SE508827C2 - Förfarande för att fastställa positionen hos ett långsträckt föremål. - Google Patents

Description

15 20 25 30 35 508 827 Ett syfte med den föreliggande uppfinningen är att presentera ett förbättrat förfarande för att fastställa positionen hos ett lång- sträckt stycke, varvid det långsträckta stycket är en bomkon- struktion eller en del därav och förfarandet används för mätning av höjdpositionen och/eller den horisontella utsträckningen hos bomkonstruktioner eller delar därav. Sàlunda är huvudsyftet med uppfinningen att förbättra teknikens ståndpunkt inom området.

För att uppnå detta mål kännetecknas uppfinningens förfarande primärt med de följande skedena: - det använda långsträckta stycket är bomkonstruktionen, eller en del därav, hos en arbetsmaskin, såsom en grävma- skin, personlyft eller liknande, vilken är anordnad för att va- ra svängbar väsentligen i vertikalplanet kring en ledpunkt, - i bomkonstruktionen eller delen därav bestäms två punkter, mellan vilka avståndet är känt, företrädesvis konstant, var- vid åtminstone en av punkterna är en ledpunkt, - en beräkningsformel av följande allmänna modell är införd i beräkningsenheten: (Pi = k * ms). varvid Pi = den önskade projektionen av avståndet mellan punkterna i mätningsplanet, K = Llg, varvid L = avståndet mellan punkterna och gravitationsacceleration, och ms = accelerationsgivarens mätsignal, möjligtvis modifierad av en analog operator, om nödvändigt till en kvantitet lämplig för beräkningsenheten, och 10 15 20 25 30 35 508 827 - accelerationsgivarens mätriktning väljs antingen väsentli- gen vinkelrät mot den raka linjen mellan de tvà punkterna, varvid, genom användning av mätningsgivarens mätsignal, den horisontella utsträckningen av bomkonstruktionen eller en del därav tillhandahålls genom beräkningsformeln (Pi = K * ms), och/eller accelerationsgivarens mätriktning väljs väsentligen för att sammanfalla med den longitudinella riktningen hos den raka linjen mellan de tvà punkterna, varvid, genom användning av mätningsgivarens mätsignal, bomkonstruktionens höjdposition tillhandahålls med beräk- ningsformeln (Pi = K * ms).

Huvudfördelarna hos det ovan presenterade förfarandet inklude- rar först och främst det faktum att de komponenter som fordras för tillämpningen av förfarandet enkelt kan monteras på även i efterhand pä en bomkonstruktion som inte är försedd med ut- rustning för mätning av höjdpositionen och/eller den horisontella utsträckningen eller hos vilken den nämnda mätutrustningen mäste bytas ut. Skyddade accelerationsgivare kan exempelvis på grävmaskiner monteras pä den del av bomkonstruktionen som skall mätas. Monteringen kan även utföras av entreprenören själv, utan specialverktyg. För det andra erhålls data för höjdpo- sitionen och/eller den horisontella utsträckningen under använ- dande av enkel, analog elektronik. Sålunda är totalkostnaderna för användaren för den erfordrade utrustningen överkomliga tack vare den enkla elektroniken, och framställningen av utrustningen som fordras för tillämpning av förfarandet är billig även vid smä serier.

Hos arbetsmaskiner, såsom grävmaskiner, personlyftar eller lik- nande, är bomkonstruktionen eller en del därav anordnad för att vara svängbar väsentligen i det vertikala planet kring en led- punkt. En bomkonstruktion av detta slag kan innefatta flera delar, av vilka den första är ledad i ramen hos arbetsmaskinen, såsom en grävmaskin eller en personlyft, och av vilka de andra är 10 15 20 25 30 35 508 827 sammanfogade med leder pà ett sådant sätt att den andra delan av bomkonstruktionen är ledad vid den fria änden av den första delen, etc. Det är sàlunda möjligt att erhålla den totala höjdposi- tionen och/eller den totala horisontella utsträckning hos bom- konstruktionen under användande av en tillämpning av förfaran- det, varvid åtminstone en accelerationsgivare är placerad i an- slutning till varje del hos bomkonstruktionen, genom att summera samman höjdpositionerna eller de horisontella utsträckningarna för de separata delarna hos bomkonstruktionen. Till att börja med är det fördelaktigt att välja ledpunkten kring vilken bom- konstruktionen eller en del därav är anordnad för att svänga vä- sentligen i vertikalplanet. Ett annat viktigt särdrag hos tillämp- ningen är det faktum att de pà ett känt avstånd frän varandra belägna punkterna är positionerade på ett sådant sätt att den ra- ka linjen mellan dem är parallell med den longitudinella rikt- ningen hos bomkonstruktionen eller delen därav. Vidare är ett viktigt särdrag hos tillämpningen det faktum att det valda av- ståndet mellan punkterna är den operativa längden hos bom- konstruktionen eller delen därav. l detta sammanhang hänför sig den operativa längden till mätningen av positionen hos bomkon- struktionen eller delen därav väsentligen mellan tvä ledpunkter enligt förfarandet. Sålunda är den första punkten ledpunkten mellan en del hos bomkonstruktionen och arbetsmaskinens ram eller mellan de tvä punkterna i bomkonstruktionen. Den andra punkten är då ledpunkten mellan den operativa punkten i anslut- ning till bomkonstruktionen hos arbetsmaskinen, såsom skopa eller arbetsbur hus en personlyft, eller ledpunkten ansluten till nästa del hos bomkonstruktionen.

