FI125724B

FI125724B - A method for controlling the working machine boom according to the distance of the boom head

Info

Publication number: FI125724B
Application number: FI20125336A
Authority: FI
Inventors: Mikko Palmroth; Osmo Luoto
Original assignee: John Deere Forestry Oy
Priority date: 2012-03-23
Filing date: 2012-03-23
Publication date: 2016-01-29
Also published as: SE1350352A1; FI20125336A; SE537217C2

Description

MENETELMÄ TYÖKONEEN PUOMISTON OHJAAMISEKSI PUOMISTON PÄÄN ETÄISYYDEN MUKAANMETHOD FOR CONTROLLING A TOOLBOX WITH A DISTANCE TO THE BOOMING HEAD

Keksinnön alaField of the Invention

Keksinnön kohteena on menetelmä työkoneen puomiston ohjaamiseksi puomiston pään etäisyyden mukaan.The invention relates to a method for controlling the working boom according to the distance of the boom head.

Keksinnön taustaaBackground of the Invention

Työkoneeseen kiinnitettyä puomistoa on ohjattu aikaisemmin niin, että jokaista puomiston toimilaitetta ohjataan omalla erillisellä ohjaimella. Tästä kehittyneempi ohjaustapa on nk. kärkiohjaus, jota käytettäessä puomistolla varustetun työkoneen (esim. metsäkoneen, kaivinkoneen tai muun puomistolla varustetun materiaalinkäsittelykoneen tai esim. henkilönostimen) käyttäjä ohjaa tavallisesti työkoneessa olevaa puomistoa niin, että yhden ohjaimen ohjaustoiminnoilla (esim. ohjausvivun kääntö tiettyyn suuntaan ja siihen nähden päinvastaiseen suuntaan) ohjataan puomiston liikettä vaakasuorassa suunnassa ja toisen ohjaimen ohjaustoiminnoilla puomiston pään liikenope-utta pystysuunnassa. Tällaista ohjausmenetelmää käytettäessä tavallisin nykyisin käytetty menetelmä säätää työkoneen puomiston pään liikenopeutta on sellainen, jossa tiettyä toimilaitteen liikenopeutta vastaava ohjaimen asento on aina sama riippumatta siitä, kuinka kaukana puomiston pää on työkoneesta. Tämän seurauksena esim. puomistoa käännettäessä puomiston pään ollessa kaukana (etäisyyden puomiston kiinnityspisteeseen ollessa suuri) melko pienikin ohjaimen asennon muutos aikaansaa suuren nopeus-muutoksen puomiston päässä, kun taas puomiston pään ollessa lähellä työkonetta (etäisyyden puomiston kiinnityspisteeseen ollessa pieni) melko suurikaan ohjaimen asennon muutos ei lisää kovinkaan paljon puomiston pään nopeutta. Nykyisin tunnetaan myös sellainen työkoneessa (metsäkoneessa) oleva puomisto, jonka pään liikenopeuden ja puomiston liikkeitä ohjaavilla ohjaimien asennon välistä suhdetta säädetään siten, että puomiston pään liikenopeus säilyy aina vakiona riippumatta siitä, millä etäisyydellä kyseisen metsäkoneen alustakoneesta puomiston pää sijaitsee. Tämä aikaansaadaan siten, että esim. puomistoa käännettäessä puomistoa kääntävän toimilaitteen maksimiliikenopeutta rajoitetaan sitä enemmän, mitä kauempana puomiston pää on sen kiinnityspisteestä. Tällaiseen säätömenetelmään perustuva metsäkoneen puomisto on esitetty julkaisussa EP 2116128 A1.The boom attached to the implement has previously been controlled so that each boom actuator is controlled by its own separate control. A more sophisticated control method is the so-called tip control, in which the operator of a boom working machine (e.g. a forestry machine, an excavator or other material handling machine with a boom or a hoist) usually controls the boom on the working machine so that the steering functions of in the opposite direction) controls the movement of the boom in the horizontal direction and the control functions of the second control in the vertical direction of the boom head. When such a control method is used, the most common method currently used to control the speed of the boom head movement of the implement is such that the position of the guide corresponding to a given actuator speed is always the same no matter how far the boom head is from the implement. As a result, for example, when the boom is rotated with the boom head distant (distance to boom attachment point) a relatively small change in guide position will cause a large velocity change at the end of the boom, while a boom head close to the machine (distance to boom attachment greatly increases the speed of the boom head. It is also known today to have a boom on a work machine (forestry machine) that adjusts the relationship between the head movement speed and the position of the guides controlling the boom movements so that the boom head movement speed is always constant regardless of the distance from the base machine to the forest machine. This is achieved by, for example, rotating the boom by limiting the maximum movement speed of the boom-turning actuator the farther away the boom head is from its attachment point. A forest machine boom based on such an adjustment method is disclosed in EP 2116128 A1.

Sijainnista riippumatta aina samalla nopeudella liikkuvan puomiston pään epäkohtana on se, että tiettyä ohjaimen asentoa vastaava vakionopeus, jota käytetään kaikilla etäisyyksillä on aina kompromissi, koska siinä tilanteessa, mikäli vakionopeus määrätään siten, että puomiston pään nopeuden säätäminen onnistuu helposti puomiston pään sijaitessa lähellä työkonetta, on puomiston pään maksinopeus yleensä liian hidas silloin, kun puomiston päätä liikutetaan kaukana työkoneesta, koska siellä tarvittavat siirtomatkat ovat usein paljon suurempia kuin lähellä työkonetta koska puomin kääntyessä sen pyyhkäisemä alue on suurempi. Toisaalta, jos kaikilla etäisyyksillä tiettyä ohjaimen asentoa vastaavaksi puomiston pään vakionopeudeksi valitaan nopeus, jota käyttämällä puomiston pään maksiminopeus on riittävän suuri puomiston pään ollessa kaukana työkoneesta, tulee nopeuden säädöstä liian herkkä pienille ohjausvivun asennon muutoksille silloin kun puomiston pää on lähellä työkonetta, koska siellä siirtomatkat ovat pieniä ja liikkeiden tulee olla helposti tarkasti säädettäviä, mikä taas ei onnistu jos puomiston pään maksiminopeus, joka saavutetaan kääntämällä ohjain ääriasentoon on suuri, koska silloin pientäkin ohjaimen asennon muutosta vastaa suurehko puomiston pään nopeuden muutos.Regardless of location, the disadvantage of a boom head always moving at the same speed is that there is always a trade-off in the constant speed corresponding to a given position of the guide, which is used at all distances, since the constant speed determined by easily adjusting the boom head speed the maximum speed of the boom head is usually too slow when moving the head of the boom away from the implement, since the travel distances required there are often much greater than near the implement because the swept area is larger as the boom turns. On the other hand, if, at all distances, a constant boom head speed selected for a given boom position is set at a speed sufficiently high for the boom head to be far away from the implement, the speed control becomes too sensitive to small changes in the control lever position small and the movements should be easily adjustable, which again will not be possible if the maximum boom head speed achieved by turning the guide to the extreme position is high because then a slight change in the guide position is matched by a larger boom head speed change.

Keksinnön lyhyt yhteenvetoBRIEF SUMMARY OF THE INVENTION

Keksinnön tarkoituksena on tuoda esiin uudenlainen menetelmä puomiston ohjaamiseksi niin, että puomiston pään liikuttaminen tarkasti sen ollessa lähellä työkonetta ei ole liian vaativaa, mutta toisaalta puomiston pää saadaan liikkumaan riittävän nopeasti sen ollessa kaukana työkoneesta.It is an object of the invention to provide a novel method for controlling the boom so that moving the end of the boom accurately near the work machine is not too demanding, but on the other hand the head of the boom is moved sufficiently fast while it is far from the work machine.

Keksinnön tarkoitus saavutetaan menetelmällä, jossa puomiston pään liike-nopeuden ja kyseisen liikkeen ohjaamiseen käytettävän ohjaimen asennon välistä suhdetta säädetään siten, että puomiston pään ja työkoneen välisen etäisyyden kasvaessa tiettyä ohjaimen asentoa vastaavaa puomiston pään liikenopeutta kasvatetaan epätasaisesti koko puomiston pään ja työkoneen välisten etäisyyksien mahdollista etäisyysväliä ajatellen siten, että puomiston pään ollessa lähellä työkonetta nopeuden lisäys suhteessa ohjaimen kääntö-kulman muutokseen on pieni kun taas etäisyyden ollessa suuri se on sellai- nen, että ohjain ääriasentoon kääntämällä saavutetaan suurempi maksiminopeus kuin silloin kun puomiston pää on lähellä työkonetta. Täsmällisemmin sanottuna keksinnön mukaiselle menetelmälle on tunnusomaista se, mitä on esitetty patenttivaatimuksen 1 tunnusmerkkiosassa.The object of the invention is achieved by a method of adjusting the relationship between the movement speed of the boom head and the position of the guide used to control said movement such that as the distance between the boom head and the machine increases, the such that, with the boom head close to the implement, the increase in velocity relative to the rotation angle change of the guide is small while at a distance such that turning the guide to the extreme position achieves a higher maximum speed than when the boom end is near the implement. More specifically, the method according to the invention is characterized in what is set forth in the characterizing part of claim 1.

