[发明专利]用于对作业机械的操作员进行辅助的控制系统、对应的方法和计算机程序产品

说明书

本公开涉及一种用于对作业机械的操作员进行辅助的控制系统150，该作业机械包括铲斗，该铲斗被布置成接收待卸载到物料接收容器的物料。该控制系统包括被布置成与操作员界面202通信的处理电路201。该处理电路适于：估算物料接收容器的期望有效负载与已经使用铲斗卸载到物料接收容器的多铲斗物料的累积重量之间的差值；确定该差值是否对应于满载铲斗的估算重量或对应于半载铲斗的估算重量；以及，基于该确定，使用操作员界面来指示作业机械的操作员将满载铲斗或半载铲斗卸载到物料接收容器。本公开还涉及一种用于操作该控制系统的方法和一种计算机产品。

技术领域

本公开涉及一种用于对作业机械的操作员进行辅助的控制系统，该作业机械包括铲斗，该铲斗被布置成接收待卸载到物料接收容器的物料。本公开还涉及一种用于操作该控制系统的方法和一种计算机程序产品。

背景技术

包括铲斗的作业机械通常用于将材料装载到物料接收容器(例如自卸卡车或拖运车)。轮式装载机或挖掘机可以使用铲斗从材料料堆拾取材料，将其从料堆中运输到卸料或卸载位置，其中，铲斗物料(bucket load)被卸载到物料接收容器的物料接收装置中。在拖运车辆或铰接式拖运车上，物料接收装置可以是自卸车身或自卸车箱。在物料接收容器的装载期间，使用多铲斗物料(bucket loads)以将物料接收装置填充到期望的水平或期望的有效负载。

然而，物料接收容器通常在物料接收装置中具有该接收容器在公路或非公路运输期间所能承载的额定最大负载承载能力或负载重量。该额定最大负载可以基于机械设计参数，并且，使物料接收容器过载可能在某些情况下会导致物料接收容器的故障。这种故障例如可以包括底盘、物料接收装置本身或物料接收装置的传动系的结构问题。此外，过载还可能导致车辆部件过度磨损和维修成本增加和/或使用寿命缩短。例如，使物料接收容器过载可能会导致轮胎磨损的显著增加，从而需要过早安装新轮胎，成本很高。因此，过载通常是不希望的。

除了使物料接收容器过载之外，使物料接收容器欠载，或者装载物料接收容器以拖运低于物料接收容器的额定有效负载能力的重量，也是不希望的，因为降低了生产率。在物料接收容器中移动预定量的材料需要更多的行程，从而增加了所需的时间以及包括燃料成本、服务成本和劳动力成本在内的运营成本。因此，希望物料接收容器既不过载也不欠载。

US20070135985中公开了针对不过载问题提出的一种解决方案，其提出了一种使用装载机将材料装载在卡车的车箱上的方法，该方法包括确定作业机械最后一次通过(final pass)的目标负载的步骤。在所述最后一次通过期间，材料被从料堆装载到装载机的铲斗中，超过目标负载。之后，多余的材料以受控方式从装载机的铲斗倾倒回料堆，以便达到铲斗中的材料的目标负载。随后，装载机从料堆移动到卡车，并将铲斗的物料卸载到卡车的车箱上。将铲斗的一部分内容物倾倒回料堆的步骤是使用控制铲斗倾斜度(pitch)的控制装置控制的。

然而，这种解决方案涉及操作员执行的附加步骤，从而增加了用预定重量填充物料接收容器所需的时间。考虑到上述情况，可能希望在用于对作业机械的操作员进行辅助的控制系统中提供对现有技术的进一步改进，其以降低物料接收容器的过载和欠载风险的方式减少装载物料接收容器所需的时间。

发明内容

根据本公开的一个方面，上述问题至少部分地通过用于对作业机械的操作员进行辅助的控制系统得到缓解，该作业机械包括铲斗，该铲斗被布置成接收待卸载到物料接收容器的物料，该控制系统包括被布置成与操作员界面通信的处理电路，其中，该处理电路适于：估算物料接收容器的期望有效负载与已经使用铲斗卸载到物料接收容器的多铲斗物料的累积重量之间的差值；确定该差值是否对应于满载铲斗的估算重量或对应于半载铲斗的估算重量；以及，基于该确定，使用操作员界面来指示作业机械的操作员将满载铲斗或半载铲斗的物料卸载到物料接收容器。