專利名稱：裝載機高度控制系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及前端裝載機，例如滑移裝載機或多地形裝載機，尤其是涉及具有支撐 并安置工具例如掘土鏟斗等的一對向前延伸的提升臂的機器。各種類型的裝載機在本領(lǐng)域 中是公知的，且一般具有主體和支撐主體的地面接合驅(qū)動元件。驅(qū)動元件可為前后從動輪 對，或左右從動環(huán)形履帶(driven endless track)。一般，這樣的裝載機具有左右互連提升 臂組件，其樞軸轉(zhuǎn)動地安裝到接近裝載機后部的主體的相應(yīng)的塔部分。諸如具有面向前方 的一排齒的鏟斗的工具一般樞軸轉(zhuǎn)動地連接在提升臂的前端。液壓提升致動器連接在主體 和提升臂組件之間，以一起升高和降低提升臂。一個或多個液壓致動器也連接在提升臂組 件和工具之間，以在裝載機的操作期間使工具相對于提升臂傾斜。
背景技術(shù)：
這種類型的裝載機具有非常多的用途，且它們一般具有可容易交換的各種各樣的 工具。這樣的工具的例子包括挖土鏟斗、通用鏟斗、多用途鏟斗、擒縱叉、通用抓斗、輕材料 鏟斗、通用叉、工業(yè)抓斗、工業(yè)抓鉤叉子、斜鏟、螺旋鉆、掃帚、冷銑刨機、液壓錘、耙地機、耕 地機、材料處理臂、樹樁磨削機、挖溝機和振動壓實機。挖土鏟斗和其它工具可用于挖掘材 料，并且還用于在前向方向上和在反向方向上通過向后刮平來減緩坡度。與平地機和推土機一起使用的類型的傳統(tǒng)引導和自動刮鏟控制系統(tǒng)一般包括直 接安裝在機器刮鏟上的位置傳感器。這對裝載機不是實用的，因為裝載機工具例如裝載機 鏟斗上的傳感器可能由于裝載機鏟斗被使用的方式而被快速損壞。例如，雖然將激光接收 機直接安置在從裝載機工具向上延伸的桅桿上簡化了高度測量過程，因為該工具總是在激 光接收機的所測量的高度之下的固定距離處，接收機將受到如此粗糙的處理，使得它將在 延長的一段時間內(nèi)不起作用。然而，很期望能夠確定裝載機工具的位置，并通過為操作員顯示相對于工具的期 望高度的工具位置或通過自動控制工具來提供對裝載機工具的控制。

發(fā)明內(nèi)容
這些需要由用于確定安裝在機器上的一對臂的端部處的工具的高度的系統(tǒng)滿足。 所述系統(tǒng)包括安裝在一個臂上的第一高度傳感器、安裝在該臂上的第二高度傳感器以及包 括控制電路，第二高度傳感器比第一高度傳感器更接近于工具，并與第一高度傳感器和工 具的部分間隔開已知的距離?？刂齐娐穼Φ谝桓叨葌鞲衅骱偷诙叨葌鞲衅髯鞒鲰憫?yīng)，用 于計算工具的第一部分的高度。系統(tǒng)可包括用于發(fā)射參考激光光束的激光發(fā)射機。第一和 第二高度傳感器每個都可包括用于檢測參考激光光束的激光接收機。激光發(fā)射機有利地發(fā) 射掃過參考平面的激光光束?？蛇x地，激光發(fā)射機可發(fā)射繞著垂直軸旋轉(zhuǎn)的一對不平行的 扇形光束?？刂齐娐吠ㄟ^確定在工具的第一部分之上的點的高度來確定工具的第一部分的 高度。該點在工具的第一部分之上的固定距離處，并與第一和第二高度傳感器對準。
機器越過工地行進，工具通常在行進方向上在機器的前方延伸，且控制電路通過 確定在工具的第一部分之上的點的高度來確定工具的第一部分的高度。該點在工具的第一 部分之上的固定距離處，并與第一和第二高度傳感器對準。該點可在機器的第一部分的前 方移動與機器的前進速度有關(guān)的一段距離。該點的這個可變間隔可用于補償在機器控制系 統(tǒng)中的不希望有的延遲。系統(tǒng)還可包括在工具上的傾斜計，其向控制電路提供傾斜計輸出，以便控制電路 可根據(jù)工具的第一部分的高度并根據(jù)從工具的第一部分到工具的第二部分的工具傾斜度 確定工具的第二部分的高度。