CN101999069B - 补偿旋转力的有效负载系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于和作业机(18)一起使用的有效负载计算系统(42)。有效负载计算系统可具有配置为测量作业机状态的状态传感器(44)。有效负载计算系统还可具有配置为计算作业机所移动的有效负载质量的处理设备(48)。处理设备可配置为采用所测量的状态对质量的计算补偿由围绕垂直枢轴(19)旋转的作业机引起的作业机的离心力、惯性力和摩擦力。

Description

补偿旋转力的有效负载系统

技术领域

本发明总体涉及一种有效负载计算系统，更特别是，涉及一种由围绕垂直枢轴旋转的作业机引起的作业机的离心力、惯性力和摩擦力的有效负载计算系统。

背景技术

各种类型的机器可采用作业机从工地转移材料并将该材料装载至运输车辆(例如卡车和有轨车)上。这些机器包括挖掘机、轮式装载机、锄耕机、和其它运送材料的机器。通过机器装载的运输车辆可具有由制造商的最大负载定额值和/或其它因素例如高速公路车辆的重量限制所决定的特定负载容量。为促使最大程度地利用运输车辆，期望尽可能接近其负载容量地装载每辆运输车辆。但是超载运输车辆具有负面后果。特别是，在运输车辆上放置过多重量将大大提高运输车辆的维护成本或者如果在运输之前去除超出的材料则造成昂贵的延迟。

为监控放置在每辆运输车辆上的材料重量，机器制造商开发了有效负载计算系统。有效负载计算系统可确定作业机当前运载的材料重量(例如挖掘机铲斗中的材料重量)、以及在特定循环或者时间段期间装载至运输车辆上的材料的总重量。为改进生产率，有效负载计算系统可在机器和/或作业机运动中确定机器和/或作业机运载的材料重量(而非进行静态计算)。

在Tafazoli等人的“Identification of Inertial and Friction Parametersfor Excavator Arms”中公开了一种确定作业机运载质量的方法，(该出版物)发表于1999年10月。Tafazoli出版物公开了一种具有仪表和计算机控制的微型挖掘机。计算机控制器包括微型挖掘机的硬链接操纵器的动态模型。该模型预测微型挖掘机在静态和动态状况下的共同扭矩并计算动态状况下的库仑和粘滞摩擦。Tafazoli出版物的结果连同开发的算法可用于动态有效负载监控。

尽管Tafazoli出版物的微型挖掘机可计算动态状况下的库仑和粘滞摩擦，但其仍然不是最佳的。具体地，Tafazoli出版物模型可能不能计算某些旋转力(即由操纵器围绕基本上垂直于微型挖掘机下表面的轴的旋转所引起的离心力和惯性力)。忽略这些旋转力可为有效负载质量的计算带来误差。

所公开的机器系统旨在克服上面列出的一个或多个问题。

发明内容

一方面，本发明涉及一种和作业机一起使用的有效负载计算系统。有效负载计算系统可具有配置为测量作业机状态的状态传感器。有效负载计算系统还可具有配置为计算作业机所移动的有效负载质量的处理设备。处理设备可配置为采用所测量的状态对质量的计算补偿由围绕垂直枢轴旋转的作业机引起的作业机的离心力、惯性力和摩擦力。

另一方面，本发明涉及一种计算有效负载的方法。该方法包括致动作业机以移动有效负载。该方法还可包括测量作业机的状态。该方法还可包括采用测量的状态计算作业机所运送的有效负载质量以及对质量的计算补偿由围绕基本垂直于工作面的轴旋转的作业机引起的作业机的离心力、惯性力和摩擦力。

附图说明

图1图示了示例性公开的机器；

图2图示了可以和图1的机器一起使用的示例性公开的有效负载计算系统；

图3图示了示例性公开的作业机；以及

图4为描述在图2中所示出的有效负载系统示例性运行的流程图。

具体实施方式

图1示出了示例性机器10。机器10可以为进行某种和产业例如采矿、建筑、农业、运输或者任何其它本领域已知的产业相关的操作的作业机。例如，机器10可以为运土机器，例如挖掘机、轮式装载机、锄耕机、或者任何本领域已知的合适运土机器。机器10可包括平台12，平台旋转耦合至其上的底架14、电源16和耦合至平台12的作业机18。

