[发明专利]与移动式工作机有关的检测器设备

说明书

背景技术

本发明涉及与移动式工作机有关的检测器设备。

本发明还涉及确定移动式工作机的至少两个结构部件的相互位置或相互运动状态的方法。

确定例如林务工作单元的移动式工作机的结构部件的绝对位置或相对位置例如对于控制机器、提高操作者的工作工效、确保安全和有效工作以及管理机器所经受的力是必要的。已知用于确定结构部件的位置的各种解决方案。例如，这些解决方案通常基于接触和/或机械连接，例如借助于要直接安装在接头处的旋转角度传感器(例如旋转变压器)进行对两个结构部件之间的铰接角度测量，或者替代地，例如借助于旋转变压器或电位计进行对控制旋转接头的线性执行器的线性运动的位置的测量。然而，所有已知的解决方案呈现出下述问题：所述问题通常由所使用的测量方法和设备以及林务工作单元的操作方式和操作条件和/或其兼容性引起。林务工作单元例如用在变化的、通常倾斜且粗糙的地形中，它们经受例如树枝、树干和树桩的机械冲击以及各种振动，布置在其上的吊杆和负载向机器施加力和应变。另外，环境条件(例如外部温度的巨大变化以及湿度和杂质)可能会损害特别是与林务机器的结构或机器的控制电子设备相连地布置的传感器。

通过使用不同的常规倾斜检测器进行的角位置确定呈现各种问题。基于加速度传感器的检测器具有的问题是在传感器处指示的除了重力加速度之外的其他加速度引起角值失真。因此，通常需要对信号进行大量滤波以减少这些失真，这转而使经滤波的信号对角度的改变响应较慢。例如，基于检测角速度的检测器，例如陀螺仪测量设备，转而检测角度的变化率而不是相对于由重力矢量引起的加速度的方向的绝对位置。因此，在使用期间，由测量和测量装置的非理想性引起的误差在基于角速度的角位置确定中累积。

发明内容

本发明的目的在于提供新颖且改进的检测器设备和方法，所述检测器设备和方法用于确定移动式工作机的至少两个结构部件的相互位置或相互运动状态。

根据本发明的解决方案的特征在于独立权利要求中所公开的内容。

本说明书中所阐述的解决方案公开了一种检测器设备，所述检测器设备用于确定移动式工作机的至少两个结构部件的相互位置或相互运动状态，所述结构部件能够相对于彼此至少沿一个旋转方向旋转。该检测器设备至少包括检测器和数据处理装置。这些检测器可以布置在每个所述结构部件中并且用于确定至少一个测量方向上的针对每个测量方向的至少两个不同的测量变量，即，第一测量变量和第二测量变量，所述测量变量使得至少能够相对于至少一个预定角度基准确定关于该结构部件的结构部件具体位置或运动状态信息。数据处理装置转而可以接收由所述检测器发送的、描述第一测量变量和第二测量变量的第一测量信号和第二测量信号，以及基于第一测量信号和第二测量信号来确定关于每个结构部件的结构部件具体位置或运动状态信息。此外，数据处理装置可以基于此结构部件具体位置或运动状态信息来确定所述结构部件的至少相互位置或相互运动状态。

在本说明书中所阐述的第二解决方案中，确定移动式工作机的能够相对于彼此至少沿一个旋转方向旋转的至少两个结构部件的相互位置或相互运动状态的方法包括至少下述步骤。借助于检测器确定至少一个测量方向上的针对每个测量方向的至少两个不同的测量变量，即，第一测量变量和第二测量变量，所述测量变量使得至少能够相对于至少一个预定角度基准确定关于所述结构部件的结构部件具体位置或运动状态信息。在数据处理装置处接收由所述检测器发送的、描述第一测量变量和第二测量变量的第一测量信号和第二测量信号。基于第一测量信号和第二测量信号来确定每条结构部件具体位置或运动状态信息，以及基于该结构部件具体位置或运动状态信息来至少确定结构部件的相互位置或相互运动状态。

在第三解决方案中，例如林务工作单元的移动式工作机包括所公开的检测器设备中的一个检测器设备。

本解决方案的基本构思为：沿每个测量方向、借助于至少两个不同的测量变量至少确定关于两个结构部件的结构部件具体位置或运动状态信息。

本解决方案的优点例如在于：这样的检测器设备和方法至少使得能够生成较精确、较可靠且较迅速响应的关于两个结构部件的相互位置或运动状态信息。该方案的其他优点结合详细描述进行公开。

所公开的实施方式的基本构思为：针对每个测量方向和每个结构部件，所述测量变量包括下述变量中的至少两者：加速度、角速度和角加速度。

所公开的实施方式的基本构思为：针对每个测量方向和每个结构部件，所述检测器至少包括加速度传感器或测斜仪以及角速度传感器或角加速度传感器。