EP4367347A1 - Verfahren zum automatischen einstellen einer veränderbaren maststellung eines verstellbaren verteilermasts einer bau- und/oder dickstoffpumpenvorrichtung und system - Google Patents

Verfahren zum automatischen einstellen einer veränderbaren maststellung eines verstellbaren verteilermasts einer bau- und/oder dickstoffpumpenvorrichtung und system

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EP4367347A1
EP4367347A1 EP22738466.6A EP22738466A EP4367347A1 EP 4367347 A1 EP4367347 A1 EP 4367347A1 EP 22738466 A EP22738466 A EP 22738466A EP 4367347 A1 EP4367347 A1 EP 4367347A1
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EP
European Patent Office
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mast
boom
determining
variable
spo
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EP22738466.6A
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EP4367347B1 (de
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Alexander STEINWANDEL
Lukas REISER
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Putzmeister Engineering GmbH
Original Assignee
Putzmeister Engineering GmbH
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Publication date
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    • E04G21/00—Preparing, conveying, or working-up building materials or building elements in situ; Other devices or measures for constructional work
    • E04G21/02—Conveying or working-up concrete or similar masses able to be heaped or cast
    • E04G21/04—Devices for both conveying and distributing
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    • E04G21/0445—Devices for both conveying and distributing with distribution hose with booms
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    • B66C—CRANES; LOAD-ENGAGING ELEMENTS OR DEVICES FOR CRANES, CAPSTANS, WINCHES, OR TACKLES
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    • E04G21/04—Devices for both conveying and distributing
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    • E04G21/0436—Devices for both conveying and distributing with distribution hose on a mobile support, e.g. truck

Definitions

  • the invention relates to a method for automatically setting a changeable mast position of an adjustable distributor mast of a construction and/or thick matter pump device and a system.
  • the object of the invention is to provide a method for automatically setting a changeable boom position of an adjustable distributor boom of a construction and/or thick matter pump device and a system, in particular which has improved properties in each case.
  • the invention solves this problem by providing a method with the features of claim 1 and a system with the features of claim 10.
  • Advantageous developments and/or refinements of the invention are described in the dependent claims.
  • the method according to the invention in particular automatic, is designed or configured or provided for the automatic setting of a changeable mast position of a, in particular flexible, adjustable distributor mast of a construction and/or thick matter pump device. At least one same top position of a mast tip of the placing boom can be achieved by different mast positions or mast poses, in particular of the placing mast.
  • the method includes or has the step of determining, in particular automatically determining, and setting, in particular automatically setting, a mast position, in particular at least one value of the mast position, in particular of the placing boom, as a function of a predetermined variable or a parameter, in particular a value the size, determining a peak position, in particular a value of the peak position, in particular the top of the mast, and based on, in particular at least, one optimization criterion.
  • the optimization criterion is a minimized or reduced, in particular mechanical, tilting or load moment, in particular a minimized value of the tilting moment, of the placing boom in relation to a support system, in particular of the Distribution boom, the construction and / or sludge pump device.
  • the tilting moment depends on the mast position.
  • the distributor boom can be a construction boom and/or a thick matter distributor boom.
  • the construction and/or sludge pump device can be mobile, in particular mobile, in particular a car construction and/or sludge pump.
  • the building and/or thick material pump device can be designed to convey building material and/or thick material.
  • Building material can refer to mortar, cement, screed, concrete and/or plaster. Additionally or alternatively, thick matter can refer to sludge.
  • At least the same top position of the mast tip can be reached by at least three, in particular at least ten, different mast positions.
  • the boom tip can be a free end of the placing boom.
  • the variable determining the tip position can be a target variable and/or determining a target tip position, in particular the tip of the mast. Additionally or alternatively, the variable can have a direction, in particular a target direction, and/or a speed, in particular a target speed of a movement, in particular a target movement, of the mast tip. Furthermore, additionally or alternatively, the variable can be a travel command or travel command, in particular for reaching the top position. Furthermore, additionally or alternatively, the size can be specified by an operator or user, in particular of the placing boom and/or the construction and/or thick matter pump device. Furthermore, additionally or alternatively, the method can have the step: determining, in particular detecting, a specification of the size, in particular by the operator.
  • optimization criterion can be keeping a distance from at least one obstacle, such as a remainder of the construction and/or
  • Thick matter pump device and / or another distributor boom be through the distributor boom.
  • the tilting moment of the placing boom can be in relation to or on a mast foot, in particular a four-point bearing, of the placing boom. Additionally or alternatively, the tilting moment can be caused by the position of the mast.
  • the distributor mast comprises or has a plurality of, in particular flexibly, adjustable mast joints.
  • the mast position can be changed by a changeable joint position combination or configuration of the mast joints.
  • at least the same top position can be achieved by different joint position combinations, in particular the mast joints.
  • the mast joints have or have different adjustment ranges, in particular different values of the adjustment ranges.
  • the step includes: determining, in particular automatically determining, and adjusting, in particular automatically adjusting, a joint position combination, in particular at least one value of the joint position combination, in particular of the mast joints, depending on the specified size and using, in particular at least, the optimization criterion, in particular and taking into account the adjustment ranges.
  • the overturning moment depends on the joint position combination.
  • At least one of the mast joints can have, in particular be, an articulated, rotating and/or sliding joint.
  • at least one of the adjustment ranges can have, in particular be, an angular range.
  • at least one of the adjustment ranges can be defined, in particular limited, by at least one, in particular mechanical, stop of at least one of the mast joints.
  • the construction and/or sludge pump device, in particular the distributor boom can have a plurality of articulated drives for adjusting the boom joints or for changing or setting the combination of joint positions.
  • one of the mast joints can be at a non-free or fixed end or the mast base of the placing boom.
  • the distributor boom can be rolled and/or Z-folded, in particular roll-Z-folded, by means of the boom joints.
  • the distributor mast comprises or has a plurality of mast segments or sections that can be adjusted in particular with respect to one another and/or flexibly.
  • the mast position can be changed by a variable adjustment combination or configuration of the mast segments, in particular with respect to one another.
  • at least the same peak position can be achieved by different adjustment combinations, in particular of the mast segments relative to one another.
  • the mast segments have or have different masses, in particular different mass values, and/or different lengths, in particular different length values, and/or different center of gravity positions or centers of gravity, in particular values of the center of gravity positions.
  • the step includes: determining, in particular automatically determining, and setting, in particular automatically setting, an adjustment combination, in particular at least one value of the adjustment combination, depending on the specified variable and using, in particular at least, the optimization criterion, in particular and taking into account the masses and/or the lengths and/or the positions of the centers of gravity.
  • the tilting moment depends on the adjustment combination.
  • the mast segments can be adjustable by means of the mast joints.
  • the construction and/or sludge pump device, in particular the distributor boom can have a plurality of segment drives for adjusting the boom segments or for changing or setting the adjustment combination.
  • the step can include: determining, in particular searching, depending on the size, determining the peak position, in particular all mast positions through which the peak position can be reached. Determine based on the determined mast positions, in particular all and/or associated tilting moments. Determine, in particular search, based on the determined tilting moments, the minimized or minimum tilting moment. Determine the associated mast position based on the determined minimum tilting moment. Setting the determined associated mast position. In other words: determining and setting a mast position of a globally minimized or minimum tilting moment. In particular, this is independent of an actual boom position, in particular of the placing boom.
  • the step includes: determining, in particular automatically determining and/or searching and/or calculating, and setting, in particular automatically setting, a change, in particular in the mast position, in particular directly or without a detour, starting from, in particular on , an, in particular instantaneous or current, actual boom position, in particular of the placing boom, in particular at least, based on, in particular for, a, in particular largest, minimization, in particular of the tilting moment, in particular directly or without detour, starting from, in particular on, an, in particular instantaneous or current, actual tilting moment of the placing boom in relation to the support system.
  • the actual tilting moment depends on the actual mast position.
  • determining and setting a mast position for a, in particular next, locally minimized or minimum tilting moment This enables a local and/or, in particular therefore, simple and/or rapid minimization of the tilting moment, in particular and at the same time achieving and/or maintaining the peak position, in particular the setpoint peak position.
  • the tilting moment that is minimized, in particular in this way does not need or can be a globally minimized or minimum tilting moment.
  • the wording “one, in particular the steepest, descent or descent” can be used synonymously for the wording “one, in particular the greatest, minimization”.
