EP3440273A1 - Method for controlling the movement of an articulated hose carrier of a suction excavator - Google Patents

Abstract

The invention relates to a method for controlling the movement of an articulated hose carrier (40), which has at least n>2 links (45), wherein an angle change can be effected between adjacent links, each by means of an associated drive (47). The following steps are carried out: a) determining the initial position of the n links (45) using sensors (48); b) importing a directional vector and a velocity parameter; c) determining a target position, which is to be occupied by a suction crown (43) on the free end of the last link; d) determining n angle changes that must be carried out on the n links (45) in order to reach the target position, while complying with the following condition: that is, the suction crown (43) travels along a straight movement path to the target position; e) activation of the drives (47) associated with the n links (45) in order to carry out the previously determined angle change on the n links (45); f) cyclically repeating the indicated method steps until the directional vector and/or the velocity parameter are equal to zero. The invention further relates to a suction excavator (01) having a control unit that is configured such that the aforementioned method can be carried out.

Description

Verfahren zur Steuerung der Bewegung eines  Method for controlling the movement of a

Gelenkschlauchträgers eines Saugbaggers  Articulated hose carrier of a suction dredger

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung der Bewegung eines Gelenkschlauchträgers, welcher den The present invention relates to a method for controlling the movement of a flexible tube carrier, which the

Saugschlauch eines Saugbaggers trägt und positioniert. Ein solcher Gelenkschlauchträger besitzt mindestens n>2 Glieder, zwischen denen jeweils mithilfe eines zugeordneten Antriebs eine Winkelveränderung bewirkbar ist. Die Erfindung betrifft außerdem einen Saugbagger mit einer Steuerung, die zur Suction hose of a suction dredger carries and positions. Such a flexible tube carrier has at least n> 2 members, between each of which by means of an associated drive an angular change can be effected. The invention also relates to a suction dredger with a controller, the

Ausführung eines solchen Verfahrens konfiguriert ist. Execution of such a procedure is configured.

Bei einem Saugbagger handelt es sich um ein Fahrzeug mit einem Fahrzeuggestell, welches einen vorzugsweise auskippbaren In a suction dredger is a vehicle with a vehicle frame, which is a preferably tiltable

Materialsammelbehälter trägt. In zweckmäßigen Ausführungen besitzt ein solcher Saugbagger eine Teleskopiereinrichtung, die zwei Teleskoparme aufweist, deren behälterseitiges Ende jeweils an einer Kippachse angeordnet ist, um welche der Materialsammelbehälter drehbar ist, wobei das gestellseitige Ende jedes Teleskoparms jeweils am Fahrzeuggestell angeordnet ist .  Carries material collection container. In expedient embodiments, such a suction dredger has a telescoping device, which has two telescopic arms whose container-side end is arranged in each case on a tilting axis about which the material collecting container is rotatable, wherein the frame-side end of each telescopic arm is respectively arranged on the vehicle frame.

Aus der DE 38 37 670 AI ist ein Saugbagger bekannt, umfassend einen pneumatischen Saugrüssel, einen Sammelbehälter für das aufgesaugte Erdreich, in den der Saugrüssel mündet und in dem das Erdreich aus dem Saugluftstrom abgeschieden wird, sowie ein an den Sammelbehälter angeschlossenes Sauggebläse zur Erzeugung des Saugluftstroms. Zu den weiteren üblichen From DE 38 37 670 AI a suction dredger is known, comprising a pneumatic suction proboscis, a collecting container for the sucked soil into which opens the proboscis and in which the soil is separated from the suction air stream, and a suction fan connected to the collecting container for generating the suction air stream. To the other usual

Bestandteilen der Saugbagger gehören Führungselemente für denComponents of suction dredgers include guide elements for the

Saugrüssel und Filter zum Reinigen der Saugluft, bevor diese den Sammelbehälter wieder verlässt und an die Umgebung Suction nozzle and filter to clean the suction air before it leaves the sump and to the environment

abgegeben wird. Die DE 198 51 111 Cl beschreibt einen Saugbagger mit einer im Materialsammelbehälter in Fahrtrichtung vorn angeordneten Sammelkammer und in Fahrtrichtung hinten liegendem Filter. is delivered. The DE 198 51 111 Cl describes a suction dredger with a collecting container in the direction of travel arranged in the front collection chamber and in the direction of travel behind lying filter.

Auch in der DE 299 02 562 Ul ist ein Saugbagger beschrieben. Dieser arbeitet nach dem Dünnstrom-Förderprinzip und ist hauptsächlich zum Aufnehmen von Bodenaushub konfiguriert. Die DE 44 41 574 AI beschreibt eine Räumeinrichtung für denAlso in DE 299 02 562 Ul a suction dredger is described. This works on the thin-flow delivery principle and is mainly configured to pick up excavated soil. DE 44 41 574 AI describes a clearing device for the

Rüssel eines Saugbaggers, welche ein relativ zum Rüssel rotierend antreibbares Werkzeug umfasst. Das Werkzeug ist der Saugöffnung des Rüssels vorgelagert und am Rüssel gelagert. Insbesondere wird der Arbeitsbereich, der durch das Trunk of a suction dredge, which comprises a relative to the trunk rotatably drivable tool. The tool is upstream of the suction opening of the trunk and stored on the trunk. In particular, the workspace created by the

nachrüstbare Werkzeug über den Rüsselquerschnitt hinausgeht, erweitert . retrofittable tool goes beyond the trunk cross section, extended.

Für die Führung des Saugschlauches eines Saugbaggers haben sich zwei Varianten etabliert, der Teleskopschlauchträger und der Gelenkschlauchträger. Der Teleskopschlauchträger führt denFor the guidance of the suction hose of a suction dredger, two variants have been established, the telescopic hose carrier and the flexible tube carrier. The telescopic hose carrier leads the

Schlauch nur teilweise, sodass der Saugstutzen, an welchem das Material aufgenommen wird, durch einen Bediener manuell geführt werden muss. Seit einigen Jahren wird deshalb der Gelenkschlauchträger, auch als Kraftarm, Führungsarm oder Gelenkausleger bezeichnet, bevorzugt. Er bietet den Vorteil einer vollständigen hydraulischen Führung und guter Hose only partially, so that the suction nozzle, on which the material is absorbed, must be manually guided by an operator. For some years, therefore, the flexible tube carrier, also referred to as a power arm, guide arm or articulated arm, preferred. It offers the advantage of complete hydraulic guidance and good

Stabilität. Dies ermöglicht eine genauere Ansteuerung der Arbeitsbewegungen ohne manuellen Kraftaufwand und unter Stability. This allows a more accurate control of the working movements without manual effort and under

Nutzung einer bevorzugt vom Bediener tragbaren Fernsteuerung. Use of a remote control, preferably portable by the operator.

Aus der DE 90 16 448 Ul ist ein Saugbagger mit einem From DE 90 16 448 Ul is a suction dredger with a

fernbedienbaren Gelenkausleger bekannt. Durch einzelne Lenker lässt sich der Saugkopf mittels hydraulischer Druckzylinder per Fernsteuerung in eine gewünschte Saugstellung steuern. remote-controlled articulated boom known. By individual handlebars The suction head can be controlled by means of hydraulic pressure cylinders by remote control in a desired suction position.

Die DE 10 2011 119 924 AI zeigt einen Saugbagger zum Aufnehmen von Sauggut, wie Erdreich oder Schlämme, mit einer DE 10 2011 119 924 AI shows a suction dredger for receiving suction material, such as soil or sludge, with a

pneumatischen Saugturbine zur Erzeugung eines Saugluftstromes, die an einem Sammelbehälter angeschlossen ist, in welchen ein Saugschlauch mündet. Der Saugschlauch ist an einem Führungsarm in der Art eines Gelenkschlauchträgers angeordnet, welcher an einer vertikalen Drehachse befestigt ist, um den pneumatic suction turbine for generating a suction air stream, which is connected to a collecting container, in which a suction hose opens. The suction hose is arranged on a guide arm in the manner of a flexible hose carrier, which is attached to a vertical axis of rotation to the

Arbeitsbereich des Saugbaggers zu erweitern. An dem  Work area of the suction dredger to expand. To the

Materialsammelbehälter sind zwei Saugschlauchanschlüsse vorgesehen, die jeweils am äußeren Seitenbereich einer Material collection container, two suction hose connections are provided, each at the outer side of a

hinteren Stirnwand in den Sammelbehälter münden. Der über die Drehachse befestigte Schwenkarm gestattet zwar eine open the rear end wall into the collecting container. Although the mounted over the axis of rotation swivel arm allows a

Erweiterung des Arbeitsbereichs an den beiden Fahrzeugseiten, führt allerdings zu einer wesentlichen Verlängerung der  Extension of the work area on the two sides of the vehicle, however, leads to a substantial extension of the

Gesamtlänge des Saugbaggers und zu einer Verschlechterung der Lage des Schwerpunkts des Fahrzeugs. Overall length of the suction dredge and a deterioration of the position of the center of gravity of the vehicle.

