林區(qū)作業(yè)單元的穩(wěn)定化的制作方法
【專利摘要】一種用于使林區(qū)作業(yè)單元的至少一個機架部件穩(wěn)定的方法涉及：確定由林區(qū)作業(yè)單元的有效負載施加于要支撐的機架部件的力矩；以及基于由有效負載施加于要支撐的機架部件的力矩來確定用于至少穩(wěn)定機架部件所需的至少一個支撐力矩的大小和方向。用于使林區(qū)作業(yè)單元的至少一個機架部件穩(wěn)定的設備包括用于實施所述確定的裝置。
【專利說明】林區(qū)作業(yè)單元的穩(wěn)定化

【背景技術】
[0001]本發(fā)明涉及林區(qū)作業(yè)單元的穩(wěn)定化，具體地，涉及一種用于使林區(qū)作業(yè)單元的至少一個機架部件穩(wěn)定的方法和設備。
[0002]多種移動車輛和機器必須以不同方式在不平坦的地形上以及在傾斜的表面上頻繁地作業(yè)，因此，重要的是，能夠以某種方式實現(xiàn)車輛或機器賴以移動的元件(諸如，車輛或機器的車輪和/或履帶)與地面的充分接觸。出于多種原因，例如車輛的推進和牽引動力、表面與車輛之間的良好的安定性能、地面上的表面壓力盡可能地小或者良好的穩(wěn)定性，通常期望的是盡可能好地保持與地面或其他作業(yè)表面的接觸。這些特性通常在越野車輛或機器諸如軍用車輛或者用于機器采伐的不同林業(yè)機器中被特別強調。這些特性例如可以通過允許軸(shaft)、機軸(axle)或者特別是在機架轉向機器的情況下分開的機架相對于彼此旋轉來改善。借助于液壓控制的齒板連接器、摩擦制動器或鎖定閥和液壓汽缸在需要時允許旋轉并且另一方面阻止或控制該旋轉的與這種類型的機架的旋轉相關的不同的現(xiàn)有技術設備實際上是已知的。在公報W003055735中公開了一種這樣的方案。
[0003]因此，已知的是，通過所謂的能夠實現(xiàn)作業(yè)機器的轉向的機架轉向接合部以及能夠實現(xiàn)機架大致關于車輛的縱向軸線相對于彼此旋轉的轉子接合部這兩者，將林業(yè)機器或另一移動作業(yè)機器的兩個單獨的機架設置在一起。例如從公報EP1261515獲知了一種這樣的方案。
[0004]現(xiàn)有技術設備的典型問題在于，基于從牽引傳動裝置獲得的狀態(tài)數(shù)據(jù)來阻止和允許機架相對于彼此的旋轉。因此，典型的使用模式為當機器沒有被驅動時阻止機架相對于彼此的旋轉以及當機器被驅動時允許機架的旋轉。然而，由于包括升降架的機架部件沒有以任何方式被支撐，因此，這顯著地限制了升降架的最終使用以及該升降架在驅動期間的操作范圍。另一方面，例如，基本的假設為機器的動臂總成僅在機器靜止時才使用，這顯著地減小了采伐機和傳送機操作的生產(chǎn)率?，F(xiàn)有技術方案的另一典型問題涉及在利用較大的支撐力矩已經(jīng)阻止機架旋轉時使車輛運動。當對機架旋轉的鎖定被松開時，機架尋求新的平衡位置，并且當這樣做時，機架或多個機架可能甚至非常突然且強烈地擺動。現(xiàn)有技術的方案通?；趯C架部件之間的旋轉的預定鎖定或衰減或阻止，并且因此其不能夠對變化的環(huán)境作出反應。
[0005]與現(xiàn)有技術的形狀鎖定齒和類似的無級機架鎖的實現(xiàn)方式相關聯(lián)的另一問題在于，該鎖通常被鎖定至與地形實際所需的位置略微不同的位置以及機器的機架的位置，這例如引起了通過機器在基座上的懸停所表現(xiàn)出的不穩(wěn)定性。已經(jīng)試圖通過無級鎖定方案例如通過液壓缸實施并基于摩擦的致動器方案來解決該問題，從而允許鎖定至機架相對于彼此的精確所需的旋轉。然而，甚至這些方案例如也沒能考慮到機器下方的地形的支撐能力的變化。另外，尤其當機器在持續(xù)的負載或作業(yè)期間靜止了較長的時間段時，在作業(yè)期間對地表面產(chǎn)生的應力可能導致表面壓力不能均勻地分布而使機器保持在不穩(wěn)定的位置中。


【發(fā)明內容】

[0006]因此，本發(fā)明的目的在于提供一種方法和實施該方法的設備，以使得能夠解決上述問題。該目的通過以在獨立權利要求中所陳述的內容為特征的方法和設備來實現(xiàn)。在獨立權利要求中公開了優(yōu)選實施例。
[0007]根據(jù)本發(fā)明的方面，用于使林區(qū)作業(yè)單元的至少一個機架部件穩(wěn)定的方法包括下述步驟:確定由林區(qū)作業(yè)單元的有效負載施加于要支撐的機架部件的力矩的、繞至少大致縱向的旋轉軸線作用的分量；以及至少基于由所述有效負載施加于要支撐的機架部件的力矩來確定用于至少穩(wěn)定機架部件所需的至少一個支撐力矩的大小和方向。
[0008]根據(jù)本發(fā)明的第二方面，用于使林區(qū)作業(yè)單元的至少一個機架部件穩(wěn)定的設備至少包括:用于確定由林區(qū)作業(yè)單元的有效負載施加于要支撐的機架部件的力矩的、繞至少大致縱向的旋轉軸線作用的分量的裝置；以及用于基于由所述有效負載施加于要支撐的機架部件的力矩來確定用于至少穩(wěn)定機架部件所需的至少一個支撐力矩的大小和方向的裝置。
[0009]該方案的思想為以新的方式一利用所確定的由有效負載施加于要支撐的機架部件的力矩——確定用于穩(wěn)定機架部件所需的支撐力矩。
[0010]該方法和設備的優(yōu)勢在于其允許根據(jù)作業(yè)情形和當前環(huán)境對穩(wěn)定進行主動調節(jié)。另外，該方案允許用于控制機架旋轉的裝置以新的方式在機器被驅動時以及在機器靜止時均用于穩(wěn)定機器。
[0011]根據(jù)實施例的方法，還確定由有效負載施加于要支撐的機架部件的力矩的、繞林區(qū)作業(yè)單元的橫向軸線作用的分量。
[0012]根據(jù)第二實施例的方法，形成并調節(jié)具有預定的大小和方向的所需的支撐力矩。
[0013]根據(jù)第三實施例的方法，所述支撐力矩通過至少一個致動器形成，所述至少一個致動器可以用于在所需方向上產(chǎn)生預定的力矩并且用于將所述至少一個致動器鎖定至其當前位置以防止機架部件相對于彼此旋轉。
[0014]根據(jù)第四實施例的方法，與因重力矢量所引起的加速度相關地確定至少一個支撐機架部件和至少一個要支撐的機架部件的位置和/或運動狀態(tài)，用于使機架部件穩(wěn)定至少所需的至少一個支撐力矩的大小和方向基于至少所述位置和/或運動狀態(tài)以及由有效負載施加于要支撐的機架部件的力矩的繞至少大致縱向旋轉軸線作用的分量來確定。
