控制工業(yè)機(jī)械的挖掘操作的制作方法
【專利摘要】控制工業(yè)機(jī)械的挖掘操作。用于控制包括一個(gè)或多個(gè)部件的工業(yè)機(jī)械的操作的系統(tǒng)、方法、設(shè)備和計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)。一種控制工業(yè)機(jī)械的方法，包括：在挖掘操作期間確定工業(yè)機(jī)械的一個(gè)或多個(gè)部件中的至少一個(gè)部件的位置；基于一個(gè)或多個(gè)部件中的該至少一個(gè)部件的位置以及部件位置和提升釋放拉力之間的關(guān)系來確定提升釋放拉力設(shè)定；以及將提升釋放拉力水平設(shè)定為繩索提升釋放拉力設(shè)定。在挖掘操作早期的提升釋放拉力水平大于在挖掘操作后期的提升釋放拉力水平。
【專利說明】控制工業(yè)機(jī)械的挖掘操作
[0001]本申請是申請日為2011年8月31日、申請?zhí)枮?01180071765.9 (國際申請?zhí)枮镻CT/US2011/050024)、發(fā)明名稱為“控制工業(yè)機(jī)械的挖掘操作”的發(fā)明專利申請的分案申請。
[0002]相關(guān)申請的交叉引用
[0003]本申請要求2011年4月29日提交的在先提交的共同待審查美國臨時(shí)專利申請第61/480,603號的權(quán)益，其全部內(nèi)容通過引用而并入本文。

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0004]本發(fā)明涉及控制諸如電動(dòng)繩索挖掘機(jī)或動(dòng)力挖掘機(jī)的工業(yè)機(jī)械的挖掘操作。

【背景技術(shù)】
[0005]諸如電動(dòng)繩索挖掘機(jī)或動(dòng)力挖掘機(jī)、索斗伊^等的工業(yè)機(jī)械被用來執(zhí)行從例如礦藏中移除材料的挖掘操作。在困難的采礦環(huán)境中，工業(yè)機(jī)械沿向前方向傾覆的程度影響工業(yè)機(jī)械所經(jīng)受的結(jié)構(gòu)疲勞。限制工業(yè)機(jī)械的最大向前傾覆力矩和CG偏移因此能夠增加工業(yè)機(jī)械的操作壽命。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]因而，本發(fā)明提供工業(yè)機(jī)械的控制，使得在挖掘操作期間使用的提升力或提升釋放拉力(hoist bail pull)受到控制，以防止工業(yè)機(jī)械的增加的或過度的向前傾覆。這在通過動(dòng)態(tài)增加在挖掘操作的挖掘包絡(luò)低處的提升釋放拉力水平來增加工業(yè)機(jī)械的生產(chǎn)力的同時(shí)被實(shí)現(xiàn)。當(dāng)工業(yè)機(jī)械在挖掘操作期間并關(guān)于挖掘包絡(luò)繼續(xù)時(shí)，控制器將提升釋放拉力水平從最大水平逐步減小到更低的或標(biāo)準(zhǔn)操作值。提升釋放拉力水平被減小，使得在挖掘操作后期，提升釋放拉力水平已經(jīng)達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)操作值。挖掘周期時(shí)間通過增加提升釋放拉力而相應(yīng)地降低，挖掘操作低處的有效載荷被增加，并且工業(yè)機(jī)械上的結(jié)構(gòu)疲勞被維持在或低于沒有增加提升釋放拉力的工業(yè)機(jī)械的水平。
[0007]在一個(gè)實(shí)施例中，本發(fā)明提供一種控制工業(yè)機(jī)械的挖掘操作的方法。該工業(yè)機(jī)械包括鏟斗和提升馬達(dá)驅(qū)動(dòng)裝置。該方法包括:確定鏟斗的關(guān)于挖掘包絡(luò)的第一位置；基于鏟斗的第一位置以及鏟斗位置和提升釋放拉力之間的關(guān)系來確定第一提升釋放拉力設(shè)定；以及將提升馬達(dá)驅(qū)動(dòng)裝置的第一提升釋放拉力的水平設(shè)定為第一提升釋放拉力設(shè)定。該方法還包括:確定鏟斗的關(guān)于挖掘包絡(luò)的第二位置；基于鏟斗的第二位置以及鏟斗位置和提升釋放拉力之間的關(guān)系來確定第二提升釋放拉力設(shè)定；以及將提升馬達(dá)驅(qū)動(dòng)裝置的第二提升釋放拉力水平設(shè)定為第二提升釋放拉力設(shè)定。鏟斗的第一位置與鏟斗的第二位置相比對應(yīng)于在挖掘包絡(luò)中的更低位置，并且第一提升釋放拉力水平大于第二提升釋放拉力水平。
[0008]在另一個(gè)實(shí)施例中，本發(fā)明提供一種包括鏟斗、提升馬達(dá)驅(qū)動(dòng)裝置和控制器的工業(yè)機(jī)械。鏟斗被連接到一個(gè)或多個(gè)提升繩。提升馬達(dá)驅(qū)動(dòng)裝置被構(gòu)造成向提升馬達(dá)提供一個(gè)或多個(gè)驅(qū)動(dòng)信號，并且提升馬達(dá)可操作用以當(dāng)鏟斗在挖掘操作期間移動(dòng)時(shí)向一個(gè)或多個(gè)提升繩施加力。控制器被連接到提升馬達(dá)驅(qū)動(dòng)裝置，并且被構(gòu)造用于:確定與挖掘操作相關(guān)聯(lián)的鏟斗的第一位置；基于鏟斗位置和提升釋放拉力之間的關(guān)系來確定第一提升釋放拉力設(shè)定；以及將提升馬達(dá)驅(qū)動(dòng)裝置的第一提升釋放拉力水平設(shè)定為第一提升釋放拉力設(shè)定?？刂破鬟€被構(gòu)造用于:確定與挖掘操作相關(guān)聯(lián)的鏟斗的第二位置；基于鏟斗位置和提升釋放拉力之間的關(guān)系來確定第二提升釋放拉力設(shè)定；以及將提升馬達(dá)驅(qū)動(dòng)裝置的第二提升釋放拉力水平設(shè)定為第二提升釋放拉力設(shè)定。鏟斗的第一位置與鏟斗的第二位置相比對應(yīng)于在挖掘操作中更早的位置，并且第一提升釋放拉力水平大于第二提升釋放拉力水平。
[0009]在另一個(gè)實(shí)施例中，本發(fā)明提供一種控制包括一個(gè)或多個(gè)部件的工業(yè)機(jī)械的挖掘操作的方法。該方法包括:確定在挖掘操作期間的該工業(yè)機(jī)械的一個(gè)或多個(gè)部件中的至少一個(gè)部件的位置；基于所述一個(gè)或多個(gè)部件中的該至少一個(gè)部件的位置以及部件位置和提升釋放拉力之間的關(guān)系來確定提升釋放拉力設(shè)定；以及將提升釋放拉力水平設(shè)定為所述提升釋放拉力設(shè)定。在挖掘操作早期的提升釋放拉力水平大于在挖掘操作后期的提升釋放拉力水平。