系統(tǒng)可包括顯示器，其對控制電路作出響應(yīng)，用于根據(jù)所投影 的工具高度顯示工具的第二部分的高度。系統(tǒng)可以可選地包括角度傳感器，其代替傾斜計， 向控制電路提供角度傳感器輸出。角度傳感器輸出指示工具相對于臂的相對角度方向，以 便控制電路可根據(jù)工具的第一部分的高度并根據(jù)工具相對于臂的相對角度方向確定工具 的第二部分的高度。系統(tǒng)還可包括在工具上的傾斜計，其向控制電路提供傾斜計輸出，以便控制電路 可考慮到工具的相對于標稱工具位置的傾斜度而確定工具的第一部分的高度。系統(tǒng)可包括 顯示器，其對控制電路作出響應(yīng)，用于顯示工具的第一部分的高度。系統(tǒng)可以可選地包括角 度傳感器，其代替傾斜計，向控制電路提供角度傳感器輸出?？刂齐娐房紤]到工具的相對于 工具的標稱角度方向的相對角度方向而確定工具的第一部分的高度。系統(tǒng)還可包括第三光束檢測器，其安裝在機器的該對臂中的另一個上并與第一和 第二高度傳感器間隔開，用于檢測高度并向控制電路提供輸出?？刂齐娐反_定機器的該對 臂的側(cè)向傾斜。顯示器對控制電路作出響應(yīng)，用于顯示機器的該對臂的側(cè)向傾斜。工具可 包括多個附加裝置中的任何附加裝置。附加裝置的尺寸存儲在控制電路中以便于改變附加 裝置。機器可包括裝載機器。因此，本發(fā)明的目的是提供用于確定安裝在機器例如裝載機器上的一對臂的端部 處的工具的高度的系統(tǒng)，該系統(tǒng)確定在工具之上的固定距離處的點的高度。


圖1是根據(jù)本發(fā)明構(gòu)造的裝載機的透視圖，裝載機具有在下部位置上的提升臂和 工具，并具有在一個提升臂上的第一和第二激光接收機以及在另一提升臂上的第三激光接 收機；圖2是裝載機和激光發(fā)射機的概略側(cè)視圖，其示出確定裝載機工具的一部分的高 度的一種方法；圖3是示出在裝載機的一個提升臂上的激光接收機的相對位置的圖示；圖4是根據(jù)本發(fā)明的控制系統(tǒng)的示意圖；以及圖5是裝載機和激光發(fā)射機的概略側(cè)視圖，其示出確定裝載機工具的一部分的高 度的另一方法。
具體實施例方式圖1和圖2示出根據(jù)本發(fā)明構(gòu)造的裝載機10，更具體地是多地形裝載機。應(yīng)認識 到，雖然本發(fā)明在附圖中被示為多地形裝載機的一部分，本發(fā)明也可體現(xiàn)在具有多個輪來代替環(huán)形從動履帶對12的類型的滑移裝載機中。此外，本發(fā)明可體現(xiàn)在包括一對提升臂和 安裝在提升臂上的工具的任何裝載機或類似機器中，且其中工具的一部分的高度是所關(guān)注 或所考慮的。裝載機10包括具有左右直立支柱或塔部分16的主體14以及通常表示為18的操 作員臺，在圖1中只能看到直立支柱或塔部分16中的一個。地面接合履帶12環(huán)繞安裝在 主體14上并支撐主體14的多個從動輪20、21、22和23。從動輪20-23和履帶12是裝載機 驅(qū)動系統(tǒng)的部分，裝載機驅(qū)動系統(tǒng)還包括安裝在主體14中的，在后部發(fā)動機外殼24中的操 作員臺18后方的發(fā)動機(未示出)。裝載機可由驅(qū)動一個或多個液壓泵的柴油發(fā)動機供電 并驅(qū)動。如將認識到的，這樣的裝載機將具有由液壓電機和汽缸供電或驅(qū)動的各種裝載機 部件。裝載機10還包括右和左互連提升臂組件26和28，其在樞軸點30樞軸轉(zhuǎn)動地與相 應(yīng)的塔部分16和主體14連接，在圖1中只示出了一個樞軸點30。