[發(fā)明專利]確定機(jī)器上可動(dòng)測(cè)量點(diǎn)的位置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201480054866.9
• 申請(qǐng)日: 2014-09-04
• 公開（公告）號(hào): CN105636897B
• 公開（公告）日: 2017-10-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: R·菲爾科滕
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 德國(guó)施維英有限公司
• 主分類號(hào): B66C13/46
• 分類號(hào): B66C13/46;E04G21/04;F15B15/28;B66C23/78
• 代理公司: 永新專利商標(biāo)代理有限公司72002
• 代理人: 劉興鵬

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種包括基座框架和位置檢測(cè)系統(tǒng)的機(jī)器，用于確定能夠相對(duì)于基座框架在二維或者三維中運(yùn)動(dòng)的至少一個(gè)測(cè)量點(diǎn)的位置，特別是具有彼此鉸接的多個(gè)桿柱節(jié)段的鉸接桿柱的桿柱末端的位置，其中，所述位置檢測(cè)系統(tǒng)包括多個(gè)、至少三個(gè)發(fā)送/接收單元和連接到所述發(fā)送/接收單元的評(píng)估單元，并且所述評(píng)估單元被設(shè)計(jì)成評(píng)估所述發(fā)送/接收單元的測(cè)量信號(hào)并且從所述測(cè)量信號(hào)得出測(cè)量點(diǎn)的實(shí)際位置。

背景技術(shù)

用于這種機(jī)器的一個(gè)示例是大尺寸操縱器，例如固定的或者可動(dòng)的混凝土泵、起重機(jī)、升降平臺(tái)或者類似物的桿柱。

對(duì)于混凝土泵而言，例如鉸接桿柱設(shè)置成它被鉸接到優(yōu)選地圍繞豎直軸線可樞轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)向架，并且具有至少三個(gè)桿柱節(jié)段，所述桿柱節(jié)段能每個(gè)都通過一個(gè)驅(qū)動(dòng)組件圍繞彼此平行的水平鉸接軸線在有限的范圍內(nèi)相對(duì)于轉(zhuǎn)向架或者相鄰桿柱節(jié)段旋轉(zhuǎn)。該鉸接桿柱由操作者操作，所述操作者負(fù)責(zé)使用遠(yuǎn)程控制器定位鉸接桿柱(和/或安裝在那里的端部軟管)的桿柱末端。為此目的，操作者必須通過相關(guān)的驅(qū)動(dòng)組件(液壓驅(qū)動(dòng)裝置)致動(dòng)鉸接桿柱的每個(gè)旋轉(zhuǎn)自由度，同時(shí)考慮關(guān)聯(lián)的邊緣構(gòu)造位置狀態(tài)使得鉸接桿柱在可利用的工作空間內(nèi)運(yùn)動(dòng)。這種單軸致動(dòng)具有如下缺陷：一種定位可能性要被分配到鉸接桿柱的每個(gè)關(guān)節(jié)和轉(zhuǎn)向架，使得操作變得混亂且麻煩。

為了在這方面容易處理，提出了所謂的單桿控制，其中桿柱末端(和/或端部軟管)的位置能由操作者直接控制。遠(yuǎn)程控制的定位可能性直接被分配到桿柱末端在空間中的坐標(biāo)，使得定位可能性的數(shù)量因此與傳統(tǒng)的方案相比減少。

單桿控制要求感應(yīng)地檢測(cè)每個(gè)單獨(dú)的桿柱節(jié)段的位置并且根據(jù)操作者的控制命令單獨(dú)地致動(dòng)桿柱的驅(qū)動(dòng)組件，以因而控制桿柱末端的位置。為此目的，例如EP 1 537 282 B1提出了一種控制設(shè)備，其根據(jù)限定路徑/旋轉(zhuǎn)特性致動(dòng)鉸接桿柱，其中固定于地的扭轉(zhuǎn)角(earth-fixed torsion angle)被配置在桿柱節(jié)段處的測(cè)地角傳感器記錄，以能夠得到在各個(gè)桿柱節(jié)段之間的關(guān)節(jié)的相對(duì)角度。以這樣的方式，角傳感器能檢測(cè)每個(gè)桿柱節(jié)段相對(duì)于豎直方向的傾斜。因此提供了完全的位置檢測(cè)，以實(shí)現(xiàn)單桿控制。

發(fā)明內(nèi)容

目的是提供一種機(jī)器，采用該機(jī)器能夠以簡(jiǎn)單并且最確切可能的方式進(jìn)行在二維和三維中可重新部署的測(cè)量點(diǎn)的位置檢測(cè)。

通過從一種開頭指出的種類的機(jī)器的本發(fā)明以如下方式實(shí)現(xiàn)了該目的：發(fā)送/接收單元被設(shè)計(jì)成彼此之間能通信，并且由此產(chǎn)生測(cè)量信號(hào)，能從所述測(cè)量信號(hào)得出每?jī)蓚€(gè)發(fā)送/接收單元之間的距離，借此設(shè)計(jì)評(píng)估單元，用于從測(cè)量信號(hào)通過三角測(cè)量得出測(cè)量點(diǎn)的實(shí)際位置。

本發(fā)明提出，發(fā)送/接收單元彼此通信并且測(cè)量每?jī)蓚€(gè)發(fā)送/接收單元之間的距離。然后能夠容易地從測(cè)量信號(hào)距離通過利用評(píng)估單元的三角測(cè)量得出測(cè)量點(diǎn)的位置。有利的，發(fā)送/接收單元中的一個(gè)位于測(cè)量點(diǎn)中或者位于相對(duì)于測(cè)量點(diǎn)的限定的位置。更加有利的是，發(fā)送/接收單元中的一個(gè)或者兩個(gè)配置在基座框架上，在一個(gè)和/或兩個(gè)已知參考位置處。從本發(fā)明的意義上來說，應(yīng)該將三角測(cè)量理解為一種評(píng)估程序，其中發(fā)送/接收單元中的一個(gè)的未知位置根據(jù)至少另外兩個(gè)發(fā)送/接收單元的已知位置計(jì)算。

可以利用桿柱末端的位置檢測(cè)的優(yōu)勢(shì)來實(shí)現(xiàn)上述提及的單桿控制。因此，尤其是不需要在每個(gè)單獨(dú)的桿柱節(jié)段處進(jìn)行測(cè)量，以基于此得出桿柱末端的位置。在最簡(jiǎn)單的情況下，將發(fā)送/接收單元配置在桿柱末端處(或者配置在相對(duì)于桿柱末端的固定限定的幾何位置中)就足夠了，其中至少另外兩個(gè)發(fā)送/接收單元配置在基座框架上，在穩(wěn)固指定且因此已知的參考位置處。

也能有利地利用本發(fā)明的位置確定來(冗余的)檢測(cè)鉸接桿柱或者各個(gè)桿柱節(jié)段的運(yùn)動(dòng)、振動(dòng)和/或偏轉(zhuǎn)。例如，以這種方式能確定真實(shí)位置從利用一個(gè)或者幾個(gè)角傳感器通過角度測(cè)量確定的桿柱位置的偏離。在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中，本發(fā)明的機(jī)器因而包括附加的角傳感器，其例如確定桿柱節(jié)段的關(guān)節(jié)的相對(duì)角度。

在發(fā)送/接收單元之間的距離能以實(shí)際已知的方式通過測(cè)量發(fā)送/接收單元之間交換的通信信號(hào)的強(qiáng)度(幅值)、相位和/或運(yùn)行時(shí)間來測(cè)量。