  • the method can be referred to as a gradient-based method.
  • the method can have the step: determining, in particular detecting, the actual position of the mast.
  • the step includes: Controlling, in particular automatic control and/or regulation, of the mast position to, in particular, reaching and/or maintaining the peak position, in particular the target peak position, in particular starting from from an, in particular instantaneous or current, actual peak position of the placing boom and/or during the determination and adjustment of the change and/or as long as the actual overturning moment is minimized, if provided.
  • the method can have the step: determining, in particular detecting, the actual peak position.
  • the step includes: determining and setting the change and controlling, in particular rules, of the mast position by determining, in particular automatically determining and/or searching and/or calculating, a solution, in particular a value of the solution, for a kinematic Connection, in particular at least, the minimization of the actual tilting moment and the achievement and / or the maintenance of the top position with each other.
  • a link or a combination in particular of requirements or functions, minimizing the tilting moment and achieving and/or maintaining the top position with each other.
  • the kinematic relationship can describe, in particular model, the minimization of the tilting moment and the attainment and/or maintenance of the peak position.
  • reaching and/or maintaining the peak position can have priority over, in particular further, minimizing the tilting moment.
  • the mast tip can reach and/or hold the tip position and the overturning moment does not need or cannot reach a, in particular next, local minimum, in particular completely.
  • the kinematic relationship can take into account, in particular have, the adjustment ranges.
  • the support system can be adjusted, in particular flexibly.
  • the method includes or has the step of: blocking, in particular automatic blocking, of mast positions, in particular values of the mast positions, and/or tilting moments, in particular values of the tilting moments, depending on a determined variable or a determined parameter, in particular a determined value of the Size, determining at least one changeable support configuration or position, in particular at least one changeable value of the support configuration and/or an actual support configuration, of the adjustable support system for counteracting the tilting moment, in particular the actual tilting moment.
  • This, in particular the adjustable support system enables adaptation to a particular local construction site situation, in particular to a small support surface.
  • this enables, in particular the blocking of the mast positions and/or the tilting moments depending on the determined variable determining at least the changeable support configuration, to minimize or reduce or reduce the risk of the construction and/or sludge pump device tipping over or overturning reduce and/or, in particular, increase safety when working with or operating the construction and/or sludge pump device, in particular when adjusting the distributor boom. Furthermore, additionally or alternatively, this enables, in particular the minimization of the tilting moment, a maximized available working space, in particular of the placing boom.
  • the support system can have support arms, in particular support legs, which can be adjusted in particular in a support width and/or flexibly.
  • the method can have the step: Determining, in particular detecting, the support configuration, in particular the actual support configuration.
  • the distributor boom includes or has a conveying line, in particular a flexibly adjustable conveying line, for conveying building material and/or thick matter.
  • the delivery line can have, in particular be, a pipeline.
  • the system according to the invention includes or has an adjustment device.
  • the setting device is designed or configured for, in particular for the automatic setting of a, in particular, variable mast position of, in particular, the adjustable distributor mast of, in particular, the construction and/or sludge pump device. At least the same, in particular the same, tip position of one, in particular the, mast tip of the placing mast can be reached by different, in particular the different, mast positions.
  • the setting device is designed or configured to, in particular, determine and set a, in particular the, mast position as a function of a, in particular, predetermined variable, determining a, in particular, the peak position and using one, in particular the, optimization criterion.
  • the optimization criterion is a minimized, in particular the minimized, tilting moment of the distributor boom in relation to a, in particular the, support system of the construction and/or sludge pump device.
  • the tilting moment depends on the mast position.
  • the system can enable the same advantages as the previously mentioned or described method.
  • the system in particular the setting device, can be designed or configured for, in particular automatically, executing a method, in particular the previously mentioned method.
  • the system can have the distributor boom, in particular the construction and/or thick matter pump device.
  • the adjustment device can be electric, hydraulic and/or pneumatic.
  • the setting device can have a computing unit, in particular a processor, and/or a memory unit.
  • FIG. 1 shows a schematic of a system according to the invention and a method according to the invention for automatically setting a changeable boom position of an adjustable distributor boom of a construction and/or thick matter pump device, in particular a relationship between the boom position and a tilting moment of the distributor boom,
  • FIG. 2 shows a block circuit diagram of the system and the method of FIG. 1, in particular for minimizing the overturning moment
  • Fig. 3 to 10 are schematic examples of how the system and the
  • 1, 2, and 3 to 10 show a system 1 according to the invention, in particular having an adjustment device 2, and a method according to the invention for automatically adjusting a changeable boom position MS of an adjustable distributor boom 3 of a construction and/or thick matter pump device 4. At least one of the same Top position SPO of a mast tip 3S of the placing boom 3 can be reached through different mast positions MS, MS'.
  • the system 1, in particular the setting device 2, is designed, in particular determined and set, to determine and set a mast position MS as a function of a predetermined variable VG determining a peak position SPO and using an optimization criterion OK.
  • the method has the step of determining and setting the mast position MS as a function of the specified variable VG, determining the peak position SPO and using the optimization criterion OK, in particular by means of the system 1, in particular the setting device 2.
  • the optimization criterion OK is a minimized tilting moment KM of the placing boom 3 in relation to a support system 7 of the construction and/or sludge pump device 4, in particular a mast foot 3F of the placing boom 3.
  • the tilting moment KM depends on the mast position MS.
  • the system 1 has the distributor boom 3, in particular the construction and/or thick matter pump device 4.
  • the placing boom 3 has several adjustable boom joints 5a, 5b, 5c, 5d, 5e.
  • the mast position MS can be changed by a changeable joint position combination GSK of the mast joints 5a-e.
  • the same top position SPO can be reached by different joint position combinations GSK, GSK'.
  • the mast joints 5a, 5b, 5c, 5d, 5e have different adjustment ranges 5Va, 5Vb, 5Vc, 5Vd, 5Ve.
  • the step includes: determining and setting a joint position combination GSK depending on the specified variable VG and using the optimization criterion OK, in particular and taking into account the adjustment ranges 5Va-e, in particular by means of the system 1, in particular the setting device 2.
  • the tilting moment KM depends from the joint position combination GSK.
  • the distributor boom 3 can be rolled and/or Z-folded, in particular roll-Z-folded, by means of the boom joints 5a-e.
  • the distributor mast 3 has a plurality of mast segments 6a, 6b, 6c, 6d, 6e that can be adjusted, in particular relative to one another.
  • the mast position MS can be changed by a variable adjustment combination VSK of the mast segments 6a-e, in particular with respect to one another.
  • the same top position SPO can be achieved with different adjustment combinations VSK, VSK'.
  • the mast segments 6a, 6b, 6c, 6d, 6e have different masses ma, mb, mc, md, me and/or different lengths La, Lb, Lc, Ld, Le and/or different center of gravity positions GPa, GPb, GPc, GPd , GPe on.
  • the step includes: determining and setting an adjustment combination VSK depending on the specified variable VG and using the optimization criterion OK, in particular and taking into account the masses ma-e and/or the lengths La-e and/or the positions of the center of gravity GPa-e , in particular by means of the system 1, in particular the setting device 2.
  • the tilting moment KM depends on the adjustment combination VSK.
  • the placing boom 3 has five adjustable boom joints 5a-e. In alternative exemplary embodiments, the placing boom can have at least three boom joints.
  • the placing boom 3 has five boom segments 6a-e.
  • the placing boom can have at least three boom segments.
  • a mast joint and/or a mast segment enables a movement of the mast top.
  • Two mast joints and/or two mast segments allow free movement of the mast tip, in particular with the height and radius being independent of one another, in particular within certain limits.
  • At least three mast joints and/or at least three mast segments allow free movement of the mast tip and adjustment of the mast position over at least one degree of freedom.
  • N mast joints and/or N mast segments with N > three allow free movement of the mast tip and adjustment of the mast position over N-two degrees of freedom.
  • a radius or a distance r and/or a direction or an angle RI of the placing boom 3, in particular its boom tip 3S, in particular in relation to its boom foot 3F and/or the support system 7, can be changed by the changeable joint position combination GSK and/or the changeable adjustment combination VSK.
  • the step includes: determining and setting a change VMS based on an actual boom position IMS based on a minimization, in particular the largest, based on an actual tilting moment IKM of the placing boom 3 in relation to the support system 7, in particular by means of the system 1, in particular the setting device 2.
