JP6727740B2 - 掘削器具の機首方位制御 - Google Patents
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Description
40、45 100 掘削機
102 機体シャーシ
104 掘削リンケージアセンブリ
114 回転掘削器具
106 制御アーキテクチャ
108 掘削機ブーム
110 掘削機スティック
112 器具カプラ
114 回転掘削器具
130 重なった領域
140 障害物参照
142 障害物
150 所定の間隙距離
152 緩衝距離
310 傾斜制御データベース
314 障害物参照データ
Claims (15)
- 機体シャーシ、掘削リンケージアセンブリ、回転掘削器具、および制御アーキテクチャを含む掘削機であって、
前記掘削リンケージアセンブリが、掘削機ブーム、掘削機スティック、および器具カプラを含み、
前記掘削リンケージアセンブリが、前記機体シャーシと共にまたは前記機体シャーシに対して相対的にスイングするよう構成され、
前記掘削機スティックが、回転軸C周りに前記掘削機ブームに対して相対的に回転するよう構成され、
前記回転掘削器具が、前記器具カプラによって前記掘削機スティックに機械的に結合されており、前記回転掘削器具の先端部が、該回転掘削器具の機首方位ベクトルと前記回転軸Cに対して垂直な基準平面との間において測定される、回転掘削器具機首方位角度θIに少なくとも基づいて、回転掘削器具機首方位
を定めるように、前記回転軸Cと異なり、前記回転軸Cと交差する、回転軸R周りに回転するよう構成され、
前記制御アーキテクチャが、1以上の動的センサ、1以上のリンケージアセンブリアクチュエータ、および1以上のコントローラを含み、
前記1以上のコントローラが、
前記動的センサからの位置信号を用いて、傾斜制御データベースからの障害物参照データおよび前記傾斜制御データベースからの地図情報に少なくとも部分的に基づいて、障害物参照に対して相対的な前記回転掘削器具の前記先端部の位置を生成する工程であって、前記障害物参照は、障害物外周の周囲に設けられ、緩衝距離だけ該障害物の外周から離間されているものである、工程と、
前記動的センサからの器具縁部信号、前記障害物参照に対して相対的な前記掘削機の前記位置、および前記地図情報を用いて、前記障害物参照に対して相対的な前記回転掘削器具の前記先端部の最接近器具縁部の位置を示す最接近器具縁部信号を生成する工程と、
前記回転掘削器具を前記回転軸R周りに迂回回転させるために、前記リンケージアセンブリアクチュエータを用いて、前記回転掘削器具機首方位角度θIの回転角度の調整により、前記回転掘削器具機首方位
を調節する工程であって、前記回転軸R周りの迂回回転の程度に、前記最接近器具縁部と前記障害物参照との重なりの全てから離れる方向の前記回転軸Rの回りの迂回回転の角度が含まれる、工程と
を行うための機械可読命令を実行するようプログラムされた
ことを特徴とする掘削機。 - 前記最接近器具縁部が前記障害物参照と重なるときに、前記迂回回転が開始されるよう、前記1以上のコントローラがプログラムされた、請求項1記載の掘削機。
- 前記最接近器具縁部がもはや前記障害物参照と重なっていないときに、または前記最接近器具縁部が前記障害物参照から離れた所定の間隙距離に到達したときに、前記迂回回転が終了される、請求項2記載の掘削機。
- 前記所定の間隙距離が、約1インチ(2.54cm)から約2インチ(5.08cm)までを含み、ユーザによってカスタマイズ可能である、請求項3記載の掘削機。
- 前記回転掘削器具の迂回回転が、前記回転軸R周りに約0度と約90度との間であるよう、前記1以上のコントローラがプログラムされた、請求項1記載の掘削機。
- 前記最接近器具縁部が前記障害物参照の所定の接近距離以内にあるときに、前記迂回回転が開始されるよう、前記1以上のコントローラがプログラムされた、請求項1記載の掘削機。
- 前記最接近器具縁部がもはや前記障害物参照の前記所定の接近距離以内にないときに、または前記最接近器具縁部が前記障害物参照から離れた所定の間隙距離に到達したときに、前記迂回回転が終了される、請求項6記載の掘削機。
- 前記障害物参照が、前記障害物の前記外周の周囲に設けられ、且つ、前記最接近器具縁部が前記障害物に接触する前に前記リンケージアセンブリアクチュエータが前記迂回回転を完了するのを可能にするのに十分な前記緩衝距離において、前記障害物の前記外周から離間されたものである、請求項1記載の掘削機。
- 前記緩衝距離がオペレータによってカスタマイズ可能であり、約1インチ(2.54cm)から約6インチ(15.24cm)までを含み、
前記障害物が、前記掘削機が動作する動作地帯内における、スロープ、盛り土、溝のうちの1つによる、地面の高低差である高度変化を有する地盤、配置された物体、またはそれらの組合せを含み、
前記配置された物体が、擁壁、マンホールの入口、歩道、またはそれらの組合せを含む、請求項10記載の掘削機。 - 前記1以上の動的センサが、全地球的航法衛星システム(GNSS)受信器、ユニバーサルトータルステーション(UTS)およびマシンターゲット、慣性計測装置(IMU)、傾斜計、加速度計、ジャイロスコープ、角速度センサ、回転位置センサ、位置検出シリンダ、重力に基づく角度センサ、インクリメンタルエンコーダ、またはそれらの組合せを含む、請求項1記載の掘削機。
