SE536152C2 - Styrsystem för en fjärrstyrd arbetsmaskin utrustad med en manöverbar arm - Google Patents

Description

20 25 30 35 535 'P52 2 genom påverkan av de båda manöverspakarna. Flödet till respektive verkställande organ bestäms således av spakutslaget.

Som nämns härovan har arbetsmaskiner av denna typ ett brett användningsområde och är arbetsmaskinens manövrerbara arm härför avsedd att utbytbart bära en rad olika typer av arbetsverktyg vid sin fria ände, exempelvis betongsax, brythammare, och olika typer av skopor för grävningsarbete och förflyttning av materialmassor. l vissa fall kan användaren skräddarsy hydraulsystemet för egna verktyg, s.k. specialverktyg. En del av dessa arbetsverktyg uppvisar relativt hög vikt medan andra är mer lättviktiga vilket påverkar hur manöverarrnen uppträder vid manövrering. Vissa arbetsmoment av mer industriell karaktär kräver att arbetsverktyget med stor precision manövreras under s.k. parallellförflyttning över ett större arbetsområde, inte minst är detta nödvändigt vid olika typer av de industriella arbetsuppgifter som skall utföras exempelvis inne i ett kärnkraftverk varvid arbetsmaskinema navigeras från kontrollrum övervakade av digitala kameror. Vid exempelvis sortering och paketering av ställs stora krav pà arbetsmaskinens rörelsenoggrannhet varvid det aktuella arbetsverktyget måste kunna parallellförflyttas linjärt utefter valda axlar, vanligen utefter horisontella axlar men även förflyttning längs vertikala kontaminerat material axlar förekommer. Även om en förare är väldigt skicklig är det som regel icke möjligt att för hand, medelst manöverspakarna reglera de vid den manövrerbara armen förekommande svängningsmekanismerna på ett sådant sätt att ett arbetsverktyg kan följa en exakt linjär rörelsebana, dvs. att åstadkomma fullständig parallellstyrning av arbetsverktyget längs en rörelsebana i horisontal eller vertikalled. Olika typer av systemlösningar för att åstadkomma halv- eller helautomatisk parallellstyrning är tidigare kända vilka lösningar i allmänhet är mekaniskt baserade med ändamålsenligt utformade länkamtsmekanismer. Kända är också hydraulsystem som använder hydrauliska flödesdelare med hjälp av vilka tillses att oberoende av lasttryck, ett givet tryckmedium i önskade delmängder flyter över flera parallellt med varandra anordnade hydrauliska förbrukare för de olika funktioner som används för manövrering av de respektive arrndelarna av en manövrerbar arm. Vid en flödesdelares innefattar vardera flödesventilen en doseringsstrypdel och en tryckregulator och gör det möjligt att reglera flödet till varje förbrukare för sig. Vid användning i exempelvis en arm åstadkoms parallellförflyttning genom tilldelning av befordrad mängd driwätska till de hydrauliska förbrukarna uppdelas i lämpliga delförhàllanden. För att vid en känd arbetsmaskin av föreliggande typ åstadkomma parallellförflyttning av armen i horisontalplanet fördelas, på ett på förhand bestämt sätt, flödesmängden mellan den första hydraulcylinder som används för höjning och sänkning av den första arrndel (lyftarmen) och den andra hydraulcylinder som används för manövrering av en andra armdel. Det vill säga en konstant horisontell längdutsträckning av manöverarmen genom samverkan mellan arbetsmaskinens första och andra cylindrar. 10 15 20 25 30 35 535 152 3 Vid arbete med arbetsmaskiner av föreliggande slag är det vanligt att inte bara arbetsuppgifterna ändras utan även arbetsmaskinens driftsbetingelser i övrigt, vilket innebär att förutom att manöverarmen bär olika arbetsverktyg kommer även arbetsverktygens varierande tyngd, hydraulvätskans varierande viskositet vid uppträdande temperaturvariationer att påverka hur manöverarmen uppträder och rör sig vid manövrering.

Ovanstående gör också att det är svårt att göra generella rekommendationer för hur arbetsmaskinens hydraulsystem skall ställas och arbeta. i synnerhet vid noggrann parallellstyrning av arbetsverktyget emedan styrströmmama i hydrauliken ständigt kommer att variera beroende pà vald arbetsuppgift och under vilka driftsbetingelser den utförs. Det bör underförstås att arbetsverktyg med väsentligen olika tyngd och hydraulvätska med väsentligen varierande viskositet inverkar på de verkställande organens rörelser och vilka som ett resultat därav kommer att påverka manöverarmens och därtill arbetsverktygets uppträdande och möjlighet att uppnå erforderlig rörelsenoggrannhet särskilt för uppnående av noggrann parallellstyrning. Vidare bör det underförstäs att det alltid finns en strävan att göra alla spakar och reglage så enkla att hantera som möjligt för operatören. Ju mer operatören kan koncentrera sig på arbetsuppgiften desto säkrare och effektivare blir utnyttjandet av arbetsmaskinen. Ett naturligt steg är då att försöka reducera antalet spakar och reglage som mäste påverkas för manövrering av arbetsmaskinen.