提升臂組件26和28每 個都具有后連桿32，在圖1中可看到其中一個，后連桿32在38樞軸轉(zhuǎn)動地連接到提升臂 34和36中相關(guān)的一個。被示為鏟斗40但也可為很多不同工具中的任一種的工具安裝在該 對臂34和36的端部。可選的工具包括柱孔螺絲鉆、匣形刮鏟、推土機刮鏟、浙青鋪路機、雙 軸斜鏟斗、松土機和挖掘機。圖2示意性示出對確定工具的第一部分的高度的一種方法的系統(tǒng)部件的尺寸關(guān) 系。鏟斗40樞軸轉(zhuǎn)動地連接到提升臂34和36，用于在臂的前端繞著工具樞軸線點42移 動。每個提升臂34和36相對于主體12樞軸轉(zhuǎn)動，以提升由提升致動器44供以動力的鏟 斗40或其它工具。致動器44 一般是常規(guī)液壓汽缸或其它線性作用致動器。提升致動器44 一端連接到主體14。提升致動器44的相對端在樞軸46處連接到相關(guān)提升臂34。鏟斗40 可相對于提升臂34和36借助于連接在提升臂34和36以及鏟斗40之間的一個或多個傾 斜致動器48樞軸轉(zhuǎn)動，傾斜致動器48 —般是液壓或其它線性作用致動器。鏟斗40沿著其 前下邊緣限定一系列挖掘齒50。本發(fā)明提供了用于確定工具40的第一部分的高度的系統(tǒng)。在圖2所示的布置中， 例如，知道鏟斗40的齒50的高度是有用的。為了根據(jù)本發(fā)明實現(xiàn)此，包括激光接收機52的 第一高度傳感器安裝在提升臂34上，而包括激光接收機54的第二高度傳感器也安裝在提 升臂34上。接收機52和54分別由桅桿56和58支撐，并對來自激光發(fā)射機62的激光光 束60作出響應(yīng)。激光接收機54比激光接收機52更接近于工具40。激光接收機52和54 用于確定正好在鏟斗40的切割齒50上方的空間中的點55的高度。第二高度傳感器54沿 著臂34與第一高度傳感器52間隔開一段已知的距離dl，并與在齒50上方的空間中的點間 隔開一段已知的距離d2。應(yīng)認識到，由于裝載機10操作的環(huán)境的性質(zhì)，將實際高度傳感器 例如激光接收機放置在切割齒50上的桅桿上是不實際的。然而，本發(fā)明實質(zhì)上將“虛擬接 收機”放置在正好在鏟斗的切割齒上的“虛擬桅桿”上。如果虛擬桅桿的高度和虛擬接收機 點的高度是已知的，則齒的高度也是已知的。如圖2和3所示，與該過程有關(guān)的幾何結(jié)構(gòu)是簡單的。假定激光接收機52提供它 在標稱“標準(on grade) ”高度之上的Δ A處的指示，與接收機52間隔開一段距離dl的接 收機54提供它在標稱“標準”高度之上的Δ B處的指示，虛擬接收機在標準之下的距離Δ H 的估計如下。
直線方程是Y = MX+C，其中M是斜率，而C是Y軸截距。在這種情況下，Y軸截距 是Δ B，而斜率是(AB_AA)/dl(C0S )。所以A和B之間的直線方程是Y= [(AB-AA)/dl(cos )]X+AB虛擬接收機的X尺寸是X = d2 (cos θ )。因此，Y= ΔΗ= [ ( Δ B- Δ A) /dl (cos θ) ] d2 (cos θ) + Δ B，其簡化為ΔΗ= [ ( Δ B- Δ A) d2] /dl+ Δ B。使用這兩個接收機52和54來建立并不正好在任一接收機之下的點的高度允許 系統(tǒng)快速和準確地確定工具的第一部分，即，齒的高度，而沒有在工具之上的桅桿上的傳感 器。該計算假定鏟斗40和齒50相對于提升臂34和36處于中性標準位置中，使得虛擬桅桿 高度是已知的常數(shù)。如果鏟斗40傾斜，使得齒50升高或降低，則該假定顯然是不準確的。 齒50的所測量的高度可根據(jù)鏟斗40以幾種方法之一遠離標稱鏟斗位置的樞軸移動而增加 或減小。