ES2301571T3 - Palanca de mando de direccion de maquina motriz con entrada de guiado filtrada. - Google Patents
Palanca de mando de direccion de maquina motriz con entrada de guiado filtrada. Download PDFInfo
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Abstract
Un sistema de control para una máquina motriz dotada de ruedas (14, 124) dirigibles de manera independiente, que comprende: un conjunto (23) de palanca de mando que tiene una palanca de mando (102, 104) móvil con relación a una posición neutra, proporcionando el conjunto (23) de palanca de mando una señal de posición de palanca de mando indicativa de un desplazamiento de la palanca de mando (102, 104) desde la posición neutra, en donde el conjunto (23) de palanca de mando comprende un mango (44) y un controlador (47) de palanca de mando montado en el mango (44) y que proporciona una salida indicativa de una posición de la palanca de mando (102, 104); un filtro (110, 112) acoplado al conjunto (23) de palanca de mando y configurado para recibir la señal de posición de palanca de mando y filtrar componentes de frecuencia no deseados de la señal de posición de palanca de mando para proporcionar una señal de posición filtrada, en donde los filtros (110, 112) se implementan por medio del controlador (47) de palanca de mando; y un controlador (116) que proporciona una señal de control de guiado de ruedas indicativa del guiado deseado de las ruedas (14, 124) sobre la base de la señal de posición filtrada.
Description
Palanca de mando de dirección de máquina motriz
con entrada de guiado filtrada.
La presente invención se refiere en general a
dispositivos de entrada de usuario para máquinas motrices. En
particular, la presente invención se refiere a una entrada filtrada
por palanca de mando a una máquina motriz.
Las máquinas motrices, tales como palas
mecánicas, tienen típicamente una serie de actuadores de fuerza.
Tales actuadores pueden incluir, por ejemplo, actuadores de
accionamiento que proporcionan fuerza de tracción a las ruedas u
orugas de la máquina. Los actuadores también pueden incluir los
asociados con la manipulación de una herramienta de trabajo
primaria, tal como un cucharón. En ese caso, los actuadores incluyen
actuadores de elevación e inclinación. Por supuesto, también pueden
usarse una amplia variedad de otros actuadores en tales máquinas
motrices. Ejemplos de tales actuadores incluyen actuadores
auxiliares, actuadores de herramienta portátiles o remotos u otros
actuadores asociados con el funcionamiento de la máquina motriz
misma, o una herramienta acoplada a la máquina motriz.
Los diversos actuadores de tales máquinas
motrices se han controlado convencionalmente mediante varillajes
mecánicos. Por ejemplo, cuando los actuadores son actuadores
hidráulicos controlados por fluido hidráulico a presión, aquéllos
se han controlado por dispositivos de entrada de usuario tales como
mangos, palancas o pedales. Los dispositivos de entrada de usuario
se han conectado a un carrete de válvula (de una válvula que
controla el flujo de fluido hidráulico a presión hacia el actuador
hidráulico) mediante un varillaje mecánico. El varillaje mecánico
transforma el movimiento de entrada de usuario en un desplazamiento
lineal del carrete de válvula para controlar así el flujo de fluido
hidráulico hacia el actuador.
Se han desarrollado también entradas de control
electrónicas. Las entradas electrónicas incluyen un sensor
electrónico que percibe la posición de dispositivos de entrada
accionables de usuario (tales como mangos y pedales). En el pasado,
tales sensores han sido sensores de tipo resistivo, tales como
potenciómetros giratorios o lineales.
S. Rinck informa sobre sistemas de accionamiento
hidrostáticos modernos con control por microprocesador para
máquinas motrices móviles en "Ölhydraulik und Pneumatik,
Krausskopf Verlag für Wirtschaft GmbH, Mainz", Vol. 43, Número
3, páginas 154, 157-158; 160,
162-163, Marzo 1999. En el documento
US-A-5160518 se describe un
controlador por palanca de mando que emplea sensores de efecto
Hall.
