SE537217C2 - Förfarande för att styra arbetsmaskinens kran enligt avståndet av kranspetsen - Google Patents

Abstract

(57) Sammandrag Uppfinningen avser ett forfarande for styrning av kranspetsen (Pt) i en arbetsnnaskin (1) enligt kranspetsens (Pt) avstand, i vilket f6rfarande kranspetsens (Pt) rorelsehastighet, vilken motsvarar ett bestamt lage av ett styrdon (21) som styr stalldonet (7) som svanger kranen (2), justeras pa basis av det, pa vilket vinkelrata avstand (r) kranspetsen (Pt) befinner sig fran vridaxeln (Sr) av svangrorelsen som utfors av stalldonet (7) som svanger kranen (2). I forfarandet enligt uppfinningen justeras rorelsehastigheten av stalldon (7) som ror kranen (2) pa sa satt att nar styrdonet (21, 22) forblir i ett bestamt lage f6r styrning av kranens (2) rorelse men kranspetsens (Pt) vinkelrata avstand (r) relativt vridaxeln (Sr) 6kar, 6kar kranspetsens (Pt) hastighet (vt) ojamnt, nar man betraktar det hela avstandsspannet Than en referenspunkt (Pr) till maximiavstandet (rmax) som nas med kranspetsen (Pt).

Description

537 217 FORFARANDE FOR ATT STYRA ARBETSMASKINENS KRAN ENLIGT AVSTANDET AV KRANSPETSEN Uppfinningens omrade Uppfinningen avser ett forfarande for att styra kranen av en arbetsmaskin enligt avstandet av kranspetsen.

Uppfinningens bakgrund En pa en arbetsmaskin nnonterad kran har tidigare styrts genonn att styra kranens varje stalldon med ett sarskilt styrdon. Ett mera avancerat styrsatt är s.k. spetsstyrning, varvid foraren av en med en kran forsedd arbetsmaskin (t.ex. en skogsmaskin, en gravnnaskin eller en annan med en kran forsedd materialbehandlingsmaskin eller t.ex. en skylift) styr en vanligtvis i arbets- maskinen befintlig kran sá att styrfunktioner av ett styrdon (t.ex. vridning av en nnanoverspak i en bestannd riktning och i den motsatta riktningen) anvands for att styra kranens rorelse i den horisontala riktningen, och styrfunktioner av ett annat styrdon anvands for att styra kranspetsens rorelse- hastighet i vertikalriktningen. Nar man anvander ett sadant styrforfarande är det vanligaste nufortiden anvanda forfarandet att justera rorelsehastigheten av kranspetsen hos en arbetsmaskin sadant, vid vilket styrdonets lage, som motsvarar en bestarnd rorelsehastighet av stalldonet, är alltid detsamma, oberoende av kranspetsens avstand fran arbetsmaskinen. Till foljd av detta, till exempel vid vridning av kranen nar kranspetsen befinner sig pa avstand (nar avstandet till kranens fastpunkt är langt), astadkommer aven en relativt liten forandring i styrdonets lage en stor hastighetsforandring i kranspetsen, medan nar kranspetsen är nara arbetsmaskinen (nar avstandet till kranens fastpunkt är kort), okar en t.o.m. ganska stor forandring i styrdonets lage inte relativt mycket hastigheten pa kranspetsen. NufOrtiden 'canner man aven en sadan kran i en arbetsmaskin (skogsmaskin), i vilken forhallandet mellan spetsens hastighet och laget av styrdon som styr kranens rorelser justeras pa sa satt att kranspetsens rorelsehastighet fOrblir alltid konstant, oberoende av det, pa vilket avstand Than skogsmaskinens basmaskin kranspetsen ligger.

Detta astadkoms pa sa satt att t.ex. vid vridning av kranen maximihastig- heten pa stalldonet som vrider kranen begransas desto mer, desto langre borta kranspetsen är fran dess fastpunkt. En kran for en skogsmaskin, som 1 537 217 baserar sig pa ett sadant justeringsforfarande, är framlagt i publikationen EP 2116128 Al.

Oberoende av laget, nackdelen med en kranspets som alltid r6r sig med sannnna hastighet är att den konstanta hastigheten som nnotsvarar ett bestamt lage av styrdonet och som anvands for alla avstand är alltid en kompromiss, eftersom i den situation, ifall den konstanta hastigheten bestams sa att hastigheten pa kranspetsen kan latt justeras nar kranspetsen befinner sig nara arbetsmaskinen, är maximihastigheten av kranspetsen vanligtvis for langsam nar kranspetsen forflytts pa langt avstand fran arbetsmaskinen, eftersom forflyttningsavstanden som behovs dar är ofta nnycket langre an narmare arbetsmaskinen darfor att nar bommen vrider sig är omradet som den svepar st6rre.