JP 2008 101343 A beskriver ett styrsystem för en fjärrstyrd arbetsmaskin som har en första och en andra styrenhet. Den första styrenheten innefattar styrspakar som är belägna på en förarplats inne i maskinen och avsedda att användas av en operatör som sitter på nämnda förarplats, den andra styrenheten innefattar en fjärrstymingsenhet som är försedd med enkla elektriska omkopplare och som genom omställning tillåter maskinen att styras av en operatör som vandrar bredvid maskinen. Styrsystemet kan omkopplas mellan två driftslägen; ett första läge (grävläge) och under påverkan av de styrspakar som är belägna på förarplatsen, och ett andra läge (lastläge) i vilket maskinen styrs under påverkan de elektriska omkopplare som fiärrstyrningsenhet är utrustad med.

Syftet med föreliggande uppfinning är därför att åstadkomma ett styrsystem för en arbetsmaskin av föreliggande slag som löser ovan nämnda problem och gör arbetsmaskinen mer effektiv genom att öka dess användbarhet och flexibilitet. Detta åstadkommes genom att arbetsmaskinen är utrustad med ett styrsystem som uppvisar de särdrag och kännetecken som anges i patentkravet 1. insikten som ligger till grund för uppfinningen är att tillordna arbetsmaskinen omställbarhet mellan olika arbetslägen, särskilt ett läge som inbegriper ett läge för manuell drift där operatören själv styr manöverarmens rörelser genom direkt påverkan av manöverspakar och ett läge för halv- eller helautomatiserad drift (rörelseautomatiserat styrspaksläge) varvid arbetsmaskinen vid påverkan av manöverspak följer en på förhand 10 15 20 25 30 35 535 152 4 bestämd bana baserad pà synkronisering av manöverarmens verkställande organ sker genom utnyttjande av mjukvara som lagras i en dator. Arbetsmaskinen är härför via manöverenheten omställbari ett första arbetsläge betecknat manuellt styrspaksläge (manual control stick mode) och automatiskt styrspaksläge (automatic control stick mode) varvid manöverarmen rör sig längs en sträcka styrd av datorns mjukvara.

Med arbetsmaskinen omställd i det manuella styrspaksläget utför de verkställande organen sina rörelser för manövrering av den rörliga armen genom direkt manuell påverkan av manöverenhetens manöverorgan, dvs. genom påverkan av de båda manöverspakama.

Med arbetsmaskinen omställd i det automatiska styrspaksläget utför de verkställande organen sina rörelser på ett inbördes förprogrammerat sätt för att utföra en pà förhand bestämd rörelse.

Denna på förhand bestämda rörelse omfattar manövrering av den rörliga armen kan inbegripa vilka som helst lämpliga rörelsebanor men omfattar tvá linjära rörelser av särskilt intresse, nämligen en första betecknat "horisontell parallellstyming” och en andra betecknad 'vertikal parallellstyming". Vid horisontell parallellstyrning synkroniseras de verkställande organen genom följande en för var och en av dessa framtagen styrkurva, att ett i manöverarmens fria ände uppburet arbetsverktyg rör sig linjärt längs en horisontell axel. Vid vertikal parallellstyming är de verkställande organen så synkroniserade att arbetsverktyget l armänden rör sig linjärt längs en vertikal axel och är den hydrauliska styrkretsen utrustat med medel för parameterjustenng av den synkrona elektroniska (elektrohydraulisk) stymingen av manöverannens verkställande organ beroende av det valda arbetsverktygets vikt.

I en annan utföringsform av uppfinningen är den hydrauliska styrkretsen utrustad med medel för parameterjustering av den synkrona elektroniska (elektrohydraulisk) stymingen av manöverannens verkställande organ beroende av hydraulmediets uppträdande temperatur och därmed viskositet.