Keksinnön mukaisen menetelmän ansiosta puomiston ohjaaminen puomiston pään ollessa lähellä työkonetta on helpompaa kuin silloin, jos käytetään menetelmää, jossa tiettyä ohjaimen asentoa vastaava puomiston pään liikeno-peus on aina vakio niin kuin julkaisussa EP 2116128 A1. Tästä huolimatta puomiston pään maksimaalinen liikenopeus sen ollessa kaukana työkoneesta on kuitenkin niin suuri, ettei puomiston liikuttelu puomiston pään ollessa kaukana metsäkoneesta ole liian hidasta, niin kuin silloin kun käytetään edellä mainittua koko puomiston pään liikealueelle vakioitua nopeudensää-töä. Lisäksi keksinnön mukaisen menetelmän etuna on se, että sen ansiosta puomiston ohjattavuutta saadaan parannettua ilman puomistoon tai ohjaimiin tehtäviä rakenteellisia muutoksia.The method according to the invention makes it easier to control the boom with the boom head close to the work machine than with a method in which the boom head movement speed corresponding to a certain position of the guide is always constant as in EP 2116128 A1. However, the maximum speed of movement of the boom head while it is far from the machine is so high that the movement of the boom when the head of the boom is far from the forest machine is not too slow as with the above-mentioned constant speed control for the entire head range. A further advantage of the method according to the invention is that it improves the maneuverability of the boom without structural changes to the boom or the guides.

Keksinnön mukaisen menetelmän ensimmäisen aspektin mukaan puomiston pään nopeus kasvaa nopeammin lähellä puomistoa kääntävän toimilaitteen kääntymisakselia kuin lähellä puomistolla saavutettavaa maksimietäisyyttä.According to a first aspect of the method of the invention, the boom head speed increases faster near the pivot axis of pivoting actuator than near the maximum distance reached by the boom.

Keksinnön mukaisen menetelmän toisen aspektin mukaan puomiston pään etäisyyden kasvaessa puomiston kääntymisakselista puomiston pään liike-nopeus aluksi kasvaa etäisyyden kasvaessa, mutta ennalta määrätyn raja-etäisyyden jälkeen liikenopeus pysyy pääasiassa vakiona etäisyyden edelleen kasvaessa maksimietäisyyteen saakka.According to another aspect of the method of the invention, as the distance of the boom head from the axis of rotation of the boom increases initially, the motion speed of the boom head initially increases as the distance increases, but after a predetermined limit distance the speed remains substantially constant as the distance increases further to a maximum distance.

Keksinnön mukaisen menetelmän kolmannen aspektin mukaan rajaetäisyys riippuu puomiston pään kääntöliikettä ohjaavan ohjaimen asennosta.According to a third aspect of the method according to the invention, the limit distance depends on the position of the guide controlling the pivoting head movement.

Keksinnön mukaisen menetelmän neljännen aspektin mukaan rajaetäisyys kasvaa ohjaimella säädetyn puomiston pään liikenopeuden kasvaessa.According to a fourth aspect of the method according to the invention, the boundary distance increases as the movement speed of the boom head controlled by the guide increases.

Keksinnön mukaisen menetelmän viidennen aspektin mukaan tiettyä puomiston kääntöliikettä ohjaavan ohjaimen asentoa vastaava puomiston pään liikenopeus kasvaa rajaetäisyyteen asti lineaarisesti.According to a fifth aspect of the method according to the invention, the speed of motion of the boom head corresponding to the position of a certain boom rotation movement control increases linearly up to the limit distance.

Keksinnön mukaisen menetelmän kuudennen aspektin mukaan tiettyä puo-miston kääntöliikettä ohjaavan ohjaimen asentoa vastaava puomiston pään liikenopeus kasvaa rajaetäisyyteen asti epälineaarisesti.According to a sixth aspect of the method according to the invention, the boom head movement velocity corresponding to a particular boom head control position increases non-linearly up to a limit distance.

Keksinnön mukaisen menetelmän seitsemännen aspektin mukaan tiettyä puomiston kääntöliikettä ohjaavan ohjaimen asentoa vastaava puomiston pään liikenopeus kasvaa lähellä puomiston kääntymisakselia nopeammin kuin lähellä rajaetäisyyttä.According to a seventh aspect of the method according to the invention, the speed of motion of the boom head corresponding to the position of a particular boom rotation control is increased near the boom rotation axis rather than near a boundary distance.

Keksinnön mukaisen menetelmän kahdeksannen aspektin mukaan puomis-toa kääntävän toimilaitteen liikenopeus on vakio tietyllä puomiston kääntöliikettä ohjaavan ohjaimen asennolla silloin, kun puomiston pää on rajaetäisyyden tai sitä lyhyemmän etäisyyden päässä puomiston kääntymisakselista.According to an eighth aspect of the method according to the invention, the motion speed of the boom-swinging actuator is constant at a particular position of the boom swing control when the end of the boom is at or less than a distance from the boom's swing axis.

Keksinnön mukaisen menetelmän yhdeksännen aspektin mukaan tiettyä puomiston kääntöliikettä ohjaavan ohjaimen asentoa vastaava puomistoa kääntävän toimilaitteen liikenopeus hidastuu kohtisuoran etäisyyden kasvaessa rajaetäisyyden jälkeen niin paljon, että puomiston pään nopeus pysyy rajaetäisyyden jälkeen vakiona.According to a ninth aspect of the method according to the invention, the motion speed of the boom rotating actuator corresponding to a particular position of the boom rotation control is slowed as the perpendicular distance increases beyond the boundary distance so that the boom head speed remains constant after the boundary distance.

Keksinnön mukaisen menetelmän kymmenennen aspektin mukaan käänty-misakselina on puomistoa kääntävän kääntöpöydän kääntymisakseli.According to a tenth aspect of the method according to the invention, the pivot axis is the pivot axis of the pivoting turntable.

Keksinnön mukaisen menetelmän yhdennentoista aspektin mukaan menetelmää käytetään metsäkoneessa olevan puomiston liikenopeuden säätämiseen.According to an eleventh aspect of the method according to the invention, the method is used to control the movement speed of a boom in a forestry machine.

Piirustusten kuvausDescription of the drawings

Seuraavass a keksintöä selostetaan tarkemmin viittaamalla oheisiin piirustuksiin, joissa kuva 1 esittää metsäkonetta, jossa olevaa puomistoa ohjataan keksinnön mukaisen menetelmän mukaisesti, kuva 2 esittää, kuvan 1 mukaisen metsäkoneen puomiston ohjaamiseen käytettäviä ohjaimia ylhäältäpäin, kuva 3 esittää kaaviota, jossa on kuvattu kuvan 1 mukaisen metsäkoneen puomiston pään liikenopeus puomiston pään etäisyyden funktiona silloin, kun puomistoa käännetään nopeudella, joka on 50% maksiminopeudesta, kuva 4 esittää kaaviota, jossa on kuvattu kuvan 1 mukaisen metsäkoneen puomistoa kääntävän kääntöpöydän kääntymisnopeus puomiston pään etäisyyden funktiona silloin, kun puomistoa käännetään nopeudella, joka on 50% maksiminopeudesta, kuva 5 esittää kaaviota, jossa on kuvattu kuvan 1 mukaisen metsäkoneen puomiston pään liikenopeus puomiston pään etäisyyden funktiona silloin, kun puomistoa käännetään maksiminopeudella, kuva 6 esittää kaaviota, jossa on esitetty puomiston pään nopeuden korjaus-kerroin ohjaimella säädetyn nopeuden funktiona silloin, kun puomiston pään ja vertailupisteen etäisyys on 9 metriä, ja kuva 7 esittää periaatepiirrosta kuvan 2 mukaisen metsäkoneen puomistosta teoreettista tarkastelua varten yksinkertaistettuna.The invention will now be described in more detail with reference to the accompanying drawings, in which Fig. 1 is a plan view of a forestry machine in which the boom is controlled according to the method of the invention, Fig. 2 is a plan view of the boom of Fig. 1, Fig. 4 is a diagram illustrating the rotation speed of the boom rotating table of the forest machine of Fig. 1 as a function of the distance of the boom head, when rotating the boom at 50% of the maximum speed; % of maximum speed, Fig. 5 is a diagram showing the speed of motion of the boom head of the forest machine of Fig. 1 as a function of the distance of the boom head when rotating the boom at maximum speed, fig. a Diagram showing the boom head speed correction coefficient as a function of the speed control provided when the boom head and reference point distance of 9 meters, and Figure 7 shows a principle drawing for a theoretical analysis of spare boom assembly according to Figure 2 in simplified form.