  • the actual tilting moment IKM depends on the actual mast position IMS.
  • the tilting moment KM in particular the actual tilting moment IKM, in particular a function of the tilting moment KM depending on the mast position MS, is, for example: m t .. mass of mast segment i
  • the greatest minimization of the tilting moment KM in particular based on the actual tilting moment IKM, means, for example, deriving the function of the tilting moment KM after the change VMS in the mast position MS, in particular the adjustment coordinates or the angle of the mast joints 5a-e, in particular based on the Actual mast position IMS: with
  • a determination, in particular a determination, of speeds of the mast joints 5a-e, in particular only or purely, to minimize the tilting moment KM is possible, for example, via pseudo-inverse or inverse direct kinematics:
  • the step also includes: controlling, in particular regulating, the mast position MS to achieve and/or maintain the peak position SPO, in particular a target peak position SSPO, in particular starting from an actual peak position ISPO of the placing boom 3 and/or during the determination and adjusting the change VMS and/or as long as the actual tilting moment IKM is minimized, in particular by means of the system 1, in particular the setting device 2.
  • a deviation of the peak position SPO, in particular the actual peak position ISPO, from the setpoint peak position or setpoint SSPO leads to a position error, for example: SPO ?SPO,setpoint — ?SPO,actual
  • a movement of the mast tip 3S towards the target tip position SSPO can or should be initiated, e.g. via a simple proportional control law:
  • a mapping to the speeds of the mast joints 5a-e is possible, for example, via the relationship:
  • the step includes: determining and setting the change VMS and controlling, in particular rules, the mast position MS by determining a solution LS for a kinematic connection KIZ of minimizing the actual tilting moment IKM and achieving and/or maintaining the peak position SPO with one another , in particular by means of the system 1, in particular the adjustment device 2.
  • the function or requirement last mentioned can be achieved by minimizing the tilting moment KM, in particular this function or requirement, for example using the vector equation are combined, in particular to form a combined Jacobi matrix, in particular composed of, in particular, the function of changing the tilting moment and, in particular of the function, a movement of the mast tip, or the kinematic relationship KIZ.
  • This kinematic relationship KIZ or this equation can be solved exactly for three mast segments.
  • it can make sense to place at least one additional requirement directly on the speeds of the mast joints 5a-e. This can either serve to proceed as efficiently as possible, such as:
  • 2 min or also to take into account at least one, in particular all, of the adjustment ranges 5Va-e.
  • the requirement can serve, for example:
  • a travel or movement command can be requested into the, in particular associated, adjustment range 5Va-e, for example depending on a joint position GS of one of the mast joints 5a-e. If, for example, the angle of the first mast joint 5a, in particular at the mast base 3F, is close to a limit value, the following can also be used, for example: wi ,gef - D
  • connection of the vector of the required speeds of the mast joints 5a-e can be represented, for example, using the identity matrix:
  • kinematic connection KIZ in particular the overall connection, or the combined Jacobi matrix results:
  • This kinematic relationship KIZ represents an overdetermined system of equations, which in general cannot be solved exactly. Instead, for example, the best solution LS of this system of equations can be determined in terms of the smallest error squares. For this, a sum of the squares of the errors in the above equation can be minimized.
  • the cost functional of this optimization is:
  • the individual components of the method or process minimizing the tilting moment KM, achieving and/or maintaining the target peak position SSPO and implementing the required speeds of the mast joints 5a-e
  • they can be given different weightings are taken into account in the cost functional K.
  • the diagonal matrix W can have these weights, in particular contain them.
  • the cost function can also be minimized iteratively using its gradient: take place: with the step size parameter l and an initial value w or ⁇ b , which in the simplest case can simply be chosen equal to the zero vector.
  • the support system 7 is adjustable.
  • the method has the step: Blocking of mast positions MS" and/or tilting moments KM" as a function of a determined variable EG, determining at least one changeable support configuration ASK of the adjustable support system 7 to counteract the tilting moment KM, in particular by means of the system 1, in particular the adjustment device 2 .
  • the distributor boom 3 has a conveying line 8 for conveying construction material and/or thick material BDS, in particular conveying it.
  • the distributor boom 3 has an end hose, which is in particular freely suspended.
  • the end hose can be taken into account in the mass me and/or the center of gravity position GPe of the, in particular last, mast segment 6e.
  • the invention provides an advantageous method for automatically adjusting a changeable boom position of an adjustable distributor boom of a construction and/or sludge pump device and an advantageous system, which in particular has improved properties in each case.
  • the method and/or the system for automatically minimizing the tilting moment allow/allows the operator or user to make maximum use of the working space when the working space is released on the basis of the actual tilting moment.
  • the placing boom can be can be switched over by simply pressing a button in such a way that the actual tilting moment is minimized, which frees up further parts of the working space.

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Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum automatischen Einstellen einer veränderbaren Maststellung (MS) eines verstellbaren Verteilermasts (3) einer Bau- und/oder Dickstoffpumpenvorrichtung (4), wobei mindestens eine selbe Spitzenposition (SPO) einer Mastspitze (3S) des Verteilermasts (3) durch verschiedene Maststellungen (MS, MS') erreichbar ist, wobei das Verfahren den Schritt aufweist: - Ermitteln und Einstellen einer Maststellung (MS) in Abhängigkeit einer vorgegebenen Größe (VG) bestimmend eine Spitzenposition (SPO) und anhand eines Optimierungskriteriums (OK), wobei das Optimierungskriterium (OK) ein minimiertes Kippmoment (KM) des Verteilermasts (3) in Bezug auf ein Abstützungssystem (7) der Bau- und/oder Dickstoffpumpenvorrichtung (4) ist, wobei das Kippmoment (KM) von der Maststellung (MS) abhängt.

Description

Verfahren zum automatischen Einstellen einer veränderbaren Maststellung eines verstellbaren
Verteilermasts einer Bau- und/oder Dickstoffpumpenvorrichtung und System
ANWENDUNGSGEBIET UND STAND DER TECHNIK
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum automatischen Einstellen einer veränderbaren Maststellung eines verstellbaren Verteilermasts einer Bau- und/oder Dickstoffpumpenvorrichtung und ein System.
AUFGABE UND LÖSUNG
Der Erfindung liegt als Aufgabe die Bereitstellung eines Verfahrens zum automatischen Einstellen einer veränderbaren Maststellung eines verstellbaren Verteilermasts einer Bau- und/oder Dickstoffpumpenvorrichtung und eines Systems zugrunde, insbesondere das jeweils verbesserte Eigenschaften aufweist.
Die Erfindung löst diese Aufgabe durch die Bereitstellung eines Verfahrens mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und eines Systems mit den Merkmalen des Anspruchs 10. Vorteilhafte Weiterbildungen und/oder Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen beschrieben.
Das erfindungsgemäße, insbesondere automatische, Verfahren ist zum automatischen Einstellen einer veränderbaren Maststellung eines, insbesondere flexibel, verstellbaren Verteilermasts einer Bau- und/oder Dickstoffpumpenvorrichtung ausgebildet bzw. konfiguriert bzw. vorgesehen. Mindestens eine selbe Spitzenposition einer Mastspitze des Verteilermasts ist durch verschiedene Maststellungen bzw. Mastposen, insbesondere des Verteilermasts, erreichbar. Das Verfahren umfasst bzw. weist den Schritt auf: Ermitteln, insbesondere automatisches Ermitteln, und Einstellen, insbesondere automatisches Einstellen, einer Maststellung, insbesondere mindestens eines Werts der Maststellung, insbesondere des Verteilermasts, in Abhängigkeit einer vorgegebenen Größe bzw. eines Parameters, insbesondere eines Werts der Größe, bestimmend eine Spitzenposition, insbesondere einen Wert der Spitzenposition, insbesondere der Mastspitze, und anhand, insbesondere mindestens, eines Optimierungskriteriums. Das Optimierungskriterium ist ein minimiertes bzw. reduziertes, insbesondere mechanisches, Kipp- bzw. Lastmoment, insbesondere ein minimierter Wert des Kippmoments, des Verteilermasts in Bezug auf ein Abstützungssystem, insbesondere des Verteilermasts, der Bau- und/oder Dickstoffpumpenvorrichtung. Das Kippmoment hängt von der Maststellung ab.