Bisherigen Ansteuerungen der Gelenkschlauchträger ist der wesentliche Nachteil gemeinsam, dass der Bediener bis zu fünf Antriebe einzeln manuell ansteuern muss. Dies ist sehr Previous activations of the articulated tube carrier have the significant disadvantage that the operator has to individually control up to five drives individually. This is very

umständlich und erfordert erfahrenes Bedienpersonal sowie viel Übung, um den Saugschlauch schnell an das gewünschte Ziel zu steuern. Durch unpräzise Ansteuerung kommt es des Öfteren zum Anschlagen des Saugstutzens am Erdreich und damit zu cumbersome and requires experienced operators as well as a lot of practice to quickly control the suction hose to the desired destination. By imprecise control it comes often to hit the Saugstutzens on the ground and thus

übermäßiger mechanischer Beanspruchung des excessive mechanical stress of the

Gelenkschlauchträgers. Zudem besteht eine erhöhte Gefahr der Beschädigung von Leitungen.  Joint hose carrier. In addition, there is an increased risk of damage to cables.

In der EP 1 939 134 A2 ist eine intelligente Steuerung für einen Schwenkarm, der an einer rotierenden Plattform angebracht ist, beschrieben. Die Steuerung ermöglicht das Ansteuern mehrerer Aktuatoren in Abhängigkeit von EP 1 939 134 A2 discloses an intelligent control for a swivel arm mounted on a rotating platform is attached described. The control allows the activation of several actuators depending on

Steuerbefehlen, um das Schwenkarmende in einem definierten Koordinatensystem zu bewegen. Control commands to move the Schwenkarmende in a defined coordinate system.

Aufgabe der Erfindung ist es ausgehend von der The object of the invention is based on the

EP 1 939 134 A2 , ein verbessertes Verfahren zur Steuerung eines solchen Gelenkschlauchträgers, welcher den Saugschlauch eines Saugbaggers trägt, bereit zu stellen. Eine weitere Aufgabe der Erfindung wird darin gesehen, einen Saugbagger bereit zu stellen, der mithilfe eines derartigen EP 1 939 134 A2, an improved method for controlling such a flexible tube carrier, which carries the suction hose of a suction dredger, ready to provide. Another object of the invention is seen to provide a suction dredger by means of such

Steuerverfahrens die Bedienbarkeit des Gelenkschlauchträgers erleichtert und sicherer gestaltet. Diese und weitere Aufgaben werden durch ein Verfahren zurControl method facilitates the usability of the articulated hose carrier and designed safer. These and other tasks are covered by a procedure for

Steuerung der Bewegung eines Gelenkschlauchträgers gemäß dem beigefügten Anspruch 1 gelöst. Außerdem wird die genannte Aufgabe durch einen Saugbagger gemäß dem beigefügten Anspruch 10 gelöst. Control of the movement of a flexible tube carrier solved according to the appended claim 1. In addition, the above object is achieved by a suction dredge according to the appended claim 10.

Ein Gelenkschlauchträger für einen Saugschlauch eines A flexible tube carrier for a suction hose of a

Saugbaggers umfasst n Glieder, wobei n>2 ist und die Anzahl der die Glieder koppelnden Gelenke n-1 beträgt. Benachbarte Glieder sind jeweils über ein gemeinsames Gelenk in einer Ebene schwenkbar miteinander verbunden. Jedem dieser Gelenke ist ein Antrieb zugeordnet, bevorzugt ein Hydraulikzylinder, mit welchem die Winkellage der an das Gelenk angrenzenden Glieder (Trägerabschnitte) zueinander verändert werden kann, um den Gelenkschlauchträger zu strecken oder den Suction dredger includes n members, where n> 2 and the number of hinges coupling the members is n-1. Adjacent members are each pivotally connected to each other via a common hinge in a plane. Each of these joints is associated with a drive, preferably a hydraulic cylinder, with which the angular position of the adjacent to the joint members (support sections) can be changed to each other to stretch the articulated tube support or the

Krümmungsradius der Gliederkurve zu verkleinern, wodurch derTo reduce the radius of curvature of the link curve, whereby the

Saugstutzen am freien Ende des Saugschlauches eine bestimmte Position einnimmt. Vorzugsweise besitzt der Gelenkschlauchträger fünf Gelenke. Das erfindungsgemäße Verfahren arbeitet grundsätzlich Suction nozzle occupies a certain position at the free end of the suction hose. Preferably, the articulated tube carrier has five joints. The inventive method works in principle

unabhängig von der Anzahl der zu steuernden Glieder und regardless of the number of members to be controlled and

Gelenke, wobei die Vorteile ab drei Gliedern zum Tragen kommen. Denn zwei Gelenke bzw. deren Antriebe können von geübten Bedienern noch durch die gleichzeitige Bedienung von zwei Steuerhebeln (Joystick) manuell gut navigiert werden, jedoch ab dem dritten Gelenk sind komplexe Bewegungsabläufe erforderlich, die manuelle nicht mehr optimal und schnell gefahren werden können. Durch die erfindungsgemäße Steuerung ist es nicht mehr erforderlich, jeden Antrieb bzw. Joints, the benefits come from three limbs to fruition. Because two joints or their drives can be navigated manually by experienced operators by the simultaneous operation of two control levers (joystick) manually, but from the third joint complex movements are required, the manual can no longer be driven optimally and quickly. Due to the control according to the invention, it is no longer necessary, each drive or

Hydraulikzylinder einzeln anzusteuern. Stattdessen ist ein intuitiv steuerbarer Gelenkschlauchträger bereitgestellt. Das erfindungsgemäße Verfahren dient letztlich dem Bewegen des letzten Gliedes (auch Saugkrone oder Saugstutzen genannt) des Gelenkschlauchträgers zu einer vorgegebenen Position (X, Y) . Das Verfahren setzt dafür u.a. Sensoren ein, die die Neigung sowie bevorzugt auch die Winkelgeschwindigkeit des jeweiligen Gliedes als Sensormesswerte erfassen können, wobei eine Control hydraulic cylinder individually. Instead, an intuitively controllable articulated tube carrier is provided. The inventive method ultimately serves to move the last member (also called suction crown or suction nozzle) of the articulated hose carrier to a predetermined position (X, Y). The method uses u.a. Sensors, which can detect the inclination and preferably also the angular velocity of the respective member as sensor measured values, wherein a

Auswerteelektronik die Sensormesswerte in eine  Transmitter the sensor readings in a

Bewegungsabfolge für den jeweiligen Antrieb derart umsetzt, dass eine stetige, harmonische Bewegung vorzugsweise aller Glieder des Gelenkschlauchträgers erfolgt, indem alle Antrieb entsprechend sinnfällig angesteuert werden und zwar so lange, bis das letzte Glied (Saugkrone) die vorgegebene Position (X, Y) erreicht hat. Die Saugkrone selbst bewegt sich dabei stetig differenzierbar, was vorzugsweise auch für die anderen Glieder des Gelenkschlauchträgers gilt. Movement sequence for the respective drive so implemented that a continuous, harmonic movement preferably of all members of the articulated tube carrier takes place by all the drive are driven accordingly apparent and indeed until the last member (suction crown) has reached the predetermined position (X, Y) , The suction crown itself moves continuously differentiable, which preferably also applies to the other members of the articulated hose carrier.

Beim Ablauf des erfindungsgemäßen Verfahrens werden zunächst die folgenden Schritte ausgeführt: In einem ersten Schritt wird die Ausgangsstellung der n Glieder mithilfe von Sensoren ermittelt. Es ist darauf hinzuweisen, dass nicht alle Glieder des Schlauchträgers in die Steuerung einbezogen werden müssen, wenngleich dies bevorzugt ist. Erfindungsgemäß werden drei oder mehr Glieder durch die Steuerung automatisch angesteuert. Im nächsten Schritt werden mindestens ein Richtungsvektor und ein Geschwindigkeitsparameter eingelesen. Richtungsvektor und Geschwindigkeitsparameter werden bevorzugt aus einer In the course of the method according to the invention, the following steps are initially carried out: In a first step, the starting position of the n members is determined by means of sensors determined. It should be noted that not all members of the hose carrier need to be included in the control, although this is preferred. According to the invention, three or more members are automatically controlled by the controller. In the next step, at least one direction vector and one speed parameter are read in. Direction vector and speed parameters are preferred from a

Bedieneinheit abgeleitet, an welcher ein Benutzer einen Derived operating unit on which a user a

Joystick betätigt und diesen z.B. in X-Richtung zu 50% Joystick operated and this example. in the X direction to 50%

auslenkt. deflects.