Piirustuksissa esitettyjen suoritusmuotojen yksityiskohtainen selitysDetailed description of the embodiments shown in the drawings

Kuvassa 1 on esitetty keksinnön mukaisen menetelmän mukaisesti ohjattavalla puomistolla 2 varustettu työkone, joka on tässä suoritusmuodossa metsäkone 1 (harvesteri), jolla voidaan kaataa, karsia ja katkaista metsässä olevia puita halutun mittaisiksi tukeiksi. Tämän metsäkoneen 1 puomiston 2 ohjausjärjestelmä käsittää kuvassa 2 esitetyt ohjaimet 20, jotka on kytketty metsäkoneessa olevaan ohjausyksikköön (ei esitetty) siten, että ohjaimilla aikaansaatavilla ohjaustoiminnoilla puomisto 2 saadaan liikkumaan halutulla tavalla. Ohjaus tapahtuu nk. kärkiohjausperiaatteella, mistä johtuen puomisto 2 on anturoitu sopivilla mittausantureilla E1, E2, E3 ja E4 niin, että puomiston 2 suunta alustakoneeseen 3, puomien 4 ja 5 asennot (kulmat) toisiinsa nähden, jatkopuomin 6 asema taittopuomiin 5 nähden sekä puomiston pään Pt asema sen kääntymisakseliin Sr nähden voidaan määrittää jatkuvatoimisesti. Tässä tapauksessa puomisto 2 on kiinnitetty alustakoneessa 3 olevaan kääntöpöytään 7 ja puomisto 2 koostuu nostopuomista 4, taittopuomista 5 ja jatkopuomista 6. Puomiston 2 päässä on pyörityslaite 8 eli nk. rotaattori ja kääntölaite 9 eli nk. tiltti sekä tilttiin 9 kiinnitetty harvesteripää 10. Tällöin kääntymisakseli Sr, jonka suhteen puomisto 2 kääntyy on kääntöpöydän 7 kääntymisakseli, joka on pystyasennossa silloin, kun metsäkone 1 on vaakasuoralla tasolla.Fig. 1 shows a working machine with a boom 2 controlled by the method according to the invention, which in this embodiment is a forestry machine 1 (harvester) capable of felling, pruning and felling trees in the forest to a desired length. The control system of the boom 2 of this forestry machine 1 comprises the guides 20 shown in Fig. 2, which are connected to a control unit (not shown) on the forest machine so that the control functions provided by the guides make the boom 2 move as desired. The boom 2 is sensed by suitable measuring sensors E1, E2, E3 and E4 so that the boom 2 is oriented to the chassis machine 3, the positions (angles) of the booms 4 and 5 relative to each other, the position of the extension boom 6 relative to the boom 5 The position of Pt relative to its axis of rotation Sr can be determined continuously. In this case, the boom 2 is secured to the turntable 7 on the chassis machine 3 and the boom 2 consists of a lifting boom 4, a folding boom 5 and an extension boom 6. At the end of the boom 2 is a rotating device 8, a so-called rotator Sr with respect to which the boom 2 is pivoting is the pivot axis of the turntable 7 which is upright when the forestry machine 1 is in a horizontal plane.

Ohjaimet 20, joilla kuvassa 1 esitetyn metsäkoneen puomistoa 2 ohjataan on esitetty kuvassa 2 ylhäältäpäin. Tässä tapauksessa ne ovat kaksi, ohjaamoon sijoitettua joystick-tyyppistä ohjainvipua (vasemman käden ohjausvipu 21 ja oikean käden ohjausvipu 22). Kuvasta 2 nähdään myös ohjaustoiminnot, joita ohjaimilla voidaan aikaansaada: +Yv = puomiston pään liike vaakasuorassa suunnassa alustakoneesta poispäin -Yv = puomiston pään liike vaakasuorassa suunnassa alustakoneeseen päin +Xv = puomiston pään kääntö vaakasuorassa suunnassa myötäpäivään -Xv = puomiston pään kääntö vaakasuorassa suunnassa vastapäivään +Xo = puomiston pään liike pystysuorassa suunnassa ylöspäin -Xo = puomiston pään liike pystysuorassa suunnassa alaspäin Käytännössä edellä kuvatulla tavalla toimivilla ohjaimilla aikaansaadut ohjaustoiminnot aikaansaavat sen, että esim. vasemman käden ohjausvipua 21 käännettäessä suuntaan +Yv aikaansaa tämä puomiston pään Pt liikkumisen lineaarista liikerataa myöten vaakasuorassa suunnassa poispäin kääntöpöy-dän kääntymisakselista Sr. Se kuinka paljon ohjausvipua käännetään johonkin suuntaan vaikuttaa siihen, millä nopeudella siitä aiheutuva puomiston pään Pt liike tapahtuu. Näin ollen vasemman käden ohjausvivun 21 kääntö esim. klo 1:n suuntaan aikaansaa sen, että puomiston pää Pt liikkuu ulospäin ja kääntyy koko ajan samanaikaisesti hieman myötäpäivään eli liikkuu siten vinosti oikealle ja eteenpäin. Jos samanaikaisesti käännetään oikean käden ohjausvipua 22 hieman suuntaan +Xo liikkuu puomiston pää Pt lisäksi vielä samalla käännön määrästä riippuvalla nopeudella ylöspäin eli kokonaisuutena ajatellen vinosti oikealle ja ylöspäin. Toisin sanoen ohjausvipujen avulla puomiston pää Pt saadaan liikkumaan suuntaan, joka määräytyy eri ohjaimilla aikaansaatujen ohjaustoimintojen määräämistä nopeuksista, joilla puomiston pää liikkuu kolmiulotteisessa avaruudessa (kolmen eri akselin suuntaa). Tällaista ohjaustapaa kutsutaan nopeusohjaukseksi. Mikäli tiettyjä ohjaimien asentoja vastaavien liikkeiden halutaan olevan suoraviivaisia, tulee eri akseleiden (x, y, z) suuntaisten nopeuskomponenttien (x’, y’, z’) suhteen pysyä kokoajan vakiona. Mikäli puomiston pään Pt halutaan liikkuvan lisäksi vakionopeudella on näiden nopeuskomponenttien oltava koko liikkeen ajan samansuuruisia. Perinteisellä tavalla toimivassa metsäkoneen puomistossa tämä ei toteudu, vaan esim. samaa ohjaimen asentoa vastaava puomiston pään kääntönopeus kasvaa kohtisuoran etäisyyden kasvaessa puomiston kääntymisakselista, koska samaa ohjaimen asentoa vastaa aina sama puo-mistoa kääntävän toimilaitteen liikenopeus. Myös liikutettaessa puomiston päätä alustakoneesta 3 poispäin tai alustakoneeseen 3 päin puomiston pään Pt liikenopeuden ja puomiston puomeja 4 ja 5 kääntävien (tässä tapauksessa lineaariliikkeisten) toimilaitteiden liikenopeuden suhde myös muuttuu vaikka toimilaitteen liikenopeutta pidettäisiin vakiona, koska toimilaitteen liikkuvan pään ja kyseisen puomin nivelpisteen välinen kääntövarren pituus kohtisuorassa suunnassa liikesuuntaan nähden muuttuu kääntöliikkeen aikana. Näin ollen, mikäli puomiston pään Pt halutaan liikkuvan esim. tietyllä vakionopeudella on puomistoa 2 liikuttavien eri toimilaitteiden liikenopeutta koko ajan säädettävä riippuen siitä, mikä on puomien 4 ja 5 ja niitä kääntävien toimilaitteiden liikkuvan pään välinen kulma ja mikä on puomiston pään Pt etäisyys puomistoa kääntävän kääntöpöydän kääntymisakselista Sr.The guides 20 for controlling the boom 2 of the forest machine shown in Fig. 1 are shown in Fig. 2 from above. In this case, they are two joystick-type joysticks (left-hand control lever 21 and right-hand control lever 22) located in the cab. Figure 2 also shows the control functions that can be performed by the controls: + Yv = horizontal movement of the boom head away from the platform machine -Yv = horizontal movement of the boom head towards the platform machine + Xv = rotation of the boom head horizontal clockwise + Xv = rotation of the boom Xo = Vertical Upward Movement of the Boom Head -Xo = Vertical Downward Movement of the Boom Head In practice, the control functions provided by the guides operating as described above cause, for example, when the left hand control lever 21 is turned to + Yv, this vertical movement of the boom head away from the pivot axis of the turntable Sr. How much the control lever is rotated in any direction affects the speed at which the resulting boom end Pt moves. Thus, turning the left-hand control lever 21, for example at 1 o'clock, causes the end Pt of the boom to move outward and simultaneously to rotate slightly clockwise, thus moving obliquely to the right and forward. If the right-hand control lever 22 is simultaneously rotated slightly in the direction + Xo, the boom end Pt will, in addition, move upwards at the same speed dependent on the amount of rotation, that is, obliquely to the right and up. In other words, the control levers cause the head Pt of the boom to move in a direction determined by the speeds at which the boom head moves in three-dimensional space (direction of three different axes) determined by the control functions provided by the various guides. This type of control is called speed control. If the movements corresponding to certain positions of the controls are to be linear, the velocity components (x ', y', z ') parallel to the various axes (x, y, z) must remain constant all the time. If the boom end Pt is to move in addition to constant speed, these velocity components must be the same throughout the movement. In a conventionally operating forestry machine boom this does not occur, for example, the boom head rotation speed corresponding to the same guide position increases with a perpendicular distance from the boom pivot axis, since the same guide position is always matched by the same boom rotation actuator speed. Also, when moving the end of the boom away from the base machine 3 or towards the base machine 3, the ratio of the movement speed of the boom head Pt to the speed of the actuators (in this case linear motion) pivoting the boom booms changes in direction relative to the direction of motion during the pivoting movement. Thus, if the boom head Pt is to be moved, e.g. at a certain constant speed, the speed of the various actuators moving the boom 2 must be continuously adjusted depending on the angle between the movable end of booms 4 and 5 and the boom head pt turning axis Sr.