A andra sidan, onn vid alla avstand for den konstanta hastigheten for kran- spetsen som motsvarar ett bestamt lage av styrdonet valjs en hastighet, med vilken kranspetsens maximihastighet är tillrackligt h6g nar kranspetsen befinner sig pa langt avstand fran arbetsmaskinen, blir hastighetsjusteringen f6r kanslig for sma forandringar i laget av styrspaket nar kranspetsen är nara arbetsmaskinen, eftersom forflyttningsavstanden är dar sma och rorelserna bor vara latt och exakt justerbara, vilket darennot inte lyckas onn kranspetsens maximihastighet, vilken nas genom att vrida styrdonet till ytterlaget, är hog, eftersom dá motsvaras aven en liten forandring i stytrdonets lage av en relativt stor forandring i kranspetsens hastighet.

Kort sammanfattning av uppfinningen Syftet med uppfinningen är att presentera ett nytt forfarande for styrning av en kran sa att det inte är for kravande att rora kranspetsen noggrannt nar den är nara arbetsmaskinen men a andra sidan kranspetsen kan r6ras tillrackligt snabbt nar den befinner sig pa langt avstand Than arbetsmaskinen.

Syftet med uppfinningen uppnas med ett f6rfarande, i vilket forhallandet mellan kranspetsens rOrelsehastighet och laget av styrdonet som anvands for styrning av sagda rorelse justeras sa att nar avstandet mellan kran- spetsen och arbetsmaskinen vaxer, Okas kranspetsens rorelsehastighet, som motsvarar ett bestamt lage av styrdonet, ojarnnt med tanke pa del hela mOjliga avstandsspannet av avstand mellan kranspetsen och arbetsmaskinen sa 2 537 217 att nar kranspetsen befinner sig nara arbetsmaskinen, är hastighetsokningen relativt forandringen av styrdonets vandningsvinkel liten, medan nar avstandet är stort, är den sadan att man genom vandning av styrdonet till andlaget nar en hogre maximihastighet an nar kranspetsen befinner sig nara arbetsmaskinen. Uttryckt pa ett nnera exakt satt kannetecknas det upp- finningsenliga forfarandet av det som presenteras i den kannetecknande delen av patentkrav 1.

Tack vare forfarandet enligt uppfinningen är det lattare att styra kranen nar kranspetsen befinner sig nara arbetsmaskinen an nar man anvander ett f6r- farande, i vilket den ett bestannt lage av styrdonet nnotsvarande rorelsehastigheten av kranspetsen är alltid konstant, sasom i publikationen EP 2116128 Al. Trots detta är den maximala rorelsehastigheten av kranspetsen, nar den är pa langt avstand fran arbetsmaskinen, dock sa hog att forflytt- ningen av kranen nar kranspetsen befinner sig pa langt avstand Than skogs- maskinen inte är f6r langsam sasom nar man anvander den ovannamnda hastighetsjusteringen som standardiserats pa det hela rorelsespannet av kranspetsen. En vidare fordel av det uppfinningsenliga forfarandet är att tack vare det kan kranens styrbarhet forbattras utan att Ora strukturella forandringar i kranen eller styrdonen.

Enligt en f6rsta aspekt av f6rfarandet enligt uppfinnignen 6kar kranspetsens hastighet snabbare nara vridningsaxeln av stalldonet som vrider pa kranen an nara maximiavstandet som uppnas med kranen.

Enligt en andra aspekt av forfarandet enligt uppfinningen, vid en okning av kranspetsens avstand fran kranens vridningsaxel, okar kranspetsens trek sehastighet i borjan av avstandsokningen, men efter ett forutbestamt gransavstand forblir rorelsehastigheten huvudsakligen konstant nar avstandet okar vidare anda till maximiavstandet.

Enligt en tredje aspekt av forfarandet enligt uppfinningen beror gransavstandet Than laget av styrdonet som styr kranspetsens svangrOrelse.

Enligt en fjarde aspekt av forfarandet enligt uppfinningen akar gransavstan- det nar rOrelsehastigheten av kranspetsen som justeras med styrdonet Okar. 3 537 217 Enligt en femte aspekt av f6rfarandet enligt uppfinningen okar kranspetsens rorelsehastighet som motsvarar ett bestamt lage av styrdonet som styr kranens svangrorelse, linjart anda till gransavstandet.

Enligt en sjatte aspekt av forfarandet enligt uppfinningen Okar kranspetsens rorelsehastighet som motsvarar ett bestamt lage av styrdonet som styr kranens svangrorelse, olinjart anda till gransavstandet.

