätee myös edellä kuvatussa tilavuuden (Xi, Yi, Zi) optimoin-5 nissa.

Lastin määrän muuttumista voidaan arvioida myös puomiston toistuvien liikkeiden (lastaaminen ja purkaminen) avulla, kunhan ohjaukselle on annettu lisäksi tieto puulajista, jonka perusteella voidaan ennustaa 10 tiheys, kuormainkouralla keskimäärin käsiteltävä paino tai puutavaran viemä tilavuus, joka voidaan päätellä jopa kuormainkouran asennosta. Määrän määrittäminen voi perustua puhtaasti arvioon. Tukkeja käsiteltäessä voidaan määritellä, että siirto tapahtuu sen jälkeen, kun tietty määrä tukkeja on poistettu tai lisätty. Menetelmä lastin määrän määrit-15 tämiseen voi olla epätarkka, mutta voidaan soveltaa työkoneissa, joissa ei ole punnituslaitteistoa, ja käyttäjä voi manuaalisesti korjata sivutuet oikealle korkeudelle. Epätarkkuutta esiintyy erityisesti silloin, kun seuranta perustuu kappalemäärien laskentaan ja useita lyhyitä tukkeja asetellaan peräkkäin. Tällöin lastin korkeus ei nimittäin nouse 20 lainkaan, joten painon seuranta on tässä tapauksessa tarkempi.

Dimension yksittäinen muutosaskel on valittavissa esimerkiksi yhden tai useamman kuormainkourassa olevan puumäärän perusteella, jolloin käytetään sopivaa riippuvuutta. Tukkeja käsiteltäessä muutos on sopi-25 vimmin tukin halkaisijan luokkaa ja pienempää puuta käsiteltäessä nostotarve on pienempi. Järjestelmää käytetään myös kuormatilaa tyhjennettäessä, jolloin muutosaskel on negatiivinen ja lopulta korkeus saavuttaa minimin Zmin. Muutoksen seurauksena sivutuet eivät kuitenkaan saa siirtyä puumateriaalin huippua alemmas ja sopivimmin ne 30 ovat aina jonkin verran sitä korkeammalla. Ohjaus rakennetaan sopivimmin siten, että käyttäjä voi tarvittaessa ohittaa automaattisen toiminnan ja nostaa (tai laskea) sivutukia, minkä jälkeen muutokset jatkuvat entiseen tapaan ja entisen suuruisina automaattisesti. Kun korkeudessa on tietty varmuusvara, niin puutavaraa voidaan ensin lastata ja 35 muutos käynnistyy vasta lisäyksen jälkeen eikä esimerkiksi silloin, kun puutavaraa ollaan parhaillaan siirtämässä kuormatilaan.

BNSDOCID: <FI 111350B1 I > 12 111350

Keksintöä ei ole rajoitettu ainoastaan edellä esitettyyn suoritusmuotoon, vaan sitä voidaan muunnella oheisten patenttivaatimusten puitteissa.

5 BNSDOCID: <FI 111350B1 I >

Claims

1. Menetelmä työkoneen kuormatilan yhden tai useamman dimen-5 sion (Xi, Yi, Zi) muuttamiseksi, kun dimensiona on leveys (Xi), korkeus (Zi) tai pituus (Yi), tunnettu siitä, että menetelmässä: määritetään kuormatilassa olevan lastin paino (Mi) joko siiloin, kun kuormatila on täynnä, tai silloin, kun kuormatila ei vielä ole täynnä, missä tapauksessa ennustetaan täyden 10 kuormatilan lastin paino perustuen kyseiseen määritykseen ja dimension nykyiseen arvoon (Xi, Yi, Zi), lasketaan dimensiolle uusi arvo (Xi’, Yi’, Zi’), jolla lastin painon osalta päästään asetettuun maksimimäärään (Mmax), ja samalla riippuen siitä, onko yksi tai useampi dimensio 15 (Xi, Yi, Zi) muutettavissa, mikä dimensio (Xi, Yi, Zi) muu tetaan ensisijaisesti tai missä rajoissa dimension (Xi, Yi, Zi) on sallittu muuttuvan, ja - ohjataan kuormatilan dimensio (Xi, Yi, Zi) joko vähitellen tai kerralla uuden arvon (Xi’, Yi’, Zi’) mukaiseen asemaan, 20 joka on symmetrinen tai epäsymmetrinen suhteessa työko neeseen.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että muutetaan ensisijaisesti jotakin tiettyä ensimmäistä dimensiota (Xi, Yi,

