[發(fā)明專利]用于確定由作業(yè)設(shè)備移動的有效載荷質(zhì)量的系統(tǒng)和方法

在審

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• 申請日: 2019-10-28
• 公開（公告）號: CN111104729A
• 公開（公告）日: 2020-05-05
• 發(fā)明（設(shè)計）人: O·薩沃德尼;A·雷納;H·溫德
• 申請（專利權(quán)）人: 利勃海爾法國有限公司
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;G06F119/14
• 代理公司: 北京市中倫律師事務(wù)所 11410
• 代理人: 楊黎峰;魏奇

1.一種用于確定由機器的作業(yè)設(shè)備移動的有效載荷的質(zhì)量的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括：

提升部件，其能夠沿著軌道移動并被配置成移動作業(yè)設(shè)備；

傳感器系統(tǒng)，其被配置成提供指示機器狀態(tài)的多個機器狀態(tài)信號；

力傳感系統(tǒng)，其被配置成提供提升力信號，所述提升力信號指示提升部件上的力；和

控制裝置，其被配置成：

使用系統(tǒng)參數(shù)來確定載荷，所述系統(tǒng)參數(shù)來源于預(yù)配置的CAD數(shù)據(jù)和/或正在進行的系統(tǒng)參數(shù)的校準(zhǔn)，所述預(yù)配置的CAD數(shù)據(jù)優(yōu)選地為工作端的預(yù)配置CAD數(shù)據(jù)；

隨后，當(dāng)?shù)玫降慕Y(jié)果不適用時，使用預(yù)配置的參數(shù)作為初始值來進行校準(zhǔn)；

在未負(fù)載狀態(tài)下校準(zhǔn)，即，用空載的作業(yè)設(shè)備進行校準(zhǔn)，其中隨后自動使用預(yù)定義的機器的激發(fā)軌跡，或者向操作員發(fā)出指示以激發(fā)參數(shù)；

使用傳感器記錄系統(tǒng)狀態(tài)，并對這些信息進行系統(tǒng)識別；并且

基于經(jīng)識別和/或預(yù)配置的系統(tǒng)參數(shù)和系統(tǒng)狀態(tài)來確定有效載荷的質(zhì)量，優(yōu)選地基于提升部件的位置、速度、加速度和/或提升部件上的力或扭矩來確定有效載荷的質(zhì)量。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述控制裝置進一步配置成：在所述作業(yè)設(shè)備在多維的軌道上移動期間，優(yōu)選在三維的軌道上移動期間，接收作業(yè)設(shè)備的機器狀態(tài)信號。

3.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的系統(tǒng)，其中所述控制裝置進一步配置成：采用基于CAD數(shù)據(jù)的預(yù)配置的系統(tǒng)參數(shù)，和/或進行系統(tǒng)識別過程，且至少部分地基于這些系統(tǒng)參數(shù)來確定有效載荷的質(zhì)量。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的系統(tǒng)，其中所述控制裝置進一步配置成：

使用CAD數(shù)據(jù)初始化來重新校準(zhǔn)系統(tǒng)參數(shù)，和/或

通過使用作業(yè)設(shè)備的預(yù)定義軌跡自動識別系統(tǒng)的參數(shù)，和/或

通過向操作員提供如何移動作業(yè)設(shè)備的指示來識別系統(tǒng)的參數(shù)，以激發(fā)待識別的參數(shù)。

5.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的系統(tǒng)，其中所述系統(tǒng)還包括與提升部件可操作地連接的致動器，并且所述系統(tǒng)優(yōu)選地設(shè)置有轉(zhuǎn)動部件和包括提升部件的作業(yè)設(shè)備系統(tǒng)，所述作業(yè)設(shè)備系統(tǒng)包括動臂部件、斗桿部件和作業(yè)設(shè)備。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的系統(tǒng)，其中所述機器狀態(tài)信號包括轉(zhuǎn)動部件、動臂部件、斗桿部件和/或作業(yè)設(shè)備的角位置、角速度和/或角加速度，其中所述機器狀態(tài)信號優(yōu)選地至少包括機器的偏轉(zhuǎn)和滾動。

7.根據(jù)權(quán)利要求5或6中任一項所述的系統(tǒng)，其中所述機器系統(tǒng)的參數(shù)至少部分地基于動臂、斗桿和作業(yè)設(shè)備的慣量和/或質(zhì)量。

8.根據(jù)權(quán)利要求5至7中任一項所述的系統(tǒng)，其中所述系統(tǒng)參數(shù)至少部分基于動臂部件、斗桿部件和作業(yè)設(shè)備的重心的位置，其中所述位置布置在坐標(biāo)系中，所述坐標(biāo)系的原點在各自所屬的轉(zhuǎn)動樞軸中，并且其中坐標(biāo)系的x軸與當(dāng)前部件和后續(xù)部件的轉(zhuǎn)動樞軸對齊，坐標(biāo)系的z軸與當(dāng)前部件的轉(zhuǎn)動樞軸的轉(zhuǎn)動軸重合，并選擇坐標(biāo)系的y軸以產(chǎn)生直角坐標(biāo)系，優(yōu)選產(chǎn)生右手坐標(biāo)系。

9.一種用于確定由機器的作業(yè)設(shè)備移動的有效載荷的質(zhì)量的方法，所述方法特別地在控制裝置中實施，所述方法包括：

使用預(yù)定義的系統(tǒng)參數(shù)來確定基于CAD數(shù)據(jù)的載荷，和/或用于預(yù)先確定在作業(yè)設(shè)備未負(fù)載的工作周期內(nèi)重復(fù)進行系統(tǒng)參數(shù)識別的重復(fù)次數(shù)；

在作業(yè)設(shè)備移動時，確定提升部件上的扭矩和作業(yè)設(shè)備狀態(tài)用于識別未負(fù)載的機器的系統(tǒng)參數(shù)；

遞歸地或者利用未負(fù)載的機器的識別方法來進行系統(tǒng)識別；

作業(yè)設(shè)備在負(fù)載狀態(tài)下移動時，接收第二組的負(fù)載的機器狀態(tài)信號；

基于第二組的負(fù)載的機器狀態(tài)信號來確定具有負(fù)載的作業(yè)設(shè)備的機器狀態(tài)；

使用提升部件上的力來確定作業(yè)設(shè)備的扭矩；

基于未負(fù)載情況下的系統(tǒng)參數(shù)來計算作業(yè)設(shè)備上的理論扭矩；以及

至少部分地基于所述系統(tǒng)參數(shù)、具有負(fù)載的作業(yè)設(shè)備的機器狀態(tài)和負(fù)載的作業(yè)設(shè)備的提升力來確定有效載荷的質(zhì)量。