工具暴露状态和锁定
阅读说明：本技术 工具暴露状态和锁定 (Tool exposure and locking ) 是由 N·S·多伊 L·M·霍根 J·W·穆尔 H·奎西 J·M·萨里 于 2020-03-19 设计创作，主要内容包括：一种具有地面接合工具的机具可包括：由地面接合部和悬架支撑在地表面上方的机架、由机架支撑并且可相对于该机架调节并且被配置成用于对地面进行作业的工具；布置在工具的部分周围并且固定到机架的壳体,以及被配置成用于识别工具的暴露情况的监视器系统。还描述了一种管理地面接合工具的暴露情况的方法以及一种用地面接合工具操作机具的方法。(An implement having a ground engaging tool may include: a frame supported above a ground surface by a ground engaging portion and a suspension, a tool supported by and adjustable relative to the frame and configured for performing work on the ground; a housing disposed about a portion of the tool and secured to the rack, and a monitor system configured to identify exposure of the tool. A method of managing exposure of a ground engaging tool and a method of operating an implement with a ground engaging tool are also described.)
技术领域
本发明涉及防止机器或机具出现工具暴露的情况。更具体地，本发明涉及识别工具的暴露情况并采取措施以锁定工具和/或通知人员。还更具体地，本发明涉及识别旋转混合器上的转子的暴露情况并将其锁定或通知地面人员。
背景技术
各种机器或机具可包括用于在机器或机具行进时相互作用、处理或改变地面的地面接合工具。这样的机器或机具可以包括农业中的犁、种植器或施肥设备。在建筑业中，这种机器或设备可包括例如推土机或冷铣刨机、旋转混合器或其他铣刨机。其他示例可包括用于各种情形的修整设备。
地面接合工具相对于地面的位置对于操作员由于多种原因而了解和监视来说可能很重要。为了完成手里的工作，工具在地面中的深度可能是重要的因素。也就是说，例如当种植时，种植器可能想要控制犁沟深度。当重新铺设路基时，操作者可能希望确保正在处理特定量的现有路面、现有地面和/或衬底层。
在上面列出的许多示例中，可能难以评估地面接合工具、支撑工具的机器的一部分和地面之间的各种空间关系。由于这个问题，上述机器中的一些可以只是允许将工具搁置在地面上并且使用特定的偏移特征部相对于机器“浮动”以创造地面和工具之间的期望的关系。然而，在需要更大量的动力的情况下，并且例如在需要使用机器的重量来更有力地接合地面的情况下，可以将工具可调节地固定到机器以接合地面而不是“浮动”。
在这些情况下，机器与地面的关系以及机器与工具之间的关系可有助于确定工具/地面关系。然而，由于若干因素，确定这些关系并不总是容易的。例如，不一致的、不平坦的、柔软的、松散的或硬的地面表面可能导致机器或机具根据其所使用的表面的性质而不同地行驶。机器公差可能因机器不同而不同，并且可能随着零件和部件磨损而随时间变化。较大机器上的轮胎压力可能影响机器相对于地面行驶的高度。悬架或其他车轮连接特征部可在机器与机器之间或在机器的一部分与另一部分之间产生差异。当建立工具和地面之间的关系时，地面上的左右不平坦也会产生困难。此外，机器的可调节部件可能增加建立工具相对于地面的位置的复杂特性。
其他相关技术可以包括以下的一些。例如，中国专利102,644,232涉及铣刨机以及铣刨机的控制方法和控制装置。美国专利申请2018/0058020涉及一种用于作业地面铺设的方法，以及一种自行式建筑机器。然而，取料机(即，旋转混合器)和冷铣刨机之间的区别在于，取料机的转子相对于机器的机架的高度可调节，而冷铣刨机上的转子通常相对于机器固定。当处理其中地面接合工具可相对于机器的机架调节的旋转混合器或其他机具时会出现不同的问题。
发明内容
在一个或多个实施例中，具有地面接合工具的机具可以包括由地面接合部和悬架支撑在地面上方的机架。该机具还可以包括由机架支撑并且可相对于机架调节，并且被配置成用于对地面进行作业的工具。该机具还可包括被布置成围绕工具的部分并且被固定到机架的壳体。该机具还可以包括被配置成用于识别工具的暴露情况的监视器系统。
在一个或多个实施例中，一种管理地面接合工具的暴露情况的方法可以包括：监视地面接合工具相对于地面的位置；监视地面接合工具相对于周围壳体的底部的位置；以及当地面接合工具位于底部下方和地面上方时识别暴露情况。
在一个或多个实施例中，一种用地面接合工具操作机具的方法可包括接收地面接合工具处于暴露情况下的通知并调节机器的特征部直到工具不再被暴露。调节机器的特征部可以包括调节机具的腿部以降低工具周围的壳体直到其与地面接触。可替代地或另外，调节机器的特征部可以包括将地面接合工具的位置调节到壳体内的位置。
附图说明