[0015]根據(jù)第五實施例的方法，另外，基于所述位置和/或運動狀態(tài)以及所述力矩進行機架部件的穩(wěn)定性分析，并且基于穩(wěn)定性分析的結果在預定的替代方案中選擇林區(qū)作業(yè)單元的操作狀態(tài)。在某些實施例中，所涉及的用于操作狀態(tài)的替代方案可以包括下述操作狀態(tài)中的至少一個:主動穩(wěn)定(active stabilizat1n)、鎖定機架部件相對于彼此的位置、固定以及接近極限位置和/或當達到極限位置時警告使用者。
[0016]根據(jù)某些實施例，用于使林區(qū)作業(yè)單元的至少一個機架部件穩(wěn)定的設備可以包括用于實施上述方法步驟中的一個或更多個方法步驟的裝置。
[0017]根據(jù)實施例，用于產(chǎn)生并調節(jié)所需支撐力矩的裝置包括可以用于沿至少一個所需的方向施加預定的力矩的至少一個致動器，所述至少一個致動器能夠鎖定至其當前的位置以防止機架部件相對于彼此旋轉。
[0018]根據(jù)又一實施例，用于與因重力矢量的加速度相關地確定至少一個要支撐的機架的位置和/或運動狀態(tài)的裝置包括至少一個傳感器。在某些實施例中，該傳感器可以為下述傳感器中的至少一個:加速度傳感器、傾斜計以及角速度傳感器。
[0019]根據(jù)又一實施例，用于確定由林區(qū)作業(yè)單元的有效負載施加于要支撐的機架部件的力矩的至少繞旋轉軸線作用的分量的裝置包括下述中的至少一個:對動臂總成的樞轉的鉸接角度測量的裝置、對提升汽缸動力測量的裝置以及對動臂總成基部與提升汽缸之間的接合部的鉸接角度測量的裝置。
[0020]根據(jù)又一實施例，用于確定用于至少穩(wěn)定機架部件所需的至少一個支撐力矩的大小和方向的裝置至少包括控制單元。
[0021]根據(jù)又一實施例，用于對機架部件進行穩(wěn)定性分析以及用于選擇林區(qū)作業(yè)單元的操作狀態(tài)的裝置至少包括控制單元。
[0022]根據(jù)又一實施例，該方案包括林區(qū)作業(yè)單元，該林區(qū)作業(yè)單元包括用于使林區(qū)作業(yè)單元的至少一個機架部件穩(wěn)定的設備。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0023]現(xiàn)在將結合優(yōu)選實施例并且參照附圖更加詳細地描述本發(fā)明，在附圖中:
[0024]圖la、圖1b和圖1c為林區(qū)作業(yè)單元的三個示例的示意圖；
[0025]圖2a和圖2b為從不同方向觀察的林區(qū)作業(yè)單元的示意圖；
[0026]圖3為林區(qū)作業(yè)單元的示意圖；
[0027]圖4為第二林區(qū)作業(yè)單元的示意圖；
[0028]圖5為用于使林區(qū)作業(yè)單元的至少一個機架部件穩(wěn)定的方法的示意圖；
[0029]圖6為例如在圖2b的情況下機架部件的支撐力矩的示例的示意圖；
[0030]圖7為用于使林區(qū)作業(yè)單元的至少一個機架部件穩(wěn)定的設備的示意圖；以及
[0031]圖8為用于使林區(qū)作業(yè)單元的至少一個機架部件穩(wěn)定的實施例的示意圖。

【具體實施方式】
[0032]有利的是，所公開的方法和設備結合于車輛和機器，特別是林區(qū)作業(yè)機器，例如，包括或處理有效負載并且經(jīng)常在不平坦和/或其承載能力變化的地面(例如，地形)上移動的采伐機、加載拖拉機或者這些機器的組合。這種類型的林區(qū)作業(yè)單元通常至少包括兩塊或兩段，這兩塊或兩段能夠通過至少允許繞車輛或機器的縱向軸線或者繞與該縱向軸線大致平行的另一旋轉軸線旋轉的連接構件或結構彼此連接。替代此或除此以外，林區(qū)作業(yè)單元還可以包括相對于機器的縱向軸線以可旋轉的方式設置的擺動機軸，該擺動機軸的結構形成了一個這樣的段。根據(jù)某些實施例，這種類型的擺動機軸可以為引導軸，在這種情況下，林區(qū)作業(yè)單元的實際機架可以是剛性的，或者可以接合該林區(qū)作業(yè)單元的機架部件的至少一個接合部不需要具有任何的自由度，或者該接合部可以至少相對于繞林區(qū)作業(yè)單元的縱向軸線發(fā)生的旋轉是剛性的。換句話說，盡管在不同的實施例中，以上塊或段在尺寸、結構和相互位置方面甚至可能彼此顯著地不同，但是為了簡化，在該方案的描述中，這些塊或段都被稱作機架部件。
[0033]在每種情況下，每個機架部件可以是(例如)林區(qū)作業(yè)機器的實際單獨的機架部件，或者甚至僅僅是例如在每種情況下設置于能夠大致相對于林區(qū)作業(yè)單元的縱向旋轉軸線旋轉的至少一個其他機架部件的軸，例如，優(yōu)選地為擺動機軸(例如，搖桿串列輪軸)、履帶系統(tǒng)、單個軸或可以通過需要的結構和/或緊固部件設置的本身已知的類似軸。
[0034]在這種方案的背景下，由有效負載引起的力矩——即，有效負載施加于一個或更多個機架部件的力矩——指的是由諸如被林區(qū)作業(yè)單元包括或處理并且與林區(qū)作業(yè)單元的作業(yè)相關聯(lián)的物理實體(例如動臂總成和/或負載)引起的力矩，或者由林區(qū)作業(yè)單元或該林區(qū)作業(yè)單元的部件引起的力矩，該力矩至少暫時地對林區(qū)作業(yè)單元的穩(wěn)定性起作用、趨于使要支撐的機架通常至少大致繞林區(qū)作業(yè)單元的縱向旋轉軸線C擺動。因此，所討論的由有效負載引起的力矩可以由以下因素引起:例如，從林區(qū)作業(yè)機器的縱向方向轉向的動臂總成和/或配裝至該動臂總成的工具，例如，采伐機或提升頭、或某些其他質量，例如，要處理的木料或(例如)傳送機的負載、或者與這些可比的有效負載或這種類型的質量的慣性。例如，該力矩還可以通過采伐機頭對樹干的給送動作來引起，在這種情況下，采伐機頭的軋棍(pincher roll)通常對樹干產(chǎn)生沿樹干的縱向方向作用的較大的力。另一方面，在采伐機頭用于牢固地抓持附接至地面的樹干例如因風暴倒下的樹干的情況下也會產(chǎn)生較大的力矩。在不同的實施例中，林區(qū)作業(yè)機器的機架部件或多個機架部件甚至可能同時或者根據(jù)使用或驅動情況承受由有效負載一例如由多個動臂、一個動臂以及設置至載貨空間的負載或其他類似來源一引起的多個力矩。在不同的實施例或情況下，由這些有效負載在林區(qū)作業(yè)單元的一個或更多個機架部件上引起的力矩可以具有相同的方向、具有不同的方向以及還具有相反的方向，由有效負載引起的力矩在這種情況下指的是由這些局部的有效負載在林區(qū)作業(yè)機器的每個機架部件上的力矩引起的總力矩。當僅考察由有效負載施加于機架部件的力矩的繞旋轉軸線C作用的一個分量時，自然僅存在兩個可能方向的力矩。然而，不同的實施例還可以考慮由有效負載引起的力矩的其他方向的分量，例如考慮繞林區(qū)作業(yè)單元的橫向軸作用的分量。