- 前記1以上の動的センサが、前記回転掘削器具の回転角度を表す信号を生成するよう構成された回転角度センサを含む、請求項1記載の掘削機。
- 掘削機の回転掘削器具のチルトおよび回転を自動化する方法において、
機体シャーシ、掘削リンケージアセンブリ、回転掘削器具、および制御アーキテクチャを含む掘削機であって、前記制御アーキテクチャが、1以上の動的センサ、1以上のリンケージアセンブリアクチュエータ、および1以上のコントローラを含む、掘削機を設ける工程であって、
前記掘削リンケージアセンブリが、掘削機ブーム、掘削機スティック、および器具カプラを含み、
前記掘削リンケージアセンブリが、前記掘削機のスイング軸S周りに、前記機体シャーシと共にまたは前記機体シャーシに対して相対的にスイングするよう構成され、
前記掘削機スティックが、回転軸C周りに前記掘削機ブームに対して相対的に回転するよう構成され、
前記回転掘削器具が、前記器具カプラによって前記掘削機スティックに機械的に結合されており、前記回転掘削器具の先端部が、該回転掘削器具の該先端部の機首方位ベクトルと前記回転軸Cに対して垂直な基準平面との間において測定される、回転掘削器具機首方位角度θIに少なくとも基づいて、回転掘削器具機首方位
であって、前記回転掘削器具の前記先端部の前記機首方位ベクトルの方向を定めるように、前記回転軸Cと異なり、前記回転軸Cと交差する、回転軸R周りに回転するよう構成された、
掘削機を設ける工程と、
前記動的センサからの位置信号を用いて、傾斜制御データベースからの障害物参照データおよび前記傾斜制御データベースからの地図情報に少なくとも部分的に基づいて、障害物参照に対して相対的な前記回転掘削器具の前記先端部の位置を生成する工程であって、前記障害物参照は、障害物外周の周囲に設けられ、緩衝距離だけ該障害物の外周から離間されているものである、工程と、
前記動的センサからの器具縁部信号、前記障害物参照に対して相対的な前記掘削機の前記位置、および前記地図情報を用いて、前記障害物参照に対して相対的な前記回転掘削器具の前記先端部の最接近器具縁部の位置を示す最接近器具縁部信号を生成する工程と、
前記回転掘削器具を前記回転軸R周りに迂回回転させるために、前記リンケージアセンブリアクチュエータを用いて、前記回転掘削器具機首方位角度θIの回転角度の調整により、前記回転掘削器具機首方位
を調節する工程であって、前記回転軸R周りの迂回回転の程度に、前記最接近器具縁部と前記障害物参照との重なりの全てから離れる方向の前記回転軸Rの回りの迂回回転の角度が含まれる、工程と
を含むことを特徴とする方法。 - 掘削機および傾斜制御データベースを含む傾斜制御システムにおいて、
前記傾斜制御データベースが、地図情報と、障害物参照を含む障害物参照データとを含み、前記障害物参照は、障害物外周の周囲に設けられ、緩衝距離だけ該障害物の外周から離間されているものであり、
前記掘削機が、機体シャーシ、掘削リンケージアセンブリ、回転掘削器具、および制御アーキテクチャを含み、
前記掘削リンケージアセンブリが、掘削機ブーム、掘削機スティック、および器具カプラを含み、
前記掘削リンケージアセンブリが、前記機体シャーシと共にまたは前記機体シャーシに対して相対的にスイングするよう構成され、
前記掘削機スティックが、回転軸C周りに前記掘削機ブームに対して相対的に回転するよう構成され、
前記回転掘削器具が、前記器具カプラによって前記掘削機スティックに機械的に結合されており、前記回転掘削器具の先端部が、該回転掘削器具の機首方位ベクトルと前記回転軸Cに対して垂直な基準平面との間において測定される、回転掘削器具機首方位角度θIに少なくとも基づいて、回転掘削器具機首方位
であって、前記回転掘削器具の前記先端部の前記機首方位ベクトルの方向を定めるように、前記回転軸Cと異なり、前記回転軸Cと交差する、回転軸R周りに回転するよう構成され、
前記制御アーキテクチャが、1以上の動的センサ、1以上のリンケージアセンブリアクチュエータ、および1以上のコントローラを含み、
前記1以上のコントローラが、
前記動的センサからの位置信号を用いて、前記傾斜制御データベースからの前記障害物参照および前記地図情報に対して相対的な前記回転掘削器具の前記先端部の位置を生成する工程と、
前記動的センサからの器具縁部信号、前記障害物参照に対して相対的な前記掘削機の前記位置、および前記地図情報を用いて、前記障害物参照に対して相対的な前記回転掘削器具の前記先端部の最接近器具縁部の位置を示す最接近器具縁部信号を生成する工程と、
前記回転掘削器具を前記回転軸R周りに迂回回転させるために、前記リンケージアセンブリアクチュエータを用いて、前記回転掘削器具機首方位角度θIの回転角度の調整により、前記回転掘削器具機首方位
を調節する工程であって、前記回転軸R周りの迂回回転の程度に、前記最接近器具縁部と前記障害物参照との重なりの全てから離れる方向の前記回転軸Rの回りの迂回回転の角度が含まれる、工程と
を行うための機械可読命令を実行するようプログラムされた
ことを特徴とするシステム。
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