Enligt en sjunde aspekt av forfarandet enligt uppfinningen okar kranspetsens rorelsehastighet som motsvarar ett bestamt lage av styrdonet som styr kra- nens svangrorelse snabbare nara kranens vridaxel an nara gransavstandet.

Enligt en attonde aspekt av forfarandet enligt uppfinningen är rorelsehastigheten av stalldonet som svanger kranen konstant vid ett bestannt lage av styrdonet som styr kranens svangrorelse nar kranspetsen befinner sig pa gransavstandet eller ett kortare avstand fran kranens vridaxel.

Enligt en nionde aspekt av forfarandet enligt uppfinningen blir kranspetsens rorelsehastighet, vilken motsvarar ett bestamt lage av styrdonet som styr kranens svangrorelse, langsammare nar det vinkelrata avstandet efter gransavstandet okar sa mycket att kranspetsens hastighet forblir konstant efter gransavstandet.

Enligt en tionde aspekt av forfarandet enligt uppfinningen är vridaxeln vrid- axeln av svangbordet som svanger kranen.

Enligt en elfte aspekt av forfarandet enligt uppfinningen anvands forfarandet for justering av rorelsehastigheten av en kran i en skogsmaskin.

Beskrivning av ritningar I det foljande skall uppfinningen beskrivas narmare med hanvisning till bifogade ritningar, dar figur 1 visar en skogsmaskin, i vilken en kran styrs med forfarandet enligt uppfinningen, figur 2 visar styrdon som anvands fOr styrning av kranen av en skogsmaskin enligt figur 1, ovanifran, 4 537 217 figur 3 är en diagram som visar rorelsehastigheten av kranspetsen i en skogsmaskin enligt figur 1 som en funktion av avstandet nar kranen svangs med en hastighet som är 50 % av maximihastigheten, figur 4 är en diagram som visar rorelsehastigheten av svangbordet som svanger kranen i en skogsmaskin enligt figur 1 som en fun ktion av kranspet- sens avstand nar kranen svangs med en hastighet som är 50 % av maximihastigheten, figur 5 är en diagram som visar rorelsehastigheten av kranspetsen i en skogsmaskin enligt figur 1 som en funktion av kranspetsens avstand nar kra- nen svangs med maximihastigheten, figur 6 är en diagram som visar korrektionskoefficienten av hastigheten pa kranspetsen som en funktion av hastigheten som justerats med styrdonet nar avstandet mellan kranspetsen och referenspunkten är 9 meter, och figur 7 visar en principiell ritning onn kranen i en skogsmaskin enligt figur 2, forenklad for teoretisk granskning.

