IT202000025864A1

IT202000025864A1 - Procedimenti di controllo per azionare il movimento di un braccio o un attrezzo in una macchina operatrice, corrispondenti sistemi di controllo e macchine operatrici comprendenti tali sistemi di controllo

Info

Publication number: IT202000025864A1
Application number: IT102020000025864A
Authority: IT
Inventors: Antonio Venezia; Andrea Gravili; Stefano Liberti; Adriano Garramone
Original assignee: Cnh Ind Italia Spa
Priority date: 2020-10-30
Filing date: 2020-10-30
Publication date: 2022-04-30
Also published as: US20220136213A1; EP3992375A1; US11965314B2

Description

DESCRIZIONE dell'invenzione relativa a:

"Procedimenti di controllo per azionare il movimento di un braccio o un attrezzo in una macchina operatrice, corrispondenti sistemi di controllo e macchine operatrici comprendenti tali sistemi di controllo"

DESCRIZIONE

Campo tecnico

La presente invenzione si riferisce in generale ad una macchina operatrice, come ad esempio una pala gommata compatta, e in particolare a procedimenti di controllo per azionare il movimento di un braccio o un attrezzo in una macchina operatrice, corrispondenti sistemi di controllo e macchine operatrici comprendenti tali sistemi di controllo.

Tecnica nota

Le macchine operatrici motorizzate sono ben note per l'uso nella movimentazione dei materiali che trasportano un attrezzo (ad esempio, una benna) e hanno un braccio di sollevamento ad azionamento idraulico per lo spostamento dell'attrezzo. Esempi di tali macchine sono i trattori e le pale caricatrici.

Una pala caricatrice ? una macchina per l?industria pesante impiegata nel settore delle costruzioni per spostare sul terreno o caricare materiali come asfalto, detriti di demolizione, terra, neve, foraggio, ghiaia, tronchi, materie prime, materiali riciclati, pietre, sabbia, cippato, ecc. in o su un altro tipo di macchina (come un autoribaltabile, un nastro trasportatore, una tramoggia, una carrozza ferroviaria). Esistono molti tipi di pale caricatrici, le quali, a seconda del modello e della applicazione, sono chiamate con vari nomi, tra cui caricatori, caricatori frontali, pala meccanica, palatrice, pala gommata. In particolare, le pale caricatrici compatte sono veicoli compatti che possiedono ruote gommate e portano un attrezzo di lavoro, quale un attrezzo, unito ad un braccio di sollevamento, azionato per via idraulica.

Facendo riferimento alla figura 1, viene mostrata una macchina operatrice 1, come una pala gommata compatta. Tuttavia, l'invenzione non si limita a questo tipo di macchina operatrice, ma ? applicabile a qualsiasi altro tipo di macchina operatrice.

Una pala caricatrice gommata compatta include un attrezzo 2 collegato ad un telaio 3 della macchina operatrice per il suo movimento rispetto ad esso. Come mostrato, un braccio 5 ? collegato in modo girevole ad una estremit? su lati opposti del telaio 3. L?attrezzo 2 ? collegato in modo girevole all?estremit? opposta del braccio per un movimento di inclinazione rispetto al telaio 3 intorno ad un asse generalmente orizzontale. Le caratteristiche sopradescritte non formano parte sostanziale della presente invenzione e sono in generale ben note nella tecnica. Un attrezzo, e.g. una benna, pu? essere sostituito da un qualsiasi altro tipo di attrezzo nell?attivit?, e.g. una lama.

Di solito, il movimento del braccio 5 e dell?attrezzo 2 ? controllato dall?operatore attraverso un joystick 7 disposto in una cabina per operatore o cabina 9 della macchina operatrice 1.

Come si vede in figura 2, che mostra uno schema di controllo della macchina operatrice 1, il braccio 3 e l?attrezzo 2 sono azionati da un circuito di controllo idraulico 10 comprendente un primo ed un secondo attuatore idraulico 12, 14 che sono controllati da una unit? di controllo elettronica 16 attraverso rispettive elettrovalvole 18, 20 secondo la posizione del joystick 7 controllato dall?operatore.

Ad esempio, ciascun attuatore idraulico comprende un cilindro idraulico operativamente collegato rispettivamente al braccio ed all?attrezzo, che impiega la potenza idraulica di un fluido di lavoro per facilitare le operazioni meccaniche, il fluido di lavoro essendo controllato per mezzo di elettrovalvole direzionali 18, 20, e.g. valvola a centri aperti. Poich? ? quasi impossibile comprimere i liquidi, un attuatore idraulico pu? esercitare una grande forza. La velocit? di azionamento del braccio e dell?attrezzo ? controllata dal grado di apertura della rispettiva elettrovalvola direzionale 18, 20 per mezzo di una sua corrente di pilotaggio in funzione della posizione del joystick.

La portata idraulica del fluido di lavoro richiesta per azionare il braccio e l?attrezzo ? prodotta da una pompa idraulica Pu collegata ad un serbatoio di fluido T ed azionata da un motore a combustione interna o da un motore elettrico M (di seguito semplicemente indicato come motore) della macchina, ad esempio attraverso una connessione meccanica. Lo stesso motore ? anche usato per azionare le ruote come un mezzo di propulsione della macchina operatrice.

La figura 3 mostra un joystick esemplificativo di una macchina operatrice. Un movimento del joystick in una associata area di controllo bidimensionale A secondo una prima direzione y provoca l?azionamento del braccio e un movimento del joystick, in detta area di controllo bidimensionale A, secondo una seconda direzione x provoca l?azionamento dell?attrezzo. L?intersezione di dette direzioni x e y ? definita come origine O dell?area di controllo A, e corrisponde alla posizione neutra del joystick.