I en utföringsforrn innefattar systemet medel för identifiering av valt arbetsverktyg och automatisk parameterjustering av den elektroniska (elektrohydraulisk) styrningen av manöverarmens verkställande organ beroende av det valda arbetsverktygets vikt. l en annan utföringsfonn omfattar systemet möjlighet att välja driftskarakteristik för hydraulsystemet genom selektivt val av arbetsverktyg medelst manöverenheten för fjärrstyming av arbetsmaskinen. l det följande beskrivs uppfinningen närmare med hänvisning till bifogade ritningar pà vilka; figí visar en sidovy av en fjärrstyrd arbetsmaskin omställd i ett automatiskt styrspaksläge och under utförande av linjär längdutsträckning av arbetsmaskinens manöverarm i ett horisontalplan genom samverkan mellan manöverarrnens verkställande cylindrar, 10 15 20 25 30 35 536 152 5 fjgfl visar en sidovy av en del av den tjärrstyrda arbetsmaskinens arrn utrustad med ett arbetsverktyg i form av en skopa och omställd i ett manuellt styrspaksläge för direkt påverkan av styrspakar och förflyttning av lösgjorda materialmassor medelst skopan, flgåß visar en sidovy med punktstreckad konturlinje manöverannen, utgående från ett bakre läge, och redo att parallellförflyttas genom att röra sig framåt, Pga; visar schematiskt ett kretsschema över ett hydraulsystem som ingår i ett styrsystem enligt föreliggande uppfinning, flg.__3_ visar mer i detalj funktionsprincipen för hydraulsystemet och tillhörande reglerstruktur för parameterjustering av rörelsen i automatiskt styrspaksläge, figåfi visar perspektiwy uppifrån av en manöverenhet såsom den ses av en operatör vid köming av arbetsmaskinen, figi visar i form av en sammanställning funktionerna hos manöverenheten i arbetsläge och manöverenhetens symboler för omställning av arbetsmaskinen mellan manuellt styrspaksläge och hel- eller halvautomatiskt styrspaksläge, figåfl visar en sidovy av en av en tredje armdel (skaftet) med ett i änden av denna anordnat snabbfäste för fastsättning av arbetsverktyg på änden av den manövrerbara armen, figi visar en sidovy av ett första arbetsverktyg i form av en hydrauldriven slaghammare, Fig. 5C visar en sidovy av ett andra arbetsverktyg i form av en hydrauldriven slaghammare, och fig._§ visar form av en sammanställning manöverenheten omställd i läget för verktygsval, dvs. selektivt val av arbetsverktyg och härför tillhörande symboler. l fig. 1A visas en fjärrstyrd elektriskt driven arbetsmaskin 1 utformad som en demoleringsrobot vilken försörjs med ström via en kabel 2. En sådan tjärrstyrt arbetsmaskin tillverkas och säljs under varumärket "BROKK” och vid vilken maskintyp en operatör 3 vandrande bredvid maskinen styr och manövrerar denna medelst en bärbar manöverenhet 4 eller fjärrkontroll uppburen på kroppen via ett bälte eller sele. Manöverenheten 4 innefattar två manöverspakar av vilka de ena är belägen till vänster 4a och den andra till höger 4b samt har manöverenheten en serie knappar och rattar som genom påverkan och inställning kan förmå arbetsmaskinen att utföra önskade rörelser eller genom inmatning av data arbetsmaskinen förses med erforderliga instruktioner. Arbetsmaskinen 1 kan omställas i olika typer av arbetslägen som är valbara medelst manöverenheten, se även fig. 4A och 4B. Med manöverenheten omställd i inställningsläge och position för “verktygsval" kan olika typer av arbetsverktyg väljas, se fig. 6 varvid val av följande arbetsverktyg hydraulhammare, hydraulsax, skopa samt två användarspecifika arbetsredskap benämnda special 1 och 2. illustreras; 10 15 20 25 30 35 536 152 6 Manövrering av arbetsmaskinen 1 sker med hjälp av pàverkbara reglage för respektive funktion varvid innefattas funktioner som genom styrsystem är anordnade för hel- eller halvautomatisk synkronisering av de verkställande organens rörelsemoment. Med helautomatisk styrning avses i det följande att vid påverkan av en manöverspak inleds och utförs en hel arbetscykel som en rörelse längs en pà förhand bestämd sträcka, medan med halvautomatisk styrning avses att rörelsen bara pàgár längs en sträcka sà länge manöverspaken pâverkas. När manöverspaken sedermera släpps upphör rörelsen omedelbart, dvs. manöverarmen 10 stoppar. Operatören 3 står via manöverenheten 4 i förbindelse med maskinen via kabel eller trådlöst exempelvis via Bluetooth eller radiokontroll.

Via manöverenheten 4 kan arbetsmaskinen 1 omställas i olika arbetslägen (working modes)' såsom illustreras i fig. 5B. Vid byte av arbetsläge befinner sig manöverenhetens 4 omställd i ett s.k. inställningsläge (setup mode). Byte av arbetsläge kan bara ske när manöverenheten 4 befinner sig i nämnda inställningsläge varvid valt arbetsläge visas med hjälp av symboler som tänds pà en bildskärm 4c eller display på manöverenheten 4. Genom att omställa arbetsmaskinen i olika arbetslägen kan arbetsmaskinen utföra en rad olika rörelser med de två manöverspakarna 4a, 4b. l fig. 1A visas arbetsmaskinen vid utförande av arbete med en brythammare för lösgörande och krossning av material och i fig. 1B vid grävarbete och undanförande av awerkade materialmassor varvid arbetsmaskinen är utrustad med en skopa 16.