Detaljerad beskrivning av de i ritningarna presenterade utforingsfornnerna Figur 1 visar en arbetsmaskin vilken är f6rsedd med en kran 2 som styrs med f6rfarandet enligt uppfinningen och vilken i denna utforingsform är en skogs- maskin 1 (skordare) for fanning, avkvistning och kapning av trad i skog till timmerstockar i 6nskade matt. Styrsystemet f6r kranen 2 f6r denna skogsmaskin 1 onnfattar i figur 2 visade styrdon 20 vilka är kopplade till en styrenhet (icke visad) i skogsmaskinen sa att kranen 2 kan forflyttas pa onskat satt med styrfunktioner som astadkoms med styrdonen. Styrningen sker enligt en s.k. spetsstyrningsprincip, av vilket skal kranen 2 är f6rsedd med lampliga matgivare El, E2, E3 och E4 sä all kranens 2 riktning relativt basmaskinen 3, lagen (vinklarna) av bommarna 4 och 5 relativt varandra, laget av skarybommen 6 relativt vikbommen 5 samt laget av kranspetsen Pt relativt dess vridaxel Sr kan bestammas pa ett kontinuerligt satt. I detta fall är kranen 2 monterad pa ett svangbord 7 i basmaskinen 3, och kranen 2 bestar av lyftbommen 4, vikbommen 5 och skarvbommen 6. Pa spetsen 2 av kranen finns en roteringsanordning 8, dvs. en s.k. rotator, och en svanganordning 9 eller en s.k. tippanordning 9, samt ett pa tippanordningen 9 fast skordaraggregat 10. Harvid är vridaxeln Sr, relativt vilken kranen 2 svanger sig, svangbordets 7 vridaxel som befinner sig i ett vertikalt lage nar skogsmaskinen 1 ligger pa ett horisontellt plan. 537 217 Styrdon 20, med vilka kranen 2 av den i figur 1 visade skogsmaskinen styrs, är visade uppifran i figur 2. I det har fallet bestar de av tva i forarhytten placerade styrspakar av joystick-typ (styrspak 21 f6r den vanstra handen och styr- spak 22 for den hogra handen). Figur 2 visar aven styrfunktioner som kan astadkommas med styrdonen: +Yv = kranspetsens rorelse i horisontalriktningen bort fran basmaskinen Yv = kranspetsens rorelse i horisontalriktningen mot basnnaskinen +Xv = kranspetsens svangning medsols i horisontalriktningen -Xv = kranspetsens svangning motsols i horisontalriktningen +Xo = kranspetsens rorelse uppat i vertikalriktningen Xo = kranspetsens rorelse neat i vertikalriktningen I praktiken far styrfunktionema som astadkonnnnits med de genonn de ovan beskrivna sattet fungerande styrdonen till stand att t.ex. nar styrspaken 21 for den vanstra handen svangs i riktningen +Yv, astadkommer detta en rorelse av kranspetsen Pt langs en linjar rorelselinje i horisontalriktningen bort Than svangbordets vridaxel Sr. Graden, i vilken styrspaken svangs i nagon riktning, paverkar hastigheten, med vilken den resulterande rorelsen av kran- spetsen Pt skall aga rum. Saledes astadkonnnner en svangning av styrspaken 21 for den vanstra handen 21 t.ex. i riktningen av kl. 1 att kranspetsen Pt ror sig utat och svanger hela tiden samtidigt litet medsols, dvs. ror sig saledes snett mot h6ger och framat. Om styrspaket 22 f6r den h6gra handen svangs samtidigt litet i riktningen +Xo, ror sig kranspetsen Pt vidare annu med den- samma, pa svangningsgraden beroende hastigheten uppat, dvs. med tanke pa helheten snett till h6ger och uppat. Med andra ord kan kranspetsen Pt forflyttas med hjalp av styrspakarna i en riktning som bestams av hastigheter, vilka bestams av med olika styrdon astadkomna styrfunktioner och med vilka kranspetsen ror sig i den tredimensionella rymden (i riktningar av tre olika axlar). Ett sadant styrsatt kallas hastighetsstyrning. Om man Onskar att rorel- ser som motsvarar bestamda lagen av styrdon är ratlinjiga, bör forhallandet mellan hastighetskomponenterna (x', y', z') i riktningar av de olika axlarna (x, y, z) fOrbli konstant hela tiden. Om man Onskar att kranspetsen Pt ocksa rOr sig med en konstant hastighet, maste dessa hastighetskomponenter vara lika stora under den hela rOrelsen. I en kran av en pa ett konventionellt satt fun- gerande skogsmaskin uppfylls detta inte, utan t.ex. kranspetsens svanghastighet som motsvarar det samma laget av ett styrdon, okar nar det vinkel- 6 537 217 rata avstandet fran kranens vridaxel akar, eftersom detsamma laget av styrdonet alltid motsvaras av densamma rorelsehastigheten av styrdonet som svanger kranen. Ocksa nar kranspetsen forflytts bort Than eller mot basmaskinen 3, forandrar sig forhallandet mellan rorelsehastigheten av kran- spetsen Pt och rorelsehastigheten av stalldonen som svanger kranens born- mar 4 och 5 (i detta fall med en linjar rorelse) aven om stalldonets rorelsehastighet holls konstant, eftersom svangarmens langd mellan stalldonets rorliga anda och ledpunkten av den ifr. bonnnnen i vinkelrat riktning forandrar sig under svangrorelsen. Saledes, om man onskar att forflytta kranspetsen Pt med t.ex. en bestamd konstant hastighet, maste rorelsehastigheten av de olika stalldonen som forflyttar kranen 2 hela tiden justeras beroende pa vinkeln mellan bommarna 4 och 5 och det rorliga huvudet av stalldonen som svanger dem, och avstandet av kranspetsen Pt fran vridaxeln Sr. av svangbordet som svanger kranen.

Eftersom rorelserna av lyftbommen 4 och vikbommen i kranen 2 är svangrorelser, astadkonnnner detta att deras hastighetskonnponenter i olika riktningar maste hela tiden forandras sa att rorelserna av de med varandra kopplade bommarna skulle astadkonnma kranspetsens Pt rorelse langs en onskad rorelsebana. Av detta skal bestannnner t.ex. i en skogsmaskin enligt figur 1 skogsmaskinens centrala enhet, med hjalp av kranspetsens Pt lage som bestamts av matta vinklar mellan kranens bommar 4 och 5 samt mellan kranen 2 och basmaskinen 3, hastigheten, med vilken varje stalldon maste forflyttas for att resultatet skulle vara kranspetsens Pt rorelse i en med styr- donet styrd riktning samt med en med styrdonet styrd hastighet.

