Патент на изобретение №2311306

Настоящее изобретение касается технического сектора транспортных средств, известного как транспортные машины для строительных работ, типа автопогрузчиков, самосвалов, грузовых автомобилей и подобных транспортных средств, которые являются подходящими для погрузки, разгрузки и/или транспортировки материалов, таких, в частности, как руда или аналогичные материалы, и которые ради простоты называются здесь “транспортными средствами”.

Возникающие в связи с ними технические задачи заключаются в быстром и точном определении на месте, то есть на строительной площадке, оптимальных величин внутреннего давления в шинах, которые должны быть установлены для передних колес (AV) и задних колес (AR) этих транспортных средств, в зависимости от очень большого количества параметров, касающихся транспортного средства, способа, которым оно используется, почвы, по которой оно должно перемещаться, параметров используемых шин, характеристик груза и аналогичных факторов, известных специалистам в данной области техники.

Основные способы, известные в настоящее время, состоят по существу в том, что производится визуальная оценка поведения транспортного средства под нагрузкой и на основании этого выводятся давления, которые кажутся наиболее подходящими, посредством вычисления вручную и эмпирически. Это является крайне неточным.

Известно, что риск, связанный с такими транспортными средствами, находящимися под нагрузкой, в частности, с фронтальными погрузчиками, состоит в том, что они могут наклоняться вперед под действием чрезмерно большого груза в ковше и при несоответствующих параметрах в выбранных шинах и давлениях.

На грунте специалисты в данной области техники будут, конечно, рекомендовать меньшие нагрузки, чтобы избегать такого риска, а следовательно, конечно, заметно снижать производительность транспортного средства, но также, конечно, и внутренние давления для шин, которые являются подходящими для максимальной нагрузки (опрокидывание) и, конечно, более чувствительны к срезанию частиц с поверхности протекторов неровностями дороги, а следовательно, понижают производительность.

Также известно, что не следует поддерживать слишком низкое давление, но слишком высокое давление также не следует поддерживать, поскольку тогда в этом последнем случае возникает риск разрезания или прорыва шин на некоторых почвах.

Другие принимаемые во внимание факторы представляют собой устойчивость транспортного средства, которую, как известно специалистам в данной области техники, можно улучшить, увеличивая рабочее давление, но специалисты в данной области техники также знают, что это имеет отрицательное влияние на проходимость транспортного средства, то есть его способность перемещаться по рыхлой или мягкой почве, или даже по илистой почве.

Поэтому следует оценить, что параметры являются не просто чрезвычайно многочисленными, но в некоторых случаях они несовместимы. Кроме того, существует множество типов и моделей транспортных средств, используемых шин и т.д., которые делают решение задачи еще более сложным.

Таким образом, имеется признанная и большая потребность в способе и системе, которые являются простыми и точными и гарантируют, что работа будет надежной и оптимизированной.

Изобретение касается способа и системы такого вида, которые используют некоторые данные, выбираемые из перечисленных выше параметров, применяют их к “коррелированным” уравнениям, корректируют оценку, сделанную на основании визуальной оценки или более точного измерения поведения транспортного средства под нагрузкой, и все это повторяется до тех пор, пока вычисления по способу и впечатление (или измерение), полученное оператором относительно поведения под нагрузкой, не окажутся в приемлемом согласовании.

Выражение “в приемлемом согласовании” используется здесь, чтобы указать, что в конце одного, двух или более итеративных корректирований оператор полагает, что он, используя способ и систему, достиг расчетного решения, соответствующего фактическому поведению транспортного средства, с некоторыми аппроксимациями и в пределах допуска, которые могут ему позволить его знание данной области.

Тогда оператор решает, что расчетное решение является удовлетворительным.

Поэтому изобретение касается способа определения типа шин на месте и вычисления на месте внутренних давлений в упомянутых шинах для так называемой транспортной машины для строительных работ, имеющей переднюю ось, заднюю ось и ковш, предназначенный для приема груза, в частности руды или аналогичных материалов. Этот способ отличается тем, что:

– идентифицируют тип рассматриваемого транспортного средства и выполняют исследование, чтобы найти его известные характеристики изготовителя;

– идентифицируют характер материала, подлежащего загрузке, и оценивают его плотность DM;

– делают оценку уровня заполнения ковша TR в условиях максимальной нагрузки для использования на рассматриваемом месте;

– рассчитывают нагрузку CG на ковш на основании вместимости ковша VG и величин, оцененных для DM и TR (уравнение 1);

– рассчитывают перегрузку на передней оси V на основании опрокидывающей нагрузки упомянутого транспортного средства (уравнение 3);

– величину, полученную для перегрузки на передней оси V, проверяют на основании наблюдений, сделанных, когда транспортное средство загружено до его максимальной нагрузки для использования на рассматриваемом месте и когда оно без груза;

– если результат проверки отрицательный, оценки плотности загруженного материала DM и/или уровня заполнения ковша TR корректируют, и проверку величины, полученной для перегрузки на передней оси V, выполняют снова; и

