用于改進(jìn)包括主體和能夠相對于主體運(yùn)動的執(zhí)行器的一類機(jī)器的使用安全性的系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及包括主體和能夠相對于主體運(yùn)動的執(zhí)行器的一類機(jī)器的領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]具有機(jī)器主體和能夠相對于機(jī)器主體運(yùn)動的執(zhí)行器的一類機(jī)器的用戶可以在任何時間從僅一個視角直接觀察。因此，用戶可以從僅一個視角，諸如執(zhí)行器的后面或側(cè)面而非例如從執(zhí)行器的前面，看見相對于機(jī)器主體能夠運(yùn)動的執(zhí)行器。相應(yīng)地，當(dāng)需要對執(zhí)行器的位置進(jìn)行精確控制時，用戶可能需要附加信息以便將執(zhí)行器精確地定位，尤其是相對于執(zhí)行器的對于用戶不能直接看見的一部分而言。這樣的輔助可以例如由離機(jī)器某一距離的相機(jī)或同事提供。
[0003]即使用戶得到同事的或來自相機(jī)的輔助，用戶仍然需要能夠做出關(guān)于執(zhí)行器的后續(xù)位置的判斷以便能夠調(diào)節(jié)他們對機(jī)器的地面推進(jìn)的控制和/或他們對執(zhí)行器相對于機(jī)器主體的位置的控制，以便確保執(zhí)行器相對于例如將被執(zhí)行器接觸的物品到達(dá)期望的位置。
[0004]隨著時間的過去，用戶可能會獲得豐富的經(jīng)驗(yàn)和熟悉度從而能夠推斷執(zhí)行器的對于他們而言不能直接看見的一部分的位置。通過更進(jìn)一步的經(jīng)驗(yàn)，用戶能夠在各種控制輸入的基礎(chǔ)上做出與執(zhí)行器的后續(xù)位置以及如何通過更改一個或多個控制輸入來影響那個后續(xù)位置相關(guān)的判斷。
[0005]針對該背景，提供了一種用于改進(jìn)包括主體和能夠相對于主體運(yùn)動的執(zhí)行器的一類機(jī)器的使用安全性的系統(tǒng)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]—種用于包括主體和執(zhí)行器的一類機(jī)器的系統(tǒng)，其中所述系統(tǒng)能夠限定執(zhí)行器附近的安全區(qū)，所述系統(tǒng)包括:
[0007]處理器，其被配置成接收多個系統(tǒng)輸入以及配置成傳遞系統(tǒng)輸出，所述系統(tǒng)輸出包括限定安全區(qū)的位置和一個或多個尺寸的標(biāo)準(zhǔn)；和
[0008]其中所述多個系統(tǒng)輸入包括:
[0009](a)第一系統(tǒng)輸入數(shù)據(jù)，其與執(zhí)行器的類型和/或尺寸有關(guān)；
[0010](b)第二系統(tǒng)輸入數(shù)據(jù)，其與執(zhí)行器的當(dāng)前位置有關(guān)；以及下列項(xiàng)中的一項(xiàng)或兩項(xiàng):
[0011](c)第三系統(tǒng)輸入數(shù)據(jù)，其與管控機(jī)器的地面推進(jìn)的第一類型用戶輸入控制有關(guān)；和
[0012](d)第四系統(tǒng)輸入數(shù)據(jù)，其與管控執(zhí)行器相對于主體的運(yùn)動和執(zhí)行器的操作的第二類型用戶輸入控制有關(guān)；
[0013]其中處理器被配置成處理所述多個系統(tǒng)輸入以確定系統(tǒng)輸出。
【附圖說明】
[0014]現(xiàn)在僅以示例的方式結(jié)合附圖來描述本發(fā)明的特定實(shí)施例，在附圖中:
[0015]圖1示出具有裝載機(jī)鏟斗作為執(zhí)行器的機(jī)器的示意圖，在該機(jī)器中可以采用本發(fā)明的系統(tǒng)的實(shí)施例；
[0016]圖2示出具有鏟叉附接件作為執(zhí)行器的機(jī)器的示意圖，在該機(jī)器中可以采用本發(fā)明的系統(tǒng)的實(shí)施例；
[0017]圖3示出具體為具有抓斗附接件的挖掘機(jī)的機(jī)器的示意圖，其中可以采用本發(fā)明的系統(tǒng)的實(shí)施例；
[0018]圖4示出具體為具有抓斗附接件的挖掘機(jī)的機(jī)器的示意圖，其中可以采用本發(fā)明的系統(tǒng)的實(shí)施例；
[0019]圖5示出具體為具有前置鏟刀的履帶式拖拉機(jī)的機(jī)器的示意圖，其中可以采用本發(fā)明的系統(tǒng)的實(shí)施例；
[0020]圖6示出從圖5的機(jī)器的上方觀察的示意圖，示出處于第一構(gòu)型中的前置鏟刀；
[0021]圖7示出從圖5的機(jī)器的上方觀察的示意圖，示出處于第二構(gòu)型中的前置鏟刀；
[0022]圖8示出從圖5的機(jī)器的上方觀察的示意圖，示出處于第三構(gòu)型中的前置鏟刀；
[0023]圖9示出可以與本發(fā)明的系統(tǒng)的實(shí)施例兼容的各種執(zhí)行器9a至9f ;
[0024]圖10示出可以在顯示器上向用戶呈現(xiàn)的視圖的鳥瞰示意圖，在該示意圖上疊加有由處理器在感測輸入的基礎(chǔ)上計算的各種軌跡；
[0025]圖11示出可以在顯示器上向用戶呈現(xiàn)的視圖的鳥瞰示意圖，在該示意圖上疊加有附接件安全區(qū)；
[0026]圖12示出可以與本發(fā)明的系統(tǒng)的實(shí)施例兼容的各種執(zhí)行器12a至12c ；
[0027]圖13不出可以與本發(fā)明的系統(tǒng)的實(shí)施例兼容的兩種鋸子執(zhí)行器13a和13b ；
[0028]圖14示出具有灌木切割器作為其執(zhí)行器的滑移裝載機(jī)；
[0029]圖15示出具有螺旋鉆作為其執(zhí)行器的滑移裝載機(jī)；
[0030]圖16示出可以向用戶顯示的視圖的示意圖，示出鏟叉末端相對于周圍環(huán)境的軌跡；
[0031]圖17示出可以向用戶顯示的視圖的示意圖，示出與執(zhí)行器的當(dāng)前位置相關(guān)的信息;
[0032]圖18示出由執(zhí)行器的相機(jī)提供的視圖，包括與執(zhí)行器相關(guān)聯(lián)的字母數(shù)字指示器用于通過本發(fā)明的系統(tǒng)的實(shí)施例來輔助對執(zhí)行器的識別；
[0033]圖19示出來自安裝在執(zhí)行器上的相機(jī)的提供給顯示器的視圖，所述執(zhí)行器諸如具有相對于彼此能夠運(yùn)動的兩個相對的卡爪的抓斗；和
[0034]圖20示出機(jī)器的視圖，示出可以由根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)使用的輸入的示例。
【具體實(shí)施方式】
[0035]在第一實(shí)施例中，在機(jī)器100的背景下可以采用本發(fā)明的系統(tǒng)，機(jī)器100的示意圖在圖1中示出。為了便于解釋，在圖1的示意圖中未示出機(jī)器100的一些特征部。
[0036]機(jī)器100可以包括具有駕駛室140的主體130。作為執(zhí)行器的多個選項(xiàng)中的一個，機(jī)器100還可以在機(jī)器的前端包括能夠相對于主體130運(yùn)動的裝載機(jī)鏟斗120。雖然所示的實(shí)施例示出裝載機(jī)鏟斗120，但是執(zhí)行器可以與多個替代執(zhí)行器互換。
