SE548202C2 - Sätt och anordning för operatörssäkerhet vid arbete med en fjärrstyrd arbetsmaskin nära externa magnetfält - Google Patents

Abstract

Uppfinningen hänför sig till en säkerhetsanordning vid en fjärrstyrd arbetsmaskin (1) av den typ som genom spakpåverkan styrs och kontrolleras av en operatör (2) som uppbärande en med styrspakar (B1, B2) försedd fjärrstyrningsanordning (3) vandrar bredvid arbetsmaskinen varvid styrspakarna innefattar magnetiska positionssensorer exempelvis av Hall-sensortyp. Utmärkande är att fjärrstyrningsanordningen (2) innefattar en magnetfältskänslig avkänningsanordning (20) med förmåga att avkänna en aktuell fältstyrka (E) hos ett i förhållande till fjärrstyrningsanordningen (3) och därmed styrspakarna (B1, B2) externt uppträdande magnetiskt fält (B), en till den magnetfältskänsliga avkänningsanordningen (20) kopplad människa-maskin gränssnittsanordning (30) med vilken information om uppträdande externa magnetfältsförändringar kan meddelas till operatören (2).

Description

[0001] Föreliggande uppfinning hänför sig till en säkerhetsanordning vid en fjärrstyrd arbetsmaskin enligt ingressen till patentkravet 1. Uppfinningen avser även en fjärrstyrd demoleringsrobot enligt patentkravet 10. Uppfinningen avser även ett sätt styra en fjärrstyrd arbetsmaskin enligt patentkravet 11 och en fjärrstyrningsanordning enligt patentkravet 17.

[0003] Bakgrund

[0005] Fjärrstyrda arbetsmaskiner exempelvis i form av fjärrstyrda demoleringsrobotar eller liknande används för en rad olika ändamål och i miljöer där de kan befinna inne i, eller nära anläggningar och maskiner som genererar mycket kraftiga externa magnetiska fält, särskilt externa elektromagnetiska fält. En elektromagnet är en magnet vars magnetiska fält alstras av en elektrisk ström. En elektromagnet orsakar ett fält endast då den är ansluten till en elektrisk kraftkälla. Magnetiska fält skapas av elektrisk ström, ju högre strömstyrka desto högre magnetfält. En typisk arbetsuppgift där en arbetsmaskin av föreliggande typ kan utsättas för mycket stora externa magnetfält av elektromagnetisk typ är vid arbete inne i elektriska stålverk och i närhet av elektriska ljusbågugnar. Med hjälp av hydrauldrivna mejselhammare som är uppburna i änden av ett i arbetsmaskinen ingående manövrerbart armsystem används arbetsmaskinen bland annat för att rensa slagg från avgjutningsugnar, olika typer av liknande metallurgiska kärl eller avlägsnande av spill, slagg och metall från ytor. Andra liknande arbetsuppgifter där höga externa magnetfält kan uppträda omfattar rensning och rivning av tegelinfodringar i cementugnar inom cementindustrin.

[0007] Styrspakar (joysticks) på fjärrstymingsanordningar och liknande elektrohydrauliska aktivitetsanordningar för drivning och fjärrstyrning av hydrauliska fördelare avsedda för påverkan av en operatör innefattar normalt resistiva eller magnetiska positionssensorer. Magnetiska positionssensorer innefattar vanligen hallsensorer/hallgivare av permanentmagnettyp med vilka styrspakens position och rörelsehastighet kan detekteras. Sådana styrspakar bildar del av ett gränssnitt mellan människa och maskin (Human Machine Interface - HMI) med uppgift att rapportera om riktning och amplitud till en i arbetsmaskinen ingående datorbaserad styrenhet som står i förbindelse med nämnda hydrauliska fördelare. Styrspakarnas lägesbestämning realiseras med hjälp av magnetiska lägesgivare. Moderna styrutrustningar för fjärrstyrning av arbetsmaskiner som använder Hall-givare har mycket hög mätnoggrannhet och förmåga att mäta mycket små lägesförändringar hos styrspakarnas vinkellägen.

[0008] Eftersom de Hall-elementet som ingår spakkontrollernas positionsgivare är magnetiskt känsliga enheter riskerar de att påverkas av varje yttre magnetfält som passerar genom positionsgivaren. På grund av sin höga mätnogrannhet är Hall-sensorer således mycket känsliga för externa magnetfältstörningar. Förekomst av externa magnetiska störningsfält i omgivningen kan påverka Hall-sensorns mätnoggrannhet på ett icke önskvärt sätt, och kan resultera i styrspakarnas Hallsensorer matar ut felaktiga värden vilket i sin tur innebär att den hydrauliska fördelaren av hydraulflöde inte kommer att styra och kontrollera arbetsmaskinens olika hydrauliskt verksamma ställ- och manöverdon på ett av operatören förväntat och därmed korrekt sätt. I värsta fall kan oväntade eller överraskande manöverrörelser hos arbetsmaskinen utgöra en omedelbar fara för operatören.

