[发明专利]对自推进式作业车辆进行基于地形的控制的系统和方法

说明书

对自推进式作业车辆进行基于地形的控制的系统和方法。提供一种对诸如挖掘机的自推进式作业车辆进行稳定性控制的基于地形的行进辅助系统和方法，该自推进式作业车辆包括地面接合单元及被配置为对地形进行可控作业的至少一个作业机具。在选择或确定作业车辆的行进模式时，从数据存储装置检索至少一个作业机具的与确定的行进模式相对应的相应的预定目标位置和/或操作。从传感器接收与至少一个机具的相应当前位置和/或操作相对应的反馈信号；以及在一些实施方式中接收与车辆速度相对应的反馈信号。响应于确定的行进模式和所接收到的反馈信号，生成控制信号，该控制信号用于自动地控制至少一个作业机具至相应的预定目标位置和/或通过相应操作。

技术领域

本公开总体上涉及诸如建筑机械和林业机械的自推进式作业车辆，并且更特别地，涉及基于例如基础地形来对这种自推进式作业车辆的某些移动和/或操作进行控制的系统和方法。

背景技术

这种类型的自推进式作业车辆例如可以包括挖掘机、林业机械、正铲挖掘机等。这些机器通常可以具有从地表面支承底架的履带式地面接合单元。

根据本公开的示例性作业车辆还包括附件，该附件包括作业机具(workimplement)，该作业机具可通过各种致动器来相对于作业车辆移动，以利用该机具完成任务。本文的讨论通常可以集中于作为示例性作业车辆的挖掘机，该挖掘机具有被配置为动臂、臂、铲斗等的移动机具的对应应用(被统称为动臂总成)，该移动机具具有通常被配置为液压缸的用于移动该机具的致动器。

当自推进式作业车辆(举例来说，如挖掘机)行进通过斜坡时，常规上可能需要大量的操作者技能。挖掘机的操作者需要随同车辆的行进方向一起同时控制关联的动臂、臂以及铲斗位置。例如，如果挖掘机正在上坡行进，则可以将各种部件定位成通过执行‘上拉’动作在爬坡步骤中支撑挖掘机主体，并且附件开始向外延伸并降下至地面。如果挖掘机正在下坡行进，则可以将各种部件定位成通过执行“回推”动作来支撑挖掘机主体，并且附件再次开始向外延伸并降下至地面。在包括完全平坦地形的任何给定类型的地形中，作业车辆的各种部件(特别是诸如动臂、臂、铲斗等的作业附件)可以根据地形类型进行定位，以使作业车辆取向整体上稳定并且基本上防止倾翻状况。

希望的是，基于作业车辆正行进或行进越过的地形的类型(例如包括坡道和平坦表面)来可靠地自动化某些经协调的操作，从而增加车辆稳定性并且进一步减少操作者疲劳和/或减轻操作者在以其它方式手动地操作大量同时控件时缺乏经验的影响。

发明内容

本公开在各种实施方式中至少部分地通过引入用于监测作业车辆取向的新颖系统和方法来提供对常规系统的增强，该新颖的方法包括：至少部分地基于运动学反馈来相对于作业车辆框架定位各种附件，并因此在例如具有变化程度和/或距离的上坡和下坡行进以及行进越过相对平坦地形期间，实现某些车辆操作和关联的功能的自动化。

例如，关于作为作业车辆的挖掘机，可以将所公开的系统和方法配置成，进一步考虑到所选择的和/或确定的行进模式，使用运动学反馈来自动地控制诸如臂、铲斗以及动臂附件的机具。在陡峭的上坡路的情况下，操作者最初可以将铲斗齿以特定的方式放置在地表面上，然后向作业车辆控制器或等同装置提供行进命令，使臂可以按照行进命令的速率自动收回。在其它示例性行进模式中，动臂、臂以及铲斗可以自动地定位在其它预定位置和/或根据预定操作序列来移动。

在一个实施方式中，提供了一种本文所公开的用于对自推进式作业车辆进行稳定性控制的计算机实现方法，该自推进式作业车辆包括多个地面接合单元以及被配置为对地形进行可控作业的至少一个作业机具。该示例性公开方法包括以下步骤：从数据存储装置检索所述至少一个作业机具的与自推进式作业车辆的所确定的行进模式相对应的至少一个相应预定目标位置和/或操作；从一个或更多个传感器接收与所述至少一个机具的相应当前位置和/或操作相对应的反馈信号；以及响应于所确定的行进模式和所接收到的反馈信号，生成一个或更多个控制信号，所述一个或更多个控制信号用于自动地控制所述至少一个作业机具至相应预定目标位置和/或通过相应操作。