[0037]機(jī)器100以及執(zhí)行器120的運(yùn)動可由駕駛室140中的用戶控制。因此，用戶可以控制機(jī)器的地面推進(jìn)以及執(zhí)行器120相對于主體130的運(yùn)動兩者。
[0038]機(jī)器100的地面推進(jìn)可以由本領(lǐng)域中熟悉的裝置和技術(shù)來管控。在圖1的機(jī)器100的情況下，地面推進(jìn)由四個輪實(shí)現(xiàn)。例如，機(jī)器的前后運(yùn)動可以通過將來自機(jī)器的引擎的動力經(jīng)齒輪箱輸送至機(jī)器的四個輪中的一個或多個來實(shí)現(xiàn)。用戶可以使用位于駕駛室內(nèi)部的包括加速器踏板、制動踏板、離合器和換檔桿的裝置的組合來這樣控制。在機(jī)器前后運(yùn)動的同時通過相對于機(jī)器的主體的縱向方向旋轉(zhuǎn)前輪可以管控機(jī)器100的左右運(yùn)動。用戶可以通過使位于駕駛室140內(nèi)部的轉(zhuǎn)向盤運(yùn)動來控制前輪的左右運(yùn)動。
[0039]執(zhí)行器120相對于主體130的運(yùn)動可以例如液壓地致動和受到可以位于駕駛室140中的一個或多個控制桿的控制，使得用戶可以從與操作管控地面推進(jìn)控制的位置相同的位置或類似的位置來操作它們。取決于執(zhí)行器120的性質(zhì)以及連接到機(jī)器100的主體130的連接機(jī)構(gòu)，執(zhí)行器120是能夠控制的以相對于機(jī)器100的主體130以多個自由度運(yùn)動。圖1的執(zhí)行器120可以經(jīng)一對臂156、158連接到主體130，所述一對臂156、158各自在其近端處可樞轉(zhuǎn)地連接到機(jī)器的主體的一對樞軸152、154處。樞軸152、154可以共享公共軸線。執(zhí)行器120可以經(jīng)一對另外的樞軸(未在圖1中示出)連接到各個臂156、158的遠(yuǎn)端。
[0040]在圖1實(shí)施例中，執(zhí)行器可以是裝載機(jī)鏟斗120。裝載機(jī)鏟斗120相對于機(jī)器100的主體130 (并且因此，間接地，相對于周圍地面)的高度可以受到在第一對樞軸152、154處的一對臂156、158的角度的管控。裝載機(jī)鏟斗120的角度可以受到(a)在第一對樞軸152、154處的一對臂156、158的角度和(b)裝載機(jī)鏟斗120相對于第二對樞軸(未示出)處的一對臂的角度的管控。為該描述的目的，當(dāng)討論一對臂156、158的角度時，該角度是指相對于主體130的角度，除非另有說明。同樣為了該陳述的目的，當(dāng)裝載機(jī)鏟斗120的底表面126平行于由機(jī)器的輪子所處的周圍地面限定的平面時，可以將裝載機(jī)鏟斗120描述為水平的。當(dāng)裝載機(jī)鏟斗120的底表面126相對于機(jī)器100向前傾斜使得裝載機(jī)鏟斗120的內(nèi)含物可以在重力作用下從裝載機(jī)鏟斗120的前開口落下時，裝載機(jī)鏟斗120可以被描述為具有向下的角度。相反，當(dāng)裝載機(jī)鏟斗120的底表面相對于機(jī)器100向后傾斜使得可以防止鏟斗的內(nèi)含物在重力作用下從裝載機(jī)鏟斗120落下時，裝載機(jī)鏟斗120可以被描述為具有向上的角度。
[0041]應(yīng)領(lǐng)會，對于臂角度和裝載機(jī)鏟斗角度的許多組合，裝載機(jī)鏟斗120的前邊緣122對于坐在機(jī)器100的駕駛室140中的用戶而言是不可見的。對于在裝載機(jī)鏟斗120的前邊緣122對于坐在機(jī)器100的駕駛