Nachfolgend wird von einem den Bewegungsraum beschreibenden Zylinderkoordinatensystem ausgegangen, wobei die X-Achse horizontal verläuft, die Y-Achse vertikal verläuft und die Lage der X-Y-Ebene im Raum durch einen Drehwinkel τ um die Y-The following is a cylinder coordinate system describing the movement space, wherein the X-axis is horizontal, the Y-axis is vertical, and the position of the X-Y plane in space is defined by a rotation angle τ around the Y axis.

Achse beschrieben wird. Soweit nicht anders angegeben, wird nachfolgend davon ausgegangen, dass der Gelenkschlauchträger in der X-Y-Ebene liegt, die vertikal im Raum steht, wobei der Saugstutzen innerhalb dieser Ebene Zielpositionen anfahren kann. Axis is described. Unless stated otherwise, it is assumed below that the articulated tube carrier lies in the X-Y plane, which is vertical in space, wherein the suction nozzle can approach target positions within this plane.

Im nächsten Schritt wird aus dem Richtungsvektor und dem In the next step, the direction vector and the

Geschwindigkeitsparameter eine Zielposition bestimmt, welche der Saugstutzen am freien Ende des Saugschlauchs einnehmen soll. Dazu soll der Saugstutzen den durch den Richtungsvektor vorgegebenen linearen Weg abfahren mit der durch den Speed parameter determines a target position, which is to take the suction at the free end of the suction hose. For this purpose, the suction nozzle should descend the predetermined by the direction vector linear path with the through the

Geschwindigkeitsparameter vorbestimmten Geschwindigkeit. Im einfachsten Fall ist der Geschwindigkeitsparameter ein fest vorbestimmter Wert. Bevorzugt gibt der Bediener an der Speed parameter predetermined speed. In the simplest case, the speed parameter is a fixed predetermined value. Preferably, the operator gives at the

Bedieneinheit den Geschwindigkeitsparameter vor, insbesondere durch geringe Auslenkung des Joysticks (geringe Operating unit before the speed parameter, in particular by low deflection of the joystick (low

Geschwindigkeit) oder starke Auslenkung (hohe Speed) or strong deflection (high

Geschwindigkeit) . Die Zielposition kann mit dem Fachmann bekannten Methoden aus dem Richtungsvektor und der Geschwindigkeit bestimmt werden. Speed). The target position can be with the expert known methods from the direction vector and the speed can be determined.

Ausgehend von der ermittelten Ausgangsstellung und der Starting from the determined starting position and the

bestimmten Zielposition werden dann durch die Steuerung mithilfe von entsprechenden Regelgliedern die n determined target position are then by the control using appropriate control elements, the n

Winkeländerungen bestimmt, die an den n-1 Gelenken ausgeführt werden müssen, um die Zielposition zu erreichen. Die Determines angle changes that must be made to the n-1 joints to reach the target position. The

Winkeländerungen lassen sich auf unterschiedliche Weise ermitteln, beispielsweise durch Anwendung mathematischer Angle changes can be determined in different ways, for example by using mathematical

Methoden unter Zugrundelegung einer Inversen Kinematik, wie sie weiter unten noch näher beschrieben werden. Wesentlich ist dabei, dass folgende Bedingung eingehalten wird: der  Methods based on inverse kinematics, as described in more detail below. It is essential that the following condition is met:

Saugstutzen soll immer entlang einer geraden Bewegungsbahn in die Zielposition verfahren. Suction nozzle should always travel along a straight trajectory to the target position.

Alternativ ist es aber auch möglich, eine Wertetabelle in der Steuerung zu hinterlegen, in welcher für alle anfahrbaren Zielpositionen die Sollstellungen aller n-1 Gelenke abgelegt sind, wobei jeweils die der aktuellen Position nächstliegendeAlternatively, it is also possible to store a value table in the controller, in which the target positions of all n-1 joints are stored for all approachable target positions, wherein each of the current position closest

Zielposition entlang des Richtungsvektors angefahren wird. Target position is approached along the direction vector.

In einem weiteren Schritt werden die den n-1 Gelenken In a further step, the n-1 joints

zugeordneten Antriebe so angesteuert, um die zuvor bestimmte Winkeländerung an jedem der n Glieder vorzunehmen. Die associated drives so driven to make the previously determined angle change to each of the n members. The

Aktivierung der Antriebe erfolgt im Wesentlichen gleichzeitig, um auch während der Bewegung die zuvor genannte Bedingung der linearen Bewegung des Saugstutzens sicherzustellen. In einem abschließenden Schritt wird geprüft, ob die  Activation of the actuators takes place substantially simultaneously to ensure the aforementioned condition of the linear movement of the suction nozzle during the movement. In a final step, it is checked if the

Zielposition bereits erreicht ist, d.h. der Richtungsvektor ist Null bzw. die Zielposition ist gleich der aktuellen  Target position has already been reached, i. the direction vector is zero or the target position is the same as the current one

Ausgangsstellung. Dieser Zustand tritt ein, wenn der Benutzer keinen Richtungsvektor mehr vorgibt bzw. der Starting position. This condition occurs when the user no longer specifies a direction vector or the

Geschwindigkeitsparameter auf Null gesetzt wird und die zuvor bestimmte Zielposition angefahren wurde. Gibt der Benutzer stattdessen z.B. durch fortdauerndes Auslenken des Joysticks an der Bedieneinheit weiter einen Richtungsvektor vor, so werden die genannten Verfahrensschritte zyklisch wiederholt und die Bewegung des Gelenkschlauchträgers dauert an. Es wird dann die nächste Zielposition bestimmt. In welchen Schritten die Zielpositionen neu bestimmt werden, lässt sich als  Speed parameter is set to zero and the previously determined target position has been approached. If the user instead specifies, e.g. by continuing deflection of the joystick on the operating unit further forward a direction vector, the said method steps are cyclically repeated and the movement of the articulated hose carrier continues. The next target position is then determined. The steps in which the target positions are redetermined can be defined as

Parameter vorgeben, beispielsweise in Millimeterschritten was für die Anwendung an einem Saugbagger völlig ausreichend ist. Specify parameters, for example, in millimeter steps which is completely sufficient for use on a suction dredger.

Durch das automatische Abfahren einer linearen Bewegungsbahn wird die Bedienung des Gelenkschlauchträgers extrem By automatically traversing a linear trajectory, the operation of the articulated tube carrier becomes extreme

vereinfacht. Im einfachsten Fall gibt der Benutzer durch simplified. In the simplest case, the user gives through

Auslenken eines Joysticks an einer Fernbedieneinheit den  Deflecting a joystick on a remote control unit

Richtungsvektor z.B. in X-Richtung an. Die Auslenkweite korrespondiert dabei mit der gewünschten Geschwindigkeit. Die erfindungsgemäße Steuerung übernimmt nun die Ansteuerung sämtlicher der n Gelenke des Gelenkschlauchträgers und bewirkt eine lineare, stetige Bewegung des Saugstutzens in X-Richtung. Dies ermöglicht es beispielsweise, mit nur einer Direction vector e.g. in the X direction. The deflection corresponds to the desired speed. The control according to the invention now takes over the control of all of the n joints of the flexible tube carrier and causes a linear, continuous movement of the suction nozzle in the X direction. This allows, for example, with only one

Joystickauslenkung den Saugstutzen ohne Höhenveränderung linear über eine Fläche zu führen, um entlang dieses Weges Material aufzusaugen. Joystick excursion to guide the suction nozzle linearly without height change over a surface to absorb material along this path.

In einer bevorzugten Ausführungsform liegt der vorgebbare Richtungsvektor in einer vertikal aufgespannten X-Y-Ebene. Der Richtungsvektor ist dazu aus zwei eindimensionalen In a preferred embodiment, the predeterminable direction vector lies in a vertically spanned X-Y plane. The direction vector is made of two one-dimensional ones

Teilvektoren in X- bzw. Y-Richtung zusammengesetzt. Die Partial vectors in the X and Y direction composed. The

Zielposition liegt dadurch innerhalb der vertikal  Target position is thereby within the vertical

aufgespannten X-Y-Ebene. Bevorzugt besitzt die Bedieneinheit des Saugbaggers dafür einen zweiten Bedienhebel (Joystick) , der in der zweiten Richtung auslenkbar ist. Ebenso kann ein Joystick genutzt werden, der in zwei Richtungen (X, Y) ausgelenkt werden kann ( Zweiachsj oystick) . Die spanned XY plane. Preferably, the operating unit of the suction dredger for a second operating lever (joystick), which is deflectable in the second direction. Likewise, a joystick can be used, which can be deflected in two directions (X, Y) (two-axis oystick). The

erfindungsgemäße Steuerung gestattet es unter Anwendung derselben Schritte für die zweite Bewegungsrichtung, dass derControl according to the invention makes it possible, using the same steps for the second direction of movement, that the

Saugstutzen entlang einer geraden Bewegungsbahn in der X-Y- Ebene verfahren wird. Wird vom Bediener der Richtungsvektor ausschließlich in Y-Richtung vorgegeben, so verfährt der Suction pipe is moved along a straight trajectory in the X-Y plane. If the operator specifies the direction vector exclusively in the Y direction, the machine moves

Saugstutzen vertikal nach unten oder oben (Y-Richtung) , ohne dass die manuelle Nachsteuerung einzelner Gelenkantriebe notwendig ist. Der Saugstutzen kann daher leicht in schmale Löcher eingefahren werden, ohne die Gefahr des Anstoßens an den Seitenwänden. Auch kann die Bewegung in X-Ebene mit einer Bewegung in Y-Suction nozzle vertically downwards or upwards (Y-direction), without manual adjustment of individual joint drives being necessary. The suction nozzle can therefore be easily retracted into narrow holes, without the risk of abutting the side walls. Also, the motion in X-plane can be detected with a movement in Y-axis.