Koska puomiston 2 nostopuomin 4 ja taittopuomin 5 liikkeet ovat kääntöliik-keitä, aiheuttaa tämä sen, että niiden eri suuntaisten nopeuskomponenttien on koko ajan muututtava, jotta toisiinsa kytkettyjen puomien liikkeet aikaansaisivat puomiston pään Pt liikkumisen haluttua liikerataa myöten. Tästä johtuen esim. kuvan 1 mukaisessa metsäkoneessa metsäkoneen keskusyksikkö määrittää mitatuista puomiston puomien 4 ja 5 välisistä sekä puomiston 2 ja alustakoneen 3 välisistä kulmista määritetyn puomiston pään Pt sijainnin avulla nopeuden, jolla kutakin toimilaitetta on liikutettava, että tuloksena olisi ohjaimella ohjattuun suuntaan sekä ohjaimella ohjatulla nopeudella tapahtuva puomiston pään Pt liike.Since the movements of the boom 2 lift boom 4 and the folding boom 5 are pivoting, this causes the velocity components in their different directions to constantly change in order for the movements of the interconnected booms to cause the boom head Pt to move along the desired trajectory. Therefore, for example, in the forestry machine of Figure 1, the central unit of the forest machine determines the speed at which each actuator must be moved to obtain guided guides and guides by determining the position of the boom end Pt measured from the measured angles between the boom booms 4 and 5 and the boom 2. boom head Pt motion.

Puomiston pään Pt sijainnin ja nopeuden laskentaan voidaan käyttää esimerkiksi menetelmää, joka on esitetty julkaisussa US 4, 910,673 A. Kuvissa 1-7 esitetyssä suoritusmuodossa nostopuomin 4 ja taittopuomin 5 keskinäisistä asennoista pyritään määrittämään vain puomiston pään ja kääntymisakselin Sr välinen kohtisuora etäisyys r. Puomiston 2 puomien 4-6 joustoista ja ulkoisista voimista aiheutuvaa puomiston pään Pt poikkeamaa säädetystä asemasta ei kuitenkaan pyritä korjaamaan julkaisussa US 4, 910,673 A esitetyn kaltaisella kompensaatiojärjestelmällä, joka korjaa laskennallisia nopeuksia poikkeamista mitatuilla korjausnopeuksilla suuntaan, joka on kohtisuorassa suunnassa puomiston pään todellisesta asemasta teoreettisen (oikean) liikeradan suuntaan. Menetelmässä voitaisiin kyllä käyttää kyseistä kompensaa- tiomenetelmää, mutta se ei ole manuaalisesti ohjattavan puomiston yhteydessä välttämätön, sillä tarkan liikeradan noudattaminen ei ole edes kaikissa tilanteissa tarpeen (esim. jos puomiston päässä Pt olevan harvesteripään 10 kouraan otettua puunrunkoa siirretään alueella, jossa on reilusti tilaa) ja toisaalta metsäkoneen 1 käyttäjä tekee kompensaation yleensä manuaalisesti siten, että jos puomisto 2 esim. pyrkii hieman taipumaan alaspäin eli puomiston pää Pt liikkuu enemmän alaspäin kuin mikä on säädetty suunta käyttäjä korjaa liikkeen suuntaa lisäämällä puomiston pään Pt liikkeen nopeutta ylöspäin oikean käden ohjausvivun 22 asentoa sopivasti hieman +Xo -suuntaan kääntämällä.For example, the method described in US 4,910,673 A may be used to calculate the position and velocity of the boom head Pt. In the embodiment shown in Figures 1-7, only the perpendicular distance r between the boom head 4 and the pivot axis Sr is sought. However, the deviation from the adjusted position of the boom head Pt due to the elasticity and external forces of the booms 4-6 of the boom 2 is not attempted to be compensated by a compensation system such as that disclosed in US 4, 910,673A, which corrects the calculated velocity deviations from the measured correction velocities perpendicular to right) in the direction of motion. Although this method of compensation could be used in the method, it is not necessary in the case of a manually controlled boom, as following a precise trajectory is not even necessary in all situations (e.g., if the logs of 10 harvester heads on the other hand, the operator of the forest machine 1 usually makes the compensation so that if the boom 2 e.g. tends to slightly bend down, i.e. the end Pt of the boom moves more downwards than the adjusted direction, the user corrects the direction by increasing the upward movement of the boom head Pt by turning slightly in the + Xo direction.

Keksinnön ajatuksen mukaisesti kuvassa 1 esitetyn metsäkoneen 1 puomiston 2 ohjattavuutta on kuitenkin parannettu tunnettuun tekniikkaan nähden siten, että tiettyä ohjaimen 21 tai 22 asentoa vastaava kärkinopeus puomis-toa käännettäessä kasvaa määrätyllä tavalla epätasaisesti puomiston pään ja metsäkoneen välisen kohtisuoran etäisyyden kasvaessa, kun tarkastellaan koko puomiston pään Pt ja puomistoa 2 kääntävän toimilaitteen eli kääntö-pöydän kääntymisakselin Sr välistä etäisyysväliä (ts. väliä puomiston kään-tymisakselista Sr puomiston päällä Pt saavutettavaan maksimietäisyyteen rmax). Etäisyyden arvona menetelmässä käytetään siten kuvassa 1 esitettyjen puomiston pään Pt ja puomiston 2 kääntymisakselin Sr välistä kohtisuoraa etäisyyttä r.However, according to the invention, the maneuverability of the boom 2 of the forestry machine 1 shown in Figure 1 has been improved with respect to the prior art such that the tip speed corresponding to a particular position of the guide 21 or 22 rotates boom in a certain manner as the perpendicular distance between the boom head and the forest machine increases The distance between Pt and the actuator for rotating the boom 2, i.e. the rotation table Sr of the pivot table (i.e. the distance from the pivot axis of rotation Sr on the Pt to the maximum distance rmax that can be reached). The distance value in the method thus uses the perpendicular distance r between the boom end Pt shown in Figure 1 and the boom 2 pivot axis Sr.