Una regione neutra N attorno alla posizione neutra del joystick ? una regione in cui il braccio e l?attrezzo non sono azionati. Una regione che circonda esternamente la regione neutra ? definita una regione di pilotaggio e indicata con D in questa figura.

Ad esempio, secondo l?orientamento illustrato in figura 3, quando il joystick viene spostato verso l?alto dall?origine O dell?area di controllo A secondo la direzione y, il braccio viene abbassato rispetto a terra e quando il joystick viene spostato verso il basso dall?origine O in base alla direzione y, il braccio viene sollevato verso terra. Inoltre, quando il joystick viene spostato a destra dall?origine O in base alla direzione x, l?attrezzo ? inclinato verso una posizione di scarico, e quando il joystick viene spostato a sinistra dall?origine O in base alla direzione x, l?attrezzo ? inclinato verso una posizione di scavo, rollback, e oltre.

? consentita una combinazione di movimento in entrambe le direzioni x e y del joystick per muovere contemporaneamente il braccio e l?attrezzo.

Nelle macchine operatrici note, anche se il braccio e/o l'attrezzo raggiungono le rispettive posizioni di fine corsa, se l'operatore non porta il joystick in posizione neutra N, l'attuatore idraulico manterr? azionato il braccio e/o l?attrezzo. Svantaggiosamente, questo aspetto comporta uno spreco di carburante da parte della macchina operatrice.

Riassunto dell'invenzione

Scopo della presente invenzione ? fornire una soluzione che eviti gli inconvenienti della tecnica nota.

In particolare, uno scopo della presente invenzione ? quello di ridurre lo spreco di carburante da parte della macchina operatrice quando il braccio e/o l'attrezzo raggiungono le rispettive posizioni di fine corsa.

Secondo l'invenzione, tale scopo viene raggiunto da un procedimento di controllo per azionare il movimento di un braccio in una macchina operatrice alimentata da un motore, avente le caratteristiche rivendicate nella rivendicazione 1, o da un procedimento di controllo per azionare il movimento di un attrezzo collegato ad un braccio in una macchina operatrice alimentata da un motore, avente le caratteristiche rivendicate nella rivendicazione 3.

Forme di realizzazione preferite sono definite nelle rivendicazioni dipendenti, il cui contenuto ? da considerarsi parte integrante della presente descrizione. Le caratteristiche delle rivendicazioni dipendenti possono essere combinate con le caratteristiche delle rivendicazioni indipendenti, a seconda dei casi, e in combinazioni diverse da quelle esplicitamente indicate nelle rivendicazioni.

Ulteriori oggetti dell'invenzione sono i sistemi di controllo per una macchina operatrice alimentata da un motore, cos? come macchine operatrici, cos? come rivendicate.

In sintesi, viene divulgata una strategia di azionamento di un braccio e/o un attrezzo di una macchina operatrice. In detta strategia di azionamento, i comandi del braccio e dell?attrezzo vengono disattivati quando il braccio e l'attrezzo raggiungono le rispettive posizioni di fine corsa. Breve descrizione dei disegni

Ulteriori caratteristiche funzionali e strutturali e vantaggi della presente invenzione sono evidenziati nella descrizione dettagliata che segue, fornita a puro titolo di esempio non limitativo, con riferimento ai disegni allegati, in cui:

- la figura 1 mostra una macchina operatrice esemplificativa della tecnica nota, in particolare una pala gommata compatta;

- la figura 2 mostra un diagramma di controllo della tecnica nota di una macchina operatrice;

- la figura 3 mostra un joystick esemplificativo della tecnica nota di una macchina operatrice; - la figura 4 mostra un diagramma di controllo di una macchina operatrice secondo l'invenzione; - la figura 5a mostra un primo caso esemplificativo di curve rappresentative delle correnti di pilotaggio modificate per tre differenti modalit? operative (bassa, media e alta aggressivit?) della macchina operatrice; e

- la figura 5b mostra un secondo caso esemplificativo di curve rappresentative delle correnti di pilotaggio modificate per tre diverse modalit? operative (bassa, media e alta aggressivit?) della macchina operatrice.

Descrizione dettagliata

Nella seguente descrizione, salvo definizioni diverse, tutti i termini (inclusi i termini tecnici e scientifici) devono essere interpretati come ? proprio nel settore. Sar? anche chiaro che i termini di utilizzo comune devono essere anch?essi interpretati come ? proprio nel settore di pertinenza e non in modo idealizzato o eccessivamente formalistico a meno che non sia espressamente cos? definito nel prosieguo. Tutti i termini di orientamento, come superiore e inferiore, sono impiegati con riferimento alle figure e non devono essere interpretati in senso limitativo dell?invenzione.

Di seguito viene descritta una forma di realizzazione preferita di un procedimento di controllo per azionare il movimento di un braccio in una macchina operatrice alimentata da un motore. Si fa riferimento al diagramma di controllo della figura 4, dove l'unit? di controllo elettronica 16 pu? essere configurata per implementare il procedimento di controllo dell'invenzione.

Come sopra descritto e con ulteriore riferimento alla figura 3, l'azionamento del braccio avviene tramite un joystick comandato da un operatore. Un movimento del joystick nell'area di controllo predeterminata secondo un preimpostato asse di azionamento del braccio provoca l'azionamento del braccio mediante mezzi di azionamento idraulico.

I mezzi di azionamento idraulico includono un cilindro idraulico collegato operativamente al braccio, ed un'elettrovalvola direzionale il cui grado di apertura ? atto a controllare il flusso di un fluido di lavoro al cilindro idraulico.

La velocit? di azionamento del braccio ? controllata dal grado di apertura dell'elettrovalvola direzionale per mezzo di una sua corrente di pilotaggio in funzione di una componente della posizione del joystick lungo detto preimpostato asse di azionamento del braccio nell'area di controllo.