Dies ermöglicht ein Risiko eines Umkippens bzw. Umstürzens der Bau- und/oder Dickstoffpumpenvorrichtung zu minimieren bzw. zu reduzieren bzw. zu erniedrigen und/oder, insbesondere somit, eine Sicherheit beim Arbeiten mit bzw. Betrieb der Bau- und/oder Dickstoffpumpenvorrichtung, insbesondere beim Verstellen des Verteilermasts, zu erhöhen. Zusätzlich oder alternativ ermöglicht dies einen maximierten verfügbaren Arbeitsraum, insbesondere des Verteilermasts, insbesondere wobei der Arbeitsraum von der Maststellung abhängen kann.
Insbesondere kann der Begriff „selbstständig“ synonym für den Begriff „automatisch“ verwendet werden.
Der Verteilermast kann ein Bau- und/oder Dickstoffverteilermast sein.
Die Bau- und/oder Dickstoffpumpenvorrichtung kann mobil, insbesondere fahrbar, insbesondere eine Auto-Bau- und/oder Dickstoffpumpe, sein.
Die Bau- und/oder Dickstoffpumpenvorrichtung kann zur Förderung von Bau- und/oder Dickstoff ausgebildet sein.
Baustoff kann Mörtel, Zement, Estrich, Beton und/oder Putz bezeichnen. Zusätzlich oder alternativ kann Dickstoff Schlamm bezeichnen.
Mindestens dieselbe Spitzenposition der Mastspitze kann durch mindestens drei, insbesondere mindestens zehn, verschiedene Maststellungen erreichbar sein.
Mehrere, insbesondere mindestens drei, insbesondere mindestens zehn, Spitzenpositionen der Mastspitze können, insbesondere zu verschiedenen Zeitpunkten, durch, insbesondere jeweils, verschiedene Maststellungen des Verteilermasts erreichbar sein.
Die Mastspitze kann ein freies Ende des Verteilermasts sein.
Die Größe bestimmend die Spitzenposition kann eine Soll-Größe und/oder bestimmend eine Soll-Spitzenposition, insbesondere der Mastspitze, sein. Zusätzlich oder alternativ kann die Größe eine Richtung, insbesondere eine Soll-Richtung, und/oder eine Geschwindigkeit, insbesondere eine Soll-Geschwindigkeit, einer Bewegung, insbesondere einer Soll-Bewegung, der Mastspitze sein. Weiter zusätzlich oder alternativ kann die Größe ein Fahrbefehl bzw. Fahrkommando, insbesondere zu einer Erreichung der Spitzenposition, sein. Weiter zusätzlich oder alternativ kann die Größe durch einen Bediener bzw. Benutzer, insbesondere des Verteilermasts und/oder der Bau- und/oder Dickstoffpumpenvorrichtung, vorgegeben sein. Weiter zusätzlich oder alternativ kann das Verfahren den Schritt aufweisen: Ermitteln, insbesondere Erfassen, einer Vorgabe der Größe, insbesondere durch den Bediener.
Ein, insbesondere weiteres, Optimierungskriterium kann ein Halten eines Abstands zu mindestens einem Hindernis, wie z.B. einem Rest der Bau- und/oder
Dickstoffpumpenvorrichtung und/oder einem weiteren Verteilermast, durch den Verteilermast sein.
Das Kippmoment des Verteilermasts kann in Bezug auf einen bzw. an einem Mastfuß, insbesondere einem Vierpunktlager, des Verteilermasts sein. Zusätzlich oder alternativ kann das Kippmoment durch die Maststellung verursacht sein.
In einer Weiterbildung der Erfindung umfasst bzw. weist der Verteilermast mehrere, insbesondere flexibel, verstellbare Mastgelenke auf. Die Maststellung ist durch eine veränderbare Gelenkstellungs-Kombination bzw. -Konfiguration der Mastgelenke veränderbar. Insbesondere mindestens, dieselbe Spitzenposition ist durch verschiedene Gelenkstellungs- Kombinationen, insbesondere der Mastgelenke, erreichbar. Insbesondere haben bzw. weisen die Mastgelenke verschiedene Verstellbereiche, insbesondere verschiedene Werte der Verstellbereiche, auf. Der Schritt weist auf: Ermitteln, insbesondere automatisches Ermitteln, und Einstellen, insbesondere automatisches Einstellen, einer Gelenkstellungs-Kombination, insbesondere mindestens eines Werts der Gelenkstellungs-Kombination, insbesondere der Mastgelenke, in Abhängigkeit der vorgegebenen Größe und anhand, insbesondere mindestens, des Optimierungskriteriums, insbesondere und unter Berücksichtigung der Verstellbereiche. Das Kippmoment hängt von der Gelenkstellungs-Kombination ab. Insbesondere kann mindestens eines der Mastgelenke ein Knick-, Dreh- und/oder Schubgelenk aufweisen, insbesondere sein. Zusätzlich oder alternativ kann mindestens einer der Verstellbereiche einen Winkelbereich aufweisen, insbesondere sein. Weiter zusätzlich oder alternativ kann mindestens einer der Verstellbereiche durch mindestens einen, insbesondere mechanischen, Anschlag mindestens eines der Mastgelenke definiert, insbesondere begrenzt, sein. Weiter zusätzlich oder alternativ kann die Bau- und/oder Dickstoffpumpenvorrichtung, insbesondere der Verteilermast, mehrere Gelenkantriebe zur Verstellung der Mastgelenke bzw. zur Veränderung bzw. Einstellung der Gelenkstellungs-Kombination aufweisen. Weiter zusätzlich oder alternativ kann eines der Mastgelenke an einem nicht-freien bzw. festen Ende bzw. dem Mastfuß des Verteilermasts sein.
In einer Ausgestaltung der Erfindung ist der Verteilermast mittels der Mastgelenke Roll- und/oder Z-faltbar, insbesondere Roll-Z-faltbar.
In einer Weiterbildung der Erfindung umfasst bzw. weist der Verteilermast mehrere, insbesondere zueinander und/oder flexibel, verstellbare Mastsegmente bzw. -abschnitte auf. Die Maststellung ist durch eine veränderbare Verstellungs-Kombination bzw. -Konfiguration der Mastsegmente, insbesondere zueinander, veränderbar. Insbesondere mindestens, dieselbe Spitzenposition ist durch verschiedene Verstellungs-Kombinationen, insbesondere des Mastsegmente zueinander, erreichbar. Insbesondere haben bzw. weisen die Mastsegmente verschiedene Massen, insbesondere verschiedene Werte der Massen, und/oder verschiedene Längen, insbesondere verschiedene Werte der Längen, und/oder verschiedene Schwerpunktspositionen bzw. Schwerpunkte, insbesondere Werte der Schwerpunktspositionen, auf. Der Schritt weist auf: Ermitteln, insbesondere automatisches Ermitteln, und Einstellen, insbesondere automatisches Einstellen, einer Verstellungs-Kombination, insbesondere mindestens eines Werts der Verstellungs-Kombination, in Abhängigkeit der vorgegebenen Größe und anhand, insbesondere mindestens, des Optimierungskriteriums, insbesondere und unter Berücksichtigung der Massen und/oder der Längen und/oder der Schwerpunktspositionen. Das Kippmoment hängt von der Verstellungs-Kombination ab. Insbesondere können die Mastsegmente mittels der Mastgelenke verstellbar sein. Zusätzlich oder alternativ kann die Bau- und/oder Dickstoffpumpenvorrichtung, insbesondere der Verteilermast, mehrere Segmentantriebe zur Verstellung der Mastsegmente bzw. zur Veränderung bzw. Einstellung der Verstellungs-Kombination aufweisen.
