[发明专利]铲的铲斗摆动的自动化控制方法及系统

说明书

补偿铲斗摆动控制的系统和方法。一种方法，包括：利用至少一个处理器确定与所述铲斗的当前摆动方向相反的补偿方向，并且当所述铲斗的加速度大于预定的加速度值时，沿补偿方向施加最大可用摆动扭矩。该方法还能够包括：确定铲的当前状态，并且当铲的当前状态为摆动至卡车状态或返回至收拢状态时，执行上面的步骤。当铲的当前状态为挖掘状态时，该方法可包括：限制最大可用摆动扭矩，并且当铲斗缩回至预定推挤位置时，利用至少一个处理器使摆动扭矩在预定时段内渐升至最大可用摆动扭矩。

相关申请

本申请要求2012年3月16日提交的美国临时专利申请 No.61/611,682的优先权，该美国临时专利申请的整个内容通过引用并入本文。

技术领域

本发明涉及监控诸如电绳铲或动力铲(shovel)的工业机器的性能和自动地调节性能。

背景技术

诸如电绳或动力铲、拉铲挖掘机等的工业机器被用来执行挖掘操作使得从例如矿料堆迁移材料。操作员在挖掘操作期间控制绳铲为铲斗加载材料。操作员将铲斗中的材料倒入料斗或卡车中。在卸载材料之后，挖掘循环继续，并且操作员摆动铲斗返回至料堆以执行另外的挖掘。一些操作员将铲斗以高速率不正确地摆到料堆中，即使对挖掘操作使铲斗减慢并且停止，这也会损害铲斗和铲的其它部件，诸如齿条、柄、鞍座块、移动轴和吊臂。铲斗在挖掘循环期间还会影响其它物体(例如，料斗或卡车、料堆、位于铲周围的其它机械块等)，这会损坏铲斗或其它部件。

因此，本发明的实施例自动地控制铲斗的摆动以减轻由铲斗与位于铲周围的物体(诸如，料堆、地面和料斗)的冲击所引起的冲击和应力。例如，在铲斗已经被卸载并且返回到料堆以便随后的挖掘操作之后，控制器监控铲斗的操作。控制器监控铲斗摆动的各个方面，诸如速度、加速度和由操作员控制器指示的参照(例如，施加到诸如控制杆的操作员控制器的力的方向)控制器使用所监控的信息来确定铲斗是否摆动太快，在这种情况下，铲斗将以不合理的速度撞击料堆。在该情形下，当控制器检测与料堆的高冲击时，控制器使用马达扭矩来减慢铲斗的摆动。具体地，控制器沿与铲斗的移动方向相反的方向施加马达扭矩，这抵消铲斗速度并且使摆动速度下降。

发明内容

特别，本发明的一个实施例提供一种补偿铲的铲斗的摆动的方法。该方法包括：通过至少一个处理器确定与所述铲斗的当前摆动方向相反的补偿方向，并且当所述铲斗的加速度大于预定的加速度值时，通过所述至少一个处理器沿与所述铲斗的所述当前摆动方向相反的所述补偿方向施加最大可用摆动扭矩。

本发明的另一个实施例是提供一种用于补偿铲的铲斗的摆动的系统。该系统包括包含至少一个处理器的控制器。该至少一个处理器被配置成限制最大可用摆动扭矩，确定铲斗的推挤位置，并且当铲斗到达预定推挤位置之后，约束摆动扭矩在预定时段内渐升至所限制的最大可用摆动扭矩。

通过考虑详细描述和附图，本发明的其它方面将变得明显。

附图说明

图1示出根据本发明的实施例的工业机器。

图2A和图2B示出在挖掘位置和翻卸位置之间的图1的机器的摆动。

图3示出根据本发明的实施例的工业机器的控制器。

图4-9示出用于自动地控制图1的机器的铲斗的摆动的方法的流程图。

图10a-10c和11a-11c是示出在图4-9的方法中的至少一些中激活的子例程的流程图。

图12-13是图10a-10c和图11a-11c的子例程的生成扭矩速度曲线的图形表示。

具体实施方式