[0010]本發(fā)明的其它方面通過考慮詳細(xì)描述和附圖將會變得顯而易見。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]圖1示意根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的工業(yè)機(jī)械。
[0012]圖2示意根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的工業(yè)機(jī)械的控制器。
[0013]圖3示意根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的工業(yè)機(jī)械的控制系統(tǒng)。
[0014]圖4示意用于控制根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的工業(yè)機(jī)械的流程。
[0015]圖5-8是示出提升釋放拉力和釋放速度之間關(guān)系的曲線圖。

【具體實(shí)施方式】
[0016]在詳細(xì)解釋本發(fā)明的任何實(shí)施例之前，應(yīng)理解，本發(fā)明的應(yīng)用不限于以下說明書中闡述或附圖中示意的結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)和部件布置。本發(fā)明能夠具有其它實(shí)施例并可以其它方式實(shí)踐或?qū)嵤?。此外，?yīng)理解，本文所采用的措辭和術(shù)語是為說明的目的，而不應(yīng)認(rèn)為是限制。本文中“包括”、“包含”、“具有”以及其變型的使用意思是包含此后列出的項(xiàng)目和其等同物以及另外的項(xiàng)目。術(shù)語“安裝”、“連接”、“聯(lián)接”廣泛地被使用并且包含直接和間接安裝、連接和聯(lián)接。此外，“連接”和“聯(lián)接”不管是直接還是間接，不限于物理或機(jī)械連接或聯(lián)接，并且可以包括電連接或聯(lián)接。此外，電子通訊和通知可使用包括直接連接、無線連接等的任何已知方式來實(shí)施。
[0017]應(yīng)該注意的是，多個(gè)硬件和基于軟件的裝置以及多個(gè)不同的結(jié)構(gòu)部件可用來實(shí)施本發(fā)明。此外，如隨后段落中描述，附圖中所示的具體構(gòu)造旨在例示本發(fā)明的實(shí)施例，并且其它替代構(gòu)造是可能的。除非另作說明，術(shù)語“處理器”、“中央處理單元”以及“CPU”是可互換的。這里術(shù)語“處理器”或“中央處理單元”或“CPU”被用作標(biāo)識實(shí)施具體功能的單元，應(yīng)該理解的是，除非另作說明，這些功能能夠通過單個(gè)處理器或以任何方式布置的多個(gè)處理器，包括并行處理器、串行處理器、串聯(lián)處理器或云處理/云計(jì)算構(gòu)造來實(shí)施。
[0018]本文所述的本發(fā)明涉及與基于例如工業(yè)機(jī)械的鏟斗、鏟斗桿或其它部件的位置動(dòng)態(tài)地控制提升力或提升釋放拉力相關(guān)聯(lián)的系統(tǒng)、方法、設(shè)備和計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)。諸如電動(dòng)繩索挖掘機(jī)或類似的采礦機(jī)械的工業(yè)機(jī)械可操作用以執(zhí)行挖掘操作，以從礦藏移除有效載荷(即材料)。當(dāng)工業(yè)機(jī)械挖掘到礦藏中時(shí)，由鏟斗桿的延伸引起的在工業(yè)機(jī)械上的力和有效載荷的重量能夠沿向前方向在工業(yè)機(jī)械上產(chǎn)生傾覆力矩和重心(〃CG〃)偏移。CG偏移的量值部分地取決于所施加的提升釋放拉力的水平。通常，提升釋放拉力的水平越大，沿向前方向的CG偏移就越大。作為CG偏移的結(jié)果，工業(yè)機(jī)械經(jīng)受能夠?qū)I(yè)機(jī)械操作壽命造成不利影響的周期結(jié)構(gòu)疲勞和應(yīng)力。為了增加工業(yè)機(jī)械的生產(chǎn)力而不增加工業(yè)機(jī)械經(jīng)受的CG偏移，工業(yè)機(jī)械的控制器動(dòng)態(tài)地在挖掘操作的挖掘包絡(luò)低處增加提升釋放拉力的水平。當(dāng)工業(yè)機(jī)械在挖掘操作期間并關(guān)于挖掘包絡(luò)繼續(xù)時(shí)，控制器將提升釋放拉力的水平從最大水平逐步減小到更低的或標(biāo)準(zhǔn)操作值。提升釋放拉力的水平被減小，使得在挖掘操作后期，提升釋放拉力水平已達(dá)到例如標(biāo)準(zhǔn)操作值或小于標(biāo)準(zhǔn)操作值。挖掘周期時(shí)間被相應(yīng)地減小，在挖掘操作早期和在挖掘包絡(luò)低處的有效載荷被增加，并且工業(yè)機(jī)械的結(jié)構(gòu)負(fù)載維持在或低于不使用增加的提升釋放拉力的類似工業(yè)機(jī)械的水平。
[0019]雖然本文描述的本發(fā)明能夠應(yīng)用到各種工業(yè)機(jī)械(例如繩索挖掘機(jī)、索斗鏟、AC機(jī)械、DC機(jī)械、液壓機(jī)械等)、由各種工業(yè)機(jī)械實(shí)施或與各種工業(yè)機(jī)械結(jié)合使用，但本文描述的本發(fā)明的實(shí)施例是相對于諸如圖1中所示的動(dòng)力挖掘機(jī)10的電動(dòng)繩索挖掘機(jī)或動(dòng)力挖掘機(jī)描述的。挖掘機(jī)10包括移動(dòng)基座15、驅(qū)動(dòng)履帶20、轉(zhuǎn)臺25、機(jī)械甲板30、懸臂35、下端40、滑輪45、拉索50、背撐條55、撐條結(jié)構(gòu)60、鏟斗70、一根或多根提升繩75、絞盤鼓筒80、鏟斗臂或桿85、鞍狀塊90、樞轉(zhuǎn)點(diǎn)95、傳動(dòng)單元100、釋放銷(bail pin) 105、傾斜計(jì)110以及滑輪銷115。在所示意的實(shí)施例中，挖掘機(jī)10還具有與挖掘操作相關(guān)聯(lián)的挖掘包絡(luò)，該挖掘包絡(luò)被劃分成三個(gè)區(qū)域:內(nèi)部區(qū)域125 (〃區(qū)域A (REG1N-A) 〃)、中間區(qū)域130 (〃區(qū)域B(REG1N-B) 〃)和外部區(qū)域(〃區(qū)域 C (REG1N-C) 〃)。