Bewegung überlagert werden. So kann die Saugkrone auch entlang einer beispielsweise ansteigenden oder abfallenden Gerade in der X-Y-Ebene verfahren werden. Dazu kann ein zweiachsiger, proportionaler Joystick verwendet werden. Movement are superimposed. Thus, the suction crown can also be moved along an example, rising or falling line in the X-Y plane. A biaxial, proportional joystick can be used for this purpose.

Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens wird für das Bestimmen der n Winkeländerungen eine weitere Bedingung vorgegeben, die einzuhalten ist. Während der In a particularly preferred embodiment of the method, a further condition is specified for determining the n angle changes, which must be observed. During the

Bewegung sollen demnach alle Gelenke so eingestellt werden, dass eine statisch optimale Form des Schlauchträgers Movement should therefore all joints are adjusted so that a statically optimal shape of the hose carrier

resultiert. Statisch ungünstig sind weitgehend gestreckte Gelenke, während der Gelenkschlauchträger bei gleichmäßig verteilten kleineren Winkeln zwischen den Gliedern die results. Statically unfavorable are largely elongated joints, while the flexible tube support with evenly distributed smaller angles between the limbs

wirkenden Kräfte besser aufnehmen kann. Als statisch optimal lässt sich daher eine Form des Schlauchträgers ansehen, die einer Bogenform mit gleichbleibendem Radius möglichst nahe kommt . Weiterhin ist eine Ausführungsform besonders vorteilhaft, bei welcher beim Bestimmen der Winkeländerungen folgende weitere Bedingung eingehalten wird: die Summe aller Winkeländerungen an den n-1 Gelenken wird minimal. Damit ist gewährleistet, dass der Übergang zur jeweils folgenden Zielposition mit nur kleinen Stellwegen der einzelnen Antriebe an den n-1 Gelenken erreicht wird. Insbesondere bei der Verwendung von can better absorb acting forces. Therefore, a form of the hose carrier, which comes as close as possible to a curved shape with a constant radius, can be regarded as being statically optimal. Furthermore, an embodiment is particularly advantageous in which the following additional condition is observed when determining the angle changes: the sum of all angular changes at the n-1 joints becomes minimal. This ensures that the transition to the following target position is achieved with only small adjustment paths of the individual drives on the n-1 joints. Especially when using

hydraulischen Antrieben hat dies auch den Vorteil, dass der benötigte Gesamtvolumenstrom für die entsprechende hydraulic drives, this also has the advantage that the required total volume flow for the corresponding

Gesamtbewegung möglichst klein ist. Total movement is as small as possible.

Bevorzugt kann die Steuerung auch zum automatischen Abfahren vorgegebener Bewegungszyklen genutzt werden. Dazu sind Preferably, the controller can also be used for automatic departure of predetermined movement cycles. These are

aufeinanderfolgende Zielpositionen bzw. die korrespondierenden Richtungsvektoren sowie die Geschwindigkeitsparameter successive target positions or the corresponding direction vectors and the speed parameters

gespeichert. Beispielsweise das Entfalten aus der saved. For example, the unfolding of the

Transportstellung des Gelenkschlauchträgers in eine Transport position of the articulated hose carrier in a

Arbeitsausgangsstellung kann damit automatisiert ablaufen, ohne dass der Bediener den Bewegungsablauf jedes Mal neu eingeben muss. Ebenso kann eine vom Bediener gesteuerte Work starting position can thus be automated, without the operator having to re-enter the sequence of movements each time. Similarly, an operator-controlled

Bewegungsbahn aufgezeichnet und dann mehrfach abgerufen werden. Vorteilhaft ist es auch, wenn in der Steuerung  Trajectory recorded and then retrieved several times. It is also advantageous if in the controller

bestimmte Grenzwerte festgelegt werden können, die certain limit values can be established

Sperrbereiche definieren, in denen der Schlauchträger nicht bewegt werden soll, beispielsweise um ein zu hohes Ausfahren zu unterbinden, wenn die Umgebungsbedingungen nur eine Define Sperrbereiche in which the hose carrier is not to be moved, for example, to prevent too high extension, if the environmental conditions only one

begrenzte Arbeitshöhe gestatten. allow limited working height.

Bei einer weitergebildeten Ausführungsform des Verfahrens werden für die Ansteuerung der Antriebe der n Gelenke neben den Winkeländerungen zusätzlich n Winkelgeschwindigkeiten bestimmt, mit denen die Winkeländerungen an den Gelenken dann ausgeführt werden. Eine nochmals abgewandelte Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass ein Drehwinkel eingelesen wird, welcher die gewünschte Winkelposition der vertikal aufgespannten X-Y-Ebene um eine Drehachse des Gelenkschlauchträgers definiert, und dass der Gelenkschlauchträger von einem Drehantrieb in diese Winkelposition gefahren wird. In a further developed embodiment of the method, in addition to the angle changes, n angular velocities are additionally determined for controlling the drives of the n joints, with which angle changes at the joints are then carried out. A further modified embodiment is characterized in that a rotational angle is read in which defines the desired angular position of the vertically spanned XY plane about an axis of rotation of the articulated tube carrier, and that the articulated tube carrier is driven by a rotary drive in this angular position.

Der Gelenkschlauchträger umfasst in einer bevorzugten The articulated tube carrier comprises in a preferred

Ausführungsform mehrere Tragwerkselemente, vorzugsweise fünf oder sechs Glieder (auch als Trägerabschnitte bezeichnet) , Hydraulikzylinder zum Antrieb der einzelnen Trägerabschnitte, sowie eine Aufnahme am Rahmen des Saugbaggeraufbaus . Des Embodiment a plurality of structural elements, preferably five or six members (also referred to as support sections), hydraulic cylinders for driving the individual support sections, and a receptacle on the frame of the suction dredger. Of

Weiteren ist vorteilhaft ein Schwenkantrieb vorgesehen, zum Erzeugen des Arbeitsradius. Furthermore, a pivot drive is advantageously provided for generating the working radius.

Ein erfindungsgemäßer Saugbagger zeichnet sich dadurch aus, dass er eine Steuereinheit zur Steuerung der Bewegung des Gelenkschlauchträgers umfasst, die konfiguriert ist, um das erfindungsgemäße Verfahren auszuführen. Vorzugsweise ist ein Materialsammelbehälter so am Saugbagger befestigt, dass er ausgekippt werden kann. Insbesondere ist ein Auskippen des Materialsammelbehälters auf beiden Fahrzeugseiten ermöglicht. Gleichzeitig ist es zweckmäßig, wenn eine erhöhte Position der Kippachse vorgesehen ist, um ein Entleeren des Materialsammel^¬ behälters auf unterschiedlich hohe Flächen, beispielsweise ein nebenstehendes Fahrzeug zu gestatten. Bevorzugt ist der An inventive suction dredger is characterized in that it comprises a control unit for controlling the movement of the articulated hose carrier, which is configured to carry out the method according to the invention. Preferably, a material collection container is attached to the suction dredger so that it can be dumped. In particular, a dumping of the material collection container is made possible on both sides of the vehicle. At the same time, it is expedient if an elevated position of the tilting axis is provided in order to allow emptying of the material collection container ^¬ to different heights, such as an adjacent vehicle. Preferably, the