[0010] För att undvika störningar och problem på spakkontrollernas positionssensorer på grund av uppträdande externa magnetfält har man hittills av säkerhetsskäl många gånger valt att använda resistiva positionssensorer istället för de billigare och prestandamässigt väsentligen bättre Hallsensorerna. Inte minst eftersom tillverkare av fjärrstyrda arbetsmaskiner mycket sällan i förväg har information om varje enskild fjärrstyrda arbetsmaskins användningsområde och således om den kommer att användas i en omgivning med farliga externa magnetiska störningsfält eller inte.

[0012] För att minimera risk för externa magnetiska störningar är styrspakarnas magnetiska positionssensorer vanligen tillordnade någon typ avferromagnetisk skärmning liknande en Faradays bur. Sådan skärmning reducerar normalt effektivt såväl naturligt förekommande geomagnetiska fält som naturliga fluktuationer och måttliga externt uppträdande magnetfältstörningar. I sammanhanget kan nämnas att naturligt förekommande magnetiska fält normalt har en fältstyrka E av cirka 100-150 V/m och en konstant flödestäthet T på cirka 50 mikrotesla. I motsats till nämnda ”naturliga magnetfält avses i det följande med uttrycket "externa magnetiska fält av människan artificiellt framställda magnetiska fält, i synnerhet externa elektromagnetiska fält.

[0014] Det är sedan länge känt att detektera förändringar hos en uppträdande magnetisk fältstyrka som orsakas av olika händelser med hjälp av Hall-sensorteknik. Vanligen används en magnetometer eller magnetometermätare som bestående av en linjär sensor mäter en geometrisk komponent i en riktning elektrisk när den befinner sig i ett magnetiskt fält och vidarebefordrar en proportionell elektrisk signal. Den elektriska signalens styrka är proportionell mot det magnetiska fältets styrka och registrering av varje uppträdande tillståndsförändring sker vanligen genom att registrera ett tidsförlopp eller en tidsderivata för den elektriska signal som produceras av magnetometern motsvarande en flödesförändring.

[0016] Kända är även 3D magnetiska sensorer vilka förutom linjär och vinkeldetektion av en magnets rörelse i ett magnetfält, även kan bestämma en magnets rörelse i tre dimensioner. Med hjälp av Hall-avkänningsteknik är en 3D-magnetisk positionssensor designad för att hantera alla typer av magnetiska mätningar och bestämma styrkan på ett magnetfält över x-, y- och z-axlarna.

[0018] Ett önskemål är att undvika de problem som beskrivits härovan beträffande styrspakar med magnetiska positionssensorer och i högre utsträckning göra det möjligt för tillverkare av fjärrstyrda arbetsmaskiner att använda styrspakar med magnetiska positionssensorer, utan att göra avsteg från säkerheten för den operatör som vandrande bredvid arbetsmaskinen styr och kontrollerar dess funktioner och manöverrörelser. I synnerhet vid arbete med sådana arbetsmaskiner vid ovan beskrivna förhållanden och omständigheter där externa magnetfält med mycket höga fältstyrkor kan uppträda.

[0020] Sammanfattning

[0022] Ett första syfte med föreliggande uppfinning är således att åstadkomma en säkerhetsanordning vid en fjärrstyrd arbetsmaskin som löser detta problem genom att detektera externt förekommande magnetfält som kan påverka magnetiska positionssensorer som ingår i fjärrkontrollenheten. Ett andra syfte med uppfinningen är att åstadkomma en fjärrstyrd demoleringsrobot som är utrustad med en sådan säkerhetsanordning Ett tredje syfte med uppfinningen är att åstadkomma ett sätt att styra en fjärrstyrd arbetsmaskin som erbjuder ökad säkerhet för operatören vid arbete nära externa magnetiska störningsfält genom realtidsmätning, jämförelse och grafisk eller perceptuell presentation av magnetfältstyrkevärden. Ett fjärde syfte med uppfinningen är att åstadkomma en fjärrstyrningsanordning avsedd att användas för att styra en fjärrstyrd arbetsmaskin, fjärrkontrollanordningen innefattande en integrerad magnetfältskänslig avkänningsanordning, ett datorbaserat medel för att bilda ett representativt magnetfältvärde (E_rep) baserat på en jämförelse med ett förutbestämt gränsvärde (E_max), och ett människa-maskin-gränssnitt för att presentera detta värde i realtid.

[0024] Dessa syften med uppfinningen löses genom en säkerhetsanordning vid en fjärrstyrd arbetsmaskin som uppvisar de särdrag och kännetecken som anges i patentkravet 1, en fjärrstyrd demoleringsrobot som uppvisar de särdrag och kännetecken som anges i patentkravet 10, ett sätt att styra en fjärrstyrd arbetsmaskin som anges i patentkravet 11, och en fjärrstyrningsanordning enligt patentkravet 17. Ytterligare fördelar och särdrag hos uppfinningen framgår av underkraven, inklusive användning av en 3D-magnetisk sensor, signaleringsmedel såsom färgindikatorer (grön, gul, röd), bildandet av sekvenser av representativa fältstyrkevärden över tid och lagring av i förväg bestämda gränsvärden i ett minne.