[0035]所公開的方法和設備允許根據(jù)作業(yè)情況和當時的環(huán)境對穩(wěn)定進行主動調節(jié)，例如調節(jié)穩(wěn)定以改變由地形的不平坦性或有效負載引起的總力矩。在所公開的方案的背景下，穩(wěn)定意味著機器的不同機架部件在作業(yè)和/或驅動期間將盡可能地穩(wěn)定，也就是說，意味著該機器的不同機架部件不會因由有效負載或質量慣性引起的力矩而關于每個特定的位置——例如關于機器在特定的時間被設置的位置或者該機器因地形或其形狀被設置的位置——顯著地歪斜或傾斜。換句話說，目的在于使由有效負載/多個有效負載引起的總力矩對機器的機架部件的運動狀態(tài)和位置的影響最小化。同時，目的在于將由有效負載引起的力矩盡可能均勻地分布至盡可能多的支撐點或者分布至盡可能寬的區(qū)域，和/或目的至少在于確保所有支撐點均與地面或某些其他作業(yè)平臺接觸。換句話說，指向不同機架部件的應力比前更加均勻地分布。另一方面，這還允許機器與平臺之間的表面壓力更加均勻地分布。因此，在本文中，穩(wěn)定并非意味著例如將一個或更多個機架部件相對于例如彼此或基座引導至具體的位置。
[0036]在本文中，參考了已知的一個或更多個支撐機架部件或者要支撐的一個或更多個機架部件。要支撐的機架部件意味著由有效負載產(chǎn)生的力矩主要針對的機架部件，即，通常，設置有接收由有效負載引起的力矩的結構(例如，動臂總成，例如起重機、裝載機或其他動臂總成、載貨空間等)的機架部件。支撐機架部件——即，提供支撐的機架部件——意味著由有效負載引起的力矩的負載借助于穩(wěn)定例如通過借助于至少一個致動器產(chǎn)生所需的支撐力矩而被分布和/或傳送至的機架部件。在不同的驅動和/或者使用情況下，不同機架部件可以為支撐機架部件和/或者要支撐的機架部件。在某些情況下，例如當動臂總成設置于一個機架部件并且載貨空間設置于另一個機架部件時，支撐機架部件和要支撐的機架部件可以根據(jù)機架部件和/或動臂總成的位置而改變，并且在某些情況下，兩個機架部件可能均承受由有效負載產(chǎn)生的力矩，在這種情況下，每個機架部件在某種程度上是支撐機架部件和要支撐的機架部件兩者。
[0037]換句話說，穩(wěn)定可以用于將由有效負載引起的力矩盡可能均勻地分布在不同的機架部件之間。如果林區(qū)作業(yè)單元包括在所討論的情況下形成機架部件的至少一個擺動機軸，則所述擺動機軸可以用于穩(wěn)定，并且因此由有效負載引起的力矩例如可以根據(jù)實施例在設置至林區(qū)作業(yè)單元的機架的擺動機軸與固定軸之間分配或者在形成了一個機架部件的多個擺軸中分配。
[0038]該方案允許動臂總成在驅動期間也被有效地使用。例如，在機器運動時也提供有效加載允許尤其在傳送機操作中甚至顯著地提高生產(chǎn)率。在現(xiàn)有技術的方案中，這僅在傳送機的載貨空間已經(jīng)容納足夠的裝載木料時可能，在這種情況下，通常位于載貨空間下的已知后機架和負載的總質量已經(jīng)足夠保持傳送機下的機架直立。然而，這引起了在機架結構上的不均勻的應力，并且因此，特別是在傳送機的腳部與傳送機的后轉向架或后機軸之間的區(qū)域上產(chǎn)生了很大的負載。這種應力現(xiàn)象在傳送機在驅動期間被加載時是特別明顯的。本方案與現(xiàn)有技術的區(qū)別之處在于，設置有動臂總成的機架部件上的應力可以通過也從支撐(前)機架獲得一些支撐力矩而被顯著地減小，例如，這精確地實現(xiàn)在動臂總成的基部15與后轉向架或后機軸16之間的區(qū)域上的負載被顯著地減小。
[0039]另外，此時所公開的方案一直允許機器的行為至少與現(xiàn)有技術的充分鎖定的機架鎖一樣穩(wěn)定。此外，該方案實現(xiàn)了，即使在具有支撐在動臂的端部的工具(例如，帶有要處理的木料的抓持部或采伐機頭)的所述動臂位于機器的側部上時，機器仍能移動。然而，此時所公開的方案還能夠使負載在機器的機架結構中充分自由地傳遞并分布。因此，可以相當靈活地將機器的機架結構的強度質量以及不同的操作情況考慮在內。
[0040]另外，該方案使得能夠以受控的方式檢測下述情況:由支撐機架提供的支撐力矩或者旋轉控制制動器的力矩傳遞能力不再足以使要支撐的機架部件穩(wěn)定。根據(jù)實施例，在諸如這種情況的情況下，可以應用不同的功能，例如，警告使用者和/或不同控制模式，例如，機架的固定或相互鎖定。
[0041]此時所公開的方案的另一優(yōu)勢在于振動、沖擊或者其他運動必需從要支撐的機架部件傳遞至支撐機架部件或傳遞至安裝至支撐機架的驅動艙并傳遞至或駕駛員的作業(yè)點。這對于駕駛員的職業(yè)健康和人體工程學而言是非常重要的，并且例如，需要這種類型的方案以滿足由專家設定的關于暴露于振動的需求。另一方面，對于控制艙在要支撐的機架上的機器而言，由于該方案允許機架通過比在使用完全剛性的機架鎖時可以實現(xiàn)的支撐力矩更大的支撐力矩來支撐，因此，該方案提供了使要支撐的機架有效地穩(wěn)定的控制模式。
[0042]此外，此時所公開的方案允許避免機器的機架結構的加載路徑/線路中的明顯不連續(xù)性點，并且因此允許負載比以前更加均勻地分布至整個機架結構。另外，可以避免由常規(guī)的機架鎖的松開及鎖定引起的負載峰值和沖擊。
[0043]與現(xiàn)有技術的方案相比，此時所公開的方案的又一明顯的優(yōu)勢在于該方案允許機器與地形之間的表面壓力更佳且更均勻地分布在機器的所有機軸、車輪轉向架或其他元件上，這轉而提供了就機器的耐久性和由地形引起的損壞而言的各種優(yōu)勢。
[0044]圖la、圖1b和圖1c為示出了三個林區(qū)作業(yè)單元I的示例的示意圖。結構和/或作用相同的部件在圖中由相同的附圖標記表示。林區(qū)作業(yè)單元I—圖1a中的傳送機和圖1b中的采伐機一可以包括機架部件，在圖1a的情況下，可以包括通過鉸接(articulat1n)接合在一起的兩個機架部件2、3。林區(qū)作業(yè)單元I通常包括控制艙9和至少一個動力源10，其中，該控制艙9設置于一個機架部件2、3、4，所述至少一個動力源10設置于與控制艙相同的機架部件2、3、4或者不同的一個機架部件，以產(chǎn)生移動并控制林區(qū)作業(yè)單元和/或者該林區(qū)作業(yè)單元中的工具的動力。林區(qū)作業(yè)單元I還包括通常設置于一個或者更多個機架部件2、3、4的工具，例如，動臂總成11以及圖1a中的附接至該動臂總成11的抓持部12或圖1b中的附接至該動臂總成11的采伐機頭13。移動的林區(qū)作業(yè)單元I還包括用于移動林區(qū)作業(yè)單元的裝置，例如，車輪14、塊總成、腳部機構或本身已知的用于移動的其他元件。