如在圖4中看到的，計算來自接收機52和54的輸出的ΔΗ的電路56也可對角度 傳感器58作出響應(yīng)，所述角度傳感器58提供指示鏟斗40遠離其標稱位置的角度移動的輸 出。該角度傳感器輸出可接著用于用三角學方法計算鏟斗的齒從標稱位置升高或降低的距 離?？蛇x地，控制電路可只包括查找表，其為多個角度讀數(shù)中的每個提供鏟斗的齒從標稱位 置升高或降低的距離。在操作中，來自角度傳感器58的角度測量可被提供到控制電路，且 來自查找表的最接近于所測量的角的所儲存的角可被使用?？蛇x地，電路可在查找表中的 所儲存的角之間內(nèi)插。代替角度傳感器58，系統(tǒng)可包括用于測量汽缸48的延伸的直接測量布置。應(yīng)認識 到，汽缸48的延伸和縮回分別導致降低和升高鏟斗40的齒50。因此，可能通過監(jiān)控汽缸 48的位置確定鏟斗40的位置相對于提升臂34和36的角度位置，因而確定齒50自中性位 置的高度的變化。在該布置中，液壓汽缸48是合并用于提供與汽缸活塞位置有關(guān)的輸出的 傳感器的類型。作為例子，每個活塞桿可攜帶永久磁鐵，永久磁鐵的位置由汽缸中的磁致伸 縮傳感器確定。在2006年10月17日發(fā)布給Alrefai的美國專利號7，121，185中示出了 這樣的汽缸結(jié)構(gòu)，該專利的相關(guān)部分通過引用被并入。正如角度傳感器58 —樣，液壓汽缸 延伸傳感器的輸出可由控制電路使用來訪問查找表，鏟斗40的角度可從該查找表確定。調(diào)節(jié)鏟斗40的角度移動的另一方法是在鏟斗上包括用于確定鏟斗40的傾斜度的 傾斜計60。傾斜計輸出與臂的傾斜度比較，差異是鏟斗相對于臂的相對角度方向?？山又?使用角度信息，如同上面的角度傳感器輸出一樣，以確定虛擬桅桿高度將被調(diào)節(jié)的量。這可 如上所述通過三角計算或借助于查找表來完成。在圖5中示出了上述計算技術(shù)的變形。在圖5中，虛擬接收機點被選擇成正好在 提升臂34和36前方的樞軸連接42之上，其中工具例如鏟斗40被連接。注意，這產(chǎn)生稍微 更短的距離d2。連接42之上的虛擬桅桿高度將不隨著鏟斗移動而改變。一旦控制電路56 根據(jù)來自激光接收機52和54的輸出確定了樞軸連接42的高度，齒50的高度就可根據(jù)角 度傳感器58或傾斜計60的輸出通過三角計算或通過使用查找表被確定。應(yīng)認識到，雖然 角度傳感器和傾斜計都在圖2和5中示出，但一般布置只使用一個這樣的設(shè)備來向控制電 路提供關(guān)于鏟斗方向的信息。圖2和5描繪了投影激光光束60的激光發(fā)射機62，所述激光光束在水平參考平面 中旋轉(zhuǎn)。接收機52和54中的每個包括布置在垂直陣列中的多個檢測器。每個陣列中的一個或多個檢測器的位置被照亮，提供陣列相對于光的參考平面的高度的指示。然而，如果需 要，可使用投影一對不平行的扇形光束的類型的發(fā)射機，扇形光束繞著垂直軸旋轉(zhuǎn)。使用這 種類型的發(fā)射機，每個接收機優(yōu)選地采取單個檢測接收機的形式。使用該布置，與光束的旋 轉(zhuǎn)時間比較，檢測器的高度由兩個連續(xù)光束掃描之間的相對時間延遲確定。在本發(fā)明中，工具的第一部分的高度通過測量第一部分之上的點的高度來確定。 該點在工具的第一部分之上的固定距離處，且正好與第一和第二高度傳感器對準。在圖2 所示的布置中，工具的第一部分是工具的齒50。接著根據(jù)角度傳感器58所檢測的角度或 傾斜計60所檢測的傾斜度來對齒的所計算的高度進行調(diào)節(jié)。另一方面，在圖5所示的布置 中，工具的第一部分是樞軸轉(zhuǎn)動地連接到提升臂34和36的端部的樞軸連接42。接著根據(jù) 角度傳感器58的輸出或傾斜計60的輸出來確定工具的第二部分，即，鏟斗40的齒50的高 度。