[0026] Insikten som ligger till grund för uppfinningen är att genom återkopplad momentan information till en operatör som vandrande bredvid en fjärrstyrd arbetsmaskin uppbär en fjärrstyrningsanordning med en integrerad magnetisk positionsgivare, särskilt en 3D magnetisk sensor, blir det möjligt att dels varsko operatören om risk för oväntat uppträdande hos arbetsmaskinen, dels genom att operatören via en människa-maskin-återkoppling momentant kan erhålla information som gör det möjligt för operatören att förflytta sig eller positionera sig på ett sådant sätt att risk för påverkan av arbetsmaskinens styrsystem från externt uppträdande magnetiska störningsfält kan minimeras, varvid det representativa fältstyrkevärdet (E rep) därigenom kan vägleda operatören mot en säkrare position eller orientering av fjärrkontrollenheten.

[0028] Tack vare att styrkan på uppträdande externa magnetfält normalt inte bara avtar relativt snabbt med ökat avstånd från källan utan även beroende på den externa magnetiska fältyrkans riktning (riktningar) i förhållande till orienteringen hos den magnetfältskänsliga styrutrustning som ingår i fjärrstyrningsanordingen så blir det möjligt för operatören att undvika inverkan av farliga externa magnetfält genom att dels förflytta sig på lämpligt sätt inom arbetsområdet kring arbetsmaskinen, dels att vinkla/orientera fjärrkontrollen på lämpligt sätt inom ett detekterat externt magnetfält som kan påverka fjärrkontrollens styrspaksfunktioner. Med hjälp av uppfinningen kan operatören i realtid erhålla effektiv ledning för att röra sig bort från ett ur störningssynpunkt farligt externt magnetfält.

[0030] Enligt ett utförande av uppfinningen innefattar en fjärrstyrningsanordning en magnetfältskänslig avkänningsanordning med förmåga att avkänna en aktuell fältstyrka hos ett i förhållande till fjärrstyrningsanordningen och därmed styrspakarna externt uppträdande magnetiskt fält, en till den magnetfältskänsliga avkänningsanordningen kopplad människa-maskin gränssnittsanordning med vilken information om uppträdande externa magnetfältsförändringar i realtid kan meddelas till operatören.

[0032] Enligt ett annat utförande av innefattar fjärrstyrningsanordningen ett datorbaserat medel med vilket bildas ett representativt fältstyrkemätvärde genom att mäta och registrera en uppträdande aktuell fältstyrka, jämföra det aktuella fä Itstyrke mätvärdet med ett i förväg bestämt maximalt fältstyrkegränsvärde och bilda ett representationsvärde för fältstyrkan genom att ställa det aktuella fältstyrkemätvärdet i relation till det maximala fältstyrkegränsvärdet, och vilket sålunda bildat representationsvärde grafiskt och i realtid presenteras för operatören på människa-maskin gränssnittsanordningen.

[0034] Enligt ett annat utförande av uppfinningen innefattar den magnetfältskänsliga avkänningsanordningen en 3D sensor med förmåga att avkänna en aktuell fältstyrka hos ett i förhållande till fjärrstyrningsanordningen och därmed styrspakarna externt uppträdande magnetiskt fält i tre dimensioner i rummet, dvs. över x-, y- och z-axlarna.

[0035] I ett annat utförande av uppfinningen är den magnetfältskänsliga avkänningsanordningen anordnad att via människa-maskin-gränssnittsanordningen presentera varje förändring av representations-värdet för fältstyrkan för operatören med en grafisk representation vid vilken varje förändring illustreras visuellt medelst färgperception eller skala exempelvis med de symboliskt signalerande färgerna Grön, Gul, Röd.

[0037] Enligt ett utförande av uppfinningen är en magnetfältskänslig detektor integrerad i fjärrstyrningsanordningen. Vidare är en människa-maskin gränssnittsanordning såsom ett grafiskt gränssnitt eller liknande kopplad till den magnetfältskänsliga detektorn med vilken information om uppträdande externa magnetfältsförändringar kan presenteras för operatören för att på så sätt varsko operatören och genom en människa-maskin-återkoppling göra det möjligt för operatören att förflytta sig till någon mer lämplig geometrisk position i vilken det externa magnetfältets inverkan på styrspaksfunktionerna positionssensorer kan minimeras.

[0039] Kort beskrivning av ritningarna

[0041] I det följande beskrivs ett utföringsexempel av uppfinningen med hänvisning till bifogade ritningar, på vilka;

[0043] Fig.1 visar en perspektivvy av en fjärrstyrd arbetsmaskin i form av en demoleringsrobot utrustad med en säkerhetsanordning enligt uppfinningen.

