本申請要求2011年4月14日提交的美國臨時申請61/475,474的優(yōu)先權(quán)，在此其全部內(nèi)容通過引用并入。

背景技術(shù)：

本發(fā)明涉及使用繩索挖掘機(jī)進(jìn)行的物料移動。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的實施例提供了一種用于繩索挖掘機(jī)的回轉(zhuǎn)至料斗動作(swing-to-hopper motion)的各種程度的自動化的系統(tǒng)以及方法。在挖掘操作期間，操作者控制繩索挖掘機(jī)向鏟斗中裝載物料?？刂破?，或者經(jīng)由操作者輸入或者傳感器數(shù)據(jù)，而接收鏟斗的方位數(shù)據(jù)以及在其中傾卸鏟斗中的物料的料斗的方位數(shù)據(jù)。然后控制器計算鏟斗行駛到料斗上的方位以便傾卸鏟斗中的內(nèi)容物的理想路徑。在一些實施例中，控制器輸出操作者反饋來幫助操作者沿理想路徑行駛至料斗。在一些實施例中，控制器限制鏟斗動作，使得操作者不可以偏離理想路徑超出某一限度。在一些實施例中，控制器自動控制鏟斗到達(dá)料斗的移動。本發(fā)明的實施例也適用于幫助鏟斗從料斗回轉(zhuǎn)回挖掘位置的卷曲(tuck)方位。

在一個實施例中，提供了一種包括自動回轉(zhuǎn)系統(tǒng)的繩索挖掘機(jī)。繩索挖掘機(jī)包括回轉(zhuǎn)馬達(dá)、提升(hoist)馬達(dá)、推壓(crowd)馬達(dá)、可操作于挖掘以及傾卸物料并且經(jīng)由提升馬達(dá)、推壓馬達(dá)、以及回轉(zhuǎn)馬達(dá)的操作定位的鏟斗、以及控制器?？刂破靼ń邮债?dāng)前鏟斗數(shù)據(jù)以及指示出鏟斗傾卸其中的物料的位置的傾卸位置信息的理想路徑生成器模塊。理想路徑生成器計算理想回轉(zhuǎn)路徑，以及還基于理想回轉(zhuǎn)路徑而計算理想提升路徑以及理想推壓路徑。理想路徑生成器然后輸出理想回轉(zhuǎn)路徑、理想提升路徑、以及理想推壓路徑。

在另一實施例中，提供了一種生成用于回轉(zhuǎn)繩索挖掘機(jī)的理想路徑的方法。繩索挖掘機(jī)包括回轉(zhuǎn)馬達(dá)、提升馬達(dá)、推壓馬達(dá)、以及可操作用以挖掘以及傾卸物料的鏟斗。鏟斗經(jīng)由提升馬達(dá)、推壓馬達(dá)、以及回轉(zhuǎn)馬達(dá)的操作定位。該方法包括接收當(dāng)前鏟斗數(shù)據(jù)以及指示鏟斗傾卸其中的物料的位置的傾卸位置信息。該方法還包括計算理想回轉(zhuǎn)路徑，以及還基于理想回轉(zhuǎn)路徑而計算理想提升路徑以及理想推壓路徑。然后輸出理想回轉(zhuǎn)路徑、理想提升路徑、以及理想推壓路徑。

在另一實施例中，提供一種包括自動回轉(zhuǎn)系統(tǒng)的繩索挖掘機(jī)。繩索挖掘機(jī)包括回轉(zhuǎn)馬達(dá)、提升馬達(dá)、推壓馬達(dá)、可操作用于挖掘以及傾卸物料并且經(jīng)由提升馬達(dá)、推壓馬達(dá)、以及回轉(zhuǎn)馬達(dá)的操作定位的鏟斗、以及控制器?？刂破靼ń邮债?dāng)前鏟斗數(shù)據(jù)以及指示出鏟斗傾卸其中的物料的位置的傾卸位置信息的理想路徑生成器模塊。理想路徑生成器至少計算理想回轉(zhuǎn)路徑、理想提升路徑、以及理想推壓路徑中的一種。理想路徑生成器然后輸出理想回轉(zhuǎn)路徑、理想提升路徑、以及理想推壓路徑。

在一些實施例中，理想路徑生成器模塊還接收來自操作者的回轉(zhuǎn)激進(jìn)(aggressiveness)程度，其中基于回轉(zhuǎn)激進(jìn)程度而計算理想回轉(zhuǎn)路徑。另外，可以從全球定位衛(wèi)星(GPS)數(shù)據(jù)以及存儲了先前操作者控制傾卸的位置的存儲器之一中接收傾卸位置信息。繩索挖掘機(jī)還可以包括反饋模塊，其接收包括當(dāng)前回轉(zhuǎn)馬達(dá)方位、當(dāng)前提升馬達(dá)方位、以及當(dāng)前推壓馬達(dá)方位的當(dāng)前鏟斗數(shù)據(jù)；接收理想回轉(zhuǎn)路徑、理想提升路徑、以及理想推壓路徑，以及向操作者提供相對于傾卸位置信息的當(dāng)前鏟斗數(shù)據(jù)的音頻、視覺、以及觸覺反饋中的至少一種。反饋模塊可以例如經(jīng)由顯示器向操作者示出傾卸位置信息以及當(dāng)前鏟斗數(shù)據(jù)。

在一些實施例中，繩索挖掘機(jī)還包括邊界生成器模塊，其接收包括當(dāng)前回轉(zhuǎn)馬達(dá)方位、當(dāng)前提升馬達(dá)方位、以及當(dāng)前推壓馬達(dá)方位的當(dāng)前鏟斗數(shù)據(jù)；接收理想回轉(zhuǎn)路徑、理想提升路徑、以及理想推壓路徑；以及生成用于理想提升路徑以及理想推壓路徑的邊界。

在一些實施例中，繩索挖掘機(jī)還包括鏟斗控制信號模塊，其接收：(a)來自邊界生成器模塊的邊界、(b)當(dāng)前鏟斗數(shù)據(jù)、以及(c)用于經(jīng)由提升馬達(dá)、推壓馬達(dá)、以及回轉(zhuǎn)馬達(dá)控制鏟斗運(yùn)動的操作者控制。鏟斗控制信號模塊還比較當(dāng)前鏟斗數(shù)據(jù)與邊界，并且當(dāng)當(dāng)前鏟斗數(shù)據(jù)指示出提升馬達(dá)以及推壓馬達(dá)的至少一個在邊界處或邊界以外時，調(diào)節(jié)操作者控制來保持提升馬達(dá)以及推壓馬達(dá)在邊界以內(nèi)。邊界可以是斜坡函數(shù)、恒定窗口、以及多項式曲線中的一個。

在一些實施例中，鏟斗控制信號模塊接收理想回轉(zhuǎn)路徑、理想提升路徑、以及理想推壓路徑。作為響應(yīng)，鏟斗控制信號模塊分別根據(jù)理想回轉(zhuǎn)路徑、理想提升路徑、以及理想推壓路徑來輸出控制回轉(zhuǎn)馬達(dá)、提升馬達(dá)、以及推壓馬達(dá)的控制信號。

在一些實施例中，繩索挖掘機(jī)還包括模式選擇器模塊，其接收指示出至少三種回轉(zhuǎn)自動化模式之一的操作者模式選擇，以及控制繩索挖掘機(jī)以使用所選擇的回轉(zhuǎn)自動化模式進(jìn)行操作。至少三種操作模式可以包括以下模式中的至少三種：非回轉(zhuǎn)自動化模式、軌跡反饋模式、教導(dǎo)模式、動作限制模式、以及全自動化模式。另外，模式選擇器模塊可以接收指示至少一種設(shè)備故障的系統(tǒng)信息，從而控制繩索挖掘機(jī)以不同的回轉(zhuǎn)自動化模式進(jìn)行操作。

在一些實施例中，繩索挖掘機(jī)還包括料斗對準(zhǔn)系統(tǒng)，包括照相機(jī)以及激光掃描儀的至少一個。料斗對準(zhǔn)系統(tǒng)確定何時鏟斗在傾卸位置的預(yù)定范圍以內(nèi)，以及控制鏟斗控制信號模塊以執(zhí)行鏟斗的可視伺服，以便使鏟斗與傾卸位置對準(zhǔn)。

考慮詳細(xì)說明以及伴隨附圖，本發(fā)明的其他方面將變得很明顯。

附圖說明

圖1描述根據(jù)本發(fā)明實施例的示例性繩索挖掘機(jī)以及移動采礦破碎機(jī)。

圖2A-C描述繩索挖掘機(jī)在挖掘位置與傾卸位置之間的回轉(zhuǎn)。

圖3-5描述鏟斗在移動采礦破碎機(jī)的料斗之上的對準(zhǔn)。

圖6描述根據(jù)本發(fā)明實施例的用于回轉(zhuǎn)自動化的控制系統(tǒng)。

圖7描述根據(jù)本發(fā)明實施例的用于操作者反饋模式的方法。

圖8-10描述根據(jù)本發(fā)明實施例的各種操作者反饋系統(tǒng)。

圖11描述根據(jù)本發(fā)明實施例的用于動作限制模式的方法。

圖12-20描述根據(jù)本發(fā)明實施例的各種理想路徑以及動作限制邊界限度。

圖21描述根據(jù)本發(fā)明實施例的用于教導(dǎo)模式的方法。

圖22描述根據(jù)本發(fā)明實施例的用于檢測回轉(zhuǎn)至料斗動作的方法。

圖23A-24描述根據(jù)本發(fā)明實施例的加速以及減速控制器。

圖25-27描述根據(jù)本發(fā)明實施例的料斗對準(zhǔn)系統(tǒng)。

圖28說明根據(jù)本發(fā)明實施例的用于回轉(zhuǎn)自動化的控制器。

具體實施方式

在詳細(xì)解釋本發(fā)明的任意實施例之前，應(yīng)該理解申請中的本發(fā)明并不局限于以下說明書中闡述或以下附圖中圖解的組件的詳細(xì)結(jié)構(gòu)以及布置。本發(fā)明可以是其他實施例，也可以用多種方式實施或執(zhí)行。

圖1描述示例性繩索挖掘機(jī)100。繩索挖掘機(jī)100包括履帶(tracks)105，用于推動繩索挖掘機(jī)100前進(jìn)以及后退、以及用于使得繩索挖掘機(jī)100轉(zhuǎn)彎(即，通過改變左右履帶相互之間相對的速度和/或方向)。履帶105支撐包括駕駛室115的基座110。基座110可以繞回轉(zhuǎn)軸線125回轉(zhuǎn)或旋轉(zhuǎn)，例如，從挖掘位置移向傾卸位置。履帶105的運(yùn)動對于回轉(zhuǎn)動作而言不是必需的。繩索挖掘機(jī)還包括支撐可繞樞軸旋轉(zhuǎn)鏟斗手柄135(手柄135)以及鏟斗140的鏟斗軸130。鏟斗140包括用于傾卸鏟斗140內(nèi)的內(nèi)容物的門145。

繩索挖掘機(jī)100還包括聯(lián)接在基座110與鏟斗軸130之間的、用于支撐鏟斗軸130的拉緊吊索150；系在基座110內(nèi)的絞盤(未示出)上、用于纏繞繩索155以抬高和放下鏟斗140的提升繩索155；以及系在另一絞盤(未示出)上、用于伸出以及縮回鏟斗140的推壓繩索160。在一些情況下，繩索挖掘機(jī)100是P&H采礦設(shè)備公司生產(chǎn)的4100系列挖掘機(jī)。

圖1還描述移動采礦破碎機(jī)175。在操作期間，繩索挖掘機(jī)100通過打開門145來將鏟斗140內(nèi)的物料傾卸到料斗170中。雖然將繩索挖掘機(jī)100描述成與移動采礦破碎機(jī)175一起使用，但是繩索挖掘機(jī)100也可以將鏟斗140中的物料傾卸到諸如傾卸式貨車(未示出)的其他物料收集器中，或直接傾卸到地面上。