平台12可以为支持操作员站20(操作员站20可以为操作员可控制机器10的位置)的结构部件。平台12可经垂直枢轴19耦合至底架14。垂直枢轴19可使得平台12相对于底架14围绕轴50旋转。换言之，垂直枢轴19可使得作业机18在基本上平行于机器10下的工作面的平面上摆动或者旋转(轴50可基本上垂直于工作面)。在可选结构(未示出)中，平台12和底架14可固定地耦合，并且垂直枢轴或者球型接合点可将作业机18耦合至平台12。该可选结构的垂直枢轴或者球型接合点还可使得作业机18摆动或者旋转(轴50现在位于垂直枢轴或者球型接合点上)。

底架14可以为一个或多个牵引装置22的结构支架。牵引装置22可包括位于机器10每侧上配置为使得机器10可经工作面平移运动的轨道。可选地，牵引装置22可包括轮子、皮带或者本领域已知的其它牵引装置。任何牵引装置22都可驱动和/或可操控。认为作业机18的摆动或者旋转还可通过沿第一方向致动一个牵引装置22同时沿与第一方向总体相反的第二方向致动第二牵引设备22实现。

电源16可为机器10的运行提供电力。电源16可具体化为内燃机，例如柴油机、汽油机、气体燃料发动机(例如天然气发动机)、或者任何其它类型的本领域已知的内燃机。电源16可选择地具体化为电力的非燃烧式源，例如燃料电池或者耦合至电动机的其它电力储存设备。电源16可为致动牵引装置22提供旋转输出，从而驱动机器10。电源16还可提供电力以相对于底架14旋转平台12。

作业机18可包括一个或多个设计为完成特殊任务的链接部件24。具体地，链接部件24可具体化为悬臂部件28、操纵杆部件30、和作业工具32。悬臂部件28的第一端可旋转连接至平台12，而悬臂部件28的第二端可旋转连接至操纵杆部件30的第一端。作业工具32可旋转连接至操纵杆部件30的第二端。认为作业工具32例如可具体化为铲斗、抓钩器、抓斗、吊钩或者任何其它本领域已知的合适作业工具。每个链接部件24可包括一个或多个致动器26并被其致动。认为链接部件24可在基本上与工作面正交的平面上旋转。

如图2所示，每个致动器26可以为例如包括活塞组件36和管道38的液压缸。活塞组件36可包括两个液压表面，一个表面与第一腔室相连，另一个表面与第二腔室相连。第一和/或第二腔室被选择性地供应加压流体并排出加压流体以在两个液压表面上产生力的不平衡。力的不平衡可造成活塞组件36在管道38内轴向移动。还认为致动器26可选择地具体为电动机、气动机、或者本领域已知的任何其它致动设备。

液压系统40可提供加压流体以驱动每个致动器26。具体地，液压系统40可包括泵(未示出)和多个控制阀(未示出)。泵(被电源16的旋转输出驱动)可对与多个控制阀连通的液压流体加压。该多个控制阀可选择地经一条或者多条液压管路41向致动器26的第一和/或第二腔室提供加压流体，从而使得活塞组件36轴向移动。认为液压系统40可包括其它的或者不同的元件，例如蓄电池、止回阀、减压或者增压阀、压力补偿元件、限制孔口、以及本领域已知的其它液压元件。

还如图2所示，机器10可包括配置为计算或者评估作业机18所运送质量(或者重量)的有效负载计算系统42。有效负载计算系统42可包括一个或多个状态传感器44、方位传感器45、一个或多个力传感器46、和处理设备48。

