机器的防振颤控制系统的制造方法与工艺

本发明总体涉及控制一种机器，具体而言，涉及一种用于减少机器的谐波振动的控制系统。

背景技术：
某些机器，诸如自动平地机，具有自然频率，由于这种自然频率下的共振，可能会对其操作产生负面影响。自动平地机的自然频率是机器的许多物理特性的函数，诸如，其重量分布、后轮和犁板之间的距离，以及轮胎特性。此外，自动平地机所遇到的操作条件可能也会影响自然频率。自然频率下的激发可能会导致自动平地机内产生谐波振动，通常称之为“振颤(bounce)”。谐波振动或者振颤通常会在自动平地机的操作速度在特定的范围内，并且铲板或犁板上负载较轻时发生。振颤状态所造成的运动可能会干扰工作表面和犁板之间的接触，这可能会导致工作表面上产生不平整的饰面或皱褶。这种不平整的饰面可能需要对工作表面进行返工或使用附加材料进行适当的抛光。自动平地机可能会遇到三种不同类型的谐波振动或振颤：俯仰(pitching)振动或振颤、侧到侧或“鸭行(duck-walk)”振动或振颤、以及垂直振动或振颤。这三种类型的谐波振动或振颤状态中的每一种都可能会对平整操作产生负面影响。谐波垂直运动或振颤一般会在1.5Hz和3Hz之间的频率出现。美国专利公开号2010/0051298A1公开了一种系统，用于检测发生机器振颤所引起的液压压力峰值并使其耗散。通过使液压系统中产生随机的脉冲或消除脉冲使压力峰值耗散。前述背景讨论的目的仅仅在于帮助读者，而不是限制本文所述的创新，也不是为了限制或扩展所讨论的现有技术。因此，前面的讨论不应被视为表明现有系统的任何特定元件不适合与本文所述的创新一起使用，也不旨在表明任何元件在实施本文所述的创新时是必不可少的。本文所述的创新的实施方式和应用由所附的权利要求限定。