图1是根据一个或多个实施例的旋转混合器的侧视图。
图2是根据一个或多个实施例的旋转混合器的机架和转子部分的侧视图。
图3是根据一个或多个实施例的图2的机架和转子部分的侧视图，其中转子壳体的一侧被移除。
图4是根据一个或多个实施例的地面接合部和悬架系统的特写侧视图。
图5是根据一个或多个实施例的图1的旋转混合器的透视图，其中混合器壳体被移除并且示出了相对于地面倾斜的转子位置。
图6是根据一个或多个实施例的图4的旋转混合器的透视图，示出了处于实际刮擦位置的转子。
图7是根据一个或多个实施例的控制模块的示意图。
图8是根据一个或多个实施例的调节捕获界面的视图。
图9是根据一个或多个实施例的包括传感器的图1的旋转混合器的侧视图。
图10是根据一个或多个实施例的图1的旋转混合器的侧视图，其中转子处于暴露情况下。
图11是示出由控制模块执行以计算转子位置或深度的方法操作的图示。
图12是示出由用户执行以调节转子位置并建立实际刮擦位置的方法操作的图示。
图13是示出根据一个或多个实施例的由控制模块执行以监视和管理暴露情况的方法操作的图示。
图14是示出根据一个或多个实施例的在遇到暴露情况时由用户执行的方法操作的图示。
具体实施方式
现在参考图1-3，示出了旋转混合器100。旋转混合器100可适于切割和/或处理地面的顶层，诸如现有道路或新的或现有路基。特别地，旋转混合器100可适于切割和/或处理顶层污垢、砾石、路面或其他土壤。切割/加工可包括撕开所需的层、将其混合，并将其以更均匀的布置放回，从而允许表面被压实并将在其上进行铺设。照此，转子相对于地表面的位置以及相应地转子正在执行的切割深度是评估和能够控制的有价值的参数。旋转混合器100的各种部件可以与评估和控制转子相对于地面的位置相关。例如，旋转混合器100可以包括地面接合部102、悬架系统104、机架106、转子108、转子支撑系统110和转子壳体112。除了转子壳体112之外，转子壳体112的一部分可以相对于转子108浮动，这些部件中的每一个可以在控制转子108相对于地面的位置中起作用。
为了支撑旋转混合器100，地面接合部102可以接合地面。例如，地面接合部102可以包括多个车轮或履带，用于支撑旋转混合器100并沿着地面平移旋转混合器100。在一个或多个实施例中，地面接合部102可以包括四个车轮。可替代地，可以提供三个车轮。车轮可以包括尺寸相对较大的拖拉机型车轮，其中轮胎具有用于接合柔软和/或松散土壤的胎面。车轮/轮胎可以具有用于将高负载分配到柔软的土壤而不下沉的大宽度，以及用于更容易地管理柔软的土壤中的孔、障碍物或下沉度的大直径。然而，可以基于机器重量、预期使用情况或其他因素来选择轮胎尺寸，并且可以使用大多数任何合适的轮胎尺寸。
地面接合部102可以包括将相应车轮捆扎在一起的一个或多个车轴，或者车轮可以彼此独立。可向地面接合部102提供动力以推进混合器100越过地面，并且照此，驱动车轴或驱动轴可延伸到车轮对或每个单独的车轮。驱动车轴或轴可以由内燃机提供动力，该内燃机具有用于将动力传递到驱动轴或车轴的传动装置。可替代地，可以提供电动马达。车轮或其他地面接合部102可以成对地或独立地转向，并且旋转混合器100可以包括前转向或后转向，或两者。
悬架系统104可以相对于地面接合部102支撑机架106。在一个或多个实施例中，悬架系统104可以包括调节机构114，如图4所示，该调节机构被配置成控制车轮或其他地面接合部102与机架106的相应部分之间的位置。调节机构114可以包括例如可延伸的腿部，诸如伸缩腿部或杠杆臂、剪式升降机，或者可以提供其他调节机构。调节机构114可以允许地面接合部102相对于机架106的柔性位置。然而，与许多悬架系统不同，可以精确地控制和固定地面接合部102相对于机架106的位置。
在一个或多个实施例中，如图4所示，柔性和可控调节机构114可以包括伸缩腿部。该伸缩腿部可以包括液压控制的腿部，该腿部允许操作者精确地伸展或缩回腿部。该伸缩腿部可以与液压泵和阀系统流体连通，该液压泵和阀系统允许将加压液压流体输送到腿部以加长或缩短腿部，并且照此，将地面接合部102推离或将地面接合部102拉近机架106。腿部可以装备有传感器，该传感器允许在腿部伸展时监视或确定腿部的伸展量。阀系统可允许使用液压压力定位腿部，然后通过关闭阀并固定腿部的液压位置而保持就位。这可以提供车轮相对于机架106的基本刚性和精确控制的位置。多个车轮的液压系统可以是用于旋转混合器100的单个液压系统的一部分，其依赖于例如中央压力储存器。然而，阀和其他控制件可以允许独立或成组地控制腿部。在一个或多个实施例中，旋转混合器100可以包括例如对应于每个地面接合装置或车轮的单个腿部。在其他实施例中，可以设置每个车轮多个腿部，或者可替代地，可以设置每个车轮一个腿部，诸如每对车轮一个腿部。
悬架系统104可以允许相对于机架106刚性地控制车轮位置。然而，在一个或多个实施例中，系统104可以被设定为浮动，其中例如，将允许腿部基于地形的轮廓延伸或缩回。例如，当机器处于转子108抬离地面的行进情况时，这可能是有用的。在机器处于行进位置的浮动模式中，腿部/缸可以更像减震悬架系统那样起作用，这对于机器和操作者在机器从项目上的一个位置运输到另一个位置期间，例如当机器从运输位置行进到作业位置时可能更好。