– если результат проверки положительный, оценку максимальной нагрузки на ковш CG подтверждают в условиях использования на рассматриваемом месте;

– эту величину для максимальной нагрузки на ковш CG используют для вычисления полных нагрузок на переднюю ось ZAV и заднюю ось ZAR посредством двух уравнений для передачи нагрузки (уравнения 6.1 и 6.2), используя данные от изготовителя упомянутого транспортного средства;

– нагрузку на каждую переднюю шину рассчитывают посредством деления на два полной нагрузки на переднюю ось и выбирают величину нагрузки для шин задней оси, причем “безопасная” величина больше, чем нагрузка на заднюю ось, которую рассчитывают посредством деления на два, которая может составлять половину исходной величины, заданной изготовителем транспортных средств для нагрузки на заднюю ось без груза, и предпочтительно равна этой последней величине;

– определяют состояние почвы на рассматриваемом месте и среднюю скорость использования транспортного средства;

– выполняют исследование данных, известных от изготовителей шин, относительно типа или типов шин и характеристик шин (тип, рисунок протектора и качество резиновой смеси), которые лучше всего соответствуют нагрузкам, рассчитанным для шин передней оси и задней оси, условиям использования транспортного средства на рассматриваемом месте, в частности состоянию почвы, и средней скорости использования;

– выполняют исследование данных, известных от изготовителей шин, относительно рабочих давлений шин, выбранных на предыдущем этапе, на передней оси и задней оси, соответствующих рассчитанным нагрузкам для шин передней оси и задней оси; и

– выбирают рабочие давления и шины для упомянутого транспортного средства.

В способе согласно изобретению используют величину максимальной нагрузки на ковш в условиях использования на месте для определения типов шины, подходящих для использования на рассматриваемом месте. Эту величину CG получают на основании оценки переменной, например, уровня заполнения ковша TR, связанного с вычислением другой переменной, типа перегрузки на передней оси V, полученной из нагрузки на ковш, выраженной в процентах от опрокидывающей нагрузки. Сравнение между этими двумя переменными и наблюдениями, сделанными на месте, дает возможность оператору корректировать расчетные значения (TR, DM) и подтверждать правильность величины, полученной для нагрузки на ковш со значительно большим уровнем точности, чем обычно получают на основании оценки единственной переменной.

Изобретение также касается аналогичного способа, в котором после идентификации характера материала, подлежащего загрузке, и оценки его плотности DM делают оценку перегрузки на передней оси V в условиях максимальной нагрузки во время использования ковша на основании наблюдений, сделанных, когда транспортное средство нагружено до его максимальной нагрузки для использования на рассматриваемом месте и без груза, а затем уровень заполнения ковша TR в этих условиях использования рассчитывают на основании вместимости ковша VG транспортного средства и на основании предварительно оцененных значений DM и V.

Так же как и выше, оператор подтверждает правильность величины, полученной для нагрузки на ковш CG на основании объединенного сравнения величины, оцененной для V, и величины, рассчитанной для TR, с его наблюдениями на месте. Это подтверждение правильности выполняется так же, как и выше с последовательными корректирующими итерациями расчетных значений.

Способ согласно изобретению также может состоять, до подтверждения правильности величины нагрузки на ковш CG, в последовательном применении соответствующих этапов в упомянутых выше двух процедурах с целью улучшения точности оценки этой нагрузки на ковш CG.

Предпочтительно, оценку и/или проверку величины перегрузки на передней оси V выполняют на основании измерения расстояния, используя прогибание по меньшей мере одной из шин транспортного средства, между величиной прогиба без груза и величиной прогиба, когда рассматриваемая шина нагружена. Таким образом, используется относительная величина, которая значительно улучшает точность измерения, а следовательно, оценка или контроль переменной V являются весьма достоверными.

Наиболее предпочтительно, – это изменение уровня прогибания измеряют оптическим способом, например, с помощью лазерной “ручки” (или точного измерительного прибора этого типа), которая размещена в стационарной точке на колесе, где высоты считывают с калиброванной линейки, расположенной напротив лазерного луча. И наоборот, на колесе можно поместить карточку, а лазерную “ручку” расположить напротив этой карточки. Специалистам в данной области техники должны быть понятны эти простые устройства, а также их другие размещения.

Предпочтительно, способ согласно изобретению является таким, что также содержит этап корректирования и/или определения пределов для использования предложенных внутренних давлений, причем этот этап заключается в выборе из следующих операций:

– корректирование скорости транспортного средства; и/или

– корректирование коэффициента устойчивости и фактора проходимости; и/или

– корректирование типа почвы;

(эти три корректирования вызывают корректирование давлений из баз данных от изготовителей шин); и/или

– выбор конечного корректирования давления.

Фактически, как только были введены параметры от изготовителя транспортных средств и условия использования и получены величины поддерживаемого давления для некоторых типов шин представленным выше способом, в общем, важно определить пределы для использования транспортного средства по соображениям безопасности.