[0045] Fig. 2 visar arbetsmaskinen i fig. 1, delvis i ett avklätt utförande.

[0047] Fig. 3 visar schematiskt ett exempel på en första och andra styrspak med magnetiska positionssensorer som kan ingå i en fjärrstyrningsanordning och ett externt uppträdande magnetiskt störningsfält.

[0049] Fig. 4 visar ett diagram med ett antal grafer i kurvform som visar hur en uppträdande representativ magnetisk fältstyrka som detekteras av en magnetfältskänslig avkänningsanordning som kan ingå i fjärrstyrningsanordning enligt uppfinningen dels avtar med avståndet från källan av det externa magnetfältet, dels avtar med avseende på fjärrstyrningsanordningens relativa orientering till huvudflödesriktningen förden externa magnetiska fältstyrka som flödar genom styrspakarnas positionssensorer.

[0051] Fig. 5 visar en fjärrstyrningsanordning vilken i enlighet med uppfinningen kan vara utrustad med en bildskärm i vilken ett representationsvärde (Erep) för aktuell fältstyrka kan visas för operatören.

[0053] Fig. 6 visar schematiskt ett blockdiagram för de olika enheter som kan ingå i en säkerhetsanordning enligt uppfinningen.

[0054] Fig. 7 visar ett flödesschema som beskriver ett sätt att styra en fjärrstyrd arbetsmaskin i enlighet med uppfinningen och principfunktionen hos en till den magnetfältskänsliga avkänningsanordningen kopplad människa-maskin gränssnittsanordning med vilken information om uppträdande externa magnetfältsförändringar på ett återkopplat momentant sätt kan meddelas till operatören genom att efter datorbearbetning presenteras i ett grafiskt användargränssnitt.

[0056] Detaljerad beskrivning

[0058] I fig. 1 och fig. 2 visas i en fjärrstyrd arbetsmaskin 1 i form av en demoleringsrobot, i det följande benämnd arbetsmaskin. En operatör 2 vandrar bredvid arbetsmaskinen och fjärrstyr densamma trådlöst medelst en bärbar fjärrstyrningsenhet 3 som via radiosignaler står i förbindelse med en i arbetsmaskinen ingående styrenhet 4 som innefattar ett minne 4a. Med 5 betecknas allmänt ett chassi med en vagn som uppvisar en övervagn 6 och en undervagn 7. Övervagnen 6 är vridbart lagrad på undervagnen 7 för svängning av övervagnen i ett horisontalplan. Undervagnen 7 är försedd med en framdrivningsanordning 8 som omfattar höger respektive vänster larvband. Med 10 betecknas stödben som manövreras av tillhörande hydraulcylindrar och med 11 ett manövrerbart armsystem som, bestående av ett antal efter varandra ledbart förenade armdelar, är uppburet på övervagnen 6 och manövrerbart medelst ett antal mellan armdelarna verksamma hydraulcylindrar 15. Med 12 betecknas en kabel avsedd att anslutas till ett stationärt elektriskt linjenät för att förse demoleringsroboten 1 med elektrisk kraft (fjärrstyrda arbetsmaskiner med alternativ drivkälla är också kända och bör inkluderas härmed). Armsystemet 11 är i sin fria ände försett med ett verktygsfäste 13 i vilket olika typer av verktyg 14 lösgörbart kan anbringas och i förekommande fall även anslutas för hydraulisk drift.

[0060] Som bäst framgår av arbetsmaskinen 1 i det delvis avklädda utförandet i fig. 2 innefattar ett i arbetsmaskinen ingående drivsystem med en elektrisk motor som driver en hydraulpump som via ventilblock styr hydraulflöde till förbrukare (ej visat). Arbetsmaskinens 1 funktioner styrs av en eller flera i styrenheten 4 ingående datorbaserade kontrollenheter med minnesmoduler för lagring av data och instruktioner som när de exekveras av processorn styr olika funktioner hos arbetsmaskinen 1. Med 18 betecknas en radiomodul vilken kommunicerar med fjärrstymingsenheten 3 för att ta emot kommandon som ska utföras av styrenheten 4.

[0062] I fig. 5 visas delvis den fjärrstyrningsenhet 3 som ingår i arbetsmaskinen 1 närmare. Fjärrstyrningsenheten 3 innefattar ett gränssnitt för människa-maskin i form av ett grafiskt användargränssnitt 30 som är visuellt synligt för operatören 2. I människa-maskin-gränssnittet ingår även kontrollerna B1, B2 som inkluderar ett par styrspakar (joysticks), en vänster styrspak B1 och en höger styrspak B2 vilka vid påverkan tolkas av styrenheten 4 och får arbetsmaskinen 1 att arbeta i enlighet med operatörens 2 kommandon. En driftlägesväljaromkopplare 23 står i förbindelse med styrenheten 4 och används för att välja ett av flera olika alternativa driftlägen i styrenheten 4 för arbetsmaskinen 1 varvid varje respektive valt driftläge bestämmer vilken styringång hos styrenheten 4 som motsvarar ett aktuellt operatörskommando med avseende på styrspakarnas B1, B2 funktion.