Anschluss für den Saugschlauch derart am Connection for the suction hose on such

Materialsammelbehälter vorgesehen, dass ein im Wesentlichen symmetrischer Eintrag des eingesaugten Materials erfolgt, und die Luftabfuhr aus dem Sammelbehälter ebenfalls symmetrisch erfolgt . Mit anderen Worten ist ein Saugbagger, der das beschriebene Verfahren zur Steuerung der Bewegung des Gelenkschlauchträgers bzw. dessen Saugkrone ausführt dadurch charakterisiert, dass jedem Glied des Gelenkschlauchträgers einen Sensor zuordnet, der direkt oder indirekt zur Bestimmung des Winkels geeignet ist, der sich einstellt, wenn zwei einander benachbarte Material collecting container provided that a substantially symmetrical entry of the sucked material takes place, and the air discharge from the collecting container also takes place symmetrically. In other words, a suction dredge performing the described method of controlling the movement of the articulated tube carrier or its suction crown is characterized by assigning to each limb of the articulated tube carrier a sensor that is directly or indirectly suitable for determining the angle that will occur when two adjacent ones

Glieder sich um das zwischen ihnen liegende Gelenk unter der Einwirkung eines zugeordneten Antriebs bewegen. Die Limbs move around the joint between them under the action of an associated drive. The

Ansteuerung der Antriebe mittels einer Steuer- oder Control of the drives by means of a control or

Auswerteelektronik erfolgt dabei derart, dass sich Einstell-Evaluation electronics takes place in such a way that adjusting

Winkel ergeben, die im Rahmen einer sogenannten inversen Angles result in the context of a so-called inverse

Kinematik es erlauben, dass das letzte Glied oder die Kinematics allow that the last link or the

Saugkrone frei mindestens in einer X-Y-Ebne bewegt werden kann. Eine Vorgabe über die Steuerung für eine Änderung der Position der Saugkrone erfolgt bevorzugt in einem Suction crown can be moved freely at least in an X-Y plane. A default on the control for a change in the position of the suction crown is preferably carried out in one

entsprechenden Koordinatensystem an einer Bedieneinheit. corresponding coordinate system on a control unit.

Dergestalt lässt sich mit nur einem Joystick und einer Such can be with just a joystick and a

Steuereingabe an diesem durch die Bedienperson zielgerichtet und auf direktem Weg die Saugkrone bzw. das letzte Glied des Gelenkschlauchträgers an die gewünschte, vorgegebene Position bringen . Control input to this targeted by the operator and bring the suction crown or the last term of the articulated hose carrier to the desired, predetermined position on a direct route.

Weitere Einzelheiten, Vorteile und Weiterbildungen der Further details, advantages and developments of

vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform unter The present invention will become apparent from the following description of a preferred embodiment of

Bezugnahme auf die Zeichnung. Es zeigen:  Reference to the drawing. Show it:

Fig. 1 eine vereinfachte seitliche Schnittansicht eines Fig. 1 is a simplified sectional side view of a

Saugbaggers ; Fig. 2 den Saugbagger in einer Ansicht von hinten mit einem für den Transport eingefahrenen und am Heck des Saugbaggers angeordneten Gelenkschlauchträger; Fig. 3 den Saugbagger in einer perspektivischen Ansicht mit vollständig gestrecktem Gelenkschlauchträger; Suction dredgers; 2 shows the suction dredger in a view from behind with a retracted for transport and arranged at the rear of the suction dredger tube carrier. 3 shows the suction dredger in a perspective view with a fully extended articulated tube carrier;

Fig. 4 den am Saugbagger ausgefahrenen Gelenkschlauchträger in einer Ansicht von hinten; Fig. 5 eine Prinzipdarstellung des Gelenkschlauchträgers; FIG. 4 shows the articulated tube carrier extended on the suction excavator in a view from the rear; FIG. 5 is a schematic diagram of the articulated hose carrier;

Fig. 6 ein Blockschaltbild einer Regelung zur Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens . Fig. 6 is a block diagram of a control for carrying out the method according to the invention.

Fig. 1 zeigt in einer vereinfachten, teilweise geschnittenen Seitenansicht einen Saugbagger Ol, der zunächst in herkömm^¬ licher Weise ein Fahrzeuggestell 02 sowie mehrere Fig. 1 shows a simplified, partially sectioned side view of a suction dredge Ol, the first in conven ^¬ Licher way, a vehicle frame 02 and a plurality

Fahrzeugräder 03 umfasst. Weiterhin umfasst der Saugbagger einen Materialsammelbehälter 05, der auf dem Fahrzeuggestell 02 bzw. einem Hilfsrahmen montiert ist. An der Heckseite des Materialsammelbehälters 05 ist ein Sauganschluss 06 Vehicle wheels 03 includes. Furthermore, the suction dredger comprises a material collection container 05, which is mounted on the vehicle frame 02 or a subframe. At the rear side of the material collection container 05 is a suction port 06th

vorgesehen, an welchem ein Saugschlauch 20 angeschlossen ist. Am freien Ende des Saugschlauchs 20 kann ein Saugstutzen provided, on which a suction hose 20 is connected. At the free end of the suction hose 20, a suction nozzle

(nicht dargestellt) angebracht werden, über welchen Material eingesaugt wird, mithilfe eines Saugstroms 21, der durch (Not shown) are mounted, via which material is sucked in, by means of a suction flow 21 through

Strömungspfeile symbolisiert ist. Flow arrows is symbolized.

Bei der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform verläuft der Saugstrom 21 zunächst im oberen Bereich des Materialsammel^¬ behälters 05 in einem oberen Luftkanal 27 bis zu einem Prall- blech 22 und wird dort in eine Sammelkammer 23 gelenkt. In the illustrated in Fig. 1, the suction flow 21 runs first in the upper region of the collecting material ^¬ container 05 in an upper air conduit 27 to a baffle plate 22 and is directed there into a collection chamber 23.

Aufgrund der Volumenvergrößerung verringert sich in der  Due to the increase in volume decreases in the

Sammelkammer 23 die Strömungsgeschwindigkeit, sodass sich Material 24 in der Sammelkammer absetzt. Der Saugstrom Collection chamber 23, the flow rate, so that material 24 settles in the collection chamber. The suction flow

verläuft dann in eine Filtereinheit 25, in welcher kleinere Partikel, die sich noch im Saugstrom befinden, herausgefiltert werden. Bei der dargestellten Ausführungsform befindet sich die Sammelkammer 23 in Fahrtrichtung vor der Filtereinheit 25. Der Saugbagger Ol trägt außerdem ein Sauggebläse 26, welches den Luftstrom zur Ausbildung des Saugstroms 21 erzeugt und in Fahrtrichtung vor dem Materialsammelbehälter 05 positioniert ist . then passes into a filter unit 25, in which smaller particles that are still in the suction flow, are filtered out. In the illustrated embodiment is located the collecting chamber 23 in the direction of travel in front of the filter unit 25. The suction dredger oil also carries a suction fan 26, which generates the air flow to form the suction flow 21 and positioned in the direction of travel in front of the material collection container 05.

Fig. 2 zeigt eine Rückseitenansicht des Saugbaggers 01, der an seinem Heck einen Gelenkschlauchträger 40 im eingefahrenen Zustand trägt. In dieser Ansicht ist der Saugschlauch nicht dargestellt, welcher aber üblicherweise am Fig. 2 shows a rear view of the suction dredge 01, which carries at its rear a flexible tube carrier 40 in the retracted state. In this view, the suction hose is not shown, but which is usually on

Gelenkschlauchträger 40 befestigt ist und von diesem bewegt wird, um in die gewünschte Arbeitsstellung gebracht zu werden. Insbesondere für den Transport muss der Gelenkschlauchträger 40 in diese Transportstellung am Saugbagger gebracht werden. In der dargestellten Ausführungsform stehen dabei mehrere Articular tube carrier 40 is fixed and is moved by this, to be brought into the desired working position. In particular, for transport of the flexible tube carrier 40 must be brought into this transport position on the suction dredger. In the illustrated embodiment, there are several

Glieder 45 des Schlauchträgers in 90° Winkeln zueinander. Der Winkel zwischen den beiden letzten Gliedern ist größer 90° damit das letzte Glied an einem Haltehaken 44 eingehängt werden kann. Links 45 of the hose carrier in 90 ° angles to each other. The angle between the last two links is greater than 90 ° so that the last link can be hung on a retaining hook 44.

Der Gelenkschlauchträger ist drehbar an einer Konsole 41 befestigt, welche mit dem Fahrzeuggestell 02 verbunden ist. Ein Schwenkantrieb 42 ermöglicht ein Schwenken des gesamten Gelenkschlauchträgers 40 um ca. 180° um eine Y-Achse, wenn der Gelenkschlauchträger ausgefahren wurde. Der Schwenkantrieb 42 umfasst bevorzugt eine Kugeldrehverbindung mit integriertem Schneckengetriebe . The flexible tube carrier is rotatably attached to a bracket 41 which is connected to the vehicle frame 02. A pivot drive 42 allows pivoting of the entire articulated tube carrier 40 by about 180 ° about a Y-axis when the articulated tube carrier has been extended. The pivot drive 42 preferably comprises a ball slewing connection with integrated worm gear.

