特表2022-543745掘削機のバケットの位置を検出するための、位置検出デバイス及び方法
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公表特許公報(A)
(11)【公表番号】
(43)【公表日】2022-10-14
(54)【発明の名称】掘削機のバケットの位置を検出するための、位置検出デバイス及び方法
(51)【国際特許分類】
E02F 3/43 20060101AFI20221006BHJP
E02F 9/26 20060101ALI20221006BHJP
【ＦＩ】
E02F3/43 A
E02F9/26 Z
【審査請求】未請求
【予備審査請求】未請求
(21)【出願番号】P 2022505217
(86)(22)【出願日】2020-08-11
(85)【翻訳文提出日】2022-03-15
(86)【国際出願番号】 DK2020050231
(87)【国際公開番号】W WO2021028002
(87)【国際公開日】2021-02-18
(31)【優先権主張番号】PA201900955
(32)【優先日】2019-08-13
(33)【優先権主張国・地域又は機関】DK
(81)【指定国・地域】
(71)【出願人】
【識別番号】522031788
【氏名又は名称】ユニコントロール エーピーエス
(74)【代理人】
【識別番号】100091683
【弁理士】
【氏名又は名称】▲吉▼川 俊雄
(74)【代理人】
【識別番号】100179316
【弁理士】
【氏名又は名称】市川 寛奈
(72)【発明者】
【氏名】ハートウィグ アンデルセン，カスパー
【テーマコード（参考）】
2D003
【Ｆターム（参考）】
2D003AA01
2D003AC09
2D003BA06
2D003BB04
2D003DA02
2D003DB04
2D003DB05
2D003FA02
(57)【要約】
運転台（３２）及び１つまたは複数のブーム（８）を有する掘削機（６）における、バケット（４）の位置を検出するための、位置検出デバイス（２）が開示される。掘削機（６）は、取付構成物（１２）によって運転台（３２）に回転可能に装着された、第１のブーム（８）を備える。取付構成物（１２）は、掘削機（６）の通常の使用中に、基本的に垂直方向に延びた長手方向軸（Ｘ）を有するシャフト（１４）によって、運転台（３２）に回転可能に装着される。バケット（４）は、スティック（２４）に回転可能に取り付けられる。スティック（２４）は、第１のブーム（８）、または第１のブーム（８）に回転可能に装着された第２のブームのいずれかに回転可能に装着される。運転台（３２）は、長手方向軸（Ｙ）と、長手方向軸（Ｙ）に対して直交して延びた横軸（Ｘ）とを有する。取付構成物（１２）は、第１のブーム（８）が、シャフト（１４）の長手方向軸（Ｚ）に対して回転できるよう、配置かつ構成される。位置検出デバイス（２）は、１つまたは複数の人工衛星から衛星信号を受信するよう配置かつ構成された、１つまたは複数のアンテナ（２０）を備える。位置検出デバイス（２）は、シャフト（１４）の長手方向軸（Ｚ）周りの回転に対する、第１のブーム（８）の角度位置（α）を検出するよう構成された、センサアセンブリ（１０）を備える。
【選択図】なし
【選択図】なし
【特許請求の範囲】
【請求項1】
運転台（３２）、及び１つまたは複数のブーム（８）を備えたアームを有する掘削機（６）における、バケット（４）の位置を検出するための位置検出デバイス（２）であって、前記アームは、取付構成物（１２）によって、前記運転台（３２）に回転可能に装着された第１のブーム（８）を備え、前記取付構成物（１２）は、（前記掘削機（６）が水平面に置かれた）前記掘削機（６）の通常の使用中に基本的に垂直方向に延びた長手方向軸（Ｚ）を有するシャフト（１４）によって、前記運転台（３２）に回転可能に装着され、前記バケット（４）はスティック（２４）に回転可能に取り付けられ、前記スティック（２４）は最も遠位の前記ブーム（８）に回転可能に装着され、前記運転台（３２）は、長手方向軸（Ｙ）、及び前記長手方向軸（Ｙ）に対して直交して延びた横軸（Ｘ）を有し、前記取付構成物（１２）は、前記第１のブーム（８）、したがって前記アームが、前記シャフト（１４）の前記長手方向軸（Ｚ）周りを回転するのを可能にするよう配置かつ構成され、前記位置検出デバイス（２）は、１つまたは複数の人工衛星から衛星信号を受信するよう配置かつ構成されたアンテナ（２０）などの、１つまたは複数の３Ｄ位置決めデバイスを備え、前記位置検出デバイス（２）は、前記シャフト（１４）の前記長手方向軸（Ｚ）周りの、前記第１のブーム（８）の回転に関する量（Ｄ）を計測するよう、及び計測した前記量（Ｄ）に基づいて、前記第１のブーム（８）の、前記シャフト（１４）の前記長手方向軸（Ｚ）周りの回転に対する角度位置（α）を判断するよう構成された、センサアセンブリ（１０）を備え、ここで前記位置検出デバイス（２）は、前記センサアセンブリ（１０）を較正するよう構成された、制御ユニットを備えることを特徴とする、位置検出デバイス（２）。
【請求項2】
前記量（Ｄ）は、前記運転台（３２）と前記取付構成物（１２）との間の距離であることを特徴とする、請求項１に記載の位置検出デバイス（２）。
【請求項3】
前記センサアセンブリ（１０）は、前記運転台（３２）または前記運転台（３２）に装着された構成物における固定位置（Ｐ１）と、前記取付構成物（１２）または前記取付構成物（１２）に装着された構成物における固定位置と、の間の距離を計測するよう構成されることを特徴とする、請求項２に記載の位置検出デバイス（２）。
【請求項4】
前記制御ユニットは、前記第１のブーム（８）におけるいくつかの所定の回転位置に対応したワイヤ長さの、所定のリストを使用することによって、前記センサアセンブリ（１０）を較正するよう構成され、前記センサアセンブリ（１０）はワイヤセンサ（１８）を備えることを特徴とする、請求項１～３のうちいずれか一項に記載の位置検出デバイス（２）。
【請求項5】
前記位置検出デバイス（２）は、２つの離隔された取付ブラケット（４２）、及びワイヤシース（３８）を備え、前記ワイヤシース（３８）は、前記ワイヤシース（３８）の各端部に配置された２つのシースマウント（４０）間に延び、前記ワイヤ（１６）は、前記ワイヤシース（３８）の中に摺動可能に配置され、前記ワイヤシース（３８）の延長に延びることを特徴とする、請求項１～４のうちいずれか一項に記載の位置検出デバイス（２）。
【請求項6】
前記シャフトの前記長手方向軸（Ｚ）に対する、前記取付構成物（１２）の回転を表示するよう構成された、ディスプレイユニットを備えることを特徴とする、請求項１～５のうちいずれか一項に記載の位置検出デバイス（２）。
【請求項7】
前記制御ユニットは、所定のプロトコルを使用して、前記シャフト（１４）の前記長手方向軸（Ｚ）周りの回転に対する、前記第１のブーム（８）の角度位置（α）を計測することによって、前記センサアセンブリ（１０）を較正するよう、及び様々な角度位置（α）を有する複数の構成について、前記センサアセンブリ（１０）からの出力を検出するよう、構成されることを特徴とする、請求項１～６のうちいずれか一項に記載の位置検出デバイス（２）。
【請求項8】
前記所定のプロトコルは、前記角度位置（α）を検出するために、ａ）前記運転台（３２）、または前記運転台（３２）に固定された構成物において利用可能なセンサを使用して計測された、前記運転台（３２）の方向及び位置と、
ｂ）前記ブーム（８）の方向と、
ｃ）前記シャフト（１４）の前記長手方向軸の位置と、
ｄ）前記ブーム（８）または前記バケット（４）における固定点の位置と、
のうち、１つまたは複数の計測値を適用することを特徴とする、請求項７に記載の位置検出デバイス（２）。
【請求項9】
運転台（３２）及び１つまたは複数のブーム（８）を有する掘削機（６）における、バケット（４）の位置を判断するための方法であって、前記掘削機（６）は第１のブーム（８）を備え、前記第１のブーム（８）は取付構成物（１２）によって前記運転台（３２）に回転可能に装着され、前記取付構成物（１２）は、（前記掘削機（６）が水平面に置かれたときの）前記掘削機（６）の通常の使用中に、基本的に垂直方向に延びた長手方向軸（Ｚ）を有するシャフト（１４）によって、前記運転台（３２）に回転可能に装着され、前記バケット（４）は、最も遠位の前記ブーム（８）に回転可能に取り付けられたスティックに回転可能に取り付けられ、前記運転台（３２）は、長手方向軸（Ｙ）、及び前記長手方向軸（Ｙ）に対して直交して延びた横軸（Ｘ）を有し、前記取付構成物（１２）は、前記第１のブーム（８）、したがって前記アームが、前記シャフト（１４）の前記長手方向軸（Ｚ）周りを回転可能になるよう配置かつ構成され、位置検出デバイス（２）は、１つまたは複数の人工衛星から衛星信号を受信するよう配置かつ構成されたアンテナ（２０）など、少なくとも１つの３Ｄ位置決めデバイスを備え、前記方法は、前記シャフト（１４）の前記長手方向軸（Ｚ）周りの回転に対する、前記第１のブーム（８）の角度位置（α）を検出するステップを備え、ここで前記方法は、所定のプロトコルを使用すること、及び様々な角度位置（α）に対応した前記掘削機（６）の複数の構成について、前記センサアセンブリ（１０）から出力を検出すること、によって、前記シャフト（１４）の前記長手方向（Ｚ）周りの回転に対する、前記第１のブーム（８）の角度位置（α）を計測することで、前記センサアセンブリ（１０）を較正するステップを含むことを特徴とする、方法。