El documento
EP-A2-1157915 que representa la
técnica anterior más cercana, describe un sistema de control
adecuado para una máquina motriz que tiene ruedas dirigibles de
manera independiente, que comprende un conjunto de palanca de
mando, que tiene una palanca de mando móvil con relación a una
posición neutra, proporcionando el conjunto de palanca de mando una
señal de posición de palanca de mando indicativa de un
desplazamiento de la palanca de mando desde la posición neutra; y
un controlador que proporciona una señal de control de guiado de
ruedas indicativa del guiado deseado de las ruedas basado en la
señal de posición.
Un dispositivo de entrada de usuario según una
característica de la presente invención incluye una o más palancas
de mando que pueden ser movidas un usuario en un compartimiento de
operador de una máquina motriz. Las palancas de mando controlan la
dirección de movimiento de la máquina motriz, así como la velocidad
de desplazamiento.
Se ha averiguado que, con ciertas condiciones de
funcionamiento, el movimiento relativo del usuario y la máquina
motriz pueden provocar un movimiento indeseado de las palancas de
mando. Por ejemplo, si la máquina motriz se mueve sobre terreno
desigual, el usuario puede mover inadvertidamente la palanca de
mando, provocando así una entrada de control indeseada hacia la
máquina motriz.
Por tanto, según un aspecto de la presente
invención, la palanca de mando está acoplada a un sensor de posición
que percibe la posición de la palanca de mando. A su vez, el sensor
de posición está acoplado con un filtro que filtra eliminando los
movimientos de alta frecuencia de la palanca de mando. En una
realización, el filtro es un filtro de paso bajo implementado como
un componente de hardware. En otra realización, el filtro se
implementa en un componente de software usado para controlar la
máquina motriz.
La figura 1 es una vista en alzado lateral de
una máquina motriz según una realización de la presente
invención.
Las figuras 1A-1E ilustran
diferentes modos de guiado.
La figura 2 es un diagrama de bloques de un
circuito de control según una realización de la presente
invención.
Las figuras 3A y 3B son vistas de una
realización de una palanca de mando usada como mecanismo de entrada
de usuario.
La figura 1 es una vista en alzado lateral de
una realización de una pala mecánica 10 según la presente invención.
La palanca mecánica 10 incluye un bastidor 12 soportado por unas
ruedas 14. El bastidor 12 también soporta una cabina 16 que define
un compartimiento de operador y que incluye sustancialmente un
asiento 19 sobre el cual se sienta un operador para controlar la
pala mecánica 10 de guiado por deslizamiento. Una barra 21 de
asiento está opcionalmente acoplada de forma pivotante con una
porción (por ejemplo, delantera o trasera) de la cabina 16. Cuando
el operador ocupa el asiento 19, el operador hace pivotar entonces
la barra 21 del asiento desde la posición elevada (mostrada en
línea de trazos en la figura 1) hasta la posición bajada mostrada
en la figura 1.
Un par de palancas de mando de guiado 23
(únicamente se muestra una de ellas en la figura 1) están montadas
dentro de la cabina 16. En una realización, una de las palancas de
mando 23 es manipulada por el operador para controlar el movimiento
hacia delante y hacia atrás de la pala mecánica 10, y con el fin de
guiar la pala mecánica 10, mientras se manipula la otra palanca de
mando 23 para controlar funciones de la pala mecánica y con el fin
de guiar la pala mecánica. Se ilustra con mayor detalle con respecto
a las figuras 3A-3B una realización de la palanca
de mando 23.
Un brazo elevador 17 está acoplado al bastidor
12 en unos puntos de pivote 20 (únicamente se muestra en la figura
1 uno de ellos, estando el otro dispuesto idénticamente en el lado
opuesto de la pala mecánica 10). Un par de cilindros hidráulicos 22
(únicamente se muestra uno de ellos en la figura 1) están acoplados
pivotadamente al bastidor 12 en unos puntos de pivote 24 y al brazo
elevador 17 en unos puntos de pivote 26. El brazo elevador 17 está
acoplado a una herramienta de trabajo que, en esta realización, es
un cucharón 28. El brazo elevador 17 está acoplado pivotadamente al
cucharón 28 en unos puntos de pivote 30. Además, otro cilindro
hidráulico 32 está acoplado pivotadamente al brazo elevador 17 en
un punto de pivote 34 y al cucharón 28 en un punto de pivote 36.