移動采礦破碎機(jī)175包括接收來自鏟斗140的物料的料斗170以及運(yùn)輸物料到破碎機(jī)185的輸送機(jī)或板式給料機(jī)(apron feeder)180。破碎機(jī)185破碎從板式給料機(jī)180接收的物料，然后沿著輸出輸送機(jī)190輸出破碎的物料。在一些情況下，破碎機(jī)185是具有大約每小時10公噸的破碎容量的雙滾筒破碎機(jī)。移動采礦破碎機(jī)175還包括在它的遠(yuǎn)端，例如，在板式給料機(jī)180上，具有用于軋碎物料的錘子/軋碎機(jī)的吊桿195。移動采礦破碎機(jī)175還可以使用履帶200轉(zhuǎn)彎，以及推動前進(jìn)以及后退。在一些情況下，移動采礦破碎機(jī)是P&H采礦設(shè)備公司生產(chǎn)的4170C^TM移動采礦破碎機(jī)。移動采礦破碎機(jī)175有時也指井下破碎(in-pit-crushing)以及輸送(IPCC)系統(tǒng)。

圖2A-C描述了繩索挖掘機(jī)100從挖掘方位移動到傾卸方位的示例性回轉(zhuǎn)角度。作為參考，在圖2A-C上，軸心線205與料斗軸線210重疊，回轉(zhuǎn)軸線125與軸心線205以及料斗軸線210相交。軸心線205與料斗軸線210之間的角度稱為θ。在圖2A中，鏟斗軸130在挖掘位置220處用鏟斗140挖掘到表土(overburden)215中，并且θ＝θ₁。在挖掘之后，繩索挖掘機(jī)100開始將鏟斗軸130朝向料斗170回轉(zhuǎn)。在圖2B中，鏟斗軸130處在通過回轉(zhuǎn)至料斗的中間方位，并且θ＝θ₂。在圖2C中，鏟斗軸130停在料斗170上方，釋放門145以傾卸鏟斗140內(nèi)的物料到料斗170中，并且θ＝θ₃。

諸如繩索挖掘機(jī)100的繩索挖掘機(jī)具有容量，從而通過一次挖掘聚集多噸物料。例如，在一些實施例中，鏟斗140的容量為額定有效載荷重量接近100公噸，并且大于50m³物料。在其他實施例中，繩索挖掘機(jī)100的容量更大或更小。對于一次挖掘收集的如此大量的物料，期望在釋放門145之前正確定位鏟斗140到料斗170上以避免漏出料斗以及灑出物料。另外，通常期望提高挖掘與傾卸周期之間的速度，以提高總效率并且增加物料移動的速率。在一些情況下，繩索挖掘機(jī)操作者經(jīng)過多年的經(jīng)驗增進(jìn)技能以及技術(shù)，以確保利用繩索挖掘機(jī)100進(jìn)行快速、安全、以及有效的回轉(zhuǎn)傾卸動作。

當(dāng)繩索挖掘機(jī)100的履帶105靜止時，鏟斗140可操作于基于三種控制動作：提升、推壓、以及回轉(zhuǎn)而移動。如上所述，提升控制通過纏繞以及松開提升繩索155來抬高以及放下鏟斗140。推壓控制伸出以及縮回手柄135和鏟斗140的位置?；剞D(zhuǎn)控制相對于回轉(zhuǎn)軸線125旋轉(zhuǎn)手柄135(見例如圖2A-C)。在傾卸它的內(nèi)容物之前，鏟斗140被操縱到適當(dāng)?shù)奶嵘⑼茐?、以及回轉(zhuǎn)方位，以便：1)確保內(nèi)容物不漏出料斗170；2)當(dāng)門145釋放時不撞擊料斗170；以及3)鏟斗140不要太高以致于釋放的內(nèi)容物損壞料斗170或?qū)е缕渌黄谕慕Y(jié)果。

圖3-5分別描述了用于鏟斗(bucket)的回轉(zhuǎn)、提升、以及推壓方位的可接受窗口。如圖3所示，鏟斗140的回轉(zhuǎn)角度(θ)的可接受范圍是與通過料斗170的軸線210成±θ_MAX(使用圖2A-C的約定)。圖4描述當(dāng)在最大提升高度與最小提升高度之間時的鏟斗140在料斗170上的高度的可接受范圍。圖5描述當(dāng)在最大推壓伸出與最小推壓伸出之間時的鏟斗140在料斗170上伸出的可接受范圍。雖然如上所述，這些范圍相對于傾卸到料斗170中描述，但是鏟斗140也可以傾卸物料到其他區(qū)域，諸如安置在直接位于地面上的料堆上的傾卸式貨車上。這些各種傾卸區(qū)域以及料斗170都可以稱為“傾卸位置”。

繩索挖掘機(jī)100包括控制系統(tǒng)300，其包括回轉(zhuǎn)自動化控制器(控制器)305，如圖6所示?？刂破?05包括處理器310、存儲通過處理器310可運(yùn)行的指令的存儲器315、以及例如用于允許在控制器305與操作者之間或控制器305與提供關(guān)于各種機(jī)器參數(shù)的反饋的傳感器之間通信的各種輸入/輸出。在一些情況下，控制器305是微處理器、數(shù)字信號處理器(DSP)、現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA)、專用集成電路(ASIC)等等。

控制器305接收來自操作者控制器320的輸入，該操作者控制器320包括推壓控制325、回轉(zhuǎn)控制330、提升控制335、以及門控制340。推壓控制325、回轉(zhuǎn)控制330、提升控制335、以及門控制340包括例如諸如駕駛桿、桿、腳踏板、及其他致動器的操作者控制器的輸入裝置。操作者控制器320經(jīng)由輸入裝置接收操作者輸入，以及輸出數(shù)字動作命令給控制器305。動作命令包括例如升起、降下、推壓伸出、推壓縮回、順時針回轉(zhuǎn)、逆時針回轉(zhuǎn)、鏟斗門釋放、左履帶前進(jìn)、左履帶后退、右履帶前進(jìn)、以及右履帶后退。當(dāng)接收到動作命令時，一般地，控制器305如操作者所命令地控制鏟斗控制器343，其包括一個或多個推壓馬達(dá)345、回轉(zhuǎn)馬達(dá)350、提升馬達(dá)355、以及挖掘機(jī)門閂鎖360。例如，如果操作者經(jīng)由回轉(zhuǎn)控制330指示逆時針旋轉(zhuǎn)手柄135，則控制器305一般將控制回轉(zhuǎn)馬達(dá)350逆時針旋轉(zhuǎn)手柄135。然而，如將更詳細(xì)解釋所示，在本發(fā)明的一些實施例中，控制器305可操作以用于限制操作者動作命令，以及生成與操作者輸入無關(guān)的動作命令。

控制器305還與多個傳感器363通信，以監(jiān)控鏟斗140的位置以及狀態(tài)。例如，控制器305聯(lián)接到推壓傳感器365、回轉(zhuǎn)傳感器370、提升傳感器375、以及挖掘機(jī)傳感器380。推壓傳感器365向控制器305指示鏟斗140伸出或縮進(jìn)的程度?；剞D(zhuǎn)傳感器370向控制器305指示手柄135的回轉(zhuǎn)角度。提升傳感器375基于提升繩索155位置而向控制器305指示鏟斗140的高度。挖掘機(jī)傳感器380指示鏟斗門145是打開(用于傾卸)還是關(guān)閉。挖掘機(jī)傳感器380還可以包括向控制器305提供關(guān)于鏟斗140內(nèi)的負(fù)載的附加信息的重量傳感器、加速度傳感器、以及傾斜傳感器。在一些實施例中，一個或多個推壓傳感器、回轉(zhuǎn)傳感器370、以及提升傳感器375是指示推壓馬達(dá)345、回轉(zhuǎn)馬達(dá)350、和/或提升馬達(dá)355的絕對方位或相對運(yùn)動的旋轉(zhuǎn)變壓器(resolver)。例如，為了指示相對運(yùn)動，當(dāng)提升馬達(dá)355旋轉(zhuǎn)以纏繞提升繩索155而抬高鏟斗140時，提升傳感器375輸出用于指示提升旋轉(zhuǎn)量以及運(yùn)動方向的數(shù)字信號。控制器305將這些輸出譯成鏟斗140的高度位置、速度、和/或加速度。當(dāng)然，在本發(fā)明的其他實施例中，推壓傳感器365、回轉(zhuǎn)傳感器370、提升傳感器375、以及挖掘機(jī)傳感器380還包括有其他類型的傳感器。

操作者反饋385向操作者提供與繩索挖掘機(jī)100以及與繩索挖掘機(jī)100通信的其他系統(tǒng)(例如，料斗170)的狀態(tài)有關(guān)的信息。操作者反饋385包括以下一個或多個：顯示器(例如液晶顯示器(LCD))；一個或多個發(fā)光二極管(LED)或其他照明裝置；抬頭(heads-up)顯示器(例如，投射到駕駛室115的窗戶上)；用于音頻反饋的揚(yáng)聲器(例如，嗶嗶聲，口頭消息)；觸覺反饋裝置，諸如使駕駛室座椅或操作者控制器320振動的振動裝置；或另一反饋裝置。以下更具體地描述操作者反饋385的具體實施方式的詳情。

在一些實施例中，控制器305還與料斗通信系統(tǒng)390和料斗對準(zhǔn)系統(tǒng)395通信。例如，料斗通信系統(tǒng)390可操作以用于發(fā)送生產(chǎn)數(shù)據(jù)以及狀態(tài)數(shù)據(jù)給控制器305。示例性生產(chǎn)數(shù)據(jù)包括使用時間、物料輸入量、物料輸出量等等。示例性狀態(tài)數(shù)據(jù)包括：料斗170內(nèi)當(dāng)前負(fù)載的重量以及高度；板式給料機(jī)180、破碎機(jī)185、以及輸出輸送機(jī)190目前是否被啟用以及其相關(guān)聯(lián)的操作速度、是否正在操作吊桿195、是否正在移動(例如，經(jīng)由履帶200)移動采礦破碎機(jī)175、或者是否正在復(fù)位料斗或移動采礦破碎機(jī)175的其他部分(例如，在履帶200不移動的情況下)的指示；以及其他狀態(tài)信息。在一些實施例中，當(dāng)控制器305經(jīng)由料斗通信系統(tǒng)390接收到料斗170已滿或者不可以再接受來自鏟斗140的負(fù)載的指示時，防止門145打開。

料斗對準(zhǔn)系統(tǒng)395包括例如全球定位衛(wèi)星(GPS)模塊、光學(xué)照相機(jī)以及圖像處理、和/或激光掃描儀。料斗對準(zhǔn)系統(tǒng)395使得控制器305能夠獲得對準(zhǔn)鏟斗140與料斗170的方位信息，尤其在下述全自動化模式中。在一些實施例中，控制器305包括其他輸入和/或輸出(I/O)裝置400，諸如鍵盤、鼠標(biāo)、外部硬盤、無線或有線通信裝置等等。

控制系統(tǒng)300是繩索挖掘機(jī)100的回轉(zhuǎn)自動化系統(tǒng)的一部分。回轉(zhuǎn)自動化系統(tǒng)對繩索挖掘機(jī)100的操作者提供各種程度的幫助?；剞D(zhuǎn)自動化系統(tǒng)包括多個操作模式，至少包括：1)軌跡反饋模式；2)動作限制模式；3)教導(dǎo)模式；以及4)全自動化模式。在一些情況下，以模塊化方式設(shè)計模式，使得每個模式都建立在之前模式的特征以及組件之上。例如，動作限制模式建立在軌跡反饋模式上；教導(dǎo)模式建立在動作限制模式上；而全自動化模式建立在教導(dǎo)模式上。使用公共構(gòu)架并且開發(fā)模塊化方法以將組件集成化允許產(chǎn)生強(qiáng)大的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)通過將系統(tǒng)的復(fù)雜度減小到可以保持全部操作的模式，可以對傳感器或者信息的損失進(jìn)行反應(yīng)。所述方法還允許更安全的集成、試驗、和樣機(jī)制造、以及擴(kuò)展到具有未來傳感器集成以及用戶需要的技術(shù)。另外，如在此處的說明中而將變得很明顯的，在一些實施例中，各種模式的特征以及組件可以組合形成混合模式。

在軌跡反饋模式下，控制器305識別繩索挖掘機(jī)100將遵循以便為了傾卸到料斗170中而準(zhǔn)確定位鏟斗140的理想路徑。當(dāng)操作者將鏟斗140向料斗170回轉(zhuǎn)時，控制器305經(jīng)由操作者反饋385向操作者提供相對于理想路徑的與鏟斗140方位以及動作有關(guān)的一種或多種形式的反饋。在軌跡限制模式中，控制器305實施理想路徑的上下邊界。通過上下邊界，控制器305防止鏟斗140偏離到料斗170的理想路徑太遠(yuǎn)。教導(dǎo)模式使能回轉(zhuǎn)、推壓、以及提升控制的半自動化操作。操作者首先指定傾卸位置(例如料斗170的位置)。在執(zhí)行挖掘操作之后，操作者初始化自動回轉(zhuǎn)階段(例如，使用操作者控制器320)?？刂破?05然后控制鏟斗140遵循理想路徑而到達(dá)計劃的傾卸位置。在全自動化模式下，在初始化之后，不要求操作者主動輸入以執(zhí)行回轉(zhuǎn)階段。主動測量料斗170相對于鏟斗140的方位以及取向，以識別傾卸位置，生成理想路徑，以及控制鏟斗140沿著理想路徑到達(dá)傾卸位置。

