DE102019202827A1 - Steuerung mobiler maschinen mit einem roboter-anbaugerät - Google Patents

Steuerung mobiler maschinen mit einem roboter-anbaugerät Download PDF

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Scott S. Hendron
Mark J. Cherney
Michael G. Kean
John J. O'Brien
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Deere and Co
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Abstract

Eine Robotermaschine umfasst mindestens einen mit der Robotermaschine gekoppelten Sensor, der für das Erzeugen eines Signals zur Angabe einer Arbeitsfläche konfiguriert ist, für die ein Arbeitsflächeneinsatz durchzuführen ist. Die Robotermaschine umfasst außerdem ein Maschinen- und Robotersteuerungssystem, das für das Empfangen eines Signals zur Angabe der Arbeitsfläche, die Identifizierung des durchzuführenden Arbeitsflächeneinsatzes und für das Erzeugen von Steuersignalen für einen Endeffektor der Robotermaschine konfiguriert ist, um den identifizierten Arbeitsflächeneinsatz auszuführen.

Description

  • GEBIET DER BESCHREIBUNG
  • Die vorliegende Beschreibung bezieht sich auf die Steuerung einer mobilen Maschine mit einem Roboter-Anbaugerät. Genauer ausgedrückt, bezieht sich die vorliegende Beschreibung auf eine hochpräzise Robotermaschine, welche ein Maschinen- und Robotersteuerungssystem zur Durchführung eines Arbeitseinsatzes verwendet.
  • HINTERGRUND
  • Es gibt viele verschiedene Arten von Arbeitsmaschinen. Manche solcher Arbeitsmaschinen umfassen unter anderem landwirtschaftliche Maschinen, Baumaschinen, forstwirtschaftliche Maschinen, Maschinen zur Pflege von Rasenflächen. Viele dieser Teile mobiler Ausrüstungen haben Mechanismen, die im Arbeitseinsatz vom Bediener gesteuert werden. So kann eine Baumaschine unter anderem diverse mechanische, elektrische, hydraulische, pneumatische und elektromechanische Untersysteme haben, die alle vom Bediener betrieben werden können.
  • Baumaschinen sind häufig mit der Aufgabe betraut, Material auf einer Baustelle zu transportieren, oder zu oder von einer Baustelle, entsprechend dem Baustelleneinsatz. Verschiedene Baustelleneinsätze können Materialbewegungen von einem Ort zum anderen oder das Einebnen einer Baustelle usw. umfassen. Während eines Baustelleneinsatzes kann eine Vielfalt von Baumaschinen verwendet werden, darunter Muldensattelschlepper, Radlader, Planierraupen und Bagger und viele andere mehr. Arbeitseinsätze können eine große Zahl von Schritten oder Phasen umfassen und können recht komplex sein.
  • Es können auch Roboterköpfe an Arbeitsmaschinen montiert werden, um die Arbeitsmaschinen zu modifizieren oder zusätzliche Funktionen hinzuzufügen. Beispielsweise kann ein Roboterkopf mit einem Endeffektor in Gestalt eines Materialspenders im Baueinsatz einen Eimer eines Baggers ersetzen. Sobald er montiert ist, kann die Arbeitsmaschine Material entsprechend dem Baustelleneinsatz ausgeben.
  • Die vorangehende Erläuterung dient allein als allgemeine Hintergrundinformation und ist nicht dafür vorgesehen, Hilfsmittel zur Bestimmung des Umfangs des beanspruchten Gegenstands zu sein.
  • ZUSAMMENFASSUNG
  • Eine Robotermaschine umfasst mindestens einen mit der Robotermaschine gekoppelten Sensor, der für das Erzeugen eines Signals zur Angabe einer Arbeitsfläche konfiguriert ist, für die ein Arbeitsflächeneinsatz durchzuführen ist. Die Robotermaschine umfasst außerdem ein Maschinen- und Robotersteuerungssystem, das für das Empfangen eines Signals zur Angabe der Arbeitsfläche, die Identifikation des durchzuführenden Arbeitsflächeneinsatzes und das Erzeugen von Steuersignalen für einen Endeffektor der Robotermaschine konfiguriert ist, um den identifizierten Arbeitsflächeneinsatz auszuführen.
  • Diese Zusammenfassung dient der Einführung einer Auswahl von Konzepten in vereinfachter Form, die weiter unten in der ausführlichen Beschreibung näher beschrieben werden. Diese Zusammenfassung ist weder dafür gedacht, wichtige oder wesentliche Eigenschaften des beanspruchten Gegenstands darzulegen, noch als Hilfsmittel zur Bestimmung des Umfangs des beanspruchten Gegenstands zu dienen. Der beanspruchte Gegenstand ist nicht auf Implementierungen beschränkt, die manche oder alle der im Hintergrund angeführten Nachteile beheben.
  • Figurenliste
    • 1 ist eine bildliche Veranschaulichung eines Beispiels einer mobilen Maschine, mit der ein Roboter-Anbaugerät verwendet werden kann.
    • 2 ist eine bildliche Veranschaulichung der Architektur einer Robotermaschine, in der eine Robotermaschine mit einem Maschinen- und Robotersteuerungssystem an ein externes Sensorsystem, ein Fernsteuerungssystem und eine Transportmaschine gekoppelt ist.
    • 3 ist eine ausführlichere bildliche Veranschaulichung eines in 2 veranschaulichten Roboter-Anbaugerätes.
    • 4A ist ein Blockdiagramm einer mit einem Maschinen- und Robotersteuerungssystem gekoppelten Robotermaschine.
    • 4B ist ein Blockdiagramm einer Robotermaschine, das eine durch eine Verbindung mit einem Roboter-Anbaugerät gekoppelte mobile Maschine umfasst.
    • 5 ist ein Blockdiagramm einer tragbaren Steuereinheit, die zum Steuern einer Robotermaschine unter Verwendung eines Maschinen- und Robotersteuerungssystems verwendet werden kann.
    • 6 ist ein Blockdiagramm eines Werkzeugwechselsystems, das zum Ausführen eines Arbeitsflächeneinsatzes unter Verwendung eines Maschinen- und Robotersteuerungssystems verwendet werden kann.
    • 7 ist ein Blockdiagramm eines Maschinen- und Robotersteuerungssystems, das für die Steuerung einer Robotermaschine verwendet werden kann.
    • 8A-8B sind Ablaufdiagramme, die einen beispielhaften Vorgang der Steuerung einer Robotermaschine unter Verwendung eines in 7 veranschaulichten Maschinen- und Robotersteuerungssystems darstellen.
    • 9 ist ein Ablaufdiagramm, das einen beispielhaften Vorgang der Steuerung einer Robotermaschine in Verbindung mit einem Verfugungseinsatz unter Verwendung eines in 7 veranschaulichten Maschinen- und Robotersteuerungssystems darstellt.
    • 10 ist ein Ablaufdiagramm, das einen beispielhaften Vorgang der Steuerung einer Robotermaschine unter Verwendung einer tragbaren Steuereinheit und eines Maschinen- und Robotersteuerungssystems darstellt, wie in 5 bzw. 7 veranschaulicht.
    • 11 ist ein Ablaufdiagramm, das einen beispielhaften Vorgang der Lagerung einer Robotermaschine unter Verwendung eines in 7 veranschaulichten Maschinen- und Robotersteuerungssystems darstellt.
    • 12 ist ein Ablaufdiagramm, das einen beispielhaften Vorgang der Rückkehr einer Robotermaschine in eine Betriebsposition unter Verwendung eines in 7 veranschaulichten Maschinen- und Robotersteuerungssystems darstellt.
    • 13 ist ein Blockdiagramm eines Beispiels einer Rechnerumgebung, die in den in den vorhergehenden Figuren dargestellten Architekturen verwendet werden kann.
  • AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
  • Um einen Arbeitseinsatz erfolgreich abzuschließen, kann es erforderlich sein, eine mobile Maschine in eine hochpräzise Robotermaschine umzuwandeln. Bei solchen Arbeitseinsätzen kann es sich um forstwirtschaftliche Einsätze, Baustelleneinsätze, landwirtschaftliche Einsätze, Einsätze zur Rasenpflege usw. handeln. Darüber hinaus kann dies eine Auswahl von mobilen Maschinen umfassen, wie Bagger, Knickarmlader und andere Maschinen. Im forstwirtschaftlichen Betrieb kann zum Beispiel ein Roboter-Anbaugerät an einer mobilen Maschine befestigt werden, wie etwa einem Bagger oder einem Knickarmlader, und zum Entrinden, für die Holzverarbeitung, zum Fällen usw. verwendet werden. Ein Roboter-Anbaugerät wird aber oft mit einem Endeffektor konstruiert, der eine einzelne Funktion im Zusammenhang mit einem Arbeitseinsatz ausführt. In einem Beispiel könnte dies einen Endeffektor in Form eines Materialspenders umfassen, der für die Ausgabe von Material (wie Mörtel) entsprechend dem Arbeitseinsatz verwendet werden kann.
  • Da ein Endeffektor in der Regel für eine einzelne Funktion konfiguriert ist, kann es oft erwünscht sein, dass eine Reihe unterschiedlicher Roboter-Anbaugeräte für die Durchführung des Arbeitseinsatzes verwendet werden. Des Weiteren ist das Steuern des Endeffektors der Robotermaschine häufig ein manueller Vorgang, der von einem Benutzer einer mobilen Maschine verlangt, den Endeffektor korrekt zu positionieren und zu steuern. Dieses führt allerdings häufig zu Fehlern, da ein Bediener den Endeffektor entlang einer Arbeitsfläche präzise positionieren und bedienen muss, um den Arbeitseinsatz erfolgreich abzuschließen. Für den Zweck der vorliegenden Offenbarung wird eine Arbeitsfläche als ein Bereich auf einer Baustelle definiert, auf der ein Einsatz durchzuführen ist.
  • Nach Abschluss eines Arbeitseinsatzes ist es außerdem oft von Bedeutung, dass eine Robotermaschine korrekt in einer ordnungsgemäßen Transport-/Lagerposition gelagert wird, um Schäden am Endeffektor und/oder anderen Komponenten des Roboter-Anbaugerätes zu vermeiden. Für die Positionierung einer Robotermaschine in einer Transport-/Lagerposition stellt sich einem Benutzer häufig die Aufgabe, verschiedene Gestänge einer mobilen Maschine zu bewegen, um die Robotermaschine korrekt für die Lagerung zu positionieren. In einem Beispiel umfasst dies die Positionierung der Robotermaschine auf einer Transportmaschine, welche die Robotermaschine an einen anderen Ort transportiert.
  • Die vorliegende Beschreibung fährt in Bezug auf ein Maschinen- und Robotersteuerungssystem fort, das die automatische oder halbautomatische Steuerung eines Roboter-Anbaugerätes ermöglicht, welches einen Endeffektor in Form eines Werkzeugwechselsystems und/oder eine mobile Maschine umfasst. Darüber hinaus ermöglicht das Maschinen- und Robotersteuerungssystem die Steuerung des Roboter-Anbaugerätes und/oder der mobilen Maschine mittels einer tragbaren Steuereinheit, während die Robotermaschine und/oder mobile Maschine nach Abschluss eines Arbeitseinsatzes auch automatisch oder halbautomatisch in einer Transport-/Lagerposition positioniert wird. Weiterhin kann das Maschinen- und Robotersteuerungssystem, wenn angenommen werden kann oder wenn es erwünscht ist, dass eine große Last auf das Roboter-Anbaugerät einwirken wird, ein Steuersignal zum Versteifen oder Sichern einer Reihe stärkerer, robusterer, längenverstellbarer Elemente des Roboter-Anbaugerätes erzeugen, um die Last der Einwirkungen zu verlagern, die sonst auf die feineren, schwächeren, längenverstellbaren Elemente des Roboter-Anbaugerätes ausgeübt würden.
  • 1 ist eine bildliche Veranschaulichung eines Beispiels einer mobilen Maschine, mit der ein Roboter-Anbaugerät (in 2 abgebildet) verwendet werden kann. Während die mobile Maschine 100 veranschaulichend als Bagger dargestellt ist, ist zu beachten, dass viele andere mobile Maschinen entsprechend der vorliegenden Beschreibung verwendet werden können.
  • Die mobile Maschine 100 umfasst veranschaulichend einen über einen Schwenkpunkt 108 an einem Unterwagen 104 mit Raupenbändern 106 montierten Rahmen 102. Die mobile Maschine 100 beinhaltet eine Reihe von Gestängen (z. B. beweglicher, zwischen zwei Gelenken befindlicher, Teil), die durch eine Reihe von Stellgliedern gesteuert werden. Dies kann beispielsweise einen Ausleger 114 und/oder einen Arm 118 umfassen, gesteuert durch elektrische oder hydraulische Stellglieder (z. B. Zylinder 116, 120 und 122). Wie veranschaulichend dargestellt, trägt der Rahmen 102 eine Kabine 110, eine Motoranordnung 112, einen Abschnitt für ein Ausgleichsgewicht 126, einen beweglich am Rahmen 102 montierten Ausleger 114, einen an einem Ende des Auslegers 114 befestigten Arm 118 und einen an einem Ende des Arms 118 befestigten Eimer 124. Im Betrieb wird eine Position des Auslegers 144 relativ zum Rahmen 102 vom Zylinder 116 gesteuert. Eine Position des Arms 118 wird relativ zum Ausleger 114 vom Zylinder 122 gesteuert. Außerdem wird eine Position des Eimers 124 relativ zum Arm 118 vom Zylinder 120 gesteuert. Ein Bediener in Kabine 110 betätigt veranschaulichend Benutzereingabemechanismen zur Steuerung der Zylinder 116, 120 und 122 sowie zur Steuerung anderer Stellglieder (wie zum Schwenken der Kabine 110, zum Bewegen und Lenken der Maschine 100 usw.).
  • 2 ist eine bildliche Veranschaulichung der Architektur einer Robotermaschine, in der eine Robotermaschine 200 mit einem Maschinen- und Robotersteuerungssystem 214 über das Netzwerk 212 an ein externes Sensorsystem 210, ein Fernsteuerungssystem 216 und eine Transportmaschine 204 gekoppelt ist. Wie veranschaulichend dargestellt, umfasst die Robotermaschine 200 eine mit dem Roboter-Anbaugerät 202 gekoppelte mobile Maschine 100. Während die Robotermaschine 200 an das externe Sensorsystem 210, das Fernsteuerungssystem 216 und die Transportmaschine 204 gekoppelt ist, ist vorgesehen, dass in manchen Beispielen die Robotermaschine 200 mit einer Untermenge dieser Systeme und/oder Maschinen, oder alternativ zusätzlichen Systemen und/oder Maschinen gekoppelt sein kann. Das/die Fernsteuerungssystem(e) 216 kann/können eine breite Vielfalt verschiedener Fernsteuerungssysteme (oder eine Vielzahl von Fernsteuerungssystemen) umfassen, darunter ein durch die anderen Elemente in 2 zugängliches Remote-Rechnersystem (z. B. durch Robotermaschine 200, externes Sensorsystem 210 und/oder Transportmaschine 204). Das Netzwerk 212 kann eines aus einer Reihe unterschiedlicher Arten von Netzwerken, wie ein Wide-Area-Netzwerk, ein lokales Netz, ein Nahfeldkommunikationsnetzwerk, ein Mobilfunknetzwerk oder eine breite Vielfalt anderer Netzwerke oder Kombination von Netzwerken sein. Darüber hinaus kann es sich bei der Transportmaschine 204 um eine breite Auswahl verschiedener Transportmaschinen handeln, die für den Transport und/oder die Lagerung der Robotermaschine 200 konfiguriert sind. In einem Beispiel kann die Transportmaschine 204 einen Anhänger 208, mit Gerüsten 206, für die Lagerung der Robotermaschine 200 während des Transports umfassen.
  • Im Betrieb kann das Maschinen- und Robotersteuerungssystem 214 nach der Kopplung von Roboter-Anbaugerät 202 und mobiler Maschine 100 automatisch oder halbautomatisch die Robotermaschine 200 steuern. In einem Beispiel umfasst dies das Erzeugen von Steuersignalen für einen Endeffektor des Roboter-Anbaugerätes 202 zur Durchführung eines identifizierten Einsatzes auf der Arbeitsfläche, der einen Bauvorgang, forstwirtschaftlichen Vorgang usw. umfassen kann. Darüber hinaus kannn dies die Steuerung verschiedener Stellglieder an der mobilen Maschine 100 und/oder am Roboter-Anbaugerät 202 zum Positionieren der Robotermaschine 200 in einer Transport-/Lagerposition auf der Transportmaschine 204 umfassen. In anderen Beispielen kann das Maschinen- und Robotersteuerungssystem 214 das Roboter-Anbaugerät 202 basierend auf einer über eine tragbare Steuereinheit oder eine andere Benutzerschnittstellenvorrichtung empfangenen Benutzereingabe steuern. Dieses wird in Bezug auf 7 weiter behandelt.
  • Es ist zu beachten, dass in einem Beispiel die mobile Maschine 100 und/oder das Roboter-Anbaugerät 202 über ein eigenes Maschinen- und Robotersteuerungssystem 214 verfügen können, das mit einem oder mehreren Fernsteuerungssystemen 216 und/oder dem externen Sensorsystem 210 kommunizieren kann. Außerdem können Teile des Maschinen- und Robotersteuerungssystems 214 auf der mobilen Maschine 100, auf dem Roboter-Anbaugerät 202 und/oder einem zentralen System angeordnet sein. Für den Zweck der vorliegenden Erörterung wird angenommen, dass das Maschinen- und Robotersteuerungssystem 214 ein System auf der mobilen Maschine 100 ist, das die Robotermaschine 200 steuert, wie es, wiederum mit Bezug auf 7, behandelt wird.