【請求項10】
前記角度位置（α）は、前記シャフト（１４）の前記長手方向軸（Ｚ）周りの、前記第１のブーム（８）の回転に関する量（Ｄ）を計測することによって判断することを特徴とする、請求項９に記載の方法。
【請求項11】
前記量（Ｄ）は、前記運転台（３２）と前記取付構成物（１２）との間の距離（Ｄ）である、請求項１０に記載の方法。
【請求項12】
前記運転台（３２）と前記取付構成物（１２）との間の距離（Ｄ）は、ワイヤセンサ（１８）を使用して計測される、請求項１１に記載の方法。
【請求項13】
前記所定のプロトコルは、角度位置（α）を検出するために、ａ）前記運転台（３２）、または前記運転台（３２）に固定された構成物において利用可能なセンサを使用して計測された、前記運転台（３２）の方向及び位置と、
ｂ）前記ブーム（８）の方向と、
ｃ）前記シャフト（１４）の前記長手方向軸の位置と、
ｄ）スティック（２４）、ブーム（６）、またはバケット（４）における固定点の位置と、
のうち、１つまたは複数の計測値を適用することを特徴とする、請求項９～１２のうちいずれか一項に記載の方法。
【請求項14】
前記センサアセンブリ（１０）を較正するステップは、前記運転台（３２）の位置が、前記運転台（３２）または前記運転台（３２）に堅固に固定された構成物において利用可能な、いくつかのセンサを使用して計測される、較正手順を使用して実行され、前記掘削機（６）は、前記シャフト（１４）の周りを前記取付構成物（１２）が回転するときに動かされる構成物（４、８、８’、２４）、として定義されたアームを備え、前記較正手順は、前記掘削機（６）を所定の位置に設置するステップを含み、ここでは前記シャフト（１４）の位置、及び前記アームにおける固定点の位置が公知であり、前記較正手順は、前記アームを前記シャフト（１４）に対して、前記運転台（３２）の前記横軸（Ｘ）に対して複数の異なる角度位置に回転させるステップをさらに含み、（前記アームが位置付けられた）これら角度位置の各々について、前記アームと、前記運転台（３２）の前記横軸（Ｘ）との間の角度（α）が判断されることを特徴とする、請求項９～１３のうちいずれか一項に記載の方法。
【請求項15】
前記掘削機（６）は、前記取付構成物（１２）を前記シャフト（１４）に対して回転させるときに動かされる構成物（４、８、８’、２４）、として定義されたアームを備え、前記センサアセンブリ（１０）を較正するステップは、前記運転台（３２）の位置が、前記運転台（３２）または前記運転台（３２）に堅固に固定された構成物において、利用可能なセンサを使用して計測される較正手順を使用することによって実行され、前記較正手順は、前記掘削機（６）を所定の位置に配置するステップを含み、ここでは前記シャフト（１４）の位置が公知であり、前記較正手順は、前記アームにおける点の絶対位置を計測するステップをさらに含み、前記較正手順は、前記アームを前記シャフト（１４）に対して、前記運転台（３２）の前記横軸（Ｘ）に対して複数の異なる角度位置に回転させるステップをさらに含み、（前記アームが位置付けられた）これら角度位置の各々について、前記アームと前記運転台（３２）の前記横軸（Ｘ）との間の角度（α）が判断されることを特徴とする、請求項９～１３のうちいずれか一項に記載の方法。
【請求項16】
前記掘削機（６）は、前記取付構成物（１２）を前記シャフト（１４）に対して回転させるときに動かされる構成物（４、８、８’、２４）、として定義されたアームを備え、前記センサアセンブリ（１０）を較正するステップは、前記運転台（３２）の位置が、前記運転台（３２）または前記運転台（３２）に堅固に固定された構成物において、利用可能なセンサを使用することで計測される較正手順を使用することによって実行され、前記較正手順は、前記運転台（３２）または前記運転台（３２）に堅固に固定された構成物における所定の点と、前記アームにおける固定点との間に延びたベクトルを計測するステップを含み、前記ベクトルは、１つまたは複数の人工衛星から衛星信号を受信し、それによって位置を計測するよう配置かつ構成されたＧＮＳＳアンテナにより、点の位置を計測することによって計測され、前記較正手順は、前記運転台（３２）の方向ベクトルと、前記所定の点及び前記アームにおける固定点の間に延びたベクトルと、を比較するステップをさらに含み、前記比較するステップは、前記アームと前記運転台（３２）の前記横軸（Ｘ）との間の、複数の異なる角度（α）について実行されることを特徴とする、請求項９～１３のうちいずれか一項に記載の方法。
【請求項17】
前記掘削機（６）は、前記取付構成物（１２）を前記シャフト（１４）の周りに回転させるときに動かされる構成物（４、８、８’、２４）、として定義されたアームを備え、前記センサアセンブリ（１０）を較正するステップは、前記アームに設置されたいくつかのジャイロスコープが、所定の点からの、前記アームの相対角度を計測するために使用される較正手順を使用して実行され、前記相対角度の計測は、前記アームと前記運転台（３２）の前記横軸（Ｘ）との間の、複数の異なる角度（α）について実行されることを特徴とする、請求項９～１３のうちいずれか一項に記載の方法。
【請求項18】
前記掘削機（６）は、前記取付構成物（１２）を前記シャフト（１４）の周りに回転させるときに動かされる構成物（４、８、８’、２４）、として定義されたアームを備え、前記センサアセンブリ（１０）を較正するステップは、前記アームに設置された１つもしくは複数の加速度器、及び／またはジャイロスコープ、及び／または磁力計を、前記運転台（３２）または前記運転台（３２）に堅固に固定された構成物に設置された、１つもしくは複数の加速度器、及び／またはジャイロスコープ、及び／または磁力計と共に使用して角度（α）を計測する、較正手順を使用して実行され、前記相対角度の計測は、前記アームと前記運転台（３２）の前記横軸（Ｘ）との間の、複数の異なる角度（α）について実行されることを特徴とする、請求項９～１３のうちいずれか一項に記載の方法。
【請求項19】
請求項１～９のいずれか一項に記載された位置検出デバイス（２）を備える、掘削機（６）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、掘削機のバケットの位置を検出するためのデバイス、及び方法に関する。より詳細には、本発明は、運転台と、掘削機のブームに回転可能に装着されたスティックに回転可能に取り付けられたバケットと、を有する掘削機における、バケットの１つまたは複数の構成物の位置を検出するためのデバイス、及び方法に関する。この掘削機は、取付構成物によって運転台に回転可能に装着されたブームを備える。ブームは、垂直軸に対して、かつ水平軸に対して回転するよう配置される。
【背景技術】
【0002】
掘削機は穴を掘る機械であり、一般的に履帯またはホイールに取り付けられる。一般的な掘削機は、２部材の連結機構、または３部材の連結機構の端部に取り付けられたバケットを有する。掘削機が、２部材の連結機構の端部に取り付けられたバケットを有する場合、ブームと呼ばれる連結要素のうちの一方は、掘削機の取付構成物に枢動可能に取り付けられ、上方向に外側に延びる。連結要素のうちの他方は、一般的にスティックと呼ばれ、その一方の端部が、ブームの外側端部に枢動可能に取り付けられ、ブームの枢軸から下方向に延びる。
【0003】
掘削機が、３部材の連結機構の端部に取り付けられたバケットを有する場合、第１のブームは、掘削機の取付構成物に枢動可能に取り付けられ、上方向に外側に延びる。第２のブームは、第１のブームの遠位端に回転可能に取り付けられ、第１のブームとスティックとの間に延びる。スティックは、第２のブームの遠位に枢動可能に取り付けられる。
【0004】
いくつかの構造において、スティックは伸縮自在アームとして設けられる。
【0005】