Если требуется, последовательно (и независимо) будет исследовано влияние на транспортное средство более высокой или более низкой скорости, чем обеспечиваемая скорость; поэтому потребуется произвести выбор из перечня, поддерживаемого для транспортного средства, отличающегося типа шины, резиновой смеси или рисунка протектора или даже отличающихся давлений.

Точно так же будут исследоваться параметры по устойчивости (которую можно улучшить посредством увеличения внутреннего давления шин) и по проходимости транспортного средства (то есть его пригодности для безопасного передвижения по почве, которая является рыхлой, мягкой, илистой и т.д.). Поскольку эти два фактора несовместимы, важно контролировать, чтобы усовершенствование в отношении проходимости, которое необходимо сделать, например, из-за типа встречающейся почвы или риска из-за сложных метеорологических условий и т.д., не ставило под угрозу устойчивость, или наоборот. В этом случае оператор также будет поддерживать другую комбинацию параметров шины с большим допуском.

Тип почвы также может вызывать серьезные проблемы, связанные с безопасностью и повреждением шин из-за разрезания или задирания, если давление слишком высокое. Здесь также корректирование исходного фактора почвы обеспечит возможность поведения подлежащего исследованию транспортного средства в некоторых пределах условий, чтобы проконтролировать, что реализация все еще обоснованная. В противном случае будет выбран другой поддерживаемый результат.

Само собой разумеется, что во всех случаях, где это “исследование” достигает зоны риска, запускается предупредительный сигнал, согласованный с соответствующим сообщением на экране системы.

Согласно конкретному варианту осуществления создают базу данных А со всеми известными данными от изготовителей транспортных средств, и эта база данных А содержит по меньшей мере следующие элементы:

– перечень ссылок о транспортных средствах со следующими элементами для каждого:

– вес на передней оси без груза, VAV;

– вес на задней оси без груза, VAR;

– прямолинейную опрокидывающую нагрузку, СВ;

– размер разрешенной шины (шин);

– вместимость ковша VG, в м³; и

– вместимость ковша в кг.

Как известно специалистам в данной области техники, концепция прямолинейных колес (или прямолинейная опрокидывающая нагрузка) соответствует конфигурации транспортного средства, в которой оси колес являются перпендикулярными продольной оси транспортного средства, в частности передней оси. Так обстоит дело, например, когда транспортное средство передвигается по направлению к грузовому автомобилю и начинает передвигаться назад под нагрузкой. Опрокидывающая нагрузка является самой высокой в случае этого вида.

Конфигурация со “смещенными колесами” соответствует ситуации, когда транспортное средство маневрирует, поворачивая по меньшей мере два колеса, в частности два передних колеса. В этом случае специалистам в данной области техники известно, что результирующее изменение центра тяжести приводит к более низкой опрокидывающей нагрузке. Эту опрокидывающую нагрузку со смещенными колесами можно использовать факультативно, чтобы дать максимальный предел, который не должен быть превышен для величины нагрузки на ковш.

Эти данные обязательно должны быть известны (данные изготовителя транспортных средств) в случае прямолинейной конфигурации колес (обязательные данные изготовителя транспортных средств – опрокидывающая нагрузка), и они должны быть известны в самом общем смысле в отношении конфигурации со смещенными колесами (снова данные изготовителя транспортных средств).

В соответствии с конкретным вариантом осуществления создают базу данных В с известными данными о материалах, и эта база данных В содержит по меньшей мере следующие элементы:

– данные, касающиеся обычных используемых материалов, с их плотностями DM.

В лучшем в настоящее время варианте осуществления эта база данных содержит 24 типа материалов с их обычной плотностью в кг/м³, с соотношениями руды и пустой породы, и/или плотности DM материалов, подлежащих загрузке, в кг/м³. Эта база данных, таким образом, позволяет выполнять работу, используя плотности руд, связанные с процентным содержанием этих руд в рассматриваемом месте, и может также прямо выдавать на месте плотности DM материалов, подлежащих загрузке; эта последняя величина включает в себя процентное содержание и плотность дополнительных или пустых пород, подлежащих загрузке.

Эта база данных позволяет оператору получать значительный выигрыш во времени и точности в отношении точности величины нагрузки на ковш CG, полученной в соответствии со способом по изобретению.

Само собой разумеется, что если возникает частный случай, база данных может быть изменена оператором на месте.

В соответствии с конкретным вариантом осуществления создают базу данных С, содержащую данные об обычной почве, и эта база данных С содержит по меньшей мере следующие элементы:

– перечень состояний почвы и их главные характеристики, соответствующие субъективному указанию качества.

С помощью лучшего в настоящее время варианта осуществления для оператора выполняется предложение шести состояний почвы, которые охватывают почти все, если не все ситуации, с которыми сталкиваются. Если возникает частный случай, база данных может быть изменена оператором на месте.

Предпочтительно, также создают базу данных D, содержащую данные о шине от изготовителей шин, и эта база данных D содержит по меньшей мере следующие элементы:

– перечень всех шин в диапазоне GC со следующими элементами для каждой:

– размер;

– рисунок протектора;

– тип резиновой смеси;

– диапазон использования в зависимости от почвы;

– предел использования в зависимости от скорости;

– предельную нагрузку;

– предел давления;

– давление в зависимости от нагрузки.

