WO2015197708A1 - Fahrbarer grossmanipulator - Google Patents

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WO2015197708A1
WO2015197708A1 PCT/EP2015/064281 EP2015064281W WO2015197708A1 WO 2015197708 A1 WO2015197708 A1 WO 2015197708A1 EP 2015064281 W EP2015064281 W EP 2015064281W WO 2015197708 A1 WO2015197708 A1 WO 2015197708A1
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WO
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large manipulator
support
camera
manipulator
image data
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PCT/EP2015/064281
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English (en)
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Reiner VIERKOTTEN
Joseph SCHNITTKER
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Friedrich Wilhelm Schwing GmbH
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Friedrich Wilhelm Schwing GmbH
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    • E04G21/00—Preparing, conveying, or working-up building materials or building elements in situ; Other devices or measures for constructional work
    • E04G21/02—Conveying or working-up concrete or similar masses able to be heaped or cast
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    • B64U2101/00—UAVs specially adapted for particular uses or applications
    • B64U2101/30—UAVs specially adapted for particular uses or applications for imaging, photography or videography

Definitions

  • the invention relates to a mobile large manipulator and a method for program-controlled support of the positioning of a large manipulator.
  • Large manipulators are known in the art (see, e.g., EP 2 038 493 B1).
  • they comprise a chassis, two front and two rear support arms which can be supported on a base by means of extendable support legs, which are arranged on the chassis and can be wholly or partially extended from a driving position to a support position, and a foldable boom which has a turntable rotatable about a vertical axis and a plurality of pivotally interconnected mast segments.
  • the positioning of the large manipulators known from the prior art takes place on the basis of the experience of the machinist, who can at most still resort to diagrams in which the possible angles of rotation of the articulated mast are represented graphically in different support variants.
  • the machinist positions the machine at the estimated position and supports it there.
  • a disadvantage of the known large manipulators is that in this way a suitable installation position, with which the surface to be concreted is optimally achieved with the mast arm, can only be estimated. An optimal location is therefore rarely found at the first attempt, so that it requires at least a time-consuming repositioning. It is therefore an object of the invention to provide a mobile large manipulator, which allows the machinist to find an optimal installation location, so that the large manipulator can achieve the surface to be concreted as optimally as possible or completely with an executable at the concreting support configuration.
  • An inventive mobile large manipulator has a chassis, two front and two rear, on a substrate via extendable support legs supportable support arm, which are arranged in each case on the chassis and from a driving position in a support position wholly or partially extendable, and a folding mast arm, the one on Chassis about a vertical axis rotatably mounted turntable and a plurality of pivotally interconnected mast segments.
  • the working area of the mast arm i. the reachable with the tip of the boom arm, depends on the support configuration of the support arm.
  • the operator of the large manipulator may e.g. choose from a plurality of possible Abstützkonfigurationen, each of which specify the support positions of the support arm.
  • the large manipulator according to the invention is characterized by a program-controlled positioning aid, which is set up for outputting a graphic representation of environmental image data on a screen, the working area of the boom arm being visualized in the graphical representation.
  • a graphical representation of the construction site and the environment with the position of the large manipulator and the area covered by this at a certain support configuration work area is displayed, and preferably even before the machinist finally sets up the machine and extends the outriggers.
  • the operator of the large manipulator for example, try different support configurations in which he enters this and the coverage of the resulting in the respective support configuration work area with e.g. checked to reach a concreting. Only when the proper positioning and support configuration is found, the operator will extend the pillar beams according to the selected support configuration.
  • the operator can, for example, specify a desired working range of the boom arm, resulting in a support configuration of the large manipulator, which can also be displayed on the screen.
  • the operator can determine whether at the planned installation location of the large manipulator with the necessary support configuration, for example, in confined spaces, the work area of the mast arm can be covered at all.
  • the invention thus has over the prior art has the advantage that the machinist can see before the final parking and supporting the large manipulator, whether he at his selected Abstellort and the support configuration chosen by him the target area, especially all concreting on the job site , or whether he / she has to set up the large manipulator in a different position with, for example, a different support configuration, in order to better or completely reach the target area.
  • a time-consuming repositioning of the large manipulator can be avoided. Overall, thus, the best possible concreting can be ensured.
  • the visualization of the environment also allows the operator to obtain an optimal all-round view from the construction site.
  • the positioning aid can be set up in such a way that for visualization of the work area a graphical representation of the work area with the graphical representation of the environment of the mobile large manipulator is superimposed.
  • the graphical representation of the environmental image data can be advantageously carried out so that on the screen of the large manipulator from above, ie as it were from a bird's eye view, together with its surroundings in the correct position, ie in the correct relative spatial arrangement and possibly also in realistic proportions, to see. This makes it easier for the operator to see whether, for example, when setting up a truck-mounted concrete pump, a sufficiently large free space for a truck mixer remains or is available.
  • the graphical representation of the environment can be done in different ways.
  • the large manipulator preferably has at least one camera which records the environmental image data.
  • the positioning aid is set up in such a way that it processes the environment image data, for example in order to convert it according to the desired representation perspective, and outputs it on the screen.
  • the at least one camera is arranged on the turntable.
  • the turntable is the center of the boom and thus also the center of the work area. It can also be arranged on the turntable two cameras. These are then preferably arranged laterally on the right and left side of the fifth wheel.
  • a large manipulator according to the invention preferably has at least one camera on all four sides.
  • a camera each front, rear, left side and right side of the large manipulator is arranged.
  • the recordings of the cameras can be overlaid by computer technology, so that a 360 ° all-round view of the vehicle is obtained.
  • the cameras can be arranged on the chassis or on the cab of the large manipulator. This allows the cameras to be easily wired or wirelessly connected to a central control unit.
  • a certain limitation is that the cameras can display only a relatively small area of the environment due to the low arrangement on the large manipulator.
  • at least one camera can also be arranged on the mast arm. Received by the improved range the machinist a better overview of the construction site.
  • the cameras are preferably connected via a radio link with the positioning aid.
  • At least one camera is arranged as high as possible on the large manipulator.
  • the camera can be arranged on an upwardly extendable or swingable camera boom, which is preferably arranged on the turntable. Depending on the circumstances, the camera boom can then be extended or swung out correspondingly far upwards.
  • the large manipulator according to the invention can have a camera with 360 ° all-round view.
  • the advantage here is that a complex computational overlay of recordings of different cameras can be omitted.
  • the machinist receives a steady representation of the construction site environment. The best display is achieved when the camera with 360 ° visibility is articulated at the highest possible point on the large manipulator.
  • the camera is arranged on an unmanned aerial vehicle, for example a drone, which can be controlled by the operator.
  • the camera ideally communicates wirelessly with the positioning aid for transmitting the environmental image data. It can transmit the recordings via radio to the positioning aid.
  • the camera is preferably arranged on the underside of the aircraft. The aircraft is launched from the large manipulator or next to the large manipulator. An image of the construction site is then created as centrally as possible above the turntable and thus in the center of the work area and transmitted to the positioning aid.
  • the positioning aid has a data storage in which the environment image data is stored.
  • the positioning aid can also have a communication interface to a data network and be configured to transmit the environment image data via the communication interface.
  • a communication interface to a data network
  • One way to obtain a graphical representation of the jobsite / environment without the need for a sophisticated camera technique is to use satellite or aerial imagery (eg, "Google Maps” or “Google Earth") transmitted to the positioning aid via the communications interface or map materials of a navigation system, which are stored in advance in the data storage of the positioning aid. Since the data of such systems often do not represent the current conditions, and this is particularly true for areas that are not of great importance to the general public and thus are not regularly re-recorded, it is advantageous if the satellite / aerial images or The card materials are superimposed with currently recorded camera images, at least for the near area around the large manipulator.
  • the positioning aid is preferably arranged to output the environmental image data corresponding to the current position and orientation of the large manipulator so that the environment is displayed on the screen in the correct relative position to the large manipulator on the screen.