Il procedimento di controllo comprende le seguenti fasi:

a) acquisire, un segnale o dati indicativi della posizione del joystick lungo detto preimpostato asse di azionamento del braccio e un segnale o dati indicativi della posizione del braccio lungo un percorso di corsa del braccio nel tempo;

b) in base a detto segnale o dati indicativi della posizione del joystick, determinare una differenza di posizione del joystick tra la componente effettiva della posizione del joystick lungo detto preimpostato asse in un primo istante di tempo e una posizione neutra del joystick lungo detto preimpostato asse;

c) in base al segnale o ai dati indicativi della posizione del braccio, determinare una prima posizione del braccio lungo il percorso di corsa del braccio in un primo istante di tempo;

d) in base al segnale o ai dati indicativi della posizione del braccio, rilevare una seconda posizione del braccio lungo detto percorso di corsa del braccio in un secondo istante di tempo, successivo rispetto a detto primo istante di tempo;

e) determinare una differenza di posizione del braccio tra la seconda posizione e la prima posizione del braccio;

f) se la differenza di posizione del braccio determinata ? inferiore a una predeterminata soglia di differenza di posizione del braccio e la differenza di posizione del joystick determinata ? maggiore di una predeterminata soglia di differenza di posizione del joystick, fornire una corrente di pilotaggio ridotta o una corrente di pilotaggio nulla all'elettrovalvola direzionale, in modo da rallentare o arrestare il movimento del braccio.

Ad esempio, il primo istante di tempo e il secondo istante di tempo possono essere determinati secondo un periodo di campionamento predeterminato.

In una forma di realizzazione preferita, il procedimento di controllo per azionare il movimento di un braccio pu? inoltre comprendere la fase di acquisire un segnale o dati indicativi di una velocit? di rotazione del motore nel tempo. I valori della predeterminata soglia di differenza di posizione del joystick possono essere determinati in base alla velocit? di rotazione del motore indicata da detto segnale o dati indicativi della velocit? di rotazione del motore.

Ad esempio, la predeterminata soglia di differenza di posizione del joystick pu? essere ridotta per velocit? di rotazione elevate del motore o pu? essere aumentata per velocit? di rotazione basse del motore.

In una forma di realizzazione preferita, il procedimento di controllo per azionare il movimento di un braccio pu? comprendere inoltre la fase di acquisire un segnale o dati indicativi della modalit? operativa della macchina operatrice nel tempo. Il valore della predeterminata soglia di differenza di posizione del braccio pu? essere determinato in base alla modalit? operativa indicata da detto segnale o dati indicativi della modalit? operativa della macchina operatrice.

Ad esempio, la macchina operatrice pu? avere una pluralit? di modalit? operative, selezionabili dall'operatore. La spiegazione che segue si riferisce ad un caso esemplificativo di tre differenti modalit? operative, vedere ad esempio le figure 5a e 5b. In una prima modalit? operativa, ad es. modalit? a bassa aggressivit?, una corsa del joystick da una prima posizione operativa ad una seconda posizione operativa lungo detto preimpostato asse determina una variazione della corrente di pilotaggio secondo una prima velocit? crescente o decrescente nel tempo. In una seconda modalit? operativa, ad es. modalit? di media aggressivit?, una corsa del joystick dalla prima posizione operativa alla seconda posizione operativa lungo detto asse preimpostato determina una variazione della corrente di pilotaggio secondo una seconda velocit? crescente o decrescente nel tempo, maggiore della prima velocit? crescente o decrescente. In una terza modalit? operativa, ad es. modalit? ad alta aggressivit?, una corsa del joystick dalla prima posizione operativa alla seconda posizione operativa lungo detto asse preimpostato determina una variazione della corrente di pilotaggio I secondo una terza velocit? crescente o decrescente nel tempo, maggiore della prima e della seconda velocit? crescenti o decrescenti.

In considerazione di quanto sopra, l'intervallo di tempo tra il primo istante di tempo della prima posizione del braccio e il secondo istante di tempo della seconda posizione del braccio, pu? essere determinato in base alla modalit? operativa indicata da detto segnale o dati indicativi della modalit? operativa della macchina operatrice. Ad esempio, l'intervallo di tempo della modalit? ad alta aggressivit? pu? essere inferiore all'intervallo di tempo della modalit? a media aggressivit?, e l'intervallo di tempo della modalit? a media aggressivit? pu? essere inferiore all'intervallo di tempo della modalit? a bassa aggressivit?.

Inoltre, ad esempio, la predeterminata soglia di differenza di posizione del braccio della modalit? di aggressivit? media pu? essere inferiore alla predeterminata soglia di differenza di posizione del braccio della modalit? di alta aggressivit?, e la predeterminata soglia di differenza di posizione del braccio della modalit? di bassa aggressivit? pu? essere inferiore alla predeterminata soglia di differenza di posizione del braccio della modalit? di aggressivit? media.

La presente invenzione si riferisce anche ad un procedimento di controllo per azionare il movimento di un attrezzo collegato ad un braccio in una macchina operatrice alimentata da un motore.

L'azionamento dell'attrezzo avviene nuovamente tramite il joystick comandato da un operatore. Un movimento del joystick in un'area di controllo predeterminata secondo un preimpostato asse di azionamento dell'attrezzo provoca l'azionamento dell'attrezzo mediante mezzi di azionamento idraulico. Il preimpostato asse di azionamento dell'attrezzo per azionare l'attrezzo pu? essere ad esempio un asse parallelo al preimpostato asse di azionamento del braccio per l'azionamento del braccio.