[0064] I fig. 3 visas principfunktionen hos varje styrspak B1, B2 närmare och varvid framgår hur styrspakarna kan påverkas för att svänga fram och bak (det vill säga i Y-axeln) och till vänster och höger (det vill säga i X-axeln). Varje styrspak B1, B2 innefattar en returfjäder (ej visad) som ser till att styrspaken automatiskt återgår till mitten efter avslutad operation. Styrspakarna B1, B2 innefattar magnetiska positionssensorer 19 av permanentmagnettyp, exempelvis dubbelaxliga Hall-sensorgivare, vilka är anordnade i en nedre ände av varje styrspak. Emellertid bör det underförstås att i praktiken är förutom positionssensorerna 19 en rad ytterligare komponenter anordnade på varje kretskort (ej visat) som är beläget i den nedre änden av varje styrspak B1, B2. Kretskortet är via en mikroprocessor anslutet till en eller flera av de mikroprocessorer som ingår i fjärrstyrningsanordningen 3. Med B betecknas ett externt elektromagnetiskt fält med hög fältstyrka som kan inverka störande på styrspakarnas B1, B2 magnetiska positionssensorer 19. I koordinatsystemen under respektive styrspak B1, B2 visas grafiskt med heldragna korrekta positioner för styrspakarnas positionssensorer 19 på axlarna i X-led respektive Y-led, och med punktstreckade linjer inkorrekta positioner för positionssensorerna 19 under inverkan av ett störande externt magnetfält B. Den typ av ferromagnetisk skärmning som denna typ av styrspakar B1, B2 vanligen är utrustad med visas inte i fig. 3.

[0066] Med hänvisning även till fig. 5 och 6, innefattar fjärrstyrningsenheten 3 en inbyggd eller integrerad magnetometer 20 (magnetfältsmätare), särskilt en 3D magnetisk sensor som med hjälp av en kontrollfunktion som innefattar ett datorbaserat medel såsom en mikroprocessor 21 kan generera en representativ elektrisk signal Erep som svar på ett aktuellt externt magnetiskt fält Eakt som kan påverka styrspakarnas positionssensorer 19 och som i detta fall symboliseras av en elektrisk metallurgisk ugn B varvid den representativa elektriska signalen är av en styrka som är proportionell mot det elektromagnetiska fältets aktuella fältstyrka Eakt. En 3D magnetisk sensor har förmåga att bestämma dess rörelse i tre dimensioner och med hjälp av Hall-avkänningsteknik bestämma styrkan på ett magnetfält över x-, y- och z-axlarna. Registrering av förändring aktuell elektromagnetisk fältstyrka Eakt kan ske genom att registrera tidsförloppet för den elektriska signal som produceras av magnetometern och genom att ställa den uppmätta fältstyrkan i relation till ett eller ett flertal i förväg bestämda, i en databas 4a, 21a lagrade maxvärden Emax.

[0067] Föreliggande uppfinningsenliga säkerhetsanordning innefattar ett människa-maskin-gränssnitt 30 för grafisk presentation av bildat representationsvärde Erep för operatören 2. I sin enklaste form kan människa-maskin-gränssnittet 30 utgöras av ett på fjärrstyrningsanordningen 3 anordnat grafiskt gränssnitt såsom ett visarinstrument. I ett annat utförande skulle människa-maskingränssnittet 30 kunna innefatta en projektionsanordning med vilken information kan projiceras på något lämpligt objekt så att den blir visuellt synlig för operatören på liknande sätt som beskrivs i SE 2350465-7. Oavsett vilket sätt som informationen presenteras för operatören 2 kan graden av det externa elektromagnetiska fältets inverkan på styrspakarnas B1, B2 positionssensorer 19 varieras på ett för operatören 2 sensoriskt sätt genom utnyttjande av färgperception i form av olika signalerande färger som exempelvis Grön, Gul, Röd. Färgerna gul eller röd och som illustreras i grafiskt i diagrammet i fig. 4 kan de olika färgerna användas för att varsko operatören om att ett externt uppträdande elektromagnetiskt fältet 30 kan utgöra en betydande säkerhetsrisk och att det kan inverka negativt på styrspakarnas B1, B2 positionssensorer 19.