25 Zi) ja muutetaan vasta sen jälkeen tarvittaessa jotakin toista dimensiota (Xi, Yi, Zi), mikäli asetettua maksimimäärää (Mmax) ei saavuteta ensimmäisen dimension (Xi, Yi, Zi) muutoksella.

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, 30 että valitaan kullekin dimensiolle (Xi, Yi, Zi) painokerroin (Kx, Ky, Kz), joka määrittää kyseisen dimension (Xi, Yi, Zi) osuuden kuormatilan koon (Vi) muutoksesta, kun kaksi tai useampia dimensioita (Xi, Yi, Zi) on muutettavissa.

4. Jonkin patenttivaatimuksen 1-3 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että käytetään asetettuna maksimimääränä (Mmax) työkoneen BNSDOCID: <FI 111350B1 I > lastin painon suositeltavaa maksimikapasiteettia, jonka työkone pystyy kuljettamaan. 14 111350

5. Jonkin patenttivaatimuksen 1 - 4 mukainen menetelmä, tunnettu 5 siitä, että määritetään kuormatilan leveysdimensio (XI) sen sivutukien välisestä etäisyydestä ja määritetään kuormatilan korkeusdimensio (Yi) sen sivutuen korkeudesta.

6. Jonkin patenttivaatimuksen 1 - 5 mukainen menetelmä, tunnettu 10 siitä, että valitaan muutettavaksi dimensioksi (Xi, Yi, Zi) ensisijaisesti leveys (Xi), jolloin pyritään säilyttämään lastatun kuormatilan painopiste mahdollisimman alhaalla.

7. Jonkin patenttivaatimuksen 1 - 5 mukainen menetelmä, tunnettu 15 siitä, että valitaan muutettavaksi dimensioksi (Xi, Yi, Zi) ensisijaisesti korkeus (Zi), jolloin pyritään säilyttämään lastatun kuormatilan leveys mahdollisimman pienenä.

8. Jonkin patenttivaatimuksen 1 - 7 mukainen menetelmä, tunnettu 20 siitä, että määritetään mittauksin ja laskennallisesti lastin painopisteen sijaintia suhteessa työkoneeseen ja muutetaan dimensiota (Xi, Yi, Zi) niin, että painopiste siirtyy haluttuun kohtaan suhteessa työkoneeseen tai painopiste pysyy halutussa kohdassa suhteessa työkoneeseen.

9. Jonkin patenttivaatimuksen 1-8 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että muutetaan dimensiota (Xi, Yi, Zi) olennaisesti yhtä paljon työkoneen eri sivuilla, jolloin lastin painopisteen sijainti suhteessa työkoneeseen pysyy muuttumattomana, tai eri suuruisen määrän, jolloin lastin painopisteen sijainti suhteessa työkoneeseen muuttuu. 30

10. Jonkin patenttivaatimuksen 1 - 7 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että muutetaan kuormatilan korkeutta (Yi) uuden arvon (ΥΓ) mukaiseen asemaan vähitellen ja vastaten asetetun riippuvuuden mukaisesti sitä lastin painoa (Mi), joka kulloinkin kuormatilassa on, jolloin py-35 ritään säilyttämään kuormatilan korkeus mahdollisimman matalana ainakin lastaamisen aikana. BNSDOCID: <FI 111350B1 I > 15 111350

11. Menetelmä työkoneen kuormatilan korkeuden (Zi) muuttamiseksi, tunnettu siitä, että menetelmässä: - määritetään automaattisesti kuormatilassa olevan lastin määrää, esimerkiksi sen painoa (Mi), tai määrän muutosta 5 lastaamisen tai purkamisen aikana, ja - ohjataan kuormatilan nykyinen korkeus (Zi) siirtymään uuteen korkeuteen (Zi’), tai määritellyn korkeusmuutoksen verran, joka vastaa asetetun riippuvuuden mukaisesti lastin määrää tai määrän muutosta, jolloin kuormatilan korkeutta 10 samalla optimoidaan lastaamisen tai purkamisen aikana.