  • 3 ist eine ausführlichere bildliche Veranschaulichung eines Beispiels des in 2 veranschaulichten Roboter-Anbaugerätes 202. Wie veranschaulichend dargestellt, umfasst das Roboter-Anbaugerät 202 eine Stewart-Plattform 302, Sensor(en) 306 und einen Endeffektor 304 mit einem Werkzeugwechselsystem 314. In einem Beispiel ist die Stewart-Plattform 302 eine Roboterplattform mit mehreren starken, robusten Hydraulik- oder Elektrozylindern 308 und feinen Hydraulik- oder Elektrozylindern 309 mit geringer Stärke zwischen einer Plattformbasis 310 und einem Plattformtisch 312. Im Betrieb können die Zylinder 308 schweben, während die Zylinder 309 präzise Bewegungen des Endeffektors 304 bewirken können. Wenn aber eine Last oder ein Stoß auf das Anbaugerät 202 einwirkt (entweder unerwartet oder erwartet, als Teil eines Vorgangs), kann das Maschinen- und Robotersteuerungssystem 214 Steuersignale zum Arretieren der stärkeren Hydraulik- und/oder Elektrozylinder 308 erzeugen, während die feineren Zylinder 309 mit geringerer Stärke zwischen der Plattformbasis 310 und dem Plattformtisch 312 schweben dürfen. Durch Arretieren der Zylinder 308 kann der Stoß unter Verwendung der Zylinder 308 und der entsprechenden Stellglieder verlagert werden, und somit die kleineren, präziseren Zylinder 309 und/oder Stellglieder schützen. Während das Roboter-Anbaugerät 202 eine Stewart-Plattform 302 mit mehreren Zylindern 308, 309 und einen Endeffektor 304 sowie ein Werkzeugwechselsystem 314 umfasst, wird ausdrücklich vorgesehen, dass andere Arten von Roboter-Anbaugeräten 202 entsprechend der vorliegenden Beschreibung verwendet werden können, abhängig vom Betrieb am Einsatzort. Im Betrieb lässt die Stewart-Plattform 302 eine Bewegung des Endeffektors 304 in mehreren Freiheitsgraden zu.
  • Der/die Sensor(en) 306 kann/können eine breite Vielfalt von Sensoren umfassen, die Kameras und andere optische/visuelle Sensoren, Entfernungsmesssensor(en) usw. umfassen können. Im Betrieb können Sensorsignale erzeugt und an das Maschinen- und Robotersteuerungssystem 214 geliefert werden, um Steuersignale für den Endeffektor 304, andere Komponenten des Roboter-Anbaugerätes 202 und/oder der mobilen Maschine 100 zu erzeugen. Dieses wird in Bezug auf 7 weiter behandelt. Kurz gefasst, kann/können aber der/die Sensor(en) 306 ein oder mehr optische Sensoren umfassen, die Signale erzeugen, die eine Arbeitsfläche angeben, für die ein Arbeitseinsatz durchgeführt werden soll. Die Sensorsignale können dem Maschinen- und Robotersteuerungssystem 214 bereitgestellt werden und zum Identifizieren der Arbeitsfläche und, auf der identifizierten Arbeitsfläche basierend, zum Identifizieren eines Arbeitsflächeneinsatzes verwendet werden, der vom Endeffektor 304 auszuführen ist. Der Endeffektor 304 kann dann autonom durch das Maschinen- und Robotersteuerungssystem 214 gesteuert werden, um diesen Vorgang auszuführen.
  • 4A ist ein Blockdiagramm einer mit einem Maschinen- und Robotersteuerungssystem 214 gekoppelten Robotermaschine 200. Wie veranschaulichend dargestellt, umfasst die Robotermaschine 200 eine über eine Verbindung 444 mit dem Roboter-Anbaugerät 202 gekoppelte mobile Maschine 100. Im Betrieb kann das Maschinen- und Robotersteuerungssystem 214 zum Erzeugen von Steuersignalen für eine Vielfalt von Untersystemen der Maschine 200 verwendet werden. Das Maschinen- und Robotersteuerungssystem 214 umfasst veranschaulichend ein Endeffektor-Steuerungssystem 415, ein tragbares Steuersystem 417, ein Lager-Steuerungssystem 419, unter einer Vielfalt anderer Systeme 423.
  • Im Betrieb kann das Endeffektor-Steuerungssystem 415 Steuersignale für den Endeffektor 304 und Stellglied(er) an mobiler Maschine 100 bzw. Roboter-Anbaugerät 202 erzeugen, basierend auf einem identifizierten Arbeitsflächeneinsatz. In einem Beispiel kann das Endeffektor-Steuerungssystem 415 autonom oder halbautonom den identifizierten Arbeitsflächeneinsatz ausführen, wie es in Bezug auf 6 und 7 behandelt werden wird. Darüber hinaus ermöglicht das tragbare Steuersystem 417 einem Bediener 425, die Robotermaschine 200 über eine tragbare Steuereinheit 436 zu steuern. Zum Beispiel identifiziert das tragbare Steuersystem 417 nach dem Empfang einer Benutzereingabe über die tragbare Steuereinheit 436 ein Steuersignal basierend auf der Eingabe, und erzeugt das Steuersignal für das Untersystem der Maschine 200. Weiterhin kann das Lager-Steuerungssystem 419 nach Abschluss eines Arbeitseinsatzes autonom oder halbautonom Steuersignale für das/die Stellglied(er) und/oder das Lenk- und Antriebssystem der Maschine 200 zum Positionieren der Maschine 200 in einer Lager-/Transportposition erzeugen. Dieses wird in Bezug auf 7 weiter behandelt.
  • 4B ist ein ausführlicheres Blockdiagramm einer Robotermaschine 200, die eine über eine Verbindung 444 mit einem Roboter-Anbaugerät 202 gekoppelte mobile Maschine 100 umfasst. Außerdem sind, wie veranschaulichend dargestellt, die mobile Maschine 100, das Roboter-Anbaugerät 202, das externe Sensorsystem 210 und das/die Fernsteuerungssystem(e) 216 über das Netzwerk 212 kommunizierend gekoppelt.
  • Die mobile Maschine 100 umfasst veranschaulichend Prozessor(en)/Steuereinheit(en) 402, steuerbare/s Untersystem(e) 430, Maschinen- und Robotersteuerungssystem 214, ein Kommunikationssystem 404, eine Benutzerschnittstellenvorrichtung 406, eine Stromquelle 410, einen Datenspeicher 411, Benutzerschnittstellen-Logikschaltung 408, Ortungssystem 448, Steuerungssystem 409, Sensor(en) 416 und eine breite Vielfalt anderer Elemente 412. Vor der ausführlicheren Beschreibung des Betriebs des Roboter-Anbaugerätes 202 und des Robotersteuerungssystems 214 erfolgt zunächst eine kurze Beschreibung einiger Elemente der mobilen Maschine 100 und ihrer Funktionen.
  • Das Steuerungssystem 409 kann Steuersignale für eine Reihe verschiedener steuerbarer Untersysteme 430 erzeugen, darunter das/die Stellglied(er) 432, das Lenk- und Antriebssystem 427 oder andere Untersysteme 434, basierend auf vom/von den Sensor(en) 416 erzeugten Sensorsignalen, vom/von Remote-System(en) 216 und/oder dem Maschinen- Robotersteuerungssystem 214 empfangenem Feedback, basierend auf durch die Benutzerschnittstellenvorrichtung 406 in der Kabine 110 empfangene Bedienereingaben, oder es kann Steuersignale auch auf vielfältige andere Weisen erzeugen. Andere steuerbare Untersysteme 434 können eine Vielfalt mechanischer, elektrischer, hydraulischer, pneumatischer, rechnerimplementierter und anderer Systeme umfassen, die sich auf die Bewegung der mobilen Maschine 100, die durchgeführte Funktion und andere steuerbare Eigenschaften beziehen. Stellglied(er) 432 kann/können eine breite Vielfalt unterschiedlicher Arten von Stellgliedern umfassen, die für den Empfang eines Steuersignals und die Ausführung einer Gestängebewegung an der mobilen Maschine 100 und/oder eine andere Bewegung der mobilen Maschine 100 konfiguriert sind, die eine Bewegung des Auslegers 114, des Arms 118, des Rahmens 102 und/oder eines Endeffektors, wie ein Eimer 124, umfassen, unter einer Vielzahl anderer Gestänge und Komponenten. Sie können auch für den Antrieb der Positionierung des Roboter-Anbaugerätes (oder Roboterkopfes) 202 verwendet werden. Stellglied(er) 432 kann/können auch Motor(en), Steuerventil(e), Pumpensteuerung(en), hydraulische/s Stellglied(er), elektrische lineare Stellglieder umfassen, unter einer Vielzahl anderer Stellglieder.
  • Das Kommunikationssystem 404 kann ein oder mehrere Kommunikationssysteme umfassen, die Komponenten der mobilen Maschine 100 die Kommunikation untereinander ermöglicht (wie über ein Controller Area Network (CAN-Bus) oder anders), während der mobilen Maschine 100 auch die Kommunikation mit dem/den Fernsteuerungssystem(en) 216, externem/n Sensorsystem(en) 210, Transportmaschine 204 und/oder Roboter-Anbaugerät 202 über das Netzwerk 212 gestattet wird.
  • Die Benutzerschnittstellenvorrichtung 406 kann eine tragbare Steuereinheit 436, Anzeigevorrichtungen 438, haptische Vorrichtungen 440 und eine Vielzahl anderer Vorrichtungen umfassen, wie etwa mechanische oder elektrische Vorrichtungen (z. B. ein Lenkrad, Joysticks, Pedale, Hebel, Tasten usw.), Audiovorrichtungen usw. In einem Beispiel erzeugt die Benutzerschnittstellen-Logikschaltung 408 auf der Benutzerschnittstellenvorrichtung 406 eine Bedieneranzeige, die eine Anzeigevorrichtung umfassen kann, die in der Bedienerkabine 110 der mobilen Maschine 100 integriert ist, oder es kann eine separate Anzeige auf einer separaten Vorrichtung sein, die von einem Bediener getragen werden kann (wie ein Laptop-Rechner, ein mobiles Gerät usw.). Im Betrieb kann die tragbare Steuereinheit 436 zum Steuern einer Vielzahl von Komponenten der mobilen Maschine 100 und/oder des Roboter-Anbaugerätes 202 verwendet werden. Zum Beispiel kann eine Benutzereingabe durch eine tragbare Steuereinheit 436 empfangen werden, und das Maschinen- und Robotersteuerungssystem 214 kann, basierend auf der empfangenen Benutzereingabe, Steuersignale erzeugen. Dieses wird in Bezug auf 5 weiter behandelt.
  • Die Stromquelle 410 kann eine breite Vielfalt von Stromquellen sein, die für die Lieferung von Strom an verschiedene Komponenten und Untersysteme der mobilen Maschine 100 und/oder des Roboter-Anbaugerätes 202 konfiguriert sind.
  • Die Stromquelle 410 kann einen Motor, eine Batterie, Generatoren, Lichtmaschinen usw. umfassen. Im Betrieb kann die Stromquelle 410 verwendet werden, um elektrische, mechanische, hydraulische oder andere Leistung über die Verbindung 444 an verschiedene Komponenten des Roboter-Anbaugerätes 202 zu liefern.
  • Der Datenspeicher 411 kann manche oder alle den Betrieb der mobilen Maschine 100 und/oder des Roboter-Anbaugerätes 202 betreffende Daten speichern. In einem Beispiel kann der Datenspeicher 411 Transport-/Lager-Positionierungsinformationen für die mobile Maschine 100 und das Roboter-Anbaugerät 202 umfassen, die, in einem Beispiel, Abmessungsinformationen für die Positionierung von Gestängen der mobilen Maschine 100 und des Roboter-Anbaugerätes 202 in einer Transport-/Lagerposition umfassen. Außerdem können Transport-/Lagerinformationen verschiedene Steuersignalinformationen umfassen, die Steuersignale definieren, die für die Positionierung der Robotermaschine 200 in der Transport-/Lagerposition erzeugt werden können. In einem Beispiel können Transport-/Lager-Positionierungsinformationen auf einer Art von Roboter-Anbaugerät 202, Transportmaschine 204 und mobiler Maschine 100 basieren. Im Betrieb kann das Maschinen- und Robotersteuerungssystem 214 auf die Transport-/Lager-Positionierungsinformationen zugreifen und verschiedene Stellglieder der mobilen Maschine 100 und des Roboter-Anbaugerätes 202 zum Positionieren verschiedener Gestänge in ihren jeweiligen Transport-/Lagerpositionen steuern, basierend auf den Lager-/Transportinformationen. In einem Beispiel könnten die Transport-/Lager-Positionierungsinformationen über eine Benutzereingabe (wie die manuelle Steuerung der Maschine 100 und des Anbaugerätes 202) geliefert werden, um sie in ihre Transport-/Lagerposition zu bewegen, und eine Benutzereingabe liefernd, die dieses angibt, so dass die Position gespeichert oder vom/von den Remote-System(en) 216 eingeholt werden kann.
  • Der Datenspeicher 411 kann außerdem Arbeitsflächen-Betriebsinformationen für den Endeffektor 304 des Roboter-Anbaugerätes 202 umfassen. Zum Beispiel kann das Werkzeugwechselsystem 314 eine große Vielzahl an Werkzeugen umfassen, die für die Durchführung einer Reihe von Arbeitsflächeneinsätzen konfiguriert sind. In diesem Beispiel können Arbeitsflächen-Betriebsinformationen Informationen umfassen, die definieren, wie jedes Werkzeug zu steuern ist, basierend auf den durch sie durchgeführten Arbeitsflächeneinsätzen kategorisiert. Darüber hinaus können Betriebsinformationen zur Arbeitsfläche eine Vielfalt von Arbeitsflächeneinsätzen umfassen, kategorisiert nach Art der Arbeitsfläche. Im Betrieb kann das Maschinen- und Robotersteuerungssystem 214 einen Arbeitsflächeneinsatz anhand empfangener Sensorsignale und Betriebsinformationen zur Arbeitsfläche identifizieren, und es kann eine Reihe von Werkzeugen identifizieren, die für die Durchführung des identifizierten Arbeitsflächeneinsatzes verwendet werden. Das System 214 kann außerdem Werkzeugweginformationen für jedes Werkzeug, einen Arbeitsauftrag (oder -ablauf) für die Werkzeuge einholen, die angeben, in welcher Reihenfolge die Werkzeuge verwendet werden, während Informationen zur Dauer angeben, wie lange jedes Werkzeug verwendet wird, usw. Basierend auf den empfangenen Betriebsinformationen zur Arbeitsfläche kann das Maschinen- und Robotersteuerungssystem 214 das Werkzeugwechselsystem 314 steuern, um den identifizierten Arbeitsflächeneinsatz auszuführen.
  • Zum Beispiel können die Betriebsinformationen zur Arbeitsfläche für einen identifizierten Verfugungsvorgang die Schritte angeben, die das Entfernen alten Mörtels, das Auswaschen einer Fuge, das Auftragen neuen Mörtels, das Abziehen des neuen Mörtels, das Abbürsten des Mörtels und das Waschen der Steinfronten mit Säure umfassen. Darüber hinaus können die Betriebsinformationen zur Arbeitsfläche angeben, dass der Verfugungsvorgang den Einsatz einer Reihe von Werkzeugen eines Endeffektors umfasst, wie etwa Meißel, Säge, Staubsauger, Wasserquelle, Mörtelquelle, Markiermesser, Bürste, Flüssigkeitsquelle usw., um den Verfugungsvorgang abschließen zu können. Dieses wird nachfolgend in Bezug auf 9 ausführlicher behandelt. Während die Betriebsinformationen zur Arbeitsfläche Informationen für einen Verfugungsvorgang umfassen, können auch Informationen zu einer Vielfalt von anderen Arbeitsflächeneinsätzen gespeichert werden.
  • Der Datenspeicher 411 kann auch Informationen für die tragbare Steuerung umfassen, die, in einem Beispiel, eine Benutzereingabe von einer tragbaren Steuereinheit für eine Betriebs-/Positionsänderung der mobilen Maschine 100 oder des Roboter-Anbaugerätes 202 verwendet. Informationen zur tragbaren Steuerung können zum Beispiel Steuerkarten umfassen, die Benutzereingabemechanismen an der tragbaren Steuereinheit 436 für die Steuerung von Ausgängen umfassen, die wiederum Stellglieder steuern, welche Gestänge oder andere Elemente der mobilen Maschine 100 bewegen. Dieses wird in Bezug auf 5 und 7 weiter behandelt.
  • Sensor(en) 416 erzeugt/erzeugen Sensorsignale, die vom Maschinen- und Robotersteuerungssystem 214 für die Steuerung der mobilen Maschine 100 und des Roboter-Anbaugerätes 202 verwendet werden können. Sensor(en) 416 kann/können Stift-Drehencoder 418, Inertialmesseinheiten 422, Bereichsmesssensoren 424, optische Sensoren 426, Positionserkennungssensoren 469 unter einer Vielfalt anderer Sensoren 428 umfassen. Inertialmesseinheiten 422 können Beschleunigungsmesser, Gyroskope, Magnetometer unter einer Vielfalt anderer Sensoren umfassen. Bereichsmesssensoren 424 können auf Radar basierende Sensoren, auf LIDAR basierende Sensoren, Ultra-Breitbandstrahlungssensoren, Ultraschall-Strahlungssensoren unter einer Vielfalt anderer Sensoren sein.
  • In einem Beispiel kann ein/können Sensorsignal(e) vom Maschinen- und Robotersteuerungssystem 214 empfangen und zum Identifizieren einer aktuellen Position von Gestängen der mobilen Maschine 100 und des Roboter-Anbaugerätes 202 verwendet werden. Basierend auf Informationen zur Transport-/Lagerposition und der aktuellen Position, kann das Maschinen- und Robotersteuerungssystem 214 einen Weg für jedes der Gestänge identifizieren, welcher die Gestänge der mobilen Maschine 100 und des Roboter-Anbaugerätes 202 in der Transport-/Lagerposition positioniert. Dieses kann die Bewegung der mobilen Maschine 100 und des Roboter-Anbaugerätes 202 auf eine Transportmaschine umfassen.
  • Darüber hinaus kann ein/können Sensorsignal(e) auch eine Angabe oder ein Merkmal einer Arbeitsfläche liefern, auf der ein Arbeitsflächeneinsatz durchzuführen ist. Dieses wird nachfolgend in Bezug auf 6 und 7 ausführlicher behandelt.
  • Das Ortungssystem 448 kann einen oder mehr Navigationssystemempfänger (GPS), LORAN-Systeme, Kopplungssysteme, Mobilfunk-Triangulationssysteme oder andere Ortungssysteme umfassen, die eine Position der mobilen Maschine 100 und/oder des Roboter-Anbaugerätes 202 oder einzelne Teile davon identifizieren. Dieses kann Koordinateninformationen zu X-Achse, Y-Achse und Z-Achse umfassen, relativ zu beispielsweise einem bekannten Koordinatensystem, einer geografischen Position oder einem System, das eine Position des Roboter-Anbaugerätes 202 aus einer bekannten Position der mobilen Maschine 100 ableitet.