然而，在這兩種情況下，三角計算都基于距離d3，即，從樞軸連接42到鏟斗的齒50的距 罔。雖然上面討論的本發(fā)明的方面允許裝載機上的工具的高度相對于參考高度被控 制，但也可能利用本發(fā)明的系統(tǒng)用于工地的三維造型(threedimensional contouring)。為 了實現(xiàn)三維造型，系統(tǒng)必須能夠測量機器的X和Y位置，以便它可比較在所關(guān)注的點處的工 地的實際高度與期望高度。為了實現(xiàn)此，系統(tǒng)還可包括GPS接收機單元65，其以常規(guī)方式操 作以提供工具的X和Y坐標。X和Y坐標接著被提供到存儲器67，在整個工地上的點處的 工地的期望高度的數(shù)據(jù)庫存儲在存儲器67中。存儲器67向比較器70提供在所關(guān)注的點 處的工地的期望高度。比較器70接收指示鏟斗齒50的所測量的高度的控制電路56的輸 出，并比較該高度與來自存儲器67的期望高度。差異接著被提供到用于控制液壓閥的操作 的液壓控制電路72，液壓閥控制液壓流體到液壓汽缸44的供應(yīng)。系統(tǒng)因此可自動控制工具 的高度，且更具體地，當裝載機在工地四周移動時控制工具的特定部分的高度。應(yīng)認識到， 機器可在手工模式中操作也是合乎需要的。為了這個目的，來自存儲器67的指示工具的期 望高度的輸出以及來自控制電路56的指示工具的實際高度的輸出可提供給在操作員臺18 中的顯示器74。機器操作員接著手工控制機器的操作，已知在機器正工作的區(qū)域中的工地 的期望高度。應(yīng)認識到，與系統(tǒng)相關(guān)的液壓控制不對工具的期望高度和實際高度之間的所檢測 的差異瞬時作出響應(yīng)。事實上，可能出現(xiàn)系統(tǒng)稍微慢地作出反應(yīng)。為了給系統(tǒng)提供更多的 時間反應(yīng)，控制電路56可通過將虛擬接收機點55移到工具的第一部分的前方來確定工具 的第一部分的高度。該點可例如被移到工具的第一部分的前方一段直接與機器的前進速度 有關(guān)的距離。為了這個目的，控制電路也可對速度傳感器76作出響應(yīng)。如果需要，本系統(tǒng)可包括確定機器的側(cè)向傾斜的能力。在這種類型的前端裝載機 中，提升臂一致地上下移動。因此，第三光束檢測器80可安裝在與第一和第二高度傳感器 52和54間隔開的機器的該對臂中的另一個36上，用于檢測高度并向控制電路提供輸出，由 此機器的該對臂34和36的側(cè)向傾斜因而機器的總傾斜可由控制電路56確定。如果需要， 顯示器74也可提供側(cè)向傾斜顯示。如前所述，工具可包括多個附加裝置中的任何裝置，作為附圖中所示的鏟斗40的 可選方案。如果需要，這樣的附加裝置的尺寸可由系統(tǒng)存儲，包括可與d3比較的從工具到 臂的連接的樞軸點到工具的關(guān)鍵部分的尺寸。當工具在裝載機上改變時，控制電路56可接著使用不同的尺寸。應(yīng)認識到，這將便于改變工具。 雖然描述了本發(fā)明的目前優(yōu)選的實施方式,應(yīng)理解，可在下列權(quán)利要求的范圍內(nèi) 進行在本發(fā)明的范圍內(nèi)的各種變化。
權(quán)利要求
一種用于確定安裝在機器上的一對臂的端部處的工具的第一部分的高度的系統(tǒng)，包括第一高度傳感器，其安裝在所述臂中的一個上，第二高度傳感器，其安裝在所述臂的所述一個上，比所述第一高度傳感器更接近于所述工具，并與所述第一高度傳感器和所述工具的所述部分間隔開已知的距離，以及控制電路，其對所述第一高度傳感器和所述第二高度傳感器作出響應(yīng)，用于計算所述工具的所述第一部分的高度。