Insbesondere kann der Schritt aufweisen: Ermitteln, insbesondere Suchen, in Abhängigkeit der Größe bestimmend die Spitzenposition, insbesondere alle, Maststellungen, durch welche die Spitzenposition erreichbar ist. Ermitteln basierend auf den ermittelten Maststellungen, insbesondere alle und/oder zugehörigen, Kippmomente. Ermitteln, insbesondere Suchen, basierend auf den ermittelten Kippmomenten das minimierteste bzw. minimale Kippmoment. Ermitteln basierend auf dem ermittelten minimiertesten Kippmoment die zugehörige Maststellung. Einstellen der ermittelten zugehörigen Maststellung. In anderen Worten: Ermitteln und Einstellen einer Maststellung eines global minimierten bzw. minimalen Kippmoments. Insbesondere dies unabhängig von einer Ist-Maststellung, insbesondere des Verteilermasts. ln einer Weiterbildung der Erfindung weist der Schritt auf: Ermitteln, insbesondere automatisches Ermitteln und/oder Suchen und/oder Berechnen, und Einstellen, insbesondere automatisches Einstellen, einer Veränderung, insbesondere der Maststellung, insbesondere direkt bzw. ohne Umweg, ausgehend von, insbesondere an, einer, insbesondere momentanen bzw. aktuellen, Ist-Maststellung, insbesondere des Verteilermasts, insbesondere mindestens, basierend auf, insbesondere zu, einer, insbesondere größten, Minimierung, insbesondere des Kippmoments, insbesondere direkt bzw. ohne Umweg, ausgehend von, insbesondere an, einem, insbesondere momentanen bzw. aktuellen, Ist-Kippmoment des Verteilermasts in Bezug auf das Abstützungssystem. Das Ist-Kippmoment hängt von der Ist-Maststellung ab. In anderen Worten: Ermitteln und Einstellen einer Maststellung zu einem, insbesondere nächsten, lokal minimierten bzw. minimalen Kippmoment. Dies ermöglicht eine lokale und/oder, insbesondere somit, einfache und/oder schnelle Minimierung des Kippmoments, insbesondere und dabei eine Erreichung und/oder eine Haltung der Spitzenposition, insbesondere der Soll-Spitzenposition. Insbesondere braucht oder kann das, insbesondere derart, minimierte Kippmoment kein global minimiertes bzw. minimales Kippmoment zu sein. Zusätzlich oder alternativ kann die Formulierung „einem, insbesondere steilsten, Abfall bzw. Abstieg“ synonym für die Formulierung „einer, insbesondere größten, Minimierung“ verwendet werden. Weiter zusätzlich oder alternativ kann das Verfahren als gradientenbasiertes Verfahren bezeichnet werden. Weiter zusätzlich oder alternativ kann das Verfahren den Schritt aufweisen: Ermitteln, insbesondere Erfassen, der Ist-Maststellung.
In einer Weiterbildung, insbesondere einer Ausgestaltung, der Erfindung weist der Schritt auf: Steuern, insbesondere automatisches Steuern und/oder Regeln, der Maststellung zu einer, insbesondere der, Erreichung und/oder einer Haltung der Spitzenposition, insbesondere der Soll-Spitzenposition, insbesondere ausgehend von einer, insbesondere momentanen bzw. aktuellen, Ist-Spitzenposition des Verteilermasts und/oder während des Ermittelns und des Einstellens der Veränderung und/oder solange das Ist-Kippmoment minimiert wird, soweit vorgesehen. Dies ermöglicht die Erreichung und/oder die Haltung der Spitzenposition, insbesondere und dabei die Minimierung des Kippmoments. Insbesondere kann das Verfahren den Schritt aufweisen: Ermitteln, insbesondere Erfassen, der Ist-Spitzenposition.
In einer Ausgestaltung der Erfindung weist der Schritt auf: Ermitteln und Einstellen der Veränderung und Steuern, insbesondere Regeln, der Maststellung mittels Ermittelns, insbesondere automatischen Ermittelns und/oder Suchens und/oder Berechnens, einer Lösung, insbesondere eines Werts der Lösung, für einen kinematischen Zusammenhang, insbesondere mindestens, der Minimierung des Ist-Kippmoments und der Erreichung und/oder der Haltung der Spitzenposition miteinander. Dies ermöglicht eine Verknüpfung bzw. eine Kombination, insbesondere von Forderungen bzw. Funktionen, der Minimierung des Kippmoments und der Erreichung und/oder der Haltung der Spitzenposition miteinander. Insbesondere kann der kinematische Zusammenhang die Minimierung des Kippmoments und die Erreichung und/oder die Haltung der Spitzenposition beschreiben, insbesondere modellieren. Zusätzlich oder alternativ kann die Erreichung und/oder die Haltung der Spitzenposition vor der, insbesondere weiteren, Minimierung des Kippmoments vorrangig sein. In anderen Worten: die Mastspitze kann die Spitzenposition erreichen und/oder halten und das Kippmoment braucht oder kann nicht ein, insbesondere nächstes, lokales Minimum, insbesondere vollständig, zu erreichen. Weiter zusätzlich oder alternativ kann der kinematische Zusammenhang die Verstellbereiche berücksichtigen, insbesondere aufweisen.
In einer Weiterbildung der Erfindung ist das Abstützungssystem, insbesondere flexibel, verstellbar. Das Verfahren umfasst bzw. weist den Schritt auf: Sperren, insbesondere automatisches Sperren, von Maststellungen, insbesondere Werten der Maststellungen, und/oder Kippmomenten, insbesondere Werten der Kippmomente, in Abhängigkeit einer ermittelten Größe bzw. eines ermittelten Parameters, insbesondere eines ermittelten Werts der Größe, bestimmend mindestens eine veränderbare Abstützkonfiguration bzw. -Stellung, insbesondere mindestens einen veränderbaren Wert der Abstützkonfiguration und/oder eine Ist- Abstützkonfiguration, des verstellbaren Abstützungssystems zur Entgegenwirkung des Kippmoments, insbesondere des Ist-Kippmoments. Dies, insbesondere das verstellbare Abstützungssystem, ermöglicht eine Anpassung an eine, insbesondere örtliche, Baustellengegebenheit, insbesondere an eine kleine Abstützfläche. Zusätzlich oder alternativ ermöglicht dies, insbesondere das Sperren der Maststellungen und/oder der Kippmomente in Abhängigkeit der ermittelten Größe bestimmend mindestens die veränderbare Abstützkonfiguration, ein Risiko eines Umkippens bzw. Umstürzens der Bau- und/oder Dickstoffpumpenvorrichtung zu minimieren bzw. zu reduzieren bzw. zu erniedrigen und/oder, insbesondere somit, eine Sicherheit beim Arbeiten mit bzw. Betrieb der Bau- und/oder Dickstoffpumpenvorrichtung, insbesondere beim Verstellen des Verteilermasts, zu erhöhen. Weiter zusätzlich oder alternativ ermöglicht dies, insbesondere die Minimierung des Kippmoments, einen maximierten verfügbaren Arbeitsraum, insbesondere des Verteilermasts. In anderen Worten: Dadurch wird dem Bediener bzw. Benutzer ohne eigene Kenntnis zu den Zusammenhängen zwischen Kipp- bzw. Lastmoment und Maststellung ermöglicht, die Bau- und/oder Dickstoffpumpenvorrichtung, insbesondere den Verteilermast, im maximal möglichen Bereich bei minimaler Abstützbreite zu betreiben. Insbesondere kann das Abstützungssystem, insbesondere in einer Abstützweite und/oder flexibel, verstellbare Stützausleger, insbesondere Stützbeine, aufweisen. Zusätzlich oder alternativ kann das Verfahren den Schritt aufweisen: Ermitteln, insbesondere Erfassen, der Abstützkonfiguration, insbesondere der Ist- Abstützkonfiguration.
In einer Weiterbildung der Erfindung umfasst bzw. weist der Verteilermast eine, insbesondere flexibel verstellbare, Förderleitung zur Förderung von Bau- und/oder Dickstoff auf. Insbesondere kann die Förderleitung eine Rohrleitung aufweisen, insbesondere sein.