Arbetsmaskinen 1 omfattar allmänt ett chassi 5 med en överdel 6 och en underdel 7. Överdelen 6 är vridbart lagrad på underdelen 7 för svängning i ett horisontalplan omkring en vertikal axel C. Arbetsmaskinens 1 underdel 7 är försedd med en framdrivningsanordning som omfattar larvband 8. Arbetsmaskinen 1 har en manövrerbar arm 10 som är uppburen pà den vridbara överdelen 6 och omfattande fyra hydrauliska funktioner som från arbetsmaskinens chassi betraktat inbegriper svängning av en första armdel 11 (s.k. bom eller lyftarrn), svängning av en andra armdel 12, svängning av en tredje anndel 13 samt svängning av ett i änden av armen uppburet arbetsverktyg 14. l manöverarmens 10 fria ände finns ett s.k. snabbfäste 15 för fastkoppling av olika typer av arbetsverktyg. Nämnda delar svänger inbördes kring väsentligen horisontella axlar A. Arbetsmaskinen 1 är utrustad med en hydraulpump 20 med vilken maskinens verkställande organ för manöverarmen 10 drivs av hydraulvätska som levereras av pumpen. De verkställande organen omfattar en första hydraulcylinder 31 (bomcylinder), en andra och tredje hydraulcylinder (armcylinder) 32 resp. 33, samt en fjärde hydraulcylinder 34 (bryt- eller svängcylinder för arbetsverl varje verkställande organ 31, 32, 33, 34 och pumpen finns en manöverventil 21 a, 21b som styr hydraulvätskan från hydraulpumpen 20 till verkställande organ så att arbetsmaskinen kan manövreras pà önskat sätt genom påverkan av manöverenhetens 4 bàda manöverspakar 4a, 4b. 10 15 20 25 30 35 536 152 7 Enligt uppfinningen är arbetsmaskinen 1 försedd med medel som gör det möjligt att omställa hydrauliksystemet i olika arbetslägen för att underlätta för operatören 3 att utföra specifika arbetsuppgifter. Via manöverenheten 4 kan i samband därmed också olika typer av arbetsverktyg väljas varvid arbetsmaskinen via befinner sig omställd i läge för "verktygsval", (tool selection).

Som framgår av fig. 4A och 4B inbegriper dessa båda olika arbetslägen ett första läge för manuell drift där operatören 3 styr manöverarmens 10 rörelser genom direkt påverkan av manöverspakarna 4a, 4b och ett andra läge för automatiserad drift varvid rörelsen helt eller delvis styrs av mjukvara i en dator sà att det i arbetsmaskinens manöverarm 10 upphängda arbetsverktyget 14 utför en bestämd rörelse utefter en sträcka följande en på förhand bestämd linjär bana, men stannar vid godtyckligt position längs banan så snart påverkan av manöverspaken upphör. Härigenom har arbetsmaskinen 1 den fördelen att genom regler och styrtekniska åtgärder kan manöverarmen 10 tillordnas på förhand bestämda rörelseförlopp, till exempel för att som visas i fig. 1A bringa ett av manöverarmen 10 uppburet arbetsverktyg 14 att följa en exakt linjär horisontell rörelsebana betecknad X dvs. åstadkomma fullständig parallellstyrning av uppburet arbetsverktyg 14 längs rörelsebanan. Lämpligen är styrsystemet så utformat att awikelsen av styrspakens 4a, 4b läge fràn dess centrala mittläge påverkar manöverarmens 10 rörelsehastighet, såtillvida att en liten awikelse resulterar i att manöverarmen rör sig långsammare. Med Y betecknas i fig. 1A en vertikal rörelsebana. Som en del av uppfinningen synkroniseras manöverannens 10 verkställande organ 31. 32, 33, 34 att utföra rörelsemoment som tillser att manöverarmen som helhet utför önskad rörelse längs en sträcka i rummet. l det följande beskrivs för enkelhets skull tekniken med ledning av ett utföringsexempel som bara behandlar parallellstyming av arbetsverktyget i ett horisontalplan X, emedan detta enkla fall innebär att i huvudsak bara två verkställande organ behöver kontrolleras när arbetsmaskinen körs i automatiserad driftsdrift. nämligen manöverarmens 10 första och andra hydraulcylinder 31 resp. 32 vilket bör inses om slutläget i fig. 1a jämförs med det tillbakadragna utgångsläge för manöverarmen som med punktstreckade konturlinjer visas i fig. 1C. l fig. 2 visas ett kretsschema för en styranordning 22 avsedd för styming av arbetsmaskinen 1. Vidare visas schematiskt hydraulsystem 23 med tillhörande reglerstruktur för styrning av arbetsmaskinens verkställande organ, dvs. den första cylindern 31 (bomcylinder), den andra och den tredje armcylinder 32 resp. 33. samt den fjärde cylinder 34 utgörande bryt- eller svängcylinder för det uppburna arbetsverktyget 14. De heldragna linjema betecknar hydraulikledningar och de streckade linjema ledningar för elektriska signaler. Som beskrivits härovan är hydraulpumpen 20 inrättad att förse manöverarmens 10 verkställande organ 31, 32, 33, 34 med hydraulvätska. Det hydrauliska systemets 23 första flödesreglerande ventil 21a har till uppgift att reglera hydraulflöde till ett hydrauldrivet 10 15 20 25 30 35 536 '152 8 arbetsverktyg exempelvis en brythammare, och är kopplad hydrauliskt till pumpen 20 via en prioriteringsventil 24 och elektriskt till en datorenhet 25. I det här beskrivna utföringsexemplet av uppfinningen omfattar det av manöverarmen 10 uppburna arbetsverktyget en brythammare 14, men skulle emellertid kunna utgöras av vilket som helst förkommande arbetsverktyg, exempelvis en skopa 16 (se fig. 1C). Prioriteringsventilen 24 är i föreliggande utföringsexempel inrättad att alltid prioritera hydraulflöde till arbetsverktyget (den hydrauliska brythammaren) före övriga förbrukare. Det vill säga om brythammaren 14 och manöverarmens 10 verkställande organ 31, 32, 33, 34 används samtidigt så är det brythammaren som dominerar eller har företräde. De verkställande organen aktiveras långsamt och manöverarmen rör sig lite saktare. Prioriteringen utförs helt hydrauliskt.