I mezzi di azionamento idraulico includono un cilindro idraulico collegato operativamente all?attrezzo, e un'elettrovalvola direzionale il cui grado di apertura ? atto a controllare il flusso di un fluido di lavoro al cilindro idraulico.

La velocit? di azionamento dell'attrezzo ? controllata dal grado di apertura dell'elettrovalvola direzionale per mezzo di una sua corrente di pilotaggio in funzione di una componente della posizione del joystick lungo detto preimpostato asse di azionamento dell?attrezzo nell'area di controllo.

Il procedimento di controllo comprende le fasi di:

a) acquisire, un segnale o dati indicativi della posizione del joystick lungo detto preimpostato asse di azionamento dell?attrezzo e un segnale o dati indicativi della posizione dell'attrezzo lungo un percorso di corsa dell'attrezzo nel tempo;

c) in base a detto segnale o dati indicativi della posizione dell'attrezzo lungo il percorso di corsa dell'attrezzo, determinare in un primo istante una prima posizione dell'attrezzo lungo il percorso di corsa dell'attrezzo;

d) in base a detto segnale o dati indicativi della posizione dell'attrezzo lungo il percorso di corsa dell'attrezzo, determinare una seconda posizione dell'attrezzo lungo detto percorso di corsa dell'attrezzo in un secondo istante di tempo, successivo rispetto a detto primo istante di tempo;

e) determinare una differenza di posizione di attrezzo tra la seconda posizione e la prima posizione dell?attrezzo;

f) se la differenza di posizione di attrezzo determinata ? inferiore a una predeterminata soglia di differenza di posizione di attrezzo e la differenza di posizione di joystick determinata ? superiore alla predeterminata soglia di differenza di posizione di joystick, fornire una corrente di pilotaggio ridotta o una corrente di pilotaggio nulla all'elettrovalvola direzionale in modo da rallentare o interrompere il movimento dell'attrezzo.

In una forma di realizzazione preferita, il procedimento di controllo per azionare il movimento di un attrezzo pu? comprendere inoltre la fase di acquisire un segnale o dati indicativi della modalit? operativa della macchina operatrice nel tempo. In tal caso, il valore della predeterminata soglia di differenza di posizione di attrezzo pu? essere determinato in base alla modalit? operativa indicata da detto segnale o dati indicativi della modalit? operativa della macchina operatrice.

Anche in questo caso, l'intervallo di tempo tra il primo istante di tempo della prima posizione dell'attrezzo e il secondo istante di tempo della seconda posizione dell'attrezzo, pu? essere determinato nel tempo in base alla modalit? operativa indicata da detto segnale o dati indicativi della modalit? operativa della macchina operatrice.

Anche per il procedimento di controllo per azionare il movimento di un attrezzo, il procedimento di controllo pu? comprendere inoltre la fase di acquisire un segnale o dati indicativi della velocit? di rotazione del motore della macchina operatrice. I valori della predeterminata soglia di differenza di posizione del joystick possono essere determinati in base alla velocit? di rotazione del motore indicata da detto segnale o dati indicativi della velocit? di rotazione del motore della macchina operatrice.

? chiaro che le invenzioni riguardanti il procedimento di controllo per azionare il movimento di un braccio e il procedimento di controllo per azionare il movimento di un attrezzo possono essere combinate.

In tal caso, il procedimento di controllo sar? un procedimento di controllo per azionare il movimento del braccio e dell'attrezzo collegato a detto braccio in una macchina operatrice alimentata da un motore.

Di conseguenza, l'azionamento del braccio avviene tramite un joystick comandato dall'operatore. Un movimento del joystick in un'area di controllo predeterminata secondo il preimpostato asse di azionamento del braccio provoca l'azionamento del braccio mediante primi mezzi di azionamento idraulico. L'azionamento dell'attrezzo avviene nuovamente per mezzo del joystick comandato dall'operatore, un movimento del joystick nella zona di comando predeterminata secondo il preimpostato asse di azionamento dell'attrezzo, diverso da detto preimpostato asse di azionamento del braccio, provoca l'azionamento dell'attrezzo da parte di secondi mezzi di azionamento idraulico.

I primi mezzi di azionamento idraulico includono un primo cilindro idraulico collegato operativamente al braccio, e una prima elettrovalvola direzionale il cui grado di apertura ? atto a controllare il flusso di un fluido di lavoro al primo cilindro idraulico. La velocit? di azionamento del braccio ? controllata dal grado di apertura della prima elettrovalvola direzionale per mezzo di una sua corrente di pilotaggio in funzione di una componente della posizione del joystick lungo detto preimpostato asse di azionamento del braccio nell'area di controllo.

I secondi mezzi di azionamento idraulico includono un secondo cilindro idraulico collegato operativamente all'attrezzo, e una seconda elettrovalvola direzionale il cui grado di apertura ? atto a controllare il flusso di un fluido di lavoro al secondo cilindro idraulico. La velocit? di attuazione dell'attrezzo ? controllata dal grado di apertura della seconda elettrovalvola direzionale mediante una sua corrente di pilotaggio in funzione di una componente della posizione del joystick lungo detto preimpostato asse di azionamento dell'attrezzo nell'area di controllo.

