EP3260606B1 - Auswechselbare ausrüstung für eine arbeitsmaschine und arbeitsmaschine mit einer solchen ausrüstung - Google Patents

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EP3260606B1
EP3260606B1 EP17175098.7A EP17175098A EP3260606B1 EP 3260606 B1 EP3260606 B1 EP 3260606B1 EP 17175098 A EP17175098 A EP 17175098A EP 3260606 B1 EP3260606 B1 EP 3260606B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
equipment
sensor
work machine
exchangeable
driver
Prior art date
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Active
Application number
EP17175098.7A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP3260606A1 (de
Inventor
Werner Lang
Michael SCHEFFOLD
Uwe REHOR
Astrid RESCHKE
Gerald KUTSCHERA
Hubert MARIUTTI
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Resch-Ka-Tec GmbH
Mekra Lang GmbH and Co KG
Zeppelin Baumaschinen GmbH
Original Assignee
Resch-Ka-Tec GmbH
Mekra Lang GmbH and Co KG
Zeppelin Baumaschinen GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Resch-Ka-Tec GmbH, Mekra Lang GmbH and Co KG, Zeppelin Baumaschinen GmbH filed Critical Resch-Ka-Tec GmbH
Publication of EP3260606A1 publication Critical patent/EP3260606A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP3260606B1 publication Critical patent/EP3260606B1/de
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

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Classifications

    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02F—DREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F9/00—Component parts of dredgers or soil-shifting machines, not restricted to one of the kinds covered by groups E02F3/00 - E02F7/00
    • E02F9/26—Indicating devices
    • E02F9/261—Surveying the work-site to be treated
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02F—DREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F3/00—Dredgers; Soil-shifting machines
    • E02F3/04—Dredgers; Soil-shifting machines mechanically-driven
    • E02F3/28—Dredgers; Soil-shifting machines mechanically-driven with digging tools mounted on a dipper- or bucket-arm, i.e. there is either one arm or a pair of arms, e.g. dippers, buckets
    • E02F3/34—Dredgers; Soil-shifting machines mechanically-driven with digging tools mounted on a dipper- or bucket-arm, i.e. there is either one arm or a pair of arms, e.g. dippers, buckets with bucket-arms, i.e. a pair of arms, e.g. manufacturing processes, form, geometry, material of bucket-arms directly pivoted on the frames of tractors or self-propelled machines
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02F—DREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F3/00—Dredgers; Soil-shifting machines
    • E02F3/04—Dredgers; Soil-shifting machines mechanically-driven
    • E02F3/76—Graders, bulldozers, or the like with scraper plates or ploughshare-like elements; Levelling scarifying devices
    • E02F3/80—Component parts
    • E02F3/815—Blades; Levelling or scarifying tools

Definitions

  • the invention relates to exchangeable equipment for a work machine, such as, for example, an exchangeable shovel or a snow plow for a shovel loader or a snow plow.
  • Interchangeable equipment is understood to mean a part of the work machine with which the actual work is carried out, for example in the above-mentioned cases the shovel with which the bulk material is shoveled or the snow plow with which the snow is cleared. Interchangeable equipment also includes various interchangeable tools.
  • an indirect vision system such as a mirror or a camera system
  • a vehicle including a commercial vehicle
  • an indirect vision system such as a mirror or a camera system
  • mount a camera and / or mirror system on the roof of a work machine Such indirect vision systems also serve to keep legal fields of vision visible to a driver at all times during operation of the work machine, so that the requirements of the legal requirements for traffic safety are met.
  • various regulations stipulate corresponding legally prescribed fields of vision for various vehicle types, such as the ECE R46 or ISO 5006 standard, which defines fields of vision around a vehicle that can be viewed permanently and in real time by the driver or operator of the machine when a machine is in operation have to.
  • mirror replacement systems instead of mirrors, which in particular capture the area around the work machine that cannot be seen by the driver of the vehicle or the work machine by means of image recording devices such as cameras and for the driver on a display unit inside of the vehicle can be viewed at any time and in real time.
  • Anytime means in particular that the fields of vision and fields of vision around the vehicle are displayed on the display unit so that they can be seen by the driver without interruption in time, such as fades or fades, so that the driver can see at a glance regardless of the specific traffic situation or driving situation can always get an impression of the traffic situation around the vehicle on the playback unit.
  • Uninterrupted in time also means that the representations do not alternate, but rather the legally prescribed fields of view and, if necessary, other fields of view are always visible.
  • the work machine is provided with exchangeable equipment or an exchangeable tool
  • the areas that are not or difficult to see can change from interchangeable equipment to interchangeable equipment for the driver through direct vision when he is sitting in his seat in the driver's cab.
  • the view can be significantly more restricted than with smaller blades.
  • the field of vision around the vehicle which can be seen by the driver through direct vision, may also be changed.
  • interchangeable equipment refers to interchangeable equipment as well as interchangeable tools.
  • Interchangeable equipment in the narrower sense is z. B. high plaster shovels, sieve shovels, brooms, etc.
  • interchangeable tools are z. B. spoons, shovels, fangs, etc. These are all uniformly referred to as interchangeable equipment.
  • the operator is to be understood as the person who operates the mobile work machine and, if necessary, also drives it. Depending on the working machine, the operator can operate the machine from a driver's seat or from a separate operator post. If separate positions are provided for driving and operating, the arrangement can be such that the driver / operator can see or perceive the playback unit in both positions, or only in one of the positions depending on whether he is to be supported for driving or operating the mobile work machine.
  • the invention is based on the idea of using a sensor such. B. to attach the device for indirect vision directly to the interchangeable equipment or to integrate it, and to couple this sensor with a display or playback unit for the driver and / or operator.