  • the large manipulator has a positioning receiver and / or compass connected to the positioning aid for determining the instantaneous position and / or orientation of the large manipulator.
  • This may be, for example, one or more GPS position receivers, which is preferably used in conjunction with a compass.
  • the positioning aid is arranged to enter a target area across the screen and to determine a positioning recommendation such that the target area is within the recommended positioning of the large manipulator within the work area.
  • target area is inventively preferred to understand the area with the Grand manipulator should be achieved.
  • Particularly preferred is understood to mean the area to be concreted.
  • the screen is designed as a touch screen.
  • the touchscreen is advantageously mounted in the area of the dashboard of the cab.
  • the screen is ideally divided into two parts, it has an input and a display unit.
  • the input side the operator can enter the desired support configuration.
  • the environment is displayed.
  • the graphical representation of the environment can then be superimposed and output with the position of the large manipulator and the work area covered by it.
  • the arrangement of the input and display to each other is variable. It is also conceivable that the input area is temporarily displayed only for the purpose of input, similar to how it is known from the user interfaces of smartphones.
  • the user can according to the invention also have the option of selecting a target area, for example a surface to be concreted, himself. For this purpose, he draws on the touch-sensitive screen with a finger or a pen, the outlines of the area to be concreted.
  • the positioning aid calculates the optimal positioning. The calculation may be made taking into account the recognized or entered local restrictions.
  • the positioning aid can also specify an appropriate and possible support configuration.
  • the positioning aid can then guide the operator with the large manipulator also to the optimal installation location.
  • information about the support configuration and the directions to the optimal installation location are displayed on the screen.
  • the subject of the present invention is a method.
  • the method according to the invention for program-controlled support of the positioning of a large manipulator comprises the following method steps:
  • the operator prescribes a desired work area, which results in a support configuration necessary for this, so that the large manipulator is securely supported in all positions of the boom arm within the work area, or the operator provides a desired or at the installation possible support configuration, from which the possible working area of the boom arm for the visualization is derived.
  • FIGS. show a particularly preferred embodiment of the invention.
  • the invention is not limited to the embodiment shown.
  • the invention includes, as far as is technically feasible, any combination of the technical features that are listed in the claims or described in the description as being relevant to the invention.
  • FIG. 1 is a schematic plan view of a large manipulator according to the invention in a first embodiment
  • FIG. 2 is a schematic side view of a large manipulator according to the invention shown in FIG. 1
  • 3 is a schematic side view of a large manipulator according to the invention in a second embodiment
  • FIG. 4 is a schematic plan view of a large manipulator according to the invention in a third embodiment
  • FIG. 5 is a schematic side view of a large manipulator according to the invention shown in FIG. 4,
  • FIG. 6 is a schematic side view of a large manipulator according to the invention in a fourth embodiment
  • FIG. 7 is a schematic side view of a large manipulator according to the invention in a fifth embodiment
  • FIG. 8 shows a schematic view of a touch screen in an embodiment according to the invention
  • FIG. 9a representation of a graphical user interface
  • FIG. 1 shows a plan view of a large manipulator 10 according to the invention in a first embodiment.
  • the large manipulator 10 includes a chassis 12, two front 14 and two rear support 16 supported on a substrate via extendable support legs, which are arranged on the chassis and from a driving position to a support position completely or are partially extendable, and a foldable mast arm 18 having a pivotable about a vertical axis turntable 20 and a plurality of pivotally interconnected mast segments.
  • the large manipulator 10 has a program-controlled positioning aid, with which the output of a graphical representation of environmental image data on a screen 42 is possible, wherein the working area of the boom arm 18 is visualized with.
  • the operator of the large manipulator for example, initially specify a desired working area 60 of the boom arm 18, which then requires a certain support configuration.
  • the large manipulator 10 is then visualized with the appropriate support configuration and work area 60 of the boom, so that the operator can see if the necessary support configuration for the selected work area 60 can be used on the jobsite, especially in confined space conditions .
  • the operator has determined the optimum installation location for the large manipulator 10 on the basis of the visualization, he sets up the large manipulator 10 at this installation location with the necessary support configuration and a suitable sensor system checks whether the required support configuration for the desired working area 60 with the support brackets is achieved.
  • a sensor on the mast arm then constantly checks the position of the mast arm and limits or stops its movement when the limits of the selected work area 60 have been reached.
  • the actual support configuration push-out length / tilt-down angle of the support brackets 14, 16
  • the predetermined working area 60 requires that a particular support boom, e.g. only half (50%) must be deployed, but the location allows for further deployment (e.g., two-thirds), release for the mast arm movement is given and may be lost. also a larger work area 60 released for the masthead.
  • the operator can first specify a support configuration which, as far as can be seen on the construction site, possibly with the support of the Visualization on the screen, is possible, whereupon the positioning aid calculates and visualizes the work area that is possible for the selected support configuration, so that the operator can recognize whether all points of a concreting point can be reached with this work area.
  • the environment is preferably graphically represented by cameras 26 , 28, 30, 32, 44, wherein the positioning aid is arranged to process and display the environmental image data on the screen 42.
  • the large manipulator 10 has at least four cameras on all four sides: front 26, laterally right 28, rear 30 and laterally left 32. Each of the cameras 26, 28, 30, 32 covers a viewing area 34, 36, 38, 40. Ideally, the images of the cameras 26, 28, 30, 32 can be superimposed on the computer so that a 360 ° all-round view of the large manipulator 10 is obtained.
  • FIG. 2 shows a schematic side view of the large manipulator 10 according to the invention in the first embodiment according to FIG. 1.
  • the cameras 26, 28, 30, 32 are arranged on the chassis 12 and on the cab 22 of the large manipulator. As a result, the cameras 26, 28, 30, 32 can be easily connected to the positioning aid by cable.
  • FIG. 3 shows a schematic side view of a large manipulator 10 according to the invention in a second embodiment.
  • these are arranged here as far as possible at the top of the large manipulator 10.
  • the front camera 26 is on the cab 22, the other three cameras 28, 30, 32 are arranged on the mast arm 18.
  • Such an arrangement of the cameras 26, 28, 30, 32 gives the operator a better overview of the construction site.
  • the cameras 26, 28, 30, 32 are preferably connected to the positioning aid via a radio link.
  • FIG. 4 shows a schematic plan view of a large manipulator 10 according to the invention in a third embodiment.
  • the camera 44 is arranged on the turntable 20.
  • the fifth wheel 20 represents the center of the mast arm 18 and thus also the center of the working area 60.
  • the camera 44 is a 360 ° panoramic camera.
  • the advantage here is that a complex computational overlay of recordings of different cameras can be omitted. It can also be arranged on the turntable 20 two cameras. These are then preferably laterally, on the right and left side of the fifth wheel 20, arranged.
  • FIG. 5 shows a schematic side view of a large manipulator 10 according to the invention in the third embodiment according to FIG. 4.
  • the 360 ° camera 44 is arranged on the turntable 20.
  • FIG. 6 shows a schematic side view of a large manipulator 10 according to the invention in a fourth embodiment.
  • a camera 44 is arranged on an upwardly swingable camera arm 46, 48, which is located on the turntable 20.
  • the camera boom can be moved from a folded position 46, in which the camera 44 is at the height of the turntable 20, into an unfolded position 48. In the unfolded position 48, the camera 44 protrudes upward beyond the large manipulator 10.
  • the camera boom 48 can be swung out correspondingly far upwards.
  • an upward to a sufficient height telescoping support for the camera 44 would be conceivable.
  • FIG. 7 shows a schematic side view of a large manipulator 10 according to the invention in a fifth embodiment.
  • the camera 44 is disposed on an unmanned aerial vehicle 50, such as a drone, that is controllable by the operator.
  • the camera 44 ideally communicates wirelessly with the positioning aid for transmitting the environmental image data.