机架106可被配置成跨越悬架系统104的几个部分之间、支撑操作者和旋转混合器100的控制件，以及提供用于支撑转子108的结构。机架106可以包括管状结构，该管状结构包括纵向延伸构件、横向构件和/或对角延伸或倾斜构件。虽然已经提到了管状构件，但是可以提供包括板、杆、通道、角形或其他结构形状的其他结构形状。此外，结构形状可以被卷起、弯曲、弯曲或以其他方式形成以适应旋转混合器100的特定方面、部件和形状。机架106可包括适于固定悬架系统104、转子108、转子壳体112、动力源、液压系统和其他特征部的构件的多种选定布置中的一种。在一个或多个实施例中，机架106可以形成从前悬架系统104到后悬架系统104的相对坚固的桥，并且可以包括在其下方用于布置和支撑转子108和转子壳体112的拱道。
如图3所示，并且在图5的更近距离的视图中，转子108可以悬挂在机架106上，并且可以适于切割、混合或以其他方式处理布置在旋转混合器100下方的顶层材料。转子108可包括布置有车轴116的总体圆柱形罐或鼓，该车轴116总体上延伸穿过混合器100，在前部和后部地面接合部102之间，并且在机架106下方。罐或鼓可以布置在轴或其他心轴上，该轴或其他心轴适于支撑在每一端并且还适于转子108的动力旋转。
转子108可包括布置在罐或鼓的表面或其他面向外部上的齿、刀片、凸体或其他切割元件118。切割元件118可特别适于在混合器100下方切割、切削和混合材料。切割元件118特别适合于切割、切削和/或混合现有的路面、土壤、砾石、岩石或其他相对硬的表面。照此，可以精确地控制或确定切割元件118的迎角，并且每个单独的切割元件可以适于相对于切割元件118的特定目的。一些切割元件118可以包括碳化物或其他相对较硬的材料并且可以适于初次切削，而其他切割元件118可以包括其他材料并且可以更好地适于混合。这些切割元件118可以被布置成使得它们各自单独成功地切割材料，并且这些切割元件118总体上可以被布置成用于混合该材料并且避免结块或以其他方式收集在转子108上。在一个或多个实施例中，转子108的整个宽度或基本上整个宽度可以包括适于接触地面的切割元件118，并且元件118可以交错，使得当转子108旋转时，特定元件在任何给定时间接触地面，而其他元件不接触地面。
如图3所示并且在图5中更详细地示出，转子108可以由转子支撑系统110支撑和控制。支撑系统110可以包括转子控制杆120和扭杆122。控制杆120可被配置成支撑和控制转子108的位置，而扭杆122可用于提供转子108的辅助支撑。控制杆120可包括一对臂，每个臂由机架106枢转地支撑并沿转子108的相应侧延伸。臂可适于可操作地接合转子108的轴的端，从而支撑转子108并允许转子108旋转。可通过驱动轴或其他动力源沿一个或两个控制臂提供驱动转子108的动力。
控制杆120可包括被配置成与液压缸或其他致动装置124接合的横向构件。该横向构件可以在臂到机架106的枢转连接和转子108之间的点处布置在该对臂之间。因此，液压缸可以控制这对臂的枢转位置，照此，控制转子108相对于混合器100的机架106的位置。在一个或多个实施例中，液压缸或其他致动装置124可包括多个液压缸。在一个或多个实施例中，可以省略横向构件，并且控制杆120的每个臂可以包括直接连接到其上的液压缸。在一个或多个实施例中，可以避免转子108的侧向倾斜并且可以提供控制臂的同步运动。这可以通过在结构上迫使同步运动(即，通过将两个臂在结构上系在一起)或通过以同步方式控制相应的液压缸来发生。
如从图3、图5和图6的回顾中可以理解的，可以液压地调节控制杆120以使得控制臂围绕它们的枢转点126枢转，并且因此控制转子108相对于机架106的位置。扭杆122可以就位并且连接到转子108上以抵消转子108的重量，从而允许控制杆120精确地控制转子108的位置并且减小转子重量对控制杆120的影响。在一个或多个实施例中，扭杆122可以被布置成总体上平行于转子108并且在转子108与机架106之间。扭杆122的端可以在将扭杆122的端连接到转子108的每一端处包括连杆128。扭杆122可以由离开机架106的托架支撑并且可以总体上抵抗其每一端处的差动旋转。照此，转子108的重量可在其每一端上的连杆中引起弯矩，从而在扭杆122中引起扭杆122抵抗的扭转。扭杆122的相对端上的连杆可以被布置成在扭杆122中引起相等且相反的扭力。因此，扭杆122和连杆可以用作抗力弹簧。
由于转子108和地面之间的强烈相互作用，颗粒或碎屑可能从转子108飞出并且可能不按需要被包含。这种飞屑还可能对操作混合器100的工人或人员造成危险。因此，可提供转子壳体112以容纳碎屑并允许碎屑保持在转子108处或转子108周围以允许进一步混合。转子壳体112可包括在转子108的前部、后部和侧部上形成围绕转子108的壳体的钢板或其他分离构件。在一个或多个实施例中，壳体112可以如上所述地围绕转子108，但是它可以由机架106支撑以便避免在控制杆120上施加另外的负载。此外，从机架106支撑壳体可以很好地适于具有交叉坡度可调性的机器。然而，并且可替代地，壳体112可以由转子支撑系统的控制杆120支撑，以便当转子相对于机架106向上和向下调节时与转子108一起移动，同时当壳体112接触地面时也由地面支撑。