Fig. 3 zeigt eine perspektivische Ansicht des Saugbaggers 01 mit vollständig gestrecktem Gelenkschlauchträger 40. Zum FIG. 3 shows a perspective view of the suction dredge 01 with the tubular tube carrier 40 fully extended

Arbeiten muss der Gelenkschlauchträger 40 zuerst aus der  The flexible tube carrier 40 must first work out of the

Transportstellung (Fig. 2) in eine arbeitsfähige Position gebracht werden. Da diese Bewegung vom Bediener ein hohes Maß an Fingerfertigkeit verlangen würde und eine Fehlbedienung relativ große Schäden hervorrufen kann, erfolgt diese Transport position (Fig. 2) are brought into a workable position. Because this movement of the operator a high degree would require dexterity and a misuse can cause relatively large damage, this is done

Ausfahrbewegung bevorzugt automatisiert. Die benötigten Exit movement preferably automated. The necessities

Winkeländerungen der einzelnen Glieder und deren zeitliche Abfolge in die definierte Startposition sind fest vorgegeben. Angle changes of the individual members and their chronological sequence in the defined starting position are fixed.

Am freien Ende des Saugschlauchs 20 befindet sich eine At the free end of the suction hose 20 is a

Saugkrone 43, an welche bei Bedarf zur Verlängerung in Suction crown 43, to which, if necessary, to extend into

negativer Y-Richtung ein Saugstutzen angebracht sein kann (nicht dargestellt) . Für die nachfolgend noch im Detail beschriebene Steuerung der Bewegung des Gelenkschlauchträgers bildet vorzugsweise der Mittelpunkt im Querschnitt der negative Y-direction suction can be attached (not shown). For the control of the movement of the articulated hose carrier, which will be described in detail below, preferably the center point in the cross section of FIG

Saugkrone 43 den Bezugspunkt für die Position des freien Endes des Saugschlauchs bzw. des daran geradlinig anschließenden Saugstutzens. In Fig. 3 sind außerdem Bewegungspfeile Suction crown 43, the reference point for the position of the free end of the suction hose or the suction nozzle connected thereto in a straight line. In Fig. 3 are also movement arrows

eingezeichnet, welche die möglichen Bewegungen an diesem plotted the possible movements on this

Bezugspunkt verdeutlichen. Es sind geradlinige Bewegungen in X- und Y-Richtung möglich, sowie ein Schwenken um einen Clarify reference point. There are linear movements in the X and Y direction possible, as well as a pan around one

Drehwinkel τ, welches durch Aktivierung des Schwenkantriebs 42 hervorgerufen wird. Damit ist ein Zylinderkoordinatensystem beschrieben . Angle of rotation τ, which is caused by activation of the pivot drive 42. This describes a cylindrical coordinate system.

Fig. 4 zeigt in einer vereinfachten Ansicht von hinten den Saugbagger Ol mit vollständig gestrecktem Gelenkschlauchträger 40. Im dargestellten Beispiel umfasst der Gelenkschlauchträger sechs Trägerabschnitte oder Glieder 45a-45f. Zwischen den Gliedern 45 befindet sich jeweils ein Gelenk 46a- 46e. Die Winkelstellung der benachbarten Glieder zueinander kann durch jeweils zugeordnete Antriebe, im dargestellten Beispiel FIG. 4 shows, in a simplified view from the rear, the suction dredger oil with fully extended flexible tube carrier 40. In the illustrated example, the flexible tube carrier comprises six carrier sections or members 45a-45f. Between the links 45 is in each case a joint 46a-46e. The angular position of the adjacent members to each other by each associated drives, in the example shown

Hydraulikzylinder 47a-47e verändert werden. In Fig. 4 haben beispielsweise die an die Gelenke 46c und 46d angrenzenden Glieder zueinander eine Winkelstellung von 180° eingenommen, bei vollständig ausgefahrenen Hydraulikzylindern 47c, 47d. In Fig. 2 haben dieselben Glieder zueinander eine Winkelstellung von 90 ° . Hydraulic cylinders 47a-47e are changed. For example, in Fig. 4, the members adjacent to the joints 46c and 46d have taken an angular position of 180 ° with each other, with fully extended hydraulic cylinders 47c, 47d. In Fig. 2 have the same members to each other an angular position of 90 °.

An jedem Glied 45 ist ein System zur Positionsbestimmung angeordnet. In einer bevorzugten Variante werden hierfürAt each member 45, a system for positioning is arranged. In a preferred variant, this will be

Neigungssensoren 48 verwendet. Auch ein Einsatz von Tilt sensors 48 are used. Also a use of

Winkelsensoren in den Gelenkpunkten ist möglich. Angle sensors in the hinge points is possible.

Der Gelenkschlauchträger 40 wird erfindungsgemäß mithilfe einer Steuerung angesteuert, die das erfindungsgemäße The flexible tube carrier 40 is controlled according to the invention by means of a controller which is the inventive

Verfahren ausführt. Performs method.

Jeder Sensor 48, der auch an einer anderen Stelle am Each sensor 48, which is also at a different location on

jeweiligen Glied platziert sein kann, ermöglicht die each member can be placed, allows the

Feststellung der Neigung sowie bevorzugt auch der Determination of the inclination and preferably also the

Winkelgeschwindigkeit (Drehrate) des jeweiligen Gliedes 45.Angular velocity (rotation rate) of the respective member 45.

Als besonders geeignet für die dahingehende Messwerterfassung erweisen sich sogenannte Neigungsgeber. Diese Neigungsgeber dienen der präzisen, schnellen und langzeitstabilen Erfassung der aktuellen Neigungen respektive Neigungswinkel der Glieder in zwei Achsen X, Y. Die Neigungsgeber als Sensoren 48 basieren dabei auf einem Multisensorsystem, das die Messwerte von sechs Freiheitsgraden erfasst. Anschließend werden die erfassten Messdaten digitalisiert und über ein sogenanntes CANopen-Protokoll einem CAN-Feldbussystem zur Weiterverar- beitung durch eine Auswerteelektronik zur Verfügung gestellt.So-called tilt sensors prove to be particularly suitable for the pertinent data acquisition. These inclination sensors are used for precise, fast and long-term stable detection of the actual inclinations or inclination angles of the links in two axes X, Y. The inclination sensors as sensors 48 are based on a multi-sensor system that records the measured values of six degrees of freedom. Subsequently, the acquired measurement data are digitized and made available to a CAN fieldbus system via a so-called CANopen protocol for further processing by evaluation electronics.

Die Neigungs-Messwerterfassung des jeweiligen Sensors 48 erfolgt dabei über eine Beschleunigungswerterfassung in drei Achsen bezogen auf das Erdschwerefeld, und die The inclination measured value detection of the respective sensor 48 takes place via an acceleration value detection in three axes with respect to the earth's gravity field, and the

Winkelgeschwindigkeiten für die einzelnen Glieder werden über ein sogenanntes Gyroskop in drei Achsen erfasst.  Angular velocities for the individual limbs are recorded via a so-called gyroscope in three axes.

Das letzte Glied 45f, an welchem der Saugstutzen angebracht ist, ist immer parallel zur Y-Achse ausgerichtet, um ein optimales Arbeitsergebnis zu erreichen. Mit einer Fernsteuerung können die Bewegungsrichtungen Aus- bzw. The last member 45f, to which the suction nozzle is attached, is always aligned parallel to the Y-axis, to a to achieve optimal work results. With a remote control, the movement directions off or

Einfahren in X-Richtung und Auf- bzw. Abfahren in Y-Richtung linear angesteuert werden. Es werden dafür maximal zwei Retraction in the X direction and up or down in the Y direction are linearly controlled. There will be a maximum of two

Joysticks auf der Fernsteuerung benötigt. Das Schwenken kann separat gesteuert werden. Joysticks needed on the remote control. Panning can be controlled separately.

Das Verfahren, welches bevorzugt durch Ausführen eines The method which is preferred by performing a

Datenverarbeitungsprogramms ablaufen kann, bestimmt aus den von den Sensoren 48 gelieferten Positionssignalen der Data processing program can run, determined from the position signals supplied by the sensors 48 of the

einzelnen Glieder 45 zyklisch die Ausgangsstellung der n = 6 Glieder. Damit ist auch die Lage des Bezugspunktes 43 individual members 45 cyclically the initial position of the n = 6 members. This is also the location of the reference point 43

(Saugkrone) am freien Ende des letzten Glieds 45f als aktuelle Position bekannt. Anschließend werden ein Richtungsvektor und ein Geschwindigkeitsparameter eingelesen, bevorzugt aus den Bewegungsbefehlen, die der Bediener an einer Bedieneinheit über einen oder zwei Joysticks eingibt. Aus dem (Suction crown) at the free end of the last link 45f known as the current position. Subsequently, a direction vector and a speed parameter are read in, preferably from the movement commands that the operator inputs on an operating unit via one or two joysticks. From the

Richtungsvektor und dem Geschwindigkeitsparameter können nun die notwendigen Ansteuerungsbefehle der einzelnen Direction vector and the speed parameter can now be the necessary control commands of each

Hydraulikzylinder bestimmt werden, um an den n Gelenken die erforderlichen Winkeländerungen einzustellen. Hydraulic cylinders are determined to adjust the required angle changes at the n joints.