Das erfindungsgemäße System umfasst bzw. weist eine Einstellungseinrichtung auf. Die Einstellungseinrichtung ist zum, insbesondere zu dem, automatischen Einstellen einer, insbesondere der, veränderbaren Maststellung eines, insbesondere des, verstellbaren Verteilermasts einer, insbesondere der, Bau- und/oder Dickstoffpumpenvorrichtung ausgebildet bzw. konfiguriert. Mindestens eine selbe, insbesondere dieselbe, Spitzenposition einer, insbesondere der, Mastspitze des Verteilermasts ist durch verschiedene, insbesondere die verschiedenen, Maststellungen erreichbar. Des Weiteren ist die Einstellungseinrichtung zum, insbesondere zu dem, Ermitteln und Einstellen einer, insbesondere der, Maststellung in Abhängigkeit einer, insbesondere der, vorgegebenen Größe bestimmend eine, insbesondere die, Spitzenposition und anhand eines, insbesondere des, Optimierungskriteriums ausgebildet bzw. konfiguriert. Das Optimierungskriterium ist ein minimiertes, insbesondere das minimierte, Kippmoment des Verteilermasts in Bezug auf ein, insbesondere das, Abstützungssystem der Bau- und/oder Dickstoffpumpenvorrichtung. Das Kippmoment hängt von der Maststellung ab. Das System kann die gleichen Vorteile ermöglichen wie das vorhergehende genannte bzw. beschriebene Verfahren. Insbesondere kann das System, insbesondere die Einstellungseinrichtung, zum, insbesondere automatischen, Ausführen eines, insbesondere des, vorhergehend genannten Verfahrens ausgebildet bzw. konfiguriert sein. Zusätzlich oder alternativ kann das System den Verteilermast, insbesondere die Bau- und/oder Dickstoffpumpenvorrichtung, aufweisen. Weiter zusätzlich oder alternativ kann die Einstellungseinrichtung elektrisch, hydraulisch und/oder pneumatisch sein. Insbesondere kann die Einstellungseinrichtung eine Recheneinheit, insbesondere einen Prozessor, und/oder eine Speichereinheit aufweisen.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Weitere Vorteile und Aspekte der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen und aus der nachfolgenden Beschreibung von bevorzugten Ausführungsbeispielen der Erfindung, die nachfolgend anhand der Figuren erläutert sind. Dabei zeigen: Fig. 1 schematisch ein erfindungsgemäßes System und ein erfindungsgemäßes Verfahren zum automatischen Einstellen einer veränderbaren Maststellung eines verstellbaren Verteilermasts einer Bau- und/oder Dickstoffpumpenvorrichtung, insbesondere einen Zusammenhang zwischen der Maststellung und einem Kippmoment des Verteilermasts,
Fig. 2 schematisch ein Blockschaltschild des Systems und des Verfahrens der Fig. 1, insbesondere zu einer Minimierung des Kippmoments, und
Fig. 3 bis 10 schematisch Beispiele für die Funktionsweise des Systems und des
Verfahrens der Fig. 1.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER AUSFUHRUNGSBEISPIELE
Fig. 1, 2, und 3 bis 10 zeigen ein erfindungsgemäßes System 1, insbesondere aufweisend eine Einstelleinrichtung 2, ausgebildet und ein erfindungsgemäßes Verfahren zum automatischen Einstellen einer veränderbaren Maststellung MS eines verstellbaren Verteilermasts 3 einer Bau- und/oder Dickstoffpumpenvorrichtung 4. Mindestens eine selbe Spitzenposition SPO einer Mastspitze 3S des Verteilermasts 3 ist durch verschiedene Maststellungen MS, MS‘ erreichbar.
Des Weiteren ist das System 1, insbesondere die Einstellungseinrichtung 2, zum Ermitteln und Einstellen einer Maststellung MS in Abhängigkeit einer vorgegebenen Größe VG bestimmend eine Spitzenposition SPO und anhand eines Optimierungskriteriums OK ausgebildet, insbesondere ermittelt und stellt ein.
Außerdem weist das Verfahren den Schritt auf: Ermitteln und Einstellen der Maststellung MS in Abhängigkeit der vorgegebenen Größe VG bestimmend die Spitzenposition SPO und anhand des Optimierungskriteriums OK, insbesondere mittels des Systems 1, insbesondere der Einstellungseinrichtung 2.
Das Optimierungskriterium OK ist ein minimiertes Kippmoment KM des Verteilermasts 3 in Bezug auf ein Abstützungssystem 7 der Bau- und/oder Dickstoffpumpenvorrichtung 4, insbesondere einen Mastfuß 3F des Verteilermasts 3. Das Kippmoment KM hängt von der Maststellung MS ab.
In dem gezeigten Ausführungsbeispiel weist das System 1 den Verteilermast 3, insbesondere die Bau- und/oder Dickstoffpumpenvorrichtung 4, auf. lm Detail weist der Verteilermast 3 mehrere verstellbare Mastgelenke 5a, 5b, 5c, 5d, 5e auf. Die Maststellung MS ist durch eine veränderbare Gelenkstellungs-Kombination GSK der Mastgelenke 5a-e veränderbar. Dieselbe Spitzenposition SPO ist durch verschiedene Gelenkstellungs-Kombinationen GSK, GSK‘ erreichbar. Insbesondere weisen die Mastgelenke 5a, 5b, 5c, 5d, 5e verschiedene Verstellbereiche 5Va, 5Vb, 5Vc, 5Vd, 5Ve auf. Der Schritt weist auf: Ermitteln und Einstellen einer Gelenkstellungs-Kombination GSK in Abhängigkeit der vorgegebenen Größe VG und anhand des Optimierungskriteriums OK, insbesondere und unter Berücksichtigung der Verstellbereiche 5Va-e, insbesondere mittels des Systems 1, insbesondere der Einstellungseinrichtung 2. Das Kippmoment KM hängt von der Gelenkstellungs-Kombination GSK ab.
Im Detail ist der Verteilermast 3 mittels der Mastgelenke 5a-e Roll- und/oder Z-faltbar, insbesondere Roll-Z-faltbar.
Weiter weist der Verteilermast 3 mehrere, insbesondere zueinander, verstellbare Mastsegmente 6a, 6b, 6c, 6d, 6e auf. Die Maststellung MS ist durch eine veränderbare Verstellungs-Kombination VSK der Mastsegmente 6a-e, insbesondere zueinander, veränderbar. Dieselbe Spitzenposition SPO ist durch verschiedene Verstellungs-Kombinationen VSK, VSK‘ erreichbar. Insbesondere weisen die Mastsegmente 6a, 6b, 6c, 6d, 6e verschiedene Massen ma, mb, mc, md, me und/oder verschiedene Längen La, Lb, Lc, Ld, Le und/oder verschiedene Schwerpunktspositionen GPa, GPb, GPc, GPd, GPe auf. Der Schritt weist auf: Ermitteln und Einstellen einer Verstellungs-Kombination VSK in Abhängigkeit der vorgegebenen Größe VG und anhand des Optimierungskriteriums OK, insbesondere und unter Berücksichtigung der Massen ma-e und/oder der Längen La-e und/oder der Schwerpunktspositionen GPa-e, insbesondere mittels des Systems 1, insbesondere der Einstellungseinrichtung 2. Das Kippmoment KM hängt von der Verstellungs-Kombination VSK ab.
In dem gezeigten Ausführungsbeispiel weist der Verteilermast 3 fünf verstellbare Mastgelenke 5a-e auf. In alternativen Ausführungsbeispielen kann der Verteilermast mindestens drei Mastgelenke aufweisen.
Zudem weist in dem gezeigten Ausführungsbeispiel der Verteilermast 3 fünf Mastsegmente 6a- e auf. In alternativen Ausführungsbeispielen kann der Verteilermast mindestens drei Mastsegmente aufweisen. Zum Hintergrund: Ein Mastgelenk und/oder ein Mastsegment ermöglichen/ermöglicht eine Bewegung der Mastspitze. Zwei Mastgelenke und/oder zwei Mastsegmente ermöglichen eine freie Bewegung der Mastspitze, insbesondere wobei Höhe und Radius, insbesondere in gewissen Grenzen, voneinander unabhängig sind. Mindestens drei Mastgelenke und/oder mindestens drei Mastsegmente ermöglichen eine freie Bewegung der Mastspitze und eine Einstellung der Maststellung über mindestens einen Freiheitsgrad. In anderen Worten: N Mastgelenke und/oder N Mastsegmente mit N >= drei ermöglichen eine freie Bewegung der Mastspitze und eine Einstellung der Maststellung über N-zwei Freiheitsgrade.
Des Weiteren sind/ist in dem gezeigten Ausführungsbeispiel ein Radius bzw. ein Abstand r und/oder eine Richtung bzw. ein Winkel RI des Verteilermasts 3, insbesondere seiner Mastspitze 3S, insbesondere in Bezug auf seinen Mastfuß 3F und/oder das Abstützu ngssystem 7, durch die veränderbare Gelenkstellungs-Kombination GSK und/oder die veränderbare Verstellungs-Kombination VSK veränderbar.