状态传感器44可以为位于链接部件24的一个或多个接合点附近的角度检测设备(即作业工具32和操纵杆部件30之间的接合点、操纵杆部件30和悬臂部件28之间的接合点，和悬臂部件28和平台12之间的接合点)。状态传感器44可包括旋转编码器、电位计、或者其它角度或者位置检测设备(例如状态传感器44可位于线性致动器上并且可配置为采用致动器位置确定接合角度)。状态传感器44的输出信号可用于确定作业机18的状态，例如每个链接部件24的位置、速度、加速度、角度、角速度、或者角加速度。一个或多个状态传感器44还可位于平台12和底架14之间的旋转接合点附近并且可配置为测量平台12相对于底架14的角度、角速度、或者角加速度。

力传感器46可配置为输出可用于确定致动器26和/或链接部件24所产生或者经受的力的信号。例如，力传感器46可具体为设置并配置为测量致动器26的第一和/或第二腔室中或者供应至其中的加压流体压力的压力传感器。认为可以使用测量的压力以及致动器26和链接部件24的物理尺寸以确定链接部件24的接合点扭矩。还认为力传感器46可可选择地具体为应变计、压电换能器、或者其它位于链接点、致动器接合点、或者其它合适位置的力测量设备。

方位传感器45可测量机器10的斜度和滚动。方位传感器可位于机器10上的任何合适位置，例如操作员站20。方位传感器45可具体为一个或多个陀螺仪、加速度计、重力倾斜仪、或者其任意组合。

处理设备48可监视和/或更改机器10及其组件的性能。处理设备48可经一条或多条通信线路43(或者无线地)与状态传感器44、方位传感器45、和力传感器46通信。认为处理设备48还可与电源16、操作员站20、液压系统40、和/或机器10的其它元件通信(未示出)。

处理设备48可具体为单个微处理器或者多个微处理器。多种市场购买的微处理器可配置为执行处理设备48的功能，而且应当理解处理设备48可容易具体为能够监视和/或控制多种机器功能的通用机器微处理器。处理设备48可包括存储器、次存储设备、处理器、和任何其它运行应用的元件。各种其它电路可以和处理设备48相关，例如电源电路、信号调节电路、数据采集电路、信号输出电路、信号放大电路、和本领域已知的其它类型的电路。处理设备48可包括一个或多个存储在处理设备48的内存储器中的地图。这些地图每张可包括表格、图形和/或方程形式的数据收集。处理设备48可包括动态模型、校准步骤和评估步骤。

动态模型可包括使得接合点扭矩T和其它可测量和/或可计算项相关的方程。T可以为包括作业机18每个接合点例如T_bo、T_st和T_wt处的接合点扭矩值的向量或者矩阵(参见图3)。认为动态模型可包括本领域已知的任何合适模型(例如基于数学或者逻辑的关系)。一个可接受的动态模型为：

$T=M\left(q\right)\stackrel{\·\·}{q}+N(q,\stackrel{\·}{q})\stackrel{\·}{q}+G\left(q\right)+F\left(\stackrel{\·}{q}\right),---\left(1\right)$

其中q为链接状态向量，M(q)为惯性矩阵，

为科里奥利和离心项的矩阵，G(q)为重力扭矩矩阵，而

为摩擦矩阵。动态模型的接合点扭矩关系可被转换为并表示为下述形式的线性参数模型：

$T=W(q,\stackrel{\·}{q},\stackrel{\·\·}{q})\mathrm{\Ψ},---\left(2\right)$

其中为非线性函数的矩阵，Ψ为参数向量。

$\mathrm{\Ψ}=\left[\begin{array}{c}{\mathrm{\ψ}}_1\\ {\mathrm{\ψ}}_2\\ .\\ .\\ .\\ {\mathrm{\ψ}}_N\end{array}\right]---\left(3\right)$