For kalkylering av kranspetsens Pt lage och hastighet kan man anvanda t.ex. ett forfarande som presenterats i publikationen US 4, 910,673 A. I den i figurer 1-7 visade utforingsformen är avsikten att bestamma — Than vinklarna mellan lyftbommen 4 och vikbomnnen — enbart det vinkelrata avstandet r mellan kranspetsen och vridaxeln Sr. En avvikelse av kranspetsen Pt Than det justerade laget, vilken f6rorsakas av fjadringar av kranens 2 bommar 4-6 och av yttre krafter, bar dock inte korrigeras med ett kompenseringssystem enligt det som presenterats i US 4,910,673 A, vilket korrigerar beraknade hastig- heter med fran avvikelserna matte korrigeringshastigheter i en riktning som är vinkelrat Iran kranspetsens reella lage mot riktningen av den teoretiska (riktiga) rorelsebanan. I forfarandet kunde man nog anvanda sagda 7 537 217 kompenseringssatt, men det är inte nodvandigt i forbindelse med en manuellt styrbar kran, eftersom foljning av en noggrann rorelsebana inte ens är nodvandig i alla situationer (t.ex. om en tradstam som tagits i grip av ett skordaraggregat 10 pa kranspetsen Pt forflytts i ett omrade dar det finns gott om plats), och a andra sidan gar skogsnnaskinens 1 forare konnpenseringen vanligtvis manuellt sa att om kranen 2 t.ex. tenderar att boja litet nedat, dvs. kranspetsen Pt ror sig nedat mera an är den justerade riktningen, korrigerar anvandaren rorelseriktningen genom att 6ka hastigheten pa kranspetsens Pt rorelse uppat genom att lampligt svanga laget av styrspaken 22 for den hOgra handen litet i riktningen +Xo.

Enligt uppfinningsiden är styrbarheten av kranen 2 i den i figur 1 visade skogsmaskinen 1 dock forbattrad relativt den kanda tekniken pa sa satt att spetshastigheten som nnotsvarar ett bestannt lage av styrdonet 21 eller 22 vid svangning av kranen okar pa ett bestamt satt ojamnt nar det vinkelrata avstandet mellan kranspetsen och skogsnnaskinen 6kar, nar man betraktar det hela avstandsspannet mellan kranspetsen Pt och det kranen 2 svangande stalldonet, dvs. svangbordets vridaxel Sr (dvs. spannet Than kranens vridaxel Sr till maximiavstandet rmax som kan nas med kranspetsen Pt). Som avstandsvardet i forfarandet anvands saledes det vinkelrata avstandet r mellan kranspetsen Pt och kranens 2 vridaxel Sr som visats i figur 1.

I fallet av utf6ringsformen enligt figurer 1-7 är den ojamna hastighetsokningen forverkligad sa att nar det vinkelrata avstandet r mellan punkten Pt och vridaxeln 6kar, 6kar kranspetsens hastighet som okar detsamma laget av styrdonet som styr kranspetsens Pt rorelse upp till ett bestamt gransavstand n, och efter detta gransavstand n det forblir konstant aven om avstandet okade vidare. Gransavstandet r1 bestammer saledes ett cylinderformigt utrymme, inom vilket hastigheten 6kar nar man narmar sig grans- avstandet n och utanfOr vilket hastigheten är konstant. Sasom namnts ovan, astadkoms med ett sadant forfarande for justering av hastigheten pa kranspetsen Pt att en forandring i kranspetsens Pt hastighet, vilken forandring motsvarar en bestarnd forandring i laget av styrdonet 21 eller 22, är mindre nar kranspetsen P är nara basmaskinen 3 an pa langt avstand Than den.

Detta underlattar forflyttningen av kranspetsen Pt nar den befinner sig nara basmaskinen 3 men gOr fOrflyttningen av kranspetsen Pt inte fOr langsam nar den befinner sig pa langt avstand Than basmaskinen 3. 8 537 217 Figur 3 visar som ett exempel rorelsehastigheten av kranspetsen Pt i en skogsmaskin enligt figur 1 pa olika avstand nar kranen 2 svangs med 50 % styrning, dvs. nar styrspaken 21 f6r den vanstra handen är svangd halvvags i sitt hela rorelsespann i riktningen —Xv eller +Xv. Harvid r6r sig kranspetsen Pt som en funktion av det vinkelrata avstandet r mellan punkten Pt och vridaxeln Sr med hastigheter enligt kurvan i figur 3. Nar avstandet r är mindre an 5 meter, okar kranspetsens hastighet Vt med en linjar okning av det vinkelrata avstandet r. Nar det vinkelrata avstandet r är 5 meter eller langre, är hastigheten konstant (enligt diagrammet ca. 1,7 m/s).