  • Das Maschinen- und Robotersteuerungssystem 214 ist für die Steuerung der mobilen Maschine 100 und des Roboter-Anbaugerätes 202 auf vielfältige Weise konfiguriert. In einem Beispiel kann das Maschinen- und Robotersteuerungssystem 214 Steuersignale erzeugen, die den Endeffektor 304 steuern, um einen Arbeitsflächeneinsatz durchzuführen. Die Steuersignale können das/die Stellglied(er) 432 steuern, um verschiedene Gestänge der mobilen Maschine 100 oder die mobile Maschine 100 selbst in einer Transport-/Lagerposition zu positionieren. Darüber hinaus kann das Maschinen- und Robotersteuerungssystem 214 auf Benutzereingaben von der tragbaren Steuereinheit 436 basierende Steuersignale erzeugen, was später behandelt wird. In anderen Beispielen kann das Maschinen- und Robotersteuerungssystem 214 eine Vielfalt von Stellgliedern stabilisieren, die, in einem Beispiel, den/die Zylinder 308 steuern, um sie zu versteifen, damit sie auf das Anbaugerät 202 wirkende Stöße von empfindlicheren Stellgliedern 309 am Anbaugerät 202 verlagern.
  • Die mobile Maschine 100 kann über eine oder mehr Verbindungen 444 an das Roboter-Anbaugerät 202 gekoppelt werden. Die Verbindungen 444 können mechanische Gestänge umfassen, so dass das Roboter-Anbaugerät 202 physisch mit der mobilen Maschine 100 gekoppelt ist. Sie kann auch andere Verbindungen (wie einen Kabelbaum, Drahtlos-Verbindungen usw.) für die Übertragung von elektronischen Daten, Strom, unter Druck stehende Hydraulikflüssigkeit, pneumatische Leistung oder eine breite Vielfalt anderer Dinge umfassen.
  • Nun das Roboter-Anbaugerät 202 betreffend, umfasst das Roboter-Anbaugerät veranschaulichend Prozessor(en)/Steuereinheit(en) 446, ein Kommunikationssystem 450, ein Ortungssystem 452, Steuerungssystem 455, Datenspeicher 458, Stellglieder 308 und 309, Sensor(en) 306, steuerbare Untersysteme 464 unter einer Vielzahl anderer Komponenten 462. Es folgt eine kurze Beschreibung einiger Elemente im Roboter-Anbaugerät 202 und ihrer Funktionen.
  • Das Steuerungssystem 455 des Roboter-Anbaugerätes 202 kann Steuersignale zum Steuern einer Vielfalt unterschiedlicher steuerbarer Untersysteme 464 erzeugen, die, wie in einem Beispiel, Stellglieder 308 und 309, die den Endeffektor 308 steuern, und/oder eine Stewart-Plattform 302 umfassen können. Das steuerbare Untersystem/die steuerbaren Untersysteme 464 kann/können eine breite Vielfalt anderer mechanischer, elektrischer, hydraulischer, pneumatischer, rechnerimplementierter und anderer Systeme 466 von Roboter-Anbaugeräten 202 umfassen, die sich auf die Bewegung des Roboter-Anbaugerätes 202, die ausgeführte Funktion und andere steuerbare Merkmale beziehen. Das/die Stellglied (er) 451 kann/können Bewegungen des Gestänges des Roboter-Anbaugerätes 202 bewirken und kann/können dem/den Stellglied (ern) 432 an der mobilen Maschine ähnelnde oder sich von ihnen unterscheidende Stellglieder umfassen. Das Steuerungssystem 455 kann Steuersignale erzeugen, die auf empfangenen Sensorsignalen, dem von der mobilen Maschine 100, Fernsteuerungssystem(en) 216, externe/n Sensorsystem(en) 210, Maschinen- und Robotersteuerungssystem 214 empfangenen Feedback, , auf über die Benutzerschnittstellenvorrichtung 454 empfangene Bedienereingaben basieren, oder es kann auch Steuersignale auf vielfältige andere Arten erzeugen.
  • Das Kommunikationssystem 450 kann ein oder mehr Kommunikationssysteme umfassen, welche die kommunikative Kopplung von Komponenten des Roboter-Anbaugerätes 202 miteinander ermöglicht, während das Roboter-Anbaugerät 202 auch kommunikativ mit der mobilen Maschine 100 gekoppelt sein kann. In anderen Beispielen ermöglicht das Kommunikationssystem 450 dem Roboter-Anbaugerät 202 die Kommunikation mit der mobilen Maschine 100, externem/externen Sensorsystem(en) 210 und/oder Fernsteuerungssystem(en) 216 über das Netzwerk 212. Das Ortungssystem 452 kann ein oder mehr Navigationssystemempfänger (GPS), LORAN-System, ein Kopplungssystem, ein Mobilfunk-Triangulationssystem oder andere Ortungssysteme umfassen, die dem Maschinen- und Robotersteuerungssystem 214 die Identifizierung einer Position der mobilen Maschine 100 und/oder des Roboter-Anbaugerätes 202 ermöglichen. Dies kann Koordinateninformationen zu X-Achse, Y-Achse und Z-Achse in einem bekannten Koordinatensystem an einer geografischen Position umfassen. Darüber hinaus kann das Maschinen- und Robotersteuerungssystem 214, in einem Beispiel, eine Position des Anbaugerätes 202 antreiben, indem ein Versatz zwischen der mobilen Maschine 100 und dem Roboter-Anbaugerät 202 unter Verwendung der vom Ortungssystem 452 empfangenen Informationen bestimmt wird.
  • Der Datenspeicher 458 kann manche oder alle Daten in Bezug auf den Betrieb des Roboter-Anbaugerätes 202 und/oder Daten in Bezug auf die mobile Maschine 100 speichern. Diese können den im Datenspeicher 411 gespeicherten Daten ähneln oder sich davon unterscheiden. Darüber hinaus können die Daten im Datenspeicher 458 für einen bestimmten Typ der mobilen Maschine 100, mit der das Anbaugerät 202 verbunden ist, indiziert sein, basierend auf dem Typ des Roboter-Anbaugerätes 202, auf dem Typ der Transportmaschine 204 oder der Art des Arbeitsflächeneinsatzes usw. Im Betrieb können die Daten im Datenspeicher 458 vom Maschinen- und Robotersteuerungssystem 214 zum Steuern der mobilen Maschine 100 und des Roboter-Anbaugerätes 202 verwendet werden, was später behandelt wird.
  • Der/die Sensor(en) 306 kann/können eine breite Vielfalt verschiedener Sensoren umfassen, bei denen es sich um optische Vorrichtungen, verschiedene Bildsensoren und Bildverarbeitungskomponenten, Entfernungsmesssensoren, visuelle Sensoren unter einer Vielfalt von anderen Sensoren handeln kann. Der/die Sensor(en) 306 kann/können an verschiedenen Komponenten des Roboter-Anbaugerätes 202 positioniert sein, darunter ein Endeffektor 304 und/oder eine Stewart-Plattform 302. In einem Beispiel eines Arbeitsflächeneinsatzes kann ein Bediener eine Eingabe liefern, die identifiziert, welcher Arbeitsflächeneinsatz durchzuführen ist. In einem weiteren Beispiel kann das Maschinen- und Robotersteuerungssystem 214 Sensorsignale vom/von den Sensor(en) 306 empfangen und, basierend auf den empfangenen Sensorsignalen, einen Arbeitsflächeneinsatz identifizieren. Dies kann den Empfang von Sensorsignalen von einem visuellen, mit dem Endeffektor 304 gekoppelten Sensor und durch Signalanalyse umfassen, einen auf einer Arbeitsfläche neben dem oder dem Endeffektor 304 zugewandten Arbeitsfläche durchzuführenden Arbeitseinsatz bestimmend. Basierend auf dem identifizierten Arbeitsflächeneinsatz kann das Maschinen- und Robotersteuerungssystem 214 Steuersignale zum Steuern des Endeffektors 304 für die Durchführung des identifizierten Arbeitsflächeneinsatzes erzeugen. Darüber hinaus kann/können Sensorsignal(e) vom/von den Sensor(en) 306 für die Positionierung der Robotermaschine 200 in einer Transport-/Lagerposition verwendet werden, indem dem Maschinen- und Robotersteuerungssystem 214 die Bestimmung einer aktuellen Position der Gestänge der mobilen Maschine 100 und des Roboter-Anbaugerätes 202 ermöglicht wird. Sensorsignale können auch auf vielfältige andere Weise verwendet werden.
  • Jetzt dem/den externen Sensorsystem(en) 210 betreffend, ist/sind das/die externe/n Sensorsystem(e) 210 für die Bereitstellung von Positionsinformationen konfiguriert, die eine Position des Roboter-Anbaugerätes 202 für das Maschinen- und Robotersteuerungssystem 214 angeben. Das/die externe/n Sensorsystem(e) 210 kann/können ein Lasersystem (oder ein anderes, auf Optik oder Bild basiertes System) 468, ein globales Positionierungssystem 470 mit Echtzeit-Kinematikfunktion unter einer Vielfalt anderer Systeme 472 umfassen. In einem Beispiel kann das Lasersystem 468 die Verwendung von Kameras, Infrarotstrahlung, LIDAR, Tachymeter mit Prismen und andere ähnliche Vorrichtungen umfassen. Im Betrieb werden vom/von den externe/n Sensorsystem(en) 210 erzeugte Positionsinformationen vom Maschinen- und Robotersteuerungssystem 214 empfangen und zum Bestimmen einer aktuellen Position des Roboter-Anbaugerätes 202 verwendet, so dass das System 214 lernen kann, wie das Roboter-Anbaugerät 202 zu steuern ist.
  • 5 ist ein Blockdiagramm einer tragbaren Steuereinheit 436, die zum Steuern des Roboter-Anbaugerätes 202 und der mobilen Maschine 100 unter Verwendung des Maschinen- und Robotersteuerungssystems 214 verwendet werden kann. Die tragbare Steuereinheit 436 umfasst veranschaulichend Benutzereingabemechanismen 522, Stromquelle 518, Kommunikationssystem 520, Prozessor(en)/Steuereinheit(en) 522, Benutzerschnittstellen-Logikschaltung 524, Benutzerschnittstellenvorrichtung 532 unter einer Vielfalt anderer Komponenten 528. Im Betrieb kann ein Benutzer eine Benutzereingabe über Benutzereingabemechanismen 522 zum Steuern einer Vielfalt von Unterkomponenten des Roboter-Anbaugerätes 202 und der mobilen Maschine 100 unter Verwendung des Maschinen- und Robotersteuerungssystems 214 liefern. Zum Beispiel kann das Kommunikationssystem 520 nach Empfang einer Benutzereingabe über Benutzereingabemechanismen 522 diese Benutzereingabe an das Maschinen- und Robotersteuerungssystem 214 kommunizieren. Das System 214 kann dann auf eine Karte zugreifen, welche die empfangene Benutzereingabe einem Steuersignal für ein steuerbares Untersystem der mobilen Maschine 100 oder des Roboter-Anbaugerätes 202 zuweist. Das Maschinen- und Robotersteuerungssystem 214 erzeugt dann das Steuersignal zum Steuern eines Stellglieds oder einer anderen Unterkomponente der mobilen Maschine 100 oder des Roboter-Anbaugerätes 202, basierend auf der Benutzereingabe. Dieses wird in Bezug auf 7 ausführlich behandelt.
  • Es wird nun aber ein Vorgang zur Verwendung der tragbaren Steuereinheit 436 zum Steuern des Endeffektors 304 des Roboter-Anbaugerätes 202 als Beispiel behandelt. In diesem Beispiel umfasst die tragbare Steuereinheit 436 einen linken Analog-Stick 502, einen rechten Analog-Stick 502, linke Puffer 504 (mit einem oberen linken Puffer und einem unteren linken Puffer), Tasten 508 und rechte Puffer 504 (mit einem oberen rechten Puffer und einem unteren rechten Puffer). Im Betrieb kann/können der/die Sensor(en) 306 eine oder mehrere Kameras am Endeffektor 304 umfassen, die für die Lieferung von Signalen konfiguriert ist/sind, eine nahezu in Echtzeit erfolgende visuelle Einspeisung an eine Anzeigevorrichtung 438 in der Bedienerkabine 110 angebend und eine Arbeitsfläche darstellend, die dem Endeffektor 304 zugewandt ist. Beim Betrachten der erzeugten Anzeige kann ein Bediener der Robotermaschine 200 über Benutzereingabemechanismen 522 Benutzereingaben an das Maschinen- und Robotersteuerungssystem 214 liefern, um eine Position des Endeffektors 304 zu modifizieren und den Betrieb eines vom Endeffektor 304 getragenen Werkzeugs zu modifizieren. Zum Beispiel kann jeder der Benutzereingabemechanismen 522 einem/mehreren bestimmten Stellglied(ern) 432 zugewiesen werden, das/die nach Empfang eines Steuersignals eine Positionsänderung des Endeffektors 304 bewirkt/bewirken oder den Einsatz eines montierten Werkzeugs steuert. Die Zuweisungen können in einer Steuerkarte in den Datenspeichern 411, 458 und/oder im/in den Fernsteuerungssystem(en) 216 gespeichert werden.
  • Die Steuerkarte kann somit eine Beziehung zwischen einer empfangenen Benutzereingabe über einen Benutzereingabemechanismus 522, wie ein Analog-Stick 502, und einem Stellglied-Steuersignal angeben. Zum Beispiel kann der linke Analog-Stick 502 einem bestimmten Stellglied 432 zugewiesen werden, das die Bewegung des Endeffektors 304 entlang einer Z-Achse und einer X-Achse bewirkt. Ergänzend kann der rechte Analog-Stick 502 einem bestimmten Stellglied 432 zugewiesen werden, das die Drehbewegung des Endeffektors 304 um eine X-Achse und eine Y-Achse bewirkt. Die oberen und unteren linken Puffer 504 können einem spezifischen Stellglied 432 zugewiesen werden, das die Bewegung des Endeffektors 304 entlang einer Y-Achse bewirkt, und die oberen und unteren rechten Puffer 504 können einem spezifischen Stellglied 432 zugewiesen werden, das die Drehbewegung des Endeffektors 304 um die Z-Achse bewirkt. Während aber die Benutzereingabemechanismen einem spezifischen Stellglied 432 zugewiesen werden, das die Bewegung des Endeffektors 304 bewirkt, wird auch berücksichtigt, dass ein Benutzereingabemechanismus einer Vielzahl von Stellgliedern 432 zugewiesen werden kann, welche die Positionsbewegung des Endeffektors 304 und seinen Betrieb eines Werkzeugs (wie dessen Ein- und Ausschalten, Steuern seiner Drehzahl usw.) bewirkt.
  • Die Tasten 508 (oder andere Benutzereingabemechanismen) der tragbaren Steuereinheit 436 können zum Auslösen verschiedener Funktionen des Endeffektors 304 verwendet werden. Zum Beispiel kann das Drücken einer Taste 508 der tragbaren Steuereinheit 436 ein Werkzeug im Werkzeugwechselsystem 314 aktivieren. Es ist auch vorgesehen, dass Analog-Sticks 502 oder andere Benutzereingabemechanismen 522 mehrere Empfindlichkeitsstufen haben könnten, die unter Verwendung des Maschinen- und Robotersteuerungssystems 214 geändert werden können. In einem Beispiel kann die niedrigste Empfindlichkeitseinstellung eine langsamere Positionsänderung des Endeffektors 304 angeben, entsprechend einer Benutzereingabe. Darüber hinaus kann die mittlere Empfindlichkeitseinstellung die Steuerung beider Stellteile 432 der mobilen Maschine 100 und des Roboter-Anbaugerätes 202 zum schnelleren Ändern der Positionen als bei der niedrigsten Empfindlichkeit entsprechend der Benutzereingabe umfassen. Ein maximaler Grad der Empfindlichkeit kann zum Bewirken der schnellsten Bewegungsrate des Stellglieds/der Stellglieder entsprechend der Benutzereingabe verwendet werden.
  • Weiterhin können Benutzereingaben kontinuierlich, auf pulsierende Weise oder sporadisch empfangen werden. In einem Beispiel können kontinuierlich empfangene Benutzereingaben als Geschwindigkeitsbefehle zugewiesen werden, pulsierende Eingaben könnten schrittweise Änderungen der Position des Endeffektors 304 angeben, und sporadische Eingaben können zum Bestimmen einer einzelnen Positionsänderung angegeben werden. Aber dieses ist nur ein Beispiel. In anderen Beispielen können Benutzereingabemechanismen 522 einer Vielfalt anderer steuerbarer Untersysteme innerhalb der mobilen Maschine 100 und des Roboter-Anbaugerätes 202 über das/die Stellglied(er) 432 hinaus zugewiesen werden.
  • Das Kommunikationssystem 520 kann ein oder mehr Kommunikationssysteme umfassen, welche die kommunikative Kopplung von Komponenten des tragbaren Steuergerätes 436 miteinander ermöglicht, während das tragbare Steuergerät 436 auch kommunikativ mit der Maschine und dem Robotersteuerungssystem 214 gekoppelt sein kann. In einem Beispiel umfasst das Kommunikationssystem 520 ein Nahfeldkommunikationssystem, das der tragbaren Steuereinheit 436 die drahtlose Kommunikation mit dem Maschinen- und Robotersteuerungssystem 214 ermöglicht. Es können aber auch andere Kommunikationssysteme verwendet werden. Darüber hinaus kann die tragbare Steuereinheit 436 auch per Kabel mit dem Maschinen- und Robotersteuerungssystem 214 verbunden werden.
  • Die Stromquelle 518 ist für die Stromversorgung aller Komponenten innerhalb der tragbaren Steuereinheit 436 konfiguriert. In einem Beispiel kann die tragbare Steuereinheit 436 drahtlos mit dem Maschinen- und Robotersteuerungssystem 214 verbunden werden. In diesem Beispiel kann die Stromquelle 518 Batterien oder andere Stromquellen umfassen. Es ist aber auch vorgesehen, dass die tragbare Steuereinheit 436 Strom von der mobilen Maschine 100 empfangen könnte.
  • Die Benutzerschnittstellen-Logikschaltung 524 ist für den Empfang eines Signals vom Maschinen- und Robotersteuerungssystem 214 und, in einem Beispiel, das Erzeugen eines Steuersignals für die Benutzerschnittstellenvorrichtungen 532 konfiguriert. Die Benutzerschnittstellenvorrichtungen 532 können Anzeigevorrichtungen, Lautsprecher (oder andere Audiovorrichtungen), vibrierende Komponenten (oder andere haptische Vorrichtungen), Leuchten usw. innerhalb der tragbaren Steuereinheit 436 umfassen. In einem Beispiel kann das Maschinen- und Robotersteuerungssystem 214 nach Empfang verschiedener Benutzereingaben über Benutzereingabemechanismen 522 ein Signal für die Benutzerschnittstellen-Logikschaltung 524 zum Erzeugen einer Anzeige auf der Benutzerschnittstellenvorrichtung 532 erzeugen.