Ad esempio, la velocit? di azionamento del braccio 5 ? controllata dal grado di apertura della prima elettrovalvola direzionale 18 mediante la sua corrente di pilotaggio in funzione di una prima componente della posizione P del joystick 7 lungo il preimpostato asse di azionamento del braccio y nell?area di controllo A. La velocit? di azionamento dell'attrezzo 2 ? controllata dal grado di apertura della seconda elettrovalvola direzionale 20 tramite la sua corrente di pilotaggio in funzione di una seconda componente della posizione P del joystick 7 lungo il preimpostato asse di azionamento dell'attrezzo x nell'area di controllo A. La prima componente della posizione P del joystick 7 lungo la direzione y ? indicato con yP in figura 3 ed ? la proiezione sull'asse y di un vettore che rappresenta la posizione P del joystick nell'area di controllo A. La seconda componente della posizione P del joystick 7 lungo la direzione x ? indicata con xP in figura 3 ed ? la proiezione sull'asse x del vettore che rappresenta la posizione P del joystick nell'area di controllo A. La prima e seconda componente yP, xP della posizione P del joystick pu? assumere qualsiasi combinazione di un valore "positivo" e un valore "negativo" sull'asse y e sull'asse x, rispettivamente rispetto all'origine O dell'area di controllo A che corrisponde alla posizione neutra del joystick. Una corsa del joystick da una prima posizione operativa a una seconda posizione operativa, in cui almeno una tra la prima e la seconda componente della posizione del joystick ? invertita rispetto alla posizione neutra, cio? passa per un valore nullo, ? definito come una ?Manovra di inversione di direzione? di almeno uno tra il braccio e l'attrezzo. Ad esempio, una corsa del joystick lungo la direzione y passando per la posizione neutra corrisponde ad una manovra di inversione del movimento del braccio -da sollevamento ad abbassamento o viceversa. Come altro esempio, una corsa del joystick lungo la direzione x e passando per la posizione neutra corrisponde a una manovra di inversione del movimento dell'attrezzo - dallo scarico al rollback o viceversa.

Come ulteriore esempio, una corsa del joystick lungo una direzione rettilinea ad un angolo dall'asse x e dall'asse y e passando per la posizione neutra corrisponde ad una manovra di inversione di entrambi il movimento del braccio -da sollevamento ad abbassamento o viceversa - e dell?attrezzo - dallo scarico al rollback o viceversa.

Il procedimento di controllo per azionare sia il braccio che l'attrezzo comprende le fasi di:

a) acquisire un segnale o dati indicativi della posizione del joystick lungo detto preimpostato asse di azionamento del braccio e detto preimpostato asse di azionamento dell'attrezzo, acquisire un segnale o dati indicativi della posizione del braccio lungo il percorso di corsa del braccio e acquisire un segnale o dati indicativi della posizione dell'attrezzo lungo il percorso di corsa dell'attrezzo;

b) in base a detto segnale o dati indicativi della posizione del joystick, determinare una prima differenza di posizione del joystick tra la componente effettiva della posizione del joystick lungo detto preimpostato asse di azionamento del braccio in un primo istante di tempo e una posizione neutra del joystick lungo detto preimpostato asse di azionamento del braccio;

c) in base al segnale o ai dati indicativi della posizione del braccio, determinare una prima posizione del braccio lungo un percorso di corsa del braccio in un primo istante di tempo;

d) in base al segnale o ai dati indicativi della posizione del braccio, determinare una seconda posizione del braccio lungo detto percorso di corsa del braccio in un secondo istante di tempo, successivo rispetto a detto primo istante di tempo;

f) se la differenza di posizione del braccio determinata ? inferiore a una predeterminata soglia di differenza di posizione del braccio e la prima differenza di posizione del joystick determinata ? maggiore di una prima predeterminata soglia di differenza di posizione del joystick, fornire una corrente di pilotaggio ridotta o una corrente di pilotaggio nulla alla prima elettrovalvola direzionale, in modo da rallentare o arrestare il movimento del braccio;

g) in base a detto segnale o dati indicativi della posizione del joystick, determinare una seconda differenza di posizione del joystick tra la componente effettiva della posizione del joystick lungo detto preimpostato asse di azionamento dell'attrezzo in un primo istante di tempo e una posizione neutra del joystick lungo detto preimpostato secondo asse di azionamento dell'attrezzo;

h) in base al segnale o ai dati indicativi della posizione dell'attrezzo, determinare una prima posizione dell'attrezzo lungo un percorso di corsa dell'attrezzo in un primo istante di tempo; i) in base al segnale o ai dati indicativi della posizione dell'attrezzo, determinare una seconda posizione dell'attrezzo lungo detto percorso di corsa dell'attrezzo nel secondo istante di tempo, successivo rispetto a detto primo istante di tempo;

l) determinare una differenza di posizione di attrezzo tra la seconda posizione e la prima posizione di attrezzo;

m) se la differenza di posizione dell'attrezzo determinata ? inferiore a una predeterminata soglia di differenza di posizione di attrezzo e la seconda differenza di posizione del joystick determinata ? maggiore di una predeterminata seconda soglia di differenza di posizione del joystick, fornire una corrente di pilotaggio ridotta o una corrente di pilotaggio nulla alla seconda elettrovalvola direzionale, in modo da rallentare o arrestare il movimento dell'attrezzo.

Tutte le forme di realizzazione preferite sopra descritte per il procedimento di controllo per azionare il movimento di un braccio e per il procedimento di controllo per azionare il movimento di un attrezzo possono essere applicate anche al procedimento di controllo per l'azionamento del movimento del braccio e dell'attrezzo collegato a detto braccio in una macchina operatrice alimentata da un motore.

La presente invenzione ? inoltre riferita ad un sistema di controllo per una macchina operatrice, comprendente:

- primi mezzi di ingresso atti a ricevere almeno un segnale o dati indicativi della posizione, lungo un preimpostato asse di azionamento del braccio in un'area di controllo, di un joystick controllato da un utente per azionare un braccio, e secondi mezzi di ingresso atti a ricevere almeno un segnale o dati indicativi della posizione del braccio lungo un percorso di corsa del braccio; e

- primi mezzi di uscita atti ad emettere almeno un segnale indicativo di corrente di pilotaggio destinato a controllare un grado di apertura di un'elettrovalvola direzionale di mezzi di azionamento idraulico di detto braccio.