  • the respective geometry of the exchangeable equipment such as the shovel, crusher, chisel, snow plow, milling cutter or broom, can be taken into account when aligning and positioning the sensor on the equipment, so that the exchangeable equipment for the Operator or driver covered area that lies behind the exchangeable equipment in the direction of view of the driver, when the latter is sitting in the driver's seat and / or operator's seat of the machine, can be easily covered or viewed at any time by the sensor.
  • the senor for example an image sensor such as a camera or another image sensor, or a radar sensor, an ultrasonic sensor and / or a laser sensor, is attached directly to the exchangeable equipment and not to the one when the exchangeable equipment is exchanged constant part of the work machine.
  • the sensor and its location and position can also be adapted to the type of replaceable equipment, especially if the function of the replaceable equipment and / or the work result is monitored, recorded and / or sent during operation or should be saved.
  • the data captured by the sensor are supplied via a coupling device to a display unit with which the operator and / or driver sitting in the vehicle or the work machine can view the areas captured by the sensor or receive warning signals therefrom.
  • the display unit can be a monitor or a projector which displays the data captured by a camera or an image sensor.
  • the playback unit can also contain a loudspeaker or some other signaling device, such as a lamp, which outputs an optical or acoustic warning signal to the driver or operator of the machine when an obstacle is detected and / or detected in the event of danger.
  • the sensor can also be coupled to a processing unit which processes the data to be supplied to the reproduction unit.
  • the Playback unit, the processing unit and possibly further calculation or analysis units can be combined in a common unit, for example integrated into an ECU of the vehicle and / or a driver assistance system, or they can be designed as separate units.
  • the display unit can also be the same display unit that is used for a mirror replacement system on the vehicle, with which the conventional vehicle mirrors are replaced by means of camera devices and the insights into legally prescribed fields of view recorded by the camera devices are displayed on a display unit.
  • a part of this display unit can be used, for example, to display the data recorded by means of the sensor and thus to give the operator or driver an insight into the area in front of or in the viewing direction behind the exchangeable device.
  • a data-technical coupling device is preferably provided on the exchangeable equipment.
  • This coupling device can be a wireless interface with which the captured data is wirelessly transmitted to the processing unit and / or the playback unit.
  • a wired interface can also be provided as a coupling device, which is also automatically coupled, for example, when the interchangeable equipment is coupled to the working machine.
  • a coupling of the wired interface of the interchangeable equipment with the corresponding counterpart on the work machine can also be used to detect a secure mechanical coupling of the interchangeable equipment to the work machine, for example whether the interchangeable equipment is securely locked in a changing device.
  • an additional sensor can be provided or an optical control can be carried out to check that it is securely latched.
  • a further functional unit is attached to the exchangeable equipment, which, during operation, interacts with the sensor in such a way that the further functional unit supports the sensor.
  • This further functional unit is preferably controlled simultaneously with the sensor by the processing unit or a device specially provided for this purpose, which also controls the sensor.
  • the additional functional unit can be an illumination device which, as required, additionally illuminates the area captured by a camera or an image sensor in order to provide appropriate To ensure brightness conditions.
  • a GPS sensor can be provided as an additional functional unit.
  • the senor is controlled via an input device, for example via the processing unit or another control unit.
  • This input device can be a manual input device that generates an input control variable, such as a switch, a touch pad or the like.
  • the input variable can be generated by means of a brightness or movement sensor, that is to say a further sensor connected to the vehicle, which records environmental data or additional data that are not direct machine data.
  • the input device can also be an inclination sensor of the work machine, a sensor for an ignition signal, a sensor for another control signal or the like, which record vehicle data and, if a special vehicle situation exists, actuate the sensor accordingly.
  • the senor can be controlled with regard to an on / off function, or it can be controlled with regard to other operating parameters, for example to only use the sensor when the replaceable equipment is in a corresponding position (operating position) and, for example, is not folded away.
  • the display unit is the same display unit that is also used for a mirror replacement system of the mobile work machine.
  • the display unit in addition to the legally prescribed fields of vision, which must be displayed permanently and so that the driver can see at any time, information about the area that is detected by the sensor can be shown on the shared display unit.
  • the display unit can comprise a plurality of monitors or a single monitor that works in the split-screen method.
  • the sensor is preferably a camera or another recording unit.
  • the sensor preferably detects the non-visible field of vision which is covered by the exchangeable equipment for the driver, and thereby enables safe operation of the mobile working machine to which the exchangeable equipment is attached.
  • the non-visible field of vision preferably contains at least partially a legally prescribed field of vision, so that the legal requirements are met at the same time can and the operability and the comfort for the driver or the operator of the mobile work machine can be improved.
  • the senor supplies the data to a driver assistance system in which the display unit can be integrated or which can be provided separately from the display unit.
  • the driver assistance system can be used, for example, to operate and / or control the mobile work machine and / or the exchangeable equipment. For example, if a dangerous situation is recognized, the mobile work machine and / or the equipment can be controlled in such a way that the dangerous situation is avoided.
  • the senor itself enables, in addition to viewing the area covered by the exchangeable equipment, a functional check of the mobile working machine and / or the exchangeable equipment. For example, a safe engagement of a quick coupler between the exchangeable equipment and the work machine can be checked. As an alternative or in addition, it can be checked whether the function of the replaceable equipment is carried out safely by it.
  • the sensor can be attached to the exchangeable equipment in such a way that it is used to monitor and / or control the work process, that is to say, for example, the success of snow clearing with a snow plow.
  • ECE R46 and ISO 5006 requirements for different interchangeable equipment can be complied with when using the same machine.
  • Other legal requirements can refer to occupational safety regulations, e.g. B. also for mobile machines that are not approved for road traffic.
  • the sensor device 1 shown contains a sensor 5 or a plurality of sensors 5 (indicated by dashed lines) which, as shown in FIGS. 2 and 3 is shown, are attached or integrated on the exchangeable equipment 8, here a shovel.