Förfarandet enligt uppfinningen kan enkelt tillämpas med hjälp av beräkning pà ett sådant sätt att accelerationsgivarens mät- riktning väljs för att vara antingen väsentligen vinkelrät mot den raka linjen mellan de tvä punkterna eller att sammanfalla med den longitudinella riktningen hos den raka linjen mellan de två punkterna. Med hjälp av enkel beräkning, som beskrivs längre fram, är det sålunda möjligt att rak från mätningsgivarens mät- 10 15 20 25 30 35 508 827 signal i det förra fallet erhålla den horisontella utsträckningen och i det senare fallet höjdpositionen hos bomkonstruktionen el- ler delen därav. Följaktligen är det fördelaktigt att vid åtminstone vissa tillämpningar anordna två accelerationsgivare i varje bom- konstruktion eller del därav, vilkas mätriktningar väljs pá det ovan beskrivna sättet för att exempelvis vara bomkonstruktio- nens longitudinella riktning och vinkelrät mot den longitudinella riktningen, varvid bägge de projektioner som skall uppnås med hjälp av förfarandet kan erhållas samtidigt under användande av en enkel beräkningsformel. ' Uppfinningen avser även användande av en accelerationsgivare som ett element för att mäta positionen hos ett långsträckt stycke, i synnerhet en bomkonstruktion och/eller en del därav i anslutning till en arbetsmaskin. l det följande beskrivs uppfinningen mer i detalj med hänvisning till den bifogade ritningen, vilken schematiskt illustrerar mät- ningsförfarandet.

Med hänvisning till ritningen visas med hänvisningsiffran 1 ett långsträckt stycke, såsom en bomkonstruktion eller en del därav.

En accelerationsgivare 2 är placerad i anslutning till det lång- sträckta stycket 1. Accelerationsgivarens 2 mätrikning m väljs för att vara vinklerät mot den raka linjen mellan punkterna p1 och pg, och riktningen hos gravitationsaccelerationen visas med pi- len g. Avståndet mellan punkterna p1 och pg, vilket är känt enligt uppfinningen, visas med bokstaven L. Höjdpositionen hos delen pg hos det långsträckta stycket 1 indikeras på ritningen med bokstaven Pk och den horisontella utsträckningen hos det lång- sträckta stycket 1 med bokstaven Pj. På ritningen skall det i syn- nerhet även noteras att accelerationsgivarens mätriktning m är effektiv i samma plan som gravitationsaccelerationen g.

Med användning av ritningens hänvisningsbeteckningar kan det trigonometriskt härledas att vinkeln a1 mellan horisontalplanet 10 15 20 25 30 35 508 827 och den raka linjen mellan punkterna p1 och pg är lika med vin- keln ag mellan gravitationsaccelerationens g riktning och accele- rationsgivarens 2 mätriktning. l det följande är vinklarna a1 och a2 för enkelhetens skull indikerade med bokstaven a.

Under användande av ritningens hänvisningsbeteckningar kan cosinus av lutningsvinkeln a beräknas utifrån accelerationsgiva- rens 2 signal ms såsom följer: ms = g * cos (a) cos (a) = ms/g Å andra sidan gäller att den horisontella utsträckningen P| = L * cos (a), vilket resulterar i: Pl = L " (ms/Q) = (L/Q) * ms När L/g är en konstant K följer att: P| = K * ms Följaktligen kan den horisontella utsträckningen P; hos det lång- sträckta stycket erhållas rak genom multiplicering av accelera- tionsgivarens 2 mätresultat med konstanten K. Mätsignalen ms överförs till en beräkningsenhet 4, t ex som en spänningssignal eller eventuellt som en kvantitet modifierad med hjälp av en analog operator 3 och lämplig för beräkningsenheten 4.

På ett motsvarande sätt erhålls höjdpositionen Pk hos bomkon- struktionen genom vridning av accelerationsgivarens 2 mätrikt- ning m till det långsträckta styckets longitudinella riktning (parallellt med riktningen hos den raka linjen mellan punkterna p1 och pg), vilket resulterari m5 = g * sin (a) höjd Pk = L * sin (a), och vidare 10 15 20 508 827 Pk = K * ms, där K är en konstant.