  • the camera 44 can transmit the recorded image data via radio to the positioning aid.
  • the camera 44 is preferably arranged on the underside of the aircraft 50.
  • the aircraft 50 is started by the large manipulator 10 or next to the large manipulator 10. An image of the construction site is then created as centrally as possible above the turntable 20 and transmitted to the positioning aid.
  • Figure 8 shows a schematic view of a screen / touch screen 42 of the positioning aid according to the invention in an embodiment.
  • the screen 42 is divided into two parts.
  • the input 56 may include a plurality of buttons 56 through which the operator may select various predefined support configurations.
  • the machinist can also select different, possibly predefined work areas 60 of the boom arm, which each require different support configurations, which are then displayed on the screen.
  • the display 54 shows a graphical representation of environmental image data, which is preferably taken with cameras as described above. Alternatively or additionally stored or downloaded from the Internet satellite or aerial images can be displayed. This map is superimposed with the position of the large manipulator 10 with selected support configuration or workspace 60 of the mast arm 18, based on the selected on the left side support configuration or the selected / predetermined work area.
  • the working range of the large manipulator in different Abstützkonfigurationen can be determined in principle in two different ways.
  • the working area for the possible, selectable support configurations is stored in a memory or a table, and if a support configuration is selected, the corresponding work area is read from the table and displayed on the touch screen.
  • the machinist can only select between predefined support configurations in which individual supports are only deployed fully or not at all, or extended, for example, by only 50%.
  • FIG. 9 a shows an illustration of a graphical overlay of environmental image data, the working area 60 of the mast arm 18 and the position of the large manipulator 10 in a first embodiment as can be output by the display 54.
  • an L-shaped surface 58 is to be concreted.
  • an obstacle 62 In the immediate vicinity of the L-shaped surface 58 is an obstacle 62.
  • bypassing the obstacle as was selected in Figure 9a, only a portion of the concreting surface 58 is reached.
  • a repositioning of the large manipulator 10 would be unavoidable or concrete would have to be spent elsewhere on the places not to be reached.
  • FIG. 9b likewise shows an illustration of a graphical overlay of environmental image data, the working region 60 of the mast arm 18 and the position of the large manipulator 10.
  • an L-shaped surface 58 is also to be concreted here.
  • the large manipulator 10 is located between the obstacle 62 and the L-shaped surface to be concreted 58.
  • the mast arm 18 can not be moved through 360 ° without the tipping of the large manipulator 10 threatens.
  • complete coverage of the concreting surface 58 by the mast arm 18 is still possible.
  • the machinist would thus at this point then bring the support arms 14, 16 into the support configuration derived or selected from the work area 60. Thereafter, the discharge of the concrete could be started.
  • the inventively provided programmable positioning aid can in a practical embodiment as in the large manipulator built computer per se conventional type (with processor, memory, data bus, etc.) with suitable input and output interfaces to screen, sensors, Cameras, input keys or the like can be realized. His inventive device receives the positioning aid by appropriate software.
  • the software may be stored in random access memory or a non-volatile memory of the positioning aid.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Architecture (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Manipulator (AREA)
  • Forklifts And Lifting Vehicles (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft einen fahrbaren Großmanipulator (10) mit einem Fahrgestell (12), zwei vorderen (14) und zwei hinteren (16) auf einem Untergrund über ausfahrbare Stützbeine abstützbaren Stützauslegern, die jeweils am Fahrgestell (12) angeordnet und von einer Fahrstellung in eine Abstützstellung ganz oder teilweise ausfahrbar sind, und einem ausfaltbaren Mastarm (18), der einen am Fahrgestell um eine Hochachse drehbar angeordneten Drehschemel (20) und eine Mehrzahl von gelenkig miteinander verbundenen Mastsegmenten aufweist, wobei der Arbeitsbereich (60) des Mastarms (18) von der Abstützkonfiguration, d.h. von den Abstützstellungen der Stützausleger abhängt. Der Großmanipulator (10) zeichnet sich durch eine programmgesteuerte Positionierungshilfe aus, die, die zur Ausgabe einer graphischen Darstellung von Umgebungsbilddaten auf einem Bildschirm (42) eingerichtet ist, wobei der Arbeitsbereich (60) des Mastarmes (18) in der graphischen Darstellung visualisiert wird. Außerdem betrifft die Erfindung ein Verfahren zur programmgesteuerten Unterstützung der Positionierung und/oder Abstützung eines Großmanipulators (10).

Description

Fahrbarer Großmanipulator Die Erfindung betrifft einen fahrbaren Großmanipulator sowie ein Verfahren zur programmgesteuerten Unterstützung der Positionierung eines Großmanipulators.
Großmanipulatoren sind aus dem Stand der Technik (siehe z.B. EP 2 038 493 B1 ) bekannt. Sie umfassen insbesondere ein Fahrgestell, zwei vordere und zwei hintere auf einem Untergrund über ausfahrbare Stützbeine abstützbare Stützausleger, die am Fahrgestell angeordnet sind und von einer Fahrstellung in eine Abstützstellung ganz oder teilweise ausfahrbar sind, und einen ausfaltbaren Mastarm, der einen um eine Hochachse drehbaren Drehschemel und eine Mehrzahl von gelenkig miteinander verbundenen Mastsegmenten aufweist.
Bei voll ausgefahrenen und abgestützten Stützauslegern ist üblicherweise eine Drehung des voll ausgeklappten Mastarms um 360° möglich. Es lässt sich somit insgesamt ein kreisförmiger Bereich um den Großmanipulator mit dem Mastarm erreichen, ohne dass die Gefahr des Kippens des Großmanipulators besteht. Je nach Länge des Auslegers kann so Dickstoff in einem Radius von 70 Metern und mehr ausgebracht werden. Allerdings ist es häufig der Fall, dass die Stützausleger nicht komplett ausgefahren werden können, da die Einsatzorte der Großmanipulatoren vielfach zu schmal sind. Es befinden sich beispielsweise Hindernisse am Einsatzort oder der Boden weist keine ausreichende Befestigung zum Abstützen der Maschine auf. In diesen Fällen kann nur eine Teilabstützung des Großmanipulators erfolgen. Hier können dann beispielsweise lediglich die vorderen, die seitlichen oder drei der vier Stützausleger vollständig ausgefahren und abgestützt werden. Die anderen Stützausleger werden nur in eine verkürzte Ausfahrstellung ausgefahren oder verbleiben sogar komplett in ihrer eingeklappten Stellung. Hierdurch ergibt sich insgesamt ein eingeschränkter Arbeitsbereich des Mastes. Wird dieser Arbeitsbereich des Mastes überschritten, dann besteht die Gefahr, dass der Großmanipulator umkippt. Je nach verwendeter Abstützkonfiguration ergeben sich verschiedene Schwenkbereiche des Mastes, in denen sich der Mast befinden kann, ohne dass die Autobetonpumpe umkippt.
Für den Maschinisten stellt sich beim Anfahren einer Betonierstelle immer wieder das Problem, eine geeignete Aufstellposition des Großmanipulators zu finden, so dass die zu betonierende Fläche möglichst optimal mit dem Mastarm erreicht werden kann. Eine geeignete Aufstellposition lässt sich sehr schwer abschätzen. Hierzu bedarf es einer großen Erfahrung des Maschinisten sowie guter Kenntnisse der Umgebung, wie beispielsweise Informationen über die Bodenbeschaffenheit. Dies wird noch weiter erschwert, wenn der Drehwinkel bzw. der Schwenkbereich des Mastarms bei Teilabstützung eingeschränkt ist. Häufig sind daher zeitaufwändige Neupositionierungen der Maschinen notwendig, oder der Beton muss auf andere Art und Weise von den Arbeitern auf der Baustelle zum Ausbringungsort gebracht werden. Durch die entstehenden Verzögerungen kann eine ideale Betonierung nicht gewährleistet werden, da die Gefahr besteht, dass der Beton aushärtet und es unter Umständen zu Stopfern in der Betonpumpe kommt.