壳体112还可以包括接地防护装置130，该接地防护装置被适于总体上连续地接合地面以便密封转子108的作业区域。接地防护装置130可以例如布置成类似于壳体112的底部边缘上的裙部。地面防护装置130可以在其底部边缘上包括与地面接合并且相对于地面支撑防护装置130的滑板或板。接地防护装置130可以由壳体112可滑动地支撑，使得接地防护装置130可以相对于壳体112基本上独立于壳体112的位置上下移动。例如，如图1和图2所示，地面防护装置130可以用向外延伸到滑板或板的杆固定到壳体112。地面防护装置130可以包括滑动槽132，用于可滑动地接合杆并且允许地面防护装置130在壳体112分别靠近和远离地面时向上和向下铰接。照此，只要不超过地面防护装置130的运动范围，地面防护装置130有助于确保与地面大致连续接触以密封转子作业区域。
除了影响转子深度的各种部件之外，可以提供控制和监视器系统或控制模块134以确定和/或控制转子深度。即，如图1所示并且在图7中更详细地示出，旋转混合器100或其他机具可以包括控制模块134，该控制模块134包括配备有电源的计算装置、处理器136、计算机可读存储介质138，以及一个或一系列用户界面140，该用户界面140包括键盘、触摸屏、监视器、操纵杆、鼠标和/或其他输入/输出中的一个或多个。控制模块134可以包括存储在计算机可读存储介质138中的软件或指令，用于由处理器136处理以控制混合器100。一个或多个特别适配的模块可以被提供作为控制模块134的一部分并且可以包括软件、硬件或其组合。例如，在一个或多个实施例中，可以提供深度计算模块142用于依赖于偏移调节来确定标称转子深度和/或更准确或实际的转子深度。因此，深度计算模块142可以包括用于计算和控制转子相对于地面的位置的软件和/或指令。此外，为了确定所提及的更精确或实际的转子深度，可以提供偏移调节模块144，用于基于不容易确定的因素捕获和调节转子深度。在一个或多个实施例中，如图7和图8所示，可以提供调节捕获模块146，用于捕获转子或工具深度的一个或多个调节偏移。调节捕获模块146可以与偏移调节模块144和深度计算模块142协作，以允许操作者更容易地理解相对于地面的转子深度。在一个或多个实施例中，如图8所示，调节捕获模块146可以与深度计148一起提供，该深度计148向操作者示出相对于地面的转子位置。
更具体地，可以依靠控制模块134来处理计算机可读存储介质138上的软件或指令，以调节转子相对于地面的位置、建立刮擦位置，并将转子从刮擦位置调节到期望的切割深度或混合/处理深度。计算装置上的软件或指令可以考虑影响转子位置的一系列可确定因素。在一个或多个实施例中，系统可包括偏移调节，以考虑不容易确定且不并入系统计算中的其他因素。偏移调节可以因转子的每一侧而异，并且照此，可以为转子的每一侧提供独立的偏移调节。
在一个或多个实施例中，深度计算模块142可添加几个尺寸以建立机器(例如，旋转混合器100)的每一侧的机架高度。由于可通过绕枢转点枢转控制杆相对于机架调节转子高度，因此可在控制杆的枢转点处建立机架高度。从这些相应的高度(即，机架的每一侧在枢转点处的高度)，系统可以减去几个尺寸以建立转子的每一侧的转子高度。除了影响不容易确定的转子高度的因素(即，假定这些因素不明显影响转子高度，这可能不总是这种情况)之外，这些计算可以用于建立转子的标称刮擦位置和切割深度。
更具体地，例如，除了总体车辆重量之外，深度计算模块142可以具有关于车轮尺寸、轮辋尺寸、轮胎尺寸和轮胎压力的信息。该系统可以使用这些尺寸和信息来建立车轮系统的总直径，并且可以结合负载下的轮胎弛垂来建立车轮在地面上方的中心点。车轮的中心点可以基于悬架系统具有已知的从机架的偏移，并且悬架系统中的调节可以用于在车辆的每个腿部位置处建立机架的高度。给定几个机架位置，可以使用与腿部处的几个机架位置相关的斜坡信息来确定控制杆的每个枢转点处的机架高度。例如，可以存在左右斜坡以及前后斜坡，并且控制杆的每一侧的枢转点的高度可以受到这些斜坡的影响。还可以包括偏移、台阶或其他机架形状特征部。在一个或多个实施例中，可以使用更复杂的方法，包括有限元分析，该有限元分析考虑了由于除了机架在腿部处的位置之外还施加在机架上的力而导致的机架的变形。还可以使用其他数学模型。可以使用进一步的计算来建立转子的高度。例如，控制杆可围绕延伸穿过两个枢转点的枢转车轴枢转，并且照此，转子位置可在其移动靠近和远离地面时沿着弧行进。控制杆的角度及其长度可用于建立转子相对于枢转点车轴的中心线位置。此外，包括切割元件的转子的直径可用于建立转子底部的位置。给定转子的相应左侧和右侧位置，可以通过从地面上方的枢转点的高度减去从枢转点到转子底部的距离来建立转子相对于地面的标称位置。上述步骤和/或其部分可用于建立转子的标称刮擦位置。应当理解，可以使用传感器来确定机器的几个部件的相对位置和取向，以评估伸长、缩回、旋转等，并且这些传感器可以与控制模块134通信，以提供在计算中使用的位置信息。
此外，如上所述，几个其他因素可能影响转子相对于地面的高度，并且可能不容易确定这些因素。例如，土壤情况(即土壤的柔软度或硬度)可影响机器在使用期间沉入土壤中的量。此外，当机器沿着作业路径行进时，土壤情况可能改变，并且可能需要在整个工程中进行调节。其他因素可以包括轮胎中的空气压力的影响、诸如轴承的部件或影响部件之间的空间关系或偏移的其他部件的磨损。还可能存在不容易确定的其他因素。在一个示例中，旋转混合器100可以用于切入现有的道路表面中，并且可以由离开路面一侧的地面支撑机器的一侧，而机器的另一侧可以更靠近道路中心并且在路面上支撑。因此，由于地面的柔软性和/或由于路面和地面之间的高度变化，由地面支撑的侧面可能低于由路面支撑的侧面。
