3D КОНТРОЛЛЕР ОБЪЕМНОЙ СКОРОСТИ ЗАБОРЩИКА

1. Устройство 3D управления объемной скоростью для отвального заборщика, причем устройство содержит:
множество датчиков 3D изображения, установленных смежно к инструменту для выемки заборщика и выполненных с возможностью обеспечения 3D изображений поверхности уступа отвала; и
процессор данных для:
(i) обработки 3D изображений, получаемых с помощью датчиков 3D изображения, для создания 3D профиля поверхности уступа отвала,
(ii) вычисления объемной скорости среза при заборе, при которой материал срезается с поверхности отвала, на основе измеренного изменения объема 3D профиля поверхности уступа отвала в области, прилегающей к инструменту для выемки,
(iii) вычисления объема среза при заборе материала, который будет срезаться с поверхности отвала, на основе формы инструмента для выемки и 3D профиля поверхности уступа отвала для определения профиля при объемной скорости среза при заборе с упреждением, и
(iv) вычисления рабочего параметра для заборщика на основе желаемой объемной скорости среза при заборе по сравнению с измеренной объемной скоростью среза при заборе и профиля при объемной скорости среза при заборе с упреждением.
2. Устройство 3D управления объемной скоростью по п. 1, в котором соответственные датчики 3D изображения установлены на каждой стороне и смежно к инструменту для выемки для обеспечения 3D изображений полной дуги среза инструмента для выемки на поверхности уступа отвала.
3. Устройство 3D управления объемной скоростью по п. 2, в котором датчики 3D изображения также обеспечивают 3D изображения, продолжающиеся вдоль дуги вращения на достаточном расстоянии для покрытия областей поверхности уступа, которые могут смещаться или обваливаться вокруг инструмента для выемки.
4. Устройство 3D управления объемной скоростью по п. 2 или 3, в котором обеспечены четыре датчика 3D изображения, два
на каждой стороне инструмента для выемки соответственно, для того, чтобы исключать загораживание изображения приводом выемки и опорными конструкциями.
5. Устройство 3D управления объемной скоростью по п. 1, в котором датчики 3D изображения представляют собой 3D камеры времени прохождения, которые измеряют расстояние до предмета спереди камеры, анализируя время перемещения светового импульса от источника освещения до предмета и обратно.
6. Устройство 3D управления объемной скоростью по п. 2, в котором заборщик представляет собой роторный ковшовый заборщик, а инструмент для выемки представляет собой ковшовое колесо.
7. Устройство 3D управления объемной скоростью по п. 6, в котором роторный ковшовый заборщик представляет собой поворотный роторный ковшовый заборщик.
8. Способ 3D управления объемной скоростью для отвального заборщика, причем способ содержит этапы, на которых:
получают 3D изображения поверхности уступа отвала;
обрабатывают 3D изображения для получения 3D профиля поверхности уступа отвала;
вычисляют объемную скорость среза при заборе на основе измеренного изменения объема 3D профиля поверхности уступа отвала в области, прилегающей к инструменту для выемки;
вычисляют объем среза при заборе материала, который будет срезан с поверхности отвала, на основе формы инструмента для выемки заборщика и 3D профиля поверхности уступа отвала для определения профиля при объемной скорости среза с упреждением; и
вычисляют рабочий параметр для заборщика на основе желаемой объемной скорости среза при заборе по сравнению с измеренной объемной скоростью среза при заборе и профиля при объемной скорости среза при заборе с упреждением.
9. Способ 3D управления объемной скоростью по п. 8, в котором этап вычисления объема среза при заборе материала выполняют путем получения карты высот срезов инструмента для выемки, которая представляет собой двумерный массив значений расстояний, измеренных от точки отсчета на инструменте для выемки до края инструмента, где он врезается в поверхность
отвала.
10. Способ 3D управления объемной скоростью по п. 9, в котором заборщик представляет собой роторный ковшовый заборщик, инструмент для выемки представляет собой ковшовое колесо, а карта высот срезов инструмента для выемки представляет собой карту высот срезов ковшового колеса.
11. Способ 3D управления объемной скоростью по п. 10, в котором роторный ковшовый заборщик представляет собой поворотный роторный ковшовый заборщик.
12. Способ 3D управления объемной скоростью по п. 11, в котором точка отсчета на инструменте для выемки представляет собой дугу, образованную точкой по центру ковшового колеса, когда оно поворачивается наружу через поверхность отвала (дугу уступа).
13. Способ 3D управления объемной скоростью по п. 12, в котором значения расстояний определяют как расстояние от дуги уступа и измеряются вдоль последовательности лучей, проходящих перпендикулярно оси ковшового колеса (дуге среза).
14. Способ 3D управления объемной скоростью по п. 13, в котором последовательность лучей обычно продолжается от луча, указывающего вертикально вниз, до луча, указывающего вперед к центральной поверхности ковшового колеса.
15. Способ 3D управления объемной скоростью по п. 14, в котором угловое разнесение между лучами выбирают так, чтобы соответствовать размеру целевой точки датчика на поверхности ковшового колеса.
16. Способ 3D управления объемной скоростью по п.п. 10-15, в котором этап вычисления объемной скорости среза при заборе включает в себя этап вычисления объема материала на поверхности уступа отвала.
17. Способ 3D управления объемной скоростью по п. 16, в котором этап вычисления объема материала на поверхности уступа отвала выполняют путем вычисления суммы объемов для каждой точки профиля поверхности уступа отвала в области, прилегающей к ковшовому колесу.
18. Способ 3D управления объемной скоростью по пп. 10-15,
в котором объемная скорость среза при заборе вычисляется путем сравнения объема поверхности уступа отвала в двух точках во времени, когда ковшовое колесо срезает поверхность уступа отвала.
19. Способ 3D управления объемной скоростью по п. 15, в котором создают карту профиля для сохранения профиля поверхности уступа отвала, с каждой точкой профиля, образованной с точки зрения расстояния от дуги уступа, вдоль луча дуги среза.
20. Способ 3D управления объемной скоростью по п. 19, в котором карту высот поверхности ковшового колеса вычисляют из профиля поверхности отвала с каждой точкой, представляющей расстояние от дуги уступа.
21. Способ 3D управления объемной скоростью по п. 20, в котором карту высот поверхности ковшового колеса в дальнейшем используют для вычисления объема среза ковшового колеса на метр длины дуги уступа с интервалами вдоль дуги уступа поверхности уступа отвала на основе известного радиуса среза ковшового колеса.
22. Способ 3D управления объемной скоростью по п. 21, в котором объемную скорость забора и объем среза ковшового колеса на метр используют в сочетании с желаемой объемной скоростью забора для вычисления скорости поворота ковшового колеса во всех точках вдоль дуги уступа.
23. Способ 3D управления объемной скоростью по п. 22, в котором вычисленную скорость поворота ковшового колеса передают системе управления скоростью поворота заборщика.