Die Positionierung der aus dem Stand der Technik bekannten Großmanipulatoren erfolgt aufgrund der Erfahrung des Maschinisten, der höchstens noch auf Diagramme zurückgreifen kann, in denen die möglichen Drehwinkel des Knickmastes bei verschiedenen Abstützvarianten graphisch dargestellt sind. Der Maschinist positioniert die Maschine an der abgeschätzten Position und stützt diese dort ab. Nachteilig an den bekannten Großmanipulatoren ist, dass hierdurch eine geeignete Aufstellposition, mit der die zu betonierende Fläche optimal mit dem Mastarm erreicht wird, nur geschätzt werden kann. Ein optimaler Aufstellort wird daher selten beim ersten Anlauf gefunden, so dass es wenigstens einer zeitaufwändigen Neupositionierung bedarf. Es ist somit Aufgabe der Erfindung, einen fahrbaren Großmanipulator bereitzustellen, der es dem Maschinist ermöglicht, einen optimalen Aufstellort zu finden, so dass der Großmanipulator mit einer an der Betonierstelle ausführbaren Abstützkonfiguration die zu betonierende Fläche möglichst optimal bzw. komplett erreichen kann.
Gelöst wird diese Aufgabe durch einen Großmanipulator mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 15. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind jeweils Gegenstand der abhängigen Ansprüche. Es ist darauf hinzuweisen, dass die in den Ansprüchen einzeln aufgeführten Merkmale auch in beliebiger und technologisch sinnvoller Weise miteinander kombiniert werden können und somit weitere Ausgestaltungen der Erfindung aufzeigen.
Ein erfindungsgemäßer fahrbarer Großmanipulator weist ein Fahrgestell, zwei vordere und zwei hintere, auf einem Untergrund über ausfahrbare Stützbeine abstützbare Stützausleger, die jeweils am Fahrgestell angeordnet und von einer Fahrstellung in eine Abstützstellung ganz oder teilweise ausfahrbar sind, und einen ausfaltbaren Mastarm auf, der einen am Fahrgestell um eine Hochachse drehbar angeordneten Drehschemel und eine Mehrzahl von gelenkig miteinander verbundenen Mastsegmenten aufweist. Der Arbeitsbereich des Mastarmes, d.h. der mit der Spitze des Mastarmes erreichbare Bereich, ist von der Abstützkonfiguration der Stützausleger abhängig. Der Bediener des Großmanipulators kann z.B. aus einer Mehrzahl von möglichen Abstützkonfigurationen wählen, die jeweils die Abstützstellungen der Stützausleger vorgeben. Der erfindungsgemäße Großmanipulator zeichnet sich durch eine programmgesteuerte Positionierungshilfe aus, die zur Ausgabe einer graphischen Darstellung von Umgebungsbilddaten auf einem Bildschirm eingerichtet ist, wobei der Arbeitsbereich des Mastarmes in der graphischen Darstellung visualisiert wird.
Durch den erfindungsgemäßen Großmanipulator wird eine graphische Darstellung der Baustelle und der Umgebung mit der Position des Großmanipulators und dem von diesem bei einer bestimmten Abstützkonfiguration abgedeckten Arbeitsbereich angezeigt, und zwar bevorzugt noch bevor der Maschinist die Maschine endgültig aufstellt und die Stützausleger ausfährt.
Dabei kann der Bediener des Großmanipulators beispielsweise verschiedene Abstützkonfigurationen ausprobieren, in dem er diese eingibt und die Überdeckung des sich bei der jeweiligen Abstützkonfiguration ergebenden Arbeitsbereiches mit z.B. einer zu erreichenden Betonierstelle überprüft. Erst wenn die geeignete Positionierung und Abstützkonfiguration gefunden ist, fährt der Bediener die Stützenausleger entsprechend der gewählten Abstützkonfiguration aus. Alternativ kann der Bediener beispielweise einen gewünschten Arbeitsbereich des Mastarmes vorgeben, woraus sich eine Abstützkonfiguration des Großmanipulators ergibt, die auch auf dem Bildschirm dargestellt werden kann. So kann der Bediener feststellen, ob an dem geplanten Aufstellort des Großmanipulators mit der notwendigen Abstützkonfiguration, z.B, bei beengten Platzverhältnissen, der Arbeitsbereich von dem Mastarm überhaupt abgedeckt werden kann.
Die Erfindung weist somit gegenüber dem Stand der Technik den Vorteil auf, dass der Maschinist schon vor dem endgültigen Abstellen und Abstützen des Großmanipulators sehen kann, ob er bei seinem ausgewählten Abstellort und bei der von ihm gewählten Abstützkonfiguration den Zielbereich, insbesondere alle Betonierpunkte auf der Baustelle, erreichen kann oder ob er den Großmanipulator an einer anderen Position mit beispielsweise einer anderen Abstützkonfiguration aufstellen muss bzw. sollte, um den Zielbereich besser oder vollständig erreichen zu können. Durch die Erfindung kann eine zeitaufwändige Neupositionierung des Großmanipulators vermieden werden. Insgesamt kann somit eine bestmögliche Betonierung sichergestellt werden.
Die Visualisierung der Umgebung ermöglicht es dem Maschinisten zudem, einen optimalen Rundumblick von der Baustelle zu erhalten. Hierzu kann die Positionierungshilfe in der Weise eingerichtet sein, dass zur Visualisierung des Arbeitsbereiches eine graphische Darstellung des Arbeitsbereiches mit der graphischen Darstellung der Umgebung des fahrbaren Großmanipulators überlagert wird. Die graphische Darstellung der Umgebungsbilddaten kann vorteilhaft so erfolgen, dass auf dem Bildschirm der Großmanipulator von oben, d.h. gleichsam aus der Vogelperspektive, zusammen mit seiner Umgebung lagerichtig, d.h. in korrekter relativer räumlicher Anordnung und möglichst auch in realitätsgetreuen Größenverhältnissen, zu sehen ist. Hierdurch ist es für den Maschinisten leichter zu erkennen, ob beim Aufstellen z.B. einer Autobetonpumpe auch ein ausreichend großer Freiraum für einen Fahrmischer bleibt bzw. vorhanden ist.
Die graphische Darstellung der Umgebung kann auf unterschiedliche Art und Weise erfolgen. Bevorzugt weist der Großmanipulator wenigstens eine Kamera auf, die die Umgebungsbilddaten aufnimmt. Die Positionierungshilfe ist derart eingerichtet, dass sie die Umgebungsbilddaten verarbeitet, z.B. um sie entsprechend der gewünschten Darstellungsperspektive umzurechnen, und auf dem Bildschirm ausgibt. Vorteilhafterweise ist die wenigstens eine Kamera am Drehschemel angeordnet. Der Drehschemel stellt den Mittelpunkt des Mastarms und damit auch den Mittelpunkt des Arbeitsbereichs dar. Es können auch zwei Kameras am Drehschemel angeordnet sein. Diese sind dann bevorzugt seitlich an der rechten und linken Seite des Drehschemels angeordnet. Ein erfindungsgemäßer Großmanipulator weist bevorzugt an allen vier Seiten wenigstens eine Kamera auf. Vorteilhafterweise ist je eine Kamera vorne, hinten, seitlich links und seitlich rechts am Großmanipulator angeordnet. Idealerweise können die Aufnahmen der Kameras rechnertechnisch überlagert werden, so dass eine 360°-Rundumsicht um das Fahrzeug erhalten wird. Die Kameras können am Fahrgestell bzw. am Führerhaus des Großmanipulators angeordnet sein. Hierdurch können die Kameras einfach mit einer zentralen Steuereinheit kabelgebunden oder kabellos verbunden werden. Eine gewisse Einschränkung ist dabei, dass durch die niedrige Anordnung am Großmanipulator die Kameras nur einen relativ kleinen Bereich der Umgebung anzeigen können. Um die Reichweite der Kameras zu verbessern, kann auch wenigstens eine Kamera am Mastarm angeordnet sein. Durch die verbesserte Reichweite erhält der Maschinist eine bessere Übersicht der Baustelle. Dies ist insbesondere dahingehend wichtig, dass durch die immer größer werdenden Großmanipulatoren auch der Austragungsbereich immer weiter wächst und der Maschinist diesen vollständig erfassen muss, damit eine optimale Ausrichtung des Großmanipulators auf der Baustelle möglich ist. Um auf eine aufwändige Verkabelung der Kameras verzichten zu können, sind die Kameras bevorzugt über eine Funkverbindung mit der Positionierungshilfe verbunden.