  • the sensor 5 or the sensors 5 communicate with a processing unit 4, which is on the mobile work machine 7 ( Fig. 2, Fig. 3 ) is provided.
  • a wireless or wired interface is used for this, which transmits the data recorded by the sensor 5 attached to the exchangeable equipment 8 to the working machine 7 and in particular to a processing unit 4.
  • the exchangeable equipment contains a coupling device which, in addition to the mechanical coupling between the exchangeable equipment 8 and the working machine 7, also serves for data-technical coupling and thus the data that are recorded by the sensor 5 to the processing unit 4, which is, for example, within the framework of an ECU is attached to the work machine 7, transmits.
  • the data-technical coupling can take place as desired by a wired or wireless coupling.
  • the data received by the processing unit 4, if necessary after processing, are supplied to a display unit 2, for example a monitor in the driver's cab of the work machine 7.
  • the playback unit 2 outputs a playback signal (in Fig. 1 symbolically represented by an image 3) to the driver.
  • the senor 5 can be a recording unit (camera) for this purpose, which captures image data that is processed by the processing unit 4 and displayed on a monitor 2 for output.
  • a recording unit camera
  • additional functional units 6 can be provided on the exchangeable equipment. These additional functional units 6 can be, for example, an illumination function for illuminating an area captured by a camera sensor 5.
  • the processing unit 4 can be designed in such a way that it controls the sensor 5 and the additional functional units if necessary.
  • an additional control device can also be provided which controls the sensor 5 and, if necessary, the additional functional unit 6.
  • further functional units can be provided which control the sensor 5, for example a vehicle ignition state sensor which triggers the on / off state of the sensor 5 when a corresponding signal is detected.
  • a mobile work machine 7 in which the driver sits in a driver's cab (the driver's eye points are shown schematically), the view of an area in front of the vehicle (alternatively an area to the side or behind the vehicle) through the equipment is shown at least partially blocked.
  • the non-visible field of vision 9 is given an assumed cone of vision (dotted lines in Fig. 2 ) represented by hatched lines.
  • a sensor 5 is provided on the equipment 8 of the work machine 7, which provides a view into the non-visible field of vision.
  • the sensor 5 is attached to the equipment 8 per se, in the case of exchangeable equipment 8, i.e. equipment which can be exchanged for various other configurations of equipment and which can be attached to the mobile work machine 7, an The attachment of the sensor 5 to the equipment 8 adapted to the geometry of the equipment 8 takes place and thus favorable viewing conditions are created for each geometry of the equipment 8 in the non-visible viewing area.
  • Fig. 3 shows a further embodiment of the mobile work machine 7, in which the sensor 5, as in FIG Fig. 3 shown, at a further below lying area of the equipment 8, here one Shovel is attached.
  • This allows z. B. with a tilted shovel (equipment 8) with a sensor 5 designed as a camera, a cone of vision 10 can be seen, which is otherwise not visible for direct view and is used to increase traffic safety when driving in traffic.

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Description

    GEBIET DER ERFINDUNG
  • Die Erfindung betrifft eine auswechselbare Ausrüstung für eine Arbeitsmaschine, wie beispielsweise eine auswechselbare Schaufel oder ein Schneeräumschild für einen Schaufellader bzw. einen Schneeräumer.
  • Unter auswechselbarer Ausrüstung ist dabei ein Teil der Arbeitsmaschine zu verstehen, mit welchem die eigentliche Arbeit verrichtet wird, also beispielsweise in den oben genannten Fällen die Schaufel, mit der das Schüttgut geschaufelt wird, oder das Schneeräumschild, mit welchem der Schnee geräumt wird. Eine auswechselbare Ausrüstung umfasst dabei auch verschiedene auswechselbare Werkzeuge.
    • STAND DER TECHNIK
  • Im Stand der Technik ist es bekannt, Arbeitsmaschinen, wie beispielsweise Bagger, Radlader, Traktoren, Kehrmaschinen, Schneeräumer und Ähnliches, mit auswechselbarer Ausrüstung zur Verrichtung der Arbeit mit der mobilen Arbeitsmaschine zu versehen. Beispielsweise ist es bekannt, dass Arbeitsmaschinen mit auswechselbaren Schaufeln vorgesehen werden, um die Größe der Schaufel je nach Bedarf an die Einsatzanforderungen anzupassen. So können beispielsweise größere oder kleinere Schaufeln im Hinblick auf das Volumen, breitere Schaufeln oder Schneeräumschilde oder Kehrbesen oder schmalere Ausrüstungsteile an ein und derselben Arbeitsmaschine eingesetzt werden, wenn diese das Auswechseln der zur Verrichtung der Arbeit erforderlichen Ausrüstung erlaubt. Mit solchen Arbeitsmaschinen mit auswechselbarer Ausrüstung kann die konkret eingesetzte Ausrüstung flexibel an die jeweiligen Betriebserfordernisse angepasst werden.
  • Andererseits ist es bekannt, um ein Fahrzeug, auch ein Nutzfahrzeug, ein indirektes Sichtsystem (wie beispielsweise Spiegel oder ein Kamerasystem) anzubringen, um etwaige Sichteinschränkungen, die aufgrund der Fahrzeuggeometrie und/oder der Ausrüstung vorhanden sind, auf ein Minimum zu reduzieren, so dass der Fahrer jederzeit einen möglichst umfassenden Blick rund um das Fahrzeug und insbesondere in im Betrieb gegebenenfalls auftretende Gefahrenbereiche hat. Beispielsweise ist es dazu bekannt, auf dem Dach einer Arbeitsmaschine ein Kamera- und/oder Spiegelsystem anzubringen. Ferner dienen solche indirekten Sichtsysteme dazu, gesetzliche Sichtfelder jederzeit im Betrieb der Arbeitsmaschine von einem Fahrer einsehbar zu halten, so dass die Erfordernisse der gesetzlichen Vorgaben für die Verkehrssicherheit erfüllt sind. Dazu schreiben verschiedene Regularien für verschiedene Fahrzeugtypen entsprechende gesetzlich vorgeschriebene Sichtfelder vor, wie beispielsweise die Norm ECE R46 oder ISO 5006, welche Sichtfelder rund um ein Fahrzeug definiert, die im Betrieb einer Arbeitsmaschine dauerhaft und in Echtzeit jederzeit vom Fahrer bzw. Bediener der Arbeitsmaschine einsehbar sein müssen.