Kuvien 1-7 mukaisen suoritusmuodon tapauksessa epätasainen nopeuden kasvu on toteutettu niin, että pisteen Pt ja kääntymisakselin välisen kohtisuoran etäisyyden r kasvaessa kasvaa samaa puomiston päätä Pt liikettä ohjaavan ohjaimen asentoa vastaava puomiston pään nopeus tiettyyn raja-etäisyyteen n asti ja tämän rajaetäisyyden n jälkeen se pysyy vakiona vaikka etäisyys edelleen kasvaisikin. Rajaetäisyys n määrittelee siten sylinterimäi-sen tilan, jonka sisällä nopeus kasvaa lähestyttäessä rajaetäisyyttä n ja jonka ulkopuolella nopeus on vakio. Kuten edellä mainittiin tällaisella puomiston pään Pt nopeudensäätömenetelmällä saadaan aikaan se, että tiettyä ohjaimen 21 tai 22 asennon muutosta vastaava puomiston pään Pt nopeuden Vt muutos on pienempi puomiston pään Pt ollessa lähellä alustakonetta 3 kuin kaukana siitä. Tämä helpottaa puomiston pään Pt liikuttelua sen ollessa lähellä alustakonetta 3, mutta ei tee puomiston pään Pt liikuttelusta liian hidasta sen ollessa kaukana alustakoneesta 3.In the embodiment of Figs. 1-7, the uneven velocity increase is realized such that as the perpendicular distance r between point Pt and the pivot axis increases, the velocity of the boom head corresponding to the position of the motion controlling the same boom end Pt increases up to a certain boundary distance n even if the distance continues to increase. The boundary distance n thus defines a cylindrical state within which velocity increases as the boundary distance n approaches and outside which the velocity is constant. As mentioned above, such a boom head Pt speed control method provides that the change in boom head Pt velocity Vt corresponding to a particular change of position of the guide 21 or 22 is smaller with the boom head Pt being near to the platform machine 3 than it is. This facilitates the movement of the boom head Pt while it is near the base machine 3, but does not make the boom head Pt moving too slow when it is far from the base machine 3.

Kuvassa 3 on esitetty esimerkkinä kuvan 1 mukaisen metsäkoneen puomis-ton pään Pt liikenopeus eri etäisyyksillä puomistoa 2 käännettäessä 50% ohjauksella eli silloin kun vasemman käden ohjausvipu 21 on käännettynä puoliväliin koko liikealueestaan suuntaan -Xv tai +Xv. Tällöin puomiston pää Pt liikkuu pisteen Pt ja kääntymisakselin Sr välisen kohtisuoran etäisyyden r funktiona kuvan 3 käyrän mukaisilla nopeuksilla. Etäisyyden r ollessa pienempi kuin 5 metriä puomiston pään nopeus Vt kasvaa kohtisuoran etäisyyden r kasvaessa lineaarisesti. Kohtisuoran etäisyyden r ollessa 5 metriä tai sitä enemmän nopeus on vakio (kaavion mukaan n. 1,7 m/s).Fig. 3 shows, by way of example, the motion speed of the boom end Pt of the forestry machine of Fig. 1 at different distances when the boom 2 is rotated with 50% control, i.e. when the left hand control lever 21 is pivoted halfway across its entire range. Then the end Pt of the boom moves as a function of the perpendicular distance r between the point Pt and the pivot axis Sr at the velocities shown in the curve of Figure 3. With a distance r less than 5 meters, the boom head velocity Vt increases as the perpendicular distance r increases linearly. With a perpendicular distance r of 5 meters or more, the speed is constant (approx. 1.7 m / s according to the diagram).

Kuvassa 7 on esitetty (selvyyden vuoksi) hieman yksinkertaistettu esitys todellisesta puomistosta 2. Siinä on seuraavan teoreettisen tarkastelun yksinkertaistamiseksi kääntöpöydän 7 ja nostopuomin 4 välillä olevat nivelöidyt nostopuomin kiinnityspisteen rakenteet korvattu jäykällä rakenteella, joka pyörii kääntöpöydän kääntymisakselin Sr suhteen samankeskisesti. Yllä mainitut todellisessa rakenteessa olevat nivelet voidaan käytännön toteutuksessa huomioida todellisessa puomistossa 2 määrittämällä näiden nivelten aiheuttama puomiston pään sijainnin muutos mittaamalla myös näiden nivelten välisten jäsenten välisiä kulmia vastaavilla antureilla kuin E1-E4.Figure 7 shows (for the sake of clarity) a slightly simplified representation of the actual boom 2. In order to simplify the following theoretical consideration, the articulated boom attachment point structures between the turntable 7 and the lift boom 4 are replaced by a rigid structure that rotates about the pivot axis Sr. In practice, the above-mentioned joints in the actual structure can be taken into account in the actual boom 2 by determining the change in the position of the boom head caused by these joints, also by measuring the angles between these joints with corresponding sensors like E1-E4.

Kuvan 7 mukaisessa puomistossa pelkästään puomistoa 2 käännettäessä (ts. silloin kun puomiston nostopuomi 4, taittopuomi 5 ja jatkopuomi 6 pysyvät paikoillaan) puomiston pään Pt liikenopeus (kärkinopeus) vt saadaan laskettua yhtälöstäIn the boom of Fig. 7, only when the boom 2 is rotated (i.e., when the boom lift boom 4, the folding boom 5 and the extension boom 6 remain in place), the movement velocity (tip speed) of the boom end Pt can be calculated from the equation

(1) missä vt = kärkinopeus r = kääntöpöydän pyörimisakselin Sr ja puomiston pään Pt välinen kohtisuora etäisyys oust = kääntöpöydän kulmanopeus.(1) where vt = vertex speed r = perpendicular distance between the turntable rotation axis Sr and the boom head Pt Oust = turntable angular velocity.

Etäisyys r saadaan määritettyä laskennallisesti, kun tiedetään nostopuomin 4 ja kääntöpöydän 7 välinen kulma, taittopuomin 5 ja nostopuomin välinen kulma sekä jatkopuomin 6 asema taittopuomiin 5 nähden. Kuten edellä mai- riittiin nämä asentokulmat sekä jatkopuomin 6 sijaintitieto saadaan mittaus-antureilta E1-E4. Näin ollen metsäkoneen 1 ohjausyksiköllä on tarvittavat tiedot kohtisuoran etäisyyden r arvon määrittämiseksi puomiston 2 ollessa missä tahansa asennossa. Näiden tietojen perusteella kääntöpöydän 7 kääntymisnopeus ja vasemman käden ohjausvivun 21 välinen suhde voidaan säätää toimimaan kohtisuorasta etäisyydestä r riippuen halutulla tavalla ohjausyksikköä ohjelmoimalla.The distance r can be determined computationally by knowing the angle between the lifting boom 4 and the turntable 7, the angle between the folding boom 5 and the lifting boom, and the position of the extension boom 6 with respect to the folding boom 5. As mentioned above, these position angles as well as the position information of the extension boom 6 are obtained from the measuring sensors E1-E4. Thus, the control unit of the forest machine 1 has the information needed to determine the value of the perpendicular distance r with the boom 2 in any position. Based on this information, the relationship between the rotation speed of the turntable 7 and the left-hand control lever 21 can be adjusted to operate in a desired manner depending on the perpendicular distance r by programming the control unit.

Kuvassa 4 on esitetty kuvan 3 mukaisen toiminnon ohjaamisessa käytetty kääntöpöydän 7 nopeuden korjauskerroin (pystyakselilla) puomiston pään Pt ja kääntöpöydän 7 kääntymisakselin Sr välisen etäisyyden funktiona, kun vasemman käden ohjausvipu on säädetty säätövälinsä puoliväliin (50% ohjaukselle). Kuten kuvasta 4 nähdään metsäkoneen 1 ohjausyksikön käyttämä korjauskerroin puomistoa 2 kääntävän kääntöpöydän 7 nopeuteen on vakio rajaetäisyyteen η saakka eli kääntöpöydän 7 nopeus on tällä välillä aina sama, mutta rajaetäisyyden η jälkeen se laskee niin, että puomiston pään Pt ja kääntymisakselin Sr välisen kohtisuoran etäisyyden kasvun vaikutus tulee huomioitua siten, että puomiston pään Pt nopeus vt pysyy koko ajan vakiona puomiston pään ollessa kauempana vertailupisteestä Pr kuin rajaetäisyys n.Fig. 4 shows the speed correction factor (vertical axis) of the turntable 7 used to control the function of Fig. 3 as a function of the distance between the boom end Pt and the turntable 7 pivot axis Sr with the left hand control lever adjusted halfway (50% control). As shown in Figure 4, the correction factor used by the control unit of the forest machine 1 for the speed of the turntable pivoting boom 2 is constant up to the boundary distance η, ie the velocity of the turntable 7 is always the same but after the boundary distance η it should be taken into account that the velocity vt of the boom head Pt remains constant with the boom head farther from the reference point Pr than the boundary distance n.