  • 6 ist ein Blockdiagramm eines Werkzeugwechselsystems 314, das zum Ausführen eines Arbeitsflächeneinsatzes unter Verwendung eines Maschinen- und Robotersteuerungssystems 214 verwendet werden kann. In einem Beispiel umfasst der Endeffektor 304 das Werkzeugwechselsystem 314 mit Prozessor(en)/Steuereinheit(en) 628, ein Kommunikationssystem 630, Werkzeug(e) 600, einen Lagermechanismus 622, einen Werkzeugwechselmechanismus 626 und ein Werkzeugsteuerungssystem 632 unter einer Vielzahl anderer Systeme und Komponenten 624. Im Betrieb empfängt das Werkzeugwechselsystem 314 Signale vom Maschinen- und Robotersteuerungssystem 214 und führt einen identifizierten Arbeitsflächeneinsatz durch, wie es in Bezug auf 7 weiter behandelt wird. Das Kommunikationssystem 630 kann ein oder mehr Kommunikationssysteme umfassen, welche die kommunikative Kopplung von Komponenten des Werkzeugwechselsystems 314 miteinander ermöglicht, während das Werkzeugwechselsystem 314 auch kommunikativ mit der Maschine und dem Robotersteuerungssystem 214 gekoppelt sein kann.
  • Im in 6 dargestellten Beispiel umfassen die Werkzeuge 600 veranschaulichend einen Sprüher 602, einen Steinverbinder 606, eine Kelle 610, eine Luftquelle 614, eine Säge 618, eine Bürste 604, einen Mörtelbeutel 608, eine Wasserquelle 612 und einen Meißel 616 unter einer Vielzahl anderer Werkzeuge 620. Das Werkzeug 600 kann für die Durchführung eines identifizierten Arbeitsflächeneinsatzes, wie etwa ein Verfugungsvorgang, verwendet werden. In anderen Beispielen sind die Werkzeuge 600 für andere Einsätze angebracht, wie beispielsweise Pflanzeinsätze, Abrisseinsätze usw. Darüber hinaus kann der Lagermechanismus 622 eine Vielfalt von Lagermechanismen zum Lagern von Werkzeug(en) 600 umfassen. In einem Beispiel kann der Lagermechanismus 622 einzelne Lagerabteilungen für Werkzeug(e) 600 umfassen.
  • Im Betrieb kann der Werkzeugwechselmechanismus 626 nach Empfang eines Signals vom Maschinen- und Robotersteuerungssystem 214 ein bestimmtes Werkzeug 600 aus dem Lagermechanismus 622 wählen, um einen entsprechenden Werkzeugeinsatz durchzuführen, der Teil eines Arbeitsflächeneinsatzes sein kann. Sobald ausgewählt, kann ein Signal vom Maschinen- und Robotersteuerungssystem 214 an das Werkzeugsteuerungssystem 632 geliefert werden, um das gewählte Werkzeug, wie vom Maschinen- und Robotersteuerungssystem 214 bestimmt, über einen identifizierten Werkzeugweg zu betreiben. Nach dem Betrieb des Werkzeugs über den Werkzeugweg kann das Maschinen- und Robotersteuerungssystem 214 den Werkzeugwechselmechanismus 626 steuern, das gewählte Werkzeug zur Halterung im Lagermechanismus 622 zurückzubewegen und ein anderes Werkzeug 600 aus dem Lagermechanismus 622 zu wählen, und Signale für den Betrieb dieses Werkzeugs auf einem anderen oder demselben Abschnitt der Arbeitsfläche zu erzeugen. Dieses wird auch in Bezug auf 7 weiter behandelt.
  • 7 ist ein Blockdiagramm eines Maschinen- und Robotersteuerungssystems 214, das für die Steuerung einer Robotermaschine 200 verwendet werden kann. Das Maschinen- und Robotersteuerungssystem 202 umfasst veranschaulichend Prozessor(en)/Steuereinheit(en) 744, Kommunikationssystem 746, Datenspeicher 750, Stellglied-Steuerlogikschaltung 702, Endeffektor-Steuerungssystem 415, tragbares Steuerungssystem 417, Lager-Steuerungssystem 419, Stabilisierungs-Logikschaltung 748, und es kann eine Vielzahl anderer Systeme und Komponenten 752 umfassen. Die Stellglied-Steuerlogikschaltung 702 erzeugt ein Steuersignal/Steuersignale für das/die Stellglied(er) 432 der mobilen Maschine 100 und des Roboter-Anbaugerätes 202, basierend auf Signalen, die von einem Endeffektor-Steuerungssystem 415, einem tragbaren Steuersystem 417, einem Lager-Steuerungssystem 419, einer Stabilisierungs-Logikschaltung 748 usw. geliefert werden.
  • Der Datenspeicher 750 kann einige oder alle Daten in Bezug auf einen Einsatz und/oder die Position des Roboter-Anbaugerätes 202 und/oder der mobilen Maschine 100 speichern. Dies kann den in den Datenspeichern 411 und 458 gespeicherten Daten ähneln oder sich von ihnen unterscheiden. Das Kommunikationssystem 746 kann ein oder mehr Kommunikationssysteme umfassen, die es den Komponenten des Maschinen- und Robotersteuerungssystems 202 ermöglicht, kommunikativ miteinander gekoppelt zu sein, während den Komponenten auch die kommunikative Kopplung mit mobiler Maschine 100, Roboter-Anbaugerät 202, Fernsteuerungssystem(en) 216, Transportmaschine 204 und/oder externem/externen Sensorsystem(en) 210 gewährt wird.
  • Das Endeffektor-Steuerungssystem 415 ist für die Identifikation eines auf empfangenen Sensorsignalen oder einer Benutzereingabe oder anderweitig basierenden Arbeitsflächeneinsatzes konfiguriert. Basierend auf dem identifizierten Arbeitsflächeneinsatz steuert das System 415 dann das Werkzeugwechselsystem 314 bei der Auswahl der für den Arbeitsflächeneinsatz zu verwendenden Werkzeuge. Das Endeffektor-Steuerungssystem 415 umfasst die Arbeitsbereichsidentifikations-Logikschaltung 706, die Werkzeug-Wegbestimmungs-Logikschaltung 708, die Werkzeugpositionierungs-Logikschaltung 710, die Werkzeugauswahl-Logikschaltung 712, die Werkzeugsteuerungs-Logikschaltung 716 und kann eine Vielfalt anderer Systeme und Komponenten 716 umfassen.
  • Im Betrieb empfängt die Arbeitsbereichsidentifikations-Logikschaltung 706 durch eine Übersicht Sensorsignale vom/von den Sensor(en) 306 und 416, die Eigenschaften einer Arbeitsfläche angeben. In einem Beispiel kann/können Sensor(en) 306 eine Kamera, Stereokameras oder andere visuelle Sensoren am Endeffektor 304 umfassen, die zum Erzeugen von Signalen konfiguriert sind, die Ort und Zustand einer Arbeitsfläche neben dem Endeffektor 304 angeben. Basierend auf den empfangenen Sensorsignalen kann die Arbeitsbereichsidentifikations-Logikschaltung 706 die Arbeitsfläche und einen Arbeitsflächeneinsatz identifizieren. Zum Beispiel kann die Arbeitsbereichsidentifikations-Logikschaltung 706 zum Identifizieren der Arbeitsfläche Bildbearbeitungstechniken nutzen. In diesem Beispiel kann eine Bildanalyse der Arbeitsfläche angeben, dass die Arbeitsfläche eine Ziegelmauer umfasst. Sobald identifiziert, kann die Arbeitsbereichsidentifikations-Logikschaltung 706 auf die Arbeitsflächeninformationen von einem oder allen Datenspeichern 411, 458 und 750 zugreifen und diese nutzen, um den durchzuführenden Arbeitsflächeneinsatz zu identifizieren, oder wo der Arbeitsflächeneinsatz durchzuführen ist. In einem Beispiel ist der durchzuführende Arbeitsflächeneinsatz ein Verfugungsvorgang für die Ziegelmauer. In anderen Beispielen kann ein Arbeitsflächeneinsatz aber durch eine Benutzereingabe identifiziert werden. Nach dem Identifizieren des Arbeitsflächeneinsatzes für die Arbeitsfläche erzeugt die Arbeitsbereichsidentifikations-Logikschaltung 706 eine Ausgabe für die Werkzeug-Wegbestimmungs-Logikschaltung 708, die einen Ort auf der identifizierten Arbeitsfläche angibt.
  • Die Werkzeug-Wegbestimmungs-Logikschaltung 708 identifiziert als Reaktion auf die Ausgabe von der Arbeitsbereichsidentifikations-Logikschaltung 706, welche Werkzeuge für den Arbeitseinsatz zu verwenden sind, die Reihenfolge oder Abfolge, in welcher die Werkzeuge verwendet werden, und bestimmt einen Werkzeugweg für jedes der Werkzeuge, um den Arbeitsflächeneinsatz abzuschließen. In einem Beispiel umfasst dies das Einholen der Endeffektor-Steuerungsinformationen vom/von den Datenspeicher(n) 411, 458 und 750 und/oder Fernsteuerungssystem(en) 216 und, auf jenen Steuerungsinformationen basierend, das Bestimmen, welche Werkzeuge zum Abschließen des Arbeitsflächeneinsatzes verwendet werden sollen. Nach dem Bestimmen, welche Werkzeuge zu verwenden sind, der Abfolge der Werkzeuge und der zu folgenden Werkzeugwege liefert die Werkzeug-Wegbestimmungs-Logikschaltung 708 eine Ausgabe an die Werkzeugauswahl-Logikschaltung 712, die Werkzeugpositionierungs-Logikschaltung 710 und die Werkzeugsteuerungs-Logikschaltung 714 mit Angaben zu den zu verwendenden Werkzeugen, der Reihenfolge, in der sie zu verwenden sind, und zu den von ihnen zu folgenden Werkzeugwegen.
  • Nach dem Empfang einer Angabe von der Werkzeug-Wegbestimmungs-Logikschaltung 708 erzeugt die Werkzeugauswahl-Logikschaltung 712 ein Steuersignal für den Werkzeugwechselmechanismus 626 zur Auswahl eines Werkzeugs, um den entsprechenden Werkzeugeinsatz durchzuführen, damit der gesamte Arbeitsflächeneinsatz durchgeführt werden kann. Nach dem Empfang des Steuersignals kann der Werkzeugwechselmechanismus 626 ein bestimmtes Werkzeug im Lagermechanismus 622 auswählen.
  • Die Werkzeugpositionierungs-Logikschaltung 710 kann die Ausgabe von der Werkzeug-Wegbestimmungs-Logikschaltung 708 empfangen und bestimmen, ob sich das gewählte Werkzeug in einer korrekten Position relativ zum identifizierten Werkzeugweg befindet. In einem Beispiel umfasst dies den Empfang von Sensorsignalen von einem oder mehr Sensor(en) 306, 416, um zu bestimmen, ob sich das gewählte Werkzeug in einer korrekten Position befindet. Zum Beispiel kann der/können die Sensor(en) 306 Entfernungsmesssensor(en) am Endeffektor 304 umfassen, die für das Messen einer Entfernung zwischen dem gewählten Werkzeug und der Arbeitsfläche konfiguriert sind. Die Entfernung kann dann der Werkzeugpositionierungs-Logikschaltung 710 geliefert und zum Bestimmen verwendet werden, ob das gewählte Werkzeug zu weit weg von oder zu nahe an der Arbeitsfläche oder an einem richtigen Ort auf der Fläche ist, usw. Wenn die Werkzeugpositionierungs-Logikschaltung 710 bestimmt, dass das Werkzeug nicht korrekt positioniert ist, kann eine Angabe an die Stellglied-Steuerlogikschaltung 702 geliefert werden, um die Gestängebewegung der mobilen Maschine 100 und des Roboter-Anbaugerätes 202 zum korrekten Positionieren des gewählten Werkzeugs zu bewirken, damit es dem Werkzeugweg folgt.
  • Sobald das Werkzeug korrekt positioniert ist, kann von der Werkzeugpositionierungs-Logikschaltung 710 eine Angabe an die Werkzeugsteuerungs-Logikschaltung 714 geliefert werden, die angibt, dass das Werkzeug korrekt auf dem Werkzeugweg positioniert ist. Die Werkzeugsteuerungs-Logikschaltung 714 kann nach Empfang der Angabe Steuersignale für das Steuerungssystem 632 erzeugen, um das Werkzeug entlang des Werkzeugweges zu betreiben. Darüber hinaus kann die Werkzeugsteuerungs-Logikschaltung 714 in manchen Beispielen Signale für die Stellglied-Steuerlogikschaltung 702 für den Antrieb der Gestängebewegung erzeugen, um das Werkzeug während des Betriebs des Werkzeugs auf dem Werkzeugweg zu halten (oder um es entlang des Werkzeugweges zu bewegen).
  • Nach dem Betrieb des Werkzeugs entlang des Werkzeugweges kann die Werkzeugsteuerungs-Logikschaltung 714 bestimmen, ob der Einsatz des jeweiligen Werkzeugs abgeschlossen ist. Falls ja, kann die Werkzeugsteuerungs-Logikschaltung 714 eine Angabe für die Werkzeugauswahl-Logikschaltung 712 erzeugen, um ein entsprechend der Werkzeugabfolge nächstes Werkzeug zu wählen, das für die Durchführung des Arbeitsflächeneinsatzes verwendet wird. Wenn aber der Werkzeugeinsatz nicht abgeschlossen ist, kann die Werkzeugsteuerungs-Logikschaltung 714 das Werkzeug weiter entlang des Werkzeugweges steuern. Die Logikschaltung 714 kann außerdem einen Bediener der Robotermaschine 200 benachrichtigen.
  • Das tragbare Steuersystem 417 ist konfiguriert, um Benutzereingaben von der tragbaren Steuereinheit 436 zu empfangen und Steuersignale für die Steuerung des/der steuerbaren Untersystems/Untersysteme 430 und/oder steuerbaren Untersystems/Untersysteme 464 zu erzeugen, basierend auf der Benutzereingabe. Das tragbare Steuersystem 417 umfasst Mapping-Logikschaltung 736, Untersystem-Steuerungs-Logikschaltung 738, Abruf-Logikschaltung 740 unter einer Vielfalt anderer Komponenten und Systeme 742.
  • Im Betrieb greift die Mapping-Logikschaltung 736 nach dem Empfang einer Benutzereingabe durch die tragbare Steuereinheit 436 auf einen oder alle Datenspeicher 411, 458, 750 und/oder das/die Fernsteuerungssystem(e) 216 zu, um ein Steuersignal für ein Untersystem der mobilen Maschine 100 und des Roboter-Anbaugerätes 202 entsprechend der Benutzereingabe zu identifizieren. In einem Beispiel kann ein Untersystem Stellglied(er) 432, 308 umfassen, das/die für den Antrieb der Gestängebewegung der mobilen Maschine 100 oder des Roboter-Anbaugerätes 202 konfiguriert ist/sind. Die Untersysteme können auch andere Dinge umfassen. Zur Identifizierung eines Steuersignals kann die Mapping-Logikschaltung 736 auf Steuer-Mappings (oder eine Steuerkarte) in den Datenspeichern 411, 458, 750 zugreifen, welche eine Beziehung zwischen der Benutzereingabe und einem Steuersignal für ein Untersystem der mobilen Maschine 100 oder des Roboter-Anbaugerätes 202 angeben.
  • In einem Beispiel kann eine Steuerkarte angeben, dass eine Benutzereingabe einer Richtungsänderung des Endeffektors 304 entspricht. Basierend auf der Richtungsänderung in der Steuerkarte identifiziert die Mapping-Logikschaltung 736 die Steuersignale, welche das/die relevante(n) Stellglied(er) 432 steuern, um eine Bewegung des Endeffektors 304 in die gewünschte Richtung zu bewirken. Nach dem Identifizieren eines Steuersignals für ein Untersystem 430, 464 erzeugt die Mapping-Logikschaltung 736 eine Ausgabe für eine Untersystem-Steuerungs-Logikschaltung 738, die jene Ausgabe zum Erzeugen des gewünschten Steuersignals verwendet. Wenn aber in den Datenspeichern 411, 458 und 750 keine Steuerkarte gefunden wird, kann die Mapping-Logikschaltung 736 die Abruf-Logikschaltung 740 verwenden, um auf das/die Fernsteuerungssystem(e) 216 zuzugreifen, um eine Steuerkarte einzuholen. Wenn keine Karte gefunden wird, kann die Mapping-Logikschaltung 736 eine Benutzeroberflächenanzeige erzeugen, die angibt, dass keine Karte gefunden wurde.
  • Die Untersystem-Steuerungs-Logikschaltung 738 erzeugt als Reaktion auf die von der Mapping-Logikschaltung 736 empfangene Ausgabe ein Steuersignal für das/die bestimmte(n) Untersystem(e) 430, 464. In einem Beispiel kann dies die Steuerung der Stellglied-Steuerlogikschaltung 702 umfassen, um Stellglied-Steuersignale für das/die Stellglied(er) 432 zu erzeugen. Es ist aber vorgesehen, dass die Untersystem-Steuerungs-Logikschaltung 738 Steuersignale für eine Vielfalt anderer, zusätzlicher Stellglieder 432 oder sich von diesen unterscheidender, steuerbarer Untersysteme erzeugen kann. Auf diese Weise kann die tragbare Steuereinheit 436 zusammen mit dem tragbaren Steuersystem 417 von einem Bediener zum Steuern der mobilen Maschine 100 und/oder des Roboter-Anbaugerätes 202 verwendet werden.
  • Nach Abschluss eines Arbeitsflächen- oder Arbeitseinsatzes wird das Lager-Steuerungssystem 419 zum Positionieren der mobilen Maschine 100 und des Roboter-Anbaugerätes 202 in einer Transport-/Lagerposition konfiguriert. In einem Beispiel kann eine Transport-/Lagerposition die Positionierung der Robotermaschine 200 auf der Transportmaschine 204 umfassen. Das Lager-Steuerungssystem 419 umfasst Lagerpositionsidentifikations-Logikschaltung 722, Objekterkennungs-Logikschaltung 724, Wegidentifikations-Logikschaltung 726, Positions-Rückkehr-Logikschaltung 730 unter einer Vielfalt anderer Logikschaltungen 732.