Aunque únicamente se muestra un cilindro 32, se ha de entender que
puede usarse cualquier número deseado de cilindros para trabajar
con el cucharón 28 o con cualquier otra herramienta adecuada.
El operador residente en la cabina 16 manipula
el brazo elevador 17 y el cucharón 28 accionando selectivamente los
cilindros hidráulicos 22 y 32. En palas mecánicas anteriores, tal
accionamiento se lograba manipulando unos pedales situados dentro
de la cabina 16 o mediante el accionamiento de unos mangos situados
en la cabina 16, estando ambos unidos mediante varillajes mecánicos
a unas válvulas (o carretes de válvula) que controlan el
funcionamiento de los cilindros 22 y 32. Sin embargo, según la
presente invención, este accionamiento se logra moviendo un
elemento móvil, tal como una palanca de mando, un pedal o un
conmutador o botón accionable por el usuario situados en un mango o
palanca de mando 23 o en un panel de control, y controlando
electrónicamente el movimiento de los cilindros 22 y 32 sobre la
base del movimiento del elemento móvil. En una realización, el
movimiento de los elementos móviles se percibe por un controlador
situado en el mango y se comunica a un ordenador de control
principal usado para controlar los cilindros y otras funciones
hidráulicas o electrónicas de la pala mecánica 10.
Alternativamente, el movimiento de los elementos móviles puede
proporcionarse directamente al ordenador control principal (por
ejemplo, como una señal analógica) y percibirse directamente por el
ordenador control principal.
Al accionar los cilindros hidráulicos 22 y al
hacer que éstos aumenten su longitud, el operador mueve el brazo
elevador 17, y en consecuencia el cucharón 28, generalmente hacia
arriba verticalmente en la dirección indicada por la flecha 38. Por
el contrario, cuando el operador acciona el cilindro 22 haciendo que
éste disminuya su longitud, el cucharón 28 se mueve generalmente
hacia abajo verticalmente hasta la posición mostrada en la figura
1.
El operador también puede manipular el cucharón
28 accionando el cilindro 32. Esto también se realiza
ilustrativamente haciendo pivotar o accionando un elemento móvil
(tal como un pedal o un mango situado en una palanca de mando, o un
botón o conmutador situado en un mango) y controlando
electrónicamente el flujo de aceite hidráulico hacia el cilindro 32
sobre la base del movimiento del elemento. Cuando el operador hace
que el cilindro 32 aumente su longitud, el cucharón 28 se inclina
hacia delante alrededor de los puntos de pivote 30. Por el
contrario, cuando el operador hace que el cilindro 32 disminuya su
longitud, el cucharón 28 se inclina hacia atrás alrededor de los
puntos de pivote 30. La inclinación tiene lugar generalmente a lo
largo de una trayectoria arqueada indicada por la flecha 40.
Aunque esta descripción expone muchas funciones
primarias de la pala mecánica 10, deben mencionarse también otras.
Por ejemplo, la pala mecánica 10 puede incluir ilustrativamente
intermitentes o luces de giro montadas en el exterior del bastidor
12. Asimismo, la pala mecánica 10 puede incluir una bocina y
acopladores hidráulicos adicionales, tales como elementos
auxiliares delantero y trasero, que pueden controlarse en un modo de
encendido/apagado o proporcional. La pala mecánica 10 también puede
ser acoplada a otras herramientas que funcionan de maneras
diferentes a las del cucharón 28. Por tanto, además de los
actuadores hidráulicos descritos anteriormente, la pala mecánica 10
también puede incluir ilustrativamente muchos otros actuadores
hidráulicos o electrónicos.
La pala mecánica 10 es una pala mecánica con
guiado de todas las ruedas. Cada una de las ruedas es giratoria y
pivotable sobre el eje en el cual está soportada. El movimiento de
pivotación puede ser inducido usando una gran variedad de
mecanismos, tales como un cilindro hidráulico, un motor eléctrico,
etc. Por motivos de claridad, la presente descripción proseguirá
con respecto a que las ruedas se guían individualmente con cilindros
hidráulicos.