Idealerweise ist wenigstens eine Kamera möglichst hoch oben am Großmanipulator angeordnet. Die Kamera kann an einem nach oben ausfahrbaren oder ausschwenkbaren Kameraausleger, der bevorzugt am Drehschemel angeordnet ist, angeordnet sein. Je nach Gegebenheit kann der Kameraausleger dann entsprechend weit nach oben ausgefahren bzw. ausgeschwenkt werden.
Der erfindungsgemäße Großmanipulator kann eine Kamera mit 360° Rundumsicht aufweisen. Vorteilhaft hierbei ist, dass eine aufwendige rechnertechnische Überlagerung von Aufnahmen verschiedener Kameras entfallen kann. Der Maschinist erhält eine stetige Darstellung der Baustellenumgebung. Die beste Darstellung wird erreicht, wenn die Kamera mit 360° Rundumsicht an einem möglichst hohen Punkt am Großmanipulator angelenkt ist.
Denkbar ist auch, dass die Kamera an einem unbemannten Luftfahrzeug, beispielsweise einer Drohne, angeordnet ist, die von dem Bediener steuerbar ist. Die Kamera kommuniziert idealerweise mit der Positionierungshilfe zur Übertragung der Umgebungsbilddaten drahtlos. Sie kann die Aufnahmen über Funk an die Positionierungshilfe übertragen. Hierdurch lässt sich eine besonders gute Darstellung der Umgebung erreichen. Die Kamera ist bevorzugt an der Unterseite des Luftfahrzeugs angeordnet. Das Luftfahrzeug wird von dem Großmanipulator oder neben dem Großmanipulator gestartet. Ein Abbild der Baustelle wird dann möglichst mittig über dem Drehschemel und damit im Mittelpunkt des Arbeitsbereichs erstellt und an die Positionierungshilfe übertragen. Idealerweise weist die Positionierungshilfe einen Datenspeicher auf, in dem die Umgebungsbilddaten gespeichert sind. Die Positionierungshilfe kann ebenso eine Kommunikationsschnittstelle zu einem Datennetz aufweisen und dazu eingerichtet sein, über die Kommunikationsschnittstelle die Umgebungsbilddaten zu übertragen. Eine Möglichkeit, eine graphische Darstellung der Baustelle/Umgebung zu erhalten, ohne dass eine aufwändige Kameratechnik benötigt wird, ist die Verwendung von Satelliten- oder Luftbildern (z.B.„Google Maps" oder„Google Earth"), die über die Kommunikationsschnittstelle an die Positionierungshilfe übertragen werden, oder Kartenmaterialien eines Navigationssystems, die in dem Datenspeicher der Positionierungshilfe vorab hinterlegt werden. Da die Daten derartiger Systeme häufig aber nicht die aktuellen Gegebenheiten darstellen, wobei dies insbesondere für Bereiche gilt, die für die Allgemeinheit nicht von großer Bedeutung sind und die somit nicht regelmäßig erneut erfasst werden, ist es von Vorteil, wenn die Satelliten-/Luftbilder bzw. die Kartenmaterialien wenigstens für den Nahbereich um den Großmanipulator herum mit aktuell aufgenommenen Kamerabildern überlagert werden.
Die Positionierungshilfe ist bevorzugt so eingerichtet, dass sie die Umgebungsbilddaten entsprechend der momentanen Position und Ausrichtung des Großmanipulators so ausgibt, dass die Umgebung auf dem Bildschirm in der korrekten relativen Lage zu dem Großmanipulator auf dem Bildschirm angezeigt wird. Idealerweise weist der Großmanipulator einen mit der Positionierungshilfe verbundenen Ortungsempfänger und/oder Kompass zur Bestimmung der momentanen Position und/oder Ausrichtung des Großmanipulators auf. Hierbei kann es sich beispielsweise um einen oder mehrere GPS-Positionsempfänger handeln, der bevorzugt in Verbindung mit einem Kompass verwendet wird. Hierdurch wird die Position des Großmanipulators bei der Ausgabe der graphischen Darstellung der Umgebungsbilddaten auf dem Bildschirm mit erfasst und auch angezeigt.
Idealerweise ist die Positionierungshilfe zur Eingabe eines Zielbereichs über den Bildschirm und zur Ermittlung einer Positionierungsempfehlung in der Weise eingerichtet, dass der Zielbereich in der empfohlenen Positionierung des Großmanipulators innerhalb des Arbeitsbereiches liegt. Unter Zielbereich ist erfindungsgemäß bevorzugt die Fläche zu verstehen, die mit dem Großmanipulator erreicht werden soll. Besonders bevorzugt wird darunter die zu betonierende Fläche verstanden.
Bevorzugt ist der Bildschirm als Touchscreen ausgebildet. Der Touchscreen ist vorteilhafterweise im Bereich des Armaturenbretts des Fahrerhauses angebracht. Der Bildschirm ist idealerweise zweigeteilt, er weist eine Eingabe- und eine Anzeigeeinheit auf. Auf der einen Seite, der Eingabeseite, kann der Bediener die gewünschte Abstützkonfiguration eingeben. Auf der anderen Seite wird die Umgebung dargestellt. Die graphische Darstellung der Umgebung kann dann mit der Position des Großmanipulators und dem von diesem abgedeckten Arbeitsbereich überlagert und ausgegeben werden. Die Anordnung der Eingabe und Anzeige zueinander ist variabel. Denkbar ist auch, dass der Eingabebereich nur zum Zwecke der Eingabe temporär eingeblendet wird, ähnlich wie man es von den Benutzerschnittstellen von Smartphones kennt.
Der Benutzer kann erfindungsgemäß auch die Möglichkeit haben, einen Zielbereich, beispielsweise eine zu betonierende Fläche, selbst auszuwählen. Hierzu zeichnet er auf dem berührungsempfindlichen Bildschirm mit einem Finger oder einem Stift die Umrisse der zu betonierenden Fläche ein. Im Anschluss daran errechnet die Positionierungshilfe die optimale Positionierung. Die Berechnung erfolgt gegebenenfalls unter Berücksichtigung der erkannten oder eingegebenen örtlichen Einschränkungen. Die Positionierungshilfe kann zudem auch eine dazu passende und mögliche Abstützkonfiguration angeben. Ferner kann die Positionierungshilfe den Maschinisten mit dem Großmanipulator dann auch zum optimalen Aufstellort leiten. Vorteilhafterweise werden Informationen zur Abstützkonfiguration sowie die Wegbeschreibung zum optimalen Aufstellort auf dem Bildschirm ausgegeben.
Ferner ist Gegenstand der vorliegenden Erfindung ein Verfahren. Das erfindungsgemäße Verfahren zur programmgesteuerten Unterstützung der Positionierung eines Großmanipulators umfasst folgende Verfahrensschritten:
Bestimmung einer Abstützkonfiguration, wobei die Abstützkonfiguration die Abstützstellungen von Stützauslegern des Großmanipulators angibt, und
Ausgabe einer graphischen Darstellung von Umgebungsbilddaten, wobei der zu der Abstützkonfiguration korrespondierende Arbeitsbereich eines Mastarmes des Großmanipulators in der graphischen Darstellung visualisiert wird.