参数向量的每个元素ψ可包括和链接元件的质量M、惯性力I、重心(“CG”)位置量度相关的项。例如参数向量可表示为：

$\mathrm{\Ψ}=\left[\begin{array}{c}{I}_{\mathrm{wt}}+M_{\mathrm{wt}}{r_{\mathrm{wt}}}^2\\ I_{\mathrm{st}}+M_{\mathrm{st}}{r_{\mathrm{st}}}^2+M_{\mathrm{wt}}{b_{\mathrm{st}}}^2\\ I_{\mathrm{bo}}+M_{\mathrm{bo}}{r_{\mathrm{bo}}}^2+(M_{\mathrm{st}}+M_{\mathrm{wt}}){b_{\mathrm{bo}}}^2\\ M_{\mathrm{wt}}{r}_{\mathrm{wt}}\cos \left({\mathrm{\α}}_{\mathrm{wt}}\right)\\ M_{\mathrm{wt}}{r}_{\mathrm{wt}}\sin \left({\mathrm{\α}}_{\mathrm{wt}}\right)\\ M_{\mathrm{wt}}{b}_{\mathrm{st}}+M_{\mathrm{st}}{r}_{\mathrm{st}}\cos \left({\mathrm{\α}}_{\mathrm{st}}\right)\\ M_{\mathrm{st}}{r}_{\mathrm{st}}\sin \left({\mathrm{\α}}_{\mathrm{st}}\right)\\ (M_{\mathrm{wt}}+M_{\mathrm{st}})b_{\mathrm{bo}}+M_{\mathrm{bo}}{r}_{\mathrm{bo}}\cos \left({\mathrm{\α}}_{\mathrm{bo}}\right)\\ M_{\mathrm{bo}}{r}_{\mathrm{bo}}\sin \left({\mathrm{\α}}_{\mathrm{bo}}\right)\end{array}\right]---\left(4\right)$

其中，也如图3所示，α和r为定义指定链接部件的CG位置的角度和半径，r起始于链接部件接合点(指定的链接部件可以为悬臂部件28、操纵杆部件30、或者作业工具32)，b为指定链接部件的长度，下标“wt”表示和作业工具32相关的项，“st”表示和操纵杆部件30相关的项，而“bo”表示和悬臂部件28相关的项。

返回到图2，校准步骤可用于校准有效负载计算系统42。在校准期间，处理设备48可从状态传感器44、方位传感器45、和力传感器46获得测量值(在测量期间作业工具18可移动或者静止)。利用方程(2)，处理设备48可利用传感器数据(例如在指定链接部件角上的接合点扭矩数据)和预编程链接数据(例如链接部件24的物理尺寸)结合最小二乘算法以求解参数向量Ψ。认为任何其它合适的校准或者分析步骤可可选择地用于校准动态模型。

评估步骤可用于计算作业机18所移动的有效负载质量(有效负载可以为材料、物体、或者任何其它质量)。为计算有效负载M_PL的质量，方程(2)可写为：

$T=W(q,\stackrel{\·}{q},\stackrel{\·\·}{q})\mathrm{\Ψ}+\hat{W}(q,\stackrel{\·}{q,}\stackrel{\·\·}{q})M_{\mathrm{PL}}---\left(6\right)$

其中为非线性函数的第二矩阵。在示例性操作中，操作员可命令作业机18捡起材料或者物体并将其移动至可将其卸载的新位置。当移动材料或者物体时，处理设备48可从状态传感器44和力传感器46接收数据。来自状态传感器44的数据(即状态数据)可包括例如每个链接部件24的位置、速度、加速度、角度、角速度、或者角加速度。处理设备48可利用所接收的传感器数据(即状态数据和接合点扭矩数据)和预编程链接数据确定和/或设置方程(6)的T、Ψ、和的值。换言之，接合点扭矩数据可用于设置T，可先验地(例如从校准)确定Ψ，并且可采用传感器数据和/或预编程链接数据确定

和

处理设备48然后可采用最小二乘法技术和/或适应评估技术(基于Lyapunov理论)计算M_PL。

围绕轴50旋转或者摆动作业机18可产生离心力或者惯性力，该力又会对作业机18产生力矩。由于作业机32和操纵杆部件10之间的接合点处的离心力和惯性力所产生的力矩可由下面方程给出：

MF3_wt＝f₁(F_wt，pl，θ_bo，θ_st，θ_wt，α_bo，α_st，α_wt)，(7)

