СИСТЕМЫ И СПОСОБЫ ИЗМЕРЕНИЯ УСИЛИЙ В ЗЕМЛЕРОЙНЫХ МАШИНАХ И УПРАВЛЕНИЯ ЭТИМИ МАШИНАМИ, А ТАКЖЕ АВТОМАТИЧЕСКИЕ ИЛИ ПОЛУАВТОМАТИЧЕСКИЕ МАШИНЫ

1. Система (1-3) для землеройных машин (100), содержащая:
множество элементов (10-15) износа, выполненных с возможностью соединения с режущей кромкой (111) землеройных орудий (110) землеройной машины (100);
один или несколько датчиков (20) для измерения усилий, причем каждый датчик из числа одного или нескольких датчиков (20) располагается в одном элементе износа из числа множества элементов (10-15) износа или между двумя элементами износа из числа множества элементов (10-15) износа; и
центральное средство (50) управления для обработки результатов измерений, выполненных одним или несколькими датчиками (20), для расчета усилия, выдерживаемого элементами (10-15) износа.
2. Система (1-3) по п. 1, в которой, по меньшей мере, один датчик из числа одного или нескольких датчиков (20) располагается в полости (16а-16g), сформированной в соответствующем элементе (10-15) износа, где располагается, по меньшей мере, один датчик (20).
3. Система (1-3) по п. 2, в которой: один или несколько элементов износа из числа множества элементов износа, снабженных, по меньшей мере, одним размещенным в них датчиком, характеризуются наличием продольной, поперечной и вертикальной осей; а один, некоторые или все датчики в полости располагается/располагаются на одной или нескольких стенках, ограничивающих полость вдоль ее поперечной или вертикальной оси, и/или один, некоторые или все датчики в полости располагается/располагаются на стенке, ограничивающей полость вдоль ее продольной оси.
4. Система (1-3) по п. 1, в которой центральное средство (50) управления выдает выходные команды (55), по меньшей мере, на основании обработанных результатов измерений, вследствие чего выходные команды (55) предусматривают выполнение, по меньшей мере, одной из следующих операций:
выдачи предупреждения в виде, по меньшей мере, одного воспринимаемого сигнала и/или уменьшения вырывного усилия машины (100), если обработанные значения превышают заданное пороговое значение чрезмерного усилия; и
выдачи предупреждения в виде, по меньшей мере, одного воспринимаемого сигнала и/или повышения вырывного усилия, если обработанные значения оказываются меньше заданного порогового значения оптимального усилия.
5. Система (1-3) по п. 4, в которой повышение и уменьшение вырывного усилия предусматривает, по меньшей мере, выполнение одной из следующих операций:
повышения и уменьшения, соответственно, давления, оказываемого на цилиндры (105) гидросистемы машины (100);
изменения угла атаки землеройных орудий (110) для повышения и уменьшения, соответственно, вырывного усилия; и
изменения траектории, по которой движутся землеройные орудия (110), для повышения и уменьшения, соответственно, вырывного усилия.
6. Система (1-3) по п. 4, в которой центральное средство (50) управления выполнено с возможностью приема одного или нескольких видов входных данных машины (100), и центральное средство (50) управления выдает выходные команды (55), дополнительно исходя из одного или нескольких видов входных данных.
7. Система (1-3) по п. 6, в которой один или несколько видов входных данных представляют собой один или несколько следующих видов входных данных: мощность, которую подает машина (100), вырывное усилие, энергопотребление и производительность гидросистемы машины (100).
8. Система (1-3) по п. 1, в которой один, некоторые или все датчики из числа одного или нескольких датчиков (20) располагаются в любом из следующих элементов: в зубьях (11), штангах (12) зубьев и крепежных элементах (13, 14) из числа множества элементов (10-15) износа.
9. Система (1-3) по п. 8, в которой каждый датчик из числа одного или нескольких датчиков (20) располагается в штангах (12) зубьев.
10. Система (1-3) по п. 8, в которой каждый датчик из числа одного или нескольких датчиков (20) располагается в зубьях (11) или крепежных элементах (13, 14).
11. Система (1-3) по любому из пп. 1-7, в которой один, некоторые или все датчики из числа одного или нескольких датчиков (20) располагаются между двумя элементами износа из числа множества элементов (10-15) износа.
12. Землеройная машина (100), содержащая: землеройные орудия (110); и
систему (1-3) по любому из пп. 1-10, множество элементов (10-15) износа которой соединено с режущей кромкой (111) землеройных орудий (110).