  • Im Betrieb kann die Lagerpositionsidentifikations-Logikschaltung 722 eine Transport-/Lagerposition für die mobile Maschine 100 und das Roboter-Anbaugerät 202 identifizieren. In einem Beispiel umfasst dies den Zugriff auf einige oder alle Datenspeicher 411, 458 und 750, um Informationen zur Transport-/Lagerpositionierung für die mobile Maschine 100 und das Roboter-Anbaugerät 202 einzuholen. Informationen zur Transport-/Lagerpositionierung können Positionierungsinformationen umfassen, die identifizieren, wie die Gestänge der mobilen Maschine 100 und des Roboter-Anbaugerätes 202 relativ zueinander (oder relativ zur Transportmaschine 204) für Lagerung oder Transport zu positionieren sind.
  • Alternativ können Informationen zur Transport-/Lagerpositionierung Steuersignalinformationen für das/die Stellglied(er) 432 und das Lenk- und Antriebssystem 427 umfassen, die zum Steuern von Stellgliedern 432 und der Maschine 200 selbst für die korrekte Positionierung der Maschine und ihrer Gestänge in der Lager-/Transportposition verwendet werden können. In einem Beispiel kann die Lager-/Transportposition für jede Robotermaschine 200 unterschiedlich sein, abhängig vom Typ der mobilen Maschine 100, dem Typ des Roboter-Anbaugerätes 202 und dem Typ der Transportmaschine 204. In diesem Beispiel können Informationen zur Transport-/Lagerpositionierung auf dem Typ der mobilen Maschine 100, dem Typ des Roboter-Anbaugerätes 202 und/oder dem Typ der Transportmaschine 204 basierend indiziert werden. Die Lagerpositionsidentifikations-Logikschaltung 722 könnte dann einen Typ mobiler Maschine 100, Roboter-Anbaugerätes 202 und Transportmaschine 204 auf einer Benutzereingabe, auf Daten in den Datenspeichern 411, 458, 750 oder auf Sensorsignalen von den Sensoren 416, 306 basierend identifizieren. Sobald die Lager-/Transportposition für Gestänge der mobilen Maschine 100 und des Roboter-Anbaugerätes 202 identifiziert sind, wird eine diesbezügliche Angabe erzeugt und der Wegidentifikations-Logikschaltung 726 geliefert.
  • Die Wegidentifikations-Logikschaltung 726 bestimmt nach Empfang der Angabe eine aktuelle Position der Gestänge der mobilen Maschine 100 und des Roboter-Anbaugerätes 202, basierend auf Sensorsignalen vom/von den Sensor(en) 306, 416. Die Wegidentifikations-Logikschaltung 726 identifiziert dann einen Unterschied zwischen der aktuellen Position und der Transport/Lagerposition. Die Wegidentifikations-Logikschaltung 726 identifiziert außerdem einen Weg für jedes Gestänge, der das Gestänge in die entsprechende Transport-/Lagerposition bewegt. In anderen Beispielen ist vorgesehen, dass die Lagerpositionsidentifikations-Logikschaltung 722 die Stellglied-Steuerlogikschaltung 702 steuern kann, um Steuersignale zum Bewegen der Gestänge in ihre Transport-/Lagerposition zu erzeugen, ohne zuerst einen Weg für die Gestänge der mobilen Maschine 100 und des Roboter-Anbaugerätes 202 zu identifizieren.
  • In beiden Beispielen steuert die Wegidentifikations-Logikschaltung 726 die Stellglied-Steuerlogikschaltung 702, um Stellglied-Steuersignale zum Bewegen der Gestänge in ihre entsprechende Transport-/Lagerposition zu erzeugen. Zum Beispiel kann die Stellglied-Steuerlogikschaltung 702 Steuersignale für das/die Stellglied(er) 432 erzeugen, welche die Bewegung des Auslegers 114, des Arms 118, des Schwenkpunktes 108 usw. bewirken. In einem Beispiel umfasst dies das Positionieren der Gestänge der mobilen Maschine 100, so dass das Roboter-Anbaugerät 202 in einer Halterung 206 auf der Transportmaschine 204 lagert, damit der Endeffektor 304 für den Transport sicher gelagert ist. Auf der Transportmaschine 204 oder der Maschine 102 können in einem Beispiel auch Sperren aktiviert werden.
  • Die Positions-Rückkehr-Logikschaltung 730 identifiziert und speichert eine Zurück-zum Einsatz-Position für die mobile Maschine 100 und das Roboter-Anbaugerät 202. In einem Beispiel entspricht eine Zurück-zum-Einsatz-Position einer Position, in der sich die mobile Maschine 100 und das Roboter-Anbaugerät 202 kurz vor dem Bewegen in eine Lager-/Transportposition befanden. Im Betrieb, vor dem Lagern der mobilen Maschine 100, kann ein Benutzer eine Benutzereingabe liefern, um eine gewünschte Zurück-zum-Einsatz-Position anzugeben. Die Positions-Rückkehr-Logikschaltung 730 kann dann die gespeicherten Informationen der Zurück-zum-Einsatz-Position für die mobile Maschine 100 und das Roboter-Anbaugerät 202 abrufen und die Stellglied-Steuerlogikschaltung 702 steuern, um Steuersignale zum Positionieren der mobilen Maschine 100 und des Roboter-Anbaugerätes 202 in der Zurück-zum-Einsatz-Position zu erzeugen. In einem Beispiel können die Informationen der Zurück-zum-Einsatz-Position auf vom/von den Sensor(en) 306, 416 empfangenen Sensorsignalen basierend bestimmt werden.
  • Während der Bewegung der Maschine 200 selbst und der Gestänge der mobilen Maschine 100 und des Roboter-Anbaugerätes 202 kann die Objekterkennungs-Logikschaltung 724 erkennen, ob ein Objekt im Weg der Bewegung der Maschine 100 oder der Gestänge der mobilen Maschine 100 und/oder des Roboter-Anbaugerätes 202 ist oder diesen behindert. In einem Beispiel wird dieses durch vom/von den Sensor(en) 416, 306 empfangene Signale bestimmt. Wenn ein Objekt erkannt wird, kann die Objekterkennungs-Logikschaltung 724 einen Bediener der mobilen Maschine 100 benachrichtigen und/oder die Bewegung von Gestängen der mobilen Maschine 100 und/oder des Roboter-Anbaugerätes 202 stoppen.
  • Das Maschinen- und Robotersteuerungssystem 214 umfasst außerdem veranschaulichend eine Stabilisierungs-Logikschaltung 748. Die Stabilisierungs-Logikschaltung 748 erzeugt in einem Beispiel Steuersignale zum Arretieren der größeren, stärkeren Zylinder 308, wenn eine Last auf das Anbaugerät 202 ausgeübt wird. In einem Beispiel verlagern die Zylinder 308 durch Arretieren der größeren, stärkeren Zylinder 308 die Last um die kleineren, präziseren Zylinder 309 herum und schützen sie dadurch. Die Stabilisierungs-Logikschaltung 748 kann als Reaktion auf eine empfangene Benutzereingabe und/oder vom/von den Sensor(en) 416, 306 empfangene Sensorsignale Steuersignale erzeugen, die angeben, dass eine Last auf das Anbaugerät 202 ausgeübt werden wird.
  • 8A-8B sind Ablaufdiagramme, die ein Beispiel der Steuerung einer Robotermaschine unter Verwendung eines in 7 veranschaulichten Maschinen- und Robotersteuerungssystems 214 darstellen. Der in 8A-8B dargestellte Vorgang ist ein Beispiel, in dem das Werkzeugwechselsystem 314 des Roboter-Anbaugerätes 202 gesteuert wird, um unter Verwendung des Maschinen- und Robotersteuerungssystems 214 verschiedene Werkzeuge zu wählen. Während dieses im Zusammenhang mit dem Betrieb und dem Einholen von Daten relativ zum Werkzeugwechselsystem 314 behandelt wird, ist dieses nur ein Beispiel. Während der Betrieb entsprechend der mobilen Maschine 100 und des Roboter-Anbaugerätes 202 beschrieben wird, wird ferner davon ausgegangen, dass auch andere mobile Maschinen und Roboter-Anbaugeräte verwendet werden können.
  • Die Verarbeitung beginnt bei Block 802, wo die Robotermaschine 200 in Betrieb ist. Die Robotermaschine 200 umfasst eine über eine Verbindung 444 mit dem Roboter-Anbaugerät 202 gekoppelte mobile Maschine 100. In einem Beispiel kann die Robotermaschine 200 laufen, nachdem ein Bediener Eingaben liefert, um den Betrieb der Robotermaschine 200 zu beginnen. Dies kann auf vielfältige Weise erfolgen. Beispielsweise kann der Bediener auf einem Arbeitseinsatz basierende erste Maschineneinstellungen liefern. Alternativ kann der Bediener diese Einstellungen auf seiner vorherigen Erfahrung und Kenntnissen basierend eingeben. Die Einstellungen können manuell erfolgen, wie durch mechanische oder andere Benutzereingabemechanismen, oder sie können automatisch durch die Maschine selbst vorgenommen werden, oder sie können auf eine andere Weise eingegeben werden, wie über einen Touchscreen oder einen anderen Bedienereingabemechanismus. Während die Robotermaschine 200 läuft, werden von der Arbeitsbereichsidentifikations-Logikschaltung 706 Sensorsignale empfangen, wie durch Block 804 angegeben. In einem Beispiel können von den Sensoren 306, wie durch Block 806 angegeben, oder vom/von den Sensor(en) 416, wie durch Block 808 angegeben, Sensorsignale erzeugt werden. Der/die Sensor(en) 306 kann/können einen optischen Sensor, wie durch Block 812 angegeben, unter einer Vielfalt anderer Sensoren, wie einen Entfernungsmesssensor, wie durch Block 814 angegeben, umfassen. Dieses sind nur Beispiele.
  • Die Verarbeitung wendet sich Block 816 zu, wo die Arbeitsbereichsidentifikations-Logikschaltung 706 basierend auf den empfangenen Sensorsignalen eine Arbeitsfläche identifiziert. In einem Beispiel kann die Arbeitsfläche einen Bereich neben dem Roboter-Anbaugerät 202 umfassen, wie vom/von den optischen Sensor(en) 306 erkannt, auf dem ein Arbeitsflächeneinsatz durchzuführen ist. Basierend auf der identifizierten Arbeitsfläche oder basierend auf einer Bedienereingabe bestimmt die Arbeitsbereichsidentifikations-Logikschaltung 706 einen Arbeitsflächeneinsatz für die Arbeitsfläche. Das Bestimmen eines Arbeitsflächeneinsatzes kann den Zugriff auf und die Nutzung von Arbeitsflächeninformationen von einem oder allen Datenspeichern 411, 458 und 750 zum Identifizieren des Arbeitsflächeneinsatzes umfassen. In anderen Beispielen kann eine Benutzereingabe einen gewünschten Arbeitsflächeneinsatz angeben, wie durch Block 862 angegeben. Ein Arbeitsflächeneinsatz kann einen Baueinsatz, wie durch Block 818 angegeben, einen forstwirtschaftlichen Einsatz, wie durch Block 819 angegeben, einen landwirtschaftlichen Einsatz, wie durch Block 822 angegeben, oder jeden anderen Einsatz, wie durch Block 828 angegeben, umfassen. Ein Baueinsatz könnte zum Beispiel einen Verfugungsvorgang für die identifizierte Arbeitsfläche umfassen, wie durch Block 824 angegeben, oder jeden anderen Baueinsatz, wie durch Block 826 angegeben.
  • Nach dem Identifizieren eines Arbeitsflächeneinsatzes für die Arbeitsfläche kann eine Arbeitsflächenausgabe, die den Ort der Arbeitsfläche und den durchzuführenden Einsatz identifiziert, durch die Arbeitsbereichsidentifikations-Logikschaltung 706 erzeugt und an die Werkzeug-Wegbestimmungs-Logikschaltung 708 geliefert werden. Bei Block 830 empfängt die Werkzeug-Wegbestimmungs-Logikschaltung 708 die Arbeitsflächenausgabe und bestimmt das/die Werkzeug(e) und die Werkzeugwege für das/die Werkzeug(e) 600 im Werkzeugwechselsystem 314, das für den Abschluss des Arbeitsflächeneinsatzes verwendet wird. In einem Beispiel umfasst dieses einen Werkzeugweg für ein einzelnes Werkzeug 600, wie durch Block 838 angegeben, oder das Bestimmen einer Abfolge verschiedener Werkzeuge, die verwendet werden, zusammen mit einem Werkzeugweg für jedes Werkzeug in der Abfolge, wie durch Block 840 angegeben. Um das/die Werkzeug(e) und Werkzeugwege zu bestimmen, kann die Werkzeug-Wegbestimmungs-Logikschaltung 708 Arbeitsflächen-Betriebsdaten in einem oder allen Datenspeichern 411, 458 und 750 einholen, wie durch Block 846 angegeben. Die Arbeitsflächen-Betriebsdaten können Informationen zum Identifizieren der Werkzeuge für den Arbeitsflächeneinsatz und Betriebsinformationen für jedes Werkzeug umfassen. Die Werkzeug-Wegbestimmungs-Logikschaltung 708 kann außerdem auf Fernsteuerungssystem(e) 216 in anderen Beispielen zugreifen, wie durch Block 848 angegeben.
  • Basierend auf dem/den Werkzeug(en) 600 und dem/den Werkzeugweg(en), wendet sich die Verarbeitung Block 832 zu, wo die Werkzeugauswahl-Logikschaltung 712 eine Werkzeugauswahlausgabe für das Werkzeugwechselsystem 314 erzeugt, um ein Werkzeug für die Durchführung des identifizierten Arbeitsflächeneinsatzes auszuwählen. Sobald die Werkzeugauswahlausgabe vom Werkzeugwechselsystem 314 empfangen wird, wählt der Werkzeugwechselmechanismus 626 das entsprechende Werkzeug aus. Sobald ausgewählt, wendet sich die Verarbeitung Block 834 zu, wo die Werkzeugpositionierungs-Logikschaltung 710 Sensorsignale von einem oder allen Sensor(en) 306, 416 empfängt, die eine aktuelle Position des gewählten Werkzeugs angeben. Diese können optische Sensor(en), Entfernungsmesssensor(en) usw. umfassen.
  • Die Werkzeugpositionierungs-Logikschaltung 710 bestimmt, ob die aktuelle Position des gewählten Werkzeugs auf dem Werkzeugweg liegt. Wenn sich die aktuelle Position des Werkzeugs vom Werkzeugweg unterscheidet, steuert die Werkzeugpositionierungs-Logikschaltung 710 die Stellglied-Steuerlogikschaltung 702, um Stellglieder für das Positionieren des Werkzeugs auf dem Werkzeugweg zu steuern. In einem Beispiel umfasst dies das Erzeugen von Stellglied-Steuersignalen für Stellglied(er) an der mobilen Maschine 100, welche die Gestängebewegung an der mobilen Maschine 100 bewirken, wie durch Block 850 angegeben. Sie können eine Bewegung der Gestänge des Roboter-Anbaugerätes 202, wie durch Block 852 angegeben, oder anderer Systeme, wie durch Block 854 angegeben, bewirken.
  • Sobald korrekt auf dem Werkzeugweg positioniert, wie von der Werkzeugpositionierungs-Logikschaltung 710 bestimmt, wendet sich die Verarbeitung Block 836 zu, wo die Werkzeugsteuerungs-Logikschaltung 714 Steuersignale für das Werkzeugsteuerungssystem 632 erzeugt, um das gewählte Werkzeug auf dem Werkzeugweg zu betreiben. In einem Beispiel umfasst dies auch die Steuerung der Stellglied-Steuerlogikschaltung 702, um Steuersignale für das/die Stellglied(er) der mobilen Maschine 100, wie durch Block 856 angegeben, des Roboter-Anbaugerätes 202, wie durch Block 858 angegeben, oder andere Untersysteme zu erzeugen, um eine Position der mobilen Maschine 100 und des Roboter-Anbaugerätes 202 zu modifizieren, um sicherzustellen, dass das Werkzeug während seines Einsatzes dem Werkzeugweg folgt. Nach dem Betrieb des gewählten Werkzeugs entlang des Werkzeugweges bestimmt die Werkzeugsteuerungs-Logikschaltung 714, ob der Werkzeugeinsatz abgeschlossen ist, wie durch Block 842 angegeben. In einem Beispiel kann die Werkzeugsteuerungs-Logikschaltung 714 Sensorsignale von den Sensoren 306, 416 empfangen, um zu bestimmen, ob der Werkzeugeinsatz abgeschlossen ist. Nehmen wir zum Beispiel an, das gewählte Werkzeug sei ein Meißel, der zum Entfernen von Mörtel verwendet wird. Die Sensorinformationen können zum Beispiel eine visuelle Eingabe umfassen, die einer Bildbearbeitung unterzogen ist, die beispielsweise sicherstellen soll, dass Mörtel von der Arbeitsfläche entfernt wird. Es kann aber auch eine Benutzereingabe empfangen werden, die angibt, dass der Werkzeugeinsatz abgeschlossen ist. Wenn nicht, kehrt die Verarbeitung zurück zu Block 834, wo die Werkzeugpositionierungs-Logikschaltung 710 sicherstellt, dass das Werkzeug weiter auf dem Werkzeugweg betrieben wird. Wenn dieser Werkzeugeinsatz abgeschlossen ist, fährt die Verarbeitung mit Block 844 fort, wo die Werkzeug-Wegbestimmungs-Logikschaltung 708 bestimmt, ob auch der gesamte Arbeitsflächeneinsatz abgeschlossen ist.
  • Wenn am Block 844 der gesamte Arbeitsflächeneinsatz abgeschlossen ist, endet in Folge die Verarbeitung. Wenn aber der Arbeitsflächeneinsatz nicht abgeschlossen ist, kehrt die Verarbeitung zu Block 832 zurück, wo die Werkzeugauswahl-Logikschaltung 712 eine Werkzeugausgabe für den Werkzeugwechselmechanismus 626 erzeugt, um das nächste Werkzeug in der Abfolge der Werkzeuge, die für die Durchführung des Arbeitsflächeneinsatzes verwendet werden, auszuwählen.