バケットは、スティックの外側端部に、回転可能に装着される。一般的な掘削機は、３つまたは４つの液圧シリンダを備え、これらは、オペレータまたは機械制御システムの制御下で、ブーム、スティック、及びバケットを独立して動かすよう配置される。掘削機には、一般的に液圧駆動部が設けられ、これは、履帯に対して機械ベースを回転されるよう配置かつ構成され、積み下ろしなどの動作のために、バケットを再配置させるのを可能にする。
【0006】
掘削機を効率的に操作するためには、熟練のオペレータが必要である。機械ベース、ブーム、スティック、及びバケットの間における連結の各々は旋回式であり、任意で単一の液圧シリンダを伸縮させることで、バケットの掘削縁部を円弧状に動かすことになる。
【0007】
掘削機の操作に関連付けられた１つの課題は、いかにしてバケットの位置をオペレータに示すかである。大型掘削機（一般的に１２，０００～１５，０００ｋｇより大型）のために、バケットの位置を判断するための様々なデバイスが開発されてきた。バケットの位置を判断するための、１つの公知の方法は、角度センサ（慣性計測ユニット（ＩＭＵ））を利用して、機械ベース、ブーム、スティック、及びバケットの間の相対角度を検出することである。その後、計測された角度及び連結要素の長さが与えられた場合、幾何学の原理を使用してバケットの位置を計算することが可能である。実際、ＩＭＵは、重力ベクトルに対するセグメントの角度を計測するよう構成される。
【0008】
しかし先行技術の位置検出デバイスは、小型掘削機（一般的に１２，０００～１５，０００ｋｇ未満）のバケットの位置を検出するために使用するには好適ではない。一般的に小型掘削機は、運転台及びバケットを備える。バケットはスティックに回転可能に取り付けられ、スティックはブームに回転可能に装着され、ブームは場合によっては第２のブームに回転可能に装着され、第２のブームは取付構成物によって運転台に回転可能に装着される。取付構成物は、シャフトによって運転台に回転可能に装着される。シャフトは、長手方向軸（後側から前側に延びた軸に対して垂直）を有し、かつ掘削機の通常の使用中に基本的に垂直方向に延びる。取付構成物は、ブームが、シャフトの長手方向軸に対して回転できるよう、配置かつ構成される。ＩＭＵを、シャフトの長手方向軸に対するブームの回転を計測するために適用することは、通常は可能ではない。したがって、先行技術の位置検出デバイスは、ブームがシャフトの長手方向軸に対して回転できることを考慮に入れない。したがって、先行技術の位置検出デバイスは、小型掘削機に関して、バケットの位置を精確には判断できない。そのため、先行技術の位置検出デバイスの使用は、不正確なバケット位置の判断をもたらすことになる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0009】
そのため、小型掘削機のバケットの位置を、より精確に判断可能なデバイス及び方法が必要である。
【0010】
本発明の目標は、請求項１で定義した位置検出デバイスによって、及び請求項９で定義した方法によって、実現させることができる。好ましい実施形態は従属請求項で定義され、以下の記載で説明し、添付の図面に例示する。
【課題を解決するための手段】
【0011】
本発明による位置検出デバイスは、運転台、及び１つまたは複数のブームを備えたアーム、を有する掘削機の、バケットの位置を検出するための位置検出デバイスである。この掘削機は第１のブームを備え、これは、掘削機の通常の使用中に基本的に垂直方向に延びた長手方向軸を有するシャフトによって、運転台に回転可能に装着される。バケットはスティックに回転可能に取り付けられ、このスティックは最も遠位のブームに回転可能に装着される。運転台は長手方向軸（運転台の後側から前側に延びた軸）、及び長手方向軸に対して垂直方向に延びた横軸（この軸は水平方向に延び、長手方向軸に対して側方に延びる）を有する。取付構成物は、第１のブーム、したがってアームがシャフトの長手方向軸周りを回転するよう、配置かつ構成される。位置検出デバイスは、１つまたは複数の人工衛星から衛星信号を受信するよう配置かつ構成されたアンテナなど、１つまたは複数の３Ｄ位置決めデバイスを備える。位置検出デバイスはセンサアセンブリを備え、シャフトの長手方向軸周りにおける第１のブームの回転に関連した量を計測するよう構成され、この計測した量に基づいて、シャフトの長手方向軸周りの回転に対する、第１のブームの角度位置を検出する。位置検出デバイスは、センサアセンブリを較正するよう構成された、制御ユニットを備える。
【0012】
それによって、小型掘削機のバケットの位置をより精確に判断可能な、位置検出デバイスを提供することが可能である。位置検出デバイスは、シャフトの長手方向軸周りの回転に対する、第１のブームの角度位置を考慮に入れるのを可能にする。
【0013】
バケットの位置、という用語は、バケットの１つもしくは複数の構成物の座標、及び／またはバケットの方向、及び／または相対位置（所定の位置もしくは線、または水平面などの面までの距離）、及び／または相対的方向（例えば垂直方向または水平方向など所定の方向に対する角度）、を意味する。
【0014】
用語「通常の使用中」は、「掘削機が水平面に置かれたとき」を意味する。
【0015】
バケットという用語は、任意の掘削機の付属装置（スティックの遠位端に取り付けるのに好適な、任意のツール）を意味する。したがって、バケットは掘削機のバケット、掘削機に取り付けられたオーガなどのドリル付属装置、ブラシ式草刈り機、コンクリート破砕機、コンパクタホイール、破砕バケット、ドラムカッター、森林根覆い機、液圧サム、またはプレートコンパクタ、であってよい。
【0016】
第１のブームの近位端は、第１のブームが垂直軸及び水平軸に対して回転できるよう、回転可能に取り付けられる。１つの実施形態において、アンテナは、全地球的航法衛生システム（ＧＮＳＳ）アンテナである。１つの実施形態において、アンテナは、他の３Ｄ位置決めデバイスに置き換えられる。１つの実施形態において、３Ｄ位置決めデバイスは、レーザセンサである。１つの実施形態において、３Ｄ位置決めデバイスは、カメラなどの光学センサである。
【0017】
本発明による位置検出デバイスは、運転台を有する掘削機におけるバケットの位置を検出するための、位置検出デバイスである。位置検出デバイスは、バケットの方向も検出するよう構成される。バケットが多くの方法でスティックに回転可能に装着でき、１つまたは複数の回転軸に対して、スティックに関して回転可能であることを強調することは重要である。
【0018】
バケットは、スティックに回転可能に取り付けられ、このスティックは、最も遠位のブームに回転可能に装着される。アームは、１つ、２つ、またはそれより多くのブームを備え得る。スティックは、最も遠位のブームに装着される。しかし、最も近位のブームは、取付構成物によって運転台に回転可能に装着され、取付構成物はシャフトによって運転台に回転可能に装着される。シャフトは、１つの部材であってよい。しかしシャフトは、いくつかの分離したセグメントであってもよい。
【0019】
１つの実施形態において、スティックは、長さを変えることができる伸縮自在アームとして形成される。別の実施形態において、スティックは長さが固定される。
【0020】
シャフトは、（掘削機が水平面に配置された）掘削機の通常の使用中に、基本的に垂直方向に延びた長手方向軸を有する。運転台は、（その後端部から前端部へ延びた）長手方向軸、及び長手方向軸に対して直交して延びた横軸を有する。
【0021】
取付構成物は、ブームが、シャフトの長手方向軸に対して回転できるよう、配置かつ構成される。
【0022】
位置検出デバイスは、１つまたは複数の人工衛星から衛星信号を受信するよう配置かつ構成された、少なくとも１つのアンテナを備える。アンテナは、全地球的航法衛生システムすなわちＧＮＳＳ受信器と呼ばれ得る。好ましい実施形態において、位置検出デバイスは、１つまたは複数の人工衛星から衛星信号を受信するよう配置かつ構成された、２つのアンテナを備える。位置検出デバイスは、これらの衛星信号に基づいて位置を判断するよう構成された、ユニットを備える。
【0023】
位置検出デバイスは、シャフトの長手方向軸周りの回転に対する、第１のブームの角度位置を検出するよう構成された、センサアセンブリを備える。好ましい実施形態において、位置検出デバイスは、シャフトの長手方向軸周りの回転に対する、第１のブームの角度位置を、継続的に検出するよう構成される。
【0024】
１つの実施形態において、シャフトの長手方向軸周りの回転に対する、第１のブームの角度位置は、任意の所定の方向と、運転台の横軸及び運転台の長手方向軸によって広がる面における、第１のブーム（の少なくとも一部、例えば近位部分）における長手方向軸の投影と、の間の角度として定義される。この面は、シャフトの長手方向軸に対して直交して延びる。