Det hydrauliska systemet 23 innefattar vidare en andra flödesreglerande ventil 21b i form av en manöverarmsventil som är inrättad att reglera hydraulflödet till arbetsmaskinens verkställande organ, dvs. den första cylindern 31 (bomcylinder), den andra och den tredje armcylinder 32, 33, samt den fjärde cylinder 34 utgörande bryt- eller svängcylinder för det uppburna arbetsverktyget 14. Datorenheten 25 är ansluten till nämnda första och andra ventil 21a, 21b för reglering av dem. Styranordningen 22 innefattar vidare påverkbara styrmedel i form av nämnda spakar 4a, 4b, vilka som beskrivits härovan är anordnade pà den av operatören 3 uppburna manöverenheten 4. Spakarna 4a, 4b, liksom manöverenheten som helhet är anslutna till datorenheten 25. Hydraulsystemet 23 är av lastavkännande typ, vilket innebär att pumpen 20 enbart levererar vätska när den behövs och dit den behövs. Detta innebär i och för sig att mer motoreffekt finns för drivning av särskilt krävande arbetsverktyg, exempelvis en hydraulisk brythammare 14.

Som nämnts här har föreliggande arbetsmaskin 1 ett brett användningsområde i vilket den manövrerbara armen är avsedd att bära en rad olika typer av arbetsverktyg 14, 16 vid sin fria ände vilka också är valbara i arbetsmaskinen manöverenhet 4 varvid hydraulsystemet styranordning 22 anpassas via styrdatorn 25 på ett på förhand bestämt sätt relativt det valda arbetsverktyget. Denna anpassning kan exempelvis avse prioritering av hydraulflöde till ett hydrauldrivet arbetsverktyg. I vissa arbetsmoment av mer industriell karaktär vore det en fördel om arbetsverkïYght kunde manövreras med stor precision under s.k. parallellförflyttning, och linjärt och med bibehållen orientering över ett större arbetsområde. Andra arbetsmoment som utförs kan närmast kan liknas vid konventionellt grävarbete med grävmaskin varvid awerkade materialmassorna måste kunna undanföras på ett snabbt och flexibelt sätt. Som ett led för detta är föreliggande arbetsmaskin tillordnad ett styrsystem som direkt via manöverenheten gör den omställbar mellan ett första arbetsläge betecknat manuellt styrspaksläge (manual control stick mode) och ett andra arbetsläge betecknat automatiskt styrspaksläge (automatic control stick mode). Härför innefattar datorenheten 25 mjukvara med reglerstruktur som på ett synkroniserat sätt kan styra var och 10 15 20 25 30 35 535 152 9 en av de verkställande organ som används för manöverarmens 10 rörelser. Arbetsmaskinen 1 är härför via manöverenheten 4 omställbar i ett första arbetsläge betecknat manuellt styrspaksläge (manual control stick mode) och automatiskt styrspaksläge (automatic control stick mode). Vid påverkan av manöverspaken i nämnda automatiska styrspaksläge rör sig ett i manöverarmen 10 upphängt arbetsverktyg 14 rör sig längs en sträcka i rummet styrd av datorns mjukvara.

I fig. 3 visas principen för det automatiska styrspaksläget närmare och som framgår härvid betecknas med 22a elektrohydrauliska ventilblock utrustat med i figuren ej visade elektrohydrauliska pilotventiler och vilka ventilblock styr och reglerar rörelsen hos till arbetsmaskinens första och andra verkställande organ, dvs. den första cylindern 31 (bomcylinder). den andra armcylinder 32. Den elektriska manövreringen av ventilerna 21a, 21b sköts via datorenheten 25. Eventuella övriga i manöverarmen 10 ingående hydraulcylindrar manövreras, dvs. i detta fall manöverarmens verkställande organ 33 och 34 styrs pà liknande sätt av ytterligare ventilsektioner i blocket, vilka ytterligare block visas antydda punktstreckade konturlinjer i fig. 3. En med styranordningen 22 förbunden första signalgivare omfattande en i manöverenheten ingående styrspak 4a (alt. 4b) är anordnad för operatörens ordergivning till styranordningen. I den elektroniska styrspaken 4a alstras erforderliga styrsignaler för att därefter ledas vidare till arbetsmaskinens datorenhet 25 och från denna till de respektive verkställande organ 31, 32 som erfordras för arbetsverktyget 14 skall utföra önskad linjär förflyttning. Styrspaken 4a kommunicerar med styrenheten 22 respektive övriga komponenter via ett integrerat CAN-gränssnitt. Likaså sker en parametrering av programfunktioner via CAN-gränssnittet, till exempel med en bärbar servicedator. Specialfunktionerna och omställning mellan driftslägena manuell och automatiskt arbetsläge aktiveras av operatören med hjälp av knappar på manöverenheten 4 och tas emot på digitala ingångar i styrdatorn 25. CAN-signalema och signalerna på de digitala ingångama (tryckknappar) bearbetas i task och maintask och startar och awerkar styrrutiner. Programrutinerna styr via PWM-utgångar proportionalmagneter i de 21b. l ventilstyrkurvor 26a, 26b i form av mjukvara för vart och ett av respektive verkställande organen 31, 32 och eventuellt övriga verkställande organ som behövs för att utföra erforderlig funktionscykel för Vidare korrektionsfaktorkurvor 27a, 27b resp. 28a, 28b som baserat på yttre omständigheter som avser det valda arbetsverktygets 14 vikt (27a, 27b) och hydraulvätskans viskositet (28a, 28b) kompenserar och korrigerar ventilstyrkurvorna 26a, 26b så att manöverarmen 10 och därmed arbetsverktyget 14 alltid utför önskad linjär rörelse, exempelvis parallellförflyttning utefter en horisontell sträcka såsom visas i fig. 1A, oberoende av det aktuella arbetsverktyget elektrohydrauliska pilotventilerna i styrventilerna 21, datorenheter 25 finns manöverarmens 10 rörelser. finns 10 15 20 25 30 35 536 '152 10 vikt och hydraulvätskans momentana viskositet. Lysdloder på manöverenheten 4 indikerar lämpligen tillståndet hos de olika enheterna.