为了解决这些不容易确定的因素，系统可以包括偏移调节模块144。可以相对于转子的每一侧使用偏移调节模块144以适应从机器的一侧到另一侧的差异。偏移调节可以如下面更详细地描述而建立，并且可以包括在计算中以更精确地建立转子的刮擦位置和/或切割深度。也就是说，例如，在所计算出的位置导致转子位置实际低于表面的情况下，可以使用偏移调节来升高被理解为处于刮擦位置的转子位置。在所计算出的位置导致转子位置实际在该表面上方的情况下，该偏移调节可以用于降低被理解为处于刮擦位置的转子位置。
参考图5和图6，在一个或多个实施例中，可以使用控制和视觉检查过程来建立和捕获偏移调节。例如，旋转混合器100或其他机具可被输送到工程地点并卸载用于操作。然后，旋转混合器100或其他机具可以被驱动到和/或布置在其作业环境中。在一个或多个实施例中，可以进行机器(例如，旋转混合器100)的初始操作以允许机器停留在其操作位置。即，机器的振动和摇动可影响其相对于地面的行驶高度，并且初始操作可有助于建立其行驶位置的基线。转子高度可以由系统计算，并且操作者可以将转子108调节到标称刮擦位置。例如，操作者可以调节转子108，使得转子108的切割元件118被认为与地面齐平。然而，这种调节可以在不知道所提到的不容易确定的几个因素的情况下进行。因此，尽管机器可将转子108调节到其认为与地面齐平的位置，但转子108实际上可不如图5所示齐平。为了解决这个问题，操作者或支持人员可以检查转子108以确定其相对于地面的位置。在转子108太深或转子108在地面上方的情况下，操作者可以调节机器以将转子108放置成与地面齐平，如图6所示。
例如，操作者可以调节悬架腿部以使机器从一侧倾斜到另一侧，或者操作者可以调节悬架腿部以使机器从前到后倾斜，或者调节机器的高度而不倾斜。此外，控制杆120可用于调节转子108相对于机架106的高度。操作者可以手动进行调节并且可以使用视觉检查或传感器来确定转子108的每一侧何时与地面接触或齐平。此时，系统的调节捕获模块146可用于捕获转子108相比于其针对转子108的每一侧的标称位置的位置。
然后，系统(特别是偏移调节模块144)可以通过基于调节向上或向下调节转子108的位置以适应不容易确定的因素，将捕获的偏移合并到由深度计算模块142执行的转子位置计算中。系统的调节捕获模块146可以相对于转子108的每一侧，并且照此，可以用于使用腿部调节来适应机器的左右倾斜，以使机器倾斜，从而提供大致平行于地表面操作的转子108。如可以理解的，偏移调节模块144可以基于实际的现场情况提供修订的基线，从而允许操作者更确信地依赖于来自基线的变化。更具体地，通过使用调节捕获模块146，当转子108处于实际刮擦位置时，深度计148可以复位到零深度。照此，考虑到不容易确定的因素，高于或低于零点的变化可以更精确地反映转子相对于地面的位置。
尽管已经认为不容易确定轮胎压力的影响，但是所使用的轮胎及其对压力的响应的特定知识可以允许将轮胎压力结合到标称转子位置中。也就是说，给定与旋转混合器100的切割深度和轮胎尺寸相关联的相对精细的测量，轮胎充气可以是估计或计算转子位置时要考虑的因素。因此，可以连续地或周期性地监视轮胎压力，从而可以解决由于温度波动或影响轮胎压力的其他因素引起的轮胎压力变化。在一个或多个实施例中，可以为特定轮胎建立调节表，其中例如轮胎压力范围可以与机器的高度调节范围相关联。当轮胎压力处于设计压力或预期压力时，调节可以为零。然而，当轮胎压力高于设计压力时，机器可以向下调节(即，更靠近地面或其他支撑表面)以补偿机器的高度。相反，在轮胎压力低的情况下，机器可以向上调节(即，进一步远离地面或其他支撑表面)以补偿过度弛垂的轮胎。每个轮胎可以被独立地监视并且可以通过调节其相关联的腿部或其他悬架系统104来补偿。在一个或多个实施例中，每个腿部可以独立地调节。在其他实施例中，一些腿部可以独立地调节，而其他腿部可以成对地调节。例如，在一个或多个实施例中，前腿部可以独立地调节，后腿部可作为一对调节。
在一个或多个实施例中，可以使用建模或经验技术建立车轴高度对轮胎压力的表，使得轮胎压力的测量可以用于更精确地建立由车轮支撑的车轴的车轴高度。
在一个或多个实施例中，该系统可以包括接收轮胎压力输入并且通过在表格中查找偏移值或者以其他方式将轮胎压力结合到相应车轮处的机架高度中来根据轮胎压力调节机架106在相应车轮处的高度的过程。
虽然已经提到了建立偏移调节的视觉检查方法，但是在一个或多个实施例中，可以使用更自动化或基于传感器的方法。除了上述视觉检查方法之外，或者作为上述视觉检查方法的替代，可以使用这种传感器方法。如图9所示，机器或机具(例如，旋转混合器100)可以包括一个或多个传感器150，这些传感器可以被布置在该机器或机具上或周围，这些传感器被配置成用于感测周围环境特征部。例如，如图所示，传感器150可以设置在混合器100的左侧和右侧以及混合器100的前部。在一个或多个实施例中，右侧传感器可以包括前传感器和后传感器，其中前传感器位于转子108的前面，后传感器位于转子108的后面。还可以在混合器100的底部、混合器100的后侧或其他表面上设置其他传感器。在一个或多个实施例中，传感器150可以设置在不易变脏或以其他方式产生干扰的位置处，并且照此，传感器150可以相对较高地布置在机器上，而不是布置在地面处或地面附近。传感器150可以被向下引导并且可以适于测量它们各自的安装位置与地面之间的距离。例如，一个或多个传感器150可以向外指向机器前面的区域、向外指向机器侧面的一个或多个区域，和/或以一定角度向下和向外。传感器150可适于收集关于地面相对于机器的信息，以允许更精确地确定转子108的刮擦位置。