В соответствии с конкретным вариантом осуществления, который является лучшим в настоящее время вариантом осуществления, уравнения 1 и 3 имеют следующий вид:

где CG – нагрузка на ковш,

VG – вместимость ковша в м³,

DM – плотность материала, подлежащего загрузке, в кг/м³,

TR – уровень заполнения ковша в %,

V – оценка перегрузки на передней оси, полученная из нагрузки на ковш, выраженной в виде процентов от опрокидывающей нагрузки транспортного средства, и

СВ – опрокидывающая нагрузка транспортного средства в кг.

В соответствии с конкретным вариантом осуществления, который является лучшим в настоящее время вариантом осуществления, уравнения передачи нагрузки имеют следующий вид:

где ZAV – нагрузка на переднюю ось,

ZAR – нагрузка на заднюю ось,

VAV – нагрузка на переднюю ось без груза,

CG, СВ, VAR – как определено выше.

В соответствии с конкретным вариантом осуществления, который является лучшим в настоящее время вариантом осуществления, уравнения 2 и 4 имеют следующий вид:

Предпочтительно, среднюю скорость speed рассчитывают с помощью приведенного ниже уравнения 5:

где L – длина цикла для загрузки/разгрузки;

Nb – число циклов в час;

другие переменные, как определено выше.

Специалистам в данной области техники должно быть понятно, что, за исключением вводимых параметров или скорректированных параметров, упомянутые операции выполняют, используя по меньшей мере один алгоритм. Само собой разумеется, что разработка этого алгоритма не будет представлять какие-либо проблемы для специалистов в данной области техники.

Изобретение также касается системы для определения типа шин на месте и вычисления на месте внутренних давлений для упомянутых шин, предназначенных для так называемой транспортной машины для строительных работ, имеющей переднюю ось, заднюю ось и ковш, предназначенный для приема груза, в частности руды или аналогичных материалов, с целью осуществления представленного выше способа. Эта система отличается тем, что включает в себя электронный модуль, по меньшей мере один запоминающий элемент и по меньшей мере один алгоритм, подходящий для:

– содержания уравнений 1-6;

– их использования; и

– вычисления с помощью упомянутых уравнений величины нагрузки CG на ковш и нагрузок на шины передней и задней осей.

Разумеется, для специалистов в данной области техники не представит трудности проектирование электронного модуля, запоминающих элементов и информационных емкостей и алгоритма (алгоритмов).

В соответствии с конкретным вариантом осуществления система также включает в себя средство для содержания баз данных A-D.

Предпочтительно, система также содержит средство алгоритма, чтобы идентифицировать из баз данных D (шин) и А (изготовителя транспортных средств) большую часть соответствующих величин среди выбранных для средней скорости и характеристик почвы и величин для нагрузок на шины передних и задних колес, соответственно, типа или типов шин, рисунка протектора и качества резиновой смеси, и средство их отображения.

Специалистам в данной области техники должно быть известно, как создать алгоритм этого вида без каких-либо трудностей.

В соответствии с конкретным вариантом осуществления упомянутая система также содержит средство алгоритма, чтобы идентифицировать оптимальную величину для внутреннего давления упомянутой выбранной шины или шин, средство отображения этих величин и средство выбора каждой из величин, и в котором соответствующим образом производится окончательное корректирование, и где выполняется соответствующее печатание или пересылка файла.

Изобретение можно легче понять при прочтении описания с прилагаемыми чертежами, на которых:

фиг.1 изображает в форме итоговой схемы последовательности операций первую часть способа согласно изобретению; и

фиг.2 изображает в форме итоговой схемы последовательности операций вторую часть способа согласно изобретению.

В приведенном ниже тексте в качестве примера будет использован автопогрузчик.

Способ согласно изобретению очень легко можно загрузить в компактный портативный компьютер, используя специальную программу или параметризацию прикладного программного обеспечения типа программы составления динамических электронных таблиц.

Первая часть способа согласно изобретению показана на фиг.1.

Оператор прежде всего создает базы данных A-D (из которых большая часть в любом случае уже существует, типа баз данных изготовителей транспортных средств, руды, шин и т.д.), но может быть необходимо их завершить или модифицировать на месте, в частности, в некоторых случаях в отношении специальных характеристик руды, конкретных характеристик транспортного средства, например вместимости ковша, который пользователь, возможно, видоизменил, состояния почвы и т.д. (этап 100).

Затем он запускает систему, вводя тип рассматриваемого транспортного средства (этап 110).

Он идентифицирует характер руды на месте и вводит оценку плотности материала, подлежащего загрузке (этап 120). Как было сказано, алгоритм системы может использовать либо величину DM для плотности материала, подлежащего загрузке, либо, по выбору, плотность руды и ее содержание в материале, подлежащем загрузке.