[0069] Alternativa sätt att via användargränssnitt perceptivt varsko en operatör eller att ge vederbörande omedelbar feedback kan omfatta genererande av vibrationer med olika frekvens i styrspakarna B1, B2, blinkande ljus (LED), varningssignaler etc

[0071] Fig. 7 visar ett flödesschema som beskriver hur den uppfinningsenliga säkerhetsanordningen, genom återkopplad momentan information om graden av uppträdande externa magnetfältsförändringar via människa-maskin-gränssnittet 30, kan göra operatören 2 uppmärksam på externa magnetfält B som kan medföra risk för oväntat uppträdande hos arbetsmaskinen på grund inkorrekt utstyrning av arbetsmaskinens 1 hydrauliska ställ- och manöverdon. Tack vare människamaskin-gränssnittets 30 momentana återkoppling blir det möjligt för operatören 2 att minimera eller helt eliminera ovan nämnda risk för fel, genom att positionera sig på lämpligt sätt utanför det externt uppträdande magnetiska störningsfältet B eller på lämpligt sätt förflytta sig eller manipulera fjärrstyrningsanordningens 3 vinkelläge φ eller orientering i förhållande till det magnetiska störningsfältet B så att risk för störning av styrspakarnas B1, B2 positionssensorer 19 kan minimeras.

[0073] Ånyo med hänvisning till fig. 7. Vid steget S1 startar processen genom att fjärrkontrollanordningens 3 närhet till ett externt uppträdande elektromagnetiskt fält B detekteras. Vid steget S2 mäts det elektromagnetiska fältets B styrka E varvid ett aktuellt fältstyrkemätvärde Eakt registreras. Vid steget 3 jämförs det aktuella fältstyrkemätvärdet Eakt med ett i förväg bestämt gränsvärde Emax och på basis härav bildas ett representationsvärde på fältstyrkan (Erep) som är baserat på förhållandet mellan det aktuella fältstyrkemätvärdet Eakt och gränsvärdet Emax. Vid steget S5 presenteras det bildade representationsvärdet Erep för fältstyrkan grafiskt för operatören 2.

[0074] Tack vare att ett relativt representationsvärde på fältstyrkan Erep bildas genom att ett detekterat externt aktuellt fältstyrkemätvärdet Eakt sätts i relation till ett i förväg bestämt gränsvärde Emax kan säkerhetsanordningen avgöra i vilken grad det externt uppträdande elektromagnetiskt fältet 30 utgör en säkerhetsrisk och på ett återkopplat sätt meddela operatören 2 exempelvis genom att sensoriskt och symboliskt signalera med Grön färg på fjärrstyranordningens 3 visarinstrument 30 när operatören genom ompositionering förflyttat sig till ett säkert område utanför det externa magnetfältet B. Signalering med Gul eller Röd färg på fjärrstyranordningens 3 visarinstrument 30 innebär på motsvarande sätt att fjärrstyrningsanordningens 3 positionssensorer 19 för styrspakarna B1, B2 fortfarande befinner sig inom ett farligt extern magnetfält B och att operatören 2 därmed måste försöka finna en mer lämplig arbetsposition.

[0076] Som illustreras i diagrammet med en serie grafer i fig. 4 så avtar den fältstyrkan E (y-axeln) hos ett externt magnetfält relativt snabbt med ökat avstånd Xm från magnetfältets källa (x-axeln) utan även beroende på den magnetiska fältyrkans E riktning eller orientering i förhållande till fjärrstyrningsanordningen 3 och dess magnetfältskänsliga styrutrustning. I figuren betecknas fjärrstyrningsanordningen varierande orientering i förhållande till magnetfältets utbredning med φ1 -φn. Med olika signalerande färger som exempelvis Grön, Gul, Röd vilka illustreras grafiskt i diagrammet kan på motsvarande sätt utgående från varje representationsvärde på fältstyrkan Erep det uppträdande externa magnetfältets farliga påverkansgrad på fjärrkontrollanordingens 3 positionssensorer 19 sensoriskt åskådliggöras för operatören via ett grafiskt människa-maskingränssnitt 30.

[0078] Om representationsvärde på fältstyrkan Erep skulle uppnå ett i förväg bestämt gränsvärde är det i ett utförande av uppfinningen tänkvärt att arbetsmaskinen av säkerhetsskäl helt enkelt stängs av.

[0080] Tack vare uppfinningen blir det möjligt för operatören 2 att undvika inverkan av störande externa magnetfält B genom att dels förflytta sig på lämpligt sätt inom arbetsområdet kring arbetsmaskinen 1, dels vinkla/orientera fjärrkontrollanordningen 3 på lämpligt sätt inom det detekterade magnetfältet. Med ledning av människa-maskin-gränssnittet 30 och med fördel även de olika signalerande färgerna erhåller operatören 2 på ett återkopplat sätt den ledning eller vägvisning som erfordras för att på ett enkelt sätt se till att fjärrkontrollanordningen 3 befinner sig utanför ett farligt externt uppträdande magnetiskt område.