[0020]移動(dòng)基座15由驅(qū)動(dòng)履帶20支承。移動(dòng)基座15支承轉(zhuǎn)臺25和機(jī)械甲板30。轉(zhuǎn)臺25能夠繞機(jī)械甲板30相對于移動(dòng)基座15旋轉(zhuǎn)360度。懸臂35在下端40被可樞轉(zhuǎn)地連接到機(jī)械甲板30。懸臂35通過錨固到支柱結(jié)構(gòu)60的背撐條55的拉索50而被保持成相對于甲板向上和向外延伸。支柱結(jié)構(gòu)60剛性地安裝在機(jī)械甲板30上，并且滑輪45被可旋轉(zhuǎn)地安裝在懸臂35的上端上。
[0021]鏟斗70通過提升繩75而從懸臂35懸掛。提升繩75纏繞在滑輪45上且在釋放銷105處附連到鏟斗70。提升繩75被錨固到機(jī)械甲板30的絞盤鼓筒80。當(dāng)絞盤鼓筒80旋轉(zhuǎn)時(shí)，提升繩75被放出以降低鏟斗70或被拉進(jìn)以提升鏟斗70。鏟斗桿85還被剛性地附連到鏟斗70。鏟斗桿85被可滑動(dòng)地支承在鞍狀塊90中，并且鞍狀塊90在樞轉(zhuǎn)點(diǎn)95處被可樞轉(zhuǎn)地安裝到懸臂35。鏟斗桿85包括在其上的齒條齒型構(gòu)，該齒條齒型構(gòu)接合安裝在鞍狀塊90中的驅(qū)動(dòng)小齒輪。驅(qū)動(dòng)小齒輪通過電動(dòng)馬達(dá)和傳動(dòng)單元100來驅(qū)動(dòng)，以相對于鞍狀塊90延伸或縮回鏟斗臂85。
[0022]電源被安裝到甲板30，以向用于驅(qū)動(dòng)絞盤鼓筒80的一個(gè)或多個(gè)提升電動(dòng)馬達(dá)、用于驅(qū)動(dòng)鞍狀塊傳動(dòng)單元100的一個(gè)或多個(gè)推擠電動(dòng)馬達(dá)以及用于轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)臺25的一個(gè)或多個(gè)擺動(dòng)電動(dòng)馬達(dá)提供電力。推擠、提升和擺動(dòng)馬達(dá)中的每一個(gè)均能夠由其自身的馬達(dá)控制器驅(qū)動(dòng)或響應(yīng)來自控制器的控制信號來驅(qū)動(dòng)，如下所述。
[0023]圖2示意與圖1的動(dòng)力挖掘機(jī)10相關(guān)聯(lián)的控制器200?？刂破?00與挖掘機(jī)10的各個(gè)模塊或部件電連接和/或通信連接。例如，所示控制器200被連接到一個(gè)或多個(gè)指示器205、用戶界面模塊210、一個(gè)或多個(gè)提升馬達(dá)和提升馬達(dá)驅(qū)動(dòng)裝置215、一個(gè)或多個(gè)推擠馬達(dá)和推擠馬達(dá)驅(qū)動(dòng)裝置220、一個(gè)或多個(gè)擺動(dòng)馬達(dá)和擺動(dòng)馬達(dá)驅(qū)動(dòng)裝置225、數(shù)據(jù)存儲或數(shù)據(jù)庫230、功率供應(yīng)模塊235、一個(gè)或多個(gè)傳感器240以及網(wǎng)絡(luò)通信模塊245?？刂破?00包括其中可操作用以控制動(dòng)力挖掘機(jī)10的操作、控制懸臂35、鏟斗臂85、鏟斗70等的位置、致動(dòng)一個(gè)或多個(gè)指示器205(例如液晶顯示器[〃LCD〃])、監(jiān)測挖掘機(jī)10的操作等的硬件和軟件的組合。其中，所述一個(gè)或多個(gè)傳感器240包括負(fù)載銷應(yīng)變計(jì)、傾斜計(jì)110、吊架銷(gantry pin)、一個(gè)或多個(gè)馬達(dá)現(xiàn)場(field)模塊等。負(fù)載銷應(yīng)變計(jì)包括例如沿X方向(例如水平地)定位的一組應(yīng)變計(jì)和沿Y方向(例如垂直地)定位的一組應(yīng)變計(jì)，使得能夠確定作用在負(fù)載銷上的合力。在一些實(shí)施例中，除了推擠馬達(dá)驅(qū)動(dòng)裝置外，能夠使用推擠驅(qū)動(dòng)裝置(例如用于單腿桿、操縱桿、液壓缸等的推擠驅(qū)動(dòng)裝置)。負(fù)載銷應(yīng)變計(jì)包括例如沿X方向(例如水平地)定位的應(yīng)變計(jì)組和沿Y方向(例如垂直地)定位的應(yīng)變計(jì)組，使得能夠確定在負(fù)載銷上的合力。
[0024]在一些實(shí)施例中，控制器200包括提供電力、操作控制和保護(hù)控制器200和/或挖掘機(jī)10內(nèi)的部件和模塊的多個(gè)電氣和電子部件。例如，其中，控制器200包括處理單元250 (例如微處理器、微控制器或其它合適可編程裝置)、存儲器255、輸入單元260和輸出單元265。其中，處理單元250包括控制單元270、算術(shù)邏輯單元(〃ALU〃)275和多個(gè)寄存器280(圖2中示為一組寄存器)，并且使用諸如改進(jìn)的哈佛體系結(jié)構(gòu)(Harvardarchitecture)、馮?諾伊曼體系結(jié)構(gòu)等的已知計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)來實(shí)施。處理單元250、存儲器255、輸入單元260、輸出單元265以及被連接到控制器200的各個(gè)模塊通過一條或多條控制和/或數(shù)據(jù)總線(例如公用總線285)連接。為示例目的，控制和/或數(shù)據(jù)總線在圖2中概括地示出。鑒于本文所描述的本發(fā)明，一條或多條控制和/或數(shù)據(jù)總線用于各個(gè)模塊和部件之間的互相聯(lián)絡(luò)和相互連接對于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言是眾所周知的。在一些實(shí)施例中，控制器200部分地或完全地在半導(dǎo)體(例如，現(xiàn)場可編程門陣列[〃FPGA〃]半導(dǎo)體)芯片上實(shí)現(xiàn)，所述半導(dǎo)體芯片諸如通過寄存器傳輸級(〃RTL〃)設(shè)計(jì)過程開發(fā)的芯片。