Согласно первому варианту оператор вводит оценку уровня заполнения ковша TR (этап 131). Эту оценку получают на основании визуального наблюдения транспортного средства, загруженного до его максимальной нагрузки на месте. Это может также быть подтверждено обсуждением с человеком, использующим транспортное средство.

Затем система вычисляет и отображает перегрузку на передней оси V, выраженную как процент от опрокидывающей нагрузки СВ транспортного средства (полученной из базы данных А) и нагрузки на ковш CG (этап 141). Эта перегрузка V соответствует увеличению нагрузки на передней оси между ситуациями, когда ковш находится без груза и когда он нагружен.

Нагрузку на ковш CG рассчитывают, используя приведенное ниже уравнение 1:

в котором VG – вместимость ковша в м³, a DM – оценка плотности материала, подлежащего загрузке, в кг/м³.

Перегрузку на передней оси V рассчитывают, используя приведенное ниже уравнение 3:

в котором СВ – прямолинейная опрокидывающая нагрузка, полученная из базы данных А.

Затем оператор проверяет, соответствует ли должным образом вычисленная величина V его собственным визуальным наблюдениям или его собственным измерениям (этап 151).

Если оператор подтверждает правильность вычисления V, он также подтверждает правильность вычисления нагрузки на ковш CG (этап 160). Эта первая часть, таким образом, имеет своей целью обеспечить подтвержденную оценку этой нагрузки на ковш (этап 170).

Если оператор полагает, что перегрузка на передней оси V и/или нагрузка на ковш CG неудовлетворительны, он возвращается назад к этапу 120.

Согласно второму варианту после этапа 120 оператор может вводить оценку перегрузки на передней оси V (этап 132). Эта оценка может быть основана на визуальных наблюдениях, сделанных оператором между ситуациями использования “без груза” и с “максимальной нагрузкой” для рассматриваемого места и транспортного средства. Это может также быть основано на измерениях, как будет описано.

Затем система вычисляет и отображает уровень заполнения ковша TR, который достигает, например, 70%, и нагрузку на ковш CG (этап 142).

Нагрузку на ковш рассчитывают, используя приведенное ниже уравнение 2:

в котором СВ является опрокидывающей нагрузкой транспортного средства (полученной из базы данных А).

Уровень заполнения ковша TR рассчитывают, используя приведенное ниже уравнение 4:

в котором так же, как и выше VG является вместимостью ковша в м³ (полученной из базы данных А), a DM – плотность материала, подлежащего загрузке, в кг/м³ (полученная на основании оценки).

Оператор после этого проверяет, соответствует ли должным образом величина, рассчитанная для TR, его собственным визуальным наблюдениям и обсуждениям с человеком, использующим транспортное средство (этап 152).

Если оператор подтверждает правильность вычисления TR, он также подтверждает правильность вычисления нагрузки на ковш CG (этап 160).

Если оператор полагает, что уровень заполнения TR и/или нагрузка на ковш CG неудовлетворительны, он возвращается обратно к этапу 120.

Разумеется, что в этой повторяющейся процедуре он имеет свободный выбор использования варианта 1 или варианта 2, или он выбирает их использование одного за другим в любом порядке.

Предпочтительно, система включает в себя предупредительные сигналы, которые запускаются, когда одна из введенных или рассчитанных величин слишком высокая: например, если величина V – такая, что транспортное средство становится неустойчивым (нагрузка на ковш больше, чем вместимость ковша, выраженного в массе, или больше, чем опрокидывающая нагрузка в конфигурации со смещенными колесами, и т.д.). Эти предупредительные сигналы действуют, чтобы дать хорошую оценку нагрузке на ковш.

Как было указано, величина V может быть оценена или подтверждена визуальными наблюдениями или измерениями. Весьма предпочтительно для V выполнять следующие измерения:

– с рассматриваемым транспортным средством, оборудованным шинами известного типа, накачанными до заданного давления и загруженными на уровне заполнения, предусмотренного для ковша, оператор измеряет опорный уровень колес (высоту относительно земли), предпочтительно с использованием точной измерительной системы типа лазерной “ручки”;

– затем ковш транспортного средства освобождают без перемещения, и оператор измеряет тот же опорный уровень высоты колеса относительно земли без груза; и

– оператор вводит в систему снова либо эти две измеренные высоты с системой, производящей вычитание для вычисления dH, либо непосредственно вводит dH.

Измерение dH соответствует изменению прогибания шины между ситуациями без груза и под нагрузкой. При условии, что характеристики рассматриваемой шины и эффективное внутреннее давление во время измерения известны, система определяет изменение нагрузки, которой подвергается шина между этими двумя состояниями. Затем она вычисляет полную перегрузку на передней оси и нормализует эту величину, деля ее на опрокидывающую нагрузку транспортного средства. Это дает очень хорошую оценку переменной V.

Значение относительного измерения dH заключается в том, что оно является не обремененным погрешностями измерения прогибания шины, которые могут возникать в результате некоторой величины износа шины, погружения шины в землю и т.д.