Die Bestimmung der Winkeländerungen wird nachfolgend The determination of the angle changes becomes below

beispielhaft beschrieben. Dazu wird Bezug genommen auf Fig. 5 und Fig. 6. In Fig. 5 ist der Gelenkschlauchträger sehr vereinfacht im verwendeten Zylinderkoordinatensystem described by way of example. For this purpose, reference is made to FIG. 5 and FIG. 6. In FIG. 5, the articulated tube carrier is very simplified in the cylindrical coordinate system used

dargestellt, während Fig. 6 wesentliche Verknüpfungen und Systemelemente einer verwendbaren Regelung zeigt. 6 shows essential links and system elements of a usable control.

Zunächst wird die Inverse Kinematik des Gelenkschlauchträgers betrachtet. Für die betrachtete Ausführungsform sind die allgemeinen Systemanforderungen wie folgt definiert: First, the inverse kinematics of the flexible tube carrier is considered. For the embodiment under consideration, the general system requirements are defined as follows:

der Gelenkschlauchträger besitzt n>2 Glieder; zwischen benachbarten Gliedern sind zugeordnete Hydraulikzylinder als Antriebe vorhanden, um die the articulated tube carrier has n> 2 links; between adjacent links associated hydraulic cylinders are present as drives to the

Winkellagen der Glieder zueinander zu verändern;  Angular positions of the members to each other to change;

jedes Glied besitzt einen Positionssensor, bevorzugt einen Neigungssensor ;  each link has a position sensor, preferably a tilt sensor;

jeder Neigungssensor gibt den absoluten Winkel bezogen auf den Horizont aus und leitet diesen beispielsweise über einen CAN-Bus an eine zentrale Steuereinheit weiter;  each tilt sensor outputs the absolute angle with respect to the horizon and forwards it, for example, via a CAN bus to a central control unit;

jeder Neigungssensor gibt zusätzlich die  Each inclination sensor also gives the

Winkelgeschwindigkeit über den CAN-Bus aus, mit welche die Angular velocity over the CAN bus, with which the

Winkeländerung ausgeführt wird; Angle change is performed;

die zentrale Steuereinheit übernimmt die  the central control unit takes over the

Sollwertgenerierung über eine inverse Kinematik sowie die Regelung der einzelnen Hydraulikzylinder.  Setpoint generation via inverse kinematics and control of the individual hydraulic cylinders.

Wie sich unter Heranziehung der in Fig. 5 dargestellten As can be seen by referring to FIG

Koordinaten am Gelenkschlauchträger mit n>2 Gliedern erkennen lässt, kann man die Position P des Bezugspunktes an der Coordinates on the articulated tube support with n> 2 members can be detected, you can the position P of the reference point at the

Saugkrone 43 wie folgt berechnen: Calculate suction crown 43 as follows:

In der mathematischen Beschreibung entspricht Ii dem ersten Glied 45a, 1₂ dem zweiten Glied 45b usw. Das erste Glied Ii ist an seinem unteren Ende über den Schwenkantrieb 42 innerhalb des Koordinatensystems X, Y schwenkbar. In the mathematical description, Ii corresponds to the first member 45a, 1 _{2 to} the second member 45b and so on. The first member Ii is pivotable at its lower end via the pivot drive 42 within the coordinate system X, Y.

Ziel der Ansteuerung gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren ist es, durch Vorgabe von X und Y die Winkel zu erhalten, dass der Gelenkschlauchträger eine stetige Bewegung ausführt. Eine analytische Lösung von (1) ist hier nicht möglich, da nur zwei Gleichungen zur Verfügung stehen um n Unbekannte zu bestimmen. Um diesem Problem zu begegnen, wird jedes Gelenk 46 angesehen als Feder mit der Steifigkeit und gehalten in The aim of the control according to the inventive method is, by specifying X and Y, the angle To obtain that the flexible tube carrier performs a steady movement. An analytic solution of (1) is not possible here, since only two equations are available to determine n unknowns. To address this problem, each hinge 46 is considered a spring with rigidity and held in place

den Positionen Die Bewegung von P wird realisiert durch die Kräfte und die in P angreifen. Unterthe positions The movement of P is realized by the forces and those in P attack. Under

Vernachlässigung von Reibung und Gewicht der Elemente ergeben  Neglect of friction and weight of the elements result

Zusammen mit den Gleichungen aus (1) erhält man so ein  Together with the equations of (1) one obtains such a

Gleichungssystem mit n + 2 Gleichungen und den Unbekannten Zur Reduktion des Systems auf Ordnung löst Equation system with n + 2 equations and the unknown To reduce the system to order triggers

man die beiden letzten Gleichungen aus (3) nach Dazu bringt man sie in die Form: the last two equations from (3) To do this, you put them in the form:

mit With

Die Divisionen sind jederzeit durchzuführen, denn The divisions are to carry out at any time, because

Resubstituieren und Anwenden der Additionstheoreme ergibt für den Nenner:  Resubstituting and applying the addition theorems gives the denominator:

Da durch die Winkelbegrenzung des GelenkschlauchträgersBecause of the angle limitation of the articulated hose carrier

gilt, ist der Nenner von Null verschieden. is true, the denominator is different from zero.

D Gleichungssystem lautet nun D equation system is now

mit With

Dieses Gleichungssystem ist analytisch nicht lösbar, weshalb bei der Lösung ein Newton Verfahren (oder ein anderes This system of equations can not be solved analytically, which is why the solution uses a Newton method (or another

adäquates Verfahren) angewandt werden soll. Dazu ersetzt man die Funktion in der Gleichung durch eine Taylor-Reihen- adequate method) should be applied. To do this, replace the function in the equation with a Taylor series

Entwicklung 1. rdnung: Development 1. rdnung:

und erhält daraus die Iterationsvorschrift:  and gets the iteration instruction from this:

mit der Jacobi Matrix J von / . Statt der Berechnung der inversen der Jacobimatrix wird das Gleichungssystem: with the Jacobi matrix J of /. Instead of computing the inverse of the Jacobian matrix, the equation system becomes:

mit Hilfe einer Gauß Elemination (oder einem anderen adäquaten Verfahren) nach Δ gelöst.  with the help of a Gaussian Elemination (or another adequate method) after Δ.

Zur Vorsteuerung der Winkelgeschwindigkeit in den einzelnen Elementen kann durch Ableitung von (8) nach der Zeit berechnet werden : For precontrol of the angular velocity in the individual elements can be calculated by deriving (8) after the time:

Durch Lösen des linearen Gleichungssystems: By solving the linear system of equations:

nach können aus den zeitlichen Änderung der Positionen und die Winkeländerung berechnet werden.after can from the temporal change of positions and the angle change can be calculated.

Es ist darauf hinzuweisen, dass die zuvor angegebenen It should be noted that the previously stated

mathematischen Methoden nur eine Möglichkeit aufzeigen, um die Schritte des erfindungsgemäßen Verfahrens auszuführen. Der Fachmann wird erkennen, dass abgewandelte Methoden ebenfalls genutzt werden können. mathematical methods show only one way to perform the steps of the method according to the invention. Those skilled in the art will recognize that modified methods can also be used.

Zur Ausführung des beschriebenen Verfahrens kann ein Regler verwendet werden, der prinzipiell in Fig. 6 dargestellt ist. Die Eingangsgrößen für die Regelstrecke sind: For carrying out the described method, a regulator can be used, which is shown in principle in FIG. The input variables for the controlled system are:

Soll-Winkelgeschwindigkeit für jedes Segment (aus der zuvor beschriebenen inversen Kinematik)  Target angular velocity for each segment (from the inverse kinematics described above)

Soll-Winkel für jedes Segment (aus der zuvor beschriebenen inversen Kinematik)  Target angle for each segment (from the inverse kinematics described above)

Ist-Winkelgeschwindigkeit von jedem Glied (Messgröße vom Sensor)  Actual angular velocity of each member (measured value from the sensor)

Ist-Winkel von jedem Segment (Messgröße vom Sensor)  Actual angle of each segment (measured quantity from the sensor)

Der Fachmann wird erkennen, dass der Regler angepasst werden kann, beispielsweise wenn bestimmte Grenzwerte mit Those skilled in the art will recognize that the controller can be adapted, for example, if certain limits with

berücksichtigt werden sollen, wie dies oben bereits should be considered, as above

beschrieben wurde. has been described.