[0025]存儲器255包括例如程序儲存區(qū)和數(shù)據(jù)儲存區(qū)。程序儲存區(qū)和數(shù)據(jù)儲存區(qū)可以包括不同類型的存儲器的組合，諸如只讀存儲器("ROM")、隨機(jī)存取存儲器("RAM")(例如動(dòng)態(tài)RAM[〃DRAM〃]、同步DRAM[〃SDRAM〃]等)、電可擦可編程只讀存儲器("EEPR0M")、閃存、硬盤、SD卡或其它合適的磁性、光學(xué)、物理或電子存儲器裝置。處理單元250被連接到存儲器255并執(zhí)行可以被存儲在存儲器255的RAM(例如在執(zhí)行期間)、存儲器255的ROM(例如在大體永久基礎(chǔ)上)或諸如其它存儲器或磁盤的其它非暫時(shí)性計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)中的軟件指令。包括在挖掘機(jī)10的實(shí)施中的軟件可以被儲存在控制器200的存儲器255中。所述軟件包括例如固件、一個(gè)或多個(gè)應(yīng)用程序、程序數(shù)據(jù)、篩選程序、規(guī)則、一個(gè)或多個(gè)程序模塊以及其它可執(zhí)行指令。其中，控制器200被構(gòu)造成從存儲器取回并執(zhí)行涉及本文描述的控制流程和方法的指令。在其它結(jié)構(gòu)中，控制器200包括另外的、更少的或不同的部件。網(wǎng)絡(luò)通信模塊245被構(gòu)造成連接到網(wǎng)絡(luò)290并通過網(wǎng)絡(luò)290通信。網(wǎng)絡(luò)通信模塊245和網(wǎng)絡(luò)290之間的通信例如是有線連接、無線連接或無線和有線連接的組合。類似地，控制器200和網(wǎng)絡(luò)290或網(wǎng)絡(luò)通信模塊245之間的通信是有線連接、無線連接或無線連接和有線連接的組入口 ο
[0026]功率供應(yīng)模塊235向控制器200或挖掘機(jī)10的其它部件或模塊提供額定AC或DC電壓。功率供應(yīng)模塊235例如由具有10V和240V AC之間的額定線電壓和大約50_60Hz的頻率的電源供電。功率供應(yīng)模塊235還被構(gòu)造成提供較低電壓，以操作控制器200或挖掘機(jī)10內(nèi)的電路和部件。在其它結(jié)構(gòu)中，控制器200或挖掘機(jī)10內(nèi)的其它部件和模塊由一個(gè)或多個(gè)電池或電池組，或其它不依賴電網(wǎng)的電源(例如發(fā)電機(jī)、太陽能板等)供電。
[0027]用戶界面模塊210用來控制或監(jiān)測動(dòng)力挖掘機(jī)10。例如，用戶界面模塊210可操作地聯(lián)接到控制器200，以控制鏟斗70的位置、懸臂35的位置、鏟斗桿85的位置、傳動(dòng)單元100等。用戶界面模塊210包括實(shí)現(xiàn)對挖掘機(jī)10進(jìn)行期望水平的控制和監(jiān)測所需的數(shù)字和模擬輸入或輸出裝置的組合。例如，用戶界面模塊210包括顯示器(例如主顯示器、第二顯示器等)和輸入裝置，諸如觸摸屏顯示器、多個(gè)旋鈕、表盤、開關(guān)、按鈕等。顯示器例如是液晶顯示器(〃IXD〃)、發(fā)光二極管(〃LED〃)顯示器、有機(jī)LED(〃OLED〃)顯示器、電致發(fā)光顯示器(〃ELD〃)、表面?zhèn)鲗?dǎo)電子發(fā)射體顯示器(〃SED〃)、場致發(fā)射顯示器(〃FED〃)、薄膜晶體管("TFT")IXD等。用戶界面模塊210還可以被構(gòu)造成實(shí)時(shí)或大致實(shí)時(shí)地顯示與動(dòng)力挖掘機(jī)10相關(guān)聯(lián)的狀態(tài)或數(shù)據(jù)。例如，用戶界面模塊210被構(gòu)造成顯示所測量的動(dòng)力挖掘機(jī)10的電特征、動(dòng)力挖掘機(jī)10的狀況、鏟斗70的位置、鏟斗桿85的位置等。在一些實(shí)施方式中，聯(lián)合控制用戶界面模塊210和一個(gè)或多個(gè)指示器205 (例如LEDs、揚(yáng)聲器等)，以提供動(dòng)力挖掘機(jī)10的狀態(tài)或狀況的視覺或聽覺指示。
[0028]圖3示意用于動(dòng)力挖掘機(jī)10的更詳細(xì)控制系統(tǒng)400。例如，動(dòng)力挖掘機(jī)10包括主控制器405、網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)410、控制箱415、輔助控制箱420、操作員駕駛室425、第一提升驅(qū)動(dòng)模塊430、第二提升驅(qū)動(dòng)模塊435、推擠驅(qū)動(dòng)模塊440、擺動(dòng)驅(qū)動(dòng)模塊445、提升現(xiàn)場模塊450、推擠現(xiàn)場模塊455和擺動(dòng)現(xiàn)場模塊460。控制系統(tǒng)400的各個(gè)部件由例如使用用于工業(yè)自動(dòng)化的一個(gè)或多個(gè)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的光纖通信系統(tǒng)連接并通過該光纖通信系統(tǒng)通信，所述光纖通信系統(tǒng)諸如過程現(xiàn)場總線("PROFIBUS")、以太網(wǎng)、控制網(wǎng)、基金會現(xiàn)場總線、INTERBUS、控制器局域網(wǎng)("CAN")總線等。控制系統(tǒng)400可以包括以上參照圖2所述的部件和模塊。例如，一個(gè)或多個(gè)提升馬達(dá)和/或驅(qū)動(dòng)裝置215對應(yīng)于第一和第二提升驅(qū)動(dòng)模塊430和435，一個(gè)或多個(gè)推擠馬達(dá)和/或驅(qū)動(dòng)裝置220對應(yīng)于推擠驅(qū)動(dòng)模塊440，并且一個(gè)或多個(gè)擺動(dòng)馬達(dá)和/或驅(qū)動(dòng)裝置225對應(yīng)于擺動(dòng)驅(qū)動(dòng)模塊445。用戶界面210和指示器205可以被包括在操作員駕駛室425等中。負(fù)載銷應(yīng)變計(jì)、傾斜計(jì)110和吊架銷能夠?qū)㈦娦盘柼峁┑街骺刂破?05、控制箱415、輔助控制箱420等。
[0029]第一提升驅(qū)動(dòng)模塊430、第二提升驅(qū)動(dòng)模塊435、推擠驅(qū)動(dòng)模塊440和擺動(dòng)驅(qū)動(dòng)模塊445能夠被構(gòu)造成從例如主控制器接收控制信號，以控制挖掘機(jī)10的提升、推擠和擺動(dòng)操作。所述控制信號與用于挖掘機(jī)10的提升、推擠和擺動(dòng)馬達(dá)215、220和225的驅(qū)動(dòng)信號相關(guān)聯(lián)。當(dāng)驅(qū)動(dòng)信號被施加到馬達(dá)215、220和225時(shí)，馬達(dá)的輸出(例如，電氣和機(jī)械輸出)被監(jiān)測并被反饋回到主控制器405 (例如，經(jīng)由現(xiàn)場模塊450-460)。馬達(dá)的輸出包括例如馬達(dá)速度、馬達(dá)轉(zhuǎn)矩、馬達(dá)功率、馬達(dá)電流等?；谂c挖掘機(jī)10相關(guān)聯(lián)的這些和其它信號(例如，來自傾斜計(jì)110的信號)，主控制器405被構(gòu)造成確定或計(jì)算挖掘機(jī)10或其部件的一個(gè)或多個(gè)操作狀態(tài)或位置。在一些實(shí)施例中，主控制器405或輔助控制箱420確定鏟斗位置、鏟斗桿角度或位置、提升繩包角、提升馬達(dá)每分鐘轉(zhuǎn)數(shù)("RPM")，推擠馬達(dá)RPM、鏟斗速度、鏟斗加速度等。