  • 9 ist ein Ablaufdiagramm, das einen Beispielvorgang der Steuerung einer Robotermaschine für die Durchführung eines Verfugungseinsatzes unter Verwendung eines in 7 veranschaulichten Maschinen- und Robotersteuerungssystems 214 darstellt. Die Verarbeitung beginnt bei Block 902, wo die Arbeitsbereichsidentifikations-Logikschaltung 706 einen Arbeitsflächeneinsatz identifiziert, der einen Verfugungsvorgang für eine identifizierte Arbeitsfläche umfasst, die eine Ziegelmauer umfasst. Die Arbeitsbereichsidentifikations-Logikschaltung 706 kann, auf den von einem oder allen Sensoren 306, 416 empfangenen Sensorsignalen basierend, die Arbeitsfläche identifizieren. Darüber hinaus kann der Verfugungsvorgang basierend auf einer Benutzereingabe oder anders identifiziert werden.
  • In einem Beispiel kann ein Verfugungsvorgang die Verwendung einer Vielfalt von Werkzeugen zum Entfernen alten Mörtels, wie durch Block 904 angegeben, zum Auswaschen einer Fuge, wie durch Block 906 angegeben, zum Auftragen neuen Mörtels, wie durch Block 908 angegeben, zum Abstreichen des Mörtels, wie durch Block 910 angegeben, zum Abbürsten des Mörtels, wie durch Block 912 angegeben, zum Waschen der Steinfront mit Säure, wie durch Block 914 angegeben, unter einer Vielfalt anderer Schritte, wie durch Block 916 angegeben, umfassen. Nach dem Identifizieren des Verfugungsvorgangs für die Ziegelmauer wendet sich die Verarbeitung Block 918 zu, wo die Werkzeug-Wegbestimmungs-Logikschaltung 708 Werkzeug(e) 600, Werkzeugabfolge und entsprechende Werkzeugwege bestimmt, welche für den Abschluss des Verfugungsvorgangs verwendet werden. Dieses umfasst die Bestimmung von Werkzeugwegen für Meißel/Säge, wie durch Block 920 angegeben, eine Luftquelle, wie durch Block 922 angegeben, eine Wasserquelle, wie durch Block 924 angegeben, eine Kelle, wie durch Block 926 angegeben, einen Mörtelsack, wie durch Block 928 angegeben, einen Steinverbinder, wie durch Block 930 angegeben, eine Bürste, wie durch Block 932 angegeben, einen Sprüher, wie durch Block 934 angegeben, unter anderen Werkzeugen, wie durch Block 936 angegeben.
  • Nach dem Identifizieren der Werkzeuge, der Werkzeugabfolge und der/des Werkzeugwege(s) wendet sich die Verarbeitung Block 938 zu, wo die Werkzeugauswahl-Logikschaltung 712 eine Ausgabe für den Werkzeugwechselmechanismus 626 zur Auswahl eines Werkzeugs für die Durchführung des Verfugungsvorgangs erzeugt. In einem Beispiel umfasst dies die Auswahl von Meißel/Säge, um den alten Mörtel gemäß dem ersten Schritt eines Verfugungsvorgangs zu entfernen. Sobald die Ausgabe empfangen wurde, wählt der Werkzeugwechselmechanismus 626 den Meißel/die Säge aus dem Lagermechanismus 622.
  • Die Werkzeugpositionierungs-Logikschaltung 710 bestimmt eine aktuelle Position des gewählten Werkzeugs, wie durch Block 940 angegeben. In einem Beispiel kann eine aktuelle Position des gewählten Werkzeugs auf einem oder mehreren Sensorsignalen basierend bestimmt werden, wie durch Block 942 angegeben, die eine Position des von der Arbeitsfläche (zum Beispiel anhand einer visuellen Abbildung identifiziert) zu entfernenden Mörtels und eine aktuelle Position des Meißels/der Säge angibt. Wenn der Meißel/die Säge nicht in einer Position für die Durchführung seines/ihres Einsatzes ist, wie durch den Werkzeugweg angegeben, steuert die Werkzeugpositionierungs-Logikschaltung 710 die Stellglied-Steuerlogikschaltung 702, um die Bewegung der Gestänge der mobilen Maschine 100 und des Roboter-Anbaugerätes 202 zum Positionieren des Meißels/der Säge in der korrekten Position und zur Bewegung entlang des Werkzeugweges zu bewirken.
  • Sobald sich der Meißel/die Säge in der richtigen Position befindet, wendet sich die Verarbeitung Block 946 zu, wo die Werkzeugsteuerungs-Logikschaltung 714 das Werkzeugsteuerungssystem 632 steuert zum Betreiben von Meißel/ Säge, um im ersten Schritt des Verfugungsvorgangs alten Mörtel zu entfernen. In einem Beispiel kann die Werkzeugsteuerungs-Logikschaltung 714 außerdem die Stellglied-Steuerlogikschaltung 702 steuern, um Stellglied-Steuersignale zum Bewirken der Gestängebewegung der mobilen Maschine 100 und des Roboter-Anbaugerätes 202 zu erzeugen, um sicherzustellen, dass der Meißel/die Säge entlang des Werkzeugweges bewegt wird. Der Werkzeugweg kann, basierend auf Sensorsignalen (wie Bildsignale oder Positionssignale), aktualisiert werden, so dass das Werkzeug der Mörtellinie auf der Arbeitsfläche folgt. Die Werkzeugsteuerungs-Logikschaltung 714 bestimmt, ob der gewählte Werkzeugeinsatz, bei dem alter Mörtel entfernt wird, abgeschlossen ist, wie durch Block 948 angegeben. Wenn der Werkzeugeinsatz nicht abgeschlossen ist, geht sich die Verarbeitung zurück zu Block 940, wo die Werkzeugpositionierungs-Logikschaltung 710 weiterhin sicherstellt, dass der Meißel/die Säge entlang des korrekten Weges bewegt wird. Wenn der Werkzeugeinsatz abgeschlossen ist, wendet sich die Verarbeitung Block 950 zu, wo die Werkzeug-Wegbestimmungs-Logikschaltung 708 bestimmt, ob der gesamte Verfugungsvorgang abgeschlossen ist.
  • Wenn die Werkzeug-Wegbestimmungs-Logikschaltung 708 bestimmt, dass der Verfugungsvorgang nach dem aktuellen Werkzeugeinsatz nicht abgeschlossen ist (z. B. nachdem der Meißel/die Säge den alten Mörtel entfernt hat), wendet sich die Verarbeitung Block 938 zu, wo die Werkzeugauswahl-Logikschaltung 712 ein Signal für den Werkzeugwechselmechanismus 626 erzeugt, um das nächste Werkzeug in der Werkzeugabfolge zu wählen, das für die Durchführung des Verfugungsvorgangs verwendet wird. Das neu gewählte Werkzeug 600 kann dann entlang der/des identifizierten Werkzeugwege(s) zum Durchführen des nächsten Schritts im Verfugungsvorgang gesteuert werden. Wenn die Werkzeug-Wegbestimmungs-Logikschaltung 708 bei Block 950 bestimmt, dass der Verfugungsvorgang abgeschlossen ist, endet die Verarbeitung in Folge.
  • 10 ist ein Ablaufdiagramm, das einen Beispielvorgang der Steuerung einer Robotermaschine unter Verwendung einer tragbaren Steuereinheit 436 und eines Maschinen- und Robotersteuerungssystems 214 darstellt, wie in 5 bzw. 7 veranschaulicht. Die Verarbeitung beginnt bei Block 1002, wo die Robotermaschine 200 entsprechend den von einem Bediener der Robotermaschine 200 empfangenen Bedienungseingaben läuft. Während des Betriebs der Robotermaschine 200 werden vom Sensor 306 am Roboter-Anbaugerät 202 Sensorsignale erzeugt und an die Benutzerschnittstellenvorrichtung 406 geliefert, wie durch Block 1004 angegeben. Die Benutzerschnittstellenvorrichtung 406 kann eine Anzeigevorrichtung 438, in der Kabine 110, umfassen, wie durch Block 1006 angegeben, oder alternativ außerhalb der Kabine oder auf einer vom Bediener getragenen Vorrichtung (wie eine mobile Vorrichtung) Anzeigevorrichtungen umfassen, wie durch Block 1008 angegeben. Es können aber auch andere Benutzerschnittstellenvorrichtungen verwendet werden, wie durch Block 1010 angegeben. Darüber hinaus kann der Sensor 306 einen optischen Sensor (z. B. eine Kamera) umfassen, wie durch Block 1014 angegeben, auf dem Endeffektor 304 positioniert, wie durch Block 1016 angegeben, und zum Erzeugen von Signalen konfiguriert, die einen Bereich neben dem Endeffektor 304, oder auf dem der Endeffektor 304 im Einsatz ist, angeben.
  • Nach dem Empfang der Sensorsignale vom Sensor 306 wendet sich die Verarbeitung Block 1012 zu, wo die Benutzerschnittstellenvorrichtung 406, auf den empfangenen Sensorsignalen vom Sensor 306 basierend, eine Anzeige erzeugt. In einem Beispiel umfasst die Anzeige eine Live-Ansicht eines Arbeitsbereichs neben dem Endeffektor 304. Sobald eine Anzeige erzeugt wird, wendet sich die Verarbeitung Block 1018 zu, wo die Mapping-Logikschaltung 736 eine Benutzereingabe von den Benutzereingabemechanismen 522 der tragbaren Steuereinheit 436 empfängt. In einem Beispiel kann die Benutzereingabe von einem oder mehreren Analog-Sticks 502 empfangen werden, wie durch Block 1042 angegeben, durch Taste(n) 508, wie durch Block 1044 angegeben, unter einer Vielfalt anderer Eingabemechanismen, wie durch Block 1046 angegeben, auf der tragbaren Steuereinheit 436. Während eine Benutzereingabe nach dem Erzeugen einer Anzeige empfangen wird, wird darüber hinaus ausdrücklich berücksichtigt, dass eine Benutzereingabe jederzeit während des Betriebs der mobilen Maschine 100 und des Roboter-Anbaugerätes 202 empfangen werden kann, auch wenn keine Anzeige auf der Anzeigevorrichtung 438 erzeugt wird. In diesem Beispiel kann die Anzeige aber eine Bezugszuweisung an einen Bediener der Robotermaschine 200 beim Steuern der mobilen Maschine 100 und des Roboter-Anbaugerätes 202 liefern und sie kann ferner als Feedback bei der Steuerung der mobilen Maschine 100 und des Roboter-Anbaugerätes 202 verwendet werden.
  • Basierend auf der Benutzereingabe, wendet sich die Verarbeitung Block 1020 zu, wo die Mapping-Logikschaltung 736 ein zu erzeugendes Steuersignal identifiziert, das die Untersysteme 430, 464 der mobilen Maschine 100 bzw. des Roboter-Anbaugerätes 202 steuern wird, basierend auf der Benutzereingabe. In einem Beispiel umfasst das Identifizieren eines zu erzeugenden, auf der Benutzereingabe basierenden, Steuersignals das Einholen einer oder mehrerer Steuerkarten (oder jene Karten können vorab geladen sein), wie durch Block 1022 angegeben, von einem oder allen Datenspeichern 411, 458, 750, wie durch Block 1024 angegeben, oder vom/von den Fernsteuerungssystem(en) 216, wie durch Block 1026 angegeben, oder anderen Systemen, wie durch Block 1028 angegeben. Die Steuerkarten können, in einem Beispiel, eine Beziehung zwischen der empfangenen Benutzereingabe von den Benutzereingabemechanismen 522 und einem entsprechenden Steuersignal angeben, das als Reaktion auf diese Benutzereingabe erzeugt werden sollte, um die Untersysteme 430, 464 der mobilen Maschine 100 und des Roboter-Anbaugerätes 202 zu steuern.
  • Nehmen wir beispielsweise an, dass eine Benutzereingabe empfangen wurde, basierend auf der Betätigung des Analog-Sticks 502 der tragbaren Steuereinheit 436 durch den Benutzer. Dann kann eine Steuerkarte angeben, dass die Benutzereingabe durch den Analog-Stick 502 einem Steuersignal entspricht, das zum Steuern des Zylinders 116 zum Modifizieren einer Position des Auslegers 114 in eine bestimmte Richtung verwendet wird. Alternativ kann eine Steuerkarte, wenn eine Benutzereingabe durch die Taste(n) 508 empfangen wurde, angeben, dass ein entsprechendes Steuersignal erzeugt werden sollte, um eine gewisse Bewegung oder Funktion des Endeffektors 304 am Roboter-Anbaugerät 202 zu steuern. Die Steuerkarten können einen Positionswechsel für Komponenten der mobilen Maschine 100 und des Roboter-Anbaugerätes 202 angeben, wie durch Block 1032 angegeben, eine Betriebsänderung, wie durch Block 1034 angegeben, oder andere Änderungen, wie durch Block 1036 angegeben. Außerdem können die Steuersignale unter Verwendung der Steuerkarte zum Steuern des Endeffektors 304, wie durch Block 1030 angegeben, der Untersysteme der mobilen Maschine 100, wie durch Block 1038 angegeben, und der Untersysteme des Roboter-Anbaugerätes 202, wie durch Block 1040 angegeben, erzeugt werden.
  • Nach dem Identifizieren eines Befehls wendet sich die Verarbeitung Block 1048 zu, wo die Untersystem-Steuerungs-Logikschaltung 738 ein Steuersignal erzeugt, das von der identifizierten Steuerkarte angegeben wird. In einem Beispiel kann die Untersystem-Steuerungs-Logikschaltung 738 die Stellglied-Steuerlogikschaltung 702 zum Erzeugen von Stellglied-Steuersignalen für die Stellglieder 432 erzeugen, wie durch Block 1050 angegeben. Es können aber andere Steuersignale für die Untersysteme 430 und 464 erzeugt werden, basierend auf dem entsprechenden Befehl, wie durch Block 1052 angegeben.
  • Die Verarbeitung schreitet zu Block 1054 fort, wo die Mapping-Logikschaltung 736 bestimmt, ob zusätzliche Benutzereingaben empfangen werden. Falls ja, kehrt die Verarbeitung zurück zu Block 1020, wo die Mapping-Logikschaltung 736 einen entsprechenden Befehl für die mobile Maschine 100 und/oder das Roboter-Anbaugerät 202 identifiziert. Wenn keine weiteren Eingaben empfangen werden, endet die Verarbeitung in Folge.
  • 11 ist ein Ablaufdiagramm, das einen Beispielvorgang der Lagerung einer Robotermaschine unter Verwendung eines in 7 veranschaulichten Maschinen- und Robotersteuerungssystems 214 darstellt. Die Verarbeitung beginnt bei Block 1102, wo die Robotermaschine 200 entsprechend den von einem Bediener der Robotermaschine 200 empfangenen Bedienungseingaben läuft. Bedienereingaben können in einem Beispiel über die Benutzerschnittstellenvorrichtung 406 empfangen werden. Während des Betriebs der Robotermaschine 200 wendet sich die Verarbeitung Block 1104 zu, wo eine Benutzereingabe empfangen wird, die angibt, dass die Robotermaschine 200 in einer Transport-/Lagerposition zu positionieren ist. In einem Beispiel kann die Lagerposition eine Position einschließen, in der die Maschine 200 zu sein hat, wenn sie sich auf der Transportmaschine 204 befindet, wo die Robotermaschine 200 Arretierungen aktiviert, oder eine Vielfalt von anderen Lager-/Transportpositionen.
  • Nach dem Empfang der Benutzereingabe für die Bewegung in die Transport-/Lagerposition wendet sich die Verarbeitung Block 1110 zu, wo die Lagerpositionsidentifikations-Logikschaltung 722 die Lager-/Transportposition für die Robotermaschine 200 identifiziert. In einem Beispiel kann die Lager-/Transportposition unter Verwendung von Positionsinformationen identifiziert werden, welche die Lager-/Transportposition für den Endeffektor 304 angeben, wie durch Block 1112 angegeben, für das Roboter-Anbaugerät 202, wie durch Block 1114 angegeben, und/oder für die mobile Maschine 100, wie durch Block 1116 angegeben. Es kann auch eine Vielfalt anderer Informationen verwendet werden, wie durch Block 1118 angegeben. Die Positionsinformationen können in einem oder allen Datenspeichern 411, 458, 750 und/oder Fernsteuerungssystem(en) 216 gespeichert werden. Positionsinformationen können Informationen zur Gestängepositionierung für Gestänge der mobilen Maschine 100 und des Roboter-Anbaugerätes 202 umfassen, die, in einem Beispiel, Informationen für die Positionierung des Auslegers 114, des Arms 118 und/oder des Endeffektors 304 in ihren jeweiligen Lager-/Transportpositionen umfassen. Darüber hinaus können Positionsinformationen Informationen zur Gestängeposition oder zur geografischen Position umfassen, die definieren, wie die mobile Maschine 100 und das Roboter-Anbaugerät 202 auf der Transportmaschine 204, wie durch Block 1120 angegeben, oder anderen Maschinen positioniert sein sollten, wie durch Block 1122 angegeben.
  • Sobald eine Transport-/Lagerposition identifiziert ist, wendet sich die Verarbeitung Block 1124 zu, wo die Wegidentifikations-Logikschaltung 726 eine aktuelle Position der Gestänge der mobilen Maschine 100 und des Roboter-Anbaugerätes 202 sowie der Maschine 200 selbst identifiziert, basierend auf den von den am Roboter-Anbaugerät 202 befindlichen Sensoren empfangenen Sensorsignalen, wie durch Block 1126 angegeben, oder von an der mobilen Maschine 100 befindlichen Sensoren empfangenen Sensorsignalen, wie durch Block 1128 angegeben.
  • Bei Block 1132 identifiziert die Wegidentifikations-Logikschaltung 726 einen Weg für verschiedene Gestänge der mobilen Maschine 100 und des Roboter-Anbaugerätes 202 zum Positionieren der Gestänge in der Lager-/Transportposition. Zum Beispiel kann die Wegidentifikations-Logikschaltung 726 bestimmen, dass die Maschine 200 auf die Maschine 204 gefahren werden muss. Sie kann auch die Position und Ausrichtung der Maschine 204 von ihren eigenen Sensoren und/oder von den Sensoren der Maschine 204 kennen. Sie kann daher die Maschine 200 steuern, um sie automatisch auf die Maschine 204 zu fahren. Die Logikschaltung 726 kann beispielsweise auch bestimmen, dass der Schwenkpunkt 108 in eine bestimmte Position oder Richtung geschwenkt und der Ausleger abgesenkt wird, so dass das Roboter-Anbaugerät 202 auf den Halterungen 206 der Transportmaschine 204 aufliegt.