Фиг.2 изображает вторую часть способа согласно изобретению. Как только нагрузка на ковш CG была подтверждена (этап 170), система вычисляет и отображает нагрузки на переднюю и заднюю оси и нагрузку на каждую переднюю шину. Что касается нагрузки на каждую заднюю шину, система может систематически предсказывать половину нагрузки без груза на заднюю ось или подсказывать оператору какую-нибудь другую величину, которую он выбирает (этап 180).

Полную нагрузку на переднюю ось рассчитывают, используя уравнение 6.1:

а полную нагрузку на заднюю ось рассчитывают, используя уравнение 6.2:

Переменные этих двух уравнений для передачи нагрузки уже были определены.

На этапе 190 система подсказывает пользователю ввести среднюю скорость транспортного средства и указать характер почвы. Представлены шесть выборов в виде функции жесткости почвы.

Основываясь на этих данных и величинах нагрузки, на этапе 200 система идентифицирует в базах данных А (изготовителя транспортных средств) и D (шины) все подходящие шины и рекомендуемые внутренние давления в зависимости от расчетных максимальных нагрузок. Это исследование может быть выполнено среди шин, разрешенных для рассматриваемого транспортного средства (в общем, перечень из десяти или около того возможных рекомендаций, включая тип, марку изготовителя, качество резиновой смеси, тип рисунка протектора, диапазон давлений и т.д.). В случае необходимости оператор также может выбрать расширенное исследование за пределами шин, разрешенных изготовителем транспортных средств.

В зависимости от приоритетных параметров, определяемых в алгоритме, система может отображать перечень выбранных элементов в снижающемся порядке предпочтений, например: предпочтительный, вариант 1, вариант 2 и т.д.

Перечень представлен в уменьшающемся порядке размеров, разрешенных изготовителем транспортных средств (стандартный, вариант 1, вариант 2 и т.д.), и для каждого размера в зависимости от приоритетных параметров, определенных в алгоритме, в снижающемся порядке предпочтений выбранных элементов.

Оператор может после этого выбрать один из отображаемых параметров, и тогда система отображает внутренние давления, рассчитанные в зависимости от факторов нагрузки на колесо, рассчитанных выше для передних и задних шин.

После этого на этапе 210 оператор подтверждает правильность выборов и заканчивает программу.

Таким образом, достигается искомая поддерживаемая величина с уровнем точности и уровнем безопасности и оптимизации (включая производительность транспортного средства), который значительно превосходит уровень, получаемый с помощью известной техники.

Этот результат может быть дополнительно уточнен посредством исследования пределов поддерживаемого результата, как объяснялось выше.

Оператор имеет средство (например, указатели или +/- диапазоны для нажатия на них), позволяющее ему устанавливать значения скорости транспортного средства, коэффициенты устойчивости (большее или меньшее давление в шине) и несовместимый параметр проходимости на мягкой или илистой почве и факторы, такие как тип почвы, которые не были исходными параметрами. Таким образом, можно проверить, как объяснялось выше, что поддерживаемый результат находится в пределах условий, существующих и в пределах некоторого диапазона допусков для почвы, скорости, устойчивости/проходимости. Если допуск, как рассматривается, является слишком маленьким в случае одного или больше факторов, превышающих обеспеченные исходные данные, то оператор должен будет искать другую шину, выбираемую среди отображаемых элементов, чтобы дать достаточный допуск.

Отсюда очевидна чрезвычайно высокая точность способа и системы согласно изобретению.

Если оператор не подтверждает правильность предполагаемого выбора, он возвращается назад к этапу 190 и может вводить новые значения для почвы или скорости или добавлять дополнительный критерий устойчивости и/или проходимости для шин.

Наконец, оператор может устанавливать окончательную поддерживаемую величину для давления, используя свое персональное мнение.

Изобретение также охватывает все те варианты осуществления и применения, которые будут непосредственно очевидны специалистам в данной области техники после ознакомления с настоящей заявкой, учитывая их собственные знания, и если они являются уместными на основании простых типовых испытаний.

Формула изобретения

1. Способ определения типа шин на месте и вычисления на месте внутренних давлений упомянутых шин для так называемой транспортной машины для строительных работ, имеющей переднюю ось, заднюю ось и ковш, предназначенный для приема груза, в частности руды или аналогичных материалов, содержащий следующие этапы:

идентификация типа рассматриваемого транспортного средства и выполнение поиска, чтобы найти его известные характеристики изготовителя,

идентификация характера материала, подлежащего загрузке, и оценки его плотности DM,

оценка максимальной нагрузки на ковш CG в условиях использования на рассматриваемом месте,

использование этой величины для максимальной нагрузки на ковш CG, чтобы вычислить полные нагрузки на переднюю ось ZAV и заднюю ось ZAR посредством двух уравнений для передачи нагрузки (уравнения 6.1 и 6.2), используя данные от изготовителя упомянутого транспортного средства,

вычисление нагрузки на каждую переднюю шину посредством деления на два полной нагрузки на переднюю ось и выбор величины нагрузки для шин задней оси, где “безопасная” величина превышает нагрузку на заднюю ось, которая рассчитана делением на два, которая может составлять половину исходной величины, заданной изготовителем транспортных средств для нагрузки на заднюю ось без груза, и предпочтительно равна этой последней величине,