軌跡反饋模式

軌跡反饋模式包括：1)生成鏟斗140從挖掘位置220前進(jìn)到料斗170以及返回到挖掘位置220所沿著的理想路徑；以及2)向操作者提供指示鏟斗140與理想路徑的差別的視覺、音頻、或觸覺反饋。軌跡反饋模式向操作者建議理想路徑，但是并不主動控制鏟斗140。因此，軌跡反饋模式使能試驗以及對于生成的理想路徑的分析，以診斷理想路徑的問題以及改進(jìn)理想路徑的生成，而不關(guān)心控制器305將不正確地控制鏟斗140。為此，控制器305可操作以用于輸出操作者實際路徑與生成的理想路徑之間的比較。比較經(jīng)由操作者反饋385輸出給操作者和/或輸出給外部裝置，例如，用于管理人進(jìn)行檢查。外部裝置可以是本地的(例如，繩索挖掘機(jī)100機(jī)載的另一計算機(jī))、場內(nèi)的(例如，在附近車輛或工廠中的管理人的膝上型電腦、圖形輸入板、或智能手機(jī))、或場外的(經(jīng)由諸如因特網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)聯(lián)接的計算機(jī)裝置)。

圖7描述了使用控制系統(tǒng)300的軌跡反饋方法425。在步驟430，由控制器305例如使用傳感器363以及操作者控制器320獲得挖掘機(jī)數(shù)據(jù)集。如表1所示，挖掘機(jī)數(shù)據(jù)集包括與鏟斗140的方位、運(yùn)動、以及狀態(tài)相關(guān)的變量。

在步驟435，控制器305獲得料斗數(shù)據(jù)集。如表2所示，料斗數(shù)據(jù)集包括用于將鏟斗140定位到料斗170之上的期望回轉(zhuǎn)、提升、以及推壓方位。在一些實施例中，基于之前操作者的傾卸操作而獲得料斗數(shù)據(jù)集。換句話說，如傳感器363所確定的，之前經(jīng)由門閂鎖360打開門145時的回轉(zhuǎn)、提升、以及推壓方位被記錄為料斗數(shù)據(jù)集。當(dāng)生成理想軌跡時，假定該料斗數(shù)據(jù)集是鏟斗140卸載時的理想方位(例如，在料斗170之上)。在其他實施例中，使用來自料斗對準(zhǔn)系統(tǒng)395的數(shù)據(jù)或經(jīng)由操作者手動輸入旋轉(zhuǎn)變壓器計數(shù)數(shù)據(jù)來確定料斗數(shù)據(jù)集。

在步驟440，控制器305確定是否啟動回轉(zhuǎn)反饋。在一些實施例中，操作者經(jīng)由致動器(例如，按鈕)指示控制器305啟動回轉(zhuǎn)反饋。在其他實施例中，在檢測到鏟斗140的挖掘周期完成以及開始回轉(zhuǎn)至料斗操作之后，控制器305自動啟動回轉(zhuǎn)反饋。例如，通過監(jiān)控挖掘機(jī)數(shù)據(jù)集，控制器305檢測何時挖掘機(jī)數(shù)據(jù)集內(nèi)的一個或多個變量(例如，回轉(zhuǎn)速度或方位、提升速度或方位、推壓速度或方位)超過指示回轉(zhuǎn)至料斗操作可能已經(jīng)開始的某一閾值(見例如圖22)。

在步驟445，控制器305生成鏟斗140到達(dá)料斗170上方的存儲的理想傾卸方位的理想路徑。為了生成理想路徑，處理器310運(yùn)行包括一個或多個挖掘機(jī)數(shù)據(jù)集參數(shù)以及料斗數(shù)據(jù)集參數(shù)的算法。如此生成理想路徑，以致于鏟斗140將移動到回轉(zhuǎn)、提升以及推壓動作的作業(yè)限度(performance limit)上或附近。然而，操作者可以規(guī)定生成較低激進(jìn)性的理想路徑，使得鏟斗140將以低于繩索挖掘機(jī)100的作業(yè)限度的速率移動。例如，作為挖掘機(jī)數(shù)據(jù)集的一部分，也可以包括激進(jìn)程度。

為了在步驟445生成理想路徑，確定包括回轉(zhuǎn)速度、加速度以及減速度的回轉(zhuǎn)動作的準(zhǔn)確輪廓。理想路徑的一方面是計算減速鏟斗140所需要的時間以及開始減速的點(diǎn)。當(dāng)操作者開始回轉(zhuǎn)階段時，最大加速率計算如下其中是回轉(zhuǎn)馬達(dá)350的每分鐘轉(zhuǎn)數(shù)(RPM)。在回轉(zhuǎn)初始化部分期間，即，當(dāng)由回轉(zhuǎn)馬達(dá)350施加最大轉(zhuǎn)矩時，測量加速速率。當(dāng)在水平面上或在向下的坡上進(jìn)行挖掘時，假定減速率大于加速速率(即，)。進(jìn)一步地，因為估算的減速度將產(chǎn)生超調(diào)(overshoot)是不大可能的，所以減速率被估計為等于加速速率因此，

使用估算的減速率以及當(dāng)前測量的鏟斗140的回轉(zhuǎn)速度控制器305用以下方程生成用于減速減速鏟斗140的回轉(zhuǎn)以對準(zhǔn)到料斗170之上所需要的估算時間：

使用用于給定恒定加速度，或在這種情況下為給定恒定減速度的位移的方程來估算用于將鏟斗140回轉(zhuǎn)速度返回到零的回轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)變壓器的位移量。換句話說，其中，SwgRatio是回轉(zhuǎn)馬達(dá)小齒輪與回轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)變壓器之比。當(dāng)鏟斗140向料斗170回轉(zhuǎn)時，連續(xù)更新當(dāng)前回轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)變壓器計數(shù)SRC_t以及ΔSRC_decel。基于上述計算，給定鏟斗140的當(dāng)前速度和方位以及料斗170的方位，控制器305估計當(dāng)SRC_t-SRCd＝ΔSRC_decel時(即，當(dāng)回轉(zhuǎn)反向觸發(fā)條件為真時)開始減速，將導(dǎo)致控制器305停止回轉(zhuǎn)鏟斗140到用于傾卸的料斗170上。因此，當(dāng)SRC_t-SRCd＝ΔSRC_decel時，通過反轉(zhuǎn)回轉(zhuǎn)馬達(dá)350，鏟斗140的回轉(zhuǎn)開始減速。

另外，控制器305基于到料斗170的剩余回轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)變壓器計數(shù)(SRC_rem)而計算回轉(zhuǎn)至料斗170的剩余時間(t_rem)。假定當(dāng)前速度恒定以及使用以下方程：SRC_rem＝SRC_t-SRC_d-ΔSRC_decel計算到料斗170的剩余回轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)變壓器計數(shù)(SRC_rem)。進(jìn)一步地，使用以下方程：計算回轉(zhuǎn)至料斗170的剩余時間(t_rem)?？刂破?05連續(xù)計算上述方程，以維持回轉(zhuǎn)減速率以及開始減速的適當(dāng)時間的準(zhǔn)確估算。

使用回轉(zhuǎn)至料斗170的剩余時間(t_rem)，控制器305估算鏟斗140的期望提升以及推壓軌跡。使用以下命名約定：HRC_t0是開始回轉(zhuǎn)階段時(t＝t₀)的初始提升方位；HRC_t是當(dāng)前提升方位；HRC_d是鏟斗140在料斗170上的期望提升方位；CRC_t0是開始回轉(zhuǎn)階段時(t＝t₀)的初始推壓方位；CRC_t是當(dāng)前推壓方位；而CRC_d是鏟斗140在料斗170上的期望推壓方位。

使用下列方程：連續(xù)計算提升馬達(dá)355的期望速度其中t_rem是上述回轉(zhuǎn)至料斗170的剩余時間，而HstRatio是等于提升馬達(dá)的軸速度與提升旋轉(zhuǎn)變壓器的計數(shù)速度之比的增益參數(shù)。該方程假定鏟斗140將到達(dá)料斗170上的期望的提升方位HRC_d，同時鏟斗140到達(dá)料斗170上的正確的回轉(zhuǎn)方位SRC_d。在其他實施例中，更改方程，以在到達(dá)期望回轉(zhuǎn)方位SRC_d之前，使得鏟斗140到達(dá)期望提升方位HRC_d(例如，通過降低t_rem的值)。通過連續(xù)計算如果操作者相對于理想提升路徑太快或太慢移動提升馬達(dá)，則控制器305可以調(diào)節(jié)理想

使用下列方程：來連續(xù)計算推壓馬達(dá)345的期望速度其中t_rem是上述回轉(zhuǎn)至料斗170中的剩余時間，而CwdRatio是等于推壓馬達(dá)的軸速度與推壓旋轉(zhuǎn)變壓器的計數(shù)速度之比的增益參數(shù)。該方程假定鏟斗140將到達(dá)料斗170上的期望推壓方位CRC_d，同時鏟斗140到達(dá)料斗170上的正確回轉(zhuǎn)方位SRC_d。再次地，在其他實施例中，更改方程，以在到達(dá)期望回轉(zhuǎn)方位SRC_d之前，鏟斗140已經(jīng)到達(dá)期望推壓方位CRC_d(例如，通過降低t_rem的值)。通過連續(xù)計算如果操作者相對于理想推壓路徑太快或太慢移動推壓馬達(dá)，則控制器305可以調(diào)節(jié)理想

在步驟445，在時間＝t₀時生成初始理想路徑之后，在步驟450控制器305經(jīng)由操作者反饋385輸出反饋。例如，控制器305向操作者同時輸出期望的提升、推壓、以及回轉(zhuǎn)軌跡。以下將更詳細(xì)地描述用于向操作者提供反饋的具體方法以及系統(tǒng)。然而，反饋一般向操作者指示鏟斗140的提升、推壓、以及回轉(zhuǎn)動作是否遵循步驟445中生成的理想路徑。在步驟455，控制器305確定鏟斗140是否已經(jīng)到達(dá)料斗170。換句話說，在步驟455，控制器305確定是否CRC_d＝CRC_t；HRC_d＝HRC_t；以及SRC_d＝SRC_t。如果鏟斗140已經(jīng)到達(dá)料斗170，則在步驟460，操作者例如通過門控制340啟動門閂鎖360，使鏟斗門145打開。

如果鏟斗140沒有到達(dá)料斗170，則在步驟465控制器305獲得更新的挖掘機(jī)數(shù)據(jù)集。其后，控制器305返回到步驟445，以使用在步驟465中獲得的更新的挖掘機(jī)數(shù)據(jù)集來重新生成至料斗170的理想路徑。當(dāng)向料斗170移動鏟斗140時，通過步驟445、450、455、以及465的連續(xù)循環(huán)，控制器305基于當(dāng)前條件而連續(xù)更新至料斗170的理想路徑，并且向操作者提供更新的反饋。

當(dāng)在步驟455確定到達(dá)料斗170以及在步驟460傾卸鏟斗140中的負(fù)載時，控制器305前進(jìn)到步驟470，以生成回到挖掘位置220的理想返回路徑。在步驟470生成理想返回路徑、在步驟475提供操作者反饋、在步驟480確定是否到達(dá)挖掘位置220、以及在步驟485更新挖掘機(jī)數(shù)據(jù)集分別類似于步驟445、450、455、以及465。除推壓、提升、以及回轉(zhuǎn)的開始以及結(jié)束方位互換之外，關(guān)于步驟445、450、455、以及465的上述方程分別適用于步驟470、475、480、以及485。因此，除CRC_t0，HRC_t0，以及SRC_t0用相對應(yīng)的料斗170的推壓、提升、以及回轉(zhuǎn)方位代替，以及CRC_d，HRC_d，以及SRC_d用相對應(yīng)的挖掘位置220的推壓、提升、以及回轉(zhuǎn)方位代替之外，關(guān)于步驟445、450、455、以及465的上述方程適用于步驟470、475、480、以及485。