【0025】
好ましい実施形態において、シャフトの長手方向軸周りの回転に対する、第１のブームの角度位置は、運転台の長手方向軸と、運転台の横軸及び運転台の長手方向軸によって広がる面における、第１のブームの近位部分における長手方向軸の投影と、の間の角度として定義される。
【0026】
１つの実施形態において、シャフトの長手方向軸周りの、第１のブームの回転に関する量は、運転台と取付構成物との間の距離である。
【0027】
１つの実施形態において、シャフトの長手方向軸周りの、第１のブームの回転に関する量は、角度計測値である。
【0028】
１つの実施形態において、センサアセンブリは、運転台と取付構成物との間の距離を計測するよう構成される。それによって、シャフトの長手方向軸周りの回転に対する、第１のブームの角度位置を検出するという、信頼性のある、簡単で効率的な方法を提供することが可能である。
【0029】
１つの実施形態において、センサアセンブリは、第１の要素のグループにおける１つの所定位置と、第２の要素のグループにおける所定位置との間の距離を計測するよう構成される。ここで、第１の要素のグループは運転台を含み、第２の要素のグループは、第１のブーム及び取付構成物を含む。
【0030】
距離の計測は、レーザ距離計測センサ、超音波距離センサ、及びワイヤセンサを含む、任意の好適な距離検出ユニットを使用して実行され得る。
【0031】
１つの実施形態において、制御ユニットは、所定のプロトコルを使用して、シャフトの長手方向軸周りの回転に対する、第１のブームの角度位置を計測することによって、センサアセンブリを較正するよう、及び様々な角度位置を有する複数の構成について、センサアセンブリからの出力を検出するよう、構成される。
【0032】
所定のプロトコルは、「発明を実施するための形態」で定義される任意のプロトコルであってよく、次のように称される：
－第１の較正手順；
－第２の較正手順；
－第３の較正手順；
－第４の較正手順；または
－第５の較正手順。
－第１の較正手順；
－第２の較正手順；
－第３の較正手順；
－第４の較正手順；または
－第５の較正手順。
【0033】
１つの実施形態において、所定のプロトコルは、角度位置を検出するために、以下の計測値のうち１つまたは複数を適用する：
ａ）運転台（または運転台に固定された構成物）に利用可能なセンサを使用して計測された、運転台の方向及び位置；
ｂ）ブームの方向；
ｃ）シャフトの長手方向軸の位置；及び／または
ｄ）アームまたはバケットの固定点の位置。
シャフトの長手方向軸の位置は、回転軸に相当する。
ａ）運転台（または運転台に固定された構成物）に利用可能なセンサを使用して計測された、運転台の方向及び位置；
ｂ）ブームの方向；
ｃ）シャフトの長手方向軸の位置；及び／または
ｄ）アームまたはバケットの固定点の位置。
シャフトの長手方向軸の位置は、回転軸に相当する。
【0034】
本発明による位置検出デバイス及び方法は、１つまたは複数のＩＭＵを含み得る１つまたは複数のセンサを適用し得る。ＩＭＵは、加速度計、ジャイロスコープ、ならびに、ときとして磁力計及び圧力センサを使用して、特定の力、及び／または角速度、及び／または本体の方向を計測し記録するよう構成された、電子デバイスを意味する。ＩＭＵを使用することによって、衛星信号が利用不能である場合、衛星ベースの無線航法システム受信器が作動可能である。以下において、衛星信号を受信するアンテナを称する場合、ＧＮＳＳ（全地球的航法衛生システム）アンテナを意味する。
【0035】
１つの実施形態において、所定のプロトコルは、角度位置を検出するために運転台（または運転台に固定された構成物）で利用可能なセンサを使用して計測された、運転台の方向を適用する。
【0036】
１つの実施形態において、所定のプロトコルは、角度位置を検出するために、ブームの方向を適用する。
【0037】
１つの実施形態において、所定のプロトコルは、角度位置を検出するために、シャフトの位置を適用する。
【0038】
１つの実施形態において、所定のプロトコルは、角度位置を検出するために、バケットにおける固定点の位置を適用する。
【0039】
１つの実施形態において、所定のプロトコルは、角度位置を検出するために、バケットにおける固定点の位置を適用する。
【0040】
１つの実施形態において、センサアセンブリは、回転シリンダの半径方向の移動を計測するよう構成される。それによって、この半径方向の移動を、回転角度を判断するために使用することができる。
【0041】
１つの実施形態において、センサアセンブリは、運転台または運転台に装着された構成物における固定位置と、取付構成物または取付構成物に装着された構成物における固定点と、の間の距離を計測するよう構成される。それによって、標準的な計測要素を適用することで、簡易な方法によって、シャフトの長手方向軸周りの回転に対する、第１のブームの角度位置を検出するのを可能にする。
【0042】
１つの実施形態において、シャフトの長手方向軸周りの回転に対する、第１のブームの角度位置は、運転台と取付構成物との間に延びた回転シリンダの長さを計測することによって検出される。
【0043】
１つの実施形態において、センサアセンブリは、ワイヤセンサを備える。それによって、シャフトの長手方向軸周りの回転に対するブームの角度位置を検出する、簡単で効率的かつ信頼性のある方法を提供することが可能である。用語（ワイヤセンサの）ワイヤは、ストリング、コード、またはラインを含むワイヤと基本的に同じ機械的特性を有する、任意で好適な構造を意味する。
【0044】
１つの実施形態において、位置検出デバイスは、運転台（もしくは運転台に装着された構成物）、及び／またはブーム、及び／またはスティック、及び／またはバケットに接続された、１つもしくは複数の傾斜センサ、または１つもしくは複数のＩＭＵを備える。それによって、上記の構成要素のうち１つの傾斜を、考慮に入れることができる。それによって、バケットの位置及び／または方向の判断は、より精確になる。傾斜センサは、シャフトに対して回転可能に取り付けられた構成物の、任意の連結要素または接合部に取り付けられ得る。
【0045】
位置検出デバイスは、制御ユニットを備える。それは、ブームの所定のいくつかの回転位置において、ワイヤの長さにおける所定のリストを使用することによって、センサアセンブリを較正するよう構成される。それによって、その距離に基づいて、シャフトの長手方向軸周りの回転に対する、第１のブームの角度位置を検出するために、簡単なセンサアセンブリを適用することが可能である。センサアセンブリは、シャフトの長手方向軸周りの、第１のブームの回転に関連した量を計測するよう、及びこの計測した量に基づいて、シャフトの長手方向軸周りの回転に対する第１のブームの角度位置を判断するように、構成される。簡単なセンサであるこの手段を使用して、必要な角度計測を実施することができる。
【0046】
１つの実施形態において、この量は、運転台（または運転台に固定された構成物）と、取付構成物との間の距離である。
【0047】
１つの実施形態において、この量は、１つまたは複数の回転センサによって計測された回転である。
【0048】
１つの実施形態において、この量は、１つまたは複数の振動センサによって計測された振動信号である。
【0049】
較正は、運転台の方向を判断するために、掘削機のＧＮＳＳ受信器を使用して実行され得る。ワイヤ、ストリング、もしくはロープ、または直線梁によって、所定の方向（例えば運転台の長手方向軸に平行）に延びた、較正線を提供することが可能である。その後、運転台を、その回転垂直軸に対して回転させることができ、その一方で第１のブームは較正線に対して平行を保たれる。回転角度、及びワイヤの長さの対応した値に留意することによって、図５を参照して示し説明したもののような表に、記入することが可能である。
【0050】
１つの実施形態において、位置検出デバイスは、２つの離隔された取付ブラケット、及びワイヤシースを備える。ワイヤシースは、ワイヤシースの各端部に配置された２つのシースマウント間に延びる。ワイヤはこのワイヤシースの中に摺動可能に配置され、ワイヤシースの延長に延びる。このソリューションは、実施が容易であり、ワイヤを様々な位置に取り付けることを可能にする。したがって、位置検出デバイスは、ワイヤセンサを取り付けなければならない様々な形状及び構成物を有する掘削機に、取り付けることができる。
【0051】
ワイヤは、ワイヤシースの各端部から突出することが好ましい。
【0052】
１つの実施形態において、位置検出デバイスは、シャフトの長手方向軸に対する取付構成物の回転を表示するよう構成された、ディスプレイユニットを備える。それによって、オペレータは、より効率的に掘削機を制御できる。