определение состояния почвы на рассматриваемом месте и средней скорости использования транспортного средства,

выполнение поиска данных, известных от изготовителей шин, относительно типа или типов шин и характеристик шин (тип, рисунок протектора и качество резиновой смеси), которые лучше всего соответствуют нагрузкам, рассчитанным для шин передней оси и задней оси, условиям использования транспортного средства на рассматриваемом месте, в частности состоянию почвы, и средней скорости использования,

выполнение поиска данных, известных от изготовителей шин, относительно рабочих давлений шин, выбранных на предыдущем этапе, на передней оси и задней оси соответственно, соответствующих нагрузкам, рассчитанным для шин передней оси и задней оси, и

выбор рабочих давлений и шин для упомянутого транспортного средства.

2. Способ по п.1, в котором для оценки максимальной нагрузки на ковш CG в условиях использования на рассматриваемом месте выполняют следующие операции:

выполнение оценки уровня заполнения ковша TR в условиях максимальной нагрузки для использования на рассматриваемом месте,

вычисление нагрузки CG на ковш на основании вместимости ковша VG и оценки величин для DM и TR (уравнение 1),

вычисление перегрузки на передней оси V на основании опрокидывающей нагрузки упомянутого транспортного средства (уравнение 3),

проверка величины, полученной для перегрузки на передней оси V, на основании наблюдений, сделанных, когда транспортное средство загружено до его максимальной нагрузки для использования на рассматриваемом месте, и без груза,

если результат проверки отрицательный, корректирование оценки плотности загруженного материала DM и/или уровня заполнения ковша TR и выполнение снова проверки величины, полученной для перегрузки на передней оси V, и,

если результат проверки положительный, подтверждение правильности оценки максимальной нагрузки на ковш CG в условиях использования на рассматриваемом месте.

3. Способ по п.1, в котором для оценки максимальной нагрузки на ковш CG в условиях использования на рассматриваемом месте выполняют следующие операции:

выполнение оценки перегрузки на передней оси V в условиях максимального использования ковша на основании наблюдений, сделанных, когда транспортное средство загружено до его максимальной нагрузки для использования на рассматриваемом месте, и без груза,

вычисление и отображение нагрузки CG на ковш на основании опрокидывающей нагрузки рассматриваемого транспортного средства (уравнение 2),

вычисление уровня заполнения ковша TR при упомянутых условиях максимальной нагрузки для использования на основании вместимости ковша VG упомянутого транспортного средства и оценка величин вышеупомянутых DM и V (уравнение 4),

проверка величины, полученной для уровня заполнения ковша TR, на основании наблюдений, сделанных, когда транспортное средство загружено до его максимальной нагрузки для использования на рассматриваемом месте,

если результат проверки отрицательный, корректирование оценок плотности загруженного материала DM и/или перегрузки на передней оси V и выполнение снова проверки величины, полученной для уровня заполнения ковша TR, и,

если результат проверки положительный, подтверждение правильности оценки максимальной нагрузки на ковш CG в условиях использования на рассматриваемом месте.

4. Способ по п.1, в котором для оценки максимальной нагрузки на ковш CG в условиях использования на рассматриваемом месте выполняют следующие операции:

выполнение оценки перегрузки на передней оси V в условиях максимального использования ковша на основании наблюдений, сделанных, когда транспортное средство загружено до его максимальной нагрузки для использования на рассматриваемом месте, и без груза,

вычисление и отображение нагрузки CG на ковш на основании опрокидывающей нагрузки рассматриваемого транспортного средства (уравнение 2),

вычисление уровня заполнения ковша TR при упомянутых условиях максимальной нагрузки для использования на основании вместимости ковша VG упомянутого транспортного средства и оценка величин вышеупомянутых DM и V (уравнение 4),

проверка величины, полученной для уровня заполнения ковша TR, на основании наблюдений, сделанных, когда транспортное средство загружено до его максимальной нагрузки для использования на рассматриваемом месте,

если результат проверки отрицательный, корректирование оценок плотности загруженного материала DM и/или перегрузки на передней оси V и выполнение снова проверки величины, полученной для уровня заполнения ковша TR, и

выполнение оценки уровня заполнения ковша TR в условиях максимальной нагрузки для использования на рассматриваемом месте,

вычисление нагрузки CG на ковш на основании вместимости ковша VG и оценки величин для DM и TR (уравнение 1),

вычисление перегрузки на передней оси V на основании опрокидывающей нагрузки упомянутого транспортного средства (уравнение 3),

проверка величины, полученной для перегрузки на передней оси V, на основании наблюдений, сделанных, когда транспортное средство загружено до его максимальной нагрузки для использования на рассматриваемом месте, и без груза,

если результат проверки отрицательный, корректирование оценки плотности загруженного материала DM и/или уровня заполнения ковша TR и выполнение снова проверки величины, полученной для перегрузки на передней оси V, и,

если результат проверки положительный, подтверждение правильности оценки максимальной нагрузки на ковш CG в условиях использования на рассматриваемом месте.