[0045]圖1c為林區(qū)作業(yè)單元I的一部分的示意圖。根據(jù)附圖的實施例，林區(qū)作業(yè)單元I包括機架部件2以及能夠相對于機架部件2繞林區(qū)作業(yè)單元的縱向旋轉軸線C旋轉的軸。另外，附圖的林區(qū)作業(yè)單元I包括第二機架部件4，該第二機架部件4不能夠相對于機架部件2繞林區(qū)作業(yè)單元的縱向旋轉軸線C旋轉，而僅能夠相對于機器的豎向軸線E旋轉。
[0046]圖2a和圖2b分別為林區(qū)作業(yè)單元I的從上方和從一個端觀察的示意性透視圖。林區(qū)作業(yè)單元I可以包括至少兩個段或塊，在圖2a和圖2b中，三個段或塊，這三個段或塊在下文中稱作機架部件2、3和4，其中至少兩塊或兩段能夠相對于彼此大致繞林區(qū)作業(yè)單元的縱向旋轉軸線C旋轉。因此，根據(jù)不同的實施例，林區(qū)作業(yè)單元I還可以包括兩個機架部件或者多于三個的機架部件，例如四個機架部件，并且機架部件可以為在林區(qū)作業(yè)單元I的實際機架的縱向方向上的大致連續(xù)的部件或至少部分連續(xù)的部件或(例如)如上面所公開的擺動機軸。在附圖中，盡管示出了所有機架部件2、3和4具有相同的尺寸，但是如所說明的，在實踐中，機架部件2、3和4就尺寸和其他性能和/或它們相對于彼此如何設置而言彼此可以大致不相同。
[0047]換句話說，林區(qū)作業(yè)單元I的至少兩個機架部件2、3、4能夠相對于彼此至少繞與林區(qū)作業(yè)單元的縱向軸線大致平行的一個旋轉軸線C旋轉。根據(jù)實施例，旋轉軸線C可以為林區(qū)作業(yè)單元I的縱向軸線或者為優(yōu)選地以(例如)大約0.5m的最大距離靠近該旋轉軸線C定位并與該旋轉軸線C大致平行的軸線。根據(jù)不同的實施例，林區(qū)作業(yè)單元I的這兩個機架部件2、3、4在每種情況下均可以沿林區(qū)作業(yè)單元I的縱向方向大致連續(xù)地設置。根據(jù)又一些實施例，機架部件能夠相對于彼此并且相對于與林區(qū)作業(yè)單元I的旋轉軸線C垂直的大致平坦的界面A、B以塊為單位旋轉。出于簡便的目的，在以透視方式示出的塊3和4中界面A、B通過虛線A和B來描繪，并且因此在圖2a和圖2b的方案中，每個機架部件
2、3和4在每種情況下均可以形成一個塊。
[0048]繞旋轉軸線C發(fā)生的旋轉在每種情況下均可以通過本身已知的任何部件或結構來實施，該部件或者結構允許機架部件2、3例如通過具有至少一個自由度的旋轉件接合部在繞旋轉軸線C的所述方向上相對于彼此旋轉。例如從公報EP1261515獲知這種方案，并且這些方案例如可以包括借助于本身已知的軸承從至少一個方向安裝在軸承上的機軸，該軸承例如為球軸承、另一滾子軸承、滑動軸承或者足夠堅固的另一軸承。
[0049]除在圖1中示出的結構部件以外，林區(qū)作業(yè)機器I還可以包括所需數(shù)目的本身已知的部件，該部件包括機架部件、裝置、系統(tǒng)、部件和車輛和/或機器的典型的但未被示出的其他結構部件。在每種情況下，這些結構部件中的每個結構部件均可以設置在機架部件、3、4中的一個或更多個機架部件中或林區(qū)作業(yè)機器I的另一結構部件中。
[0050]在圖la、圖lb、圖lc、圖2a和圖2b中，機架部件2、3、4中的至少某些機架部件設置有車輪5，但是在不同的實施例中，林區(qū)作業(yè)單元I可以設置有適當數(shù)目的車輪、履帶、串聯(lián)軸、履帶系統(tǒng)或機器的運動所需的并且本身已知的其他結構部件，并且這些結構部件在每種情況下均可以以與示出或未示出的一個或更多個機架部件連接的方式設置。換句話說，一個或更多個車輪、履帶系統(tǒng)、串聯(lián)軸等可以以各種方式設置在任何機架部件2、3、4中、未示出的任何機架或結構部件中、這些機架或結構部件中的若干機架或結構部件或者其組合中。林區(qū)作業(yè)單元I還可以包括未形有車輪、履帶系統(tǒng)、串聯(lián)軸等的一個或多個機架部件。
[0051]圖2a為處于使用位置中的林區(qū)作業(yè)單元I的示意圖。附圖的林區(qū)作業(yè)單元I設置有將至少兩個機架部件一在這種情況下為機架部件3和4—在林區(qū)作業(yè)單元I的機架的縱向方向上大致連續(xù)地接合在一起的接合部，該接合部允許繞大致垂直于林區(qū)作業(yè)單元I的旋轉軸線C的大致豎向的回轉軸線E樞轉，以改善和/或實現(xiàn)林區(qū)作業(yè)單元I的可操縱性。在附圖中，因此，例如關于林區(qū)作業(yè)單元I的轉向，機架部件4相對于機架部件3繞大致垂直于林區(qū)作業(yè)單元I的縱向旋轉軸線C的所述大致豎向的樞轉軸線樞轉。該樞轉具有角度范圍D，并且林區(qū)作業(yè)單元I的旋轉軸線C相應地形成了在機架部件3與機架部件4之間具有對應范圍的角度的虛線。在各種實施例中，設置有允許繞豎向樞轉軸線樞轉的一個或更多個這樣的接合部，并且所述一個或更多個這樣的接合部在每種情況下均可以設置在林區(qū)作業(yè)單元I的示出或未示出的兩個機架部件之間。在這種情況下，在旋轉軸線C上形成了與接合部的數(shù)目對應的角度數(shù)目。在不同的實施例和操作情況下，機架部件2、
3、4可以在機架部件與連接該機架部件的結構的流隙和間隙所允許的限度內相對于彼此和旋轉軸線C移動；例如，機架部件2、3、4例如可以相對于彼此旋轉+/-40度，或者例如相對于彼此轉向+/-45度。
[0052]圖2b為從林區(qū)作業(yè)單元I的機架部件4的末端觀察的三個機架部件2、3、4的示意圖。在圖2b的使用或運動位置中，機架部件相對于彼此旋轉，使得第二機架部件3處于大致水平的位置，即，處于中間位置，機架部件2在附圖中已相對于第二機架部件3逆時針方向旋轉，即，相對于與箭頭G相反的方向旋轉，并且機架部件4在附圖中已相對于機架部件3順時針方向旋轉，即，沿箭頭G的方向旋轉。
[0053]連同此時所公開的穩(wěn)定方法和設備，在圖2a和圖2b中示出并由相對于彼此繞林區(qū)作業(yè)單元I的旋轉軸線C旋轉的至少三個機架部件2、3、4形成的機架相比于現(xiàn)有技術的方案實現(xiàn)了許多優(yōu)勢。根據(jù)不同的實施例，例如，所需的機架部件例如要支撐的機架部件可以被引導至大致水平的位置。