Vorzugsweise besitzt jedes Glied 45 einen eigenen Regler, welcher anhand von Soll- und Istgröße den Hydraulikzylinder 47 (Antrieb) so stellt, dass sich der Soll-Winkel sowie die Soll- Winkelgeschwindigkeit am Glied einstellen. Preferably, each member 45 has its own controller, which is based on desired and actual size of the hydraulic cylinder 47th (Drive) sets so that the target angle and the target angular velocity set on the limb.

Der Gelenkschlauchträger 40 wird vorzugsweise immer in der optimalen statisch kinematischen Position ausgerichtet. Da dieThe articulated tube carrier 40 is preferably always aligned in the optimal static kinematic position. Because the

Bewegung des Bezugspunktes 43 möglichst geradlinig sein soll, ist eine komplexe Überlagerung der Bewegungen der einzelnen Glieder des Gelenkschlauchträgers notwendig. Bevorzugt kann eine nachgeschaltete Positionsregelung permanent die von der Steuerung initiierten Bewegungen glätten. Es können zusätzlichMovement of the reference point 43 should be as straight as possible, a complex superposition of the movements of the individual members of the articulated hose carrier is necessary. Preferably, a downstream position control can permanently smooth the movements initiated by the control. It can additionally

Sperrebereiche definiert werden, mit denen der Lock areas are defined with which the

Bewegungsbereich eingeschränkt werden kann. Dies betrifft zum Beispiel den Bereich, in welchem sich das Fahrzeug befindet, um Kollisionen des Gelenkschlauchträgers mit den sonstigen Fahrzeugteilen zu vermeiden. Movement range can be restricted. This concerns, for example, the area in which the vehicle is located in order to avoid collisions of the articulated hose carrier with the other vehicle parts.

Claims

Patentansprüche claims

1. Verfahren zur Steuerung der Bewegung eines 1. A method for controlling the movement of a

Gelenkschlauchträgers (40), welcher den Saugschlauch (20) eines Saugbaggers (01) trägt, wobei der  Articulated hose carrier (40), which carries the suction hose (20) of a suction dredger (01), wherein the

Gelenkschlauchträger (40) mindestens n>2 Glieder (45) besitzt, wobei zwischen benachbarten Gliedern jeweils mithilfe eines zugeordneten Antriebs (47) eine  Articular tube carrier (40) has at least n> 2 members (45), wherein between adjacent members each by means of an associated drive (47) has a

Winkeländerung bewirkbar ist, wobei folgende Schritte ausgeführt werden:  Angle change is effected, wherein the following steps are performed:

a) Ermitteln der Ausgangsstellung der n Glieder (45)  a) Determining the initial position of the n members (45)

mithilfe von Sensoren (48);  using sensors (48);

b) Einlesen eines Richtungsvektors und eines  b) reading in a direction vector and a

Geschwindigkeitsparameters ;  Speed parameters;

c) Bestimmen einer Zielposition, welche eine Saugkrone (43) am freien Ende des letzten Glieds einnehmen soll; d) Bestimmen von n Winkeländerungen, die an den n Gliedern (45) ausgeführt werden müssen, um die Zielposition zu erreichen, unter Einhaltung folgender Bedingung: d.i. die Saugkrone (43) verfährt entlang einer geraden  c) determining a target position which a suction crown (43) is to adopt at the free end of the last member; d) determining n angular changes to be made to the n members (45) to reach the target position, subject to the following condition: d.i. the suction crown (43) moves along a straight

Bewegungsbahn in die Zielposition;  Trajectory in the target position;

e) Ansteuern der den n Gliedern (45) zugeordneten Antriebe (47), um die zuvor bestimmte Winkeländerung an den n Gliedern (45) vorzunehmen;  e) driving the n members (45) associated drives (47) to make the previously determined angle change to the n members (45);

f) zyklisches Wiederholen der genannten Verfahrensschritte, bis der Richtungsvektor und/oder der  f) cyclically repeating said method steps until the direction vector and / or the

Geschwindigkeitsparameter gleich Null sind.  Speed parameters are zero.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass im Schritt d) beim Bestimmen der n Winkeländerungen folgende weitere Bedingung eingehalten wird: 2. The method according to claim 1, characterized in that in step d) when determining the n angle changes, the following further condition is met:

d.ii. die Summe aller Winkeländerungen an den n Gliedern (45) wird minimal. D.II. the sum of all angular changes on the n members (45) becomes minimal.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass im Schritt d) zusätzlich n Winkelgeschwindigkeiten bestimmt werden, mit denen im Schritt e) die 3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that in step d) additionally n angular velocities are determined with which in step e) the

Winkeländerungen ausgeführt werden.  Angle changes are performed.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch 4. The method according to any one of claims 1 to 3, characterized

gekennzeichnet, dass der einzulesende Richtungsvektor und vorzugsweise auch der Geschwindigkeitsparameter aus der von einem Benutzer vorgegebenen Auslenkung mindestens eines Bedienhebels ermittelt werden.  in that the direction vector to be read in, and preferably also the speed parameter, are determined from the deflection of at least one operating lever predetermined by a user.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch 5. The method according to any one of claims 1 to 4, characterized

gekennzeichnet, dass für mindestens eines der n Glieder (45) Grenzwerte vorgebbar sind, die beim Bestimmen der Winkeländerung und/oder der Winkelgeschwindigkeit  characterized in that limit values can be predetermined for at least one of the n members (45) when determining the angle change and / or the angular velocity

eingehalten werden.  be respected.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch 6. The method according to any one of claims 1 to 5, characterized

gekennzeichnet, dass die Winkeländerungen bestimmt werden unter Anwendung der Bewegungsgleichungen einer inversen Kinematik des Gelenkschlauchträgers (40) unter  characterized in that the angle changes are determined using the equations of motion of an inverse kinematics of the articulated tube support (40) below

Berücksichtigung der Winkellage jedes der n Glieder (45), die von den Sensoren (48) aufgezeichnet werden.  Considering the angular position of each of the n members (45) recorded by the sensors (48).

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch 7. The method according to any one of claims 1 to 5, characterized

gekennzeichnet, dass Winkeländerungen bestimmt werden durch Zugriff auf eine Wertetabelle, in welcher für alle  characterized in that angle changes are determined by accessing a look-up table in which for all

anfahrbaren Zielpositionen die Sollstellung aller n Glieder (45) abgelegt sind, wobei jeweils die der aktuellen  approachable target positions, the nominal position of all n members (45) are stored, each of the current

Position nächstliegende Zielposition entlang des  Position closest target position along the

Richtungsvektors angefahren wird. Direction vector is approached.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch 8. The method according to any one of claims 1 to 7, characterized

gekennzeichnet, dass der Richtungsvektor aus zwei  characterized in that the direction vector consists of two

eindimensionalen Teilvektoren zusammengesetzt ist und die Zielposition in einer vertikal aufgespannten X-Y-Ebene liegt.  one-dimensional sub-vectors is composed and the target position is in a vertically spanned X-Y plane.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass ein Drehwinkel eingelesen wird, welcher die gewünschte 9. The method according to claim 8, characterized in that a rotation angle is read, which the desired

Winkelposition der vertikal aufgespannten X-Y-Ebene um eine Drehachse des Gelenkschlauchträgers (40) definiert, und dass der Gelenkschlauchträger von einem Schwenkantrieb (42) in diese Winkelposition gefahren wird.  Defined angular position of the vertically spanned X-Y plane about an axis of rotation of the articulated tube carrier (40), and that the articulated tube carrier is driven by a pivot drive (42) in this angular position.

10. Saugbagger (01) mit: 10. Suction Dredger (01) with:

einem Fahrzeuggestell (02);  a vehicle frame (02);

einem Materialsammelbehälter (05);  a material collection container (05);

- einem Sauggebläse (26);  - A suction fan (26);

einem Gelenkschlauchträger (40), der einen Saugschlauch (20) mit einer Aufnahmeöffnung an einer Saugkrone (43) trägt und mindestens n>2 Glieder (45) besitzt, zwischen denen jeweils mithilfe eines zugeordneten Antriebs (47) eine Winkelveränderung bewirkbar ist;  a flexible tube carrier (40) which carries a suction hose (20) with a receiving opening on a suction crown (43) and has at least n> 2 links (45), between each of which by means of an associated drive (47) an angular change can be effected;

eine Steuereinheit zur Steuerung der Bewegung des Gelenkschlauchträgers (40);  a control unit for controlling the movement of the flexible tube carrier (40);

dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit konfiguriert ist, um ein Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9 auszuführen.  characterized in that the control unit is configured to carry out a method according to one of claims 1 to 9.