在一些實施例中，因為在時間t₀時的初始推壓、提升、以及回轉(zhuǎn)方位(即，CRC_t0，HRC_t0，以及SRC_t0)表示在回轉(zhuǎn)至料斗動作開始時鏟斗140的方位，則控制器305對其進(jìn)行回呼，并且將其用作期望的目的地。在其他實施例中，當(dāng)鏟斗140在期望的挖掘位置220時，操作者通過啟動致動器(例如，其是其他I/O裝置400的一部分)來將期望的挖掘位置220存儲到控制器305中。在一些實施例中，將鏟斗140的卷起方位的推壓以及提升方位作為期望的推壓以及提升方位存儲。使用該卷起方位值，在完成回轉(zhuǎn)至挖掘位置220時，鏟斗140處在卷起方位，準(zhǔn)備開始下一個挖掘周期。用于推壓以及提升的卷起方位值可以由操作者使用致動器來存儲、可以由控制器基于之前開始的挖掘周期而推斷、或者可以是預(yù)設(shè)值(例如，在制造過程期間預(yù)設(shè))。當(dāng)鏟斗140移動到卷起方位時，重力關(guān)閉門145，允許挖掘機(jī)門閂鎖360嚙合以保持門關(guān)閉直到下一個傾卸操作時為止。

如上所述，在步驟450以及475中可以經(jīng)由操作者反饋385向操作者提供各種形式的反饋。在一些實施例中，采用視覺輸出系統(tǒng)作為操作者反饋385的一部分。在一些實施例中，除了視覺輸出系統(tǒng)之外，或者代替視覺輸出系統(tǒng)提供音頻反饋和/或觸覺反饋。

圖8描述浮動趨勢(floating trend)窗口反饋系統(tǒng)500(FTW系統(tǒng)500)。在FTW系統(tǒng)500中，操作者反饋385包括單獨(dú)描述用于鏟斗140的提升、推壓、以及回轉(zhuǎn)的理想路徑以及鏟斗140的當(dāng)前提升、推壓、以及回轉(zhuǎn)方位的顯示屏505。顯示屏505包括提升窗口510a、推壓窗口510b、以及回轉(zhuǎn)窗口510c。提升窗口510a、推壓窗口510b、以及回轉(zhuǎn)窗口510c分別包括方位線515a、515b、以及515c，其為鏟斗140的各個提升、推壓、以及回轉(zhuǎn)方位繪制旋轉(zhuǎn)變壓器方位相對于時間(秒)的曲線。每個提升窗口510a、推壓窗口510b、以及回轉(zhuǎn)窗口510c還分別包括如水平虛線520a、520b、以及520c所示的理想終點(diǎn)旋轉(zhuǎn)變壓器方位。提升、推壓、以及回轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)變壓器的當(dāng)前方位是相應(yīng)的方位線515a、515b、以及515c的每個的最右點(diǎn)，其分別用窗口525a、525b、以及525c突出顯示。在一些實施例中，每個提升、推壓、以及回轉(zhuǎn)動作的理想路徑也分別在提升、推壓、以及回轉(zhuǎn)窗口510a-c上描述。

提升窗口510a、推壓窗口510b、以及回轉(zhuǎn)窗口510c的每個都使用相同的時間刻度，使當(dāng)前時間方位對于操作者而言可以經(jīng)由窗口525a、525b、以及525c容易地識別。當(dāng)鏟斗140向料斗170回轉(zhuǎn)時，隨著當(dāng)前數(shù)據(jù)在x軸上朝向設(shè)定時間范圍(horizon)左移，連續(xù)更新每個提升窗口510a、推壓窗口510b、以及回轉(zhuǎn)窗口510c，而窗口525a、525b、以及525c保持不動。因此，操作者觀察每個提升、推壓、和回轉(zhuǎn)動作的期望最終方位(水平虛線520a、520b、以及520c)、每個提升、推壓、和回轉(zhuǎn)動作的過去方位數(shù)據(jù)(分別在窗口525a、525b、和525c的左邊的方位線515a、515b、和515c)、以及由窗口525a、525b、525c突出顯示的鏟斗140的當(dāng)前提升、推壓、和回轉(zhuǎn)方位。

在一些實施例中，方位線515a、515c、以及515c是第一顏色(例如，綠色)，窗口525a、525b、以及525c是第二顏色(例如，黃色)，而水平虛線520a、520b、以及520c是第三顏色(例如，紅色)。在一些實施例中，提升窗口510a內(nèi)的線515a以及520a是第一顏色(例如，綠色)，推壓窗口510b內(nèi)的線515b以及520b是第二顏色(例如，藍(lán)色)，而回轉(zhuǎn)窗口510c內(nèi)的線515c以及520c是第三顏色(例如，紅色)。

圖9描述LED方位面板系統(tǒng)540(面板系統(tǒng)540)。在面板系統(tǒng)540中，操作者反饋385包括具有推壓—提升屏550以及回轉(zhuǎn)屏555的顯示器545。在推壓—提升屏550中，基于提升傳感器375以及推壓傳感器365的旋轉(zhuǎn)變壓器計數(shù)，輸送鏟斗140的提升以及推壓方位被轉(zhuǎn)化為x-y軸圖。鏟斗140方位由基于當(dāng)前推壓以及提升旋轉(zhuǎn)變壓器計數(shù)(CRC_t，HRC_t)的標(biāo)燈560a來表示；期望提升方位HRC_d由水平區(qū)域565表示；而期望推壓方位CRC_d由垂直區(qū)域570表示。

當(dāng)鏟斗140經(jīng)由提升馬達(dá)355上下移動時，標(biāo)燈560a分別在推壓—提升屏550上沿y軸上下移動。當(dāng)鏟斗140經(jīng)由推壓馬達(dá)345伸出以及縮回時，標(biāo)燈560a分別在推壓—提升屏550上沿x軸左右移動。在一些實施例中，標(biāo)燈560a上、下、左、右移動可以相反，和/或x與y軸互換。

推壓—提升屏550中水平區(qū)域565以及垂直區(qū)域570以外的四個象限575經(jīng)由紅色LED陣列照亮成紅色。期望提升方位(水平區(qū)域565)以及期望推壓方位(垂直區(qū)域570)經(jīng)由綠色LED陣列照亮成綠色。標(biāo)燈560a被照亮成與四個象限575以及期望提升方位(水平區(qū)域565)和期望推壓方位(垂直區(qū)域570)的紅色以及綠色形成對比的黃色或另一顏色。當(dāng)標(biāo)燈560a在水平區(qū)域565與垂直區(qū)域570的相交處時，鏟斗140具有料斗170上的正確提升以及推壓方位。

在回轉(zhuǎn)屏555中，基于回轉(zhuǎn)傳感器370的旋轉(zhuǎn)變壓器計數(shù)，沿方位弧580輸送(convey)鏟斗140的回轉(zhuǎn)方位。鏟斗140的回轉(zhuǎn)方位由標(biāo)燈560b表示，期望回轉(zhuǎn)方位585在方位弧580的中間表示。當(dāng)鏟斗140在挖掘位置220與料斗170之間回轉(zhuǎn)時，標(biāo)燈560b沿弧向期望回轉(zhuǎn)方位585移動。在期望回轉(zhuǎn)方位585以外的弧部分590經(jīng)由紅色LED的弧照亮成紅色，類似于象限575。期望回轉(zhuǎn)方位585經(jīng)由綠色LED陣列照亮成綠色。類似于標(biāo)燈560a，標(biāo)燈560b是與紅色以及綠色形成對比的黃色或另一顏色，以便可由操作者容易地識別。

在一些實施例中，當(dāng)標(biāo)燈560a以及560b到達(dá)各個期望方位時，單獨(dú)照亮期望提升方位(水平區(qū)域565)、期望推壓方位(垂直區(qū)域570)、以及期望回轉(zhuǎn)方位585的綠色LED。例如，期望回轉(zhuǎn)方位585照亮成紅色或最初不照亮；然而，當(dāng)標(biāo)燈560b到達(dá)回轉(zhuǎn)方位585時，回轉(zhuǎn)方位585照亮成綠色，以向操作者指示鏟斗140在料斗170上的正確回轉(zhuǎn)方位。類似地，期望提升方位(水平區(qū)域565)不照亮成綠色，直到標(biāo)燈560a在料斗170上的正確提升方位時為止，以及期望推壓方位(垂直區(qū)域570)不照亮成綠色，直到標(biāo)燈560a在料斗170上的正確推壓方位時為止。因此，當(dāng)期望推壓方位(垂直區(qū)域570)、期望提升方位(水平區(qū)域565)、以及期望回轉(zhuǎn)方位585全部照亮成綠色時，操作者就知道鏟斗140在料斗170上的、用于傾卸其內(nèi)容物的正確方位。

另外，在一些實施例中，僅僅標(biāo)燈560a位于其中的象限575照亮成紅色，而其它象限575不照亮。類似地，標(biāo)燈560b位于其中的弧580的部分照亮成紅色，而在期望回轉(zhuǎn)方位585的另一側(cè)的弧580的部分不照亮。給出圖9中的標(biāo)燈560a以及560b方位，右上象限575將照亮成紅色，以及弧590的左半部將照亮成紅色，而推壓-提升屏550以及回轉(zhuǎn)屏555的其余部分將變暗(除標(biāo)燈560a和560b之外)。

雖然依照LED陣列描述顯示器545，但是在本發(fā)明的一些實施例中也使用諸如等離子體或LCD顯示屏的其他顯示屏。另外，本發(fā)明的實施例也設(shè)想在顯示器545上突出顯示當(dāng)前以及期望回轉(zhuǎn)、推壓、以及提升方位的其他顏色方案以及方法。

在本發(fā)明的一些實施例中，由抬頭顯示器(HUD)600部分提供操作者反饋385，如圖10所示。例如，HUD 600可操作地輸送關(guān)于圖8的顯示屏505以及圖9的顯示器545描述的操作者反饋信息。HUD 600使得操作者能夠維持與鏟斗140的視覺接觸，同時觀看操作者反饋385。HUD 600可以是另外的、或代替諸如顯示屏505以及顯示器545的視覺反饋系統(tǒng)。

HUD 600經(jīng)由安裝在駕駛室115的內(nèi)頂面上的投影儀610將圖像投影到駕駛室115的前玻璃605上生成。與繩索挖掘機(jī)100以及破碎機(jī)175相關(guān)的額外的反饋也可以顯示在HUD上，諸如額外的方位數(shù)據(jù)、故障數(shù)據(jù)、以及對于給定的操作者當(dāng)前任務(wù)的其他期望信息。

HUD 600也可操作于使用替代的測量儀器類型來輸送以及比較鏟斗140的當(dāng)前方位與期望方位(例如，料斗170或挖掘位置220上)。如圖10所示，HUD 600包括表示鏟斗140的回轉(zhuǎn)方位的水平測量儀器615，而垂直測量儀器620表示推壓方位和/或提升方位。在一些實施例中，使用另一垂直測量儀器來顯示在垂直測量儀器620中未示出的推壓或提升方位。

動作限制模式

動作限制模式就其包括理想路徑生成這一點(diǎn)而言，認(rèn)為其建立在軌跡反饋模式上，但是其還通過限制鏟斗140的動作來幫助操作者將鏟斗140移向料斗170。當(dāng)操作者向料斗170回轉(zhuǎn)鏟斗140時，控制器305相對于理想路徑的邊界限度來監(jiān)控鏟斗140的當(dāng)前提升以及推壓方位。如果操作者推壓或提升控制輸入將導(dǎo)致鏟斗140偏離越過理想路徑的邊界限度，則控制器305使操作者輸入無效并且阻止這些動作。動作限制模式的各種實施例包含有用于限制鏟斗140動作的不同約束方法。

圖11描述了使用控制系統(tǒng)300實施動作限制模式的方法640。類似于圖7中的方法425的步驟430以及435，方法640從分別在步驟645以及650獲得挖掘機(jī)數(shù)據(jù)集(見以上表1)以及料斗數(shù)據(jù)集(見以上表2)開始。在步驟655，控制器305確定是否啟動動作限制模式，其用與方法425的控制器305估算步驟440一樣的方法確定。當(dāng)進(jìn)入動作限制模式時，控制器305在步驟670生成至料斗170的理想路徑，以及理想路徑的邊界限度。理想路徑用相對于上述方法425的步驟445類似的方式生成；然而，1)理想路徑被計算以用于提升以及推壓動作，而不是回轉(zhuǎn)動作，以及2)不連續(xù)更新理想路徑，而是，基于開始回轉(zhuǎn)時的鏟斗140方位(SRC_t0)以及期望回轉(zhuǎn)位置(SRC_d)而在開始回轉(zhuǎn)時計算理想路徑。不連續(xù)更新地計算理想路徑允許將邊界限度施加到更簡單的恒定理想路徑上，以降低生成邊界限度時計算的復(fù)雜性。然而，在一些實施例中，與邊界限度一起連續(xù)更新理想路徑，如在操作者反饋模式中一樣。