其中f₁为非线性函数，而F_wt，pl表示作业工具32和有效负载质量围绕轴50的旋转所产生的离心力和惯性力。操纵杆部件30和悬臂部件28之间的接合点上的离心力和惯性力所产生的力矩可由下面方程给出：

MF3_st＝f₂(F_wt，pl，θ_bo，θ_st，θ_wt，α_bo，α_st，α_wt)and    (8)

MF2_st＝g₁(F_st，θ_bo，θ_st，α_bo，α_st)，                     (9)

其中f₂和g₁为非线性函数而F_wt，pl表示由于操纵杆部件30围绕轴50的旋转所产生的离心力和惯性力。最后，由于操纵杆部件28和平台12之间的接合点处的离心力和惯性力所产生的力矩可由下面方程给出：

MF3_bo＝f₃(F_wt，pl，θ_bo，θ_st，θ_wt，α_bo，α_st，α_wt)，  (10)

MF2_bo＝g₂(F_st，θ_bo，θ_st，α_bo，α_st)，                  (11)

以及

MF1_bo＝h₁(F_bo，θ_bo，α_bo)，                              (12)

其中f₃、g₂和h₁为非线性函数而F_bo表示由于悬臂部件28围绕轴50的旋转所产生的离心力和惯性力。认为悬臂部件28、操纵杆部件30、和作业工具32可模型化为方程(7)-(12)中的质点。

认为由于离心力和惯性力产生的力矩(即离心和惯性力矩)以及摩擦力和效果可影响动态模型中所采用的计算有效负载质量的测量接合点扭矩值。处理设备48可校正有效负载的计算或者对其补偿这些力(即摆动补偿)。具体地，处理设备48可通过校正或者补偿T的值而校正有效负载的计算：

T_{2_补偿}＝T₂-(MF3_bo+MF2_bo+MF1_bo)*sf₁，      (13)

T_{3_补偿}＝T₃-(MF3_st+MF2_st)*sf₂              (14)

以及

T_{4_补偿}＝T₄-MCF3_wt*sf₃，                   (15)

其中T₂为平台12和悬臂部件28之间的接合点上的扭矩，T₃为悬臂部件28和操纵杆部件30之间的接合点上的扭矩，而T₄为操纵杆部件30和作业机32之间的接合点上的扭矩。

sf₁、sf₂和sf₃可以为根据作业机18的旋转速度或者指定链接部件的旋转速度(链接部件24的旋转速度为

和/或

其中θ₂＝α_bo+θ_bo，θ₃＝α_st+θ_st，而θ₄＝α_wt+θ_wt)更改离心力和惯性力矩的值。可校正摩擦力(例如链接部件接合点中的摩擦、致动器26中的摩擦，等等)的离心和惯性力矩和/或作业机18围绕垂直枢轴19旋转的摩擦效应(例如从静态摩擦转变为动态摩擦)。例如，当作业机18或者特定链接部件(即悬臂部件28、操纵杆部件30、或者作业工具32)低于相关阈值速度

地旋转时，由于离心力和惯性力产生的力矩可忽略或者可能不能被力传感器46检测。但是，当作业机18或者特定链接部件高于阈值速度

旋转时，离心力和惯性力可影响测量的接合点力矩(链接部件24的致动器26中从静态至动态摩擦的转变可至少部分地引起该阈值行为)。

认为sf₁、sf₂和sf₃可产生值介于零和一之间、可用于衡量离心和惯性力矩的无量纲数值。sf₁、sf₂和sf₃的示例表示可以为：

${\mathrm{sf}}_1=\tanh (k_{\mathrm{bo}}*{({\stackrel{\·}{\mathrm{\θ}}}_2/{\stackrel{\·}{\mathrm{\θ}}}_{\mathrm{th},\mathrm{bo}})}^2),---\left(16\right)$

${\mathrm{sf}}_2=\tanh (k_{\mathrm{st}}*{({\stackrel{\·}{\mathrm{\θ}}}_3/{\stackrel{\·}{\mathrm{\θ}}}_{\mathrm{TH},\mathrm{st}})}^2)---\left(17\right)$