2.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，還包括用于發(fā)射參考激光光束的激光發(fā)射機，且其中所 述第一高度傳感器和第二高度傳感器每個都包括用于檢測所述參考激光光束的激光接收 機。
3.如權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其中所述激光發(fā)射機發(fā)射掃過參考平面的激光光束。
4.如權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其中所述激光發(fā)射機產(chǎn)生繞著垂直軸旋轉(zhuǎn)的一對不平行 的扇形光束。
5.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述控制電路通過確定在所述工具的所述第一部分 之上的點的高度來確定所述工具的所述第一部分的高度，所述點在所述工具的所述第一部 分之上的固定距離處，并與所述第一高度傳感器和第二高度傳感器對準。
6.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述機器越過工地行進，所述工具通常在行進方向 上在所述機器的前方延伸，且其中所述控制電路通過確定在所述工具的所述第一部分之上 的點的高度來確定所述工具的所述第一部分的高度，所述點在所述工具的所述第一部分之 上的固定距離處，并與所述第一高度傳感器和第二高度傳感器對準，且所述點在所述機器 的所述第一部分的前方移動與所述機器的前進速度有關(guān)的一段距離。
7.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述系統(tǒng)還包括在所述工具上的傾斜計，所述傾斜 計向所述控制電路提供傾斜計輸出，以便所述控制電路能夠根據(jù)所述工具的所述第一部分 的高度和從所述工具的所述第一部分到所述工具的第二部分的所述工具的傾斜度，確定所 述工具的所述第二部分的高度。
8.如權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，其中所述工具連接到所述一對臂的端部，所述系統(tǒng)還包 括顯示器，所述顯示器對所述控制電路作出響應(yīng)，用于根據(jù)所投影的工具高度顯示所述工 具的所述第二部分的高度。
9.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述系統(tǒng)還包括在所述工具上的傾斜計，所述傾斜 計向所述控制電路提供傾斜計輸出，以便所述控制電路能夠考慮到所述工具相對于標稱工 具位置的傾斜度而確定所述工具的所述第一部分的高度。
10.如權(quán)利要求9所述的系統(tǒng)，其中所述工具連接到所述一對臂的端部，所述系統(tǒng)還包 括顯示器，所述顯示器對所述控制電路作出響應(yīng)，用于顯示所述工具的所述第一部分的高 度。
11.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述系統(tǒng)還包括角度傳感器，所述角度傳感器向所 述控制電路提供指示所述工具相對于所述臂的相對角度方向的角度傳感器輸出，以便所述 控制電路能夠根據(jù)所述工具的所述第一部分的高度和所述工具相對于所述臂的相對角度 方向確定所述工具的第二部分的高度。
12.如權(quán)利要求11所述的系統(tǒng)，其中所述工具連接到所述一對臂的端部，所述系統(tǒng)還包括顯示器，所述顯示器對所述控制電路作出響應(yīng)，用于根據(jù)所投影的工具高度顯示所述 工具的所述第二部分的高度。