  • In diesem Zusammenhang ist es ferner bekannt, statt der Spiegel sogenannte Spiegelersatzsysteme zu verwenden, die insbesondere die vom Fahrer des Fahrzeugs bzw. der Arbeitsmaschine nicht einsehbare Umgebung um die Arbeitsmaschine mittels Bildaufnahmeeinrichtungen, wie beispielsweise Kameras, erfassen und für der Fahrer auf einer Wiedergabeeinheit im Inneren des Fahrzeugs jederzeit und in Echtzeit einsehbar darstellen. Jederzeit bedeutet dabei insbesondere, dass die Sichtbereiche und Sichtfelder rund um das Fahrzeug zeitlich ununterbrochen von anderen Eingaben, wie beispielsweise Überblendungen oder Ausblendungen, auf der Wiedergabeeinheit für der Fahrer einsehbar dargestellt werden, so dass unabhängig von der konkreten Verkehrssituation oder Fahrsituation der Fahrer bei einem Blick auf die Wiedergabeeinheit stets einen Eindruck von der Verkehrssituation um das Fahrzeug erhalten kann. Zeitlich ununterbrochen bedeutet ferner, dass sich die Darstellungen nicht abwechseln, sondern vielmehr die gesetzlich vorgeschriebenen Sichtfelder und gegebenenfalls weitere Sichtbereiche stets einsehbar sind.
  • Insbesondere dann, wenn die Arbeitsmaschine mit einer auswechselbaren Ausrüstung bzw. einem auswechselbaren Werkzeug versehen ist, tritt der Fall auf, dass in Abhängigkeit von der tatsächlichen Größe und den geometrischen Gegebenheiten der Ausrüstung, die aktuell am Fahrzeug angebracht wird, die nicht oder schlecht einsehbaren Bereiche für den Fahrer durch direkte Sicht, wenn er auf seinem Sitz in der Fahrerkabine sitzt, sich von auswechselbarer Ausrüstung zu auswechselbarer Ausrüstung ändern können. So kann beispielsweise bei besonders breiten oder bei besonders großen Schaufeln die Sicht deutlich eingeschränkter sein als bei kleineren Schaufeln. Ferner kann gegebenenfalls abhängig von der speziellen geometrischen Ausformung der auswechselbaren Ausrüstung auch das Sichtfeld rund um das Fahrzeug, das durch direkte Sicht für den Fahrer einsehbar ist, verändert sein. Bei einer fest an der Arbeitsmaschine angebrachten Einrichtung zur indirekten Sicht, die dazu dienen soll, in den durch die auswechselbare Ausrüstung für den Fahrer verdeckten Bereich rund um die Arbeitsmaschine einzusehen, besteht somit das Problem, dass für alle möglichen Konfigurationen der auswechselbaren Ausrüstung eine einheitliche Anordnung und Einstellung der Einrichtung zur indirekten Sicht gewählt werden muss, was oftmals zu unbefriedigenden Ergebnissen im Hinblick auf die Einsehbarkeit und damit zu einem Gefahrenpotential während des Betriebs führt. Ausrüstungen für Arbeitsmaschinen sind beispielsweise aus der WO 2015/077735 A1 , der US 6,470,606 B1 und der JP 2011-085849 A bekannt.
    • AUFGABEN DER ERFINDUNG
  • Davon ausgehend ist es Aufgabe der Erfindung, eine möglichst flexible auswechselbare Ausrüstung für eine Arbeitsmaschine und eine Arbeitsmaschine mit einer solchen auswechselbaren Ausrüstung vorzusehen, die aufgrund der auswechselbaren Ausrüstung entstehende Sichteinschränkungen für den Bediener der Arbeitsmaschine reduziert und einen sicheren und effizienten Betrieb ermöglicht.
    • DARSTELLUNG DER ERFINDUNG
  • Diese Aufgabe wird mit einer auswechselbaren Ausrüstung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und einer Arbeitsmaschine mit einer auswechselbaren Ausrüstung mit den Merkmalen des Anspruchs 7 gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
  • Dabei bezieht sich der Begriff auswechselbare Ausrüstung neben auswechselbaren Ausrüstungen an sich auch auf auswechselbare Werkzeuge. Auswechselbare Ausrüstungen im engeren Sinne sind z. B. Hochgipsschaufeln, Siebschaufeln, Kehrbesen usw., auswechselbare Werkzeuge sind z. B. Löffel, Schaufeln, Reißzähne usw. Diese werden alle einheitlich als auswechselbare Ausrüstung bezeichnet. Unter Bediener ist diejenige Person zu verstehen, die die mobile Arbeitsmaschine bedient und ggf. auch fährt. Der Bediener kann, je nach Arbeitsmaschine, die Maschine von einem Fahrersitz aus bedienen, oder von einem getrennt davon vorgesehenen Bedienerposten. Die Anordnung kann dabei, wenn getrennte Positionen für das Fahren und das Bedienen vorgesehen sind, so sein, dass der Fahrer/Bediener in beiden Positionen Einblick bzw. Wahrnehmung der Wiedergabeeinheit hat, oder nur in einer der Positionen, je nachdem ob er für das Fahren oder das Bedienen der mobilen Arbeitsmaschine unterstützt werden soll.