  • Als Reaktion auf die Identifizierung eines Weges für die Maschine 200 und die Gestänge der mobilen Maschine 100 und des Roboter-Anbaugerätes 202 wendet sich die Verarbeitung Block 1134 zu, wo die Stellglied-Steuerlogikschaltung 702 Stellglied-Steuersignale für das/die Stellglied(er) 432 oder 464 erzeugt, um die Bewegung der mobilen Maschine 100 und des Roboter-Anbaugerätes 202 zu bewirken. Darüber hinaus können Steuersignale für das Lenk- und Antriebssystem 427 zum Bewegen der Maschine 200 erzeugt werden. Während die Maschine 200 in Bewegung ist und während die Gestänge der mobilen Maschine 100 und des Roboter-Anbaugerätes 202 in Bewegung sind, bestimmt die Objekterkennungs-Logikschaltung 724, ob etwaige Objekte die Bewegung der Maschine 200 oder der Gestänge behindern (oder sich im direkten Weg der Bewegung befinden), wie durch Block 1136 angegeben. Dieses kann das Erzeugen einer Benutzerschnittstellenanzeige, wie durch Block 1138 angegeben, oder jeglicher anderer Alarme/Benachrichtigungen umfassen, wie durch Block 1140 angegeben.
  • Wenn ein Objekt die Bewegung der Gestänge oder der Maschine 200 behindert (oder sich in deren Weg befindet), kehrt die Verarbeitung zu Block 1124 zurück, wo unter Verwendung der Wegidentifikations-Logikschaltung 726 ein neuer Weg der Gestänge identifiziert wird. Der neue Weg oder die neue Position wird identifiziert, um etwaige Objekte zu umgehen. Wenn kein Objekt erkannt wird, fährt die Verarbeitung mit Block 1142 fort, wo die Wegidentifikations-Logikschaltung 726 bestimmt, ob eine Transport-/Lagerposition erreicht wird. In einem Beispiel umfasst die Lager-/Transportposition das Aktivieren der Arretierungen an der Maschine 200, so dass sie nicht versehentlich gestartet oder auf die Transportmaschine 204 bewegt werden kann, und in einem sicheren Transportzustand gehalten wird, wie durch Block 1142 angegeben. Außerdem umfasst in einem Beispiel das Bestimmen, ob sich die Maschine 200 in der Transport-/Lagerposition befindet, den Empfang von Sensorsignalen vom/von den Sensor(en) 306, 416, um zu bestimmen, ob die Robotermaschine 200 korrekt in der Transport-/Lagerposition positioniert ist. Falls ja, endet in Folge die Verarbeitung. Wenn nicht, kehrt die Verarbeitung zu Block 1124 zurück, wo die Wegidentifikations-Logikschaltung 726 bestimmt, wie die Maschine 200 oder die Gestänge der mobilen Maschine 100 und des Roboter-Anbaugerätes 202 zum Erreichen der Transport-/Lagerposition zu bewegen sind.
  • 12 ist ein Ablaufdiagramm, das einen Beispielvorgang zur Rückkehr einer Robotermaschine 200 aus der Transport-/Lagerposition in eine Betriebsposition darstellt (entweder automatisch oder halbautomatisch), unter Verwendung eines Maschinen- und Robotersteuerungssystems 214, wie in 7 veranschaulicht. Mit „automatisch“ ist gemeint, dass der Vorgang oder die Funktion ohne weiteres Eingreifen des Bedieners durchgeführt wird, außer vielleicht dem Einleiten oder Genehmigen des Vorgangs oder der Funktion.
  • Die Verarbeitung beginnt bei Block 1202, wo die Robotermaschine 200 entsprechend den von einem Bediener der Robotermaschine 200 empfangenen Bedienungseingaben läuft. Während des Betriebs der Robotermaschine 200 fährt die Verarbeitung mit Block 1204 fort, wo eine Benutzereingabe empfangen wird, die angibt, dass die Robotermaschine 200 in einer Zurück-zum-Einsatz-Position zu positionieren ist. In einem Beispiel entspricht eine Zurück-zum-Einsatz-Position einer Betriebsposition für die Robotermaschine 200 unmittelbar vor dem Positionieren der Robotermaschine 200 in einer Lager-/Transportposition. Es kann auch eine Position sein, die vom Bediener markiert wird. Wenn sich beispielsweise die Maschine 200 in einer Betriebsposition befindet, kann der Bediener einen Benutzereingabemechanismus betätigen, der das System veranlasst, die aktuelle Position und Ausrichtung der Maschine und ihrer Stellglieder als Betriebsposition zu speichern.
  • Nach dem Empfang der Benutzereingabe, die angibt, dass Maschine 200 in die Betriebsposition zurückzuführen ist, wendet sich die Verarbeitung Block 1206 zu, wo die Positions-Rückkehr-Logikschaltung 730 die Zurück-zum-Einsatz-Position für die Robotermaschine 200 identifiziert. Die Zurück-zum-Einsatz-Informationen können in einem oder allen Datenspeichern 411, 458 und 750, wie durch Block 1208 angegeben, und/oder in Fernsteuerungssystem(en) 216 gespeichert werden, wie durch Block 1210 angegeben. In einem Beispiel entspricht die Zurück-zum-Einsatz-Position einer Betriebsposition der Robotermaschine 200 unmittelbar vor dem Positionieren der Robotermaschine 200 in einer Lager-/Transportposition, wie durch Block 1212 angegeben.
  • Sobald die Zurück-zum-Einsatz-Position identifiziert ist, fährt die Verarbeitung mit Block 1214 fort, wo die Wegidentifikations-Logikschaltung 726 eine aktuelle Position der Maschine 200 und der Gestänge der mobilen Maschine 100 und des Roboter-Anbaugerätes 202 bestimmt, basierend auf vom/von den Sensor(en) 306, 416 empfangenen Signalen. In einem Beispiel entspricht die aktuelle Position einer Lager-/Transportposition für die Gestänge der mobilen Maschine 100 und des Roboter-Anbaugerätes 202. Die Wegidentifikations-Logikschaltung 726 identifiziert dann einen Bewegungsweg für die Maschine 200 und einen Gestängeweg für die Gestänge zum Positionieren der Maschine 200 und ihrer Gestänge (wie dem Ausleger 114, dem Arm 118 usw.) in der Zurück-zum-Einsatz-Position, wie durch Block 1216 angegeben.
  • Basierend auf dem Bewegungsweg und den Gestängewegen, erzeugt die Stellglied-Steuerlogikschaltung 702 Steuersignale für das/die Stellglied(er) 432, wie durch Block 1218 angegeben, um die Maschine 200 und die Gestänge in der Zurück-zum-Einsatz-Position zu positionieren. In einem Beispiel umfasst dies das Erzeugen von Steuersignalen für das Lenk- und Antriebssystem 427. Darüber hinaus bestimmt die Objekterkennungs-Logikschaltung 724 während der Bewegung der Maschine und der Gestänge, ob sich etwaige Objekte auf diesen Wegen befinden oder die Bewegung der Maschine oder der Gestänge behindern, wie durch Block 1220 angegeben, unter Verwendung des Sensors/der Sensoren 306, 416. Falls Objekte erkannt werden, kehrt die Verarbeitung zu Block 1214 zurück, wo die Wegidentifikations-Logikschaltung 726 einen anderen Weg für die Maschine oder die Gestänge der mobilen Maschine 100 und/oder des Roboter-Anbaugerätes 202 identifiziert, so dass das/die Objekt(e) vermieden werden kann/können. Wenn nicht, fährt die Verarbeitung mit Block 1222 fort, wo die Wegidentifikations-Logikschaltung 726 bestimmt, ob sich die Robotermaschine 200 in der Zurück-zum-Einsatz-Position befindet. In einem Beispiel kann die Wegidentifikations-Logikschaltung 726 Sensorsignale vom/von den Sensor(en) 306, 416 empfangen, um zu bestimmen, ob sich die Robotermaschine 200 in der Zurück-zum-Einsatz-Position befindet, wie durch Block 1224 angegeben, oder sie kann alternativ eine Benutzereingabe empfangen, die angibt, dass sich die Robotermaschine 200 in der Zurück-zum-Einsatz-Position befindet, wie durch Block 1226 angegeben. Es können aber auch andere Informationen verwendet werden, um zu bestimmen, ob sich die Robotermaschine 200 korrekt in der Zurück-zum-Einsatz-Position befindet, wie durch Block 1228 angegeben. Wenn die Robotermaschine 200 korrekt positioniert ist, endet die Verarbeitung in Folge. Wenn nicht, kehrt die Verarbeitung zu Block 1214 zurück, wo die Wegidentifikations-Logikschaltung 726 mit dem Identifizieren des Weges, um dort hinzugelangen, fortfährt.
  • 13 ist ein Blockdiagramm eines Beispiels einer Rechnerumgebung, die in den vorhergehenden Figuren dargestellten Architekturen verwendet werden kann. Mit Bezug auf 13 umfasst ein Beispielsystem für die Implementierung einiger Beispiele eine Universal-Rechnervorrichtung in Gestalt eines Rechners 1310. Komponenten des Rechners 1310 können eine Verarbeitungseinheit 1320 (die Prozessoren oder Server vorheriger Figuren umfassen kann), einen Systemspeicher 1330 und einen Systembus 1321 umfassen, die verschiedene Systemkomponenten inklusive des Systemspeichers mit der Verarbeitungseinheit 1320 koppeln, darauf aber nicht beschränkt sind. Der Systembus 1321 kann eine von diversen Arten von Busstrukturen sein, inklusive eines Speicherbusses oder Speicher-Controllers, eines Peripherie-Busses und eines lokalen Busses, dabei eine von vielen Busarchitekturen verwendend. Die in Bezug auf 4 und 7 beschriebenen Speicher und Programme können in den entsprechenden Teilen von 13 eingesetzt werden.
  • Der Rechner 1310 umfasst in der Regel eine Vielfalt computerlesbarer Medien. Computerlesbare Medien können alle verfügbaren Medien sein, auf die der Rechner 1310 zugreifen kann, und dazu gehören sowohl flüchtige als auch nicht-flüchtige Medien, herausnehmbare und nicht herausnehmbare Medien. Im Rahmen eines Beispiels, und ohne Einschränkungen können computerlesbare Medien Speichermedien und Kommunikationsmedien von Rechnern umfassen. Speichermedien von Rechnern unterscheiden sich von einem modulierten Datensignal oder einer Trägerwelle und schließen diese nicht ein. Sie umfassen Hardware-Speichermedien inklusive sowohl flüchtiger als auch nicht-flüchtiger, herausnehmbarer und nicht herausnehmbarer Medien, die in einer Methode oder Technologie für die Speicherung von Informationen implementiert sind, wie computerlesbare Anweisungen, Datenstrukturen, Programmmodule oder andere Daten. Zu Speichermedien von Rechnern gehören, ohne Anspruch auf Vollständigkeit, RAM, ROM, EPROM, Flash-Speicher oder andere Speichertechnologien, CD-ROM, Digital Versatile Disks (DVD) oder andere optische Plattenspeicher, Magnetkassetten, Magnetbänder, magnetische Plattenspeicher oder andere magnetische Speichervorrichtungen, oder alle anderen Medien, die zum Speichern der gewünschten Informationen verwendet werden können und auf die der Rechner 1310 zugreifen kann. Kommunikationsmedien können computerlesbare Anweisungen, Datenstrukturen, Programmmodule oder andere Daten in einem Transportmechanismus enthalten und schließen alle Medien zur Informationsbereitstellung ein. Der Begriff „moduliertes Datensignal“ bezeichnet ein Signal, von dem ein oder mehr seiner Merkmale auf eine solche Weise eingestellt oder geändert werden, dass Informationen im Signal verschlüsselt werden.
  • Der Systemspeicher 1330 umfasst Rechnerspeichermedien in Gestalt flüchtiger und/oder nicht-flüchtiger Speicher, wie etwa schreibgeschützte Speicher (ROM) 1331 und Arbeitsspeicher (RAM) 1332. Ein grundlegendes Eingabe-/Ausgabe-System 1333 (BIOS, Basic Input Output System), das die grundlegenden Routinen enthält, die zur Übertragung von Informationen zwischen Elementen innerhalb des Rechners 1310 beitragen, wie beim Einschalten, ist in der Regel im ROM 1331 gespeichert. RAM 1332 enthält in der Regel Daten und/oder Programmmodule, die sofort zugänglich sind und/oder aktuell von der Verarbeitungseinheit 1320 betrieben werden. Beispielsweise, und ohne Einschränkung, veranschaulicht 13 Betriebssystem 1334, Anwendungsprogramme 1335, sonstige Programmmodule 1336 und Programmdaten 1337.
  • Der Rechner 1310 kann auch andere herausnehmbare/nicht herausnehmbare flüchtige/nicht-flüchtige Rechnerspeichermedien umfassen. Nur als Beispiel veranschaulicht 13 ein Festplattenlaufwerk 1341, das von nicht herausnehmbaren, nicht-flüchtigen magnetischen Medien, und einem optischen Plattenlaufwerk 1356 und nicht-flüchtiger optischer Platte 1355 liest oder auf diese schreibt. Das Festplattenlaufwerk 1341 ist in der Regel über eine nicht herausnehmbare Speicherschnittstelle, wie die Schnittstelle 1340, mit dem Systembus 1321 verbunden, und das optische Plattenlaufwerk 1355 ist in der Regel über eine herausnehmbare Speicherschnittstelle, wie die Schnittstelle 1350, mit dem Systembus 1321 verbunden.
  • Alternativ, oder ergänzend, kann die hierin beschriebene Funktion, zumindest in Teilen, durch eine oder mehr Hardware-Steuerelektronikkomponenten durchgeführt werden. Zum Beispiel können, ohne Einschränkung, veranschaulichte Arten von verwendbaren Hardware-Steuerelektronikkomponenten feldprogrammierbare Gate Arrays (FPGAs), anwendungsspezifische integrierte Schaltungen (z. B. ASICs), anwendungsspezifische Standardprodukte (z. B. ASSPs), System-on-a-Chip-Systeme (SOCs), komplexe programmierbare Steuerelektronikvorrichtungen (CPLDs) usw. umfassen.
  • Die Laufwerke und ihre zugehörigen, oben erwähnten und in 13 veranschaulichten Rechnerspeichermedien stellen die Speicherung computerlesbarer Anweisungen, Datenstrukturen, Programmmodule und andere Daten für den Rechner 1310 bereit. Zum Beispiel ist das Festplattenlaufwerk 1341 in 13 als Betriebssystem 1344, Anwendungsprogramme 1345, sonstige Programmmodule 1346 und Programmdaten 1347 speichernd veranschaulicht. Es ist zu beachten, dass diese Komponenten entweder mit dem Betriebssystem 1334, Anwendungsprogrammen 1335, sonstigen Programmmodulen 1336 und Programmdaten 1337 identisch sein oder sich von ihnen unterscheiden können.
  • Ein Benutzer kann Befehle und Informationen über Eingabevorrichtungen wie eine Tastatur 1362, ein Mikrofon 1363 und ein Zeigegerät 1361, wie eine Maus, ein Trackball oder ein Touchpad, in den Rechner 1310 eingeben. Andere (nicht abgebildete) Eingabevorrichtungen können ein Joystick, ein Gamepad, eine Satellitenschüssel, ein Scanner oder ähnliches sein. Diese und andere Eingabevorrichtungen sind häufig über eine Benutzereingabeschnittstelle 1360 mit der Verarbeitungseinheit 1320 verbunden, die mit dem Systembus gekoppelt ist, können aber auch über andere Schnittstellen- und Busstrukturen verbunden werden. Eine optische Anzeige 1391 oder eine andere Art von Anzeigevorrichtung ist ebenfalls über eine Schnittstelle, wie eine Videoschnittstelle 1390, mit dem Systembus 1321 verbunden. Ergänzend zum Bildschirm können Rechner auch andere periphere Ausgabevorrichtungen wie Lautsprecher 1397 und Drucker 1396 umfassen, die über eine periphere Ausgabeschnittstelle 1395 verbunden sein können.
  • Der Rechner 1310 wird unter Verwendung logischer Verbindungen (wie ein lokales Netz (LAN) oder ein Fernnetz (WAN)) zu einem oder mehreren Remote-Rechnern, wie etwa Remote-Rechner 1380, in einer Netzwerkumgebung betrieben.
  • Wenn der Rechner 1310 in einer LAN-Netzwerkumgebung verwendet wird, ist dieser über eine Netzwerkschnittstelle oder einen Adapter 1370 mit dem LAN 1371 verbunden. Wenn der Rechner 1310 in einer WAN-Netzwerkumgebung verwendet wird, umfasst diese in der Regel ein Modem 1372 oder andere Mittel zum Herstellen der Kommunikation über das WAN 1373, wie das Internet. In einer Netzwerkumgebung können Programmmodule in einer Remote-Speichervorrichtung gespeichert werden. 13 veranschaulicht beispielsweise, dass sich die Remote-Anwendungsprogramme 1385 auf dem Remote-Rechner 1380 befinden.
  • Es ist auch zu beachten, dass die verschiedenen hierin beschriebenen Beispiele auf verschiedene Weise kombiniert werden können. Das heißt, dass Teile eines oder mehrerer Beispiele mit Teilen eines oder mehrerer anderer Beispiele kombiniert werden können. All dies ist hierin berücksichtigt.
    • Beispiel 1 ist eine mobile Robotermaschine, umfassend:
      • eine mobile Maschine, die über ein von einem Bediener steuerbares Antriebssystem verfügt, um die mobile Maschine und ein erstes Stellteil zu betreiben;
      • ein Roboter-Anbaugerät, das funktionsbereit mit der mobilen Maschine gekoppelt ist und vom ersten Stellglied positioniert wird; das Roboter-Anbaugerät hat einen Endeffektor, der zu einer Vielzahl verschiedener Werkzeuge passt;
      • einen Sensor, der ein Sensorsignal erzeugt, das eine Eigenschaft einer Arbeitsfläche angibt, auf der unter Einsatz der Vielzahl unterschiedlicher Werkzeuge ein Arbeitsflächeneinsatz durchgeführt werden soll, wobei jedes Werkzeug einen entsprechenden Werkzeugeinsatz durchführt, in einer Einsatzabfolge, und ein Sensorsignal erzeugt, das die Eigenschaft der Arbeitsfläche angibt; und
      • ein Maschinen- und Robotersteuerungssystem, das eine Angabe zum durchzuführenden Arbeitsflächeneinsatz und das Sensorsignal empfängt und ein Steuersignal zum Steuern des Endeffektors für die Verwendung jeder Vielfalt unterschiedlicher Werkzeuge in der Einsatzabfolge erzeugt, um den Arbeitsflächeneinsatz auf der Arbeitsfläche durchzuführen.