在步驟675，控制器305沿生成的理想路徑生成用于鏟斗140的推壓以及提升動作的邊界限度。以下更詳細(xì)地描述邊界限度的生成。在步驟680，控制器305選擇性地提供上述相對于方法425的操作者反饋。因此，除限制鏟斗140動作之外，動作限制模式還可以提供有助于操作者在料斗170與挖掘位置220之間移動鏟斗140的操作者反饋。

在步驟685，控制器305確定操作者是否超過在步驟675中生成的推壓或提升邊界限度。如果超過推壓或提升邊界限度，則在步驟690控制器305酌情調(diào)節(jié)(推進(jìn)、限制、或?qū)⑵渲亮?妨礙(violate)推壓或提升動作的動作，阻止進(jìn)一步偏離在步驟670生成的理想路徑。為了限制推壓和/或提升動作或?qū)⑵渲昧?，控制?05減少給各個提升馬達(dá)355以及推壓馬達(dá)345的推壓和/或提升命令或?qū)⑵渲昧?。為推進(jìn)推壓和/或提升動作，控制器305增加給各個提升馬達(dá)355以及推壓馬達(dá)345的推壓和/或提升命令。其后，如果沒有超過邊界，則控制器305前進(jìn)到步驟695，確定料斗170是否已經(jīng)到達(dá)。如果沒有，則在步驟700控制器305獲得更新的挖掘機(jī)數(shù)據(jù)集?？刂破?05然后返回到步驟675中以生成更新的邊界限度。控制器305重復(fù)步驟675-700，直到在步驟695中，到達(dá)料斗170以及執(zhí)行傾卸階段(步驟705)時為止。在傾卸階段，操作者例如通過門控制340啟動門閂鎖360，使鏟斗門145打開，以傾卸負(fù)載。

在步驟705中傾卸鏟斗140中的負(fù)載之后，控制器305前進(jìn)到步驟710，以生成回到挖掘位置220的理想返回路徑。除推壓、提升、以及回轉(zhuǎn)的開始與結(jié)束方位互換之外，在步驟710生成理想返回路徑、在步驟715生成邊界限度、在步驟720選擇性地提供操作者反饋、在步驟725確定是否超過邊界限度、在步驟730限制動作、在步驟735確定是否到達(dá)挖掘位置220、以及在步驟740更新挖掘機(jī)數(shù)據(jù)集分別類似于步驟670、675、680、685、690、695、以及700。因此，除CRC_t0、HRC_t0、以及SRC_t0用相對應(yīng)的料斗170的推壓、提升、以及回轉(zhuǎn)方位代替，以及CRC_d、HRC_d、以及SRC_d用相對應(yīng)的挖掘位置220的推壓、提升、以及回轉(zhuǎn)方位代替之外，上述關(guān)于步驟670、675、680、685、690、695、以及700的方程適用于步驟710、715、720、725、730、735、以及740。

在一些實施例中，期望挖掘位置220是用于在步驟670生成理想路徑的、在時間t₀時的初始推壓、提升、以及回轉(zhuǎn)方位(即，CRC_t0、HRC_t0、以及SRC_t0)。在其他實施例中，當(dāng)鏟斗140在期望挖掘位置220時，操作者通過啟動致動器(例如，其是其他I/O裝置400的一部分)來將期望挖掘位置220存儲到控制器305中。在一些實施例中，將用于鏟斗140的卷起方位的推壓以及提升方位作為用于挖掘位置220的期望推壓以及提升方位而存儲。使用這些卷起方位值，在完成回轉(zhuǎn)至挖掘位置220時，鏟斗140處在卷起方位，準(zhǔn)備開始下一個挖掘周期。用于推壓以及提升的卷起方位值可以由操作者使用致動器來存儲、可以由控制器基于之前開始的挖掘周期而推斷、或者可以是預(yù)設(shè)值(例如，在制造過程期間)。當(dāng)鏟斗140移動到卷起方位時，重力關(guān)閉門145，允許挖掘機(jī)門閂鎖360嚙合，以保持門關(guān)閉直到下一個傾卸操作時為止。

如上所述，在步驟670，控制器305計算在鏟斗140的提升以及推壓開始方位(HRC_t0，SRC_t0)與期望方位(HRC_d，SRC_d)之間的理想路徑。對于任意給定回轉(zhuǎn)，理想路徑使能恒定軌跡方程，但是為了滿足技術(shù)人員需要或用戶偏好，也可以設(shè)計以及變更理想路徑。

在一些實施例中，動作限制算法使用的理想路徑是鏟斗140的提升以及推壓開始方位(HRC_t0，CRC_t0)到期望方位(HRC_d，CRC_d)之間的斜坡(ramp)方程。在提升以及推壓運(yùn)動中，斜坡方程最小化計算成本并且產(chǎn)生漸進(jìn)、平滑運(yùn)動，而不會使繩索挖掘機(jī)100超負(fù)載(over-stressing)。示例提升坡道方程是

為了說明，假定SRC_t0<SRC_d，當(dāng)操作者向期望回轉(zhuǎn)位置SRC_d回轉(zhuǎn)鏟斗140時，SRC_t(當(dāng)前鏟斗140回轉(zhuǎn)方位)增加，使得HRC_traj接近期望提升位置SRC_d。換句話說，當(dāng)鏟斗140到達(dá)期望回轉(zhuǎn)位置SRC_d時，1)SRC_d＝SRC_t，使方程的斜坡部分變?yōu)榱?，以?)提升軌跡HRC_traj等于期望提升位置HRC_d。

用于推壓動作的用戶軌跡方程是類似的，其中，為了匹配各種期望軌跡，可以更改以及改變這些方程。例如，理想路徑可以使用多項式曲線，它可以改變實現(xiàn)期望方位的時間(例如，使得在鏟斗140到達(dá)期望回轉(zhuǎn)方位之前，提升到期望提升位置)，可以規(guī)定期望的進(jìn)入/退出速度，或可以包括其他用戶化。

為了生成對鏟斗140動作的邊界限度，在步驟675中還估算動作限制算法。動作限制算法阻止操作者過度偏離回轉(zhuǎn)以及推壓動作的期望軌跡。一旦超過上限或下限，動作限制算法就用于調(diào)節(jié)(加速、限制、或?qū)⑵渲昧?推壓和/或提升動作的速度。例如，如果操作者在接近料斗170時企圖將鏟斗140提升為過高于料斗170，使得鏟斗140將超過上限，則控制器305將置零發(fā)送給提升馬達(dá)355的提升速度基準(zhǔn)命令(阻止經(jīng)由提升馬達(dá)355進(jìn)一步抬高鏟斗140)。提升以及推壓動作的上下限使用各種約束方程建立。邊界限度適用于理想路徑，當(dāng)操作者向或遠(yuǎn)離期望回轉(zhuǎn)方位SRC_d移動鏟斗140時，連續(xù)更新邊界限度。

斜坡約束方程是方法640中使用的一種約束方程。斜坡約束方程包括開始以及結(jié)束限制，斜坡的坡度取決于總回轉(zhuǎn)距離(abs(SRC_d–SRC_t0))與期望回轉(zhuǎn)方位SRC_d的比例來決定。為了說明，提升動作的斜坡約束方程是：其中m_r是提升旋轉(zhuǎn)變壓器計數(shù)中的斜坡坡度的開始方位，而c_r是提升旋轉(zhuǎn)變壓器計數(shù)中的斜坡坡度的結(jié)束方位。然后基于HRC_lim以及HRC_traj而計算HRC_boundary如下：HRC_boundary＝HRC_traj±HRC_lim。

圖12說明在m_r設(shè)置為1800計數(shù)而c_r設(shè)置為200計數(shù)的情況下，基于斜坡約束方程以及恒定理想路徑(等于零)的提升邊界。x軸表示在回轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)變壓器計數(shù)中到期望回轉(zhuǎn)方位(SRC_d)的回轉(zhuǎn)距離，而y軸表示在提升旋轉(zhuǎn)變壓器計數(shù)中到提升理想路徑的提升距離。提升理想路徑750用直線示出；而上提升邊界755a以及下提升邊界755b用虛線示出。

上述提升軌跡(HRC_traj)方程取決于回轉(zhuǎn)動作。圖13說明載開始提升方位為1500計數(shù)而結(jié)束提升方位為零計數(shù)的情況下的提升軌跡(HRC_traj)，并且描述提升軌跡怎樣影響邊界限度。提升理想路徑760用實直線示出，而上提升邊界765a以及下提升邊界765b用虛直線示出。

另一約束方程是作為靜止窗口的恒定約束方程。例如，邊界方程保持HRC_boundary＝HRC_traj±HRC_lim，然而，HRC_lim設(shè)置為恒定值c_w(即，HRC_lim＝c_w)，其中c_w指示關(guān)于理想路徑的靜止窗口的尺寸。圖14說明在c_w設(shè)置為500提升旋轉(zhuǎn)變壓器計數(shù)的情況下的恒定約束方程。提升理想路徑770用直線示出；而上提升邊界775a以及下提升邊界775b用虛線示出。圖15說明作為改變提升軌跡的函數(shù)的恒定窗口約束，其隨著回轉(zhuǎn)至料斗170的過程而改變。在圖15中，提升理想路徑780用實直線示出；而上提升邊界785a以及下提升邊界785b用虛直線示出。

另一約束方程是多項式曲線。多項式曲線基于建立特征方程以及求解取決于提升以及推壓開始方位、期望方位、以及期望速度的一系列系數(shù)。限制方程是三次多項式：HRC_lim＝a₀+a₁*SRC_t+a₂*SRC₂²+SRC_t³。

由于取決于操作者從哪里開始回轉(zhuǎn)，所以為每個回轉(zhuǎn)階段求解系數(shù)。

考慮到某種程度的用戶化，可以改變初始以及期望的提升旋轉(zhuǎn)變壓器速度(以及)以增大多項式曲線。圖16描述在提升旋轉(zhuǎn)變壓器速度設(shè)置為零的情況下的多項式曲線。在圖16中，提升理想路徑750用直線示出；而上提升邊界755a以及下提升邊界755b用虛線示出。

圖17描述作為提升軌跡的函數(shù)的多項式曲線，其中，提升理想路徑800用直線示出，而上提升邊界805a以及下提升邊界805b用虛線示出。改變提升旋轉(zhuǎn)變壓器速度導(dǎo)致多項式曲線改變曲線如何從開始移動到完成。改變提升旋轉(zhuǎn)變壓器速度使能對于曲線包絡(luò)的控制。例如，圖18描述具有邊界限度815a以及815b的理想路徑810，其基于在開始提升旋轉(zhuǎn)變壓器速度被設(shè)置為非零值的情況下的多項式曲線。因此，邊界限度815a以及815b具有較長頸部(狹窄端)的鐘形曲線，其要求操作者更快地讓鏟斗140更加接近于理想路徑810。

也可以使用另一約束方程。例如，控制器305可以對上下邊界實施不同的約束方程(見例如圖19以及20)，或使用由各種方位約束混合的多項式。圖19以及20描述在上邊界825a以及835a實施為斜坡約束而下邊界825b以及835b實施為多項式曲線的情況下的理想路徑820以及830。多項式混合包括用于建立創(chuàng)建關(guān)鍵點(diǎn)的不同的方位約束，然后產(chǎn)生滿足所有關(guān)鍵點(diǎn)的約束方程。例如，二次多項式擬合將產(chǎn)生通過三個關(guān)鍵點(diǎn)的方程。使用的關(guān)鍵點(diǎn)越多，多項式將越復(fù)雜(例如，多個點(diǎn)的正弦擬合)。為了降低多個關(guān)鍵點(diǎn)的復(fù)雜性，同時對準(zhǔn)確度進(jìn)行一定的讓步，控制器305也可以對關(guān)鍵點(diǎn)實施最小二乘法擬合。