[0054]圖3示出了包括用于控制兩個機架部件3、4之間的旋轉的第一旋轉控制致動器6的林區(qū)作業(yè)單元I。旋轉控制致動器6優(yōu)選地可以為在車輛和/或機器中使用的任何致動器，例如，能夠以本身已知的方式(例如，以液壓方式和/或以電方式)控制的壓力介質操作的致動器，例如，液壓缸。在不同的實施例中，除第一旋轉控制致動器6以外或替代第一旋轉控制致動器6，還可以使用另一種類型的旋轉控制設備。可以根據(jù)實施例設置一個或更多個這樣的第一旋轉控制致動器6或設備，所述接合部中每個接合部以及一個或更多個接合部均可以配備有第一旋轉控制致動器6或設備。
[0055]此外，在圖3的實施例中，林區(qū)作業(yè)單元I包括至少一個安裝結構7，在每種情況下所述至少一個安裝結構7以與至少一個機架結構結合的方式優(yōu)選地設置在機架部件的上表面上或者設置在該機架部件附近。在不同的實施例中，可以設置若干安裝結構7。安裝結構7可以包括可以形成機架部件的一部分或者連接至機架部件的一個或更多個部件。安裝結構7還可以被控制成單獨地或者通過控制設置有安裝結構7的機架部件2、3、4繞旋轉軸線C或者與該旋轉軸線C大致平行的軸線移動。因此，安裝結構7能夠相對于林區(qū)作業(yè)單元I繞旋轉軸線C發(fā)生的橫向樞轉優(yōu)選地被控制在大致水平的位置。例如，安裝結構7例如可以優(yōu)選地設置有林區(qū)作業(yè)單元I的艙和/或林業(yè)機器的動臂系統(tǒng)，其中，對于林區(qū)作業(yè)單元I的艙，鑒于職業(yè)衛(wèi)生和職業(yè)安全，在繞特別是旋轉軸線C發(fā)生旋轉的方向上以及在大致垂直于旋轉軸線C并且繞林區(qū)作業(yè)單元I的橫向軸線發(fā)生旋轉的方向上盡可能穩(wěn)定且水平的位置是優(yōu)選的，對于林業(yè)機器的動臂系統(tǒng)，盡可能水平的位置是優(yōu)選的，從而使對可用動力的利用最大化。在不同的實施例中，車輛或機器I的艙和/或升降架或另一動臂系統(tǒng)例如可以設置成實質上由該安裝結構7支撐。在又一實施例中，如果需要的話，可優(yōu)選地將林區(qū)作業(yè)單元I的主動力源(例如柴油機)和動力傳輸?shù)钠渌璨考胖迷诎惭b結構7，例如，關于特別陡峭和/或傾斜的工作環(huán)境和情況，這樣做是特別有利。相應地，在某些實施例中，設置有安裝結構7的機架部件2、3、4可以為要支撐的機架部件。另一方面，在其他實施例中，設置有安裝結構7的機架部件2、3、4可以為支撐機架部件，或者林區(qū)作業(yè)單元I可以包括設置于支撐機架部件和/或要支撐的機架部件的多個安裝結構7。例如，根據(jù)實施例，支撐機架部件例如可以包括可以設置有艙的安裝結構7，并且要支撐的機架部件可以包括第二安裝結構(未示出)，例如動臂總成、載貨空間和/或者形成或接收有效負載的另一類似結構可能已經(jīng)設置于該第二安裝結構。
[0056]圖4示出了一個方案，其中，安裝結構7設置有第二旋轉控制致動器8，以通過繞與旋轉軸線C的方向大致垂直的軸線F取向的旋轉、相對于林區(qū)單元在旋轉軸線C的方向上的傾斜來引導安裝結構的位置。在這種類型的方案中，同樣的第二旋轉控制致動器8也可以用于控制相對于旋轉平面B發(fā)生的旋轉。致動器例如可以為壓力介質操作的致動器，例如液壓缸、產(chǎn)生線性運動的電動致動器或者適于此目的的另一致動器。在不同的實施例中，每個安裝結構7均可以設置一個或更多個第二旋轉控制致動器8。在不同的實施例中，第二旋轉控制致動器8自然可以由允許安裝結構7相對于機架部件3繞軸線F旋轉并且允許機架部件3、4的繞旋轉軸線C的旋轉被控制的一個或更多個另一類型的系統(tǒng)來代替。在這種類型的方案中，機架部件2例如可以為支撐機架部件并且機架部件3和4可以為要支撐的機架部件。
[0057]圖5為用于使林區(qū)作業(yè)單元I的至少一個機架部件2、3、4穩(wěn)定的方法的示意圖。該方法包括確定501分量Tpayltjadx (Tmjdmx)，該分量Tpayltjadx為由林區(qū)作業(yè)單元I的有效負載施加于機架部件2、3、4的力矩Tpaylrad (Twsms)的分量并且該分量Tpaylradx至少繞機器的縱向軸線作用。根據(jù)某些實施例，也可以確定由有效負載施加于要支撐的機架部件的力矩的作用在其他方向上的分量，例如繞林區(qū)作業(yè)單元的橫向軸線或與該橫向軸線大致平行的軸線作用的分量和/或繞大致豎向的軸線作用的分量。另外，圖5的方法包括至少基于所述分量Tpaylradx確定502用于至少穩(wěn)定機架部件所需的至少一個支撐力矩Tsupptjrt (T支撐)的大小和方向以及根據(jù)確定的大小和方向調節(jié)503支撐力矩!；.。#在不同的實施例中，由有效負載Tpayltjad施加于至少一個要支撐的機架部件的力矩例如可以通過下面所列的一些方法和/或其組合來確定。該力矩可以基于借助于力矩傳感器的直接力矩測量和/或基于對力和該力的力矩臂的直接或間接測量以及矢量計算來確定。此外，該力矩可以通過基于例如對林區(qū)作業(yè)單元和/或有效負載的機械和/或動力學的建模和/或對林區(qū)作業(yè)單元的控制系統(tǒng)的位置和/或運動狀態(tài)的估計或者允許對力矩進行估計的某些其他模型來估計所述力矩來確定。還可以根據(jù)以上列舉的測量值、數(shù)據(jù)、計算值和/或者方法的組合或者通過其他類似的方式來確定該力矩。
[0058]通常，最優(yōu)選的支撐力矩Tsuppmt為足以使林區(qū)作業(yè)單元的要支撐的機架部件和/或機架穩(wěn)定的最小支撐力矩。另一方面，如在先前示例中所陳述的，例如在要支撐的機架上具有控制艙的機器中，使要支撐的機架有效地穩(wěn)定的控制模式可能針對允許通過比在使用剛性機架鎖時可能實現(xiàn)的支撐力矩更大的支撐力矩來支撐機架的模式。在這種情況下，目的并非是具有最小的可能支撐力矩，而是可以使要支撐的機架部件最有效地穩(wěn)定。因此，在不同的實施例中，根據(jù)穩(wěn)定對象和使用的情況，最優(yōu)選的支撐力矩可以為在盡可能小的力矩與補償由有效負載施加于要支撐的機架的力矩的支撐力矩之間的任何力矩。根據(jù)不同的實施例，該方法例如還可以包括例如確定要支撐的機架部件的至少一個位置和/或運動狀態(tài)。根據(jù)某些實施例，該方法可以包括確定多于一個機架部件一例如，至少一個支撐機架部件和至少一個要支撐的機架部件一的位置和/或運動狀態(tài)。
[0059]根據(jù)某些實施例，所需的支撐力矩Tsupptjrt產(chǎn)生并被調節(jié)成具有預定的大小和方向。支撐力矩例如可以由至少一個致動器產(chǎn)生，所述至少一個致動器可以用于引起在至少一個所需方向上的預定力矩，所述至少一個致動器能夠鎖定至其當前位置以防止機架部件相對于彼此旋轉。