【0053】
位置検出デバイスが、ディスプレイに接続された制御ユニットを備えることは、有利となり得る。ここで制御ユニットは、シャフトの長手方向軸周りの回転に対する第１のブームの検出された角度位置を、継続的に受信するよう構成される。
【0054】
１つの実施形態において、位置検出デバイスは、バケットの位置及び／または方向を表示するよう構成されたディスプレイユニットを備える。それによって、オペレータは、より効率的に掘削機を制御できる。
【0055】
本発明による方法は、運転台、及び１つまたは複数のブームを備えたアームを有する掘削機の、バケットの位置を判断するための方法である。この掘削機は第１のブームを備え、第１のブームは取付構成物によって運転台に回転可能に装着され、この取付構成物は、掘削機の通常の使用中に基本的に垂直方向に延びた長手方向軸を有するシャフトによって、運転台に回転可能に装着される。バケットは、スティックに回転可能に取り付けられ、このスティックは、最も遠位のブームに回転可能に取り付けられる。運転台は、長手方向軸と、長手方向軸に対して直交して延びた横軸とを有する。取付構成物は、第１のブーム、したがってアームが、シャフトの長手方向軸周りに回転するよう配置かつ構成される。位置検出デバイスは、１つまたは複数の人工衛星から衛星信号を受信するよう配置かつ構成されたアンテナなど、少なくとも１つの３Ｄ位置決めデバイスを備える。方法は、シャフトの長手方向軸周りの回転に対する、第１のブームの角度位置を検出するステップを含む。方法は、所定のプロトコルを使用し、かつ様々な角度位置に対応した掘削機の複数の構成についての、センサアセンブリからの出力を検出することで、シャフトの長手方向軸周りの回転に対する第１のブームの角度位置を計測することによって、センサアセンブリを較正するステップを含む。
【0056】
それによって、バケットの位置及び／または方向の、先行技術よりも精確な判断を提供することが可能である。用語「通常の使用中」は、「掘削機が水平面に置かれたとき」を意味する。
【0057】
１つの実施形態において、位置検出デバイスは、センサアセンブリを較正するよう構成された制御ユニットを備える。
【0058】
１つの実施形態において、角度位置は、運転台と取付構成物との間の距離を計測することによって判断される。それによって、容易かつ信頼できる方法で角度位置を判断することが可能である。運転台（または運転台に固定された構成物）における特定の所定位置間の距離、ならびに取付構成物（または取付構成物に固定された構成物）における２つの所定位置間それぞれの、２つの計測を有することを強調する必要がある。
【0059】
１つの実施形態において、運転台と取付構成物との間の距離は、ワイヤセンサを使用して計測される。それによって、簡単で堅牢かつ信頼できる、角度位置を検出する方法を提供することが可能である。
【0060】
１つの実施形態において、所定のプロトコルは、角度位置を検出するために、運転台（または運転台に固定された構成物）において利用可能なセンサを使用して計測された、運転台の方向を適用する。
【0061】
１つの実施形態において、所定のプロトコルは、角度位置を検出するために運転台（または運転台に固定された構成物）において利用可能なセンサを使用して計測された、運転台の方向及び位置を適用する。
【0062】
１つの実施形態において、所定のプロトコルは、角度位置を検出するために、ブームの方向を適用する。
【0063】
１つの実施形態において、所定のプロトコルは、角度位置を検出するために、シャフトの長手方向軸の位置を適用する。
【0064】
１つの実施形態において、所定のプロトコルは、角度位置を検出するために、バケットにおける固定点の位置を適用する。
【0065】
１つの実施形態において、センサアセンブリを較正するステップは、運転台の位置が、運転台または運転台に堅固に固定された構成物において利用可能ないくつかのセンサを使用して計測される、較正手順を使用して実行される。掘削機は、シャフト周りに取付構成物を回転させるときに動かされる構成物、として定義されたアームを備える。較正手順は、掘削機を所定の位置に配置するステップを含み、ここではシャフト及びアームの固定点の位置が公知である。さらに較正手順は、アームをシャフトに対して、運転台の横軸に対して複数の異なる角度位置に回転させるステップを含む。これらの（アームが位置付けられた）角度位置の各々について、アームと運転台の横軸との間の角度が判断される。
【0066】
１つの実施形態において、掘削機は、シャフト周りに取付構成物を回転させるときに動かされる構成物、として定義されるアームを備える。センサアセンブリを較正するステップは、運転台の位置が、運転台または運転台に堅固に固定された構成物において利用可能なセンサを使用して計測される、較正手順を使用して実行される。較正手順は、掘削機を所定の位置に配置するステップを備え、ここではシャフトの位置は公知である。さらに較正手順は、アームにおける点の絶対位置を計測するステップを備える。さらに較正手順は、アームをシャフトに対して、運転台の横軸に対して複数の異なる角度位置に回転させるステップを含む。これらの（アームが位置付けられた）角度位置の各々について、アームと運転台の横軸との間の角度が判断される。
【0067】
１つの実施形態において、掘削機は、シャフト周りに取付構成物を回転させるときに動かされる構成物、として定義されるアームを備える。センサアセンブリを較正するステップは、運転台の位置が、運転台または運転台に堅固に固定された構成物において利用可能なセンサを使用して計測される、較正手順を使用して実行される。較正手順は、運転台または運転台に堅固に固定された構成物における所定の点と、アームにおける固定点との間に延びた、ベクトルを計測するステップを含む。このベクトルは、１つまたは複数の人工衛星から衛星信号を受信し、それによって位置を計測するよう配置かつ構成されたＧＮＳＳアンテナなどの３Ｄ位置決めデバイスで、点の位置を計測することによって、計測される。さらに較正手順は、運転台の方向ベクトル、及び所定の点とアームにおける固定点との間に延びたベクトル、を比較するステップを備える。後者のステップは、アームと運転台の横軸との間における、複数の異なる角度について実行される。
【0068】
１つの実施形態において、掘削機は、シャフト周りの取付構成物を回転させるときに動かされる構成物、として定義されるアームを備える。センサアセンブリを較正するステップは、アームに配置されたいくつかのジャイロスコープが、所定の点からのアームの相対角度を計測するために使用される、較正手順を使用して実行される。相対角度の計測は、アームと運転台の横軸との間の、複数の異なる角度について実行される。
【0069】
１つの実施形態において、掘削機は、シャフト周りの取付構成物を回転させるときに動かされる構成物、として定義されるアームを備える。センサアセンブリを較正するステップは、アームに配置された１つもしくは複数の加速度計、及び／またはジャイロスコープ、及び／または磁力計が、運転台または運転台に堅固に固定された構成物に位置付けられた、１つもしくは複数の加速度計、及び／またはジャイロスコープ、及び／または磁力計と共に、角度を計測するために使用される、較正手順を使用して実行される。相対角度の計測は、アームと運転台の横軸との間の、複数の異なる角度について実行される。
【0070】
１つの実施形態において、位置検出デバイスは、運転台及び１つまたは複数のブームを有する掘削機の、バケットの位置を検出するための位置検出デバイスである。掘削機は第１のブームを備え、第１のブームは取付構成物によって運転台に回転可能に装着され、この取付構成物は、掘削機の通常の使用中に基本的に垂直方向に延びた長手方向軸を有するシャフトによって、運転台に回転可能に装着される。バケットはスティックに回転可能に取り付けられ、このスティックは、第１のブーム、または第１のブームに回転可能に装着された第２のブームのいずれかに回転可能に装着される。運転台は、長手方向軸と、長手方向軸に対して直交して延びた横軸とを有する。取付構成物は、第１のブームがシャフトの長手方向軸に対して回転できるよう配置かつ構成される。位置検出デバイスは、１つまたは複数の人工衛星から衛星信号を受信するよう配置かつ構成された、１つまたは複数のアンテナを備える。位置検出デバイスは、シャフトの長手方向軸周りの回転に対する第１のブームの角度位置を検出するよう構成された、センサアセンブリを備える。このセンサアセンブリは、運転台と取付構成物との間の距離を計測するよう構成される。センサアセンブリは、運転台または運転台に装着された構成物における固定点と、取付構成物または取付構成物に装着された構成物における固定点と、の間の距離を計測するよう構成される。センサアセンブリはワイヤセンサを備える。位置検出デバイスは、離隔された２つの取付ブラケット及びワイヤシースを備え、このワイヤシースは、ワイヤシースの各端部に配置された２つのシースマウント間に延びる。ワイヤは、このワイヤシースの中に摺動可能に配置され、その延長に延びる。