  • Der Erfindung liegt der Gedanke zugrunde, einen Sensor wie z. B. die Einrichtung zur indirekten Sicht unmittelbar an der auswechselbaren Ausrüstung anzubringen bzw. in diese zu integrieren, und diesen Sensor mit einer Anzeige- oder Wiedergabeeinheit für den Fahrer und/oder Bediener zu koppeln. Dadurch kann die jeweilige Geometrie der auswechselbaren Ausrüstung, wie beispielsweise der Schaufel, dem Brecher, dem Meißel, dem Schneeräumschild, der Fräse oder Kehrbesen, bei der Ausrichtung und Positionierung des Sensors an der Ausrüstung berücksichtigt werden, so dass ein durch die auswechselbare Ausrüstung für den Bediener bzw. Fahrer verdeckter Bereich, der hinter der auswechselbaren Ausrüstung in Blickrichtung des Fahrers liegt, wenn dieser auf dem Fahrersitz und/oder Bedienersitz der Arbeitsmaschine sitzt, jederzeit gut durch den Sensor abgedeckt bzw. eingesehen werden kann. Dies wird dadurch erreicht, dass der Sensor, beispielsweise ein Bildsensor, wie eine Kamera oder ein anderer Bildsensor, oder aber ein Radarsensor, ein Ultraschallsensor und/oder ein Lasersensor, unmittelbar an der auswechselbaren Ausrüstung angebracht wird und nicht an dem bei Auswechseln der auswechselbaren Ausrüstung gleichbleibenden Teil der Arbeitsmaschine. Dadurch kann auch erreicht werden, dass bei Arbeitsmaschinen, an denen verschiedene Typen auswechselbarer Ausrüstung angebracht werden können, z. B. Räumschilde einerseits und Schaufeln andererseits, der Sensor und seine Lage und Position auch an den Typ der auswechselbaren Ausrüstung angepasst werden können, insbesondere wenn im Betrieb (auch) die Funktion der auswechselbaren Ausrüstung und/oder das Arbeitsergebnis überwacht, aufgezeichnet und/oder versendet bzw. gespeichert werden sollen.
  • Die von dem Sensor erfassten Daten werden über eine Kopplungseinrichtung an eine Wiedergabeeinheit geliefert, mit welcher der im Fahrzeug bzw. der Arbeitsmaschine sitzende Bediener und/oder Fahrer die vom Sensor erfassten Bereiche einsehen bzw. Warnsignale daraus empfangen kann. Beispielsweise kann die Wiedergabeeinheit ein Monitor oder ein Projektor sein, welche die von einer Kamera oder einem Bildsensor erfassten Daten wiedergibt. Alternativ oder zusätzlich kann die Wiedergabeeinheit auch einen Lautsprecher oder eine andere Signaleinrichtung, wie eine Leuchte, enthalten, die ein optisches oder akustisches Warnsignal bei Erkennen und/oder Erfassen eines Hindernisses bei Gefahr an den Fahrer bzw. Bediener der Arbeitsmaschine ausgibt. Dazu kann der Sensor zusätzlich mit einer Verarbeitungseinheit gekoppelt sein, welche die an die Wiedergabeeinheit zu liefernden Daten aufbereitet. Die Wiedergabeeinheit, die Verarbeitungseinheit und gegebenenfalls weitere Berechnungs- oder Analyseeinheiten können in einer gemeinsamen Einheit zusammengefasst werden, beispielsweise in eine ECU des Fahrzeugs und/oder ein Fahrerassistenzsystem integriert sein, oder sie können als separate Einheiten ausgebildet sein. Die Wiedergabeeinheit kann ferner dieselbe Wiedergabeeinheit sein, die für ein Spiegelersatzsystem am Fahrzeug verwendet wird, mit welchem die herkömmlichen Fahrzeugspiegel mittels Kameraeinrichtungen ersetzt werden und die von den Kameraeinrichtungen erfassten Einsichten in gesetzlich vorgeschriebene Sichtfelder auf einer Wiedergabeeinheit wiedergegeben werden. Ein Teil dieser Wiedergabeeinheit kann beispielsweise dafür genutzt werden, die mittels des Sensors erfassten Daten darzustellen und somit dem Bediener bzw. Fahrer eine Einsicht in den vor bzw. in Blickrichtung hinter der auswechselbaren Einrichtung liegenden Bereich zu geben.
  • Für die Kopplung des Sensors mit der Wiedergabeeinheit, gegebenenfalls über die Verarbeitungseinheit, ist an der auswechselbaren Ausrüstung vorzugsweise eine datentechnische Kopplungseinrichtung vorgesehen. Diese Kopplungseinrichtung kann eine kabellose Schnittstelle sein, mit welcher die erfassten Daten drahtlos an die Verarbeitungseinheit und/oder die Wiedergabeeinheit übertragen werden. Alternativ kann auch eine kabelgebundene Schnittstelle als Kopplungseinrichtung vorgesehen werden, die bei einer Kopplung der auswechselbaren Ausrüstung mit der Arbeitsmaschine beispielsweise ebenfalls automatisch gekoppelt wird. Eine Kopplung der kabelgebundenen Schnittstelle der auswechselbaren Ausrüstung mit dem entsprechenden Gegenstück an der Arbeitsmaschine kann ferner dazu verwendet werden, eine sichere mechanische Kopplung der auswechselbaren Ausrüstung an sich mit der Arbeitsmaschine zu erfassen, beispielsweise ob die auswechselbare Ausrüstung in eine Wechseleinrichtung sicher eingerastet ist. Alternativ kann für die Kontrolle des sicheren Einrastens nach Bedarf ein zusätzlicher Sensor vorgesehen werden oder eine optische Kontrolle vorgenommen werden.