以及

${\mathrm{sf}}_3=\tanh (k_{\mathrm{wt}}*{({\stackrel{\·}{\mathrm{\θ}}}_4/{\stackrel{\·}{\mathrm{\θ}}}_{\mathrm{TH},\mathrm{wt}})}^2),---\left(18\right)$

其中k_bo、k_st和k_wt为链接部件接合点摆动补偿因子，

和

为阈值速度。

可通过以从状态传感器44和力传感器46获得的实验数据对动态模型的结果进行曲线拟合而获得链接部件接合点摆动补偿因子k_bo、k_st和k_wt和阈值速度和

从而可对特定的作业机18和液压系统40调节sf₁、sf₂和sf₃。

认为k_bo、k_st和k_wt以及

和

的值可取决于液压系统和/或链接温度。该温度依赖性可因为液压流体粘度的变化和活塞组件36和管38的热膨胀系数差造成的(参见图2)。为校正该温度效应可在正常的操作系统温度范围(即50-80摄氏度)内确定k_bo、k_st和k_wt以及和

可选地，可在变化的温度下确定并在温度补偿算法或者函数中使用k_bo、k_st、k_wt、

和

的值。因此，k_bo、k_st、k_wt、

和

的值可表示为液压系统和/或链接温度的函数。

处理设备48可计算有效负载的质量并采用所计算的质量补偿接合点扭矩(即可能需要有效负载的质量确定F_wt，pl)。处理设备48然后可采用补偿的接合点扭矩计算有效负载的新质量。可对固定数量的循环或者直到根据预定的收敛标准解收敛继续该迭代过程(即采用计算的有效负载确定补偿的接合点扭矩然后采用补偿的接合点扭矩确定新计算的有效负载)。所产生的计算有效负载质量可存储在处理设备48中和/或显示在操作员显示器(未示出)上。

工业应用性

所公开的有效负载计算系统可适用于需要进行有效负载计算的任何机器上。对离心力、惯性力和摩擦力的补偿可提高有效负载测量的精度。现在将描述有效负载计算系统42的运行。

如图4所示，处理设备48可首先确定有效负载计算系统42的动态模型是否需要校准(步骤100)。处理设备48可要求固定周期地或者根据用户命令对动态模型进行校准。如果有效负载计算系统42的动态模型需要校准，则处理设备48可开始校准步骤(步骤110)。在校准步骤中，处理设备48可改变预定链接部件(即悬臂部件28、操纵杆部件30、或者作业工具32)的角度并从状态传感器44、方位传感器45和力传感器46接收测量值。传感器数据可用于计算动态模型的参数向量Ψ。如果已经对有效负载计算系统42进行了校准，则处理设备48可从前次校准再调用参数向量(步骤120)。

一旦进行了校准，有效负载计算系统42可计算作业机18移动的有效负载质量并补偿摆动(步骤130)。例如，机器10(参见图1)可在向运输车辆(未示出)装载材料的地方进行装载操作。在装载操作中，操作员可命令作业机18拾起、运送并在其后向运输车辆倾倒装载材料。移动负载(包括相对于底架14旋转平台12)时，处理设备48可从状态传感器44和力传感器46接收数据。处理设备48采用所接收的传感器数据(即状态数据和接合点扭矩数据)和预编程链接数据确定或者设置方程(6)的T、

Ψ、和

的值。处理设备然后采用最小二乘法技术和/或适应性评估技术(基于Lyapunov理论)从方程(6)计算有效负载M_PL的质量。

处理设备48然后采用摆动补偿校正对相对底架14旋转平台12(即围绕轴50摆动作业机18)的作用的有效负载质量的计算。特别是，处理设备48可通过采用方程(13)-(18)校正或者补偿T的值而校正有效负载计算。处理设备48可然后采用补偿的接合点扭矩计算有效负载的新质量(并重复)。可对固定数量的循环或者持续到根据预定的收敛标准解收敛时继续该迭代过程(即计算有效负载质量、采用计算的有效负载质量对测量的接合点扭矩补偿摆动，然后采用补偿的接合点扭矩计算新的有效负载质量)。一旦有效负载评估步骤(即步骤130)完成，则处理设备48可显示和/或存储计算的有效负载质量(步骤140)。认为还可显示和/或存储累计的计算有效负载质量(在指定时间段或者工作循环上)。

