與移動式工作機有關的檢測器設備的制造方法
【專利說明】
【背景技術】
[0001]本發明涉及與移動式工作機有關的檢測器設備。
[0002]本發明還涉及確定移動式工作機的至少兩個結構部件的相互位置或相互運動狀態的方法。
[0003]確定例如林務工作單元的移動式工作機的結構部件的絕對位置或相對位置例如對于控制機器、提高操作者的工作工效、確保安全和有效工作以及管理機器所經受的力是必要的。已知用于確定結構部件的位置的各種解決方案。例如，這些解決方案通常基于接觸和/或機械連接，例如借助于要直接安裝在接頭處的旋轉角度傳感器(例如旋轉變壓器)進行對兩個結構部件之間的鉸接角度測量，或者替代地，例如借助于旋轉變壓器或電位計進行對控制旋轉接頭的線性執行器的線性運動的位置的測量。然而，所有已知的解決方案呈現出下述問題:所述問題通常由所使用的測量方法和設備以及林務工作單元的操作方式和操作條件和/或其兼容性引起。林務工作單元例如用在變化的、通常傾斜且粗糙的地形中，它們經受例如樹枝、樹干和樹粧的機械沖擊以及各種振動，布置在其上的吊桿和負載向機器施加力和應變。另外，環境條件(例如外部溫度的巨大變化以及濕度和雜質)可能會損害特別是與林務機器的結構或機器的控制電子設備相連地布置的傳感器。
[0004]通過使用不同的常規傾斜檢測器進行的角位置確定呈現各種問題。基于加速度傳感器的檢測器具有的問題是在傳感器處指示的除了重力加速度之外的其他加速度引起角值失真。因此，通常需要對信號進行大量濾波以減少這些失真，這轉而使經濾波的信號對角度的改變響應較慢。例如，基于檢測角速度的檢測器，例如陀螺儀測量設備，轉而檢測角度的變化率而不是相對于由重力矢量引起的加速度的方向的絕對位置。因此，在使用期間，由測量和測量裝置的非理想性引起的誤差在基于角速度的角位置確定中累積。
【發明內容】
[0005]本發明的目的在于提供新穎且改進的檢測器設備和方法，所述檢測器設備和方法用于確定移動式工作機的至少兩個結構部件的相互位置或相互運動狀態。
[0006]根據本發明的解決方案的特征在于獨立權利要求中所公開的內容。
[0007]本說明書中所闡述的解決方案公開了一種檢測器設備，所述檢測器設備用于確定移動式工作機的至少兩個結構部件的相互位置或相互運動狀態，所述結構部件能夠相對于彼此至少沿一個旋轉方向旋轉。該檢測器設備至少包括檢測器和數據處理裝置。這些檢測器可以布置在每個所述結構部件中并且用于確定至少一個測量方向上的針對每個測量方向的至少兩個不同的測量變量，即，第一測量變量和第二測量變量，所述測量變量使得至少能夠相對于至少一個預定角度基準確定關于該結構部件的結構部件具體位置或運動狀態信息。數據處理裝置轉而可以接收由所述檢測器發送的、描述第一測量變量和第二測量變量的第一測量信號和第二測量信號，以及基于第一測量信號和第二測量信號來確定關于每個結構部件的結構部件具體位置或運動狀態信息。此外，數據處理裝置可以基于此結構部件具體位置或運動狀態信息來確定所述結構部件的至少相互位置或相互運動狀態。
[0008]在本說明書中所闡述的第二解決方案中，確定移動式工作機的能夠相對于彼此至少沿一個旋轉方向旋轉的至少兩個結構部件的相互位置或相互運動狀態的方法包括至少下述步驟。借助于檢測器確定至少一個測量方向上的針對每個測量方向的至少兩個不同的測量變量，g卩，第一測量變量和第二測量變量，所述測量變量使得至少能夠相對于至少一個預定角度基準確定關于所述結構部件的結構部件具體位置或運動狀態信息。在數據處理裝置處接收由所述檢測器發送的、描述第一測量變量和第二測量變量的第一測量信號和第二測量信號。基于第一測量信號和第二測量信號來確定每條結構部件具體位置或運動狀態信息，以及基于該結構部件具體位置或運動狀態信息來至少確定結構部件的相互位置或相互運動狀態。
[0009]在第三解決方案中，例如林務工作單元的移動式工作機包括所公開的檢測器設備中的一個檢測器設備。
[0010]本解決方案的基本構思為:沿每個測量方向、借助于至少兩個不同的測量變量至少確定關于兩個結構部件的結構部件具體位置或運動狀態信息。
[0011]本解決方案的優點例如在于:這樣的檢測器設備和方法至少使得能夠生成較精確、較可靠且較迅速響應的關于兩個結構部件的相互位置或運動狀態信息。該方案的其他優點結合詳細描述進行公開。