Claims (17)

1. Säkerhetsanordning vid en fjärrstyrd arbetsmaskin (1) av den typ som genom spakpåverkan styrs och kontrolleras av en operatör (2) som uppbärande en med styrspakar (B1, B2) försedd fjärrstyrningsanordning (3) vandrar bredvid arbetsmaskinen varvid styrspakarna innefattar magnetiska positionssensorer (19) exempelvis av Hall-sensortyp, kännetecknad av att fjärrstyrningsanordningen (3) innefattar

- en magnetfältskänslig avkänningsanordning (20) med förmåga att avkänna en aktuell fältstyrka (Eakt) hos ett i förhållande till fjärrstyrningsanordningen (3) och därmed styrspakarna (B1, B2) externt uppträdande magnetiskt fält (B),

- ett datorbaserat medel (21) med vilket bildas ett representativt fältstyrkemätvärde (Erep) genom att mäta och registrera den uppträdande aktuella fältstyrkan (Eakt), jämföra det aktuella fältstyrkemätvärdet (Eakt) med ett i förväg bestämt maximalt fältstyrkegränsvärde (Emax) och bilda det representativa fältstyrkemätvärdet (Erep) genom att ställa det aktuella fältstyrkemätvärdet (Eakt) i relation till det maximala fältstyrkegränsvärdet (Emax),

- en till den magnetfältskänsliga avkänningsanordningen (20) kopplad människa-maskin gränssnittsanordning (30) med vilken information om uppträdande externa magnetfältsförändringar kan meddelas till operatören (2), genom att ett sålunda bildat representativa fältstyrkemätvärdet (Erep) i realtid presenteras för operatören (2) på människa-maskin gränssnittsanordningen (30), varvid operatören, via människa-maskinåterkoppling, momentant erhåller information som gör det möjligt för operatören att förflytta sig eller positionera sig på ett sådant sätt att risk för påverkan av arbetsmaskinens styrsystem från externt uppträdande magnetiska störningsfält kan minimeras.

2. Säkerhetsanordning enligt kravet 1, varvid den magnetfältskänsliga avkänningsanordningen (20) är anordnad att via människa-maskin-gränssnittsanordningen (30) presentera varje förändring av det representativa fältstyrkemätvärdet (Erep) för operatören medelst en grafisk representation vid vilken varje förändring illustreras visuellt medelst färg perception eller skala.

3. Säkerhetsanordning enligt kravet 2, varvid den grafiska representationen innefattar de symboliskt signalerande färgerna Grön, Gul, Röd.

4. Säkerhetsanordning enligt kravet 1 eller 2, varvid det i förväg bestämda maximala fältstyrkegränsvärdet (Emax) är valt med utgångspunkt från märkdata för magnetisk känslighet för externa magnetfält hos de i fjärrstyranordningen (3) ingående styrspakarnas (B1, B2) magnetiska positionssensorer (19).

5. Säkerhetsanordning enligt något av kraven 1 - 4, varvid den magnetfältskänsliga avkänningsanordningen (20) innefattar en 3D sensor med förmåga att avkänna en aktuell fältstyrka (Eakt) hos ett i förhållande till fjärrstyrningsanordningen (3) och därmed styrspakarna (B1, B2) externt uppträdande magnetiskt fält (B) i tre dimensioner i rummet, dvs. över x-, y- och z-axlarna.

6. Säkerhetsanordning enligt kravet 5, varvid 3D sensorn innefattar en 3D magnetisk sensor av exempelvis Hall-sensortyp.

7. Säkerhetsanordning enligt något av kraven 1 - 6, varvid den magnetfältskänsliga avkänningsanordningen (20) är integrerad i och uppburen av fjärrstyrningsanordningen (3).

8. Säkerhetsanordning enligt något av kraven 1 - 7, varvid den magnetfältskänsliga avkänningsanordningen (20) genererar en elektrisk signal som är proportionell mot det externt uppträdande magnetfältets (B) styrka och registrering av varje förändring i det externt uppträdande magnetfältets styrka sker genom registrering av en följd av tidsförlopp för den elektriska signal som produceras.

9. Säkerhetsanordning enligt något av kraven 1 - 8, varvid det datorbaserade medlet (21) är konfigurerat att presentera ett uppträdande representativt fältstyrkegränsvärde (Erep) för operatören (2), men bara i de fall den aktuella fältstyrkan (Eakt) överstiger det i förväg bestämda maximala fältstyrkegränsvärdet (Emax).

10. Fjärrstyrd demoleringsrobot, innefattande en säkerhetsanordning enligt något av patentkraven 1 - 9.

11. Sätt att styra en fjärrstyrd arbetsmaskin (1) av den typ som genom spakpåverkan styrs och kontrolleras av en operatör (2) som uppbärande en med styrspakar (B1, B2) försedd fjärrstyrningsanordning (3) vandrar bredvid arbetsmaskinen, varvid styrspakarna innefattar interna magnetiska positionssensorer (19) exempelvis av Hall-sensortyp, kännetecknat av följande operationers steg,

a) att fjärrkontrollanordningens (3) närhet till ett externt uppträdande magnetiskt fält (B) detekteras med en i fjärrstymingsenheten (3) inbyggd magnetometer (20), b) att det externa magnetfältets (B) styrka mäts varvid ett aktuellt fältstyrkemätvärde (Eakt) registreras där styrkan hos en elektrisk signal är proportionell mot det magnetiska fältets aktuella fältstyrka (Eakt),

