[发明专利]自走式作业车辆和用于考虑底盘运动的铲刀稳定的控制方法

说明书

本文公开了用于相对于作业车辆控制作业器具(例如，前置铲刀)以在地表面中产生期望轮廓的系统和方法。安装在底盘上的一个或多个传感器检测底盘相对于地面的实际俯仰速度和实际俯仰角度。另外的一个或多个传感器检测铲刀相对于底盘的实际升降位置。例如通过自动平地控制系统，通过手动启动的一个或多个触发器，和/或通过检测值的基于时间的侧倾平均值来确定待由铲刀产生的关于地表面的期望轮廓。根据实际俯仰速度、底盘相对于地面的实际俯仰角度以及作业器具相对于底盘的实际升降位置中的每一者，自动控制所述器具的与关于地表面的期望轮廓相对应的位置。

技术领域

本公开总体上涉及自走式车辆，例如建筑行业和/或农业行业中的作业机械，该自走式车辆包括用于对地形进行作业的前置式工具。更具体地，本公开涉及被配置成控制前置式作业器具的位置以抵消车辆底盘的运动的系统和方法。

背景技术

本文所讨论的作业车辆例如可以包括推土机、紧凑型履带式装载机、挖掘机械、滑移转向装载机以及以某种方式修改地形或等效作业环境的其他自走式机械。具有地面接合铲刀的作业车辆可以用于对地表面进行整形和整平。这种作业车辆的底架可以由轮式或履带式地面接合单元从地表面支撑，当作业车辆移动时，地面接合单元可能会遇到地面上的高低点，进一步导致作业车辆向前(向下)或向后(向上)俯仰。该俯仰可被传递到地面接合铲刀，从而使地面接合铲刀相对于地面向上和向下移动，这可将铲刀移离指定的或期望的平地或平面。对于那些在作业车辆的轮胎或履带前方具有地面接合铲刀的作业车辆，这种影响可能会被放大，因为作业车辆在遇到由于早前的作业车辆俯仰而由地面接合铲刀产生的竖直变化时可能会向前俯仰或向后俯仰。如果操作员无法纠正这种影响，则可能会在地表面上形成不希望的(例如“搓衣板”型)轮廓，或者还会在地面上抑制平滑面或平地的产生。

用于控制地面接合铲刀的位置的常规系统是已知的，但是通常至少部分地依赖于设置在铲刀自身上的传感器，以提供用于开发控制逻辑系统的输入。这种布置可能使传感器受到损坏，并且可能进一步提供对铲刀位置的改变进行固有地反应的控制回路。期望实现一种改进的控制系统，该系统依赖于更安全的环境中的传感器，并且本质上还对于通常操作期间可能出现的铲刀位置的不期望的变化具有前瞻性或预测性。

发明内容

本公开至少部分地通过引入传感器的新颖布置和控制逻辑系统以增强操作员的升降命令并在平地时提高作业车辆的稳定性来提供对传统系统的增强。

在本文所公开的特定说明性实施例中，公开了一种用于相对于自走式作业车辆的底盘来控制铲刀以在地表面中产生期望轮廓的方法。实施第一组的一个或多个安装在底盘上的传感器以检测底盘的实际俯仰速度和底盘相对于地面的实际俯仰角度，并且实施第二组的一个或多个传感器以检测铲刀相对于底盘的实际升降位置。确定待由铲刀产生的关于地表面的期望轮廓，并且根据底盘的实际俯仰速度、底盘相对于地面的实际俯仰角度以及作业器具相对于底盘的实际升降位置中的每一者，自动控制铲刀的与关于地表面的期望轮廓相对应的位置。

在上述实施例的一个示例性方面中，确定待由铲刀产生的关于地表面的期望轮廓的步骤可以通过设置与底盘相对于地面的俯仰角度相对应的第一目标值，以及设置与铲刀相对于底盘的升降位置相对应的第二目标值来实施。

在上述实施例的另一示例性方面中，可以确定至少与检测到的实际俯仰角度、实际升降位置与相应的第一目标值和第二目标值之间的差相对颖的误差值。可以进一步根据所确定的误差值自动控制铲刀的位置。

在上述实施例的另一示例性方面中，可以在与作业车辆的操作员相关联的显示单元上显示标记，该标记对应于一个或多个所确定的误差值。

在上述实施例的另一示例性方面以及与之相关的讨论的方面中，可以将第一目标值和第二目标值设置为与通过和自动平地控制系统接合的用户接口从用户接收到的输入相对应。

特别地，在其中实施了自动平地控制系统的实施例中，确定待由铲刀产生的关于地表面的期望轮廓的步骤还可以包括：动态地设置与底盘的俯仰速度相对应的第三目标值。