教導(dǎo)模式

在教導(dǎo)模式下，1)操作者“教導(dǎo)”控制器305鏟斗140的期望結(jié)束方位(例如，在料斗170之上)以及鏟斗140的開始方位(挖掘位置220),2)控制器305生成理想路徑，以及3)控制器305自動控制鏟斗140的回轉(zhuǎn)至料斗動作。圖21說明用控制系統(tǒng)300實施教導(dǎo)模式的方法850。類似于方法425以及640，教導(dǎo)模式方法850從獲得挖掘機(jī)數(shù)據(jù)集(步驟855)以及料斗數(shù)據(jù)集(步驟860)開始。在教導(dǎo)模式方法850的一些實施例中，控制器305獲得用于挖掘機(jī)數(shù)據(jù)集以及料斗數(shù)據(jù)集的附加數(shù)據(jù)，包括：布爾(boolean)回轉(zhuǎn)自動化觸發(fā)器；挖掘機(jī)前后安放傾斜計；挖掘機(jī)左右安放傾斜計；布爾期望傾卸方位觸發(fā)器；料斗前后安放傾斜計；以及料斗左右安放傾斜計。

為了教導(dǎo)控制器305，操作者可以通過移動鏟斗140到適當(dāng)方位以及觸發(fā)存儲回轉(zhuǎn)、推壓、以及提升旋轉(zhuǎn)變壓器計數(shù)到控制器305中的存儲操作來手動輸入結(jié)束方位以及開始方位。例如，操作者可以通過將期望傾卸方位觸發(fā)器改變?yōu)檎鎭碛|發(fā)存儲操作。操作者通過按下駕駛桿按鈕、用特別的方式按下腳踏板和/或喇叭觸發(fā)器、和/或經(jīng)由到圖形用戶界面(GUI)的輸入，來將期望傾卸方位觸發(fā)器改變?yōu)檎?。在一些實施例中，控制?05可操作于自動檢測期望結(jié)束方位以及開始方位。例如，控制器305可以通過存儲傾卸操作(即，釋放鏟斗140的門145)時的回轉(zhuǎn)、推壓、以及提升旋轉(zhuǎn)變壓器計數(shù)而自動檢測期望結(jié)束方位。另外，控制器305可以通過記下完成挖掘周期時的回轉(zhuǎn)、推壓、以及提升旋轉(zhuǎn)變壓器計數(shù)而自動檢測鏟斗140的開始方位。

在步驟865，控制器確定鏟斗140是否離開挖掘位置220處的礦堆(bank)，以及是否啟動回轉(zhuǎn)自動化。在一些實施例中，操作者手動啟動回轉(zhuǎn)自動化按鈕(例如，經(jīng)由其他I/O裝置400)以便啟動回轉(zhuǎn)自動化。在其他實施例中，控制器305自動檢測操作者正在從層堆縮回，以及已經(jīng)開始向期望的傾卸方位(即，料斗170)回轉(zhuǎn)。例如，圖22說明方法865a，其是通過自動回轉(zhuǎn)至料斗檢測來實施的步驟865。在步驟865b，控制器305確定提升的旋轉(zhuǎn)變壓器計數(shù)HRC是否大于預(yù)設(shè)值(例如，4000)。如果HRC大于預(yù)設(shè)值，則控制器305開始定時器(步驟856b)。定時器繼續(xù)直到步驟865d、865e、以及865f的條件是真時為止。當(dāng)操作者輸入推壓命令(經(jīng)由推壓控制325)從而以大于最大推壓縮回命令20％的速率來縮回推壓時，控制器305確定步驟865d的條件是真。當(dāng)操作者輸入回轉(zhuǎn)命令(經(jīng)由回轉(zhuǎn)控制330)從而以大于最大回轉(zhuǎn)命令50％的速率來回轉(zhuǎn)鏟斗140時，控制器305確定步驟865e的條件是真。如果操作者輸入回轉(zhuǎn)命令(經(jīng)由回轉(zhuǎn)控制330)以向料斗170回轉(zhuǎn)鏟斗140，則控制器305確定步驟865f的條件是真。

一旦步驟865d、865e、以及865f的條件評價為真，控制器305就停止在步驟865c開始的定時器(步驟865g)。在步驟865h，控制器確定定時器的開始與停止之間的經(jīng)過的時間是否小于預(yù)定值(例如，三秒)。如果是，則控制器305確定操作者已經(jīng)開始回轉(zhuǎn)至料斗動作(步驟865i)以及評價步驟865(圖21)為真。

在一些實施例中，除手動回轉(zhuǎn)自動化按鈕之外，還實施圖22的自動回轉(zhuǎn)至料斗檢測。在組合系統(tǒng)中，與圖22中描述的自動方法的狀態(tài)無關(guān)，手動回轉(zhuǎn)自動化按鈕向控制器305指示已經(jīng)啟動回轉(zhuǎn)自動化(在步驟865)。

在步驟865確定已經(jīng)啟動回轉(zhuǎn)自動化之后，控制器305前進(jìn)到生成用于鏟斗140至料斗170的理想路徑(步驟870)。在教導(dǎo)方法中，用與上述相對于操作者反饋模式一樣的方法計算鏟斗140回轉(zhuǎn)動作的理想路徑。即，控制器基于當(dāng)前鏟斗回轉(zhuǎn)速度(SRC)以及到達(dá)料斗170的剩余的回轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)變壓器計數(shù)(SRC_rem)而估算將鏟斗140停止到料斗170上所需要的總回轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)變壓器計數(shù)(ΔSRC_decel)。當(dāng)鏟斗140回轉(zhuǎn)時，ΔSRC_decel最終變?yōu)榈扔诋?dāng)前回轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)變壓器計數(shù)方位(SRC_t)，其小于期望的回轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)變壓器計數(shù)(SRC_d)，其向控制器305發(fā)信號通知開始減速鏟斗回轉(zhuǎn)動作。當(dāng)鏟斗140向料斗170回轉(zhuǎn)時，隨著ΔSRC_decel以及SRC_rem的連續(xù)更新，連續(xù)監(jiān)控回轉(zhuǎn)動作，其保證連續(xù)計算的理想路徑保持準(zhǔn)確。

然而，在教導(dǎo)模式下，如在動作限制模式中進(jìn)行的那樣計算提升以及推壓動作的理想路徑。即，用于提升以及推壓的理想路徑HRC_traj以及CRC_traj分別被計算如下：

一旦生成用于提升、推壓、以及回轉(zhuǎn)動作的理想路徑，控制器305就前進(jìn)到主動并且自動地控制鏟斗140，而不需要操作者輸入(例如，經(jīng)由操作者控制器320)。在步驟875，控制器305根據(jù)在步驟870生成的理想路徑來加速鏟斗140向料斗170的回轉(zhuǎn)動作。同時，控制器305根據(jù)在步驟870生成的理想路徑來開始控制提升以及推壓動作。在步驟880，控制器305確定鏟斗140是否沿理想回轉(zhuǎn)路徑到達(dá)控制器305將開始減速的點(diǎn)。如果沒有，則在返回到步驟870之前，控制器305在步驟882更新挖掘機(jī)數(shù)據(jù)集。在步驟870中，控制器305更新理想回轉(zhuǎn)路徑，但是維持之前生成的用于提升以及推壓動作的理想路徑。

控制器305循環(huán)步驟870、875、880、以及882，直到控制器305在步驟880確定鏟斗140將減速(基于理想回轉(zhuǎn)路徑)時為止?？刂破?05前進(jìn)到步驟885，沿理想回轉(zhuǎn)路徑減速鏟斗140的回轉(zhuǎn)動作，以及繼續(xù)沿其相應(yīng)的理想路徑來控制提升以及推壓動作?？刂破?05還在步驟887繼續(xù)更新挖掘機(jī)數(shù)據(jù)集以及在步驟885更新理想回轉(zhuǎn)路徑，直到在步驟890鏟斗140停止在料斗170上時為止。在步驟895，控制器305前進(jìn)到傾卸鏟斗140中的內(nèi)容物。在一些實施例中，沒有操作者輸入(例如，以便確認(rèn)鏟斗140在料斗170上)時，控制器305不可以傾卸負(fù)載。

在步驟895傾卸鏟斗140中的負(fù)載之后，類似于步驟865如何確定回轉(zhuǎn)至料斗動作是期望的(例如，操作者按下回轉(zhuǎn)自動化按鈕)，控制器305等待操作者期望回轉(zhuǎn)鏟斗140回到挖掘位置220的確定。一旦控制器305確定操作者期望回轉(zhuǎn)鏟斗140到挖掘位置220，控制器305就前進(jìn)到步驟897，以生成回到挖掘位置220的理想返回路徑。

除推壓、提升、以及回轉(zhuǎn)的開始以及結(jié)束方位互換之外，在步驟897生成理想返回路徑、在步驟900加速鏟斗140、在步驟905確定是否開始減速鏟斗140、在步驟907更新挖掘機(jī)數(shù)據(jù)集、在步驟910減速鏟斗140以及更新理想回轉(zhuǎn)路徑、在步驟915確定是否到達(dá)挖掘位置、以及在步驟917更新挖掘機(jī)數(shù)據(jù)集分別類似于步驟870、875、880、882、885、890以及887。因此，除用相對應(yīng)的料斗170的推壓、提升、以及回轉(zhuǎn)方位代替CRC_t0、HRC_t0、以及SRC_t0以及用相對應(yīng)的挖掘位置220的推壓、提升、以及回轉(zhuǎn)方位代替CRC_d、HRC_d、以及SRC_d之外，上述相對于步驟870、875、880、882、885、890以及887的方程適用于步驟897、900、905、907、910、915、以及917。在一些實施例中，期望的挖掘位置220是在時間t₀時的初始推壓、提升、以及回轉(zhuǎn)方位(即，CRC_t0、HRC_t0、以及SRC_t0)。在其他實施例中，當(dāng)鏟斗140在期望的挖掘位置220時，操作者通過啟動致動器(例如，其是其他I/O裝置400的一部分)來將期望的挖掘位置220存儲到控制器305中。

在一些實施例中，將鏟斗140卷起方位的推壓以及提升方位作為期望推壓以及提升方位來存儲。使用這些卷起方位值，在完成回轉(zhuǎn)至挖掘位置220時，鏟斗140處在卷起方位，準(zhǔn)備開始下一個挖掘周期。推壓以及提升的卷起方位值可以由操作者使用致動器來存儲、可以由控制器基于之前開始的挖掘周期而推斷、或可以是預(yù)設(shè)值(例如，在制造過程期間預(yù)設(shè))。當(dāng)鏟斗140移動到卷起方位時，重力關(guān)閉門145，允許挖掘機(jī)門閂鎖360嚙合保持門關(guān)閉直到下一個傾卸操作時為止。

當(dāng)在步驟865確定已經(jīng)啟動回轉(zhuǎn)自動化時，控制器305可以通過各種技術(shù)退出自動的回轉(zhuǎn)動作。例如，如果推進(jìn)繩索挖掘機(jī)100或移動采礦破碎機(jī)175，則方法850可以自動中止或自動控制鏟斗140停止(例如，通過向每個回轉(zhuǎn)、推壓、以及提升馬達(dá)施加反向轉(zhuǎn)矩)?；蛘?，可以要求操作者將回轉(zhuǎn)駕駛桿或另一致動器保持在全基準(zhǔn)(full-reference)附近，以便繼續(xù)方法850(例如，“安全開關(guān)(dead man switch)”)。如果操作者拉開回轉(zhuǎn)駕駛桿或其他致動器，則方法850將停止，以及鏟斗140動作將停止。

為了實現(xiàn)沿理想回轉(zhuǎn)路徑加速鏟斗140，控制器305包括加速度控制器930，如圖23所示。在已經(jīng)開始回轉(zhuǎn)自動化以及生成理想路徑之后，在步驟875加速度控制器930變?yōu)橛行?。加速度控制?30的目標(biāo)是提供穩(wěn)定以及快速的鏟斗140的回轉(zhuǎn)加速度。階段開關(guān)935初始設(shè)置為接收來自觸發(fā)階躍940的輸出。階段開關(guān)935將觸發(fā)階躍940的輸出轉(zhuǎn)送給回轉(zhuǎn)馬達(dá)350，以加速鏟斗140?；剞D(zhuǎn)傳感器370輸出回轉(zhuǎn)馬達(dá)速度給開關(guān)935。當(dāng)回轉(zhuǎn)馬達(dá)350達(dá)到開關(guān)935中存儲的預(yù)設(shè)轉(zhuǎn)速時，開關(guān)935切換到接收來自零源945的零輸出。當(dāng)回轉(zhuǎn)馬達(dá)速度降低到開關(guān)935中的存儲值以下時，開關(guān)935再次切換到用以接收觸發(fā)階躍940的輸出。開關(guān)935來回切換以維持具體回轉(zhuǎn)速度，直到鏟斗140到達(dá)理想回轉(zhuǎn)路徑的減速部分時為止。