Följaktligen kan, med enkla multiplikationsoperationer, i synner- het höjdpositionen och/eller den horisontella utsträckningen hos ändpunkten pg hos ett långsträckt stycke beräknas vid en viss lutningsvinkel utan användande av trigonometriska funktioner.

Konstruktionen hos accelerationsgivare är känd bland fackmän inom området i en sådan utsträckning att den inte diskuteras mer i detalj i detta sammanhang. Beträffande den tidigare tekniken hänvisas till U.S. patent nr 4 471 533. l vilket fall som helst skall det noteras att en accelerationsgivare är baserad till sin tekniska princip på mätning av krafterna som verkar på ett stycke som rör sig i gravitationsfältet med hjälp av en elektrisk och/eller meka- nisk princip.

Data beträffande positionen hos det längsträckta stycket kan överföras från beräkningsenheten 4 till användarens synfält, t ex en display, eller, före förevisningen i händelse av mätning av totala positionsdata hos en bomkonstruktion bestående av flera element, en tillkommande enhet 6 eller liknande, vilken t ex an- vänder en lämplig analog omvandlingsanordning (se punkt 5 pà ritningen).

Claims (4)

10 15 20 25 30 35 508 827 Patentkrav

1. Förfarande för att fastställa positionen hos ett långstråckt stycke, vid vilket - åtminstone en givare (2) är placerad i anslutning till det långsträckta stycket för mätningar i det vertikala mätnings- planet, - givaren (2) är ansluten till en beräkningsenhet (4), - åtminstone en beräkningsformel används i anslutning till beräkningsenheten (4), varvid formelns termer inkluderar information härledd fràn en mätsignal given av givaren(2), för att beräkna positionen hos det långsträckta stycket åt- minstone i förhållande till den horisontella nivån, varvid - det använda långsträckta stycket (1) är bomkonstruktionen, eller en del därav, hos en arbetsmaskin, såsom en grävma- skin, personlyft eller liknande, vilken är anordnad för att va- ra svängbar väsentligen i vertikalplanet kring en ledpunkt, varvid, - i bomkonstruktionen eller delen därav, två punkter (p1, pg) är fastställda, mellan vilka avståndet (L) är känt, företrä- desvis konstant, varvid åtminstone en av punkterna (p1, pg) är en ledpunkt, kännetecknat därav, att - den använda givaren är en accelerationsgivare (2), vilken som sådan är känd för att mäta på det långstrâckta stycket (1) verkande accelerationskrafter, - en beräkningsformel av följande allmänna modell är införd i beråkningsenheten (4): 10 15 20 25 30 35 508 827 (Pi = K * ms), varvid P; = den önskade projektionen av avståndet mellan punkterna (p1, pg) i mätningsplanet, L/g, varvid L = avståndet mellan punkterna (p1, pg) och g = gravitationsacceleration, och ms = accelerationsgivarens (2) mätsignal, möjligtvis modifierad av en analog operator (3), om nödvändigt till en kvantitet lämplig för beräkningsenheten, och - accelerationsgivarens (2) mätriktning väljs antingen vä- sentligen vinkelrät mot den raka linjen mellan de två punk- terna (p1, pg), varvid, genom användning av mätningsgiva- rens mätsignal (ms), den horisontella utsträckningen av bomkonstruktionen eller en del därav tillhandahålls genom beräkningsformeln (Pi = K * ms), och/eller accelerationsgi- varens (2) mätriktning väljs väsentligen för att sammanfalla med den longitudinella riktningen hos den raka linjen mellan de två punkterna, varvid, genom användning av mät- ninsgivarens mätsignal (ms), bomkonstruktionens höjdposi- tion tillhandahålls genom beräkningsformeln (Pi = K * ms).

2. Förfarande enligt krav 1, kännetecknat därav, att det valda avståndet mellan punkterna (p1, pg), är den operativa längden, i synnerhet avståndet mellan två ledpunkter, hos bomkonstruktio- nen eller delen därav.

3. Förfarande enligt krav 1 eller 2, kännetecknat därav, att två accelerationsgivare (2) anordnas i bomkonstruktionen eller delen därav, vilkas mätriktningar väljs på ett sådant sätt att mätrikt- 10 10 508 827 ningen hos den första accelerationsgivaren (2) är vinkelrät mot den longitudinella riktningen hos den raka linjen mellan punk- terna (p1, pg) och mätriktningen hos den andra accelerationsgi- varen (2) är väsentligen parallell med den longitudinella rikt- ningen hos den raka linjen mellan punkterna (p1, pg).

4. Förfarande enligt något av kraven 1-3, kännetecknat därav, att åtminstone en accelerationsgivare (2) placeras i anslutning till varje del av bomkonstruktionen och att en tillkommande enhet (6) eller liknande anordnas i beräkningsenheten (4) för att kom- binera positionsdata fràn varje del av bomkonstruktionen som härleds från mätsignalen hos accelerationsskrivaren (2) i an- slutning till delarna ifråga till totala positionsdata för bomkon- struktionen.