[0060]根據(jù)某些實施例，所述一個或更多個機架部件還可以經(jīng)歷基于通過所述位置和/或運動狀態(tài)以及通過所述有效負載施加于機架部件的力矩的穩(wěn)定性分析。這允許在需要時基于穩(wěn)定性分析在預定替代方案中選擇林區(qū)作業(yè)單元的操作狀態(tài)。根據(jù)某些實施例，操作狀態(tài)的替代方案可以包括下述操作狀態(tài)中的至少一個操作狀態(tài):主動穩(wěn)定、鎖定機架部件的相互位置、固定、以及接近極限位置和/或在達到極限位置時警告使用者。
[0061]圖6為例如在根據(jù)圖2b的情況下的機架部件一在這種情況下，機架部件3—的支撐力矩的示例的示意圖。支撐力矩Tsuppmt的大小和方向優(yōu)選地確定成使得支撐力矩至少等于第一力矩極限Tmin(!?+)，該第一力矩極限Tmin等于僅夠防止要穩(wěn)定的機架部件2、3、4朝一側倒下的力矩，所述一側為機架部件2、3、4在沒有支撐力矩的情況下趨于朝其倒下或傾斜的那一側。換句話說，優(yōu)選地，根據(jù)要支撐的機架部件2、3、4在沒有支撐力矩的情況下趨于朝向哪一側倒下或傾斜來確定支撐力矩Tsuppmt的方向。因此，支撐力矩Tsupptjrt的方向被選成與趨于使機架部件2、3、4倒下的力矩相反，例如與由重力對這一側引起的力矩相反。然而，該支撐力矩必須比第二力矩極限Tmax(I*大)小，該第二力矩極限Tmax至多等于下述力矩中較小的一個力矩:造成要支撐的機架部件2、3、4朝支撐力矩作用的方向倒下的力矩或者造成支撐機架2、3、4失去其穩(wěn)定性的力矩。圖6為示出了支撐力矩的分量的示例，該分量繞旋轉軸線C作用，但是根據(jù)不同的實施例，可以確定和/或產(chǎn)生一個或更多個支撐力矩Tsupptjrt，并且該支撐力矩還可以具有不同的方向和/或包括在多個方向上作用的分量。
[0062]實際上，通常優(yōu)選的是形成盡可能小、但同時大到足夠以允許兩個機架保持穩(wěn)定的支撐力矩。在這種情況下，結構不承受不必要的負載并且支撐機架部件以及要支撐的機架部件兩者均穩(wěn)定。然而，由于當作用在具體機架部件(例如，支撐機架部件或要支撐的機架部件)上的應力被優(yōu)化時，最佳支撐力矩可以更大，因此，最佳支撐力矩可以根據(jù)所優(yōu)化的內容而變化。
[0063]根據(jù)不同的實施例，支撐力矩Tsuppmt可以通過至少一個致動器產(chǎn)生。根據(jù)實施例，所述支撐力矩Tsupptjrt可以通過可以用于在至少一個所需的方向上產(chǎn)生預定力矩的至少一個致動器產(chǎn)生。根據(jù)實施例，所述支撐力矩Tsuppmt可以通過至少兩個致動器產(chǎn)生，所述至少兩個致動器中的每個致動器均可以用于相對于至少一個方向產(chǎn)生力矩。根據(jù)另一實施例，所述支撐力矩Tsuppmt可以通過可以用于在彼此相反的至少兩個方向上產(chǎn)生力矩的至少一個致動器產(chǎn)生。因此，所述致動器可以用于產(chǎn)生具有與所需的支撐力矩Tsupptjrt對應的大小和方向的總支撐力矩。根據(jù)不同的實施例，所述一個或更多個致動器還可以鎖定至其當前位置以防止機架部件相對于彼此旋轉。
[0064]根據(jù)不同的實施例，機架部件2、3、4還可以經(jīng)歷通過應用上述位置和/或運動狀態(tài)以及上述力矩的穩(wěn)定性分析，并且可以基于穩(wěn)定性分析的結果在預定替代方案中選擇林區(qū)作業(yè)單元的操作狀態(tài)。穩(wěn)定性分析還可以使用林區(qū)作業(yè)單元以及該林區(qū)作業(yè)單元的影響穩(wěn)定性的機架部件的機械特性，例如林區(qū)作業(yè)單元和/或其一個或更多個機架部件的機械模型和/或對林區(qū)作業(yè)單元和其機架部件的測量。根據(jù)實施例，出于簡便的目的，穩(wěn)定性分析可以在僅考慮力矩繞旋轉軸線C作用的分量和/或力矩繞林區(qū)作業(yè)單元的橫向軸線作用的至少一個分量和/或繞大致豎向的軸線作用的分量的情況下實施。根據(jù)不同的實施例，操作狀態(tài)的替代方案可至少以包括主動穩(wěn)定、鎖定機架部件的相互位置和/或接近極限位置和/或在達到極限位置時警告使用者。在這種情況下，極限位置指的是整個林區(qū)作業(yè)單元開始倒下或者處于倒下的緊迫危險時的穩(wěn)定性極限值。極限位置還可以為用于使要支撐的機架部件穩(wěn)定所需的支撐力矩大致等于在所討論的位置和運動狀態(tài)下可以產(chǎn)生的最大支撐力矩的位置或情況。根據(jù)又一些實施例，操作狀態(tài)的替代方案還可以包括固定。例如在必須將機架部件相對于彼此的旋轉鎖定至具體的位置的情況下可能需要固定。固定指的是下述設置:允許防止林區(qū)作業(yè)單元的起動，和/或或在必要時允許移動的林區(qū)作業(yè)單元停止。
[0065]在本公開中關于圖5給出的方法例如可以通過與具有機架的林區(qū)作業(yè)單元結合的設備來實施，該機架可以類似于在本公開中關于圖1a至圖4描述的機架。根據(jù)實施例，在那種情況下，所述支撐力矩可以通過至少一個致動器產(chǎn)生，所述一個致動器或多個致動器可以用于在至少一個所需方向上產(chǎn)生預定力矩。根據(jù)不同的實施例，致動器還可以鎖定至其當前位置，以防止機架部件相對于彼此旋轉。
[0066]根據(jù)某些實施例，在每種情況下，林區(qū)作業(yè)單元I的一個或更多個機架部件——優(yōu)選地為至少一個要支撐的機架部件一的位置和/或運動狀態(tài)均可以利用至少一個傳感器來確定，所述至少一個傳感器可以為加速度傳感器或傾斜計。在某些實施例中，除了加速度傳感器之外，還可以使用至少一個角速度傳感器。
[0067]圖7為用于使林區(qū)作業(yè)單元I的至少一個機架部件2、3、4穩(wěn)定的設備的示意圖。該設備至少包括用于檢測由有效負載或多個有效負載引起的力矩、至少該力矩的至少繞旋轉軸線C作用的至少一個分量的檢測裝置71。另外，該設備包括控制單元或系統(tǒng)72，該控制單元或系統(tǒng)72用于基于由所述有效負載引起的力矩的至少一個分量確定用于至少穩(wěn)定一個機架部件2、3、4所需的至少一個支撐力矩的大小和方向。該設備還包括用于形成并調節(jié)支撐力矩的至少一個致動器73。