Además, la pala mecánica 10 incluye
ilustrativamente al menos dos motores de accionamiento, uno para el
par de ruedas del lado izquierdo del vehículo y otro para el par de
ruedas del lado derecho del vehículo. Por supuesto, la pala
mecánica 10 también podría incluir un único motor de accionamiento
para las cuatro ruedas, o un motor de accionamiento asociado a cada
rueda.
Dado que cada una de las ruedas es dirigible
independientemente, la pala mecánica 10 puede controlarse según uno
de los diversos modos ilustrados por las figuras
1A-1E. La pala mecánica 10 puede controlarse según
modo normal de guiado por deslizamiento (ilustrado en la figura
1A), en el que todas las ruedas apuntan directamente hacia delante
y se controlan los pares de ruedas izquierdo y derecho para lograr
un guiado por deslizamiento. En esa configuración, una sola palanca
de mando (por ejemplo, la palanca de mando izquierda) controla
ilustrativamente el giro hacia delante y hacia atrás y la velocidad
de las ruedas. Por supuesto, también podrían usarse dos palancas de
mando de una manera tradicional de guiado por deslizamiento.
La pala mecánica también puede controlarse
ilustrativamente según un modo de guiado coordinado, ilustrado en
la figura 1B. De este modo, las ruedas delanteras trabajan
conjuntamente como un par y las ruedas traseras trabajan
conjuntamente como un par. Por ejemplo, con el fin de lograr un giro
delantero hacia la derecha, las ruedas delanteras giran hacia la
derecha mientras que las ruedas traseras giran hacia la izquierda
haciendo que la pala mecánica gire más bruscamente.
La pala mecánica también puede controlarse según
un modo de guiado de cangrejo, como se ilustra en la figura 1C. En
ese modo, las ruedas delanteras actúan de nuevo como un solo par de
ruedas y las ruedas traseras también actúan como un solo par. Sin
embargo, con el fin de lograr un giro delantero hacia la derecha,
por ejemplo, los pares de ruedas delantero y trasero giran hacia la
derecha. Esto hace que la pala mecánica 10 se mueva tanto hacia
delante como hacia la derecha en una dirección diagonal con respecto
a su eje longitudinal. Similarmente, con el fin de lograr un giro
hacia la izquierda, se giran los pares de ruedas delantero y trasero
hacia la izquierda. Se hace que la pala mecánica se mueva de nuevo
en una dirección generalmente diagonal con respecto a su eje
longitudinal.
Por supuesto, la pala mecánica también puede
controlarse (según se ilustra en las figuras 1D y 1E) usando un
modo de guiado de rueda delantera (figura 1D) en el que se giran las
ruedas delanteras de una manera habitual, o un modo de guiado de
rueda trasera (figura 1E) en el que las ruedas traseras guían al
vehículo, siendo éste guiado ilustrativamente mediante el uso de
una sola palanca de mando.
La figura 2 es un diagrama de bloques de un
sistema de control 100 según una realización ilustrativa de la
presente invención. El sistema 100 incluye una palanca de mando
izquierda 102, una palanca de mando derecha 104 (colectivamente
palancas de mando 23), unos sensores 106 y 108 de posición de
palanca de mando, filtros de paso bajo 110 y 112, unas entradas 114
de actuador, un controlador 116 y unos sensores 118 de velocidad de
rueda. La figura 2 también ilustra unas válvulas de guiado 120, unos
cilindros de guiado 122, unas ruedas 124, unas válvulas 126 de
motor de accionamiento y unos motores de accionamiento 128.
En una realización, las palancas de mando
izquierda y derecha 102 y 104 incluyen ilustrativamente unos mangos.
Los mangos también se abordan brevemente con respecto a la figura
3. En una de tales realizaciones, los mangos incluyen controladores
o microprocesadores que perciben el movimiento de la palanca de
mando y proporcionan una salida de señal de posición indicativa del
desplazamiento de las palancas de mango respecto de un punto
neutro. En otra realización, unas señales indicativas de movimiento
de la palanca de mando se proporcionan directamente al ordenador de
control principal.