[0030]優(yōu)化挖掘機(jī)10在挖掘操作期間的性能能夠改進(jìn)挖掘機(jī)10的有效負(fù)載能力，而沒有例如增加挖掘機(jī)10上的結(jié)構(gòu)負(fù)載和疲勞、減少挖掘機(jī)10的操作壽命或增加挖掘機(jī)10的成本。作為例示性實(shí)例，控制器200或主控制405被構(gòu)造成基于鏟斗70、鏟斗桿85等的位置來實(shí)施優(yōu)化挖掘控制(“ODC”)。例如，當(dāng)實(shí)施ODC時(shí)，控制器200被構(gòu)造成確定鏟斗70在空間中的位置或相對于挖掘機(jī)10的其它部件的位置，并基于鏟斗70的確定的位置動(dòng)態(tài)地控制提升力。提升力的動(dòng)態(tài)控制包括:當(dāng)挖掘機(jī)10執(zhí)行挖掘操作時(shí)，關(guān)于鏟斗70的位置主動(dòng)地控制提升釋放拉力的水平。ODC在挖掘包絡(luò)120(見圖1)內(nèi)的特定區(qū)域處限制挖掘機(jī)的挖掘能力，但相對于完整挖掘操作增加挖掘機(jī)10的總體負(fù)載能力。例如，ODC被構(gòu)造成在挖掘包絡(luò)120的特定區(qū)域中增加提升釋放拉力，與在整個(gè)范圍限制提升釋放拉力相反。在一些實(shí)施例中，ODC在挖掘包絡(luò)120低處增加提升釋放拉力，并在挖掘包絡(luò)120中較高處逐步地增加提升釋放拉力。由于提升釋放拉力的增加，所以挖掘機(jī)10的填充因子增加，并且挖掘機(jī)10的挖掘周期時(shí)間減小(例如，更早地從礦藏拉開鏟斗70)。在一些實(shí)施例中，ODC還被構(gòu)造成控制提升釋放拉力以用于延伸的操作范圍，以允許使用更長的鏟斗桿來用于延伸的傾卸范圍(例如，朝向堆、朝向貨車等)。例如，通過使得能夠使用更長的鏟斗桿，貨車的定點(diǎn)范圍能夠被延伸，以簡化大貨車的裝載。在一些實(shí)施例中，ODC利用周期時(shí)間分解來確定挖掘機(jī)10是否已完成挖掘操作，并且通過進(jìn)一步限制提升釋放拉力(例如低于標(biāo)準(zhǔn)操作值)而允許延伸的推擠范圍。
[0031]在圖4中示出并參照圖4描述相對于鏟斗70的位置來控制提升釋放拉力的水平的流程的示意性實(shí)例。具體地，圖4示出流程500，該流程500具有能夠由例如控制器200或主控制器405執(zhí)行，以基于鏟斗70的位置來控制提升釋放拉力水平的相應(yīng)計(jì)算機(jī)可讀指令。在步驟505，確定鏟斗70的位置。基于例如一個(gè)或多個(gè)旋轉(zhuǎn)變壓器、傾覆計(jì)的使用、提升繩包角等來確定鏟斗位置。在一些實(shí)施例中，使用一個(gè)或多個(gè)旋轉(zhuǎn)變壓器來確定鏟斗桿85的位置(例如徑向位置)，并且鏟斗桿85的位置被單獨(dú)地或與鏟斗位置聯(lián)合使用，以控制提升釋放拉力的水平。在鏟斗70的位置已被確定之后，將鏟斗70的位置與區(qū)域A 125(參見圖1)進(jìn)行比較(步驟510)。如果，在步驟510，鏟斗70的位置處于區(qū)域A內(nèi)，則將提升釋放拉力設(shè)定為第一提升限值("HL1")(步驟515)。流程500接著返回到步驟505和部分A，其中再次確定鏟斗70的位置。如果，在步驟510，鏟斗的位置70不處于區(qū)域A內(nèi)，則流程500進(jìn)行到步驟520。在步驟520，如果鏟斗70的位置處于區(qū)域B130(參見圖1)內(nèi)，則將提升釋放拉力設(shè)定為第二提升限值("HL2")(步驟525)。流程500接著返回到步驟505和部分A，其中再次確定鏟斗70的位置。如果，在步驟520，鏟斗的位置70不處于區(qū)域B內(nèi)，則流程500進(jìn)行到步驟530。在步驟530，如果鏟斗70的位置處于區(qū)域C 135 (參見圖1)內(nèi)，則將提升釋放拉力設(shè)定為第三提升限值(〃HL3〃)(步驟535)。流程500接著返回到步驟505和部分A，其中再次確定鏟斗70的位置。如果，在步驟530，鏟斗70的位置不處于區(qū)域C內(nèi)，那流程500進(jìn)行到步驟540，其中將提升釋放拉力設(shè)定為第四提升限值("HL4")(步驟540)。流程500接著返回到步驟505和部分A，其中再次確定鏟斗70的位置。能夠基于例如工業(yè)機(jī)械的類型、挖掘機(jī)的類型或型號等來設(shè)定、建立或確定區(qū)域A 125、區(qū)域B 130和區(qū)域C 135的限值。
[0032]如以上示意性實(shí)例中描述，挖掘機(jī)10的挖掘操作的挖掘包絡(luò)120被劃分成與區(qū)域A 125、區(qū)域B 130和區(qū)域C 135對應(yīng)的三個(gè)部分。區(qū)域A 125對應(yīng)于挖掘操作的挖掘包絡(luò)的最低部分或內(nèi)部部分，并且相對于其余區(qū)域具有最大相對提升釋放拉力設(shè)定。在挖掘包絡(luò)120中，區(qū)域B 130與區(qū)域A 125相鄰，并且與區(qū)域A 125相比具有更低的提升釋放拉力設(shè)定，但與區(qū)域C 135相比具有更大的提升釋放拉力設(shè)定。區(qū)域C 135對應(yīng)于挖掘操作的挖掘包絡(luò)的最高部分或外部部分，并且相對于其它區(qū)域具有最低提升釋放拉力設(shè)定。