    • Beispiel 2 ist die mobile Robotermaschine eines oder aller vorhergehenden Beispiele, wobei der Endeffektor umfasst:
      • ein Werkzeugwechselsystem, das die Vielzahl unterschiedlicher Werkzeuge für den Einsatz durch den Endeffektor trägt. Beispiel 3 ist die mobile Robotermaschine eines oder aller vorhergehenden Beispiele, wobei das Maschinen- und Robotersteuerungssystem umfasst:
      • eine Werkzeugauswahl-Logikschaltung, die für die Auswahl eines aus der Vielfalt unterschiedlicher Werkzeuge und das Erzeugen eines Werkzeugauswahlsignals konfiguriert ist, die das ausgewählte Werkzeug angibt.
    • Beispiel 4 ist die mobile Robotermaschine eines oder aller vorhergehenden Beispiele, wobei das Werkzeugwechselsystem konfiguriert ist, um automatisch ein vom Endeffektor verwendetes Werkzeug gegen das, auf dem Werkzeugauswahlsignal basierend, ausgewählte Werkzeug auszutauschen.
    • Beispiel 5 ist die mobile Robotermaschine eines oder aller vorhergehenden Beispiele, wobei das Maschinen- und Robotersteuerungssystem umfasst:
      • eine Werkzeugweg-Erzeugungs-Logikschaltung, die für den Empfang der Angabe des Arbeitsflächeneinsatzes und des Werkzeugauswahlsignals und das Bestimmen eines Werkzeugweges, den das gewählte Werkzeug zur Durchführung seines entsprechenden Werkzeugeinsatzes passieren muss, und zum Erzeugen eines Werkzeug-Wegsignals konfiguriert ist, das den Werkzeugweg angibt.
      • Beispiel 6 ist die mobile Robotermaschine eines oder aller vorhergehenden Beispiele, wobei das Maschinen- und Robotersteuerungssystem umfasst:
      • eine Werkzeugpositionierungs-Logikschaltung, die für den Empfang des Werkzeugwegsignals und für das Erzeugen eines Positionssteuersignals konfiguriert ist, um das Stellglied und das Roboter-Anbaugerät zu steuern, um das gewählte Werkzeug entlang des Werkzeugweges zu bewegen.
    • Beispiel 7 ist die mobile Robotermaschine eines oder aller vorhergehenden Beispiele und umfasst ferner: eine Werkzeugsteuerungs-Logikschaltung zum Erzeugen eines Werkzeugeinsatz-Steuersignals zum Betreiben des Werkzeugs konfiguriert, während das Werkzeug entlang des Bewegungsweges geführt wird, um seinen entsprechenden Werkzeugeinsatz durchzuführen.
    • Beispiel 8 ist die mobile Robotermaschine eines oder aller vorhergehenden Beispiele, wobei das Maschinen- und Robotersteuerungssystem umfasst:
      • ein tragbares Steuersystem, das für den Empfang eines Benutzereingabesignals, welches durch Benutzerbetätigung eines Benutzereingabemechanismus auf einer tragbaren Steuereinheit erzeugt wurde, und für das Erzeugen eines Steuersignals für das erste Stellglied zum Positionieren des Roboter-Anbaugerätes relativ zur Arbeitsfläche konfiguriert ist, so dass der Sensor das Sensorsignal erzeugt, das die Eigenschaft der Arbeitsfläche angibr.
    • Beispiel 9 ist die mobile Robotermaschine eines oder aller vorhergehenden Beispiele, wobei das tragbare Steuersystem umfasst:
      • eine Mapping-Logikschaltung, die für den Empfang von Benutzereingabesignalen und für den Zugriff auf eine Steuerkarte konfiguriert ist, die das Benutzereingabesignal einer Steuersignalausgabe zuweist, um einen Steuersignalwert zu identifizieren, der auf der Steuersignalausgabe basiert; das tragbare Steuersystem erzeugt das Steuersignal, basierend auf dem identifizierten Steuersignalwert.
    • Beispiel 10 ist eine mobile Robotermaschine, umfassend:
      • eine mobile Maschine mit einem Rahmen, einem mit dem Rahmen gekoppelten Antriebssystem und von einem Bediener zum Fahren der mobilen Maschine steuerbar, einem ersten Stellglied, das die Bewegung eines Teils der mobilen Maschine relativ zum Rahmen bewirkt, und einem zweiten Stellglied;
      • ein Roboter-Anbaugerät, das funktionsbereit mit der mobilen Maschine gekoppelt ist und vom zweiten Stellglied positioniert wird; das Roboter-Anbaugerät hat einen Endeffektor, der zu einem Werkzeug passt;
      • ein Positionserkennungssystem, das Positionssensorsignale erzeugt, die eine Position des Roboter-Anbaugerätes relativ zur mobilen Maschine und eine Position der mobilen Maschine angeben;und
      • ein Lager-Steuerungssystem, das für den Empfang einer Zurück-ins-Lager-Benutzereingabe konfiguriert ist, und, basierend auf der Zurück-ins-Lager-Benutzereingabe, automatisch die ersten und zweiten Stellglieder zum Bewegen der mobilen Maschine und des Roboter-Anbaugerätes in eine vordefinierte Lagerposition steuert.
    • Beispiel 11 ist die mobile Robotermaschine eines oder aller vorhergehenden Beispiele, wobei das Roboter-Anbaugerät umfasst:
      • ein Roboter-Steuerstellglied, das die Bewegung eines Teils des Roboter-Anbaugerätes steuert.
    • Beispiel 12 ist die mobile Robotermaschine eines oder aller vorhergehenden Beispiele, wobei das Lager-Steuerungssystem für die Steuerung des Roboter-Steuer-Stellglieds zum Bewegen des Roboter-Anbaugerätes in die vordefinierte Lagerposition konfiguriert ist.
    • Beispiel 13 ist die mobile Robotermaschine eines oder aller vorhergehenden Beispiele, wobei das Lager-Steuerungssystem für die automatische Steuerung des Antriebssystems zum Bewegen der mobilen Maschine in die vordefinierte Lagerposition konfiguriert ist.
    • Beispiel 14 ist die mobile Robotermaschine eines oder aller vorhergehenden Beispiele, wobei das Lager-Steuerungssystem, das für den Empfang einer Zurück-zum-Einsatz-Benutzereingabe konfiguriert ist, und, basierend auf der Zurück-zum-Einsatz-Benutzereingabe, automatisch die ersten und zweiten Stellglieder zum Bewegen der mobilen Maschine und des Roboter-Anbaugerätes in eine vordefinierte Betriebsposition steuert.
    • Beispiel 15 ist die mobile Robotermaschine eines oder aller vorhergehenden Beispiele, wobei das Lager-Steuerungssystem umfasst:
      • die Lagerpositionsidentifikations-Logikschaltung, die für den Zugriff auf gespeicherte Positionsinformationen konfiguriert ist, welche die vordefinierte Lagerposition bestimmen, um die vorbestimmte Lagerposition zu identifizieren; und
      • die Wegidentifikations-Logikschaltung, die für die Identifizierung einer aktuellen Position der mobilen Maschine und des Roboter-Anbaugerätes konfiguriert ist und, basierend auf der aktuellen Position und der vordefinierten Lagerposition, ein Steuersignal zum Steuern der ersten und zweiten Stellteile zum Bewegen des Roboter-Anbaugerätes entlang eines Bewegungsweges in die vordefinierte Lagerposition erzeugt.
    • Beispiel 16 ist die mobile Robotermaschine eines oder aller vorhergehenden Beispiele, wobei das Lager-Steuerungssystem umfasst:
      • einen Objektsensor, der für das Erkennen von Objekten konfiguriert ist, die sich in der Nähe des Bewegungsweges befinden;
      • eine Objekterkennungs-Logikschaltung, die zum Erkennen konfiguriert ist, ob ein Abschnitt der mobilen Maschine und des Roboter-Anbaugerätes mit dem erkannten Objekt in Berührung kommt und ein Steuersignal erzeugt, welches die erkannte Berührung angibt, und
      • einen Steuersignalgenerator, der zum Erzeugen eines Steuersignals zum Steuern mindestens eines des ersten Stellglieds oder des zweiten Stellglieds oder des Antriebssystems, basierend auf dem Kontaktsignal, konfiguriert ist.
    • Beispiel 17 ist die mobile Robotermaschine eines oder aller vorhergehenden Beispiele, wobei das Lager-Steuerungssystem umfasst:
      • ein tragbares Steuersystem, das für den Empfang der Zurück-ins-Lager-Benutzereingabe von einer tragbaren Steuereinheit und die automatische Steuerung des ersten und zweiten Stellglieds konfiguriert ist.
    • Beispiel 18 ist eine Methode für den Betrieb einer mobilen Maschine, die Methode umfasst:
      • das Erzeugen eines Sensorsignals, das eine Eigenschaft einer Arbeitsfläche angibt, auf der ein Arbeitsflächeneinsatz durchgeführt werden soll unter Verwendung einer Vielzahl unterschiedlicher Werkzeuge, die von einem Endeffektor an einem Roboter-Anbaugerät, das an der mobilen Maschine montiert ist; jedes Werkzeug führt einen entsprechenden Werkzeugeinsatz durch in einer Einsatzabfolge, um den Arbeitsflächeneinsatz durchzuführen;
      • das Identifizieren des durchzuführenden Arbeitsflächeneinsatzes;
      • das automatische Identifizieren eines jeweiligen Werkzeugs aus der Vielfalt unterschiedlicher Werkzeuge, das seinen entsprechenden Einsatz auf der Arbeitsfläche durchführen soll, basierend auf dem identifizierten Arbeitsflächeneinsatz;
      • das automatische Erzeugen eines Werkzeugwechsler-Steuersignals zum Steuern eines Werkzeugwechslers am Roboter-Anbaugerät zum Ankoppeln des jeweiligen Werkzeugs am Endeffektor, und
      • das automatische Erzeugen eines Werkzeug-Betriebssignals zum Steuern des Endeffektors, um das jeweilige Werkzeug für die Durchführung seines entsprechenden Werkzeugeinsatzes zu betreiben.
    • Beispiel 19 ist die Methode eines oder aller vorhergehenden Beispiele, wobei ein Sensorsignal erzeugt wird, das eine Eigenschaft der Arbeitsfläche angibt und umfasst:
      • das Erkennen einer Position des jeweiligen Werkzeugs relativ zu einer Position der Arbeitsfläche;
      • das Erzeugen eines Positionssignals, das die erkannte Position des jeweiligen Werkzeugs relativ zur Position der Arbeitsfläche angibt;
      • das Erkennen eines Zustands der Arbeitsfläche, wobei der Zustand darüber Aufschluss gibt, ob das jeweilige Werkzeug seinen entsprechenden Arbeitseinsatz abgeschlossen hat, und
      • das Erzeugen eines Zustandssignals, das den erkannten Zustand der Arbeitsfläche angibt.
    • Beispiel 20 ist die Methode eines oder aller vorhergehenden Beispiele und umfasst ferner:
      • das Bestimmen, dass das jeweilige Werkzeug seinen entsprechenden Werkzeugeinsatz auf der Arbeitsfläche abgeschlossen hat, basierend auf dem Positionssignal und dem Zustandssignal;
      • das automatische Identifizieren eines nächsten Werkzeugs aus der Vielfalt unterschiedlicher Werkzeuge, um einen nächsten Werkzeugeinsatz in der Einsatzabfolge durchzuführen;
      • das automatische Erzeugen des Werkzeugwechsler-Steuersignals zum Steuern des Werkzeugwechslers am Roboter-Anbaugerät zum Ankoppeln des jeweiligen Werkzeugs am Endeffektor, und
      • das automatische Erzeugen des Werkzeug-Betriebssignals zum Steuern des Endeffektors, um das nächste Werkzeug für die Durchführung seines entsprechenden Werkzeugeinsatzes zu betreiben.

Claims (10)

  1. Mobile Robotermaschine, umfassend: eine mobile Maschine mit einem Rahmen, ein mit dem Rahmen gekoppeltes Antriebssystem und von einem Bediener zum Fahren der mobilen Maschine steuerbar, ein erstes Stellglied, das die Bewegung eines Teils der mobilen Maschine relativ zum Rahmen bewirkt, und ein zweites Stellglied; ein Roboter-Anbaugerät, das funktionsbereit mit der mobilen Maschine gekoppelt ist und vom zweiten Stellglied positioniert wird; das Roboter-Anbaugerät hat einen Endeffektor, der zu einem Werkzeug passt, ein Positionserkennungssystem, das Positionssensorsignale erzeugt, die eine Position des Roboter-Anbaugerätes relativ zur mobilen Maschine und eine Position der mobilen Maschine angeben, und ein Lager-Steuerungssystem, das für den Empfang einer Zurück-ins-Lager-Benutzereingabe konfiguriert ist, und, basierend auf der Zurück-ins-Lager-Benutzereingabe, automatisch die ersten und zweiten Stellglieder zum Bewegen der mobilen Maschine und des Roboter-Anbaugerätes in eine vordefinierte Lagerposition steuert.
  2. Mobile Robotermaschine nach Anspruch 1, wobei das Roboter-Anbaugerät umfasst: ein Roboter-Steuerstellteil, welches die Bewegung eines Teils des Roboter-Anbaugerätes steuert.
  3. Mobile Robotermaschine nach Anspruch 2, wobei das Lager-Steuerungssystem für die Steuerung des Roboter-Steuer-Stellglieds zum Bewegen des Roboter-Anbaugerätes in die vordefinierte Lagerposition konfiguriert ist.
  4. Mobile Robotermaschine nach einen der Ansprüche 1 bis 3, wobei das Lager-Steuerungssystem für die automatische Steuerung des Antriebssystems zum Bewegen der mobilen Maschine in die vordefinierte Lagerposition konfiguriert ist.
  5. Mobile Robotermaschine nach einen der Ansprüche 1 bis 3, wobei das Lager-Steuerungssystem, das für den Empfang einer Zurück-zum-Einsatz-Benutzereingabe konfiguriert ist, und, basierend auf der Zurück-zum-Einsatz-Benutzereingabe, automatisch die ersten und zweiten Stellglieder zum Bewegen der mobilen Maschine und des Roboter-Anbaugerätes in eine vordefinierte Betriebsposition steuert.
  6. Mobile Robotermaschine nach einen der Ansprüche 1 bis 5, wobei das Lager-Steuerungssystem umfasst: eine Lagerpositionsidentifikations-Logikschaltung, die für den Zugriff auf gespeicherte Positionsinformationen konfiguriert ist, welche die vordefinierte Lagerposition bestimmen, um die vorbestimmte Lagerposition zu identifizieren; und eine Wegidentifikations-Logikschaltung, die für die Identifizierung einer aktuellen Position der mobilen Maschine und des Roboter-Anbaugerätes konfiguriert ist und, basierend auf der aktuellen Position und der vordefinierten Lagerposition, ein Steuersignal zum Steuern der ersten und zweiten Stellglieder zum Bewegen des Roboter-Anbaugerätes entlang eines Bewegungswegs in die vordefinierte Lagerposition erzeugt.
  7. Mobile Robotermaschine nach einen der Ansprüche 1 bis 6, wobei das Lager-Steuerungssystem umfasst: einen Objektsensor, der für das Erkennen von Objekten konfiguriert ist, die sich in der Nähe des Bewegungsweges befinden; eine Objekterkennungs-Logikschaltung, die zum Erkennen konfiguriert ist, ob ein Abschnitt der mobilen Maschine und des Roboter-Anbaugerätes mit dem erkannten Objekt in Berührung kommt und ein Steuersignal erzeugt, das die erkannte Berührung angibt, und einen Steuersignalgenerator, der zum Erzeugen eines Steuersignals zum Steuern mindestens eines des ersten Stellglieds oder des zweiten Stellglieds oder des Antriebssystems, basierend auf dem Kontaktsignal, konfiguriert ist.
  8. Mobile Robotermaschine nach einen der Ansprüche 1 bis 7, wobei das Lager-Steuerungssystem umfasst: ein tragbares Steuersystem, das für den Empfang der Zurück-ins-Lager-Benutzereingabe von einer tragbaren Steuereinheit und für die automatische Steuerung des ersten und zweiten Stellglieds konfiguriert ist.
  9. Methode für den Betrieb einer mobilen Maschine, die Methode umfassend: das Erzeugen eines Sensorsignals, das eine Eigenschaft einer Arbeitsfläche angibt, auf der ein Arbeitsflächeneinsatz unter Verwendung einer Vielzahl unterschiedlicher Werkzeuge durchgeführt werden soll, die von einem Endeffektor an einem Roboter-Anbaugerät, das an der mobilen Maschine montiert ist; jedes Werkzeug führt einen entsprechenden Werkzeugeinsatz durch, in einer Einsatzabfolge, um den Arbeitsflächeneinsatz durchzuführen; das Identifizieren des durchzuführenden Arbeitsflächeneinsatzes; das automatische Identifizieren eines jeweiligen Werkzeugs aus der Vielfalt unterschiedlicher Werkzeuge, das seinen entsprechenden Einsatz auf der Arbeitsfläche durchführen soll, basierend auf dem identifizierten Arbeitsflächeneinsatz; das automatische Erzeugen eines Werkzeugwechsler-Steuersignals zum Steuern eines Werkzeugwechslers am Roboter-Anbaugerät zum Ankoppeln des jeweiligen Werkzeugs am Endeffektor, und das automatische Erzeugen eines Werkzeug-Betriebssignals zum Steuern des Endeffektors, um das jeweilige Werkzeug für die Durchführung seines entsprechenden Werkzeugeinsatzes zu betreiben.
  10. Methode für den Betrieb einer mobilen Maschine nach Anspruch 9, wobei das Erzeugen eines Sensorsignals mit Angabe einer Eigenschaft der Arbeitsfläche umfasst: das Erkennen einer Position des jeweiligen Werkzeugs relativ zu einer Position der Arbeitsfläche; das Erzeugen eines Positionssignals, das die erkannte Position des jeweiligen Werkzeugs relativ zur Position der Arbeitsfläche angibt; das Erkennen eines Zustands der Arbeitsfläche, wobei der Zustand darüber Aufschluss gibt, ob das jeweilige Werkzeug seinen entsprechenden Arbeitseinsatz abgeschlossen hat, und das Erzeugen eines Zustandssignals, welches den erkannten Zustand der Arbeitsfläche angibt.
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