[0068]圖8為用于使林區(qū)作業(yè)單元I的至少一個機架部件2、3、4穩(wěn)定的實施例的示意圖，其中，旋轉控制設備包括致動器83，例如，壓力介質操作的致動器，例如液壓缸。在這種情況下，旋轉控制設備的壓力和方向控制可以通過控制閥單元84 (例如控制力矩的方向的方向閥單元)以及借助于壓力來調節(jié)力矩的大小的壓力控制單元85來執(zhí)行。如在圖8中所示，壓力和方向控制單元可以包括多個單獨的部件(例如，控制閥單元84和壓力調節(jié)單元85)或者一體的部件?？刂崎y單元84可以包括例如優(yōu)選地具有封閉的中間位置的4/3方向閥，并且壓力調節(jié)單元85例如可以包括壓力比例閥，該壓力比例閥具有壓力反饋耦接并且耦接至方向閥。在這種情況下，方向閥的封閉的中間位置允許汽缸被鎖定，由此也使壓力閥的輸出關閉，這允許由壓力調節(jié)閥調節(jié)的系統(tǒng)壓力下降以節(jié)省能量。封閉的中間位置例如還可以在對壓力閥以及該壓力閥的操作的壓力傳感器的故障診斷中使用，在這種情況下，在必要時，可以警告駕駛員操作擾動處于故障情況并且可阻止穩(wěn)定功能。圖8還示出了用于該設備的能量源86。
[0069]在基于壓力來控制旋轉控制設備的支撐的情況下，機架接合部17可以在壓力幾乎根本沒有改變的情況下繞縱向軸線旋轉。因此，當在不平坦的地面上驅動時，也可以保持支撐力矩。如果在靜止的狀態(tài)中車輪下的地面受到破壞，則機架處于新的平衡位置，但在機架接合部上不會有額外負載，而在剛性旋轉控制的情況下在機架接合部上卻有額外負載。由于真正的支撐力矩遵循實時所需的力矩，因此，與常規(guī)的機架鎖實施方式的情況相同，支撐力矩均勻地變化并且沒有出現(xiàn)不連續(xù)性。
[0070]要支撐的機架部件2、3、4和/或支撐機架部件的的位置和運動狀態(tài)以及特別是其方向例如可以通過要支撐的機架部件的傾斜和角速度感測81d和/或支撐機架部件的傾斜和角速度感測87 (傾斜和角速度感測81d、87例如由速度傳感器、傾斜計和/或角速度傳感器來實現(xiàn))來與因重力矢量的加速度相關地確定，并且基于此，機架部件的位置對支撐力矩的影響可以在控制單元或系統(tǒng)72、82中確定。有效負載可包括林區(qū)作業(yè)單元的可移動動臂總成和/或通過該動臂總成提升的負載。例如可以基于動臂總成的提升汽缸的壓力81a以及動臂總成以及動臂總成的基部15的位置數(shù)據(jù)81b、81c相當精確地估計由這種動臂操作引起的力矩。計算由動臂總成和/或某些其他有效負載——如果存在其他有效負載的話，該其他有效負載例如為負載——引起的力矩的另一方法為基于汽缸壓力(4-點測量)以及要在兩個方向上傾斜的基部的位置或者通過例如借助于銷傳感器和/或應變計的對基部的單獨的動力感測來計算該力矩。
[0071]然而，支撐力矩優(yōu)選地不會增加至超過第二力矩極限Tmax。如果力矩增加得過多，則支撐機架最終將會倒下。如果駕駛員坐在要支撐的機架上，則她/他不一定能檢測到支撐機架即將倒下。為此，將主動調節(jié)的支撐力矩限制至安全值。
[0072]另外，在穩(wěn)定方法和設備中可以考慮林區(qū)作業(yè)單元的操作狀態(tài)89。除此之外或替代此，在必要時，還可以基于上述位置和/或運動狀態(tài)以及有效負載對機架造成的力矩對機架部件進行穩(wěn)定性分析，并且在必要時，可以基于穩(wěn)定性分析的結果，在預定的替代方案中選擇林區(qū)作業(yè)單元的新的操作狀態(tài)。例如，以上已參照圖6對這種可能的操作狀態(tài)進行了討論。
[0073]如果在林區(qū)作業(yè)單元靜止時確定的支撐力矩超過的第二力矩極限Tmax，則，例如，可以通過由鎖定閥以常規(guī)方式控制要加強的機架接合部來控制機架的旋轉，因此，林區(qū)作業(yè)單元的整個質量充分地參與了機器的穩(wěn)定。由于在這種情況下，駕駛員注意到了由整個林區(qū)作業(yè)單元的傾斜引起的不穩(wěn)定性以及林區(qū)作業(yè)單元在剛性的機架接合部上的邏輯表現(xiàn)，因此，這顯著地改善了林區(qū)作業(yè)單元的穩(wěn)定性與安全性。在這種情況下，可保持旋轉被鎖定，直到所需的支撐力矩已經(jīng)下降到略微小于第二力矩極限Tmax為止。當再次松開旋轉時，用于旋轉控制的致動器可以返回到主動穩(wěn)定。
[0074]對于在驅動期間所需的支撐力矩超過第二支撐力矩極限Tmax的情形，由于在驅動期間不適合鎖定機架的旋轉，并且也不能為了確保支撐機架部件的穩(wěn)定性而將支撐力矩增大，因此可以針對機架鎖的汽缸壓力來確定預定支撐力矩水平的閾值。然而，林區(qū)作業(yè)單元的行為是合邏輯的并且是駕駛員本身作用的結果，因此，駕駛員能夠防止失去穩(wěn)定和支撐機架部件倒下。此外，在所公開的方案中，用于使支撐機架倒下所需的力矩顯著大于在使用通常所說的機架鎖時的力矩。相應的功能自然也可以通過某些其他類型的致動器例如電動致動器來執(zhí)行。
[0075]在所需的支撐力矩接近第二力矩極限Tmax或者達到或超過該第二力矩極限Tmax的以上情況下，控制系統(tǒng)可以設置成檢測機架部件的不穩(wěn)定性。這使得例如可以通過視聽裝置警告駕駛員即將發(fā)生的可能危險的情況。另外，根據(jù)不同的實施例，如果所需的支撐力矩接近第二力矩極限Tmax，則可以確定在驅動期間阻止林區(qū)作業(yè)單元的驅動，或者可以迫使林區(qū)作業(yè)單元停止。另外，在不同的實施例中，如果在所需的支撐力矩等于或大于第二力矩極限Tmax時試圖使林區(qū)作業(yè)單元移動，則可以確定阻止起動。在這種情況下，例如，只有在駕駛員已經(jīng)將動臂總成移動得更靠近林區(qū)作業(yè)單元的縱向軸線之后才可以允許驅動。
[0076]如果可以通過載貨空間規(guī)模來測量由負載引起的力矩，則所公開的穩(wěn)定方法和設備例如還可以用于其他林區(qū)作業(yè)單元例如傳送機中。另外，上面所公開的方法和設備自然也可以用于在不平坦地面上作業(yè)的并且包括可以相對于彼此旋轉的至少兩個機架部件的其他對應的作業(yè)機器中。
[0077]在圖中，出于簡便的目的，機架部件2、3、4被示出為彼此分離并且在附圖中沒有主要地示出連接該機架部件2、3、4的結構部件。自然地，順序的結構部件在每種情況下均可以通過使獨立權利要求的特征被實現(xiàn)的任何結構部件或結構連接至彼此。
[0078]所公開的不同實施例的致動器(例如第一旋轉控制致動器6和/或第二旋轉控制致動器8)例如可以由產(chǎn)生受限運動的鉸接致動器(例如翼致動器或某些其他扭矩馬達等)來代替，或者由本身已知的且適于此目的的另一類似的方案來代替。