Figur 7 visar (for tydlighetens skull) en litet forenklad representation av den verkliga kranen 2. 1 den är — f6r att g6ra den foljande teoretiska granskningen enklare — de ledade strukturerna av fastpunkten f6r lyftbommen mellan svangbordet 7 och lyftbommen 4 ersatta med en fast konstruktion som rote- rar koncentriskt med svangbordets vridaxel Sr. 1 den verkliga konstruktionen kan de ovannamnda ledema i den praktiska utf6ringen nnedtas i den reella kranen 2 genom att bestamma den av dessa leder fororsakade forandringen i kranens lage genom att mata aven vinklar mellan extremiteter mellan dessa leder med nnotsvarande givare som E1—E4. 1 kranen enligt figur 7, vid svangning av enbart kranen 2 (dvs. nar kranens lyftbom 4, vikbom 5 och skarybom 6 star stilla), kan kranspetsens Pt rorelsehastighet (spetshastighet) vt raknas fran ekvationen vt = r(1) dar vt = spetshastigheten r = det vinkelrata avstandet mellan svangbordets roteringsaxel Sr och kran- spetsen Pt wst = svangbordets vinkelhastighet.

Avstandet r kan bestarnmas genom berakring, nar man kanner vinkeln mel- Ian lyftbommen 4 och svangbordet 7, vinkeln mellan vikbommen 5 och lyft- bommen, samt laget av skarvbommen 6 relativt vikbommen 5. Sasom namnts ovan, far man dessa positionsvinklar samt skarvbommens 6 posit- 9 537 217 ionsuppgift fran matgivarna E1—E4. Saledes har skogsmaskinens 1 styrenhet de nodvandiga uppgifterna for bestamning av vardet for det vinkelrata avstandet r nar kranen 2 är i vilket lage som heist. Pa basis av dessa uppgifter kan forhallandet mellan svangbordets 7 svangningshastighet och styr- spaken 21 for den vanstra handen justeras att fungera pa ett begart satt beroende pa det vinkelrata avstandet 4, genonn programmering av styrenheten.

Figur 4 visar (pa den vertikala axeln) korrigeringskoefficienten for hastigheten av svangbordet 7, vilken anvands f6r styrning av funktionen enligt figur 3, som en funktion av avstandet nnellan kranspetsen Pt och svangbordets 7 vridaxel Sr nar styrspaken for den vanstra handen är justerad halvvags i dess justeringsspann (pa 50 % styrning). Sasom man ser i figur 1 är korrigeringskoefficienten, vilken anvands av skogsmaskinens 1 styrenhet f6r hastigheten av svangbordet 7 som svanger kranen 2, konstant anda till ett gransavstand n, dvs. svangbordets 7 hastighet i detta onnrade är alltid densamma, men efter gransavstandet n den sanker sa att inverkan av okningen i det vinkelrata avstandet mellan kranspetsen Pt och vridaxeln Sr iakttas pa sa satt att kranspetsens Pt hastighet vt forblir konstant hela tiden nar kranspetsen befinner sig pa ett storre avstand fran referenspunkten Pt an gransavstandet n..

Figur 5 visar kranspetsens Pt hastighet vt nar for svangning av kranen 2 anvands 100 % styrning, dvs. styrspaken 21 for den vanstra handen är svangd fullt i sitt andlage i riktningen antingen Xv eller +Xv. Sasom man ser i figur 5 är gransavstandet r1 inte langre detsamma som nar man anvander 50 % styrning, utan det har okat till vardet r1 = 9 m. Med andra ord forandras gransavstandet r1 i skogsmaskinen 1 enligt figur 1 som en funktion av styrspakens 21 lage sa att nar styrspaken är halvvags, n(50 %) = 5 m, och nar den är svangd i andlaget, n(100 %) = 9 m.

Figur 6 visar hur en sadan styrning paverkar hastigheten av kranspetsen Pt vid svangning av kranen 2 nned bara svangbordet 7 (dvs. nar kranens bommar 4-6 star stilla relativt varandra). Nar styrningen av styrdonet är mellan 0 och 50 % (av den fulla hastigheten) okar spetshastigheten langsamnnare, och fran 50% till 100 °A) snabbare, dvs. med 100 % styrning är hastigheten den- 10 537 217 samma som i det fall om spetshastigheten Vt hade okat hela tiden sa mycket som den okar nar avstandet s av kranspetsen är mellan 0 och n• Det ovan presenterade tillampningsexemplet anslutade sig till en skogs- nnaskin. Kranen sonn styrs med f6rfarandet enligt uppfinningen kan lika val vara en kran i forbindelse med en annan arbetsmaskin an en skogsmaskin. Kranen som styrs kunde saledes vara t.ex. kranen av en gravmaskin eller vilken sonn heist annan skogsnnaskin, eller kranen av en arbetsnnaskin sonn är forsedd med en likadan ledad kran som en gravmaskin, sasom t.ex. en materiallastare eller en skylift.