处理设备48可以然后对照地图检查所计算的有效负载质量以确定所计算的有效负载质量是否处于预定的可接收范围内(步骤150)。可接收的范围例如可限定作业机18在特定时间段内可移动的质量的合理范围。如果所计算的有效负载质量不在预定的可接收范围内，则处理设备48可重新计算有效负载质量(返回到步骤130)。如果有效负载质量处于可接受的范围内，则处理设备48可确定操作员是否经一个或多个位于操作员站20的操作员输入设备命令了对有效负载计算系统42进行了重置(步骤160)。如果已经命令了操作员重置，则处理设备48可断开有效负载测量路线。可选地，处理设备48可返回评估有效负载质量(返回到步骤130)。

可实现有效负载计算系统的若干优点。特别是，对由于作业机旋转而引起的离心力、惯性力和摩擦力的补偿可提高质量测量的精度。有效负载质量的改进测量可通过允许所公开的机器更接近于其最大容量地装载相关的运输车辆或者集装箱而改进生产率。通过更好地保证最大负载而非过载，所公开的有效负载计算系统还可降低相关运输车辆的维护成本或者在运输之前必须移除过量材料的情况下减少昂贵的延迟。

对本领域技术人员明显的是可对所公开的有效负载计算系统进行各种更改和改变而不偏离所公开的范围。有效负载计算系统的其它实施例将在本领域技术人员考虑到对这里所公开的有效负载计算系统的说明和实践而变得显而易见。期望的是说明和实例仅仅被看作是示例性的，真实的范围由附加的权利要求所表示。

Claims (4)

1.一种和作业机(18)一起使用的有效负载计算系统(42)，包括：

状态传感器(44)，其被配置为测量作业机的状态；以及

处理设备(48)，其被配置为计算由所述作业机移动的有效负载的质量，所述处理设备被配置为采用所测量的状态对质量的计算补偿由围绕垂直枢轴(19)旋转的所述作业机引起的所述作业机的离心力、惯性力和摩擦力；

其中所述作业机还包括：

至少一个链接部件(24)，其具有致动器(26)；以及

力传感器(46)，其被配置为测量致动器处的力，其中所述处理设备与所述力传感器通信，所述处理设备被配置为采用测量状态以及测量力计算有效负载的质量；

其中所测量状态包括所述至少一个链接部件的角度、角速度、或者角加速度中的至少一个；

其中所述处理设备被配置为：

采用测量的力确定接合点扭矩；

确定由所述作业机的离心力和惯性力所产生的一个或多个力矩；以及

通过从接合点扭矩减去所述力矩而补偿质量的计算。

2.根据权利要求1的有效负载计算系统，其中所述处理设备被配置为更改根据所述至少一个链接部件的角速度变化的所述一个或多个力矩的值。

3.一种计算有效负载质量的方法，包括：

致动作业机(18)以移动有效负载；

测量所述作业机的状态；

采用所测量的状态计算由所述作业机移动的有效负载的质量；

对质量的计算补偿由围绕基本垂直于工作面的轴旋转的作业机引起的所述作业机的离心力、惯性力和摩擦力；

确定在至少一个链接部件的接合点作用的扭矩，其中计算质量包括采用所述测量的状态以及扭矩；

其中所述测量的状态包括所述至少一个链接部件的角度、角速度、或者角加速度中的至少一个；

其中补偿包括从所述扭矩减去一个或多个力矩，该力矩由离心力和惯性力产生。

4.一种运送材料的机器(10)，包括：

底架(14)；

耦合到所述底架的平台(12)；

耦合到所述平台的作业机(18)；

电源(16)，其被配置为相对于所述底架旋转所述平台；以及

如权利要求1-2任一项所述的有效负载计算系统。

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