12. Patenttivaatimuksen 11 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että määrityksen aikana mitataan kuormatilassa olevan lastin paino (Mi) tai painon (Mi) muutos. 15

13. Patenttivaatimuksen 11 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että määrityksen aikana seurataan työkoneen lastauslaitteiston työvaiheita tai muuta toimintaa, jonka perusteella kuormatilassa olevan lastin määrä tai sen muutos on arvioitavissa. 20

13 111350

14. Jonkin patenttivaatimuksen 11-13 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että valitaan kuormatilan korkeuden minimimuutos perustuen lisäksi puutavaran lajiin, jota lastataan tai puretaan.

15. Laitteisto työkoneen kuormatilan yhden tai useamman dimension (Xi, Yi, Zi) muuttamiseksi, kun dimensiona on leveys (Xi), korkeus (Zi) tai pituus (Yi), jolloin laitteisto käsittää: - punnitusvälineet (10), jotka on järjestetty mittaamaan tai määrittämään kuormatilassa olevan lastin painoa (Mi), 30 tunnettu siitä, että laitteisto käsittää lisäksi: - ohjaus- ja laskentavälineet (1-9), jotka on järjestetty laskemaan dimensiolle uusi arvo (Xi’, Yi’, Zi’), jolla lastin painon osalta päästään asetettuun maksimimäärään (Mmax), ja samalla riippuen siitä, onko yksi tai useampia dimensioita 35 (Xi, Yi, Zi) muutettavissa, mikä dimensio (Xi, Yi, Zi) muu tetaan ensisijaisesti tai missä rajoissa dimension (Xi, Yi, Zi) on sallittu muuttuvan, ja jotka on järjestetty ohjaamaan BNSDOCID: <FJ 111350B1 I > 16 111350 kuormathan dimensio (Xi, Yi, Zi) joko vähitellen tai kerralla uuden arvon (Xi’, Yi’, Zi’) mukaiseen asemaan, joka on symmetrinen tai epäsymmetrinen suhteessa työkoneeseen, ja 5. toimilaitevälineet, jotka on järjestetty siirtämään kuormathan dimensio (Xi, Yi, Zi) uuden arvon (XF, Yi’, Zi’) mukaiseen asemaan.

16. Patenttivaatimuksen 15 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että 10 ohjaus- ja laskentavälineet (9) on lisäksi järjestetty arvioimaan täyden kuormathan lastin paino perustuen lastin nykyiseen painoon (Mi) ja dimension nykyiseen arvoon (Xi, Yi, Zi), mikäli kuormatila ei mittaushet-kellä vielä ole täynnä.

17. Patenttivaatimuksen 15 tai 16 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että toimilaitevälineet on järjestetty mahdollistamaan, ohjaus- ja lasken-tavälineiden (9) ohjaamana, dimension (Xi, Yi, Zi) muuttuminen olennaisesti yhtä paljon työkoneen eri sivuilla, jolloin lastin painopisteen sijainti suhteessa työkoneeseen pysyy muuttumattomana, tai eri suu-20 ruisen määrän, jolloin lastin painopisteen sijainti suhteessa työkoneeseen muuttuu.

18. Jonkin patenttivaatimuksen 15-17 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että ohjaus- ja laskentavälineet (1 - 9) on lisäksi järjestetty oh-25 jaamaan kuormathan korkeus (Yi) uuden arvon (Yi’) mukaiseen asemaan (Yi’) vähitellen ja vastaten asetetun riippuvuuden mukaisesti sitä lastin painoa (Mi), joka kulloinkin kuormatilassa on, jolloin kuormathan korkeus säilyy mahdollisimman matalana ainakin lastaamisen aikana. BNSDOOID; <FI 111350B1 I > 17 111350