Styrförloppet för automatiskt styrspaksläge (automatic control stick mode) uppdelas i två grupper, nämligen en grupp med förprogrammerade bestämda ventilstyrkurvor 26a, 26b för respektive verkställande cylinder 31, 32 och en grupp med nämnda tillstándssatta korrektionsfaktorformkurvor 27a, 27b; 28a, 28b som väljs av styrsystemet beroende på data som hämtas från en uppsättning givare kopplade till datorenheten 25. Styranordningen 22 innefattar härför medel 40 för detektering av det valda arbetsverktygets 14, 16 vikt och medel 41 för detektering av hydraulvätskans temperatur och därmed viskositet. Med uppgift om arbetsverktygets 14, 16 vikt väljs lämplig korrektionsfaktorkurva 27a, 27b för viktkorrigering.

Utgående fràn hydraulvätskans temperatur kan datorenheten därefter bestämma vätskans viskositet och baserat på denna välja lämplig korrektionsformfaktorkurva 28a, 28b. De förprogrammerade bestämda ventilstyrkurvoma 26a, 26b för respektive verkställande cylinder sätts vid en bestämd temperatur, exempelvis rumstemperatur 20 °C.

I fig. 4 visas med symboler arbetsmaskinen omställd i olika arbetslägen omfattande manuellt arbetsläge, automatiskt horisontell rörelse in och ut, automatisk vertikal rörelse upp och ned. Med arbetsmaskinen 1 omställd i det manuella styrspaksläget (manual control stick mode) utför de verkställande organen 31, 32, 33, 34 sina rörelser för manövrering av den rörliga armen 10 genom direkt manuell påverkan av manöverenhetens 4 manöverorgan 4a, 4b, dvs. genom påverkan av de båda manöverspakarna 4a, 4b. Styrsignalerna för grundfunktionerna höjning/sänkning av manöverarmen 10 och uppburet arbetsverktyg 14 sker genom korsvis manövrering av en så kallad multifunkticnsstyrspak. Med hjälp av ett antal upptill på manöverspakarna 4a, 4b anordnade tryckknappar 4d, 4e kan specialfunktioner aktiveras och överföras signaler till styrenheten för arbetsmaskinens rörelser. I den här beskrivna utföringsformen av uppfinningen styrs i manuellt arbetsläge manöverarmens 10 rörelser genom styrspakarnas 4a, 4b manövrering. l arbetsläget automatik horisontell rörelse ut resp. in sker styrningen medelst styrspaken 4a i kombination med pàverkan av styrspakens 4a övre tryckknapp 4d. l arbetsläget automatik vertikal rörelse upp resp. ned sker styrningen medelst styrspaken 4b l kombination med påverkan av styrspakens 4b övre tryckknapp 4e. Det bör underförstås att val av kombination av styrspak 4a, 4b resp. knappàverkan 4d, 4e är en ren programmeringsteknisk fråga som i sig inte har något med uppfinningen att göra.

Som visas i fig. 6 anger operatören 3 via manöverenheten 4 val av specifikt arbetsverktyg, exempelvis hydraulhammare, hydraulsax, skopa via symboler pà manöverenheten. I denna utföringsform av uppfinningen är den hydrauliska styrkretsen 22 är tillordnad medel 40 för parameterjustering av ventilstyrkurvorna 26a, 26b genom inverkan av 10 15 20 25 30 35 535 152 11 korrektionsfaktorkurvor 27a, 27b som lagrade som mjukvara i styrdatorn 25 väljs beroende på det av arbetsmaskinen uppburna av operatören angivna arbetsverktyget 14, 16.