在控制器305確定減速鏟斗140的回轉(zhuǎn)動作(步驟880)之后，開關(guān)935被設(shè)置為接收來自零源945的零輸出以及啟動減速控制器950(步驟885)。減速控制器950減慢鏟斗140的回轉(zhuǎn)動作，使得其停止在料斗170之上。類似于操作者手動減速鏟斗140，當(dāng)鏟斗140回轉(zhuǎn)動作接近于零時，減速控制器950向回轉(zhuǎn)馬達(dá)350發(fā)送轉(zhuǎn)矩反向命令的脈沖。

最初，減速控制器950經(jīng)由開關(guān)955以及開關(guān)960輸出來自觸發(fā)階躍965的轉(zhuǎn)矩反向命令，其等于或大于來自加速控制器930中的觸發(fā)階躍940的轉(zhuǎn)矩命令。由于減速命令大于加速命令，所以維持在生成理想回轉(zhuǎn)路徑時較先提出的假定。

當(dāng)回轉(zhuǎn)速度降低到開關(guān)955中存儲的閾值以下時，開關(guān)955切換到用以接收脈沖生成器970的輸出。脈沖生成器970被設(shè)計成當(dāng)回轉(zhuǎn)馬達(dá)350的速度接近零時，通過發(fā)送轉(zhuǎn)矩反向命令脈沖來模仿操作者對回轉(zhuǎn)動作的控制，從而減速回轉(zhuǎn)速度。當(dāng)回轉(zhuǎn)速度降低到開關(guān)960中存儲的下閾值以下時，開關(guān)960切換到用以接收零源975的零輸出。

脈沖生成器970可操作以用于改變脈沖的幅度以及持續(xù)時間來控制回轉(zhuǎn)馬達(dá)350的減速程度。脈沖幅度取決于當(dāng)前回轉(zhuǎn)速度SRC與零之差，而脈沖持續(xù)時間取決于當(dāng)前回轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)變壓器方位(SRC_t)與期望回轉(zhuǎn)方位(SRC_d)之差。當(dāng)當(dāng)前回轉(zhuǎn)速度SRC接近于零時，脈沖幅度減小。當(dāng)當(dāng)前回轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)變壓器方位(SRC_t)接近于期望回轉(zhuǎn)方位(SRC_d)時，脈沖持續(xù)時間減少。發(fā)送脈沖方法使能對于鏟斗140的受控的減速以及最小化料斗170的過沖(overshoot)。在一些實施例中，當(dāng)鏟斗140接近料斗170時，脈沖生成器970的幅度與持續(xù)時間中只有一個發(fā)生改變。幅度以及持續(xù)時間之一可以基于與0之差或者SRC_t與SRC_d之差的任意一個或者兩者而改變。在其他實施例中，脈沖生成器970輸出具有恒定幅度以及持續(xù)時間的脈沖。

在一些實施例中，除圖23A-B的加速控制器930以及減速控制器950之外，在控制器305中還包括自適應(yīng)減速控制器980。最初，自適應(yīng)減速控制器980不如上所述地改變鏟斗140的減速度。即，最初，減速速率假定為近似等于加速速率。在多個回轉(zhuǎn)的過程中，自適應(yīng)減速控制器980監(jiān)控鏟斗140的實際加速度以及減速度?；诒O(jiān)控，減速控制器980估算加速速率與減速速率之間的更準(zhǔn)確的關(guān)系。例如，如圖24所示，自適應(yīng)減速控制器980接收鏟斗140的實際加速速率以及減速速率(例如，從回轉(zhuǎn)傳感器370中)。在其他實施例中，自適應(yīng)減速控制器980基于從回轉(zhuǎn)傳感器370接收的速度或方位數(shù)據(jù)而計算加速以及減速速率。

基于監(jiān)控的至料斗170的回轉(zhuǎn)，自適應(yīng)減速控制器980生成系數(shù)k_adapt來根據(jù)以下方程：_l來調(diào)節(jié)回轉(zhuǎn)減速速率。最初，k_adapt設(shè)置為1?；诒O(jiān)控的回轉(zhuǎn)，如果自適應(yīng)減速控制器980確定減速速率激進(jìn)太大以及沒有必要太快減速鏟斗140(降低了繩索挖掘機(jī)100的總效率)，則自適應(yīng)減速控制器980減小k_adapt。反之，如果減速速率沒有足夠激進(jìn)性，則增大k_adapt。當(dāng)推進(jìn)繩索挖掘機(jī)100時，k_adapt重新設(shè)置為1，自適應(yīng)減速控制器980再次開始監(jiān)控以確定是否應(yīng)該調(diào)節(jié)k_adapt。在一些實施例中，k_adapt不調(diào)節(jié)實際減速速率，而是調(diào)節(jié)何時觸發(fā)減速(即，何時步驟880評價為真時)。

自適應(yīng)減速控制器980還從機(jī)器安放傾斜計中接收挖掘機(jī)傾斜數(shù)據(jù)，以增加預(yù)測的回轉(zhuǎn)減速速率的準(zhǔn)確度以及執(zhí)行公正的校核來確認(rèn)鏟斗140沒有被定位為使得加速速率可以克服回轉(zhuǎn)動作的減速速率。換句話說，傾斜計數(shù)據(jù)使得系統(tǒng)可以校核繩索挖掘機(jī)100是否以某一角度擱放(即，關(guān)于地面傾斜)，使得自適應(yīng)減速控制器980可以驗證加速/減速關(guān)系假設(shè)，以及如果必要的話，改變理想路徑來補(bǔ)償改變。

在一些實施例中，當(dāng)在教導(dǎo)模式、操作者反饋模式、以及動作限制模式的一個或多個下生成理想路徑時，控制器305考慮鏟斗140的負(fù)載的質(zhì)量。當(dāng)鏟斗140的質(zhì)量增加時，回轉(zhuǎn)、提升、以及推壓動作的最大加速以及減速程度降低。在一些實施例中，連續(xù)監(jiān)控鏟斗140的質(zhì)量。在其他實施例中，為了降低理想路徑生成的復(fù)雜性，在回轉(zhuǎn)至料斗或返回至挖掘位置動作期間，估算以及維持鏟斗140的質(zhì)量恒定。然而，為了進(jìn)一步降低復(fù)雜性，如相對于以上操作者反饋模式所述地，將測量的加速速率用作估算的減速速率。

全自動化模式

在全自動化模式下，沒有操作者輸入，控制系統(tǒng)300可操作以用于：1)檢測料斗170與鏟斗140的相對方位；2)生成理想路徑，以及3)控制鏟斗140的回轉(zhuǎn)至料斗動作。先前模式從先前傾卸方位或操作者反饋中推斷期望的傾卸方位。全自動化模式結(jié)合料斗對準(zhǔn)系統(tǒng)395來獲得料斗170的方位、或料斗170與鏟斗140之間的相對方位，而不需要操作者輸入。因此，在一些實施例中，除了操作者不教導(dǎo)控制器305料斗170的方位之外，全自動化模式類似于教導(dǎo)模式。此外，料斗對準(zhǔn)系統(tǒng)395可操作以用于獲得期望傾卸方位(料斗170)并且將其傳達(dá)給控制器305，而不需要操作者教導(dǎo)控制器305。在其他實施例中，料斗對準(zhǔn)系統(tǒng)395用在用戶反饋模式和/或動作限制模式中以獲得料斗170的位置，而不需要用戶反饋或者不會較早的傾卸。

如圖25所示，在一些實施例中，料斗對準(zhǔn)系統(tǒng)395包括分別位于繩索挖掘機(jī)100以及移動采礦破碎機(jī)175上的GPS單元990a以及990b。當(dāng)前GPS系統(tǒng)可以亞厘米精度測量物體的方位，其足以為全自動化模式獲得料斗170以及鏟斗140的方位。控制器305從料斗對準(zhǔn)系統(tǒng)395的GPS單元990a以及990b中接收方位以及方位信息，然后可操作以用于計算料斗170以及鏟斗140的當(dāng)前方位信息。例如，控制器305從GPS單元990b中知道料斗170的相對偏移以及從GPS單元990a中知道鏟斗140的相對偏移。因此，控制器305可以將來自GPS單元990a以及990b的方位以及方位信息解釋成鏟斗140以及料斗170的方位信息。這些信息然后可用在上述方法425、640、以及850的全自動化版本中。在一些實施例中，GPS單元990a以及990b與慣性導(dǎo)航單元結(jié)合在一起，改進(jìn)準(zhǔn)確度以及測量料斗170以及鏟斗140的方位。

在操作中，移動采礦破碎機(jī)175經(jīng)由無線電或網(wǎng)狀無線連接將來自GPS單元990b的方位以及方位信息無線發(fā)送給控制器305。來自GPS單元990b的方位以及方位信息以鏟斗140的方位為基準(zhǔn)，以提供相對于回轉(zhuǎn)軸線125的期望傾卸方位。期望的傾卸方位轉(zhuǎn)換成回轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)變壓器方位(SRC)，其提供給控制器305以及用在上述方法425、640、以及850中。

鏟斗140的期望推壓以及提升方位與期望回轉(zhuǎn)方位無關(guān)，因此單獨(dú)進(jìn)行計算。目標(biāo)是基于GPS單元990b的輸出而將物理的傾卸方位(x，y坐標(biāo))轉(zhuǎn)換為在鏟斗140的軌跡生成以及運(yùn)動控制中使用的提升以及推壓旋轉(zhuǎn)變壓器計數(shù)。計算鏟斗140的期望提升以及推壓方位的三種方法包括使用：1)數(shù)學(xué)運(yùn)動學(xué)模型，2)提升-推壓笛卡爾位移假定，以及3)鞍狀阻滯(saddle block)安裝的傾斜計。

數(shù)學(xué)運(yùn)動學(xué)模型是繩索挖掘機(jī)100的矢量表示。數(shù)學(xué)運(yùn)動學(xué)模型使用各種組件的幾何信息(例如，鏟斗140的高度、鏟斗手柄135的長度、等等)，以及對挖掘機(jī)的約束的理解(例如，鏟斗140連接到鏟斗手柄135、鏟斗手柄135連接到鏟斗軸130、等等)來按所需定位繩索挖掘機(jī)100的附件(例如，鏟斗140以及鏟斗手柄135)。當(dāng)提升馬達(dá)355以及推壓馬達(dá)345旋轉(zhuǎn)時，運(yùn)動學(xué)模型從傳感器363中接收數(shù)據(jù)(例如，推壓、提升、以及回轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)變壓器數(shù)據(jù))，以跟蹤鏟斗140的方位。控制器305與繩索挖掘機(jī)100的運(yùn)動學(xué)模型數(shù)據(jù)一起解釋用于繩索挖掘機(jī)100的來自GPS單元990a的位置數(shù)據(jù)，以確定用于將鏟斗140定位到傾卸方位上的期望推壓、提升、以及回轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)變壓器計數(shù)(如基于GPS單元990b的輸出而確定)。

提升-推壓笛卡爾位移假定包括：假定鏟斗140在接近水平的推壓方位以及接近垂直的提升方位。用該假定，移動推壓近似于水平移動(x軸動作)，而移動提升近似于垂直移動(y軸動作)。因此，提升-推壓笛卡爾位移假定也包括假定推壓動作只沿x軸移動鏟斗140，而提升動作只沿y軸移動鏟斗140?；谔嵘?推壓笛卡爾位移假定，控制器305解釋用于繩索挖掘機(jī)100的來自GPS單元990a的位置數(shù)據(jù)，以及鏟斗140的假定方位，以確定用于將鏟斗140定位到傾卸方位上的期望推壓、提升、以及回轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)變壓器計數(shù)(基于GPS單元990b的輸出而確定)。

在第三實施方式中，鞍狀阻滯傾斜計用于計算鏟斗140的期望提升以及推壓方位。方法包括將鞍狀阻滯傾斜計固定到手柄上以測量手柄角度。控制器305然后可以基于手柄角度以及當(dāng)前推壓旋轉(zhuǎn)變壓器計數(shù)而計算鏟斗140的方位?；谑直嵌纫约爱?dāng)前推壓旋轉(zhuǎn)變壓器計數(shù)，控制器305解釋用于繩索挖掘機(jī)100的來自GPS單元990a的位置數(shù)據(jù)，以及鏟斗140的確定的方位，以確定將鏟斗140定位到傾卸方位上的期望推壓、提升、以及回轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)變壓器計數(shù)(基于GPS單元990b的輸出而確定)。