[0012]所公開的實施方式的基本構思為:針對每個測量方向和每個結構部件，所述測量變量包括下述變量中的至少兩者:加速度、角速度和角加速度。
[0013]所公開的實施方式的基本構思為:針對每個測量方向和每個結構部件，所述檢測器至少包括加速度傳感器或測斜儀以及角速度傳感器或角加速度傳感器。
[0014]所公開的實施方式的基本構思為:針對每個測量方向和每個結構部件，所述檢測器包括至少確定與由于重力矢量引起的加速度的方向垂直的方向例如羅經點或磁場的檢測器。
[0015]所公開的實施方式的基本構思為:數據處理裝置被配置成至少確定關于兩個結構部件的經改進的結構部件具體位置或運動狀態信息，使得分別基于第一測量變量和第二測量變量來確定關于結構部件的位置或運動狀態信息，并且使得通過使用基于第二測量變量確定的相應的位置或運動狀態信息作為基準信息來校正基于第一測量變量確定的位置或運動狀態信息中的測量誤差。
[0016]所公開的實施方式的基本構思為:數據處理裝置被配置成基于經改進的結構部件具體位置或運動狀態信息來至少確定關于兩個結構部件的經改進的相互位置或運動狀態信息。
[0017]所公開的實施方式的基本構思為:相互位置或相互運動狀態包括下述信息中的至少一條:關于結構部件的位置的絕對差的信息；關于使結構部件互連的至少一個連接結構的至少一個鉸接角度的信息；關于結構部件的位置的絕對差的角速度或其導出變量的信息；關于使結構部件互連的至少一個連接結構的至少一個鉸接角度的角速度或其導出變量的信息；或者關于包括至少一個連接部件的執行器或結構部件的位置或運動狀態的信息。
[0018]所公開的實施方式的基本構思為:預定角度基準為下述中之一:由于重力矢量引起的加速度；與由于重力矢量引起的加速度的方向垂直的方向，例如羅經點；或地球磁場。
[0019]所公開的實施方式的基本構思為:結構部件包括移動式工作機的至少兩個機架部件，并且這些結構部件的相互位置至少包括鉸接角度信息。
[0020]所公開的實施方式的基本構思為:結構部件包括移動式工作機的至少一個吊桿部段或所述移動式工作機的控制艙。
[0021]所公開的實施方式的基本構思為:數據處理裝置被配置成:當所確定的結構部件的相互位置或相互運動狀態超過預定限制值或低于所述預定限制值時，生成指示穩定性警報的信號。
[0022]所公開的實施方式的基本構思為:至少確定關于兩個結構部件的經改進的結構部件具體位置或運動狀態信息，使得分別基于第一測量變量和第二測量變量來確定關于結構部件的位置或運動狀態信息，并且使得通過使用基于第二測量變量確定的相應的位置或運動狀態信息作為基準信息來校正基于第一測量變量確定的位置或運動狀態信息中的測量誤差。
[0023]所公開的實施方式的基本構思為:通過利用所確定的結構部件的相互位置或相互運動狀態來確定使結構部件互連的至少一個連接部件的至少一個運動學變量。
[0024]所公開的實施方式的基本構思為:運動學變量為下述變量中之一:結構部件的位置的絕對差；使結構部件互連的至少一個連接部件的至少一個鉸接角度；結構部件的位置的絕對差的角速度或其導出變量；使結構部件互連的至少一個連接部件的至少一個鉸接角度的角速度或其導出變量；或者包括至少一個所述連接部件的執行器或結構部件的位置或運動狀態。
【附圖說明】
[0025]將參照附圖更加詳細地說明本發明的一些實施方式，在所述附圖中:
[0026]圖1a和圖1b示意性地示出了兩個林務工作單元，
[0027]圖2a和圖2b從不同方向示意性地示出了與檢測器設備有關的一些概念和方向，
[0028]圖3示意性地示出了檢測器設備，以及
[0029]圖4示意性地示出了確定移動式工作機的兩個結構部件的相互位置或相互運動狀態的方法。
[0030]為了清楚起見，附圖以簡化的方式示出了本發明的一些實施方式。在附圖中，相同的附圖標記標識相同的元件。
【具體實施方式】
[0031]圖1a和圖1b示意性地示出了兩個林務工作單元作為移動式工作機I的示例。在附圖中，相同的附圖標記標識相同結構和/或目的部件。移動式工作機I一一例如林務工作單元、在圖1a情況下的傳送機和在圖1b的情況下的收割機一一可以包括機架部件，在圖1的情況下，通過鉸接接合在一起的兩個機架部件2、3。通常，林務工作單元I包括:布置在一個機架部件2、3、4中的控制艙9