传感器150可适于感测距离或其他因素。在一个或多个实施例中，传感器150可以包括照相机、声波传感器、激光器或其他距离测量传感器或装置。传感器150可以与控制模块134电通信和数据通信，并且可以适于收集距离数据并将其传输到控制模块134，以用于确定转子深度或其他操作。传感器150可以由控制模块134相对于彼此识别，并且几个传感器150的位置和相对位置可以是已知的并且存储在系统中。照此，从每个传感器150进行的距离测量可以与机架106上的位置相关联。
传感器150可适于向深度计算模块142提供另外的输入，其可(例如)增加或超越其他假定值。在一个或多个实施例中，传感器150可用于在传感器位置处建立机器的机架106相对于地表面的位置。该方法可以允许去除未知因素或不易确定的因素。例如，轮胎压力、柔软的土壤、不平坦地面或其他因素的影响会影响机架106相对于地面的位置，并且照此使得难以计算转子108的实际刮擦位置。传感器150可用于在各个位置处直接测量机架106和地面之间的距离，从而允许确定机架相对于地表面的位置(即，高度和方向)，而不需要关于土壤柔软度、轮胎弛垂等的信息。在一个或多个实施例中，可使用三个传感器150以界定平面并且允许确定机架106的其他部分的位置。
系统通过使用传感器150可以识别机架相对于地面的位置，并因此能够确定枢转点126或转子108的其他支撑点相对于地面的位置。利用基于杠杆臂角度、杠杆臂长度和转子几何形状的关于转子位置的进一步的信息，可以建立转子108相对于地面的位置。应当理解，几个传感器150之间的地面中的不一致性可能导致转子位置相对于地面的确定中的误差，并且视觉检查仍然可以提供转子位置的稍微更精确的确定。然而，通过使用传感器150，可以去除不容易确定的几个因素，或者可以减小这些因素的影响，从而允许更精确地确定转子位置的能力。在一个或多个实施例中，通过使用传感器150可以提供更精确的标称刮擦位置。在一些情况下，操作者仍然可以将转子108从这个更精确的标称刮擦位置移动到实际刮擦位置，并且可以使用视觉检查来建立实际刮擦位置。用户还可以继续使用偏移调节模块144来包括在已经建立的精确标称刮擦位置上方和之外的偏移调节。
除了用于准确地确定转子108相对于地面的位置的系统之外，控制模块134还可以包括用于监视转子108的位置并且用于管理暴露情况的系统和方法。例如，在一些情况下，壳体112及其接地防护装置130可能失去与地面的接触，诸如当混合器100的腿部如图10所示延伸得相对较高时。例如，这对于允许混合器100在不使壳体112接触地面的情况下行进可能是有用的。然而，当这种情况存在并且转子108低于壳体112的底部时，也如图10所示，可能暴露转子108，这可能是危险的情况。在其他情形下，可能在操作期间发生暴露情况，这可能导致飞屑，这对于地面人员可能是危险的。
为了理解壳体112和转子108的不同位置，可以考虑七种左右的情况。当旋转混合器100的腿部布置成使得壳体112和/或接地防护装置130与地面接触时，可以发生这七种情况中的前三种情况。在这种情况下，转子108可以布置在地面上方，如图1-3所示，在刮擦位置，或在地面下方，例如当转子108在地面作业时。在混合器100的腿部进一步延伸的情况下，壳体112和接地防护装置130可以被提升离开地面。在这种情况下，转子108可以完全布置在壳体112内和地表面上方。当转子108在壳体112和接地防护装置130下方时，转子108可以仍然在地面上方，或者可以处于刮擦位置处，或者转子108可以在地面下方。在图10中，转子108在壳体112下方，但在地面上方。转子108位于壳体112和接地防护装置130下方的任何和/或所有情况可能是危险情况，因为暴露于转子108本身可能由于移动的切割元件118而变得危险。此外，虽然转子108的一侧可以在地面上方，但是另一侧可以不横向移动或者飞屑可以在提升的壳体112下方排出。此外，在转子108处于刮擦位置或在地面中的情况下，转子108可能抛出可能伤害到人员或让其受伤或引起其他损坏的碎屑。在一个或多个实施例中，本系统可以识别转子108何时暴露在壳体112下方和地面上方。
为了识别和管理转子108的暴露情况，控制和监视系统或控制模块134可以包括暴露情况监视和锁定模块152，如图7所示。暴露情况监视器可被配置成通过确定转子相对于地面的位置并确定转子相对于壳体112和接地防护装置130的位置来确定转子108何时暴露。锁定模块152可以被配置成通过锁定转子108或向人员通知危险情况来管理该情况。
暴露情况监视器可以基于机器几何形状确定转子相对于壳体112和接地防护装置130的位置。例如，如上所述，壳体112可以固定到机器的机架106并且可以具有限定的几何形状，因此壳体112的底部相对于机架106的位置可以是静止位置。然而，如上所述，地面防护装置130可以相对于壳体112向上和向下浮动。也就是说，地面防护装置130可以包括铰接在槽中的杆，该槽允许地面防护装置130容纳相对于壳体112变化的地面高度。为了确定暴露情况，暴露情况监视和锁定模块152可以计算接地防护装置130的最最低点，例如当杆已经在槽中完全向下平移以允许接地防护装置130到达其最低点时。注意，这假定接地防护装置130没有卡在或挂在壳体112上。在一个或多个实施例中，可以提供传感器150用于确认地面防护装置130的***；在地面防护装置130被挂起的情况下，地面防护装置130的底部边缘的计算可以考虑更高的位置。