在一些實施例中，料斗對準(zhǔn)系統(tǒng)395使用一個或多個光學(xué)照相機(jī)或3-D激光掃描儀來實施視覺或基于激光的伺服。上述操作模式(例如，軌跡反饋模式、動作限制模式、教導(dǎo)模式、或使用GPS單元的全自動化模式)之一用于回轉(zhuǎn)鏟斗140到料斗170的預(yù)定范圍內(nèi)。預(yù)定范圍可以是光學(xué)照相機(jī)或3-D激光掃描儀識別料斗170和/或鏟斗140的范圍，或具體的距離(例如，3米)。一旦在范圍內(nèi)，視覺伺服就用于具體地以高準(zhǔn)確度將鏟斗140對準(zhǔn)到料斗170上的正確方位。在一些情況下，然而，具有GPS單元的全自動化模式具有足夠高的準(zhǔn)確度，以致于沒有必要進(jìn)行視覺或激光伺服。

在光學(xué)照相機(jī)布置中，視覺伺服基于光學(xué)照相機(jī)的輸出而控制鏟斗140的運(yùn)動。圖26描述使用位于面向料斗170的移動采礦破碎機(jī)175上的立體布置中的兩個光學(xué)照相機(jī)995a以及995b的一個實施例。光學(xué)照相機(jī)995a以及995b經(jīng)由無線電或網(wǎng)狀無線通信來無線輸出數(shù)據(jù)給控制器305?？刂破?05進(jìn)而施加更正命令來控制鏟斗140的運(yùn)動。

立體布置使得相對于料斗170更準(zhǔn)確地對鏟斗140的方位的深度感知。光學(xué)照相機(jī)995a以及995b向可用的受控輸出提供基座系統(tǒng)的限制模型。每個照相機(jī)995a以及995b像人眼一樣動作，跟蹤鏟斗140上的關(guān)鍵位置(例如，鏟斗140的外緣)。一旦控制器305經(jīng)由照相機(jī)995a以及995b的輸出來識別鏟斗140，控制器305就執(zhí)行軌跡計算，以及識別用于將鏟斗140定位到料斗170上的任意控制更正。

在一些實施例中，使用3-D激光掃描儀998。激光掃描儀998a基于類似于視覺伺服系統(tǒng)的那些原理而操作，但是使用激光掃描儀998代替照相機(jī)995a以及995b。激光掃描儀998安裝在移動采礦破碎機(jī)175(見圖27A)以及繩索挖掘機(jī)100(見圖27B)中的一個上。激光掃描儀998識別轉(zhuǎn)換為鏟斗140以及料斗170周圍的3D環(huán)境的距離矩陣。

當(dāng)安裝在鏟斗140上時，激光掃描儀998被定向為向前看向移動采礦破碎機(jī)175，以便標(biāo)識料斗170的形狀以及結(jié)構(gòu)?？刂破?05也被設(shè)計成用激光掃描儀998沿回轉(zhuǎn)路徑識別障礙物，通過沿回轉(zhuǎn)路徑調(diào)節(jié)推壓、提升、以及回轉(zhuǎn)動作來避免與那些障礙物碰撞。當(dāng)安裝在移動采礦破碎機(jī)175上時，激光掃描儀998被定向為看向繩索挖掘機(jī)100，以便標(biāo)識鏟斗140的方位以及取向。如同立體照相機(jī)布置一樣，一旦控制器305經(jīng)由激光掃描儀998的輸出識別鏟斗140或料斗170，控制器305就執(zhí)行軌跡計算，以及識別用于將鏟斗140定位到料斗170上的任意控制更正。

圖28更詳細(xì)地說明圖6的控制器305?？刂破?05還包括理想路徑生成器模塊1000、邊界生成器模塊1002、鏟斗控制信號模塊1004、反饋模塊1006、以及模式選擇器模塊1008，其每個都可以由運(yùn)行存儲在存儲器315中的指令的處理器310、ASIC、以及FPGA中的一個或多個實施。理想路徑生成器模塊1000包括理想回轉(zhuǎn)路徑模塊1010、理想提升路徑模塊1012、以及理想推壓路徑模塊1014。理想路徑生成器模塊1000接收傾卸位置數(shù)據(jù)1016、當(dāng)前鏟斗數(shù)據(jù)1018、以及回轉(zhuǎn)激進(jìn)程度1020。傾卸位置數(shù)據(jù)1016可以包括料斗數(shù)據(jù)集(見，例如，步驟435)、或用于指示另一種傾卸區(qū)域的位置的類似的方位信息。當(dāng)前鏟斗數(shù)據(jù)1018包括諸如由傳感器363提供的鏟斗方位信息。當(dāng)前鏟斗數(shù)據(jù)1018可以包括挖掘機(jī)數(shù)據(jù)集(參見，例如步驟430)。

回轉(zhuǎn)激進(jìn)程度可以由操作者或其他用戶經(jīng)由其他I/O 400輸入?；剞D(zhuǎn)激進(jìn)程度指示在生成理想路徑中使用的回轉(zhuǎn)的激進(jìn)性。一般地，回轉(zhuǎn)激進(jìn)性越高(越快)，挖掘機(jī)限制越多，并且潛在地，操作者被推動。例如，經(jīng)驗豐富的操作者可以選擇更大激進(jìn)性的理想路徑以供反饋模式使用。相應(yīng)地，可以增加回轉(zhuǎn)操作期間鏟斗的加速度、最高速度、以及減速度。經(jīng)驗較少的操作者，或在挖掘地帶與傾卸區(qū)域之間的易于有障礙物的路徑的情況下，可以請求較少激進(jìn)性的回轉(zhuǎn)。一般地，較少激進(jìn)性的回轉(zhuǎn)使得繩索挖掘機(jī)100的組件遭受較少的機(jī)械磨耗。

理想路徑生成器1000生成如上所述的理想路徑(例如，相對于方法425、640、以及850)。理想回轉(zhuǎn)路徑模塊1010生成理想回轉(zhuǎn)路徑，以及提供理想回轉(zhuǎn)路徑給理想提升路徑模塊1012和理想推壓路徑模塊1014。其后，理想提升路徑模塊1012以及理想推壓路徑模塊1014分別生成理想提升路徑以及理想推壓路徑。理想回轉(zhuǎn)、推壓、以及提升路徑被輸出到邊界生成器模塊1002、鏟斗控制信號模塊1004、以及反饋模塊1006。

邊界生成器模塊1002、鏟斗控制信號模塊1004、以及反饋模塊1006根據(jù)模式選擇器模塊1008指示的模式而改變其操作。模式選擇器模塊1008接收用戶模式選擇1022以及系統(tǒng)信息1024作為輸入。用戶模式選擇1022指示操作者想要使用的回轉(zhuǎn)自動化模式來操作繩索挖掘機(jī)100。例如，操作者可以使用GUI或操作者控制器320的開關(guān)裝置或其他I/O 400，以輸入模式選擇。模式選擇可以是以下之一：(a)非回轉(zhuǎn)自動化模式；(b)軌跡反饋模式；(c)動作限制模式；(d)教導(dǎo)模式；(e)全自動化模式；以及(e)混合模式。系統(tǒng)信息1024也提供給模式選擇器模塊1008。系統(tǒng)信息可以來自例如傳感器363以及繩索挖掘機(jī)100的其他故障檢測系統(tǒng)。在正常操作中(即，不存在影響回轉(zhuǎn)自動化系統(tǒng)的故障)，則模式選擇器模塊1008將向邊界生成器模塊1002、鏟斗控制信號模塊1004、以及反饋模塊1006指示選擇的模式。

在非回轉(zhuǎn)自動化模式下，控制器305不實施諸如軌跡反饋模式、動作限制模式、教導(dǎo)模式、或全自動化模式中發(fā)現(xiàn)的回轉(zhuǎn)自動化特征。相反，操作者正常地控制繩索挖掘機(jī)100，而不需要回轉(zhuǎn)自動化的協(xié)助。

在軌跡反饋模式下，理想路徑與當(dāng)前鏟斗數(shù)據(jù)1018一起由反饋模塊1006接收。作為響應(yīng)，反饋模塊1006實施方法425的計算以及處理，以及輸出控制信號給操作者反饋385，以提供反饋。

在動作限制模式下，邊界生成器模塊1002接收理想路徑以及根據(jù)上述各種技術(shù)(例如，相對于圖12-20)之一生成邊界。鏟斗控制信號模塊1004與用戶命令1026一起接收生成的邊界。用戶命令1026是來自操作者控制器320的、指示操作者鏟斗140的期望運(yùn)動的控制信號。鏟斗控制信號模塊1004確定是否超過邊界(例如，圖11的步驟685)，以及通過輸出信號給鏟斗控制器343而相應(yīng)地調(diào)節(jié)鏟斗140的動作(參見例如步驟690)。還有在動作限制模式下，反饋模塊1006可以如在反饋模式下執(zhí)行地一樣，接收理想路徑以及當(dāng)前鏟斗數(shù)據(jù)1018，并且提供操作者反饋。另外，反饋模塊1006可以從邊界生成器模塊1002中接收生成的邊界，以及沿理想路徑側(cè)顯示邊界，以幫助操作者。

在教導(dǎo)模式下，操作者首先手動地執(zhí)行回轉(zhuǎn)以及傾卸操作，使得可以向理想路徑生成器模塊1000教導(dǎo)傾卸位置數(shù)據(jù)1016。其后，用戶命令1026可以用來指示是否例如經(jīng)由上述安全開關(guān)技術(shù)執(zhí)行回轉(zhuǎn)。鏟斗控制信號模塊1004然后接收來自理想路徑生成器模塊1000的理想路徑。鏟斗控制信號模塊1004生成用于鏟斗控制器343的控制信號，使得鏟斗140遵循理想路徑。

在全自動化模式下，由料斗對準(zhǔn)系統(tǒng)395提供傾卸位置數(shù)據(jù)1016，以獲得傾卸位置的方位、或傾卸位置與鏟斗140之間的相對方位，而不需要操作者輸入。一旦開始，鏟斗控制信號模塊1004就從理想路徑生成器模塊1000中接收理想路徑以及生成用于鏟斗控制器343的控制信號，使得鏟斗140遵循理想路徑。類似于其他模式，理想路徑生成器模塊1000可以連續(xù)地接收當(dāng)前鏟斗數(shù)據(jù)1018、回轉(zhuǎn)激進(jìn)程度1020、以及傾卸位置數(shù)據(jù)1016，以便連續(xù)地更新供控制器305的其他模塊使用的理想路徑。

在不正常操作中，模式選擇器模塊1008從系統(tǒng)信息1024中接收存在影響回轉(zhuǎn)自動化的故障的指示。模式選擇器模塊1008確定故障是否阻止用戶選擇的回轉(zhuǎn)自動化模式的正確操作。如果故障阻止用戶選擇的回轉(zhuǎn)自動化模式的正確操作，則模式選擇器模塊1008將確定可操作的下一個最高自動化程度的模式，并且將該模式作為選擇模式輸出給邊界生成器模塊1002、鏟斗控制信號模塊1004、以及反饋模塊1006。例如，如果用戶選擇全自動化模式，但是系統(tǒng)信息1024指示料斗通信系統(tǒng)390不可以提供傾卸位置給理想路徑生成器模塊1000，則模式選擇器模塊1008將自動選擇教導(dǎo)模式。類似地，如果在動作限制模式、教導(dǎo)模式、或全自動化模式中，系統(tǒng)信息1024指示鏟斗控制信號模塊1004有故障以及不可以提供控制信號給鏟斗控制器343，則模式選擇器模塊1008將自動選擇軌跡反饋模式。相應(yīng)地，在存在影響回轉(zhuǎn)自動化系統(tǒng)的故障時，模式選擇器模塊1008可以不考慮用戶選擇的回轉(zhuǎn)自動化模式。

在一些實施例中，包括理想路徑生成的一些或所有控制器305的功能以及組件，在繩索挖掘機(jī)100和/或移動采礦破碎機(jī)175的外部執(zhí)行。例如，繩索挖掘機(jī)100和/或移動采礦破碎機(jī)175可以輸出方位數(shù)據(jù)給計算鏟斗140的理想路徑的遠(yuǎn)程服務(wù)器，然后將理想路徑返回給控制器305。

因此，除了別的方面之外，本發(fā)明提供了一種具有各種操作模式以及操作模式的組合的回轉(zhuǎn)自動化系統(tǒng)以及方法。