Außerdem weist der Schritt auf: Ermitteln und Einstellen einer Veränderung VMS ausgehend von einer Ist-Maststellung IMS basierend auf einer, insbesondere größten, Minimierung ausgehend von einem Ist-Kippmoment IKM des Verteilermasts 3 in Bezug auf das Abstützungssystem 7, insbesondere mittels des Systems 1, insbesondere der Einstellungseinrichtung 2. Das Ist-Kippmoment IKM hängt von der Ist-Maststellung IMS ab.
Zum Hintergrund: das Kippmoment KM, insbesondere das Ist-Kippmoment IKM, insbesondere eine Funktion des Kippmoments KM in Abhängigkeit der Maststellung MS, ist z.B.: mt.. Masse von Mastsegment i
Hebelarme der Mastsegmente 6a-e sind abhängig von der Maststellung MS, insbesondere der Ist-Maststellung IMS, z.B.: ,i = n + L, xSP i COS (<pR;i) cp.. Verstellkoordinate, insbesondere Winkel, der Mastgelenke 5a-e
Insbesondere größte, Minimierung des Kippmoments KM, insbesondere ausgehend von dem Ist-Kippmoment IKM, bedeutet z.B. Ableitung der Funktion des Kippmoments KM nach der Veränderung VMS der Maststellung MS, insbesondere der Verstellkoordinate bzw. der Winkel der Mastgelenke 5a-e, insbesondere ausgehend von der Ist-Maststellung IMS: mit
C < 0,
Ein Ermitteln, insbesondere ein Bestimmen, von Geschwindigkeiten der Mastgelenke 5a-e, insbesondere nur bzw. rein, zur Minimierung des Kippmoments KM ist z.B. über Pseudoinverse bzw. eine inverse direkte Kinematik möglich:
Weiter weist der Schritt auf: Steuern, insbesondere Regeln, der Maststellung MS zu einer Erreichung und/oder einer Haltung der Spitzenposition SPO, insbesondere einer Soll- Spitzenposition SSPO, insbesondere ausgehend von einer Ist-Spitzenposition ISPO des Verteilermasts 3 und/oder während des Ermittelns und des Einstellens der Veränderung VMS und/oder solange das Ist-Kippmoment IKM minimiert wird, insbesondere mittels des Systems 1, insbesondere der Einstellungseinrichtung 2.
Zum Hintergrund: Erreichen und/oder Halten, insbesondere Festhalten, der Mastspitze 3S z.B. über einen Regler, insbesondere der Einstelleinrichtung 2.
Eine Abweichung der Spitzenposition SPO, insbesondere der Ist-Spitzenposition ISPO, von der Soll-Spitzenposition bzw. dem Sollwert SSPO führt auf einen Positionsfehler z.B.: SPO = ?SPO,soll — ?SPO,ist
Um den Positionsfehler zu minimieren kann oder soll eine Bewegung der Mastspitze 3S auf die Soll-Spitzenposition SSPO zu eingeleitet werden, z.B. über eine einfaches proportionales Regelgesetz:
Eine Abbildung auf die Geschwindigkeiten der Mastgelenke 5a-e ist z.B. über den Zusammenhang möglich:
Zudem weist der Schritt auf: Ermitteln und Einstellen der Veränderung VMS und Steuern, insbesondere Regeln, der Maststellung MS mittels Ermittelns einer Lösung LS für einen kinematischen Zusammenhang KIZ der Minimierung des Ist-Kippmoments IKM und der Erreichung und/oder der Haltung der Spitzenposition SPO miteinander, insbesondere mittels des Systems 1, insbesondere der Einstellungseinrichtung 2.
Zum Hintergrund: die letzte genannte Funktion bzw. Forderung kann mit der Minimierung des Kippmoments KM, insbesondere dieser Funktion bzw. Forderung, z.B. durch die Vektorgleichung kombiniert werden, insbesondere zu einer kombinierten Jacobi-Matrix, insbesondere zusammengesetzt aus, insbesondere der Funktion, der Veränderung des Kippmoments und, insbesondere der Funktion, einer Bewegung der Mastspitze, bzw. zu dem kinematischen Zusammenhang KIZ. Für drei Mastsegmente ist dieser kinematische Zusammenhang KIZ bzw. diese Gleichung exakt lösbar. Allgemein kann es sinnvoll sein, mindestens eine zusätzliche Forderung an die Geschwindigkeiten der Mastgelenke 5a-e direkt zu stellen. Diese kann entweder dazu dienen, möglichst effizient zu verfahren, wie z.B.:
I|w||2 = min oder auch um mindestens einen, insbesondere alle, der Verstellbereiche 5Va-e zu berücksichtigen. Um die Effizienz des Verfahrens in die Betrachtung zu integrieren kann z.B. die Forderung dienen:
Um mindestens einen, insbesondere alle, der Verstellbereiche 5Va-e zu berücksichtigen, kann z.B. in Abhängigkeit einer Gelenkstellung GS eines der Mastgelenke 5a-e ein Fahr- bzw. Bewegungsbefehl in den, insbesondere zugehörigen, Verstellbereich 5Va-e hinein gefordert werden. Ist z.B. der Winkel des ersten Mastgelenks 5a, insbesondere an dem Mastfuß 3F, in der Nähe eines Grenzwerts, kann zusätzlich z.B.: wi ,gef - D
, insbesondere mit D < 0 in der Nähe eines oberen Grenzwerts und/oder D > 0 in der Nähe eines unteren Grenzwerts, gefordert werden. Der Zusammenhang des Vektors der geforderten Geschwindigkeiten der Mastgelenke 5a-e lässt sich z.B. über die Einheitsmatrix darstellen:
Mit dieser zusätzlichen Forderung bzw. Bedingung bzw. Funktion ergibt sich der kinematische Zusammenhang KIZ, insbesondere Gesamtzusammenhang, bzw. die kombinierte Jacobi- Matrix: Dieser kinematische Zusammenhang KIZ stellt ein überbestimmtes Gleichungssystem dar, das im Allgemeinen nicht exakt gelöst werden kann. Stattdessen kann z.B. die beste Lösung LS dieses Gleichungssystems im Sinne der kleinsten Fehlerquadrate ermittelt werden. Dafür kann eine Summe der Quadrate der Fehler in der obigen Gleichung minimiert werden. Das Kostenfunktional dieser Optimierung ist dabei:
Um die einzelnen Bestandteile des Verfahrens bzw. Vorgangs (Minimierung des Kippmoments KM, Erreichung und/oder Haltung der Soll-Spitzenposition SSPO und die Umsetzung der geforderten Geschwindigkeiten der Mastgelenke 5a-e), insbesondere verschieden, priorisieren zu können, können diese mit verschiedenen Gewichtungen im Kostenfunktional K berücksichtigt werden. Die Diagonalmatrix W kann diese Gewichte aufweisen, insbesondere enthalten.
Da es sich um einen linearen Zusammenhang handelt, kann dieser z.B. direkt über eine allgemeine Least-Squares Lösung erfolgen:
Alternativ, insbesondere und in diesem bzw. dem vorliegenden Fall vorteilhaft, kann die Minimierung des Kostenfunktionais auch iterativ anhand seines Gradienten: erfolgen: mit dem Schrittweitenparameter l und einem Startwert worΐb, der im einfachsten Fall einfach gleich dem Nullvektor gewählt werden kann.
Des Weiteren ist das Abstützungssystem 7 verstellbar. Das Verfahren weist den Schritt auf: Sperren von Maststellungen MS“ und/oder Kippmomenten KM“ in Abhängigkeit einer ermittelten Größe EG bestimmend mindestens eine veränderbare Abstützkonfiguration ASK des verstellbaren Abstützungssystems 7 zur Entgegenwirkung des Kippmoments KM, insbesondere mittels des Systems 1, insbesondere der Einstellungseinrichtung 2.
Außerdem weist der Verteilermast 3 eine Förderleitung 8 zur Förderung von Bau- und/oder Dickstoff BDS auf, insbesondere fördert.
Im Übrigen weist der Verteilermast 3 einen, insbesondere frei hängenden, Endschlauch auf.
Insbesondere kann der Endschlauch bei der Masse me und/oder der Schwerpunktsposition GPe des, insbesondere letzten, Mastsegments 6e berücksichtigt werden.