转子108相对于机架106的位置以及因此相对于壳体112的底部高度的位置可以使用用于确定转子相对于地面的位置的步骤的部分来计算。也就是说，假定转子108由机架106支撑，则转子位置可基于控制杆120的角度和转子108的控制杆或其他支撑结构的长度来确定。利用关于转子108的几何信息，诸如包括切割元件118的直径，可以相对于机架106确定转子108的底边缘的位置并且将其与壳体112和接地防护装置130的底边缘相比较。在转子108位于壳体112下方的情况下，这可能是识别转子108是否处于暴露情况下的一个因素。
暴露情况监视和锁定模块152还可以确定转子108是否在刮擦位置上方。暴露情况监视和锁定模块152可以依赖于深度计算模块142来确定转子相对于地面的位置。如上所述，深度计算模块142可被配置成使用地面传感器来确定标称刮擦位置或更准确的标称刮擦位置。还如所述，该系统能够使用调节偏移来建立实际刮擦位置。这些方法中的任何一种可以是对地面位置的估计，并且可以将转子108的位置与这些位置中的一个或多个进行比较，以确定转子108是否在地面上方、在刮擦位置处还是在地面中。在一个或多个实施例中，例如，在使用标称刮擦位置的情况下，出于更保守地识别暴露情况的目的，可假设一定量的误差。
如图10所示，在暴露情况监视和锁定模块152确定转子108在壳体112和接地防护装置130下方并且在地面上方的情况下，暴露情况监视器可以触发锁定模块152。锁定模块152可以以两种模式管理暴露情况：操作模式和空转模式。也就是说，当暴露情况发生时，锁定监视器可以评估转子108是否正在操作，或者当暴露情况发生时，转子108是否空转，并且可以相应地做出响应。
在任一状况下(即，操作或空转模式)，锁定模块152可以通过在机器驾驶室中的界面140上或者在操作者附近提供指示来通知操作者。该通知可以包括闪光灯、屏幕上的警告通知、蜂鸣器、另一种通知技术和/或这些通知的组合。此外，该通知可以向操作者指示机器的哪一侧正在经历暴露情况，使得操作者可以注意补救该情况。
除了通知操作者之外，锁定模块152可以根据机器的操作情况采取进一步的动作。在该操作模式中，锁定模块152可以采取措施来通知地面人员或机器外部或周围的其他人员。在该模式中，锁定模块152可以允许继续操作转子108。在一个或多个实施例中，锁定模块152可以包括用于修复暴露情况的时间机架，并且如果暴露情况在时间机架内没有被修复，则锁定模块152可以锁定转子108。在空转模式中，锁定模块152可以锁定转子108并且防止转子108的操作，除非/直到暴露情况被补救。
为了通知地面人员或其他人员，旋转混合器100可以包括外部警示特征部154，该外部警示特征部154包括如图1所示的闪光灯、频闪、扬声器、蜂鸣器、蜂鸣声特征部，或用于引起对暴露情况的注意的其他注意捕获特征部。警示特征部154可以根据地面人员布置在混合器100的侧面上。在一个或多个实施例中，锁定模块152可以在混合器100的已经发生暴露情况的一侧上触发警示，或者锁定模块152可以在混合器100的两侧或所有侧上触发警示。
在一个或多个实施例中，暴露情况监视和锁定模块152可尝试避免暴露情况开始。即，例如，在一个或多个实施例中，暴露情况监视器可以监视壳体112和接地防护装置130的位置。在暴露情况监视器确定接地防护装置位于或可能位于地面上方的情况下，可以防止转子108下降到接地防护装置的底部下方。这可以防止用户无意中将转子降低到暴露情况，从而避免危及地面人员。
在操作中，旋转混合器100或其他机具可以执行如图11所示的确定转子位置或切割深度的方法(200)。旋转混合器，特别是其控制模块，可以计算机架在地面上的位置或方位(202)。在一个或多个实施例中，这可以基于已知的机器几何形状，诸如轮胎和轮辋尺寸、轮胎充气、悬架几何形状，以及机器在地面和机架之间的其他部分。在一个或多个其他实施例中，系统可以依赖于来自距离传感器的距离传感器数据来建立机架位置。即，控制模块可以从一个或多个地面传感器接收距离和/或距离和位置数据。系统可以分析帧的几个位置以建立整个帧位置。在任一状况下，系统还可以计算在转子控制杆或其他地面接合工具的支撑位置处的机架的机架高度，例如(204)。此外，该系统可以基于转子控制杆的位置和几何形状以及转子或工具几何形状来计算切割深度、工具深度或工具位置(206)。给定不容易确定的因素的存在，系统可以基于偏移调节来调节标称切割深度的确定(210)。
偏移调节可以包括标称刮擦位置和实际刮擦位置之间的距离，并且可以包括用于机器的左侧和右侧的调节。可以基于来自用户的输入来建立偏移调节。例如，操作者可以调节转子的位置并且依靠视觉检查来反复地调节转子直到其处于实际刮擦位置。然后用户可按下按钮或与界面相互作用以通知机器转子处于实际刮擦位置。然后，系统可通过将计算出的标称刮擦位置与实际刮擦位置进行比较来确定偏移调节(208)。在一个或多个实施例中，该系统可以基于接近斜率变化的知识来自动调节转子相对于地面的位置。例如，当旋转混合器在地面上传播时，距离测量装置可用于跟踪和存储地面轮廓，允许当地面改变时调节转子位置。