Kuvassa 5 on esitetty puomiston pään Pt nopeus vt silloin, kun käytetään puomiston 2 kääntämiseen 100% ohjausta eli vasemman käden ohjausvipu 21 on käännettynä täysin ääriasentoonsa joko suuntaan -Xv tai +Xv. Kuten kuvasta 5 nähdään rajaetäisyys η ei olekaan enää sama kuin käytettäessä 50% ohjausta, vaan se on kasvanut arvoon n = 9 m. Toisin sanoen kuvan 1 mukaisessa metsäkoneessa 1 rajaetäisyys n muuttuu ohjausvivun 21 asennon funktiona siten, että ohjausvivun ollessa puolivälissä n(50%) = 5 m ja kun se on ääriasentoon käännettynä n(100%) = 9 m.Figure 5 shows the velocity vt of the boom end Pt when 100% steering is used to rotate the boom 2, i.e. the left hand control lever 21 is fully rotated to its extreme position in either the -Xv or + Xv direction. As shown in Figure 5, the cut-off distance η is no longer the same as with 50% control, but has increased to n = 9 m. In other words, in the forestry machine 1 shown in Figure 1, the cut-off n changes as a function of the control lever 21. ) = 5 m and when turned to end position n (100%) = 9 m.

Kuvassa 6 on esitetty se, miten tällainen ohjaus vaikuttaa puomiston pään Pt nopeuteen puomistoa 2 pelkästään kääntöpöydän 7 avulla käännettäessä (ts. puomiston puomien 4-6 ollessa toisiinsa nähden paikoillaan). Ohjaimen ohjauksen ollessa välillä 0 ... 50%:iin (täydestä nopeudesta) kärkinopeus kasvaa hitaammin ja 50%:sta 100%:iin nopeammin eli 100%:n ohjauksella nopeus on sama kuin siinä tapauksessa jos kärkinopeus Vt olisi kasvanut koko ajan niin paljon kun se kasvaa puomiston pään etäisyyden s ollessa välillä 0 ... η.Figure 6 illustrates how such control affects the speed of the boom end Pt when the boom 2 is only rotated by the turntable 7 (i.e., the boom booms 4-6 are in relation to each other). With controller control between 0 ... 50% (full speed), the tip speed increases slower and 50% to 100% faster, so with 100% control the speed is the same as if the tip speed Vt had increased so much all the time as it increases with a boom head distance s of 0 ... η.

Edellä esitetty esimerkkisovellus liittyi metsäkoneeseen. Keksinnön mukaisella menetelmällä ohjattava puomisto voi olla yhtä hyvin muun työkoneen kuin metsäkoneen yhteydessä oleva puomisto. Puomisto, jota ohjataan voisi siten olla esim. kaivinkoneen tai mikä tahansa muun metsäkoneen tai kaivinkoneen puomiston kaltaisella nivelpuomistolla varustetun työkoneen, kuten esim. materiaalikuormaimen tai henkilönostimen puomisto.The above example application was related to a forestry machine. The boom controlled by the method of the invention can be as well a boom connected to a work machine than to a forestry machine. The boom which can thus be controlled could be, for example, an excavator or any other work machine with an articulated boom similar to a forestry machine or excavator boom, such as a material loader or a hoist.

Edellä esitetyssä esimerkkisovelluksessa kuvattu puomisto muodostui kahdesta toisiinsa ja kääntöpöytään kääntyvästi kiinnitetystä puomista eli nostoja taittopuomista sekä taittopuomin päästä ulos- ja takaisin taittopuomin sisään liikutettavasta jatkopuomista. Keksinnön mukaista menetelmää voidaan kuitenkin soveltaa myös esim. sellaisiin puomistoihin, joissa on vain yksi työkoneeseen kääntyvästi kiinnitetty puomi tai jossa puomistoon kuuluu kolme tai useampia toisiinsa ja työkoneeseen nivelöidysti kiinnitettyjä puomeja. Puomien määrä ja liittyminen toisiinsa huomioidaan puomiston pään ja puo-mistoa kääntävän toimilaitteen kääntymisakselin kohtisuoran etäisyyden r määrittämisessä. Tämän perusteella määritetään laskennallisesti sellainen puomistoa kääntävän toimilaitteen liikenopeus, että haluttu tiettyä ohjausvi-vun asentoa vastaava puomiston pään liikenopeus saadaan muodostettua. Puomien asentoa/sijaintia toisiinsa nähden mitataan jatkuvasti sopivilla antureilla (esim. kulma- tai lineaariantureilla) niin, että saadaan työkoneen ohjausyksikölle tarvittavat tiedot puomiston pään sijainnista siten, että sen ja puomistoa kääntävän toimilaitteen kääntymisakselin välinen etäisyys tiedetään kaikissa tilanteissa. Tällöin työkoneen ohjausyksikkö voi säätää puomistoa kääntävälle toimilaitteelle liikenopeuden, joka tuottaa kyseistä ohjaimen asentoa sekä puomiston pään ja puomiston kääntölikkeen kääntymisakselin välistä etäisyyttä vastaavan puomiston pään liikenopeuden.The boom described in the above exemplary embodiment consisted of two booms that are pivotally mounted to each other and to the turntable, i.e. lifts of the folding boom and an extension boom that can be moved from the end of the folding boom to the folding boom. However, the method according to the invention can also be applied, for example, to booms having only one boom which is pivotally mounted on a work machine, or where the boom comprises three or more booms articulated to each other and to the work machine. The number of booms and their interconnection are taken into account in determining the perpendicular distance r of the boom head and the pivot axis of pivoting actuator. Based on this, the movement speed of the boom swivel actuator is calculated to provide a desired boom head movement speed corresponding to the desired position of the control lever. The position / position of the booms relative to each other is continuously measured by suitable sensors (eg angular or linear sensors) so as to provide the implement control unit with the necessary information about the position of the boom head so that its distance from the pivot actuator pivot axis is known. In this case, the implement control unit can adjust the movement speed of the boom rotating actuator, which produces the speed of movement of the boom head corresponding to that position of the guide and the distance between the boom head and the boom swing axis.

Puomiston pään liikenopeuden Vt välillä 0 ... η ei välttämättä tarvitse kuitenkaan kasvaa lineaarisesti niin kuin edellä esitetyssä esimerkkisovelluksessa, vaan nopeuden kasvu voi joissakin keksinnön mukaisen menetelmän suoritusmuodoissa olla myös epälineaarista. Jossakin tapauksessa voi olla järkevää, että puomiston pään nopeus kasvaa puomiston pään ja puomiston kääntöakselin kohtisuoran etäisyyden kasvaessa aluksi hitaammin ja sitten hieman tai jonkin verran nopeammin rajaetäisyyteen saakka. Jossakin toisessa sovelluksessa nopeuden kasvu voi olla lähellä kääntymisakselia nope- ampaa kuin lähellä rajaetäisyyttä. Puomiston pään liikenopeuden muuttumiseen ei myöskään tarvitse liittyä rajaetäisyyttä, jonka jälkeen nopeus olisi vakio, vaan liikenopeus voi esim. kasvaa aluksi nopeammin ja sen jälkeen vähitellen hitaammin ja hitaammin etäisyyden kasvaessa kohti puomiston päällä saavutettavaa maksimietäisyyttä. Nopeus voi myös kasvaa monella muulla tavalla epätasaisesti, kun tarkastellaan koko puomiston pään ja sitä kääntävän toimilaitteen kääntymisakselin välisen kohtisuoran etäisyyden vaihteluväliä. Jossakin suoritusmuodossa nopeus voi kasvaa esim. niin, että kasvu on lähellä kääntymisakselia hidasta ja nopeutuu sitten jonkin verran nopeammin etäisyyden vaihteluvälin keskivaiheilla, mutta on jälleen hitaampaa lähellä puomiston päällä saavutettavaa maksimietäisyyttä. Edelleen myös sellainen säätötapa, jossa nopeuden kasvu on hitaampaa kääntymisakselin lähellä kuin lähellä puomiston päällä saavutettavaa maksimietäisyyttä, on mahdollinen.However, the boom head movement velocity Vt between 0 and η need not necessarily increase linearly as in the above exemplary embodiment, but in some embodiments of the method of the invention, the velocity increase may also be non-linear. In some cases, it may be sensible for the boom head speed to increase as the perpendicular distance between the boom head and the boom pivot axis increases slower at first and then slightly or somewhat faster up to the boundary distance. In another embodiment, the velocity increase may be near the pivot axis faster than near the boundary distance. Also, there is no need for the boom head movement velocity to be associated with a boundary distance, after which the velocity will be constant, for example, the movement velocity may initially increase faster and then gradually slower and slower as the distance to the boom reaches. In many other ways, the velocity may increase unevenly when looking at the range of perpendicular distance between the entire boom head and the pivot axis of the actuator that pivots it. In some embodiments, the velocity may increase, for example, so that the growth is slow near the axis of rotation and then accelerates somewhat faster at mid-range, but is again slower near the maximum distance at the boom. Further, a method of adjustment in which speed increase is slower near the pivot axis than near the maximum distance at the top of the boom is possible.