Los sensores 106 y 108 de posición de palanca de
mando son ilustrativamente sensores de posición de palanca de mando
comercialmente disponibles que pueden ser implementados en el
controlador (tal como módulos de software que convierten una señal
de movimiento en otros indicios de posición) y que están acoplados a
las palancas de mando 102 y 104, respectivamente. Los sensores 106
y 108 de palancas de mando pueden percibir ilustrativamente las
posiciones X e Y de las palancas de mando 102 y 104, con relación a
su posición central neutra. Los sensores 106 y 108 de posición de
palanca de mando convierten ilustrativamente el movimiento físico o
mecánico de las palancas de mando 102 y 104 en una señal de salida
eléctrica que se proporciona, mediante los filtros de paso bajo 110
y 112, al controlador 116.
En una realización ilustrativa, los filtros de
paso bajo 110 y 112 filtran eliminando oscilaciones de alta
frecuencia proporcionadas por los sensores 106 y 108 de posición de
palanca de mando. Esto tiene el efecto de filtrar movimientos muy
rápidos de las palancas de mando 102 y 104 eliminándolos de las
funciones de guiado y velocidad. En una realización ilustrativa,
los filtros 110 y 112 están configurados para filtrar eliminando
cambios en la posición de la palanca de mando que están por encima
de 2,5-3 Hz. Esto reduce las características de
guiado indeseables basándose en entradas erróneas del operador
debido a rebotes del vehículo, o debido a otros movimientos que
provocan un movimiento relativo indeseado de la máquina y del
operador.
Los filtros de paso bajo 110 y 112 están
implementados en el controlador situado en los mangos de las
palancas de mando 102 y 104. En cualquier caso, el controlador 116
está configurado para proporcionar unas señales de control de
salida basándose en señales de entrada procedentes de las palancas
de mando que han mantenido un estado estable durante un tiempo
predeterminado.
El controlador 116, en una realización
ilustrativa, es un ordenador digital, un microcontrolador u otro
tipo de componente de control con una circuitería de memoria y
temporización asociada.
Los sensores 118 de rueda incluyen
ilustrativamente unos sensores magnéticos, unos sensores de efecto
may u otros sensores similares que pueden percibir la velocidad de
giro de las ruedas 124. En una realización ilustrativa, existe
únicamente un solo sensor 118 de velocidad de rueda para el par
izquierdo de ruedas y un solo sensor 118 para el par derecho de
ruedas. Por supuesto, ese sensor está montado únicamente en una de
las ruedas izquierdas o derechas, respectivamente. Sin embargo, en
otra realización ilustrativa, existe un sensor 118 de velocidad de
rueda configurado para percibir la velocidad giratoria de cada una
de las ruedas 124.
En cualquier caso, los sensores 118 de rueda
proporcionan ilustrativamente una salida pulsada en la que la
frecuencia de los impulsos varía basándose en la velocidad de rueda.
En una realización ilustrativa, los sensores de velocidad de rueda
proporcionaron aproximadamente 60 impulsos por giro de rueda. Por
supuesto, los sensores 118 de velocidad de rueda también pueden
montarse junto a los motores de accionamiento 128 que accionan las
ruedas. En ese caso, los sensores 118 de velocidad de rueda
simplemente perciben la velocidad de giro del motor, según uno
cualquiera de una gran variedad de modos convencionales.
Los actuadores 114 de palanca de mando son
ilustrativamente pulsadores, gatillos, interruptores oscilantes,
conmutadores de paleta o deslizantes u otras entradas accionables
por el pulgar u otro dedo situadas en las palancas de mando 102 y
104 o en el panel de control u otro lugar de acceso conveniente.
Tales botones incluyen ilustrativamente un conmutador de modo para
seleccionar uno de los diversos modos de guiado expuestos
anteriormen-
te.
te.
Los botones también incluyen ilustrativamente un
conmutador momentáneo de guiado por deslizamiento. En esa
realización, cuando se presiona el conmutador momentáneo de guiado
por desplazamiento, las ruedas 124 de la pala mecánica quedarán
rápidamente alineadas en una configuración de línea recta y se
empleará una sola palanca de mando 102 o 104 para guiar la pala
mecánica en un modo de guiado por deslizamiento. Sin embargo, cuando
se libera, o se desactiva, el conmutador momentáneo de guiado por
deslizamiento, la pala mecánica vuelve entonces ilustrativamente al
modo de guiado en el que estaba antes de presionar el conmutador
momentáneo de guiado por deslizamiento, u a otro modo de guiado
predeterminado.