[0033]與挖掘包絡(luò)120的區(qū)域?qū)?yīng)的提升釋放拉力限值HL1、HL2、HL3和HL4能夠被設(shè)定為用于提升驅(qū)動(dòng)模塊430和435的各種數(shù)值或水平。作為示意性實(shí)例，HLl、HL2、HL3和HL4從超過標(biāo)準(zhǔn)提升釋放拉力的水平(例如，提升釋放拉力?標(biāo)準(zhǔn)提升釋放拉力的120% )降低到對應(yīng)于提升釋放拉力的正常最大操作值(例如，額定值)的標(biāo)準(zhǔn)提升釋放拉力(即，^ 100% ) ο 在一個(gè)實(shí)施例中，HLl ^ 120%、HL2 ^ 110%、HL3 ^ 100%并且 HL4 ~ 100%。在一些實(shí)施例中，HL4能夠被設(shè)定為低于大約100%提升釋放拉力的值，以使挖掘機(jī)10能夠使用更長的鏟斗桿。在其它實(shí)施例中，HLU HL2、HL3和HL4能夠采取不同的數(shù)值。然而，與HL1、HL2、HL3和HL4采取的具體數(shù)值或范圍無關(guān)地，限值的相對量值之間的關(guān)系保持相同(gp，HLl> ^ HL2> ^ HL3> ^ HL4)。在一些實(shí)施例中，提升釋放拉力限值HL1、HL2、HL3和HL4中的每一個(gè)提升釋放拉力限值在挖掘機(jī)10上產(chǎn)生大約相同的向前傾覆力矩和CG偏移。在一些實(shí)施例中，提升釋放拉力還能夠被設(shè)定為比提升釋放拉力的正常操作限值的大約120%大。在這樣的實(shí)施例中，提升釋放拉力限于例如一個(gè)或多個(gè)提升馬達(dá)215的操作特征(例如，一些馬達(dá)與其它馬達(dá)相比能夠允許更大的額外提升釋放拉力)。這樣，基于一個(gè)或多個(gè)提升馬達(dá)215的特征，能夠?qū)⑻嵘尫爬υO(shè)定為正常操作限值的大約75%和大約150%之間的數(shù)值。
[0034]通過增加在挖掘包絡(luò)低處的提升釋放拉力，鏟斗70在挖掘操作早期產(chǎn)生更大的有效載荷，并增加鏟斗70在挖掘操作早期切割穿過礦藏的速度和施加到其上切割力。吊架銷負(fù)載和其它結(jié)構(gòu)載荷也隨著增加的有效載荷而增加。然而，由于在挖掘包絡(luò)低處增加提升釋放拉力，并且在挖掘包絡(luò)中較高處將提升釋放拉力減少至大約標(biāo)準(zhǔn)操作值，所以挖掘操作產(chǎn)生的傾覆力矩產(chǎn)生了挖掘機(jī)10的CG偏移，該CG偏移不大于(即，小于或大約等于)使提升釋放拉力在挖掘操作期間保持在標(biāo)準(zhǔn)操作值的情況下挖掘機(jī)10所經(jīng)受的CG偏移。
[0035]在一些實(shí)施例中，挖掘包絡(luò)120被劃分成提升釋放拉力水平為其改變的另外的(例如，多于三個(gè))或更少的(即，兩個(gè))部分。在其中挖掘包絡(luò)120被劃分成多于三個(gè)部分的本發(fā)明的實(shí)施例中，能夠被使用的部分的數(shù)目能夠大致大于三個(gè)(例如，幾百個(gè))。例如，挖掘包絡(luò)被劃分成的部分的數(shù)目越大，提升釋放拉力設(shè)定的改變就變得越精確和平緩。在一些實(shí)施例中，挖掘包絡(luò)被劃分成的部分的數(shù)目是基于提升釋放拉力能夠被控制的精確水平的。在其它實(shí)施例中，挖掘包絡(luò)不被劃分成各個(gè)部分。相反地，使用函數(shù)來基于鏟斗70或鏟斗桿85的位置計(jì)算提升釋放拉力設(shè)定。在這樣的實(shí)施例中，能夠?qū)μ嵘尫爬υO(shè)定進(jìn)行的改變大致是連續(xù)的。在其它實(shí)施例中，查找表("LUT")能夠被用來基于所確定的或計(jì)算的鏟斗70或鏟斗桿85的位置查找提升釋放拉力設(shè)定。
[0036]圖5-8示意包括為其設(shè)定或改變提升釋放拉力的三個(gè)區(qū)域的本發(fā)明的實(shí)施例的提升釋放拉力對釋放速度的曲線。圖5示意以上分別描述的對于區(qū)域A 125、區(qū)域B 130和區(qū)域C 135中的每一個(gè)的曲線605、610和615。圖6_8分別示意對應(yīng)于區(qū)域A 125、區(qū)域B130和區(qū)域C 135中的每一個(gè)的各個(gè)曲線605、610和615。如圖5_8中所示，最大相對提升釋放拉力在區(qū)域A 125中提供。對區(qū)域B 130和區(qū)域C 135設(shè)定較低水平的提升釋放拉力水平。對于低于大約175每分鐘英尺("FPM")的釋放速度(bail speed)，提升釋放拉力設(shè)定的間隔是大致恒定的(即，線性的)。當(dāng)釋放速度增加時(shí)，每個(gè)區(qū)域中的提升釋放拉力的水平被逐步地減少(例如，作為最大馬力的函數(shù))，直到在每個(gè)區(qū)域中提升釋放拉力的水平大約相同的速度達(dá)到為止。由于在挖掘礦藏時(shí)鏟斗70所遭遇的阻力，所以這樣情形是罕見的。通常，在挖掘操作過程中由礦藏提供的阻力經(jīng)常阻止釋放速度增加大致超過所示意的扭矩-速度曲線的線性部分。
[0037]雖然圖5-8中提供的扭矩速度曲線被示出提升釋放拉力設(shè)定的范圍在0-6001bs (xlOOO)之間，但是實(shí)際提升釋放拉力設(shè)定能夠根據(jù)例如挖掘機(jī)的類型、尺寸或型號、提升馬達(dá)HP等而變化。例如，在一些實(shí)施例中，扭矩-速度曲線的范圍從
0-8001bs (xlOOO) ,O-1OOOlbs (xlOOO)等，對于每個(gè)區(qū)域的提升釋放拉力的水平還能夠基于挖掘條件、挖掘機(jī)型號、挖掘機(jī)類型、挖掘機(jī)使用年限、鏟斗類型等來設(shè)定。例如，在一個(gè)實(shí)施例中，區(qū)域C 135中的提升釋放拉力被設(shè)定為5001bs (xlOOO)，區(qū)域B 130中的提升釋放拉力被設(shè)定為5501bs(xl000)，并且區(qū)域A 125中的提升釋放拉力被設(shè)定為eooibs(x100)。然而，提升釋放拉力的這樣的水平是示例性的，并且能夠在本發(fā)明的實(shí)施例之間變化。
[0038]因此，本發(fā)明尤其是提供用于控制工業(yè)機(jī)械的挖掘操作的系統(tǒng)、方法、設(shè)備和計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)。本發(fā)明的各種特征和優(yōu)勢在權(quán)利要求書中闡述。
【權(quán)利要求】