Durch das erfindungsgemäße Verfahren wird eine graphische Darstellung der Baustelle und der Umgebung mit dem abgedeckten Arbeitsbereich angezeigt und gegebenenfalls miteinander überlagert, noch bevor der Maschinist die Maschine endgültig aufstellt.
Hierbei ist es möglich, dass der Bediener einen gewünschten Arbeitsbereich vorgibt, woraus sich eine hierfür notwendige Abstützkonfiguration ergibt, damit der Großmanipulator in sämtlichen Stellungen des Mastarmes innerhalb des Arbeitsbereiches sicher abgestützt ist, oder der Bedienter gibt eine gewünschte bzw. am Aufstellort mögliche Abstützkonfiguration vor, woraus dann der mögliche Arbeitsbereich des Mastarmes für die Visualisierung abgeleitet wird.
Die Erfindung sowie das technische Umfeld werden nachfolgend anhand der Figuren näher erläutert. Es ist darauf hinzuweisen, dass die Figuren eine besonders bevorzugte Ausführungsvariante der Erfindung zeigen. Die Erfindung ist jedoch nicht auf die gezeigte Ausführungsvariante beschränkt. Insbesondere umfasst die Erfindung, soweit es technisch sinnvoll ist, beliebige Kombinationen der technischen Merkmale, die in den Ansprüchen aufgeführt oder in der Beschreibung als erfindungsrelevant beschrieben sind.
Es zeigen:
Fig. 1 schematische Draufsicht auf einen erfindungsgemäßen Großmanipulator in einer ersten Ausgestaltungsform,
Fig. 2 schematische Seitenansicht auf einen erfindungsgemäßen Großmanipulator gemäß Fig. 1 , Fig. 3 schematische Seitenansicht auf einen erfindungsgemäßen Großmanipulator in einer zweiten Ausgestaltungsform,
Fig. 4 schematische Draufsicht auf einen erfindungsgemäßen Großmanipulator in einer dritten Ausgestaltungsform,
Fig. 5 schematische Seitenansicht auf einen erfindungsgemäßen Großmanipulator gemäß Fig. 4,
Fig. 6 schematische Seitenansicht auf einen erfindungsgemäßen Großmanipulator in einer vierten Ausgestaltungsform,
Fig. 7 schematische Seitenansicht auf einen erfindungsgemäßen Großmanipulator in einer fünften Ausgestaltungsform,
Fig. 8 schematische Ansicht eines Touchscreens in einer Ausgestaltungsform gemäß der Erfindung,
Fig. 9a Darstellung einer graphischen
Überlagerung von Umgebungsbilddaten, Arbeitsbereich und Position eines Großmanipulators in einer ersten Ausführungsform,
Fig. 9b Darstellung einer graphischen
Überlagerung von Umgebungsbilddaten, Arbeitsbereich und Position eines Großmanipulators in einer zweiten Ausführungsform.
Figur 1 zeigt eine Draufsicht auf einen erfindungsgemäßen Großmanipulator 10 in einer ersten Ausgestaltungsform. Der Großmanipulator 10 umfasst ein Fahrgestell 12, zwei vordere 14 und zwei 1 6 hintere auf einem Untergrund über ausfahrbare Stützbeine abstützbare Stützausleger, die am Fahrgestell angeordnet sind und von einer Fahrstellung in eine Abstützstellung ganz oder teilweise ausfahrbar sind, und einen ausfaltbaren Mastarm 18, der einen um eine Hochachse drehbaren Drehschemel 20 und eine Mehrzahl von gelenkig miteinander verbundenen Mastsegmenten aufweist. Ferner weist der Großmanipulator 10 eine programmgesteuerte Positionierungshilfe auf, mit der die Ausgabe einer graphischen Darstellung von Umgebungsbilddaten auf einem Bildschirm 42 möglich ist, wobei der Arbeitsbereich des Mastarms 18 mit visualisiert wird.
Der Bediener des Großmanipulators kann beispielsweise zunächst einen gewünschten Arbeitsbereich 60 des Mastarmes 18 vorgeben, der dann eine bestimmte Abstützkonfiguration bedingt. Bei der Visualisierung wird dann der Großmanipulator 10 mit der entsprechenden Abstützkonfiguration und dem Arbeitsbereich 60 des Mastarmes visualisiert, so dass der Bediener erkennen kann, ob die notwendige Abstützkonfiguration für den ausgewählten Arbeitsbereich 60 auf der Baustelle, insbesondere bei beengten Platz- Verhältnissen, verwendet werden kann. Wenn der Bediener anhand der Visualisierung den optimalen Aufstellort für den Großmanipulator 10 ermittelt hat, stellt er den Großmanipulator 10 an diesem Aufstellort mit der notwendigen Abstützkonfiguration auf und eine geeignete Sensorik überprüft, ob die geforderte Abstützkonfiguration für den gewünschten Arbeitsbereich 60 mit den Stützauslegern erreicht wird. Während des Betonierbetriebes überprüft dann eine Sensorik am Mastarm ständig die Stellung des Mastarmes und begrenzt bzw. stoppt dessen Bewegung, wenn die Grenzen des ausgewählten Arbeitsbereiches 60 erreicht sind.
Bei der sensorischen Überprüfung der Abstützkonfiguration ist die tatsächliche Abstützkonfiguration (Ausschublänge / Abklappwinkel der Stützausleger 14, 1 6) maßgeblich. Wenn der vorgegebene Arbeitsbereich 60 bedingt, dass ein bestimmter Stützausleger z.B. nur zur Hälfte (50 %) ausgefahren werden muss, aber der Aufstellort ein weiteres Ausfahren (z.B. zwei Drittel) zulässt, wird die Freigabe für die Mastarmbewegung gegeben und u.U. auch ein größerer Arbeitsbereich 60 für den Mastarm freigegeben.
Alternativ kann der Bediener zunächst eine Abstützkonfiguration vorgeben, die sich auf der Baustelle, soweit ersichtlich, evtl. mit Unterstützung durch die Visualisierung auf dem Bildschirm, möglich ist, woraufhin die Positionierungshilfe den für die gewählte Abstützkonfiguration möglichen Arbeitsbereich berechnet und visualisiert, so dass der Bediener erkennen kann, ob mit diesem Arbeitsbereich alle Punkte einer Betonierstelle erreichbar sind, Die graphische Darstellung der Umgebung erfolgt bevorzugt durch Kameras 26, 28, 30, 32, 44, wobei die Positionierungshilfe so eingerichtet ist, dass sie die Umgebungsbilddaten verarbeitet und auf dem Bildschirm 42 ausgibt. Vorteilhafterweise weist der Großmanipulator 10 an allen vier Seiten: vorne 26, seitlich rechts 28, hinten 30 und seitlich links 32, wenigstens eine Kamera auf. Jede der Kameras 26, 28, 30, 32 deckt einen Sichtbereich 34, 36, 38, 40 ab. Idealerweise können die Aufnahmen der Kameras 26, 28, 30, 32 rechnertechnisch überlagert werden, so dass eine 360° Rundumsicht um den Großmanipulator 10 erhalten wird.
Figur 2 zeigt eine schematische Seitenansicht auf den erfindungsgemäßen Großmanipulator 10 in der ersten Ausgestaltungsform gemäß Figur 1 . Die Kameras 26, 28, 30, 32 sind am Fahrgestell 12 bzw. am Fahrerhaus 22 des Großmanipulators angeordnet. Hierdurch können die Kameras 26, 28, 30, 32 einfach mit der Positionierungshilfe kabelgebunden verbunden werden.