Den i det ovan beskrivna tillampningsexemplet beskrivna kranen bestod av tva med varandra och med ett svangbord vridbart monterade bommar, dvs. en lyftbom och en vikbom saint en pa anden av vikbonnnnen ut och tillbaka in i vikbommen flyttbar skarvbom. Forfarandet enligt uppfinningen kan dock tillampas i aven t.ex. sadana kranar som omfattar bara en fast pa arbetsnnaskinen svangbart nnonterad born, eller i vilka kranen onnfattar tre eller flera pa varandra och pa arbetsmaskinen ledbart monterade bommar. Antalet bommar och deras fastning pa varandra iakttas vid bestamning av det vinkel- rata avstandet r mellan kranspetsen och vridaxeln av stalldonet som svanger kranen. Pa basis av detta bestams genom berakningar rorelsehastigheten av ett sadant stalldon som svanger kranen, f6r att kunna bilda en begard hastighet av kranspetsen, vilken motsvarar ett bestamt lage av styrspaken. Positionen/laget av bommarna relativt varandra mats kontinuerligt med lampliga givare (t.ex. vinkel eller linjargivare) sa att man far de for arbetsmaskinens styrenhet nodvandiga uppgifterna om kranspetsens lage sa att avstandet mellan den och vridaxeln av stalldonet som svanger kranen ar kant i alla situationer. Harvid kan arbetsmaskinens styrenhet justera — for stalldonet som svanger kranen — en rorelsehastighet som producerar f6r kranspetsen en rOrelsehastighet som motsvarar sagda lage av styrdonet samt avstandet mellan kranspetsen och vridaxeln av kranens svangrorelse.

Kranspetsens rOrelsehastighet Vt mellan 0 och r1 behover dock inte nOdvandigt oka linjart sasom i det ovan presenterade tillampningsexemplet, utan hastighetsokningen kan i nagra utf6ringar av forfarandet enligt uppfinningen vara aven olinjar. I nagra fall kan det vara fOrnuftigt att kranspetsens hastighet okar nar det vinkelrata avstandet mellan kranspetsen och kranens vrid- 11 537 217 axel 6kar fOrst langsammare och sedan litet eller nagot snabbare anda till gransavstandet. I nagon annan tillampning kan hastighetsOkningen vara snabbare nara vridaxeln an nara gransavstandet. Med forandringen i kranspetsens rorelsehastighet behover inte heller vara f6rknippat nagot grans- avstand, efter vilket hastigheten skulle vara konstant, utan rorelsehastigheten kan t.ex. Oka forst snabbare och sedan sa smaningom langsannmare och langsammare nar avstandet 6kar mot maximiavstandet som nas med kranspetsen. Hastigheten kan ocksa oka ojannnt pa flera andra satt nar man betraktar den hela variationsvidden for det vinkelrata avstandet mellan kran- spetsen och vridaxeln av stalldonet som svanger den. I nagon utforingsform kan hastigheten 6ka t.ex. sa att 6kningen är langsam nara vridaxeln och accelererar sedan nagot snabbare i mitten av avstandets variationsvidd men är langsammare igen nara maximiavstandet som nas med kranspetsen. Vidare är ett sadant justeringssatt nnojligt, i vilket hastighets6kningen är lang- sammare nara vridaxeln an nara maximiavstandet som nas med kran- spetsen.

I nagra arbetsmaskiner, t.ex. i dem som visats i figurer 1-7, kan forfarandet for justering av kranspetsens hastighet enligt uppfinningen tillampas alterna- tivt f6r t.ex. bara justering av kranens linjar rorelse (dvs. kranspetsens rorelse bort Than och tillbaka mot basmaskinen) eller badadera, dvs. for samtidig justering av den linjara rorelsen och svangrOrelsen. Nar hastigheten av den linjara rorelsen justeras pa sa satt maste styrenheten justera stalldonens rorelsehastighet sa att kranspetsen ror sig enligt uppfinningsiden med en bestarnd hastighet som beror pa det vinkelrata avstandet mellan kranspetsen och vridaxeln samt pa laget av styrdonet som styr rorelsen. Harvid maste bestammas en forbindelse mellan hastighetskomponenter x', y', z' som beror pa kranspetsens linjara rorelse och stalldonens rorelsehastighet, vilken forbindelse beror vid varje tidpunkt pa vinklarna mellan olika bommar, samt i tillampningen enligt figurer 1-7 aven pa laget av skarvbommen. Forbindelsen mellan kranspetsen och rorelsehastigheterna av stalldon som ror de olika bommarna, vilken forbindelse beror pa lagen av kranens olika bommar, kan bestammas genom trigonometriska berakningar pa ett satt som presenterats i t.ex. US 4,910,673 A. Forfarandet enligt uppfinningen ar alltsa inte begran- sat till de ovan beskrivna tillampningsexemplen, utan det kan varieras inom ramen fOr de bifogade patentkraven. 12