  • Nach einer bevorzugten Ausführungsform ist an der auswechselbaren Ausrüstung eine weitere Funktionseinheit angebracht, die im Betrieb derart mit dem Sensor zusammenwirkt, dass die weitere Funktionseinheit den Sensor unterstützt. Diese weitere Funktionseinheit wird vorzugsweise durch die Verarbeitungseinheit oder eine speziell dafür vorgesehene Einrichtung, die auch den Sensor ansteuert, gleichzeitig mit dem Sensor angesteuert. Beispielsweise kann die zusätzliche Funktionseinheit eine Beleuchtungseinrichtung sein, die den von einer Kamera oder einem Bildsensor erfassten Bereich nach Bedarf zusätzlich ausleuchtet, um entsprechende Helligkeitsverhältnisse zu gewährleisten. Alternativ kann beispielsweise ein GPS-Sensor als zusätzliche Funktionseinheit vorgesehen werden.
  • Nach einer bevorzugten Ausführungsform wird der Sensor, beispielsweise über die Verarbeitungseinheit oder eine andere Steuereinheit, über eine Eingabeeinrichtung angesteuert. Diese Eingabeeinrichtung kann eine manuelle Eingabeeinrichtung sein, die eine Eingangssteuergröße erzeugt, wie beispielsweise ein Schalter, ein Touch-Pad oder Ähnliches. Ferner kann die Eingangsgröße mittels eines Helligkeits- oder Bewegungssensors, also eines fahrzeuggebundenen weiteren Sensors, erzeugt werden, der Umgebungsdaten oder zusätzliche Daten, die nicht unmittelbare Maschinendaten sind, erfasst. Schließlich kann die Eingabeeinrichtung auch ein Neigungssensor der Arbeitsmaschine, ein Sensor für ein Zündsignal, ein Sensor für ein anderes Steuersignal oder Ähnliches sein, die Fahrzeugdaten erfassen und bei Vorliegen einer speziellen Fahrzeugsituation den Sensor entsprechend ansteuern. Beispielsweise kann der Sensor im Hinblick auf eine Ein-/Ausfunktion angesteuert werden, oder er kann im Hinblick auf andere Betriebsparameter angesteuert werden, beispielsweise um den Sensor nur dann in Einsatz zu bringen, wenn sich die auswechselbare Ausrüstung an einer entsprechenden Position (Betriebsposition) befindet und beispielsweise nicht weggeklappt ist.
  • Nach einer bevorzugten Ausführungsform ist die Wiedergabeeinheit dieselbe Wiedergabeeinheit, die auch für ein Spiegelersatzsystem der mobilen Arbeitsmaschine verwendet wird. In diesem Fall kann neben den gesetzlich vorgeschriebenen Sichtfeldern, die dauerhaft und jederzeit einsehbar für den Fahrer dargestellt werden müssen, Information über den Bereich, der mit dem Sensor erfasst wird, auf der gemeinsamen Wiedergabeeinheit gezeigt werden. Beispielsweise kann die Wiedergabeeinheit dazu mehrere Monitore oder einen einzigen Monitor, der im Splitscreen-Verfahren arbeitet, umfassen. In diesem Fall ist der Sensor vorzugsweise eine Kamera oder eine andere Aufnahmeeinheit.
  • Bevorzugterweise erfasst der Sensor den nicht einsehbaren Sichtbereich, der durch die auswechselbare Ausrüstung für den Fahrer verdeckt ist, und ermöglicht dadurch einen sicheren Betrieb der mobilen Arbeitsmaschine, an der die auswechselbare Ausrüstung angebracht ist.
  • Vorzugsweise enthält der nicht einsehbare Sichtbereich zumindest teilweise ein gesetzlich vorgeschriebenes Sichtfeld, so dass gleichzeitig die gesetzlichen Vorgaben erfüllt werden können und die Bedienbarkeit und der Komfort für den Fahrer bzw. den Bediener der mobilen Arbeitsmaschine verbessert werden können.
  • Nach einer bevorzugten Ausführungsform liefert der Sensor die Daten an ein Fahrerassistenzsystem, in das die Wiedergabeeinheit integriert sein kann, oder das getrennt von der Wiedergabeeinheit vorgesehen sein kann. Das Fahrerassistenzsystem kann beispielsweise dazu dienen, die mobile Arbeitsmaschine und/oder die auswechselbare Ausrüstung zu betätigen und/oder zu steuern. Beispielsweise kann bei einer erkannten Gefahrensituation die mobile Arbeitsmaschine und/oder die Ausrüstung derart gesteuert werden, dass die Gefahrensituation vermieden wird.
  • Nach einer bevorzugten Ausführungsform ermöglicht der Sensor an sich neben Einsicht in den von der auswechselbaren Ausrüstung verdeckten Bereich eine Funktionskontrolle der mobilen Arbeitsmaschine und/oder der auswechselbaren Ausrüstung. Beispielsweise kann ein sicheres Einrasten eines Schnellwechslers zwischen der auswechselbaren Ausrüstung und der Arbeitsmaschine überprüft werden. Es kann alternativ oder zusätzlich kontrolliert werden, ob die der auswechselbaren Ausrüstung eigene Funktion durch diese sicher durchgeführt wird. Dazu kann der Sensor derart an der auswechselbaren Ausrüstung angebracht sein, dass er zu einer Überwachung und/oder einer Kontrolle des Arbeitsprozesses, also beispielsweise dem Erfolg des Schneeräumens bei einem Schneepflug, dient.
