[发明专利]用于确定由作业设备移动的有效载荷质量的系统和方法

权利要求书

1.一种用于确定由机器的作业设备移动的有效载荷的质量的系统，所述系统包括：

提升部件，其能够沿着轨道移动并被配置成移动作业设备；

传感器系统，其被配置成提供指示机器状态的多个机器状态信号；

力传感系统，其被配置成提供提升力信号，所述提升力信号指示提升部件上的力；和

控制装置，其被配置成：

使用系统参数来确定载荷，所述系统参数来源于预配置的CAD数据和/或正在进行的系统参数的校准，所述预配置的CAD数据优选地为工作端的预配置CAD数据；

随后，当得到的结果不适用时，使用预配置的参数作为初始值来进行校准；

在未负载状态下校准，即，用空载的作业设备进行校准，其中随后自动使用预定义的机器的激发轨迹，或者向操作员发出指示以激发参数；

使用传感器记录系统状态，并对这些信息进行系统识别；并且

基于经识别和/或预配置的系统参数和系统状态来确定有效载荷的质量，优选地基于提升部件的位置、速度、加速度和/或提升部件上的力或扭矩来确定有效载荷的质量。

2.根据权利要求1所述的系统，其中所述控制装置进一步配置成：在所述作业设备在多维的轨道上移动期间，优选在三维的轨道上移动期间，接收作业设备的机器状态信号。

3.根据前述权利要求中任一项所述的系统，其中所述控制装置进一步配置成：采用基于CAD数据的预配置的系统参数，和/或进行系统识别过程，且至少部分地基于这些系统参数来确定有效载荷的质量。

4.根据权利要求3所述的系统，其中所述控制装置进一步配置成：

使用CAD数据初始化来重新校准系统参数，和/或

通过使用作业设备的预定义轨迹自动识别系统的参数，和/或

通过向操作员提供如何移动作业设备的指示来识别系统的参数，以激发待识别的参数。

5.根据前述权利要求中任一项所述的系统，其中所述系统还包括与提升部件可操作地连接的致动器，并且所述系统优选地设置有转动部件和包括提升部件的作业设备系统，所述作业设备系统包括动臂部件、斗杆部件和作业设备。

6.根据权利要求5所述的系统，其中所述机器状态信号包括转动部件、动臂部件、斗杆部件和/或作业设备的角位置、角速度和/或角加速度，其中所述机器状态信号优选地至少包括机器的偏转和滚动。

7.根据权利要求5或6中任一项所述的系统，其中所述机器系统的参数至少部分地基于动臂、斗杆和作业设备的惯量和/或质量。

8.根据权利要求5至7中任一项所述的系统，其中所述系统参数至少部分基于动臂部件、斗杆部件和作业设备的重心的位置，其中所述位置布置在坐标系中，所述坐标系的原点在各自所属的转动枢轴中，并且其中坐标系的x轴与当前部件和后续部件的转动枢轴对齐，坐标系的z轴与当前部件的转动枢轴的转动轴重合，并选择坐标系的y轴以产生直角坐标系，优选产生右手坐标系。

9.一种用于确定由机器的作业设备移动的有效载荷的质量的方法，所述方法特别地在控制装置中实施，所述方法包括：

使用预定义的系统参数来确定基于CAD数据的载荷，和/或用于预先确定在作业设备未负载的工作周期内重复进行系统参数识别的重复次数；

在作业设备移动时，确定提升部件上的扭矩和作业设备状态用于识别未负载的机器的系统参数；

递归地或者利用未负载的机器的识别方法来进行系统识别；

作业设备在负载状态下移动时，接收第二组的负载的机器状态信号；

基于第二组的负载的机器状态信号来确定具有负载的作业设备的机器状态；

使用提升部件上的力来确定作业设备的扭矩；

基于未负载情况下的系统参数来计算作业设备上的理论扭矩；以及

至少部分地基于所述系统参数、具有负载的作业设备的机器状态和负载的作业设备的提升力来确定有效载荷的质量。