【0071】
１つの実施形態において、位置検出デバイスは、センサアセンブリが、第１の要素のグループにおける１つの所定位置と、第２の要素のグループにおける所定位置との間の距離を計測するよう構成され、ここで第１の要素のグループは運転台を含み、第２の要素のグループは、第１のブーム及び取付構成物を含んだ、位置検出デバイスである。
【0072】
１つの実施形態において、位置検出デバイスは、シャフトの長手方向軸に対する取付構成物の回転を表示するよう構成された、ディスプレイユニットを備えた、位置検出デバイスである。
【0073】
１つの実施形態において、方法は、運転台及び１つまたは複数のブームを有する掘削機の、バケットの位置を判断するための方法である。掘削機は第１のブームを備え、第１のブームは取付構成物によって運転台に回転可能に装着され、この取付構成物は、掘削機の通常の使用中に基本的に垂直方向に延びた長手方向軸を有するシャフトによって、運転台に回転可能に装着される。バケットはスティックに回転可能に取り付けられ、このスティックは、第１のブーム、または第１のブームに回転可能に装着された第２のブームのいずれかに回転可能装着される。運転台は、長手方向軸と、長手方向軸に対して直交して延びた横軸とを有する。取付構成物は、第１のブームがシャフトの長手方向軸に対して回転できるよう配置かつ構成される。位置検出デバイスは、１つまたは複数の人工衛星から衛星信号を受信するよう配置かつ構成された、少なくとも１つのアンテナを備える。方法は、シャフトの長手方向軸周りの回転に対する第１のブームの角度位置を検出するステップを含む。ここで角度位置は、運転台と取付構成物との間の距離を計測することによって判断される。運転台と取付構成物との間の距離は、ワイヤセンサを使用して計測される。ワイヤセンサは、離隔された２つの取付ブラケット及びワイヤシースを備える。このワイヤシースは、ワイヤシースの各端部に配置された２つのシースマウント間に延びる。ワイヤは、このワイヤシースの中に摺動可能に配置され、その延長に延びる。
【0074】
本発明による位置検出デバイスを備えた掘削機を有することは、有利となり得る。
【0075】
本発明は、本明細書の以下で与えられた「発明を実施するための形態」から、より完全に理解されよう。添付の図面は、例示のみに与えられ、本発明を限定しない。
【図面の簡単な説明】
【0076】
【図1A】本発明による位置検出デバイスが設けられた掘削機を示す図である。
【図2A】本発明による位置検出デバイスが設けられた掘削機の正面図である。
【図3A】本発明による位置検出デバイスのワイヤセンサを示す図である。
【図4A】本発明による位置検出デバイスのワイヤセンサ示す図である。
【図4B】本発明による位置検出デバイスが設けられた掘削機を示す図である。
【図5】いかにして掘削機のブームの回転角度が判断されるかを示す、フローチャートである。
【図6A】本発明による位置検出デバイスが設けられた掘削機の側面図である。
【図7A】本発明による位置検出デバイスが設けられた掘削機の斜視図である。
【図7B】本発明による位置検出デバイスが設けられた、別の掘削機の斜視図である。
【図8】本発明による位置検出デバイスのディスプレイ示す図である。
【図9A】本発明による位置検出デバイスを備えた掘削機の上面図である。
【図10A】本発明による位置検出デバイスを備えた掘削機の上面図である。
【図11A】対応したセンサデータ及び角度データを伴う表である。
【図11B】本発明による位置検出デバイスのセンサアセンブリによって測定された距離に応じた、ブームの角度を表わすグラフである。
【図11C】本発明による位置検出デバイスのセンサアセンブリからの電気出力データに応じた、ブームの角度を表わすグラフである。
【発明を実施するための形態】
【0077】
次に、本発明の好ましい実施形態を例示する目的の図面を、詳細に参照すると、本発明による位置検出デバイスが設けられた掘削機６が、図１Ａに例示される。掘削機６は、運転台３２及びブーム８を備える。ブーム８は取付構成物１２に装着される。取付構成物１２は、掘削機６が水平面に配置されたときに、垂直方向に延びた長手方向軸を有するシャフト（図示せず）によって、運転台３２に回転可能に装着される。
【0078】
掘削機６は、取付構成物１２と運転台３２との間に延びた、回転シリンダ３４を備える。回転シリンダ３４は、起動された際に、シャフトの長手方向軸に対して取付構成物１２を回転させるよう配置される。したがって、回転シリンダ３４を制御することによって、取付構成物１２、したがってブーム８を、シャフトの長手方向軸に対して回転させることが可能である。
【0079】
掘削機６は、ワイヤセンサ（図３Ａ及び図３Ｂ参照）を有する位置検出デバイスを備える。このワイヤセンサは、ワイヤセンサと取付構成物１２における固定点との間に延びたワイヤ１６の長さを計測するよう、配置かつ構成される。ワイヤセンサは、ワイヤの長さ、したがって基準点に対する長さの変化を検出するよう構成される。それによってワイヤセンサは、回転シリンダ３４の起動の際に、２つの点Ｐ１、Ｐ２の間の距離が変化したときを、検出することができる。このようにワイヤセンサは、これらの点Ｐ１、Ｐ２の間の距離Ｄを検出することができる。
【0080】
図１Ｂは、図１Ａに示された位置検出デバイスの、ワイヤセンサのワイヤ１６の拡大図を例示する。ワイヤ１６が、回転シリンダ３４の長さに対して平行に延びるのが確認できる。回転シリンダ３４は、取付構成物１２に回転可能に取り付けられ、それによって取付構成物１２は、回転シリンダ３４が伸長する際に、回転シリンダ３４に対して回転可能になる。回転シリンダ３４は、基本的に水平方向に、掘削機の運転台から突出する。
【0081】
図２Ａは、本発明による位置検出デバイスが設けられた掘削機６の正面図を例示する。掘削機６は、掘削機６の基部に設けられた２列の平行履帯３６、３６’を含んだ、駆動アセンブリ２２を備える。掘削機６は、掘削機６の基部に回転可能に取り付けられた、運転台３２を備える。したがって運転台３２は、（掘削機が水平面に置かれたときに）回転の垂直軸に対して回転できる。
【0082】
掘削機６は、運転台３２の前部に回転可能に取り付けられた、取付構成物１２を備える。掘削機６は、取付構成物１２に回転可能に装着された、ブーム８を備える。ブーム８は、（掘削機が水平面に置かれたときに）水平軸周りに回転されるよう配置される。ブーム８は、（掘削機が水平面に置かれたときに）垂直軸周りにも回転されるよう配置される。位置検出デバイスは、垂直軸に対する回転角度を検出するよう構成される。
【0083】
図２Ｂは、図１Ａに示された位置検出デバイスの、ワイヤセンサのワイヤ１６の拡大図を例示する。位置検出デバイスは、ワイヤシース３８の中に配置されたワイヤ１６を含んだ、センサアセンブリ１０を備える。ワイヤシース３８は、取付ブラケット４２に固定されたシースマウント４０の中に挿入される。シースマウント４０には外側にねじ山が設けられ、取付ブラケット４２の開口部の中にねじ込まれる。この開口部には、対応したねじ山が設けられる。したがって、シースマウント４０を移動させることができ、それによってシースマウント４０を回転させることで、取付ブラケット４２の長さに沿って位置は調整される。
【0084】
図３Ａは、本発明による位置検出デバイス２のワイヤセンサを例示し、その一方で図３Ｂは、図３Ａに示されたワイヤセンサ１８の別の図を例示する。位置検出デバイス２は、ワイヤセンサ１８（ときとしてケーブル伸長位置センサと称される）を備え、それは、ワイヤセンサ１８のハウジングから延びたワイヤ１６の、長さ及び／または長さの変化を計測するよう配置かつ構成される。ワイヤ１６は、ワイヤシース３８の中に摺動可能に配置される。ワイヤシース３８は、取付ブラケット４２に固定されたシースマウント４０の中に挿入される。図２Ａに例示されたのと同じ方法で、シースマウント４０には外側にねじ山が設けられ、取付ブラケット４２の開口部の中にねじ込まれる。この開口部には対応したねじ山が設けられる。したがって、シースマウント４０を移動させることができ、それによってシースマウント４０の回転の際に、取付ブラケット４２の長さに沿って位置は調整される。
【0085】