  • Durch die flexible Anbringung des Sensors an der auswechselbaren Ausrüstung, d.h. durch angepasstes Anbringen und Gestalten des Sensors je nach Geometrie der auswechselbaren Ausrüstung, ist es somit möglich, Sichtfeldeinschränkungen, die durch die auswechselbare Ausrüstung selbst bedingt sind, bei mobilen Arbeitsmaschinen zu verringern oder zu vermeiden. Dies führt wiederum zur Vermeidung von Unfällen, wie Anfahr- oder Personenschäden, und zu einem effizienteren Betrieb der Arbeitsmaschine, da gleichzeitig der Arbeitsbereich der auswechselbaren Ausrüstung und damit der Arbeitsfortschritt oder Erfolg überwacht werden können. Aufgrund dessen, dass somit die Ergonomie für den Bediener und/oder Fahrer der mobilen Arbeitsmaschine verbessert ist, fühlt sich der Bediener bzw. Fahrer sicherer und kann die Arbeit zuverlässiger und genauer verrichten. Gleichzeitig können gesetzliche Vorgaben, wie beispielweise Vorgaben der ECE R46, der ISO 5006, für unterschiedliche auswechselbare Ausrüstungen bei Verwendung derselben Arbeitsmaschine eingehalten werden. Andere gesetzliche Vorgaben können sich auf Arbeitssicherheitsvorschriften beziehen, z. B. auch bei mobilen Arbeitsmaschinen, die nicht für den Straßenverehr zugelassen sind.
    • KURZE BESCHREIBUNG DER FIGUREN
  • Nachfolgend wird die Erfindung beispielhaft anhand der beigefügten Figuren beschrieben, in denen
    • Fig. 1 schematisch eine Sensoreinrichtung für eine mobile Arbeitsmaschine mit einer auswechselbaren Ausrüstung gemäß der Erfindung zeigt;
    • Fig. 2 eine mobile Arbeitsmaschine mit einer auswechselbaren Ausrüstung gemäß der Erfindung zeigt; und
    • Fig. 3 eine alternative mobile Arbeitsmaschine mit einer auswechselbaren Ausrüstung gemäß der Erfindung zeigt.
    BESCHREIBUNG BEVORZUGTER AUSFÜHRUNGSFORMEN
  • Die in Fig. 1 gezeigte Sensoreinrichtung 1 enthält einen Sensor 5 bzw. mehrere Sensoren 5 (durch gestrichelte Linien angedeutet), die, wie es in Fig. 2 und Fig. 3 dargestellt ist, an der auswechselbaren Ausrüstung 8, hier einer Schaufel, angebracht bzw. integriert sind. Der Sensor 5 bzw. die Sensoren 5 kommunizieren mit einer Verarbeitungseinheit 4, die an der mobilen Arbeitsmaschine 7 (Fig. 2, Fig. 3) vorgesehen ist. Dazu dient eine kabellose oder kabelgebundene Schnittstelle, welche die vom an der auswechselbaren Ausrüstung 8 angebrachten Sensor 5 erfassten Daten an die Arbeitsmaschine 7 und insbesondere eine Verarbeitungseinheit 4 überträgt. Dazu enthält die auswechselbare Ausrüstung eine Kopplungseinrichtung, welche neben der mechanischen Kopplung zwischen der auswechselbaren Ausrüstung 8 und der Arbeitsmaschine 7 auch zur datentechnischen Kopplung dient und somit die Daten, die vom Sensor 5 erfasst werden, an die Verarbeitungseinheit 4, die beispielsweise im Rahmen einer ECU an der Arbeitsmaschine 7 angebracht ist, überträgt. Die datentechnische Kopplung kann nach Belieben durch eine kabelgebundene oder kabellose Kopplung erfolgen.
  • Die von der Verarbeitungseinheit 4 empfangenen Daten werden, gegebenenfalls nach Bearbeitung, an eine Wiedergabeeinheit 2, beispielsweise einen Monitor in der Fahrerkabine der Arbeitsmaschine 7, geliefert. Die Wiedergabeeinheit 2 gibt ein Wiedergabesignal (in Fig. 1 symbolisch dargestellt durch ein Bild 3) an den Fahrer aus.
  • Beispielsweise kann dazu der Sensor 5 eine Aufnahmeeinheit (Kamera) sein, die Bilddaten erfasst, die von der Verarbeitungseinheit 4 verarbeitet und auf einem Monitor 2 zur Ausgabe dargestellt werden.
  • Gleichzeitig können an der auswechselbaren Ausrüstung zusätzliche Funktionseinheiten 6 vorgesehen sein. Diese zusätzlichen Funktionseinheiten 6 können beispielsweise eine Beleuchtungsfunktion zur Ausleuchtung eines von einem Kamerasensor 5 erfassten Bereiches sein. Die Verarbeitungseinheit 4 kann derart gestaltet sein, dass sie den Sensor 5 und die zusätzlichen Funktionseinheiten gegebenenfalls ansteuert. Alternativ kann auch eine zusätzliche Steuereinrichtung vorgesehen sein, welche den Sensor 5 und gegebenenfalls die zusätzliche Funktionseinheit 6 ansteuert.
  • Zusätzlich können (nicht dargestellt) weitere Funktionseinheiten vorgesehen sein, welche den Sensor 5 steuern, wie beispielsweise ein Fahrzeugzündzustandssensor, welcher den Ein-/Auszustand des Sensors 5 auslöst beim Erfassen eines entsprechenden Signals.
  • Wie in Fig. 2 dargestellt ist bei einer mobilen Arbeitsmaschine 7, bei der der Fahrer in einem Fahrerhaus sitzt (Augpunkte des Fahrers sind schematisch gezeigt), die Sicht auf einen vor dem Fahrzeug liegenden Bereich (alternativ auf einen seitlich oder hinter dem Fahrzeug liegenden Bereich) durch die Ausrüstung zumindest teilweise versperrt. Der nicht einsehbare Sichtbereich 9 ist bei einem angenommenen Sichtkegel (gepunktete Linien in Fig. 2) durch schraffierte Linien dargestellt. Entsprechend wird an der Ausrüstung 8 der Arbeitsmaschine 7 ein Sensor 5 vorgesehen, der Sicht in den nicht einsehbaren Sichtbereich gewährt.