1.一種控制工業(yè)機(jī)械的挖掘操作的方法，所述工業(yè)機(jī)械包括部件和提升馬達(dá)驅(qū)動(dòng)裝置，所述方法包括: 確定所述部件的關(guān)于挖掘包絡(luò)的第一位置； 基于所述部件的所述第一位置以及部件位置和提升力之間的關(guān)系，利用處理器來確定第一提升力設(shè)定； 通過所述處理器將所述提升馬達(dá)驅(qū)動(dòng)裝置的第一提升力水平設(shè)定為所述第一提升力設(shè)定； 確定所述部件的關(guān)于所述挖掘包絡(luò)的第二位置； 基于所述部件的所述第二位置以及部件位置和提升力之間的所述關(guān)系，通過所述處理器來確定第二提升力設(shè)定；以及 通過所述處理器將所述提升馬達(dá)驅(qū)動(dòng)裝置的第二提升力水平設(shè)定為所述第二提升力設(shè)定； 其中，所述第一提升力水平大于所述第二提升力水平。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述部件的所述第一位置與所述部件的所述第二位置相比對應(yīng)于所述挖掘包絡(luò)中的更早的位置。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述第一提升力水平超過提升力的正常操作值。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述工業(yè)機(jī)械是繩索挖掘機(jī)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述關(guān)系對應(yīng)于基于部件位置來計(jì)算提升力的函數(shù)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，還包括在所述挖掘操作期間監(jiān)測所述工業(yè)機(jī)械的重心(〃CG〃)偏移。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述部件是鏟斗。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，在所述第一位置處所述工業(yè)機(jī)械的傾覆力矩大約等于在所述第二位置處所述工業(yè)機(jī)械的傾覆力矩。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述第一提升力設(shè)定為提升釋放拉力設(shè)定。
10.一種工業(yè)機(jī)械，包括: 鏟斗； 提升驅(qū)動(dòng)裝置，所述提升驅(qū)動(dòng)裝置被構(gòu)造成向提升馬達(dá)提供信號，所述提升馬達(dá)能夠操作用以當(dāng)所述鏟斗在挖掘操作期間移動(dòng)時(shí)施加力；以及 控制器，所述控制器連接到所述提升驅(qū)動(dòng)裝置，所述控制器包括處理器，并被構(gòu)造用于: 確定與所述挖掘操作相關(guān)聯(lián)的所述鏟斗的第一位置； 基于鏟斗位置和提升之間的關(guān)系來確定第一提升設(shè)定； 將所述提升驅(qū)動(dòng)裝置的第一提升水平設(shè)定為所述第一提升設(shè)定； 確定與所述挖掘操作相關(guān)聯(lián)的所述鏟斗的第二位置； 基于鏟斗位置和提升之間的所述關(guān)系來確定第二提升設(shè)定；以及 將所述提升驅(qū)動(dòng)裝置的第二提升水平設(shè)定為所述第二提升設(shè)定； 其中，所述第一提升水平大于所述第二提升水平。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的工業(yè)機(jī)械，其中，所述工業(yè)機(jī)械是繩索挖掘機(jī)。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的工業(yè)機(jī)械，其中，所述第二提升水平對應(yīng)于提升的正常操作值。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的工業(yè)機(jī)械，其中，在所述第一位置處的所述工業(yè)機(jī)械的傾覆力矩大約等于在所述第二位置處的所述工業(yè)機(jī)械的傾覆力矩，并且其中，所述傾覆力矩小于或大約等于第二工業(yè)機(jī)械的傾覆力矩，對于所述第二工業(yè)機(jī)械，所述第一提升水平和所述第二提升水平每個(gè)均被設(shè)定為提升的所述正常操作值。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的工業(yè)機(jī)械，其中，所述控制器還被構(gòu)造用于在所述挖掘操作期間監(jiān)測所述工業(yè)機(jī)械的所述傾覆力矩。
15.一種控制工業(yè)機(jī)械的操作的方法，所述工業(yè)機(jī)械包括部件，所述方法包括: 通過處理器確定在所述工業(yè)機(jī)械的挖掘操作期間所述工業(yè)機(jī)械的所述部件的位置； 基于所述部件的所述位置以及部件位置和提升力之間的關(guān)系，通過所述處理器來確定提升力設(shè)定；以及 通過所述處理器將提升力水平設(shè)定為所述提升力設(shè)定， 其中，在所述挖掘操作早期的提升力水平大于在所述挖掘操作后期的提升力水平。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其中，所述部件是鏟斗桿。
17.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其中，所述部件是鏟斗。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，其中，所述關(guān)系對應(yīng)于基于鏟斗位置來計(jì)算提升力的函數(shù)。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，其中，所述函數(shù)在所述挖掘操作期間減少所述提升力水平。
20.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其中，所述挖掘操作包括挖掘包絡(luò)。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的方法，其中，所述挖掘包絡(luò)被劃分成對應(yīng)于不同的提升力水平的兩個(gè)或更多個(gè)部分。
22.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，還包括在所述挖掘操作過程中監(jiān)測所述工業(yè)機(jī)械的傾覆力矩。
23.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其中，在所述挖掘操作早期的所述提升力水平超過提升力的正常操作值。
24.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其中，所述工業(yè)機(jī)械是繩索挖掘機(jī)。
25.根據(jù)權(quán)利要求24所述的方法，其中，基于提升繩包角來確定所述部件的位置。
