[发明专利]机器的控制系统

说明书

本发明涉及机器的控制系统，更具体地，是一种用于控制第一物料接合作业器具的操作的系统，其包括第一机器、第二机器、以及控制器。控制器配置为储存器具系统的运动学模型和特点；确定第二机器操作区域，其中，第二机器操作区域由第二机器的物料移动计划来限定；以及确定第一机器的当前姿势。控制器进一步配置为基于第一机器的姿势、器具系统的运动学模型和特点、以及第二机器操作区域来确定第一机器操作区域，其中，第一机器操作区域与第二机器操作区域间隔开；以及生成多个命令信号以便使第一物料接合作业器具在第一机器操作区域内在第一位置与第二位置之间移动。

技术领域

本发明大体上涉及控制机器，并且更具体地，涉及一种用于控制邻近第二机器的第一机器的移动的控制系统。

背景技术

诸如绳索铲车、采矿铲车、以及挖掘机等用于移动物料的大型机器可以在每个物料移动循环移动大量物料。在这种物料移动循环期间，可能沿着不期望的区域倾倒或者转移物料。这种不期望的物料可能通过影响装载、挖掘、或者倾倒操作、或者通过扰乱机器可能沿着其行进的期望路线或者路径而不利地影响物料移动循环的性能。

相应地，附加的较小机器可能与较大机器一起操作以移动不期望的物料以便提高较大物料移动机器的效率。彼此靠近的这些机器的操作可能造成机器之间的碰撞风险。此外，由于一些机器的大小，所以可能很难或者不可能迅速地停止机器以避免碰撞。更进一步地，从机器(尤其是大型机器)内看到的可见性可能受到限制，因此进一步增加了碰撞风险。

已经研发出系统来在机器周围生成回避区域以便减小碰撞的可能性。美国专利第8,768,583号公开了一种绳索铲车，该绳索铲车具有用于检测靠近绳索铲车的物体的系统。在检测到物体时，系统可以增强对绳索铲车的控制以便缓和可能的碰撞的影响。可以将呈可听的、视觉的、或者触觉的反馈的形式的警报提供给绳索铲车的操作员。

前述背景技术的讨论仅仅意在帮助读者。其不意在限制本文所描述的创新，也不意在限制或者扩大所讨论的现有技术。因此，前述讨论不应被认为是表示现有系统的任何特定元件都不适合与本文所描述的创新一起使用，其也不意在表示任何元件对于实施本文所描述的创新必不可少。本文所描述的创新的实施方式和应用是由所附权利要求书来限定。

发明内容

在一个方面中，一种用于控制第一物料接合作业器具的操作的系统包括第一机器、第二机器、以及控制器。第一机器包括：器具系统，其具有带有第一物料接合作业器具的连杆组件；以及第一机器姿势传感器，其用于生成指示第一机器的姿势的第一机器姿势信号。第二机器包括：用于推动第二机器的地面接合驱动机构，以及第二物料接合作业器具。控制器配置为储存第一机器的器具系统的运动学模型和特点；确定第二机器操作区域，其中，第二机器操作区域由第二机器的物料移动计划来限定；以及基于第一机器姿势信号来确定第一机器的当前姿势。控制器进一步配置为基于第一机器的当前姿势、器具系统的运动学模型和特点、以及第二机器操作区域来确定第一机器操作区域，其中，第一机器操作区域与第二机器操作区域间隔开；以及生成多个命令信号以便使第一物料接合作业器具在第一机器操作区域内在第一位置与第二位置之间移动。

在另一方面中，一种用于控制第一物料接合作业器具的操作的方法包括：提供第一机器，第一机器包括器具系统，其具有带有第一物料接合作业器具的连杆组件；提供第二机器，第二机器包括用于推动第二机器的地面接合驱动机构和第二物料接合作业器具；储存第一机器的器具系统的运动学模型和特点；以及确定第二机器操作区域，其中，第二机器操作区域由第二机器的物料移动计划来限定。方法进一步包括：基于由第一机器姿势传感器生成的第一机器姿势信号来确定第一机器的当前姿势；基于第一机器的当前姿势、器具系统的运动学模型和特点、以及第二机器操作区域来确定第一机器操作区域，其中，第一机器操作区域与第二机器操作区域间隔开；以及生成多个命令信号以便使第一物料接合作业器具在第一机器操作区域内在第一位置与第二位置之间移动。