  • Aufgrund dessen, dass der Sensor 5 an der Ausrüstung 8 an sich angebracht ist, kann im Falle einer auswechselbaren Ausrüstung 8, also einer Ausrüstung, die durch verschiedene andere Konfigurationen von Ausrüstungen ausgetauscht werden kann und an der mobilen Arbeitsmaschine 7 befestigt werden kann, eine an die Geometrie der Ausrüstung 8 angepasste Anbringung des Sensors 5 an der Ausrüstung 8 erfolgen und somit in den nicht einsehbaren Sichtbereich für jede Geometrie der Ausrüstung 8 günstige Sichtbedingungen geschaffen werden.
  • Fig. 3 zeigt eine weitere Ausführungsform der mobilen Arbeitsmaschine 7, bei der der Sensor 5, wie in Fig. 3 gezeigt, an einem weiter unten liegenden Bereich der Ausrüstung 8, hier einer Schaufel angebracht ist. Dadurch kann z. B. bei gekippter Schaufel (Ausrüstung 8) mit einem als Kamera ausgebildeten Sensor 5 ein Sichtkegel 10 eingesehen werden, der andernfalls für direkte Sicht nicht einsehbar ist und zur Erhöhung der Verkehrssicherheit bei Fahrt im Straßenverkehr dient.
    • BEZUGSZEICHENLISTE
    • 1
    Sensoreinrichtung
    2
    Wiedergabeeinheit/Monitor
    3
    Wiedergabesignal
    4
    Verarbeitungseinheit
    5
    Sensor
    6
    Funktionseinheit
    7
    Arbeitsmaschine
    8
    Ausrüstung
    9
    nicht einsehbarer Sichtbereich
    10
    Sichtkegel des Sensors

Claims (14)

  1. Auswechselbare Ausrüstung (8) für eine Arbeitsmaschine (7), wobei die Ausrüstung (8) angepasst ist, mit der Arbeitsmaschine (7) gekoppelt zu werden,
    dadurch gekennzeichnet, dass an der auswechselbaren Ausrüstung (8) ein Sensor (5) derart angebracht ist, dass der Sensor einen Bereich (9) erfasst, der bei an der Arbeitsmaschine (7) angebrachter Ausrüstung (8) in der Blickrichtung eines Fahrers und/oder Bedieners der Arbeitsmaschine (7) hinter der Ausrüstung (8) liegt, und wobei der Sensor (5) angepasst ist, bei Kopplung der Ausrüstung (8) mit einer für den Fahrer und/oder Bediener der Arbeitsmaschine ein Signal ausgebenden Wiedergabeeinheit (2) gekoppelt zu werden.
  2. Ausrüstung (8) nach Anspruch 1, wobei der Sensor (5) einen Bildsensor oder eine Kamera enthält.
  3. Ausrüstung (8) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Sensor (5) einen Radarsensor, einen Ultraschallsensor und/oder einen Lasersensor enthält.
  4. Ausrüstung (8) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Ausrüstung (8) eine Schaufel, ein Brecher, ein Meißel, ein Schneeräumschild oder eine Fräse ist.
  5. Ausrüstung (8) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei an der Ausrüstung (8) eine weitere Funktionseinheit (6) derart angebracht ist, dass die Funktionseinheit (6) im Betrieb derart mit dem Sensor (5) zusammenwirkt, dass die Funktionseinheit (6) den Sensor (5) unterstützt.
  6. Ausrüstung (8) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Ausrüstung (8) weiter eine Kopplungseinrichtung zur Datenübertragung zu der Wiedergabeeinheit (2) enthält, wobei die Kopplungseinrichtung vorzugsweise eine kabellose Schnittstelle oder eine kabelgebundene Schnittstelle enthält.
  7. Arbeitsmaschine (7) mit einer auswechselbaren Ausrüstung (8) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
  8. Arbeitsmaschine (7) nach Anspruch 7, wobei der Sensor (5) derart an der Ausrüstung (8) angebracht ist, dass er einen bei an der Arbeitsmaschine (7) angebrachter Ausrüstung (8) für den Fahrer und/oder den Bediener der Arbeitsmaschine (7) nicht einsehbaren Bereich hinter der Ausrüstung (8) erfasst.
  9. Arbeitsmaschine (7) nach Anspruch 7 oder 8, wobei der vom Sensor (5) erfasste Bereich zumindest einen Teil eines gesetzlich vorgeschriebenen Sichtfelds erfasst.
  10. Arbeitsmaschine (7) nach einem der Ansprüche 7 bis 9, wobei die Wiedergabeeinheit (2) einen Monitor und/oder einen Lautsprecher enthält.
  11. Arbeitsmaschine (7) nach einem der Ansprüche 7 bis 10, wobei der Sensor (5) ferner mit einem Bedienerassistenzsystem gekoppelt ist, das eine funktionale Kopplung der auswechselbaren Ausrüstung (8) mit der Arbeitsmaschine erfasst und/oder das die Arbeitsmaschine (7) und/oder die auswechselbare Ausrüstung (8) an der Arbeitsmaschine (7) steuert.
  12. Arbeitsmaschine (7) nach einem der Ansprüche 7 bis 11, wobei eine Eingabeeinrichtung vorgesehen ist, die ein Steuersignal für die Wiedergabeeinheit (2) und/oder für den Sensor (5) liefert.
  13. Arbeitsmaschine (7) nach Anspruch 12, wobei die Eingabeeinrichtung ein Maschinensensor oder eine Einrichtung zur manuellen Eingabe ist.
  14. Arbeitsmaschine (7) nach einem der Ansprüche 7 bis 13, wobei die Wiedergabeeinheit (2) eine Wiedergabeeinheit eines Spiegelersatzsystems ist.
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