5. Способ по одному из пп.1-4, в котором оценку и/или проверку величины перегрузки на передней оси V выполняют на основании измерения расстояния, используя прогибание по меньшей мере одной из шин транспортного средства между величиной прогиба без груза и величиной прогиба, когда рассматриваемая шина нагружена.

6. Способ по одному из пп.1-4, также включающий в себя этап корректирования и/или определения пределов для использования этого давления, причем этот этап выбирают из следующих операций:

корректирование скорости транспортного средства, и/или

корректирование коэффициента устойчивости и фактора проходимости, и/или

корректирование типа почвы,

(эти три корректирования вызывают корректирование давлений из баз данных от изготовителей шины), и/или

выбор окончательного корректирования давления.

7. Способ по одному из пп.1-4, в котором создают базу данных А со всеми известными данными от изготовителей транспортных средств, при этом эта база данных содержит по меньшей мере следующие элементы:

перечень ссылок транспортных средств со следующими элементами для каждого:

вес на передней оси без груза,

вес на задней оси без груза,

прямолинейную опрокидывающую нагрузку,

размеры разрешенной шины (шин),

вместимость ковша в м³ и

вместимость ковша в кг.

8. Способ по любому из пп.1-4, в котором создают базу данных В с известными данными о материалах, при этом база данных В содержит по меньшей мере следующие элементы:

данные, касающиеся обычных используемых материалов, в лучшем в настоящее время варианте осуществления 24 типа материалов с их обычной плотностью в кг/м³, с соотношениями руды и пустой породы и/или плотностями DM материалов, подлежащих загрузке, в кг/м³.

9. Способ по любому из пп.1-4, в котором создают базу данных С с данными об обычной почве и при этом база данных С содержит по меньшей мере следующие элементы:

перечень состояний почвы и их главные характеристики в соответствующих местах с субъективным указанием качества.

10. Способ по любому из пп.1-4, в котором создают базу данных D и в котором база данных D содержит по меньшей мере следующие элементы:

перечень всех шин в диапазоне GC со следующими элементами для каждой:

размеры,

рисунок протектора,

тип резиновой смеси,

диапазон использования в зависимости от почвы,

предел использования в зависимости от скорости,

предельную нагрузку,

предел давления,

давление в зависимости от нагрузки.

11. Способ по любому из пп.1-4, в котором уравнения 1 и 3 имеют следующий вид:

где CG – нагрузка на ковш;

VG – вместимость ковша, м³;

DM – плотность материала, подлежащего загрузке, кг/м³;

TR – уровень заполнения ковша, %;

V – оценка перегрузки на передней оси, следующая из нагрузки на ковш, % от опрокидывающей нагрузки транспортного средства, и

СВ – опрокидывающая нагрузка транспортного средства, кг.

12. Способ по п.11, в котором уравнения передачи нагрузки имеют следующий вид:

и

где ZAV – нагрузка на переднюю ось;

ZAR – нагрузка на заднюю ось;

VAV – нагрузка на переднюю ось без груза;

VAR – нагрузка на заднюю ось без груза;

CG, СВ – как определены в п.11.

13. Способ по п.12, в котором уравнения 2 и 4 имеют следующий вид:

14. Способ по п.13, в котором параметр средней скорости (speed) вычисляют с помощью уравнения

где L – длина цикла для загрузки/разгрузки, км;

Nb – количество циклов в час.

15. Способ по любому из пп.1-4, в котором, за исключением введения параметров или скорректированных параметров, упомянутые операции выполняют, используя по меньшей мере один алгоритм.

16. Система для определения типа шин на месте и для вычисления на месте внутренних давлений для упомянутых шин для так называемой транспортной машины для строительных работ, имеющей переднюю ось, заднюю ось и ковш, предназначенный для приема груза, в частности руды или аналогичных материалов, для осуществления способа по любому из пп.1-15, отличающаяся тем, что включает в себя электронный модуль, по меньшей мере один запоминающий элемент и по меньшей мере один алгоритм, которые являются подходящими для

содержания уравнений 1-6,

использования их и

вычисления с помощью упомянутых уравнений величины нагрузки CG на ковш и нагрузок на шины передней и задней осей.

17. Система по п.16, которая также включает в себя средство для содержания баз данных A-D.

18. Система по п.17, которая также содержит средство алгоритма для идентифицирования из баз данных D (шин) и А (изготовителя транспортных средств) большей части соответствующих величин среди выбранных для средней скорости и характеристик почвы и величин для нагрузок на шины передних и задних колес соответственно типа или типов шин, рисунка протектора и качества резиновой смеси, и средство их отображения.

19. Система по п.18, которая также содержит средство алгоритма для идентифицирования оптимальной величины для внутреннего давления упомянутой выбранной шины или шин, средства отображения этих величин и средства выбора каждой из величин, и, при необходимости, выполнения окончательного корректирования и, при необходимости, печатания или пересылки файла.

РИСУНКИ