En otra realización ilustrativa, los actuadores
114 también funcionan como actuadores de reglaje. En otras
palabras, cuando la pala mecánica 10 se está desplazando a través
del frente de una pendiente, las ruedas pueden reglarse en la
dirección ascendente para compensar el peso de la máquina y la
gravedad que tiende a tirar de la máquina hacia abajo. En tal
realización, los actuadores de reglaje incluyen un botón de
conexión/desconexión de reglaje que sencillamente conecta o
desconecta la función de reglaje, y un botón de reglaje
derecho/izquierdo que hace que las ruedas, cuando se habilita la
función de reglaje, sean giradas una cantidad de grados
predeterminada hacia la derecha o hacia la izquierda con relación
al eje longitudinal del vehículo. Por supuesto, el actuador de
reglaje derecha/izquierda también podría ser un actuador lineal
giratorio de tipo deslizante u otro tipo de actuador, de tal manera
que pueda ajustarse el grado de reglaje. Cuando se está en los modos
de guiado de rueda delantera o de guiado de rueda trasera, sólo se
regularán ilustrativamente las ruedas con guiado. La compensación
de reglaje se corresponderá entonces con la posición neutra de la
palanca de mando. Por supuesto, podrían reglarse las ruedas sin
guiado en vez de, o además de, las ruedas con guiado.
Además, los actuadores 114 incluyen
ilustrativamente una serie de parámetros ajustables. Tales
parámetros pueden incluir, por ejemplo, la velocidad máxima de la
máquina motriz. En otras palabras, cuando las palancas de mando 102
y 104 se colocan, por el usuario, en la posición para reflejar la
velocidad máxima hacia delante o hacia atrás, esa velocidad puede
ser ajustada ilustrativamente por el usuario, u otro personal, antes
del uso. Esto se puede hacer cambiando el software de modo que la
bomba de accionamiento realice una carrera en una distancia
suficiente, basada en un desplazamiento máximo de la palanca de
mando, para obtener sólo la velocidad máxima deseada (según se
indica por la retroalimentación procedente de los sensores 118 de
velocidad de rueda). De nuevo, ese actuador puede ser sencillamente
un actuador alto/bajo que hace que la máquina motriz funcione en un
modo de alta velocidad o baja velocidad, o puede ser un actuador
continuo que hace que la alta velocidad varíe linealmente desde una
velocidad inferior hasta una velocidad superior.
Además, la velocidad a la cual acelera la pala
mecánica basándose en la entrada de usuario puede variarse con
ajustes discretos o lineales. Esta misma estrategia puede
implementarse para características de guiado. Por ejemplo, puede
ajustarse el radio máximo de giro de la máquina motriz. En esa
realización, cuando el usuario opera las palancas de mando 102 y
104 para lograr un giro ajustado hacia la derecha o la izquierda, el
grado máximo de giro de las ruedas puede ser ajustado por el
operador. Al igual que la respuesta a la aceleración, puede
variarse la respuesta de guiado. La velocidad a la cual la máquina
motriz gira en respuesta a una entrada de usuario, puede variarse
discretamente entre una respuesta alta y baja (en la que un modo de
respuesta alta es una respuesta más rápida que la del modo de
respuesta baja) o puede variarse continuamente según la entrada del
usuario.
Además, los actuadores 114 pueden incluir una
entrada de zona muerta. La zona muerta se corresponde con el grado
de movimiento que las palancas de mando 102 y 104 pueden
experimentar sin incurrir en una respuesta resultante del
controlador 116. Ilustrativamente, las palancas de mando 102 y 104
tienen una zona muerta alrededor de su posición centrada neutra de
tal manera que el usuario puede mover ligeramente la palanca de
mando, sin incurrir en una respuesta de guiado o aceleración basada
en el controlador. El tamaño de la zona muerta puede establecerse
de un modo similar al de los otros parámetros ajustables antes
expuestos.