13.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述系統(tǒng)還包括角度傳感器，所述角度傳感器向所 述控制電路提供角度傳感器輸出，以便所述控制電路能夠考慮到所述工具相對于所述工具 的標稱角度方向的相對角度方向而確定所述工具的所述第一部分的高度。
14.如權(quán)利要求13所述的系統(tǒng)，其中所述工具連接到所述一對臂的端部，所述系統(tǒng)還 包括顯示器，所述顯示器對所述控制電路作出響應(yīng)，用于顯示所述工具的所述第一部分的 尚度。
15.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，還包括用于相對于所述臂樞軸轉(zhuǎn)動所述工具的液壓汽 缸，所述液壓汽缸包括向所述控制電路提供指示所述汽缸的延伸和所述工具的樞軸轉(zhuǎn)動的 量的輸出的傳感器。
16.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，還包括第三光束檢測器，所述第三光束檢測器安裝在所 述機器的所述一對臂中的另一個上并與所述第一高度傳感器和第二高度傳感器間隔開，用 于檢測高度并向所述控制電路提供輸出，由此所述機器的所述一對臂的側(cè)向傾斜能夠被所 述控制電路確定。
17.如權(quán)利要求16所述的系統(tǒng)，還包括顯示器，所述顯示器對所述控制電路作出響應(yīng)， 用于顯示所述機器的所述一對臂的側(cè)向傾斜。
18.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述工具能夠包括多個附加裝置中的任何附加裝 置，且其中這樣的附加裝置的尺寸存儲在所述控制電路中以便于改變附加裝置。
19.一種用于確定工具的一部分的高度的系統(tǒng)，所述工具連接到裝載機器的一對提升 臂的端部，所述系統(tǒng)包括激光發(fā)射機，其提供參考激光光束，第一光束檢測器，其安裝在所述裝載機器的所述一對提升臂中的一個上，用于檢測所 述參考光束并提供第一輸出，第二光束檢測器，其安裝在所述裝載機器的所述一對提升臂中的所述一個上并沿著所 述一對提升臂的所述一個與所述第一光束檢測器間隔開，用于檢測所述參考光束并提供第 二輸出，控制電路，其對所述第一光束檢測器和所述第二光束檢測器作出響應(yīng)，用于根據(jù)所述 第一輸出和第二輸出確定所述工具的所述部分的高度，并提供投影的工具高度。
20.如權(quán)利要求19所述的用于確定工具的一部分的高度的系統(tǒng)，所述工具連接到裝載 機器的一對提升臂的端部，所述系統(tǒng)還包括安裝在所述工具上并向所述控制電路提供傾斜 計輸出的傾斜計，由此所述控制電路根據(jù)所述工具的第一部分的所計算的高度和從所述第 一部分到第二部分的所述工具的傾斜度，確定所述工具的所述第二部分的高度。
21.如權(quán)利要求19所述的用于確定工具的一部分的高度的系統(tǒng)，所述工具連接到裝載 機器的一對提升臂的端部，所述系統(tǒng)還包括安裝在所述工具上并向所述控制電路提供指示 所述工具和所述提升臂之間的相對角度的輸出的角度傳感器，由此所述控制電路根據(jù)所述 工具的第一部分的所計算的高度和所述工具相對于所述提升臂的相對方向確定所述工具 的第二部分的高度。
22.如權(quán)利要求19所述的用于確定工具的一部分的高度的系統(tǒng)，所述工具連接到裝載機器的一對提升臂的端部，所述系統(tǒng)還包括安裝在所述工具上并向所述控制電路提供傾斜 計輸出的傾斜計，以便所述控制電路能夠考慮到所述工具相對于標稱工具位置的傾斜度而 確定所述工具的所述第一部分的高度。