Claims (12)

537 217 Patentkrav:

1. Forfarande for styrning av kranspetsen (Pt) i en arbetsnnaskin (1) enligt kranspetsens (Pt) avstand, i vilket forfarande kranspetsens (Pt) rorelsehastighet som motsvarar ett bestamt lage av ett stalldon (21) for svangning av kranen (2) justeras pa basis av det, pa vilket vinkelrata avstand (r) kranspetsen (Pt) befinner sig fran kranens (2) svangaxel (Sr), kannetecknat av att rorelsehastigheten av stalldonet (7) som svanger kranen (2) relativt svangaxeln (Sr) av ett svangbord justeras pa sa satt att nar styrdonet (21) forblir i ett bestannt lage som styr kranens (2) rorelse, sannt kranspetsens (Pt) vinkelrata avstand (r) okar relativt kranens (2) vridaxel (Sr), okar kranspetsens (Pt) hastighet (vt) ojamnt sa att kranspetsen (Pt) har minst tre olika hastigheter nar man betraktar det hela avstandsspannet fran kranens (2) vridaxel (Sr) till maximiavstandet (rmax) som nas med kranspetsen (Pt).

2. Forfarande enligt patentkrav 1, kannetecknat av att kranspetsens (Pt) hastighet (vt) okar snabbare nara vridaxeln (Sr) an nara maximiavstandet (rmax) som nas med kranen (2).

3. FOrfarande enligt patentkrav 1, kannetecknat av att nar kranspetsens (Pt) avstand (r) Than vridaxeln (Sr) okar, 6kar kranspetsens (Pt) rorelsehastighet (vt) i borjan nar avstandet (r) okar, men efter ett forutbestamt gransavstand (n) forblir rOrelsehastigheten (vt) huvudsakligen konstant nar avstandet (r) Okar vidare anda till maxi miavstandet (rmax).

4. FOrfarande enligt patentkrav 3, kannetecknat av att gransavstandet (n) beror pa laget av ett styrdon (21) som styr kranspetsens (Pt) svangrorelse.

5. FOrfarande enligt patentkrav 4, kannetecknat av att gransavstandet (n) Okar nar den med styrdonet (21) justerade rorelsehastigheten (vt) av kranspetsen (Pt) 6kar.

6. FOrfarande enligt nagot av patentkraven 3-5, kannetecknat av att kranspetsens (Pt) rorelsehastighet (vt) som motsvarar ett bestamt lage av styrdonet (21) som styr kranens (2) svangrorelse 6kar linjart anda till gransavstandet (n).

7. Forfarande enligt nagot av patentkraven 3-5, kannetecknat av att kranspetsens (Pt) rorelsehastighet (vt) som motsvarar ett bestamt lage av styrdonet (21) som styr kranens (2) svangrorelse Okar olinjart anda till gransavstandet (n). 13 537 217

8. Forfarande enligt patentkrav 7, kannetecknat av att kranspetsens (Pt) rorelsehastighet (vt) som motsvarar ett bestamt lage av styrdonet (21) som styr kranens (2) svangrorelse 6kar snabbare nara vridaxeln (Sr) an nara gransavstandet (n).

9. Forfarande enligt nagot av patentkraven 1-8, kannetecknat av att rorelsehastigheten av ett stalldon (7) som svanger kranen (2) är konstant vid ett bestamt lage av styrdonet (21) som styr kranens (2) svangrorelse, nar kranspetsen (Pt) befinner sig pa gransavstandet (n) eller pa ett kortare vinkelrat avstand (r) fran vridaxeln (Sr).

10. Forfarande enligt patentkrav 9, kannetecknat av att rorelsehastigheten av stalldonet (7) som svanger kranen (2), vilken hastighet motsvarar laget av styrdonet (21) som styr kranens (2) svangrorelse, blir langsammare nar det vinkelrata avstandet (r) efter gransavstandet (ri) Okar sa mycket att kranspetsens (Pt) hastighet (Vt) forblir konstant efter gransavstandet (n).

11. Forfarande enligt nagot av patentkraven 1-10, kannetecknat av att vridaxeln (Sr) är vridaxeln av ett svangbord (7) som svanger kranen (2).

12. Forfarande enligt nagot av patentkraven 1-10, kannetecknat av att forfarandet anvands for justering av rOrelsehastigheten av en kran (2) i en skogsmaskin (1). 14 537 217 114 Hg, 1 „.21+yo22 ./ 4-Yy / ct.I -AV1 +XV ; +Xo = -= -Yv-Yo