図４Ａは、異なる方向から見た、図３Ａ及び図３Ｂに示されたワイヤセンサ１８を例示する。ワイヤセンサ１８が、掘削機のバッテリの上、かつ回転可能に取り付けられて直立位置に配置されたカバー４４の下方、に配置されているのが確認できる。それによって、ワイヤセンサ１８は雨から防護される。ワイヤセンサ１８は、別の位置に配置され得ること、及びバッテリへの自由な接近を可能にするためにバッテリの上部にワイヤセンサ１８を配置しないことが有利となり得ること、を強調することは重要である。
【0086】
図４Ｂは、図４Ａに例示されたような位置検出デバイスが設けられた、掘削機６を例示する。ワイヤセンサ１８は、掘削機のバッテリの上、かつ掘削機６の運転台３２に回転可能に装着されたものの下方に配置される。ワイヤ１６がワイヤセンサ１８から突出しているのが、確認できる。
【0087】
図５は、いかにして、シャフトの長手方向軸周りにおける掘削機のブームの回転角度が判断されるかを示す、フローチャートである。まず、ワイヤの長さ（または長さの変化）が計測される。例えば回転センサを使用して、長さではない別の量を計測することが可能となる。これは、図３Ａ、図３Ｂ、図４Ａ、及び図４Ｂに示されるワイヤセンサを使用し、かつ図３Ａ、図３Ｂ、図４Ａ、及び図４Ｂを参照して説明するように成され得る。ワイヤの長さが計測できる場合、回転角はそれに基づいて判断される。１つの実施形態において、回転角は、対応した長さ及び角度値が与えられた表を使用して判断される。このような表は、いくつかの表項目を備え得る。各々は、長さ範囲を対応した角度と結合するか、または角度範囲を対応した長さに結合する。この角度は、以下の表１を使用して計算することができる。
【0088】
【表1】
【0089】
一般的に、回転角度は、数式を公知の角度及び対応した量と組み合わせて使用することによって、判断される。
【0090】
長さが計測できていない場合、新たな長さ計測が行なわれる。
【0091】
しかし、回転角度が判断されている場合、この回転角度が使用されてバケットの位置を（例えば計算して）判断する。このような計算は、一般的に人工衛星ベースの位置決めシステム（全地球的航法衛生システムすなわちＧＮＳＳ）を使用して判断された、位置データを使用する。図５に例示されたプロセスは、連続して行うことができる。
【0092】
図６Ａは、本発明による位置検出デバイスが設けられた掘削機６の側面を例示する。掘削機６は、駆動アセンブリ２２が設けられた基部に取り付けられた、運転台３２を備える。したがって、掘削機６は履帯式車両（履帯を備えた車両）である。しかし別の実施形態において、掘削機６はホイール式であり得る。掘削機６は、運転台３２に回転可能に取り付けられた、取付構成物１２を備える。取付構成物１２は、シャフト１４によって、運転台３２の対応した受入れ構成物に取り付けられる。掘削機６が、図６Ａに示されるように水平面に配置されたとき、シャフト１４は直立することになる（垂直方向に延びる）。
【0093】
掘削機６は、第１のブーム接合部３０によって取付構成物１２に回転可能に装着された、ブーム８を備える。第１のシリンダ２６は、第１のシリンダ接合部２８によって、取付構成物１２に回転可能に取り付けられる。第１のブーム接合部３０及び第１のシリンダ接合部２８は、互いから離隔される。それによって、第１のシリンダ２６の起動は、ブーム８を第１のブーム接合部３０に対して回転させる。
【0094】
スティック２４は、第２のブーム接合部３０’によって、ブーム８の遠位端に回転可能に装着される。第２のシリンダ２６’は、第２のシリンダ接合部２８’によってブーム８に、かつ第３のシリンダ接合部２８’’によってスティック２４に、回転可能に装着される。それによって、第２のシリンダ２６’の起動は、スティック２４を、第２のブーム接合部３０、したがってブーム８に対して回転させる。
【0095】
掘削機６は、スティック２４の遠位端に回転可能に装着された、バケット４を備える。第３のシリンダ２６’’は、第３のシリンダ２６’’の起動が、バケット４をスティック２４に対して回転させるように、スティック２４及びバケット４に回転可能に装着される。
【0096】
取付構成物は、シャフト１４の長手方向軸Ｚに対して回転されるように配置される。これは、運転台３２及び取付構成物１４に回転可能に装着されたシリンダ（図示せず）を適用することによって、成され得る。
【0097】
位置検出デバイスは、ワイヤ１６、及びワイヤ１６に装着されたワイヤセンサ１８を含んだ、センサアセンブリ１０を備える。ワイヤセンサ１８は、ワイヤの長さ及び／または長さの変化を検出するよう配置される。ワイヤ１６は、ワイヤセンサ１８と、取付構成物１４の装着点との間に延びる。それによってワイヤセンサ１８は、取付構成物１２とワイヤセンサ１８との間の距離を検出できる。この距離を使用して、シャフト１４の長手方向軸Ｚに対するブーム８の回転角度を判断することができる。
【0098】
別の実施形態において、ワイヤセンサ１８を、取付構成物１２と、運転台３２における固定点または運転台３２に固定された構成物と、の間の距離を判断するよう配置かつ構成された、別のセンサと交換し得る。
【0099】
角度は、図５を参照して説明したような所定の表を使用して計算することができる。
【0100】
掘削機６は、位置検出デバイスの制御ユニット（図示せず）に接続された、運転台取付式のＧＮＳＳ受信器２０を備える。ＧＮＳＳ受信器２０は、他の位置に取り付けられることを強調することは重要である。
【0101】
図６Ｂは、図６Ａに示された掘削機６の斜視図である。掘削機６は、掘削機６の運転台における屋根構造に取り付けられた、２つのＧＮＳＳ受信器２０を備える。取付構成物１２は、シャフトの長手方向軸Ｚ周りを回転できることが確認できる。ブーム８の近位部の長手方向軸Ｂが表わされる。運転台３２の横軸Ｘ及び長手方向軸Ｙも表わされる。ブーム８の回転角度αは、概ね９０°であることが確認できる。したがってブーム８は、運転台３２の長手方向軸Ｙ及び垂直軸（シャフトの長手方向軸Ｚに対して平行な軸）に広がる面に沿って延びる。回転シリンダ３４は、運転台３２と、取付構成物１２との間に延びる。回転シリンダ３４は、取付構成物１２を運転台３２に回転可能に装着するためのシャフトに対して、取付構成物１２を回転させるよう、配置かつ構成される。
【0102】
位置検出デバイスは、バケット４の位置を計算するよう構成された、計算ユニット（図示せず）を備える。１つの実施形態において、計算ユニットは、運転台取付式のＧＮＳＳ受信器２０と、運転台３２、ブーム８、スティック２４、及びバケット４、の間の相対角度を計測するよう配置された角度センサ（図示せず）と、を使用して提供された位置データ、ならびに検出した回転角度αに基づいて、バケット４の位置を計算するよう構成される。これらのデータが利用可能である場合、幾何学的原理を使用して、バケット４の位置を計算することが可能である。
【0103】
好ましい実施形態において、位置検出デバイスは、所定の構成物、または位置もしくは線もしくは高さに対して、バケット４を可視化するよう構成された、ディスプレイを備える。それによって、利用しやすく、オペレータによって容易に使用される位置検出デバイスを提供することが可能である。
【0104】
位置検出デバイスはワイヤセンサ１８を備え、それは、ワイヤセンサ１８のハウジングから突出したワイヤ１６を有する。ワイヤ１６は、ワイヤセンサ１８のハウジングと、取付構成物１２における固定点との間に延びる。
【0105】
図７Ａは、本発明による位置検出デバイスが設けられた掘削機６の、斜視図を例示する。掘削機６は、運転台取付式の２つのＧＮＳＳ受信器２０が設けられた、運転台３２を備える。掘削機６は、ブーム８と、ブーム８に回転可能に取り付けられたスティック２４とを備える。掘削機６は取付構成物１２を備え、それによってブーム８は運転台３２に回転可能に取り付けられ、それによってブーム８は、通常の使用中（掘削機６が水平面で操作されるとき）に基本的に垂直方向に延びた回転軸の周りを、回転できる。掘削機６は、ブーム８を上記の回転軸に対して回転させるよう配置された、回転シリンダ３４を備える。掘削機６は、スティック３４の遠位端に回転可能に装着された、バケット４を備える。
【0106】
位置検出デバイスは、回転シリンダ３４に配置された距離センサを有するセンサアセンブリ１０を備え、取付構成物１２における固定点と、回転シリンダ３４に配置された距離センサとの間に延びた、ワイヤ１６の長さを検出する。センサアセンブリ１０は、距離センサによって、ワイヤ１６の長さを検出する。ワイヤ１６の長さは、上記の回転軸に対するブーム８の回転角度を検出するために適用される。
【0107】