Joissakin, esim. kuvien 1-7 kaltaisissa työkoneissa, keksinnön mukaista puomiston pään nopeudensäätömenetelmää voisi olla sovellettu vaihtoehtoisesti vain esim. pelkkään puomiston lineaariliikkeen säätöön (ts. puomiston pään liikkeen poispäin alustakoneesta ja takaisin alustakoneeseen päin) tai näihin molempiin eli sekä lineaari- että kääntöliikkeen säätöön samanaikaisesti. Lineaariliikkeen nopeutta tällä tavoin säädettäessä on ohjausyksikön säädettävä toimilaitteiden liikenopeutta niin, että puomiston pää liikkuu keksinnön ajatuksen mukaisesti tietyllä nopeudella, joka riippuu puomiston pään ja kääntymisakselin välisestä kohtisuorasta etäisyydestä sekä liikettä ohjaavan ohajaimen asennosta. Tällöin on määritettävä puomiston pään lineaari-liikkeestä aiheutuvien liikkeen nopeuskomponenttien x’, y’ ja z’ sekä toimilaitteiden liikenopeuden välinen yhteys, joka riippuu kullakin hetkellä eri puomien välisistä kulmista sekä esim. kuvien 1-7 mukaisessa sovelluksessa lisäksi jatkopuomin asemasta. Puomiston eri puomien asemasta riippuva puomiston pään ja eri puomeja liikuttavien toimilaitteiden liikenopeuksien välinen yhteys on mahdollista määrittää laskennallisesti esim. julkaisussa US 4, 910,673 A esitetyllä tavalla trigonometrisesti. Keksinnön mukainen menetelmä ei siis rajoitu edellä kuvattuihin esimerkkisovelluksiin, vaan voi vaihdella oheisten patenttivaatimusten puitteissa.Alternatively, the boom head speed control method of the invention could be applied only to e.g. linear boom head movement (i.e., boom head movement away from the base machine and back to the base machine), or both, that is, linear and tilt control. simultaneously. When controlling the linear motion velocity in this way, the control unit must adjust the movement speed of the actuators so that the boom head moves according to the invention at a certain speed, which depends on the perpendicular distance between the boom head and the pivot axis. Here, the relationship between the motion velocity components x ', y' and z 'resulting from the linear motion of the boom head and the velocity of the actuators must be determined, which depends on the angles between the different booms at each time. Depending on the position of the various boom positions, the relationship between the movement speed of the boom head and the actuators moving the various booms can be determined computationally, e.g., as disclosed in US 4,910,673 A, trigonometically. Thus, the process of the invention is not limited to the exemplary embodiments described above, but may vary within the scope of the appended claims.

Claims

1. Menetelmä työkoneen (1) puomiston pään (Pt) ohjaamiseksi puomiston pään (Pt) etäisyyden mukaan, jossa menetelmässä puomistoa (2) kääntävän toimilaitteen (7) tiettyä ohjaimen (21) asentoa vastaavaa puomiston pään (Pt) liikenopeutta säädetään sen mukaan, millä kohtisuoralla etäisyydellä (r) puomiston pää (Pt) sijaitsee puomiston (2) kääntymisakselista (Sr) tunnettu siitä, että puomistoa (2) kääntöpöydän kääntymisakselin (Sr) suhteen kääntävän toimilaitteen (7) liikenopeutta säädetään siten, että ohjaimen (21) asennon pysyessä tietyssä puomistoa (2) liikkumaan ohjaavassa asennossa, mutta puomiston pään (Pt) kohtisuoran etäisyyden (r) kasvaessa puomiston (2) kääntymisakseliin (Sr) nähden puomiston pään (Pt) nopeus (vt) kasvaa epätasaisesti niin, että puomiston päällä (Pt) on ainakin kolme eri nopeutta, kun tarkastellaan koko etäisyysväliä puomiston (2) kääntymisakselista (Sr) puomiston päällä (Pt) saavutettavaan maksimietäisyyteen (rmax) ja että puomiston pään (Pt) etäisyyden (r) kasvaessa kääntymisakselista (Sr) puomiston pään (Pt) liikenopeus (vt) aluksi kasvaa etäisyyden (r) kasvaessa, mutta ennalta määrätyn rajaetäisyyden (n) jälkeen liikenopeus (vt) pysyy pääasiassa vakiona etäisyyden (r) edelleen kasvaessa maksimietäisyyteen (rmax) saakka.A method for controlling the boom head (Pt) of a work machine (1) according to the distance of the boom head (Pt), comprising adjusting the movement speed of the boom head (Pt) corresponding to a particular position of the guide (21) for rotating the boom (2) at a perpendicular distance (r) to the boom end (Pt) from the pivot axis (Sr) of the boom (2), characterized in that the movement speed of the actuator (7) pivoting the boom (2) relative to the pivot axis of the turntable the boom (2) is in a position to move, but as the perpendicular distance (r) of the boom head (Pt) increases relative to the pivot axis (Sr) of the boom (2), the velocity (vt) of the boom head (Pt) increases unevenly so that three different speeds when looking at the entire distance from the pivot axis (Sr) of the boom (2) to the maximum reach of the boom (Pt) distance (rmax) and that as the distance (r) of the boom head (Pt) increases from the axis of rotation (Sr), the movement speed (vt) of the boom head (Pt) initially increases as the distance (r) increases, but after a predetermined distance mainly constant as distance (r) continues to increase to maximum distance (rmax).

2. Förfarande enligt patentkrav 1, kännetecknat av att gränsavståndet (n) beror på läget av ett styrdon (21) som styr kranspetsens (Pt) svängrörelse.2. Förfarande enligt patentkrav 1, kännetecknat av att gränsavståndet (n) beror på jalant av et styrdon (21) som styr kranspetsens (Pt) svängrörelse.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä tunnettu siitä, että rajaetäisyys (n) riippuu puomiston pään (Pt) kääntöliikettä ohjaavan ohjaimen (21) asennosta.Method according to Claim 1, characterized in that the boundary distance (n) depends on the position of the guide (21) controlling the pivoting movement of the boom head (Pt).

3. Förfarande enligt patentkrav 2, kännetecknat av att gränsavståndet (n) ökar när den med styrdonet (21) justerade rörelsehastigheten (vt) av kranspetsen (Pt) ökar.3. Förfarande enligt patentkrav 2, kännetecknat av att gränsavståndet (n) ekar när den med styrdonet (21) justerade rörelsehastigheten (see) av kranspetsen (Pt) ekar.

3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen menetelmä tunnettu siitä, että rajaetäisyys (η) kasvaa ohjaimella (21) säädetyn puomiston pään (Pt) liikenopeuden (vt) kasvaessa.Method according to Claim 2, characterized in that the boundary distance (η) increases with the movement (vt) of the boom head (Pt) adjusted by the guide (21).

4. Förfarande enligt något av patentkraven 1-3, kännetecknat av att kranspetsens (Pt) rörelsehastighet (vt) som motsvarar ett bestämt läge av styrdonet (21) som styr kranens (2) svängrörelse ökar linjärt ända till gränsavståndet (η).4. Förfarande enligt något av patentkraven 1-3, kännetecknat av att cranspetsens (Pt) rörelsehastighet (vt) som motsvarar et bestämt parent av styrdonet (21) som styr kranens (2) svängrörelse ecar liner till gränsavståndet.

4. Jonkin patenttivaatimuksen 1-3 mukainen menetelmä tunnettu siitä, että tiettyä puomiston (2) kääntölii kettä ohjaavan ohjaimen (21) asentoa vastaava puomiston pään (Pt) liikenopeus (vt) kasvaa rajaetäisyyteen (n) asti lineaarisesti.Method according to one of Claims 1 to 3, characterized in that the movement speed (vt) of the boom head (Pt) corresponding to a certain position of the guide (21) controlling the pivoting movement of the boom (2) increases linearly up to the limit distance (n).

5. Förfarande enligt något av patentkraven 1-3, kännetecknat av att kranspetsens (Pt) rörelsehastighet (vt) som motsvarar ett bestämt läge av styrdonet (21) som styr kranens (2) svängrörelse ökar olinjärt ända till gränsavståndet (η).5. Förfarande enligt något av patentkraven 1-3, kännetecknat av att cranspetsens (Pt) rörelsehastighet (vt) som motsvarar et bestämt parent av styrdonet (21) som styr kranens (2) svängrörelse ekar olarÄrt å till gränsavstånd.

5. Jonkin patenttivaatimuksen 1-3 mukainen menetelmä tunnettu siitä, että tiettyä puomiston (2) kääntölii kettä ohjaavan ohjaimen (21) asentoa vastaava puomiston pään (Pt) liikenopeus (vt) kasvaa rajaetäisyyteen (n) asti epälineaarisesti.Method according to one of Claims 1 to 3, characterized in that the movement velocity (vt) of the boom head (Pt) corresponding to a certain position of the guide (21) controlling the pivoting movement of the boom (2) increases non-linearly up to the limit distance (n).