I en alternativ utföringsform behöver operatören inte ange vilket arbetsverktyg som arbetsmaskinen bär utan detta sker helt automatiskt. Härför omfattar systemet medel som automatiskt identifierar identifieringsdata hos ett valt arbetsverktyg 14, 16 och när arbetsmaskinen 1 omställd i automatiskt styrspaksläget anpassas de verkställande organens 31, 32 ventilstyrkurvor 26a, 26b automatiskt genom val av lämpliga korrektionsfaktorkurvor 27a, 27b. Ett annat sätt är givetvis att vid byte av arbetsverktyg operatören för hand mata in data som avser arbetsverktygets typ eller vikt i styrdatom 25 via manöverenhetens 4 knappar. Denna metod är visserligen väl fungerande, men tidsödande och inte heller särskilt tillförlitlig.

Härför innefattar föreliggande styrsystem trådlösa identifieringsmedel i vilket en mottagare 50 är anordnad för att ta emot identifieringsuppgifter fràn identifieringsmedlen 51.

Systemet är vidare anordnat att anpassa och justera åtminstone en körparameter hos arbetsmaskinen 1 på basis av ett identifierat arbetsverktyg. exempelvis en brythammare 14 eller skopa 16. Genom att jämföra de identifieringsuppgifter som tas emot av identifieringsmedlen 50 med identifieringsuppgifter lagrade i minnet kan systemet även detektera arbetsverktyg som inte svarar till mottagaren. Om det valda arbetsverktyget inte svarar, dvs. skickar förväntade identifieringsuppgifter måste uppgift om arbetsverktygets vikt matas in manuellt till styrdatorn 25 via manöverenheten 4.

Som framgår av fig. 5A-5C kan identifieringsmedlet 51 vara fastsatt på arbetsverktygets utsida medan mottagaren är anordnad pà arbetsmaskinen 1, i detta exemplifierade fall på manöverarmen 10. ldentifieringsmedlet 51 är trådlöst och kan omfatta en passiv radioetikett en s.k. RFID-tagg (RFID = Radio Frequency ldentification). En RFID- tagg består av RFID-chip med identifieringsnummer och en antenn. Den passiva RFID- taggen förses med kraft av ett elektromagnetlskt fält som skickas från en RF ID-mottagare.

När transpondern förses med kraft sänder den ut sitt ldentifieringsnumret avläses därefter av RFID-mottagaren. RFID-teknologin är välkänd för fackmannen och kommer därför inte att beskrivas mer i detalj.

Olika typer av arbetsverktyg, såsom brythammare 14 eller skopa 16 avsedda att utbytbart bäras av föreliggande arbetsmaskin 1 förses redan vid tillverkning med en passiv radioetikett en s.k. RFID-tagg med identifikation och därmed uppgift om det aktuella identifieringsnummer. verktygets vikt och ev. annan information som kan vara väsentlig för funktionsanpassning arbetsmaskinens 1 hydrauliska styrsystem 22. Vid val av arbetsverktyg som arbetsmaskinen skall bära för aktuell arbetsuppgift avläser den till arbetsmaskinen 1 anordnade mottagaren 50 identifieringsuppgifter från identifieringsmedlen radioetikett en s.k. RFID-tagg vilka data adresseras till styrsystemets 22 datorenhet 25. På basis av ett identifierat arbetsverktyg 10 15 20 536 'H52 12 tillser mjukvara i datorenheten 25 att erhàllen identifikationsdata används för anpassning och justering av åtminstone en körparameter hos arbetsmaskinen 1. Denna anpassning avser styrförloppet vid automatiskt styrspaksläge (automatic control stick mode) varvid där en i datorenheten 25 lagrad och lämpligt tillstàndssatt korrektionsfaktorformkurva 27a, 27b väljs med utgångspunkt fràn erhållna identifikationsdata med avseende pà det aktuella arbetsverktygets vikt för justering av de olika programslingor fràn gruppen med förprogrammerade bestämda ventilstyrkurvor 26a, 26b som används för synkroniserad styrning av respektive verkställande cylinder 31, 32 för uppnàende av önskad linjär rörelse hos manöverarmen 10.

Som beskrivs i föreliggande utföringsexempel kan härigenom manöverarmen 10 och ett av denna uppburet arbetsverktyg 14 förmás att utföra önskad linjär rörelse utefter en sträcka, exempelvis för àstadkommande av "horisontell parallellstyrning". Härvid följer manöverarmens 10 bàda verkställande organen 31, 32 en för var och en av dessa framtagen ventilstyrkurva 26a, 26b som justeras med lämplig korrektionsfaktorformkurva 27a, 27b, vald med utgångspunkt från erhållna identifikationsdata från identifieringsmedlen 51 dvs. RFID- taggen, och avseende på det aktuella arbetsverktygets vikt. uppfinningen är ej begränsad till det ovan beskrivna och det pà ritningarna visade utan kan ändras och modifieras pà en rad olika sätt inom ramen för den i efterföljande patentkrav angivna uppfinningstanken.