Questo sistema di controllo ? predisposto per eseguire un procedimento di controllo per azionare il movimento di un braccio secondo le forme di realizzazione descritte sopra.

L'invenzione si riferisce anche ad un sistema di controllo per una macchina operatrice, comprendente:

- primi mezzi di ingresso atti a ricevere almeno un segnale o dati indicativi della posizione, lungo un preimpostato asse di azionamento dell'attrezzo in un'area di controllo, di un joystick controllato da un utente per azionare un attrezzo collegato a un braccio e secondi mezzi di ingresso atti a ricevere almeno un segnale o dati indicativi della posizione dell'attrezzo lungo un percorso di corsa dell'attrezzo;

- primi mezzi di uscita atti a emettere almeno un segnale indicativo di corrente di pilotaggio destinato a controllare un grado di apertura di un'elettrovalvola direzionale di mezzi di azionamento idraulico di detto attrezzo.

Questo sistema di controllo ? predisposto per eseguire un procedimento di controllo per azionare il movimento di un attrezzo secondo le forme di realizzazione descritte sopra.

Chiaramente, un sistema di controllo pu? essere previsto anche per il procedimento di controllo per l'azionamento del movimento del braccio e dell'attrezzo collegato a detto braccio in una macchina operatrice alimentata da un motore.

In tal caso, il sistema di controllo comprende:

- primi mezzi di ingresso atti a ricevere almeno un segnale o dati indicativi della posizione, lungo un preimpostato asse di azionamento del braccio e lungo un preimpostato asse di azionamento dell'attrezzo in un'area di controllo, di un joystick controllato da un utente per azionare, rispettivamente, un braccio e un attrezzo collegato al braccio;

- secondi mezzi di ingresso atti a ricevere almeno un segnale o dati indicativi della posizione del braccio lungo un percorso di corsa del braccio;

- terzi mezzi di ingresso atti a ricevere almeno un segnale o dati indicativi della posizione dell'attrezzo lungo un percorso di corsa dell'attrezzo;

- primi mezzi di uscita atti ad emettere almeno un segnale indicativo di corrente di pilotaggio destinato a controllare un grado di apertura di una prima elettrovalvola direzionale di primi mezzi di azionamento idraulico di detto braccio;

- secondi mezzi di uscita atti ad emettere almeno un segnale indicativo di corrente di pilotaggio destinato a controllare un grado di apertura di una seconda elettrovalvola direzionale di secondi mezzi di azionamento idraulico di detto attrezzo.

Il sistema di controllo sar? predisposto per eseguire un procedimento di controllo per azionare il movimento del braccio e dell'attrezzo collegato a detto braccio secondo l'esempio fornito in precedenza.

La presente invenzione riguarda anche una macchina operatrice, in particolare una pala gommata compatta, comprendente:

- motore di propulsione della macchina operatrice;

- un braccio;

- un joystick controllato operativamente da un utente per azionare il braccio, il joystick essendo mobile in un'area di controllo predeterminata secondo un preimpostato asse di azionamento del braccio per azionare il braccio;

- mezzi di azionamento idraulico per azionare il braccio, in cui i mezzi di azionamento idraulico includono un cilindro idraulico operativamente collegato al braccio, ed un'elettrovalvola direzionale il cui grado di apertura ? atto a controllare il flusso di un fluido di lavoro al cilindro idraulico, il grado di apertura di detta elettrovalvola direzionale essendo comandata operativamente mediante una sua corrente di pilotaggio;

- una pompa idraulica azionata dal motore della macchina operatrice per produrre la pressione idraulica del fluido di lavoro;

- primi mezzi sensori per rilevare la posizione del braccio lungo un percorso di corsa del braccio;

- un sistema di controllo atto ad attuare un procedimento di controllo per azionare il movimento di un braccio, avente le caratteristiche sopra descritte.

Come indicato nella figura 4, il primo mezzo sensore per rilevare la posizione del braccio lungo un percorso di corsa del braccio pu? essere un sensore di posizione del braccio 40.

In un ulteriore aspetto, l'invenzione riguarda una macchina operatrice, in particolare una pala gommata compatta, comprendente:

- motore di propulsione della macchina operatrice;

- un braccio;

- un attrezzo collegato al braccio;

- un joystick controllato operativamente da un utente per azionare l?attrezzo, il joystick essendo mobile in un'area di controllo predeterminata secondo un preimpostato asse di azionamento dell'attrezzo per azionare l'attrezzo;

- mezzi di azionamento idraulico per azionare l'attrezzo, in cui i mezzi di azionamento idraulico includono un cilindro idraulico operativamente collegato all'attrezzo, ed un'elettrovalvola direzionale il cui grado di apertura ? atto a controllare il flusso di un fluido di lavoro al cilindro idraulico, il grado di apertura di detta elettrovalvola direzionale essendo operativamente controllato mediante una sua corrente di pilotaggio;

- primi mezzi sensori per rilevare la posizione dell'attrezzo lungo un percorso di corsa dell'attrezzo;

- un sistema di controllo atto ad attuare un procedimento di controllo per azionare il movimento di un attrezzo, avente le caratteristiche sopra descritte.

Come indicato nella figura 4, il primo mezzo sensore per rilevare la posizione dell'attrezzo lungo un percorso di corsa dell'attrezzo pu? essere un sensore di posizione dell'attrezzo 42.