6. Förfarande enligt patentkrav 5, kännetecknat av att kranspetsens (Pt) rörelsehastighet (vt) som motsvarar ett bestämt läge av styrdonet (21) som styr kranens (2) svängrörelse ökar snabbare nära svängaxeln (Sr) än nära gränsavståndet (n).6. Förfarande enligt patentkrav 5, kännetecknat av att cranspetsens (Pt) rörelsehastighet (see) som motsvarar et bestämt parent av styrdonet (21) som styr kranens (2) svängrörelse ekar snabbare när svängaxeln (Sr) nän närn gr.

6. Patenttivaatimuksen 5 mukainen menetelmä tunnettu siitä, että tiettyä puomiston (2) kääntöliikettä ohjaavan ohjaimen (21) asentoa vastaava puomiston pään (Pt) liikenopeus (vt) kasvaa lähellä kääntymisakselia (Sr) nopeammin kuin lähellä rajaetäisyyttä (n).Method according to Claim 5, characterized in that the movement speed (vt) of the boom head (Pt) corresponding to a certain position of the guide (21) controlling the pivoting movement of the boom (2) increases faster near the pivot axis (Sr) than near the boundary distance (n).

7. Förfarande enligt något av patentkraven 1-6, kännetecknat av att rörelsehastigheten av ett ställdon (7) som svänger kranen (2) är konstant vid ett bestämt läge av styrdonet (21) som styr kranens (2) svängrörelse, när kranspetsen (Pt) befinner sig på gränsavståndet (n) eller på ett kortare vinkelrät avstånd (r) från svängaxeln (Sr).7. Förfarande enligt något av patentkraven 1-6, kännetecknat av att rörelsehastigheten av et ställdon (7) som svänger Kranen (2) constant vid et bestämt source av styrdonet (21) som styr kranens (2) svängrörelse, när kranspetsen ) befinner sig på gränsavståndet (n) eller på et korteler avstånd (r) från svängaxeln (Sr).

7. Jonkin patenttivaatimuksen 1-6 mukainen menetelmä tunnettu siitä, että puomistoa (2) kääntävän toimilaitteen (7) liikenopeus on vakio tietyllä puomiston (2) kääntöliikettä ohjaavan ohjaimen (21) asennolla silloin, kun puomiston pää (Pt) on rajaetäisyyden (n) tai sitä lyhyemmän kohtisuoran etäisyyden (r) päässä kääntymisakselista (Sr).Method according to one of Claims 1 to 6, characterized in that the movement speed of the actuator (7) which pivots the boom (2) is constant at a certain position of the control (21) of pivoting movement of the boom (2) or a shorter orthogonal distance (r) from the axis of rotation (Sr).

8. Förfarande enligt patentkrav 7, kännetecknat av att rörelsehastigheten av ställdonet (7) som svänger kranen (2), vilken hastighet motsvarar läget av styrdonet (21) som styr kranens (2) svängrörelse, blir långsammare när det vinkelräta avståndet (r) efter gränsavståndet (η) ökar så mycket att kranspetsens (Pt) hastighet (Vt) förblir konstant efter gränsavståndet (n).8. Förfarande enligt patentkrav 7, kännetecknat av att rörelsehastigheten av ställdonet (7) som svänger Kranen (2), hastighet motsvarar sluice (21) som styr kranens (2) svängrörelse, blir långsammare när detär. gränsavståndet (η) ekar så mycket att cranspetsens (Pt) hastighet (Vt) förblir constant efter gränsavståndet (n).

8. Patenttivaatimuksen 7 mukainen menetelmä tunnettu siitä, että tiettyä puomiston (2) kääntöliikettä ohjaavan ohjaimen (21) asentoa vastaava puomistoa (2) kääntävän toimilaitteen (7) liikenopeus hidastuu kohtisuoran etäisyyden (r) kasvaessa rajaetäisyyden (n) jälkeen niin paljon, että puomiston pään (Pt) nopeus (Vt) pysyy rajaetäisyyden (η) jälkeen vakiona.Method according to Claim 7, characterized in that the movement speed of the boom (2) which rotates the boom (2) corresponding to the position of the particular boom (2) pivot movement control slows down as the perpendicular distance (r) increases beyond the boundary distance (n). the velocity (Vt) of the head (Pt) remains constant after the boundary distance (η).

9. Förfarande enligt något av patentkraven 1-8, kännetecknat av att vridaxeln (Sr) är vridaxeln av ett svängbord (7) som svänger kranen (2).9. Förfarande enligt något av patentkraven 1-8, kännetecknat av att vridaxeln (Sr) or vridaxeln av et svängbord (7) som svänger Kranen (2).

9. Jonkin patenttivaatimuksen 1-8 mukainen menetelmä tunnettu siitä, että kääntöakselina (Sr) on puomistoa (2) kääntävän kääntöpöydän (7) kääntymisakseli.Method according to one of Claims 1 to 8, characterized in that the pivot axis (Sr) is the pivot axis of the pivot table (7) which pivots the boom (2).

10. Jonkin patenttivaatimuksen 1-9 mukainen menetelmä tunnettu siitä, että menetelmää käytetään metsäkoneessa (1) olevan puomiston (2) liikeno-peuden säätämiseen. Förfarande för styrning av kranspetsen (Pt) i en arbetsmaskin (1) enligt kranspetsens (Pt) avstånd, i vilket förfarande kranspetsens (Pt) rörelsehastighet, vilken motsvarar ett bestämt läge av ett styrdon (21) som styr ställdonet (7) som svänger kranen (2), justeras på basis av det, på vilket vinkelräta avstånd (r) kranspetsen (Pt) befinner sig från kranens (2) svängaxel (Sr), kännetecknat av att rörelsehastigheten av ställdonet (7) som svänger kranen (2) relativt vridaxeln (Sr) av ett svängbord justeras på så sätt att när styrdonet (21) förblir i ett bestämt läge som styr kranens (2) rörelse, men kranspetsens (Pt) vinkelräta avstånd (r) ökar relativt kranens (2) svängaxel (Sr), ökar kranspetsens (Pt) hastighet (vt) ojämnt på så sätt att kranspetsen (Pt) har minst tre olika hastigheter, när man betraktar det hela avståndsspannet från kranens (2) svängaxel (Sr) till maximiavståndet (rmax) som nås med kranspetsen (Pt), och att när kranspetsens (Pt) avstånd (r) från svängaxeln (Sr) ökar, ökar kranspetsens (Pt) rörelsehastighet (vt) i början när avståndet (r) ökar, men efter ett förutbestämt gränsavstånd (η) förblir rörelsehastigheten (vt) huvudsakligen konstant när avståndet (r) ökar vidare ända till maximiavståndet (rmax).Method according to one of Claims 1 to 9, characterized in that the method is used to adjust the movement speed of the boom (2) in the forestry machine (1). Förfarande för styrning av kranspetsen (Pt) i en arbetsmaskin (1) enligt kranspetsens (Pt) avstånd, i flash Förfarande transanspetsens (Pt) rörelsehastighet, werk motsvarar ett bestämt län av ett styranen (21) som styran ställd (2), justeras på basis av det, på flashes avstånd (r) kranspetsen (Pt) befinner sig från kranens (2) svängaxel (Sr), kännetecknat av att rörelsehastigheten av ställdonet (7) som svänger Kraniv (2) relativ (Sr) av ett svängbord justeras på så provision att när styrdonet (21) förblir i et bestämt fahl som styr kranens (2) rörelse, men cranspetsens (Pt) vulgarräta avstånd (r) ekar relativt kranens (Sr), ekar cranspetsens (Pt) hastighet (see) ojämnt på så provision att kranspetsen (Pt) har minst tre olika hastigheter, I see betraktar det hela avståndsspannet från kranens (2) svängaxel (Sr) till maximiavståndet (rmax) som Nå ), och att när cranspetsens (Pt) avstånd (r) från svängaxeln (Sr) ekar, ekar kranspetsens (Pt) rörelsehastighet (vt) i början när avståndet (r) ekar, men efter ett förutbestämt gränsavstånd (η) förblir rörelsehastighet (r) r) ecar vidare aand till maximiavståndet (rmax).

10. Förfarande enligt något av patentkraven 1-9, kännetecknat av att förfarandet används för justering av rörelsehastigheten av en kran (2) i en skogsmaskin (1).10. Förfarande enligt något av patentkraven 1-9, kännetecknat av att förfarandet används för justering av rörelsehastigheten av en kran (2) i en Skogsmaskin (1).