13. Землеройная машина (100) по п. 12, дополнительно содержащая центр (150) управления для осуществления управления машиной (100), и в которой:
центральное средство (50) управления выдает выходные команды (55), по меньшей мере, на основании обработанных результатов измерений, вследствие чего выходные команды (55) предусматривают выполнение, по меньшей мере, одной из следующих операций:
выдачи предупреждения в форме, по меньшей мере, одного воспринимаемого сигнала и/или уменьшения вырывного усилия машины (100), если обработанные значения превышают заданное пороговое значение чрезмерного усилия; и
выдачи предупреждения в форме, по меньшей мере, одного воспринимаемого сигнала и/или повышения вырывного усилия, если обработанные значения оказываются меньше заданного порогового значения оптимального усилия;
центральное средство (50) управления коммуникативно связано с центром (150) управления, причем центральное средство (50) управления выдает выходные команды (55) в центр (150) управления для управления машиной (100); и
центр (150) управления осуществляет управление машиной (100), по меньшей мере, на основании выходных команд (55), вследствие чего машина (100), по меньшей мере, частично управляется командами, выдаваемыми центром (150) управления.
14. Землеройная машина (100) по п. 13, дополнительно содержащая: средство (120) машинного зрения;
первое средство (125) для детектирования положения и ориентации стрелы (106) машины (100);
второе средство (130) для детектирования положения и ориентации рукояти (108) машины (100); и
третье средство (135) для детектирования положения и ориентации землеройных орудий (110).
15. Способ (400), предусматривающий выполнение следующих стадий: обеспечения наличия (410) системы (1-3) в землеройной машине (100), причем система (1-3) включает в себя:
множество элементов (10-15) износа, выполненных с возможностью соединения с режущей кромкой (111) землеройных орудий (110) землеройной машины (100); и
один или несколько датчиков (20) для измерения усилий, причем каждый датчик из числа одного или нескольких датчиков (20) располагается в одном элементе износа из числа множества элементов (10-15) износа или между двумя элементами износа из числа множества элементов (10-15);
измерения (420) напряжений или однократных деформаций с помощью одного или нескольких датчиков (20);
обработки (430) результатов измерений, выполненных одним или несколькими датчиками (20), с помощью центрального средства (50) управления с целью расчета усилий на основании этих результатов измерений; и
определения (440а-440с) центральным средством (50) управления действия, которое должно быть выполнено, на основании рассчитанных усилий, что осуществляется следующим образом:
когда рассчитанные усилия превышают заданное пороговое значение чрезмерного усилия, предусмотрено, по меньшей мере, выполнение одного из следующих действий: выдачи (440а) предупреждения в форме, по меньшей мере, одного воспринимаемого сигнала, и автоматического уменьшения (440b) вырывного усилия машины (100); а
когда рассчитанные усилия меньше заданного порогового значения оптимального усилия, предусмотрено, по меньшей мере, выполнение одного из следующих действий: выдачи (440а) предупреждения в форме, по меньшей мере, одного воспринимаемого сигнала, и автоматического повышения (440с) вырывного усилия.
16. Способ (400) по п. 15, в котором повышение (440 с) и уменьшение (440b) вырывного усилия предусматривает выполнение, по меньшей мере, одной из следующих операций:
повышения и уменьшения, соответственно, давления, оказываемого на цилиндры (105) гидросистемы машины (100);
изменения угла атаки землеройных орудий (110) для повышения и уменьшения, соответственно, вырывного усилия; и
изменения траектории, по которой движутся землеройные орудия (110), для повышения и уменьшения, соответственно, вырывного усилия.
17. Способ (400) по любому из пп. 15, 16, отличающийся тем, что:
машина (100) содержит центр (150) управления, предназначенный для управления машиной (100);
действие, определенное центральным средством (50) управления, предусматривает, по меньшей мере, выполнение одной из следующих операций:
автоматического уменьшения (440b) вырывного усилия машины (100), если рассчитанные усилия превышают заданное пороговое значение чрезмерного усилия; и
автоматического повышения (440 с) вырывного усилия, если рассчитанные усилия оказываются меньше заданного порогового значения оптимального усилия; при этом центр (150) управления осуществляет управление машиной (100), по меньшей мере, на основании указанного действия, вследствие чего машина (100), по меньшей мере, частично управляется командами, выдаваемыми центром (150) управления.
18. Способ (400) по п. 17, в котором центр (150) управления осуществляет управление машиной (100) на основании, по меньшей мере, указанного действия, вследствие чего машина (100) полностью управляется командами, выдаваемыми центром (150) управления; и отличающийся тем, что машина (100) дополнительно содержит:
средство (120) машинного зрения;
первое средство (125) для детектирования положения и ориентации стрелы (106) машины (100);
второе средство (130) для детектирования положения и ориентации рукояти (108) машины (100); и
третье средство (135) для детектирования положения и ориентации ковша (110).