Figur 3 zeigt eine schematische Seitenansicht auf einen erfindungsgemäßen Großmanipulator 10 in einer zweiten Ausgestaltungsform. Um die Reichweite der Kameras 26, 28, 30, 32 zu verbessern, sind diese hier möglichst weit oben am Großmanipulator 10 angeordnet. Die vordere Kamera 26 ist am Fahrerhaus 22, die anderen drei Kameras 28, 30, 32 sind am Mastarm 18 angeordnet. Durch eine derartige Anordnung der Kameras 26, 28, 30, 32 erhält der Maschinist eine bessere Übersicht der Baustelle. Um auf eine aufwändige Verkabelung der Kameras 26, 28, 30, 32 verzichten zu können, sind die Kameras 26, 28, 30, 32 bevorzugt über eine Funkverbindung mit der Positionierungshilfe verbunden.
Figur 4 zeigt eine schematische Draufsicht auf einen erfindungsgemäßen Großmanipulator 10 in einer dritten Ausgestaltungsform. Die Kamera 44 ist am Drehschemel 20 angeordnet. Der Drehschemel 20 stellt den Mittelpunkt des Mastarms 18 und damit auch den Mittelpunkt des Arbeitsbereichs 60 dar. Idealerweise handelt es sich bei der Kamera 44 um eine Kamera mit 360° Rundumsicht. Vorteilhaft ist hierbei, dass eine aufwendige rechnertechnische Überlagerung von Aufnahmen verschiedener Kameras entfallen kann. Es können auch zwei Kameras am Drehschemel 20 angeordnet sein. Diese sind dann bevorzugt seitlich, an der rechten und linken Seite des Drehschemels 20, angeordnet.
Figur 5 zeigt eine schematische Seitenansicht auf einen erfindungsgemäßen Großmanipulator 10 in der dritten Ausgestaltungsform gemäß Figur 4. Die 360°- Kamera 44 ist auf dem Drehschemel 20 angeordnet. Figur 6 zeigt eine schematische Seitenansicht auf einen erfindungsgemäßen Großmanipulator 10 in einer vierten Ausgestaltungsform. Eine Kamera 44 ist an einem nach oben ausschwenkbaren Kameraausleger 46, 48, der sich am Drehschemel 20 befindet, angeordnet. Der Kameraausleger ist von einer zusammengeklappten Stellung 46, in der sich die Kamera 44 in Höhe des Drehschemels 20 befindet, in eine ausgeklappte Stellung 48 überführbar. In der ausgeklappten Stellung 48 ragt die Kamera 44 nach oben über den Großmanipulator 10 hinaus. Je nach Gegebenheit kann der Kameraausleger 48 entsprechend weit nach oben ausgeschwenkt werden. Anstelle des ausschwenkbaren Kameraauslegers 46, 48, wäre auch ein nach oben in eine ausreichende Höhe teleskopierbarer Träger für die Kamera 44 denkbar.
Figur 7 zeigt eine schematische Seitenansicht auf einen erfindungsgemäßen Großmanipulator 10 in einer fünften Ausgestaltungsform. Die Kamera 44 ist an einem unbemannten Luftfahrzeug 50, beispielsweise einer Drohne, angeordnet, das/die von dem Bediener steuerbar ist. Die Kamera 44 kommuniziert idealerweise mit der Positionierungshilfe zur Übertragung der Umgebungsbilddaten drahtlos. Die Kamera 44 kann die aufgenommenen Bilddaten über Funk an die Positionierungshilfe übertragen. Die Kamera 44 ist bevorzugt an der Unterseite des Luftfahrzeugs 50 angeordnet. Das Luftfahrzeug 50 wird von dem Großmanipulator 10 oder neben dem Großmanipulator 10 gestartet. Ein Abbild der Baustelle wird dann möglichst mittig über dem Drehschemel 20 erstellt und an die Positionierungshilfe übertragen. Figur 8 zeigt eine schematische Ansicht eines Bildschirms/Touchscreens 42 der erfindungsgemäßen Positionierungshilfe in einer Ausgestaltungsform. Der Bildschirm 42 ist zweigeteilt. Auf der rechten Seite ist die Anzeige 54 und auf der linken Seite die Eingabe 56 angeordnet. Die Eingabe 56 kann eine Mehrzahl von Tasten 56 aufweisen, über die der Maschinist verschiedene vordefinierte Abstützkonfigurationen auswählen kann. Alternativ kann der Maschinist auch verschiedene, evtl. vordefinierte Arbeitsbereiche 60 des Mastarmes auswählen, die jeweils unterschiedliche Abstützkonfigurationen bedingen, die dann auf dem Bildschirm dargestellt werden. Die Anzeige 54 zeigt eine graphische Darstellung von Umgebungsbilddaten, die bevorzugt mit Kameras wie oben beschrieben aufgenommen werden. Alternativ oder zusätzlich können gespeicherte oder aus dem Internet geladene Satelliten- oder Luftbilder dargestellt werden. Überlagert wird diese Abbildung mit der Position des Großmanipulators 10 mit ausgewählter Abstützkonfiguration bzw. ausgewähltem Arbeitsbereich 60 des Mastarms 18, basierend auf der auf der linken Seite ausgewählten Abstützkonfiguration bzw. dem ausgewählten/vorgegebenen Arbeitsbereich.
Der Arbeitsbereich des Großmanipulators bei verschiedenen Abstützkonfigurationen kann prinzipiell auf zwei verschieden Arten ermittelt werden. In dem o.g. Beispiel mit der Auswahl einer Abstützkonfiguration wird der Arbeitsbereich für die möglichen, auswählbaren Abstützkonfigurationen in einem Speicher bzw. einer Tabelle abgelegt und bei Auswahl einer Abstützkonfiguration wird der dazugehörige Arbeitsbereich aus der Tabelle ausgelesen und auf dem Touchscreen angezeigt. In diesem Fall kann der Maschinist nur zwischen vordefinierten Abstützkonfigurationen auswählen, bei der einzelne Stützen nur voll oder überhaupt nicht ausgefahren werden, oder bspw. nur zu 50% ausgefahren werden.
Wenn der Maschinist die Möglichkeit haben soll, die Stützen individuell auch in allen möglichen Zwischenpositionen auszufahren, ist es notwendig eine Schwerpunktberechnung durchzuführen, so dass bei der Ermittlung des Arbeitsbereiches derjenige mit der Spitze des Mastarmes erreichbare Bereich berechnet wird, in dem sich der Schwerpunkt des Großmanipulators innerhalb eines durch die Positionen der Stützbeine in der eingegebenen Abstützkonfiguration definierten Stützvierecks befindet. Bei beiden Varianten wird dem Maschinisten ausschließlich der Arbeitsbereich des Großmanipulators bzw. des Mastarms angezeigt, in dem die Standfestigkeit des Großmanipulators sichergestellt ist und die Gefahr eines Umkippens nicht besteht. Figur 9a zeigt eine Darstellung einer graphischen Überlagerung von Umgebungsbilddaten, dem Arbeitsbereich 60 des Mastarms 18 und der Position des Großmanipulators 10 in einer ersten Ausführungsform wie sie durch die Anzeige 54 ausgegeben werden kann. Mit dem dargestellten Großmanipulator 10 soll eine L-förmige Fläche 58 betoniert werden. In unmittelbarer Nähe der L- förmigen Fläche 58 befindet sich ein Hindernis 62. Bei der Vollabstützung des Großmanipulators 10 unter Umgehung des Hindernisses, wie sie in Figur 9a gewählt wurde, ist nur ein Teilbereich der Betonierfläche 58 zu erreichen. Würde der Maschinist den Großmanipulator 10 an dieser Stelle aufstellen, würde eine Neupositionierung des Großmanipulators 10 unumgänglich sein oder Beton müsste anderweitig an die nicht zu erreichenden Stellen verbracht werden.