Wie die gezeigten und oben erläuterten Ausführungsbeispiele deutlich machen, stellt die Erfindung ein vorteilhaftes Verfahren zum automatischen Einstellen einer veränderbaren Maststellung eines verstellbaren Verteilermasts einer Bau- und/oder Dickstoffpumpenvorrichtung und ein vorteilhaftes System bereit, insbesondere das jeweils verbesserte Eigenschaften aufweist.
In anderen Worten: das Verfahren und/oder das System zur automatischen Minimierung des Kippmoments ermöglichen/ermöglicht dem Bediener bzw. Benutzer die maximale Ausnutzung des Arbeitsraums bei einer Freigabe des Arbeitsraums auf Basis des Ist-Kippmoments. Beim Erreichen der Grenze des freigegebenen Arbeitsraums kann der Verteilermast durch einen einfachen Knopfdruck derart umgestellt werden, dass das Ist-Kippmoment minimiert wird, wodurch weitere Teile des Arbeitsraums freigegeben werden. Dadurch wird dem Bediener bzw. Benutzer ohne eigene Kenntnis zu den Zusammenhängen zwischen Kippmoment und Maststellung ermöglicht, die Bau- und/oder Dickstoffpumpenvorrichtung im maximal möglichen Bereich bei minimaler Abstützbreite zu betreiben.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zum automatischen Einstellen einer veränderbaren Maststellung (MS) eines verstellbaren Verteilermasts (3) einer Bau- und/oder Dickstoffpumpenvorrichtung (4), wobei mindestens eine selbe Spitzenposition (SPO) einer Mastspitze (3S) des Verteilermasts (3) durch verschiedene Maststellungen (MS, MS‘) erreichbar ist, wobei das Verfahren den Schritt aufweist:
Ermitteln und Einstellen einer Maststellung (MS) in Abhängigkeit einer vorgegebenen Größe (VG) bestimmend eine Spitzenposition (SPO) und anhand eines Optimierungskriteriums (OK), wobei das Optimierungskriterium (OK) ein minimiertes Kippmoment (KM) des Verteilermasts (3) in Bezug auf ein Abstützungssystem (7) der Bau- und/oder Dickstoffpumpenvorrichtung (4) ist, wobei das Kippmoment (KM) von der Maststellung (MS) abhängt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Verteilermast (3) mehrere verstellbare Mastgelenke (5a, 5b, 5c, 5d, 5e) aufweist, wobei die Maststellung (MS) durch eine veränderbare Gelenkstellungs- Kombination (GSK) der Mastgelenke (5a-e) veränderbar ist, wobei dieselbe Spitzenposition (SPO) durch verschiedene Gelenkstellungs-Kombinationen (GSK, GSK‘) erreichbar ist, insbesondere wobei die Mastgelenke (5a, 5b, 5c, 5d, 5e) verschiedene Verstellbereiche (5Va, 5Vb, 5Vc, 5Vd, 5Ve) aufweisen, wobei der Schritt aufweist: Ermitteln und Einstellen einer Gelenkstellungs-Kombination (GSK) in Abhängigkeit der vorgegebenen Größe (VG) und anhand des Optimierungskriteriums (OK), wobei das Kippmoment (KM) von der Gelenkstellungs- Kombination (GSK) abhängt, insbesondere und unter Berücksichtigung der Verstellbereiche (5Va-e).
3. Verfahren nach Anspruch 2, wobei der Verteilermast (3) mittels der Mastgelenke (5a-e) Roll- und/oder Z-faltbar, insbesondere Roll-Z-faltbar, ist.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Verteilermast (3) mehrere, insbesondere zueinander, verstellbare Mastsegmente (6a, 6b, 6c, 6d, 6e) aufweist, wobei die Maststellung (MS) durch eine veränderbare Verstellungs-Kombination (VSK) der Mastsegmente (6a-e), insbesondere zueinander, veränderbar ist, wobei dieselbe Spitzenposition (SPO) durch verschiedene Verstellungs-Kombinationen (VSK, VSK‘) erreichbar ist, insbesondere wobei die Mastsegmente (6a, 6b, 6c, 6d, 6e) verschiedene Massen (ma, mb, mc, md, me) und/oder verschiedene Längen (La, Lb, Lc, Ld, Le) und/oder verschiedene Schwerpunktspositionen (GPa, GPb, GPc, GPd, GPe) aufweisen, wobei der Schritt aufweist: Ermitteln und Einstellen einer Verstellungs-Kombination (VSK) in Abhängigkeit der vorgegebenen Größe (VG) und anhand des Optimierungskriteriums (OK), wobei das Kippmoment (KM) von der Verstellungs- Kombination (VSK) abhängt, insbesondere und unter Berücksichtigung der Massen (ma- e) und/oder der Längen (La-e) und/oder der Schwerpunktspositionen (GPa-e).
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Schritt aufweist: Ermitteln und Einstellen einer Veränderung (VMS) ausgehend von einer Ist-Maststellung (IMS) basierend auf einer, insbesondere größten, Minimierung ausgehend von einem Ist-Kippmoment (IKM) des Verteilermasts (3) in Bezug auf das Abstützungssystem (7), wobei das Ist-Kippmoment (IKM) von der Ist- Maststellung (IMS) abhängt.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, insbesondere Anspruch 5, wobei der Schritt aufweist: Steuern, insbesondere Regeln, der Maststellung (MS) zu einer Erreichung und/oder einer Haltung der Spitzenposition (SPO), insbesondere ausgehend von einer Ist-Spitzenposition (ISPO) des Verteilermasts (3) und/oder während des Ermittelns und des Einstellens der Veränderung (VMS) und/oder solange das Ist-Kippmoment (IKM) minimiert wird.
7. Verfahren nach Ansprüchen 5 und 6, wobei der Schritt aufweist: Ermitteln und Einstellen der Veränderung (VMS) und Steuern, insbesondere Regeln, der Maststellung (MS) mittels Ermittelns einer Lösung (LS) für einen kinematischen Zusammenhang (KIZ) der Minimierung des Ist- Kippmoments (IKM) und der Erreichung und/oder der Haltung der Spitzenposition (SPO) miteinander.
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Abstützungssystem (7) verstellbar ist, wobei das Verfahren den Schritt aufweist: Sperren von Maststellungen (MS“) und/oder Kippmomenten (KM“) in Abhängigkeit einer ermittelten Größe (EG) bestimmend mindestens eine veränderbare Abstützkonfiguration (ASK) des verstellbaren Abstützungssystems (7) zur Entgegenwirkung des Kippmoments (KM).
9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Verteilermast (3) eine Förderleitung (8) zur Förderung von Bau- und/oder Dickstoff (BDS) aufweist.
10. System (1), insbesondere zum Ausführen eines Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das System (1) aufweist: eine Einstellungseinrichtung (2), wobei die Einstellungseinrichtung (2) zum automatischen Einstellen einer veränderbaren Maststellung (MS) eines verstellbaren Verteilermasts (3) einer Bau- und/oder Dickstoffpumpenvorrichtung (4) ausgebildet ist, wobei mindestens eine selbe Spitzenposition (SPO) einer Mastspitze (3S) des Verteilermasts (3) durch verschiedene Maststellungen (MS, MS‘) erreichbar ist, und wobei die Einstellungseinrichtung (2) zum Ermitteln und Einstellen einer Maststellung (MS) in Abhängigkeit einer vorgegebenen Größe (VG) bestimmend eine Spitzenposition (SPO) und anhand eines Optimierungskriteriums (OK) ausgebildet ist, wobei das Optimierungskriterium (OK) ein minimiertes Kippmoment (KM) des Verteilermasts (3) in Bezug auf ein Abstützungssystem (7) der Bau- und/oder Dickstoffpumpenvorrichtung (4) ist, wobei das Kippmoment (KM) von der Maststellung (MS) abhängt.
EP22738466.6A 2021-07-06 2022-06-29 Verfahren zum automatischen einstellen einer veränderbaren maststellung eines verstellbaren verteilermasts einer bau- und/oder dickstoffpumpenvorrichtung und system Active EP4367347B1 (de)

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EP25157640.1A EP4530419A1 (de) 2021-07-06 2022-06-29 Verfahren zum automatischen einstellen einer veränderbaren maststellung eines verstellbaren verteilermasts einer bau- und/oder dickstoffpumpenvorrichtung und system

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