26.—種控制工業(yè)機(jī)械的挖掘操作的方法，所述工業(yè)機(jī)械包括部件和提升驅(qū)動(dòng)裝置，所述方法包括: 確定所述部件在所述挖掘操作期間的第一位置； 基于所述部件的所述第一位置，利用處理器來確定第一提升力設(shè)定； 利用所述處理器將所述提升驅(qū)動(dòng)裝置的第一提升力水平設(shè)定為所述第一提升力設(shè)定; 確定所述部件在所述挖掘操作期間的第二位置； 基于所述部件的所述第二位置，利用所述處理器來確定第二提升力設(shè)定；以及 利用所述處理器將所述提升驅(qū)動(dòng)裝置的第二提升力水平設(shè)定為所述第二提升力設(shè)定; 其中，所述第一提升力水平大于所述第二提升力水平。
27.根據(jù)權(quán)利要求26所述的方法，其中，所述部件的所述第一位置與所述部件的所述第二位置相比對應(yīng)于所述挖掘操作中的更早的位置。
28.根據(jù)權(quán)利要求26所述的方法，其中，所述第一提升力水平超過提升力的正常操作值。
29.根據(jù)權(quán)利要求26所述的方法，其中，所述工業(yè)機(jī)械是繩索挖掘機(jī)。
30.根據(jù)權(quán)利要求26所述的方法，其中，所述第一提升力設(shè)定進(jìn)一步基于部件位置與提升力之間的關(guān)系來確定，并且其中所述關(guān)系對應(yīng)于基于部件位置來計(jì)算提升力的函數(shù)。
31.根據(jù)權(quán)利要求26所述的方法，還包括在所述挖掘操作期間監(jiān)測所述工業(yè)機(jī)械的重心(〃CG〃)偏移。
32.根據(jù)權(quán)利要求26所述的方法，其中，所述部件是鏟斗。
33.根據(jù)權(quán)利要求26所述的方法，其中，在所述第一位置處所述工業(yè)機(jī)械的傾覆力矩大約等于在所述第二位置處所述工業(yè)機(jī)械的傾覆力矩。
34.根據(jù)權(quán)利要求26所述的方法，其中，所述工業(yè)機(jī)械是液壓機(jī)械。
35.一種工業(yè)機(jī)械，包括: 鏟斗； 提升驅(qū)動(dòng)裝置，所述提升驅(qū)動(dòng)裝置被構(gòu)造用于產(chǎn)生信號，所述信號與當(dāng)所述鏟斗在挖掘操作期間移動(dòng)時(shí)施加到所述鏟斗的力相關(guān)；以及 控制器，所述控制器連接到所述提升驅(qū)動(dòng)裝置，所述控制器包括處理器和存儲在計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)中的可執(zhí)行指令，所述控制器被構(gòu)造用于取回并執(zhí)行所述指令以: 確定與所述挖掘操作相關(guān)聯(lián)的所述鏟斗的第一位置； 基于所述第一位置來確定第一提升設(shè)定； 將所述提升驅(qū)動(dòng)裝置的第一提升水平設(shè)定為所述第一提升設(shè)定； 確定與所述挖掘操作相關(guān)聯(lián)的所述鏟斗的第二位置； 基于所述第二位置來確定第二提升設(shè)定；以及 將所述提升驅(qū)動(dòng)裝置的第二提升水平設(shè)定為所述第二提升設(shè)定； 其中，所述第一提升水平不同于所述第二提升水平。
36.根據(jù)權(quán)利要求35所述的工業(yè)機(jī)械，其中，所述工業(yè)機(jī)械是繩索挖掘機(jī)。
37.根據(jù)權(quán)利要求35所述的工業(yè)機(jī)械，其中，所述第二提升水平對應(yīng)于提升的正常操作值。
38.根據(jù)權(quán)利要求37所述的工業(yè)機(jī)械，其中，在所述第一位置處的所述工業(yè)機(jī)械的傾覆力矩大約等于在所述第二位置處的所述工業(yè)機(jī)械的傾覆力矩，并且其中，所述傾覆力矩小于或大約等于第二工業(yè)機(jī)械的傾覆力矩，對于所述第二工業(yè)機(jī)械，所述第一提升水平和所述第二提升水平每個(gè)均被設(shè)定為提升的所述正常操作值。
39.根據(jù)權(quán)利要求38所述的工業(yè)機(jī)械，其中，所述控制器還被構(gòu)造用于在所述挖掘操作期間監(jiān)測所述工業(yè)機(jī)械的所述傾覆力矩。
40.一種控制工業(yè)機(jī)械的操作的方法，所述工業(yè)機(jī)械包括部件，所述方法包括: 利用處理器確定在所述工業(yè)機(jī)械的挖掘操作期間所述工業(yè)機(jī)械的所述部件的位置； 基于所述部件的所述位置，利用所述處理器來確定提升力設(shè)定；以及 利用所述處理器將提升力水平設(shè)定為所述提升力設(shè)定， 其中，在所述挖掘操作期間所述提升力水平基于所述部件相對于所述工業(yè)機(jī)械的位置而減小，所述提升力水平的值當(dāng)所述部件在所述挖掘操作期間處于第一位置時(shí)大于當(dāng)所述部件在所述挖掘操作期間處于第二位置時(shí)。
41.根據(jù)權(quán)利要求40所述的方法，其中，所述部件是鏟斗桿。
42.根據(jù)權(quán)利要求40所述的方法，其中，所述部件是鏟斗。
43.根據(jù)權(quán)利要求42所述的方法，其中，所述提升力設(shè)定進(jìn)一步基于鏟斗位置與提升力之間的關(guān)系來確定，并且其中所述關(guān)系對應(yīng)于基于鏟斗位置來計(jì)算提升力的函數(shù)。
44.根據(jù)權(quán)利要求43所述的方法，其中，所述函數(shù)在所述挖掘操作期間減少所述提升力水平。
45.根據(jù)權(quán)利要求40所述的方法，其中，所述挖掘操作包括挖掘包絡(luò)。
46.根據(jù)權(quán)利要求45所述的方法，其中，所述挖掘包絡(luò)被劃分成對應(yīng)于不同的提升力水平的兩個(gè)或更多個(gè)部分。
47.根據(jù)權(quán)利要求40所述的方法，還包括在所述挖掘操作過程中監(jiān)測所述工業(yè)機(jī)械的傾覆力矩。
48.根據(jù)權(quán)利要求40所述的方法，其中，在所述挖掘操作早期的所述提升力水平超過提升力的正常操作值。
49.根據(jù)權(quán)利要求40所述的方法，其中，所述工業(yè)機(jī)械是繩索挖掘機(jī)。
50.根據(jù)權(quán)利要求49所述的方法，其中，基于提升繩包角來確定所述部件的位置。
51.根據(jù)權(quán)利要求40所述的方法，其中，所述第一位置比所述第二位置更靠近所述工業(yè)機(jī)械。
52.根據(jù)權(quán)利要求51所述的方法，其中，所述第一位置與所述第二位置相比對應(yīng)于所述挖掘操作中更早的位置。
【文檔編號】E02F3/52GK104499526SQ201410592121
【公開日】2015年4月8日 申請日期:2011年8月31日 優(yōu)先權(quán)日:2011年4月29日
【發(fā)明者】約瑟夫·科爾威爾, 威廉·鮑爾斯, 約翰·伯蘭特 申請人:哈尼施費(fèi)格爾技術(shù)公司