c) att det aktuella fältstyrkemätvärdet (Eakt) jämförs med ett i förväg bestämt fältstyrkegränsvärde (Emax) och att ett representationsvärde för fältstyrkan (Erepr) som är baserat på förhållandet mellan det aktuella fältstyrkemätvärdet (Eakt) och fältstyrkegränsvärdet (Emax) bildas,

d) att det bildade representationsvärdet (Erepr) för fältstyrkan presenteras för operatören på ett människa-maskin-användargränssnitt (30), varvid operatören, via människa-maskin-återkoppling, momentant erhåller information som gör det möjligt för operatören att förflytta sig eller positionera sig på ett sådant sätt att risk för påverkan av arbetsmaskinens styrsystem från externt uppträdande magnetiska störningsfält kan minimeras.

12. Sätt enligt kravet 11, innefattande steget e); att en följd av (n) nya representationsvärden för fältstyrkan (Erep:1 - Erep:n) beräknas kontinuerligt i en i förväg bestämd tidsföljd, och att varje nytt representationsvärde (Erep:1-Erep:n) presenteras i realtid för operatören (2) via människa-maskin-användargränssnittet (30).

13. Sätt enligt något av de föregående kraven 11 - 12, varvid det kring fjärrstyrningsanordningen (3) uppträdande aktuella fältstyrkemätvärde (Eakt) mäts medelst en i fjärrstyrningsanordningen ingående magnetometer (20) och att som svar på ett externt magnetiskt fält genereras en elektrisk signal vars styrka är proportionell mot det externa magnetiska fältets styrka genom fjärrstyrningsanordningen (3).

14. Sätt enligt något av de föregående kraven 11 - 13, varvid specifika gränsvärden (Emax) för externt uppträdande magnetiska fält som kan inverka på styrspakarnas (B1, B2) magnetiska positionssensorer (19) registreras i ett minne (21a) i den fjärrstyrda arbetsmaskinens (1) fjärrkontrollanordning (3) eller i ett minne (4a) i arbetsmaskinens styrenhet (4).

15. Sätt enligt något av de föregående kraven 11 - 14, varvid det i förväg bestämda gränsvärdet (Emax) innefattar ett intervall med en övre max-gräns och en nedre min-gräns, varvid bara om ett aktuellt fältstyrkemätvärde (Eakt) befinner sig över den nedre mingränsen i intervallet så presenteras det bildade representationsvärdet (Erepr) för fältstyrkan för operatören (2) på människa-maskin-användargränssnittet (30).

16. Sätt enligt något av kraven 11 - 15, varvid som magnetfältskänsliga avkänningsanordningen (20) används en 3D sensor med förmåga att avkänna en aktuell fältstyrka (Eakt) hos ett i förhållande till fjärrstyrnings-anordningen (3) och därmed styrspakarna (B1, B2) externt uppträdande magnetiskt fält (B) i tre dimensioner i rummet, dvs. över x-, y- och z-axlarna.

17. Fjärrstyrningsanordning (3) utrustad med styrspakar (B1, B2) och avsedd att bäras av en operatör (2) varvid styrspakarna innefattar magnetiska positionssensorer exempelvis av Hall-sensortyp, kännetecknad av att den innefattar en magnetfältskänslig avkänningsanordning (20) vilken är integrerad i fjärrstyrningsanordningen (3), och uppvisande förmåga att avkänna en aktuell fältstyrka (Eakt) hos ett i förhållande till fjärrstyrningsanordningen (3) och därmed styrspakarna (B1, B2) externt uppträdande magnetiskt fält (B), ett datorbaserat medel (21) med vilket bildas ett representativt fältstyrkemätvärde (Erep) genom att mäta och registrera den uppträdande aktuella fältstyrkan (Eakt), jämföra det aktuella fältstyrkemätvärdet (Eakt) med ett i förväg bestämt maximalt fältstyrkegränsvärde (Emax) och bilda det representativa fältstyrkemätvärdet (Erep) genom att ställa det aktuella fältstyrkemätvärdet (Eakt) i relation till det maximala fältstyrkegränsvärdet (Emax),

och en till den magnetfältskänsliga avkänningsanordningen (20) kopplad människamaskin gränssnittsanordning (30) med vilken information om uppträdande externa magnetfältsförändringar som detekterats av den magnetfältskänsliga avkännaranordingen (20) kan meddelas till operatören (2), genom att ett sålunda bildat representativa fältstyrkemätvärdet (Erep) i realtid presenteras för operatören (2) på människamaskin gränssnittsanordningen (30), varvid operatören, via människa-maskin-återkoppling, momentant erhåller information som gör det möjligt för operatören att förflytta sig eller positionera sig på ett sådant sätt att risk för påverkan av arbetsmaskinens styrsystem från externt uppträdande magnetiska störningsfält kan minimeras.