从用户的角度来看，操作铣刨机的方法(300)可以包括图12所示的一个或多个步骤。例如，用户可以将铣刨机的转子调节到标称刮擦位置(302)。用户可基于界面上的深度计来调节转子，而系统可依赖于基于机器几何形状、距离传感器或两者的计算。在任一状况下，用户然后可以视觉检查或依靠传感器来确定转子的实际位置(304)。在转子的标称刮擦位置与实际刮擦位置不相同的情况下，用户可调节机器以使转子移动到实际刮擦位置(306)。更具体地，用户可以调节铣刨机的腿部，以升高和/或降低整个机器，或从一侧到另一侧或从前到后或两者倾斜机器。此外，可以调节转子相对于机架的位置。这些调节可以是重复的，并且可以基于转子的视觉检查来进行，直到转子被布置在实际刮擦位置。此时，可以理解，控制模块的深度计可以反映转子处于从标称刮擦位置变化的位置。例如，深度计可指示转子的一侧距离刮擦上方或刮擦下方某一尺寸。转子的另一侧也可显示为距离刮擦上方或下方某一尺寸。在将转子从标称刮擦位置调节到实际刮擦位置之后，深度计上所示的尺寸可以是转子的标称刮擦位置和实际刮擦位置之间的偏移调节。照此，用户可以通过选择调节捕获模块的零设定按钮来捕获偏移调节(308)。这可以允许系统捕获偏移调节，并使用向前的调节来适应不易确定的因素。捕获模块的选择可以将深度计重新设定为零，从而允许用户更容易地理解来自实际刮擦位置的变化。应当理解，用户可以捕获机器的右侧和左侧的偏移以适应从右到左的变化。用户可以操作机器并且可以将转子调节到期望的切割深度(310)。通过使用过程，土壤情况或其他因素可能时常变化，并且可以通过将转子定位在实际刮擦位置并且重新选择偏移捕获模块(312)来重新选择偏移调节。
应当理解，机器(306)的调节可以用于超出控制转子深度的目的。也就是说，例如，用户可以将机器腿部调节到选定高度，以便将腔室承载或保持在地面上方的特定高度。在一个或多个实施例中，腔室高度可以定位成使得地面防护装置在其行程的中点处接合地面。这种选择可以最大化和/或平衡地面防护装置的可利用的向上和向下运动，并且照此，可以有助于避免腔室悬挂在地面上，同时还允许容纳低地面区域以避免转子暴露。在其他示例中，用户可以选择地面防护装置的行程的上部3/4点以避免暴露，但是更多地容纳可能导致腔室悬挂的高地面区域。用户还可以选择其他腔室位置。此外，传感器150可以容易地允许这种类型的调节。
在操作中，如图13所示，系统可以执行识别和管理暴露情况的方法(400)。该系统可以连续地或周期性地监视转子相对于壳体和接地防护装置以及相对于地面的位置(402)。这可以针对转子的左侧和右侧中的每一侧执行。当系统识别出转子既在壳体接地防护装置下方又在转子的一侧或多侧的地面上方时，系统可以触发暴露情况(404)。该系统可以向操作者提供通知用户暴露情况的警示(406)，并且可以提供机器的哪一侧或哪些侧具有暴露情况的指示。根据转子的状态(即，操作或空转)，系统可以管理暴露情况(408)。在不操作转子的情况下，系统可以锁定转子直到暴露情况得到补救。在操作转子的情况下，系统可以在机器外部为地面人员或其他周围人员提供警示。该系统可以继续监视转子相对于壳体和地面的位置(410)，并且可以在暴露情况被补救时停止对操作者的警示、停止锁定，和/或停止对地面人员的警示(412)。在一个或多个实施例中，该系统可以接收来自操作者的控制指令(414)，这些控制指令可以调节该机器的腿部以使壳体返回与地面接触和/或可以在壳体内向上调节转子。在其他情形下，可以从操作者接收腿部调节和转子调节的组合。
从用户的角度来看，如图14所示，操作机具的方法(500)可以包括接收暴露情况通知(502)。操作者可以通过检查或由于通知来识别机器的哪一侧被暴露，并且可以调节机器以去除暴露情况(504)。在一个或多个实施例中，操作者可以调节机器的腿部以将壳体或接地防护装置降低回到与地面接触。这可以包括调节所有腿部以保持转子相对于地面的倾斜关系，或者可以调节一个或多个腿部。在一个或多个实施例中，该转子可以被向上调节以将该转子带入该壳体内或考虑这些腿部和该机器的降低。在一个或多个实施例中，操作者可以在操作期间补救暴露情况(506)，或者如果尚未操作转子，则可以在操作转子之前进行(508)。
工业实用性
在一个或多个实施例中，本发明涉及用于识别旋转混合器的转子的暴露情况并且管理这些情况的装置、系统和方法。在本文公开的技术可以允许确定转子何时暴露并且可以解决暴露情况，同时帮助最小化或避免不必要的中断。因此，本发明可有助于减少由于暴露于转子或飞屑而造成的伤害。然而，这是可能的，并且不会不必要地中断设备的操作。照此，可以保持机器生产率。
如本文所用，术语“基本上”或“总体上”是指动作、特性、性质、状态、结构、项目或结果的完全或几乎完全的范围或程度。例如，“基本上”或“总体上”封闭的物体是指物体完全封闭或几乎完全封闭。在某些情况下，与绝对完整性的可精确允许偏离程度可以取决于具体的上下文。然而，总体而言，完整性的接近程度将使得整体结果总体上与获得绝对完整性和完全完整性相同。当在否定含义中使用时，“基本上”或“总体上”的使用同样适于指完全或接近完全缺少动作、特性、性质、状态、结构、项目或结果。例如，“基本上不含”或“总体上不含”元素的元素、组合、实施例或组成实际上仍可含有这样的元素，只要其总体上没有显著影响。