Claims (2)

1. 0 15 20 25 30 35 536 152 13 PATENTKRÅV . Styrsystem innefattande en fjärrstyrd arbetsmaskin (1) utrustad med en manövrerbar arm (10), som vid sin fria arrnände bär ett arbetsverktyg (14. 16), en manöverenhet (4) för fjärrstyrning av arbetsmaskinen varvid en operatör (3) vandrande bredvid arbetsmaskinen står, via kabel eller trådlöst, i förbindelse med en styrdator (25) och en hydraulisk styrkrets (22) för arbetsmaskinen, vilken manöverenhet omfattar ett par styrspakar (4a, 4b) med tillordnade knappar (4d, 4e) och rattar som genom påverkan tillåter arbetsmaskinen omställas i olika funktions eller arbetslägen varvid manöverarmen kan förrnås utföra önskade rörelser genom ett antal till manöverarmen anordnade verkställande hydrauliskt drivna organ (31, 32, 33, 34) som är pàverkbara medelst nämnda styrspakar (4a, 4b), k ä n n e t e c k n a d av att arbetsmaskinen (1) är via manöverenheten (4) omställbar mellan två arbetslägen, inbegripande; ett första läge för manuell drift där operatören (3) styr manöverarmens (10) rörelser genom direkt påverkan av manöverenhetens (4) respektive styrspakar (4a, 4b) Och ett andra läge för halv- eller helautomatiserad drift där operatören (3), vid påverkan av någon av styrspakarna (4a, 4b), bringar manöverannen (10) att under parallellstyrning röra sig längs en bestämd linjär rörelsebana i horisontal eller vertikalled genom synkroniserad styrning av åtminstone två av manöverarmens verkställande organ (31, 32) följande en för var och en av dessa i styrdatom (25) som mjukvara lagrad ventilstyrkurva (26a resp. 26b) varvid den hydrauliska styrkretsen (22) innefattar medel (40) för parameterjustering av ventilstyrkurvorna (26a, 26b) under nämnda drift genom inverkan av korrektionsfaktorkurvor (27a, 27b) som lagrade som mjukvara i styrdatorn (25) väljs beroende på det av arbetsmaskinen uppburna arbetsverktygets (14, 16) vikt. . Styrsystem enligt kravet 1, varvid med systemet anordnat för halvautomatisk drift utför manöverarmens (10) främre ände en rörelse längs en på förhand, av styrdatorn (25), bestämd bana vid påverkan av manöverspaken (4a, 4b), och att så snart påverkan upphör och manöverspaken återgår till ett centralt mittläge avslutas rörelsen. . Styrsystem enligt kravet 1, varvid med systemet anordnat för helautomatisk drift utför manöverarmens (10) främre ände en rörelse längs en på förhand av styrdatom (25) bestämd bana, vid påverkan av manöverspaken (4a, 4b), rörelsen upphör först när manöverarmens främre ände uppnått en på förhand bestämd position i rummet. 10 15 20 25 30 35 10. 11. 12. 536 152 14 Styrsystem enligt kravet 1 eller

2. varvid systemet är så utformat att awikelsen av styrspakens (4a, 4b) läge från dess centrala mittläge vid halvautomatisk drift påverkar manöverarmens (10) rörelsehastighet, såtillvida att en liten awikelse frän mittläget resulterar i att manöverarmen rör sig långsammare. Styrsystem enligt något av kraven 1 - 4, den hydrauliska styrkretsen (22) är tillordnad medel (41) för mätning av hydraulvätskans temperatur. Styrsystem enligt något av kraven 1 - 5, varvid systemet är anordnat att anpassa och justera åtminstone en körparameter hos arbetsmaskinen (1) på basis av ett identifierat arbetsverktyg (14, 16). Styrsystem enligt kravet 6, omfattande trådlösa identifieringsmedel i form av en mottagare (50) anordnad att ta emot identifieringsuppgifter fràn ett identifieringsmedel (51). Styrsystem enligt kravet 7, varvid mottagaren (50) är uppburen av arbetsmaskinen (1) och identifieringsmedlet (51) är uppburet av arbetsverktyget (14, 16). Styrsystem enligt kravet 8, varvid identifieringsmedlet (51) är av passiv typ. Styrsystem enligt kravet 9, varvid identifieringsmedlet (51) innefattar en s.k. RFID-tagg (RFID = Radio Frequency Identification). Styrsystem enligt något av kraven 1 - 10, varvid omställt i halv- eller helautomatiserad drift omfattande två linjära rörelser, nämligen "horisontell en första rörelse betecknad paralle|lstyrning" varvid de verkställande organ (31, 32) synkroniseras genom följande en för var och en av dessa framtagen styrkurva (26a, 26b) så att manöverarmens (10) fria ände rör sig linjärt längs en horisontell axel (X) och en andra rörelse betecknad ”vertikal parallellstyrning", varvid verkställande organen (31, 32, 33) är så synkroniserade armänden rör sig linjärt längs en vertikal axel (Y). Styrsystem enligt något av kraven 1 - 11, varvid den hydrauliska styrkretsen (22) innefattar medel (40) för parameteijustering av ventilstyrkurvorna (26a, 26b) genom inverkan av korrektionsfaktorkurvor (27a, 27b) som lagrade som mjukvara i styrdatorn 536 152 15 (25) väljs beroende pà det av arbetsmaskinen uppburna arbetsverktyget (14. 16) vilket sätts av operatören genom val av symboler hos manöverenheten (4).