Basándose en estas entradas, el controlador 116
proporciona una salida hacia las válvulas 126 de la bomba de
accionamiento y las válvulas de guiado 120. En una realización
ilustrativa, los motores de accionamiento 128 y los cilindros de
guiado 122 son dispositivos hidráulicamente activados. Por tanto,
las válvulas de guiado 120 y las válvulas 126 de la bomba de
accionamiento controlan el flujo de fluido hidráulico bajo presión
hacia los cilindros de guiado 122 y los motores de accionamiento
128, respectivamente. Con el fin de aumentar la velocidad de
movimiento de la pala mecánica, se posicionan las válvulas 126 de la
bomba de accionamiento para proporcionar un flujo aumentado de
fluido hidráulico a los motores de accionamiento 128 que, a su vez,
están acoplados a las ruedas 124 mediante un eje. Similarmente, con
el fin de aumentar o disminuir el grado en el que se guían las
ruedas con respecto al eje longitudinal de la pala mecánica, se
posicionan las válvulas 120 para proporcionar fluido hidráulico a
presión a los cilindros de guiado 122 para alargarlos o acortarlos.
Por supuesto, esto hace que las ruedas pivoten alrededor de los ejes
en los cuales están montadas para cambiar el grado de guiado
asociado a esas ruedas.
Puede verse así que, debido a que los filtros de
paso bajo 110 y 112 están posicionados dentro del sistema de
control 100, el control de las ruedas 124 se hace más suave y menos
propenso a oscilaciones indeseadas de alta frecuencia.
Las figuras 3A y 3B ilustran una realización de
un mango 44 que está soportado por una de las palancas de mando 102
o 104. Por supuesto, ambas palancas de cambio pueden incluir mangos
similares o diferentes. Asimismo, aunque la presente invención
puede usarse sustancialmente con cualquier tipo de mango localizado
en las palancas de mando 102 y 104, los ilustrados en las figuras
3A-3B se proporcionan con fines de ejemplos
únicamente.
En la figura 3A se ve el mango 44 desde el lado
posterior (o del operador), ilustrando unos botones 114. La figura
3B está ilustrada desde el lado derecho del operador. Ambas figuras
3A y 3B ilustran figuras en líneas de trazos que muestran el mango
44 pivotado desde su posición neutra. En la figura 3A, el mango 44
está pivotado hacia el lado izquierdo del operador (según se
muestra en línea de trazos) en la dirección indicada por la flecha
102. Por supuesto, se observará que el mango 44 también puede
hacerse pivotar hacia el lado derecho del usuario. La figura 3B
muestra el mango 44 pivotado hacia atrás (en dirección al usuario
según se muestra por la flecha 104), como también se muestra en
línea de trazos. Por supuesto, el mango 44 también puede hacerse
pivotar hacia delante.
En una realización ilustrativa, el rango de
movimiento (desde la imagen de línea continua hasta la imagen de
línea de trazos) es de aproximadamente 10,80 cm (4,25 pulgadas) y
está desplazado en un ángulo de aproximadamente 20 grados. Debe
observarse también que, en una realización, el conjunto 23 de
palanca de mando (distinta de los mangos) es un conjunto de palanca
de mando comercialmente disponible producido y disponible en Sauer
Company.
Las figuras 3A y 3B también ilustran
esquemáticamente el controlador 47 que está embutido dentro del
mango 44. En una realización ilustrativa, el controlador 47 está
contenido en un módulo con una memoria asociada, que está embutido
dentro del interior del mango 44, mientras que un circuito flexible
acopla los botones 144 al controlador 47. En una realización, el
exterior del mango 44 es de plástico o caucho duro o blando, o de
un material duro con una superficie de fricción creciente (tal como
una textura o un material de agarre más blando) dispuesto en donde
la mano del usuario coge el mango 44, tal como bajo la región de la
palma, la región de los dedos y/o la región de la punta de los
dedos. Ilustrativamente, el controlador 47 (y posiblemente una
tarjeta de circuito asociada) está fijado firmemente dentro de una
cavidad interior del mango 44 mediante adhesivo, tornillos,
abrazaderas u otro mecanismo de fijación mecánica. En una
realización ilustrativa, un enlace de comunicaciones en serie de
tres conductores está dispuesto entre el controlador 47 y el
controlador 116. Los tres conductores incluyen un conductor de
potencia, un conductor de tierra y un conductor de comunicación en
serie. En otra realización, el controlador 47 incluye un transmisor
inalámbrico, mientras que el controlador 116 incluye un receptor
inalámbrico. La comunicación inalámbrica se efectúa entonces entre
los dos usando radiación, tal como señales de radio, señales
infrarrojas u otra radiación electromagnética.