[0079]對于本領域技術人員而言明顯的是，隨著技術的進步，本發(fā)明的基本思想可以以許多不同的方式來實施。因此，本發(fā)明以及本發(fā)明的實施例不限于上述示例，而是可以在權利要求的范圍內進行改變。
【權利要求】
1.一種用于使林區(qū)作業(yè)單元的至少一個機架部件穩(wěn)定的方法，其特征在于， 確定由有效負載施加于所述林區(qū)作業(yè)單元的要支撐的機架部件的力矩的、繞至少大致縱向的旋轉軸線作用的分量；以及 至少基于由所述有效負載施加于所述要支撐的機架部件的力矩來確定用于至少穩(wěn)定所述機架部件所需的至少一個支撐力矩的大小和方向。
2.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于，還確定由所述有效負載施加于所述要支撐的機架部件的力矩的、繞所述林區(qū)作業(yè)單元的橫向軸線作用的分量。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的方法，其特征在于，產(chǎn)生所需的支撐力矩并將所需的支撐力矩調節(jié)至預定的大小和方向。
4.根據(jù)權利要求1至3中的任一項所述的方法，其特征在于，通過至少一個致動器產(chǎn)生所述支撐力矩，所述至少一個致動器能夠設置成在期望的方向上施加預定的力矩以及將所述至少一個致動器鎖定至其當前位置以防止機架部件相對于彼此旋轉。
5.根據(jù)權利要求1至4中的任一項所述的方法，其特征在于， 與因重力矢量的加速度相關地確定所述林區(qū)作業(yè)單元的至少一個支撐機架部件以及至少一個要支撐的機架部件的位置和/或運動狀態(tài)； 至少基于所述位置和/或運動狀態(tài)以及由所述有效負載施加于所述要支撐的機架部件的力矩的繞所述至少大致縱向的旋轉軸線作用的分量來確定用于至少穩(wěn)定所述機架部件所需的至少一個支撐力矩的大小和方向。
6.根據(jù)權利要求5所述的方法，其特征在于，還基于所述位置和/或運動狀態(tài)以及所述力矩對機架部件進行穩(wěn)定性分析，以及基于所述穩(wěn)定性分析在預定的替代方案中選擇所述林區(qū)作業(yè)單元的操作狀態(tài)。
7.根據(jù)權利要求6所述的方法，其特征在于，所述操作狀態(tài)的替代方案至少包括主動穩(wěn)定以及鎖定機架部件相對于彼此的位置。
8.根據(jù)權利要求6或7所述的方法，其特征在于，所述操作狀態(tài)的替代方案還包括固定。
9.根據(jù)權利要求6至8中的任一項所述的方法，其特征在于，所述操作狀態(tài)的替代方案包括當接近極限位置時和/或當達到極限位置時至少警告所述駕駛員。
10.一種用于使林區(qū)作業(yè)單元的至少一個機架部件穩(wěn)定的設備，其特征在于，所述設備至少包括: 用于確定由所述林區(qū)作業(yè)單元的有效負載施加于要支撐的機架部件的力矩的繞至少大致縱向的旋轉軸線作用的分量的裝置，以及 用于至少基于由所述有效負載施加于所述要支撐的機架部件的所述力矩來確定用于至少穩(wěn)定所述機架部件所需的至少一個支撐力矩的大小和方向的裝置。
11.根據(jù)權利要求10所述的設備，其特征在于，所述設備還包括用于產(chǎn)生所需的支撐力矩以及用于將所需的支撐力矩調節(jié)至預定的大小和方向的裝置。
12.根據(jù)權利要求11所述的設備，其特征在于，用于產(chǎn)生并調節(jié)所需的支撐力矩的裝置包括至少一個致動器，所述至少一個致動器能夠配置成在至少一個期望方向上產(chǎn)生預定的力矩，所述至少一個致動器能夠鎖定至其當前位置，以防止機架部件相對于彼此旋轉。
13.根據(jù)權利要求10至12中的任一項所述的設備，其特征在于，所述設備還包括用于與因重力矢量的加速度相關地確定至少一個要支撐的機架部件的位置和/或運動狀態(tài)的裝置，以及 用于基于由所述有效負載施加于所述要支撐的機架部件的力矩的繞所述至少大致縱向旋轉軸線作用的分量來確定用于至少穩(wěn)定所述機架部件所需的至少一個支撐力矩的所述大小和方向的裝置。
14.根據(jù)權利要求13所述的設備，其特征在于，所述設備還包括用于基于所述位置和/或所述運動狀態(tài)以及所述力矩對所述機架部件進行穩(wěn)定性分析以及用于基于所述穩(wěn)定性分析的結果在預定的替代方案中選擇所述林區(qū)作業(yè)單元的操作狀態(tài)的裝置。
15.根據(jù)權利要求14所述的設備，其特征在于，所述操作狀態(tài)的替代方案至少包括主動穩(wěn)定以及鎖定機架部件的相互位置。
16.根據(jù)權利要求14或15所述的設備，其特征在于，所述操作狀態(tài)的替代方案還包括固定。
17.根據(jù)權利要求14至16中的任一項所述的設備，其特征在于，所述操作狀態(tài)的替代方案包括當接近極限位置時和/或當達到極限位置時至少警告所述駕駛員。
18.根據(jù)權利要求13至17中的任一項所述的設備，其特征在于，所述用于與因重力矢量的加速度相關地確定至少一個要支撐的機架部件的位置和/或運動狀態(tài)的裝置包括至少一個傳感器。
19.根據(jù)權利要求18所述的設備，其特征在于，所述傳感器為加速度傳感器或傾斜計。
20.根據(jù)權利要求18所述的設備，其特征在于，所述傳感器為角速度傳感器。
21.根據(jù)權利要求10至20中的任一項所述的設備，其特征在于，用于確定由所述有效負載施加于所述林區(qū)作業(yè)單元的要支撐的機架部件的力矩的至少繞旋轉軸線作用的分量的裝置包括下述中的至少一個:對動臂總成的樞轉的鉸接角度測量的裝置、對提升汽缸動力測量的裝置以及對動臂總成基部與提升汽缸之間的接合部的鉸接角度測量的裝置。
22.根據(jù)權利要求10至21中的任一項所述的設備，其特征在于，用于確定用于至少穩(wěn)定所述機架部件所需的至少一個支撐力矩的大小和方向的裝置至少包括控制單元。
23.根據(jù)權利要求14至22中的任一項所述的設備，其特征在于，用于對所述機架部件進行穩(wěn)定性分析并且用于選擇所述林區(qū)作業(yè)單元的操作狀態(tài)的裝置至少包括控制單元。
24.一種林區(qū)作業(yè)單元，其特征在于，所述林區(qū)作業(yè)單元包括根據(jù)權利要求10至23中的任一項所述的設備。
【文檔編號】G01M1/14GK104428648SQ201380036141
【公開日】2015年3月18日 申請日期:2013年5月31日 優(yōu)先權日:2012年5月31日
【發(fā)明者】阿列克西·基維, 米科·奧伊諾寧 申請人:蓬塞有限公司