23.如權(quán)利要求19所述的用于確定工具的一部分的高度的系統(tǒng)，所述工具連接到裝載 機器的一對提升臂的端部，所述系統(tǒng)還包括向所述控制電路提供指示所述工具和所述提升 臂之間的相對角度的輸出的角度傳感器，以便所述控制電路能夠考慮到所述工具相對于所 述工具的標稱角度方向的相對角度方向而確定所述工具的所述第一部分的高度。
24.如權(quán)利要求19所述的用于確定工具的一部分的高度的系統(tǒng)，所述工具連接到裝載 機器的一對提升臂的端部，所述系統(tǒng)還包括顯示器，所述顯示器對所述控制電路作出響應(yīng)， 用于根據(jù)所投影的工具高度顯示所述工具的所述部分的高度。
25.如權(quán)利要求19所述的用于確定工具的一部分的高度的系統(tǒng)，所述工具連接到裝載 機器的一對提升臂的端部，所述系統(tǒng)還包括第三光束檢測器，所述第三光束檢測器安裝在 所述裝載機器的所述一對臂中的另一個上并與所述第一光束檢測器和第二光束檢測器間 隔開，用于檢測所述參考光束并向所述控制電路提供第三輸出，由此所述裝載機器的側(cè)向 傾斜能夠被所述控制電路確定。
26.如權(quán)利要求25所述的用于確定工具的一部分的高度的系統(tǒng)，所述工具連接到裝載 機器的一對提升臂的端部，所述系統(tǒng)還包括顯示器，所述顯示器對所述控制電路作出響應(yīng)， 用于根據(jù)所投影的工具高度顯示所述工具的所述部分的高度，以及顯示所述裝載機器的側(cè) 向傾斜。
27.如權(quán)利要求19所述的用于確定工具的一部分的高度的系統(tǒng)，所述工具連接到裝載 機器的一對提升臂的端部，其中所述工具能夠包括多個附加裝置中的任何附加裝置，且其 中這樣的附加裝置的尺寸存儲在所述控制電路中以便于改變附加裝置。
28.如權(quán)利要求19所述的用于確定工具的一部分的高度的系統(tǒng)，所述工具連接到裝載 機器的一對提升臂的端部，所述系統(tǒng)還包括交通工具速度傳感器，所述交通工具速度傳感 器用于確定所述裝載機器的前進速度并向所述控制電路提供這樣的速度的指示，由此所述 電路響應(yīng)于所述裝載機器的速度的增加而將所述工具的高度投影得更向前。
29.如權(quán)利要求19所述的用于確定工具的一部分的高度的系統(tǒng)，所述工具連接到裝載 機器的一對提升臂的端部，所述系統(tǒng)還包括液壓汽缸，所述液壓汽缸用于相對于所述臂樞 軸轉(zhuǎn)動所述工具，所述液壓汽缸包括向所述控制電路提供指示所述汽缸的延伸和所述工具 的樞軸轉(zhuǎn)動的量的輸出的傳感器。
全文摘要
一種用于確定工具(40)的一部分(50)的高度的系統(tǒng)，所述工具連接到裝載機器(10)的一對提升臂的端部，該系統(tǒng)包括提供參考激光光束(60)的激光發(fā)射機(62)。光束可為在參考平面中掃過的細光束，或它可為連續(xù)旋轉(zhuǎn)的一對扇形光束。第一光束檢測器(52)安裝在裝載機器的該對提升臂中的一個(26)上，用于檢測所述參考光束并提供第一輸出。第二光束檢測器(54)安裝在同一提升臂(26)上并沿著提升臂與第一光束檢測器間隔開，用于檢測參考光束并提供第二輸出。對第一光束檢測器和第二光束檢測器作出響應(yīng)的控制電路(56)根據(jù)第一輸出和第二輸出確定工具的該部分的高度，并提供所投影的工具高度。
文檔編號G05D1/02GK101918645SQ200880124860
公開日2010年12月15日 申請日期2008年12月15日 優(yōu)先權(quán)日2008年1月15日
發(fā)明者K·卡勒, R·比克曼, R·皮埃庫托斯基 申請人:天寶導航有限公司