Claims (9)
-
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1. Un sistema de control para una máquina motriz dotada de ruedas (14, 124) dirigibles de manera independiente, que comprende:un conjunto (23) de palanca de mando que tiene una palanca de mando (102, 104) móvil con relación a una posición neutra, proporcionando el conjunto (23) de palanca de mando una señal de posición de palanca de mando indicativa de un desplazamiento de la palanca de mando (102, 104) desde la posición neutra, en donde el conjunto (23) de palanca de mando comprende un mango (44) y un controlador (47) de palanca de mando montado en el mango (44) y que proporciona una salida indicativa de una posición de la palanca de mando (102, 104);un filtro (110, 112) acoplado al conjunto (23) de palanca de mando y configurado para recibir la señal de posición de palanca de mando y filtrar componentes de frecuencia no deseados de la señal de posición de palanca de mando para proporcionar una señal de posición filtrada, en donde los filtros (110, 112) se implementan por medio del controlador (47) de palanca de mando; yun controlador (116) que proporciona una señal de control de guiado de ruedas indicativa del guiado deseado de las ruedas (14, 124) sobre la base de la señal de posición filtrada. - 2. El sistema de control según la reivindicación 1, en el que el filtro (110, 112) comprende:un circuito de filtro que filtra eléctricamente la señal de posición de la palanca de mando.
- 3. El sistema de control según la reivindicación 1, en el que el filtro (110, 112) comprende:un componente de filtro por software que configura el controlador para proporcionar la señal de control sobre la base de la señal de posición de la palanca de mando sin los componentes de frecuencia no deseados.
- 4. El sistema de control según la reivindicación 1, en el que la señal de control comprende además una señal de control de velocidad indicativa de una velocidad deseada y de una dirección deseada hacia delante/atrás de las ruedas (14, 124).
- 5. El sistema de control según la reivindicación 1, en el que el conjunto (23) de palanca de mando comprende:una entrada (114) accionable por usuario acoplada al mango (44); yel controlador (47) de palanca de mando, que proporciona una salida indicativa de un estado de la entrada (114) accionable por el usuario.
- 6. El sistema de control según la reivindicación 1, en el que el filtro (110, 112) comprende un filtro de paso bajo.
- 7. El sistema de control según la reivindicación 6, en el que el filtro de paso bajo está configurado para filtrar componentes de frecuencia de la señal de posición que superen aproximadamente los 3 hertzios.
- 8. El sistema de control según la reivindicación 6, en el que el filtro de paso bajo está configurado para filtrar componentes de frecuencia de la señal de posición que superen aproximadamente los 2,5 hertzios.
- 9. Una máquina motriz que comprende:una serie de ruedas (14, 124) dirigibles de manera independiente;una serie de motores de guiado acoplados a las ruedas (14, 124) para guiar las ruedas (14, 124);un motor de tracción que induce el giro de las ruedas (14, 124);un conjunto (23) de palanca de mando que tiene una palanca de mando (102, 104) móvil con respecto a una posición central, proporcionando el conjunto (23) de palanca de mando una señal de posición de palanca de mando indicativa de un desplazamiento de la palanca de mando (102, 104) respecto de la posición neutra, en donde el conjunto (23) de palanca de mando comprende un mango (44) y un controlador (47) de palanca de mando montado en el mango (44) y que proporciona una salida indicativa de una posición de la palanca de mando (102, 104);un filtro (110, 112) acoplado al conjunto (23) de palanca de mando y configurado para recibir la señal de posición de palanca de mando y filtrar componentes de frecuencia no deseados de la señal de posición de palanca de mando para proporcionar una señal de posición filtrada, en donde los filtros (110, 112) se implementan por medio del controlador (47) de palanca de mando; yun controlador (116) que proporciona una señal de control de guiado de ruedas a los motores de guiado y al motor de tracción para el guiado deseado de las ruedas (14, 124) sobre la base de la señal de posición filtrada.
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