Figur 9b zeigt ebenfalls eine Darstellung einer graphischen Überlagerung von Umgebungsbilddaten, dem Arbeitsbereich 60 des Mastarms 18 und der Position des Großmanipulators 10. Wie in Figur 9a, soll auch hier eine L-förmige Fläche 58 betoniert werden. Der Großmanipulator 10 befindet sich zwischen dem Hindernis 62 und der zu betonierenden L-förmigen Fläche 58. Indem durch das Hindernis nur eine Teilabstützung möglich ist und nur die rechten Stützausleger ausgefahren werden können, ist der Arbeitsbereich 60 beschränkt. Der Mastarm 18 kann nicht um 360° verfahren werden, ohne dass ein Umkippen des Großmanipulators 10 droht. Eine vollständige Abdeckung der Betonierfläche 58 durch den Mastarm 18 ist aber dennoch möglich. Der Maschinist würde somit an dieser Stelle dann die Stützausleger 14, 1 6 in die aus dem Arbeitsbereich 60 abgeleitete bzw. ausgewählte Abstützkonfiguration bringen. Danach könnte mit dem Austragen des Betons begonnen werden.
Die erfindungsgemäß vorgesehene programmgesteuerte Positionierungshilfe kann in einer praktischen Ausgestaltung als in dem Großmanipulator verbauter Computer an sich üblicher Bauart (mit Prozessor, Arbeitsspeicher, Datenbus usw.) mit geeigneten Ein- und Ausgabeschnittstellen zu Bildschirm, Sensoren, Kameras, Eingabetasten oder dergleichen realisiert sein. Seine erfindungsgemäße Einrichtung erhält die Positionierungshilfe durch entsprechende Software. Die Software kann im Arbeitsspeicher oder einem nichtflüchtigen Speicher der Positionierungshilfe gespeichert sein.
Bezuaszeichenliste
10 Großmanipulator
12 Fahrgestell
14 vorderer Stützausleger
1 6 hinterer Stützausleger
18 Mastarm
20 Drehschemel
22 Fahrerhaus
24 Dickstoffpumpe
26 vordere Kamera
28 seitliche rechte Kamera
30 hintere Kamera
32 seitliche linke Kamera
34 Sichtbereich vordere Kamera
36 Sichtbereich rechte Kamera
38 Sichtbereich hintere Kamera
40 Sichtbereich linke Kamera 42 Bildschirm/Touchscreen
44 360° Kamera
46 Kameraausleger (zusammengeklappt)
48 Kameraausleger (ausgeklappt) 50 Drohne
52 Eingabe
54 Anzeige
56 Tasten
58 Zielbereich/zu betonierende Fläche 60 Arbeitsbereich
62 Hindernis

Claims

Patentansprüche
1 . Fahrbarer Großmanipulator (10) mit
einem Fahrgestell (12),
zwei vorderen (14) und zwei hinteren (16) auf einem Untergrund über ausfahrbare Stützbeine abstützbaren Stützauslegern, die jeweils am Fahrgestell (12) angeordnet und von einer Fahrstellung in eine Abstützstellung ganz oder teilweise ausfahrbar sind,
einem ausfaltbaren Mastarm (18), der einen am Fahrgestell um eine Hochachse drehbar angeordneten Drehschemel (20) und eine Mehrzahl von gelenkig miteinander verbundenen Mastsegmenten aufweist, wobei der Arbeitsbereich (60) des Mastarms (18) von der Abstützkonfiguration, d.h. von den Abstützstellungen der Stützausleger abhängt,
g e k e n n z e i c h n e t d u r c h eine programmgesteuerte Positionierungshilfe, die zur Ausgabe einer graphischen Darstellung von Umgebungsbilddaten auf einem Bildschirm (42) eingerichtet ist, wobei der Arbeitsbereich (60) des Mastarmes (18) in der graphischen Darstellung visualisiert wird.
2. Großmanipulator (10) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Positionierungshilfe weiter in der Weise eingerichtet ist, dass zur Visualisierung des Arbeitsbereiches (60) eine graphische Darstellung des Arbeitsbereiches (60) lagerichtig mit der graphischen Darstellung der Umgebung des fahrbaren Großmanipulators (10) überlagert wird.
3. Großmanipulator (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 2, gekennzeichnet durch wenigstens eine Kamera (26, 28, 30, 32), die die Umgebungsbilddaten aufnimmt, wobei die Positionierungshilfe eingerichtet ist, die Umgebungsbilddaten zu verarbeiten und auf dem Bildschirm (42) auszugeben.
4. Großmanipulator (10) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Kamera (44) am Drehschemel (20) angeordnet ist.
5. Großmanipulator (10) nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass je eine Kamera vorne (26), hinten (30), seitlich links (32) und seitlich rechts (28) am Großmanipulator (10) angeordnet ist.
6. Großmanipulator nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Kamera am Mastarm angeordnet ist.
7. Großmanipulator (10) nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Kamera (44) an einem nach oben ausfahrbaren oder ausschwenkbaren Kameraausleger (46, 48) angeordnet ist.
8. Großmanipulator (10) nach einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Kamera (44) an einem unbemannten Luftfahrzeug (50) angeordnet ist, das von dem Bediener steuerbar ist, wobei die Kamera (44) mit der Positionierungshilfe zur Übertragung der Umgebungsbilddaten drahtlos kommuniziert.
9. Großmanipulator (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Positionierungshilfe einen Datenspeicher aufweist, in dem die Umgebungsbilddaten gespeichert sind.
10. Großmanipulator (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Positionierungshilfe eine Kommunikationsschnittstelle zu einem Datennetz aufweist und eingerichtet ist, über die Kommunikationsschnittstelle die Umgebungsbilddaten zu übertragen.
1 1 . Großmanipulator (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Positionierungshilfe eingerichtet ist, die Umgebungsbilddaten entsprechend der momentanen Position und Ausrichtung des Großmanipulators (10) auszugeben, so dass die Umgebung auf dem Bildschirm (42) in der korrekten relativen Lage zu dem Großmanipulator (10) auf dem Bildschirm (42) angezeigt wird.
12. Großmanipulator (10) nach Anspruch 1 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Großmanipulator (10) einen mit der Positionierungshilfe verbundenen Ortungsempfänger und/oder Kompass zur Bestimmung der momentanen Position und/oder Ausrichtung des Großmanipulators (10) aufweist.
13. Großmanipulator (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Positionierungshilfe zur Eingabe eines Zielbereichs mittels des Bildschirms (42) und zur Ermittlung einer Positionierungsempfehlung eingerichtet ist, in der Weise, dass der Zielbereich (58) in der empfohlenen Positionierung des Großmanipulators innerhalb des Arbeitsbereiches (60) liegt.
14. Großmanipulator (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Bildschirm (42) als Touchscreen zur Eingabe des Zielbereiches ausgebildet ist.
15. Verfahren zur programmgesteuerten Unterstützung der Positionierung und/oder Abstützung eines Großmanipulators (10), mit den Verfahrensschritten:
Bestimmung einer Abstützkonfiguration, wobei die Abstützkonfiguration Abstützstellungen von Stützauslegern (14, 1 6) des Großmanipulators (10) angibt, und
Ausgabe einer graphischen Darstellung von Umgebungsbilddaten, wobei der zu der Abstützkonfiguration korrespondierende Arbeitsbereich (60) eines Mastarmes (18) des Großmanipulators (10) in der graphischen Darstellung visualisiert wird.
16. Verfahren nach Anspruch 15, wobei die Bestimmung der Abstützkonfiguration die folgenden Verfahrensschritte umfasst:
- Vorgabe eines gewünschten Arbeitsbereiches (60) durch einen
Bediener des Großmanipulators, und
Ableitung der notwendigen Abstützstellungen der Stützausleger (14, 1 6) aus der Vorgabe des Arbeitsbereiches (60).
17. Verfahren nach Anspruch 15, wobei die Bestimmung der Abstützkonfiguration durch Vorgabe derselben durch den Bediener des Großmanipulators erfolgt, wobei der Arbeitsbereich (60) aus der vorgegebenen Abstützkonfiguration abgeleitet wird.
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