Inoltre, pu? essere prevista anche una macchina operatrice, in particolare pala gommata compatta, comprendente:

- motore di propulsione della macchina operatrice;

- un braccio;

- un attrezzo collegato al braccio;

- un joystick controllato operativamente da un utente per azionare l'attrezzo, il joystick essendo mobile in un'area di controllo predeterminata secondo un preimpostato asse di azionamento del braccio per azionare il braccio e secondo un preimpostato asse di azionamento dell'attrezzo per azionare l?attrezzo;

- primi mezzi di azionamento idraulico per azionare il braccio, in cui i primi mezzi di azionamento idraulico includono un primo cilindro idraulico operativamente collegato al braccio, e una prima elettrovalvola direzionale il cui grado di apertura ? atto a controllare il flusso di un fluido di lavoro al primo cilindro idraulico, il grado di apertura di detta prima elettrovalvola direzionale essendo operativamente controllato per mezzo di una sua corrente di pilotaggio;

- secondi mezzi di azionamento idraulico per azionare l?attrezzo, in cui i secondi mezzi di azionamento idraulico includono un secondo cilindro idraulico operativamente collegato all?attrezzo, e una seconda elettrovalvola direzionale il cui grado di apertura ? atto a controllare il flusso di un fluido di lavoro al secondo cilindro idraulico, il grado di apertura di detta seconda elettrovalvola direzionale essendo operativamente controllato per mezzo di una sua corrente di pilotaggio;

- secondi mezzi sensori per rilevare la posizione dell'attrezzo lungo un percorso di corsa dell'attrezzo;

- un sistema di controllo atto ad attuare un procedimento di controllo per azionare il movimento del braccio e dell'attrezzo collegato a detto braccio avente le caratteristiche prima descritte.

Come indicato nella figura 4, il primo mezzo sensore per rilevare la posizione del braccio lungo un percorso di corsa del braccio pu? essere il sensore di posizione del braccio 40 e il secondo mezzo sensore per rilevare la posizione dell'attrezzo lungo un percorso di corsa dell'attrezzo pu? essere il sensore di posizione dell?attrezzo 42.

Ad esempio, il sensore di posizione del braccio 40 pu? essere un sensore di rilevamento dell'angolo, o un sensore lineare accoppiato a un cilindro del braccio, o un sensore di pressione accoppiato ad una camera inferiore di un cilindro del braccio. Ad esempio, il sensore di posizione dell?attrezzo 42 pu? essere un sensore di rilevamento dell'angolo, o un sensore lineare accoppiato a un cilindro dell'attrezzo, o un sensore di pressione accoppiato a una camera inferiore di un cilindro dell'attrezzo.

Le forme di realizzazione esemplificative sono descritte in dettaglio sufficiente per consentire agli esperti del ramo di implementare un sistema di controllo in una macchina operatrice predisposto per eseguire il procedimento di controllo qui descritto.

Naturalmente, fermo restando il principio dell'invenzione, le forme di realizzazione ed i particolari costruttivi potranno ampiamente variare da quelli descritti ed illustrati a puro titolo di esempio non limitativo, senza per questo uscire dall'ambito dell'invenzione cos? come definito nelle rivendicazioni allegate.

Claims

RIVENDICAZIONI

1. Procedimento di controllo per azionare il movimento di un braccio in una macchina operatrice alimentata da un motore;

in cui l'azionamento del braccio avviene per mezzo di un joystick controllato da un operatore, un movimento del joystick in un'area di controllo predeterminata secondo un preimpostato asse di azionamento del braccio provoca l'azionamento del braccio mediante mezzi di azionamento idraulico, in cui i mezzi di azionamento idraulico includono un cilindro idraulico collegato operativamente al braccio, e un'elettrovalvola direzionale il cui grado di apertura ? atto a controllare il flusso di un fluido di lavoro al cilindro idraulico;

la velocit? di azionamento del braccio essendo controllata dal grado di apertura dell'elettrovalvola direzionale per mezzo di una sua corrente di pilotaggio in funzione di una componente della posizione del joystick lungo detto preimpostato asse di azionamento del braccio nell'area di controllo;

il procedimento di controllo comprendendo le fasi di:

b) in base a detto segnale o dati indicativi della posizione del joystick, determinare una differenza di posizione del joystick tra la componente effettiva della posizione del joystick lungo detto preimpostato asse di azionamento del braccio in un primo istante e una posizione neutra del joystick lungo detto preimpostato asse di azionamento del braccio;

c) in base al segnale o dati indicativi della posizione del braccio, determinare una prima posizione del braccio lungo il percorso di corsa del braccio in detto primo istante di tempo;

f) se la differenza di posizione del braccio determinata ? inferiore a una predeterminata soglia di differenza di posizione del braccio e la differenza di posizione del joystick determinata ? maggiore di una predeterminata soglia di differenza di posizione del joystick, fornire una corrente di pilotaggio ridotta o una corrente di pilotaggio nulla all'elettrovalvola direzionale in modo da rallentare o arrestare il movimento del braccio.

2. Procedimento di controllo secondo la rivendicazione 1, comprendente inoltre la fase di:

- acquisire un segnale o dati indicativi della modalit? operativa della macchina operatrice nel tempo;

in cui il valore della predeterminata soglia di differenza di posizione del braccio ? determinato in base alla modalit? operativa indicata da detto segnale o dati indicativi della modalit? operativa della macchina operatrice.