技术实现要素：
本公开在一个方面中描述一种用于具有原动机和地面接合铲板的自动平地机的运动的自动化控制的系统。第一传感器被布置在自动平地机上，且被配置成提供指示所述自动平地机的测得振颤的振颤信号。速度传感器被布置在自动平地机上，且被配置成提供指示所述自动平地机的对地速度的速度信号。控制器被配置成从所述第一传感器接收振颤信号，并基于所述振颤信号确定自动平地机的测得振颤的最大幅度。所述控制器进一步被配置成至少部分基于测得振颤的最大幅度产生命令信号以控制自动平地机的对地速度，并发送命令信号来改变自动平地机的速度。在另一个方面中，本公开描述一种控制器实现的方法，所述方法用于调整具有原动机、地面接合铲板、第一传感器以及速度传感器的自动平地机的运动，所述第一传感器被配置成提供指示所述自动平地机的测得振颤的振颤信号，所述速度传感器被布置在自动平地机上且被配置成提供指示所述自动平地机的对地速度的速度信号。该方法包括：从所述第一传感器接收振颤信号，并基于所述振颤信号确定自动平地机的测得振颤的最大幅度。该方法进一步包括：至少部分基于测得振颤的最大幅度在所述控制器内产生命令信号来控制自动平地机的对地速度，并由控制器发送命令信号来改变自动平地机的速度。在又一个方面中，本公开描述了一种自动平地机，其包括原动机、地面接合铲板、第一传感器以及速度传感器，所述第一传感器被布置在自动平地机上且被配置成提供指示所述自动平地机的测得振颤的振颤信号，所述速度传感器被布置在自动平地机上并且被配置成提供指示所述自动平地机的对地速度的速度信号。控制器被配置成从所述第一传感器接收振颤信号，并基于所述振颤信号确定自动平地机的测得振颤的最大幅度。该控制器被进一步配置成至少部分基于测得振颤的最大幅度产生命令信号以控制自动平地机的对地速度，并发送命令信号来改变自动平地机的速度。附图说明图1是根据本公开构建的自动平地机的侧面立视图；图2是根据本公开的防振颤控制系统的方框图；图3是流程图，示出了根据本公开的防振颤控制方法；图4是自动平地机的垂直振颤的仿真的示范图；图5是典型的图表，描绘了对应于图5所示的垂直振颤的油门踏板位移的仿真；图6是在图4中的6处识别出的部分的放大图；图7是在图5中的7处识别出的部分的放大图；图8是与图6类似的典型的图表，描绘了包含根据本公开的防振颤控制系统的自动平地机的仿真垂直振颤；以及图9是与图7类似的典型的图表，描绘了来自操作员的油门踏板位移命令的仿真，以及由防振颤控制系统在超越/优先于(override)操作员命令时产生的命令。具体实施方式图1是可用于根据本公开的实施例的机器的示意图，诸如，自动平地机10。自动平地机10包括机架11和原动机，诸如，发动机12。一组前轮13可以可操作地连接到机架11且通常邻近自动平地机10的前端，且两组后轮14可以可操作地连接到机架11且通常邻近自动平地机的后端。在一个替代实施例中，可只设置一组后轮14。一组或两组后轮14可通过可操作地连接到发动机12的动力传递机构(图未示)来驱动。动力传递机构可以是任何所需类型的驱动系统，包括静压推进系统、电驱动系统或机械驱动系统。操作员驾驶室15可安装在机架11上，并包括各种控制器、传感器和操作员使用的其他机构。铲板或犁板20从机架11向下延伸。犁板20可安装在铲板倾斜调整机构21上，铲板倾斜调整机构21由可旋转圆形组件22支撑，可旋转圆形组件22可操作地连接到铲板倾斜调整机构21。各种液压缸或其他机构也可以设置用于控制所述犁板20的位置。例如，圆形组件22可通过一对铲板升降致动器23(只有一个可见于图1)支撑。调整铲板升降致动器23能对可转动圆形组件22的高度，并因此对犁板20的高度进行调整。铲板升降致动器23可独立地运动或彼此组合地运动。中心移位缸24可被设置成使圆形组件22从一侧移动到另一侧。铲板末端汽缸25可被设置成控制犁板20的边缘和地面之间的角度。一个或多个侧移位汽缸(图未示)可被设置成控制犁板20相对于圆形组件22的横向移动。圆形组件22可包括机构，诸如，齿轮的齿，以使犁板20转动。如果需要的话也可以利用定位和控制所述犁板20的其他方式。自动平地机10可配备有多个传感器，所述传感器提供指示(直接地或间接地)机器的各方面的性能或状态的数据。操作员存在传感器30可被设置成感测操作员是否坐在操作员驾驶室15内。停车制动传感器31可被设置成感测停车制动器是否接合。变速器输出速度传感器32可被设置成用于感测来自变速器(图未示)的输出速度。车轮速度传感器33可被设置成用于感测后轮14的速度，从而指示自动平地机10的对地速度。一个或多个振颤传感器可被设置成用于感测所述自动平地机10的振颤或运动。在一个实施例中，第一传感器，诸如加速度计34，可设置在自动平地机10上。第一传感器可用于提供加速度信号，该加速度信号指示自动平地机10相对于重力基准测量的加速度。在一个例子中，第一传感器可提供六个自由度(即，前后、横向和垂直方向以及俯仰、滚动和偏航)的测量值。在一个替代实施例中，第一传感器可以是三轴加速度计，提供指示自动平地机沿前后、横向和垂直方向上测量的加速度的加速度信号。在另一替代实施例中，第一传感器可以是单轴加速度计，提供自动平地机沿前后、横向和垂直方向上的混合加速度的测量值。通过第一传感器监测加速度，可检测出自动平地机10的运动，其指示自动平地机的振颤。在某些情况下，可能期望将第一个传感器大体放置在邻近后轮14处。更进一步地，可能期望将第一传感器定位在大体邻近操作员驾驶室15处，以使由所述第一传感器感测到的运动与操作员感测到的运动在某种程度上匹配。在另一替代配置中，第一传感器可包括一个或多个液压压力传感器35，所述传感器35与用于控制犁板20、铲板倾斜调整机构21以及圆形组件22的一些或全部液压汽缸相关联。通过监测汽缸压力和压力变化，可对指示自动平地机振颤的特定的压力特性进行监控。也可以考虑其它类型的传感器。控制系统40可被设置成控制包括机器的防振颤控制方面或功能的自动平地机10的操作。所述控制系统40，如指示与自动平地机10关联的图1中的箭头大体所示，可包括电子控制模块，诸如，控制器41。控制器41可接收操作员输入的命令信号，并控制自动平地机10的各种系统的操作。图1中显示控制器41驻留在操作员驾驶室15中，但也可安装在自动平地机10的任何方便的位置上。控制系统40可包括一个或多个输入装置(图未示)来控制自动平地机10和一个或多个传感器，包括操作员存在传感器30、停车制动传感器31、变速器输出...