3. Procedimento di controllo per azionare il movimento di un attrezzo collegato a un braccio in una macchina operatrice alimentata da un motore; in cui l'azionamento dell'attrezzo avviene per mezzo di un joystick controllato da un operatore, un movimento del joystick in un'area di controllo predeterminata secondo un preimpostato asse di azionamento dell'attrezzo provoca l'azionamento dell'attrezzo mediante mezzi di azionamento idraulico,

in cui i mezzi di azionamento idraulico includono un cilindro idraulico collegato operativamente all'attrezzo, e un'elettrovalvola direzionale il cui grado di apertura ? atto a controllare il flusso di un fluido di lavoro al cilindro idraulico;

la velocit? di azionamento dell'attrezzo essendo controllata dal grado di apertura dell'elettrovalvola direzionale per mezzo di una sua corrente di pilotaggio in funzione di un componente della posizione del joystick lungo detto preimpostato asse di azionamento dell'attrezzo nell'area di controllo;

il procedimento di controllo comprendendo le fasi di:

a) acquisire, un segnale o dati indicativi della posizione del joystick lungo detto preimpostato asse di azionamento dell'attrezzo e un segnale o dati indicativi della posizione dell'attrezzo lungo un percorso di corsa dell'attrezzo nel tempo;

b) in base a detto segnale o dati indicativi della posizione del joystick, determinare la differenza di posizione del joystick tra la componente effettiva della posizione del joystick lungo detto preimpostato asse di azionamento dell'attrezzo in un primo istante e una posizione neutra del joystick lungo detto preimpostato asse di azionamento dell'attrezzo;

c) in base a detto segnale o dati indicativi della posizione dell'attrezzo lungo il percorso di corsa dell'attrezzo, determinare una prima posizione dell'attrezzo lungo un percorso di corsa dell'attrezzo in detto primo istante di tempo;

e) determinare una differenza di posizione di attrezzo tra la seconda posizione e la prima posizione di attrezzo;

f) se la differenza di posizione di attrezzo determinata ? inferiore a una predeterminata soglia di differenza di posizione di attrezzo e la differenza di posizione di joystick determinata ? superiore ad una predeterminata soglia di differenza di posizione di joystick, fornire una corrente di pilotaggio ridotta o una corrente di pilotaggio nulla all'elettrovalvola direzionale in modo da rallentare o interrompere il movimento dell'attrezzo.

4. Procedimento di controllo secondo la rivendicazione 3, comprendente inoltre la fase di:

- acquisire un segnale o dati indicativi nel tempo della modalit? operativa della macchina operatrice;

in cui il valore della predeterminata soglia di differenza di posizione di attrezzo ? determinato in base alla modalit? operativa indicata da detto segnale o dati indicativi della modalit? operativa della macchina operatrice.

5. Procedimento di controllo secondo la rivendicazione 2 o 4, in cui l'intervallo di tempo tra il primo istante di tempo e il secondo istante di tempo ? determinato nel tempo in base alla modalit? operativa indicata da detto segnale o dati indicativi della modalit? operativa della macchina operatrice.

6. Procedimento di controllo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, comprendente inoltre la fase di:

- acquisire un segnale o dati indicativi della velocit? di rotazione del motore della macchina operatrice;

in cui i valori della predeterminata soglia di differenza di posizione del joystick sono determinati in base alla velocit? di rotazione indicata da detto segnale o dati indicativi della velocit? di rotazione del motore della macchina operatrice.

7. Sistema di controllo per una macchina operatrice, comprendente:

- primi mezzi di ingresso atti a ricevere almeno un segnale o dati indicativi della posizione, lungo un preimpostato asse di azionamento del braccio in un'area di controllo, di un joystick controllato da un operatore per azionare un braccio;

- primi mezzi di uscita atti ad emettere almeno un segnale indicativo di corrente di pilotaggio destinato a controllare un grado di apertura di un'elettrovalvola direzionale di mezzi di azionamento idraulico di detto braccio;

il sistema di controllo essendo predisposto per eseguire un procedimento di controllo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 1, 2, 5 e 6.

8. Sistema di controllo per una macchina operatrice, comprendente:

- primi mezzi di ingresso atti a ricevere almeno un segnale o dati indicativi della posizione, lungo un preimpostato asse di azionamento dell'attrezzo in un'area di controllo, di un joystick controllato da un operatore per azionare un attrezzo collegato ad un braccio;

- secondi mezzi di ingresso atti a ricevere almeno un segnale o dati indicativi della posizione dell'attrezzo lungo un percorso di corsa dell'attrezzo;

- primi mezzi di uscita atti a emettere almeno un segnale indicativo di corrente di pilotaggio destinato a controllare un grado di apertura di un'elettrovalvola direzionale di mezzi di azionamento idraulico di detto attrezzo;

il sistema di controllo essendo predisposto per eseguire un procedimento di controllo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 3 a 6.

9. Macchina operatrice, in particolare pala gommata compatta, comprendente

- motore di propulsione della macchina operatrice;

- un braccio;

- un joystick controllato operativamente da un operatore per l'azionamento del braccio, il joystick essendo mobile in una area di controllo predeterminata secondo un preimpostato asse di azionamento del braccio per azionare il braccio;

- un sistema di controllo secondo la rivendicazione 7.

10. Macchina operatrice, in particolare pala gommata compatta, comprendente

- motore di propulsione della macchina operatrice;

- un braccio;

- un attrezzo collegato al braccio;

- un joystick comandato operativamente da un operatore per azionare l'attrezzo, il joystick essendo mobile in un'area di controllo predeterminata secondo un preimpostato asse di azionamento dell'attrezzo per azionare l'attrezzo; - mezzi di azionamento idraulico per azionare l'attrezzo, in cui i mezzi di azionamento idraulico includono un cilindro idraulico operativamente collegato all'attrezzo, ed un'elettrovalvola direzionale il cui grado di apertura ? atto a controllare il flusso di un fluido di lavoro al cilindro idraulico, il grado di apertura di detta elettrovalvola direzionale essendo operativamente comandata mediante una sua corrente di pilotaggio; - una pompa idraulica azionata dal motore della macchina operatrice per produrre la pressione idraulica del fluido di lavoro;

- un sistema di controllo secondo la rivendicazione 8.