図７Ｂは、本発明による位置検出デバイスが設けられた、別の掘削機６の斜視図を例示する。掘削機６は、運転台取付式の２つのＧＮＳＳ受信器２０が設けられた、運転台３２を備える。掘削機６は、第１のブーム８、第２のブーム８’、及び第２のブーム８’に回転可能に取り付けられたスティック２４、を備える。掘削機６は取付構成物１２を備え、それによって第１のブーム８は運転台３２に回転可能に取り付けられ、それによって第１のブーム８は、通常の使用中（掘削機６が水平面で操作されるとき）に基本的に垂直方向に延びた回転軸の周りを回転できる。掘削機６は、第１のブーム８を上記の回転軸に対して回転させるよう配置された、回転シリンダ（図示せず）を備える。掘削機６は、スティック３４の遠位端に回転可能に装着された、バケット４を備える。
【0108】
図８は、本発明による位置検出デバイスのディスプレイを例示する。掘削機の上面図が、左下領域に示される。掘削機の運転台の長手方向軸に対して基本的に平行に延びた線が表わされ、バケットからこの線までの距離が、上部中間のボックスに示される。このボックスからバケットから線までの距離が、３．８１ｍであることが確認できる。
【0109】
バケットの側面が、ディスプレイの右中間領域に示される。バケットのブレードがほとんど水平に配置されていること、及び（バケットのすぐ下の線で表わされた）地上レベルに非常に近付いていること、が確認できる。しかし、左上のボックスにおいて、バケットの縁部における左角の高さが０．０５ｍ、その一方でバケットの縁部における右角の高さが０．０９ｍであることが確認できる。したがって、バケットは１００％水平方向に配置されていない。
【0110】
図９Ａ、図９Ｂ、図９Ｃ、及び図９Ｄは、本発明による位置検出デバイスを備えた掘削機６の上面を例示する。掘削機６は、較正手順中に、様々な構成で配置される。ここで掘削機６のブーム８は固定され、その一方で、ブーム８と運転台３２の横軸Ｘとの間の角度αは変化する（運転台３２がブーム８に対して回転される）。図９Ａにおいて、角度αは、運転台３２の横軸Ｘに対して概ね９０°である。図９Ｂにおいて、角度αは、運転台３２の横軸Ｘに対して約８０°である。図９Ｃにおいて、角度αは、運転台３２の横軸Ｘに対して概ね７０°である。図９Ｄにおいて、角度αは、運転台３２の横軸Ｘに対して約６０°である。
【0111】
図１０Ａ、図１０Ｂ、図１０Ｃ、及び図１０Ｄは、本発明による位置検出デバイスを備えた掘削機６の上面図である。掘削機６は、較正手順中に、様々な構成で配置される。ここで掘削機６の運転台３２は固定され、その一方で、ブーム８と運転台３２の横軸Ｘとの間の角度αは、変化される（これは回転シリンダ３４を使用して成される）。図１０Ａにおいて、角度αは、運転台３２の横軸Ｘに対して概ね９０°である。図１０Ｂにおいて、角度αは、運転台３２の横軸Ｘに対して約８０°である。図１０Ｃにおいて、角度αは、運転台３２の横軸Ｘに対して概ね７０°である。図１０Ｄにおいて、角度αは、運転台３２の横軸Ｘに対して約６０°である。
【0112】
位置検出デバイスは、位置検出デバイスのセンサアセンブリを較正するよう構成された、制御ユニットを備える。センサアセンブリの較正は、様々な較正手順を使用して成すことができる。
【0113】
［第１の較正手順］
センサアセンブリの較正は、運転台３２の方向及び位置が、全体の較正手順中に公知である、第１の較正手順を使用して成すことができる。運転台３２の方向及び位置は、運転台３２または運転台３２に固定された構成物において利用可能なセンサを使用して、計測することができる。第１の較正手順は、掘削機６を所定の位置に配置するステップを含む。ここで、（ブーム８が回転可能に装着された）シャフト１４の位置、及びスティック２４、バケット４、またはブーム８における固定点の位置は、公知である。このステップは、シャフト１４、及びバケット４またはブーム８における固定点を、地面の公知の位置に位置付けることによって、実現することができる。
センサアセンブリの較正は、運転台３２の方向及び位置が、全体の較正手順中に公知である、第１の較正手順を使用して成すことができる。運転台３２の方向及び位置は、運転台３２または運転台３２に固定された構成物において利用可能なセンサを使用して、計測することができる。第１の較正手順は、掘削機６を所定の位置に配置するステップを含む。ここで、（ブーム８が回転可能に装着された）シャフト１４の位置、及びスティック２４、バケット４、またはブーム８における固定点の位置は、公知である。このステップは、シャフト１４、及びバケット４またはブーム８における固定点を、地面の公知の位置に位置付けることによって、実現することができる。
【0114】
第１の較正手順は、ブーム８を、運転台３２の横軸Ｘに対して複数の角度位置に回転させるステップを、さらに含む。これら角度位置の各々について、ブーム８と運転台３２の横軸Ｘとの間の角度αを判断することを可能にする。ブーム８と、運転台３２の横軸Ｘとの間における角度αの計算は、簡単な幾何学式を使用して成すことができる。シャフト１４の位置が、二次元座標における原点として定義され、ブームがこの座標に沿って延びる場合、ブーム８と運転台３２の横軸Ｘとの間の角度αは、横座標と運転台３２の長手方向軸Ｙとの間の角度に、単純に対応することになる。運転台３２の方向が公知である場合、横座標と運転台３２の長手方向軸Ｙとの間の角度は、公知となる。第１の較正手順を使用することによって、較正曲線、較正表、または数式を提供することが可能であり、それによって位置検出デバイスのセンサアセンブリからのデータに基づいて、ブーム８と運転台３２の横軸Ｘとの間の角度αを判断することができる。表１及び図１１Ａに示される表は、対応する角度及びセンサデータ計測値の例を示す。
【0115】
［第２の較正手順］
センサアセンブリの較正は、運転台３２の方向及び位置が、全体の較正手順中に公知である、第２の較正手順を使用して成すことができる。運転台３２の方向及び位置は、運転台３２または運転台３２に固定された構成物において利用可能なセンサを使用して、計測することができる。第２の較正手順は、掘削機６を所定の位置に配置するステップを含む。ここで、（ブーム８が回転可能に装着された）シャフトの位置が公知である。これは、シャフト１４、及びバケット４における固定点を、地面の公知の位置に位置付けることによって成すことができる。第２の較正手順は、ブーム８またはバケット４における絶対位置を計測するステップを、さらに含む。スティック２４、ブーム８、またはバケット４の点における絶対位置は、（例えば１つまたは複数の人工衛星から衛星信号を受信し、それによって位置を計測するよう配置かつ構成されたアンテナなどの）センサによって計測することができる。第２の較正手順を使用することによって、較正曲線、較正表（表１もしくは図１１Ａに示された表を参照）、または数式を提供することが可能になり、それによって位置検出デバイスのセンサアセンブリからのデータに基づいて、ブーム８と運転台３２の横軸Ｘとの間の角度αを判断することができる。
センサアセンブリの較正は、運転台３２の方向及び位置が、全体の較正手順中に公知である、第２の較正手順を使用して成すことができる。運転台３２の方向及び位置は、運転台３２または運転台３２に固定された構成物において利用可能なセンサを使用して、計測することができる。第２の較正手順は、掘削機６を所定の位置に配置するステップを含む。ここで、（ブーム８が回転可能に装着された）シャフトの位置が公知である。これは、シャフト１４、及びバケット４における固定点を、地面の公知の位置に位置付けることによって成すことができる。第２の較正手順は、ブーム８またはバケット４における絶対位置を計測するステップを、さらに含む。スティック２４、ブーム８、またはバケット４の点における絶対位置は、（例えば１つまたは複数の人工衛星から衛星信号を受信し、それによって位置を計測するよう配置かつ構成されたアンテナなどの）センサによって計測することができる。第２の較正手順を使用することによって、較正曲線、較正表（表１もしくは図１１Ａに示された表を参照）、または数式を提供することが可能になり、それによって位置検出デバイスのセンサアセンブリからのデータに基づいて、ブーム８と運転台３２の横軸Ｘとの間の角度αを判断することができる。
【0116】
［第３の較正手順］
センサアセンブリの較正は、運転台３２の方向及び位置が、全体の較正手順中に公知である、第３の較正手順を使用して成すことができる。運転台３２の方向及び位置は、運転台３２または運転台３２に固定された構成物において利用可能なセンサを使用して、計測することができる。第３の較正手順は、運転台３２または運転台３２に固定された構成物における所定の点から、スティック２４、ブーム８、またはブラケット４における固定点までの、ベクトルを計測するステップを含む。このベクトルは、１つまたは複数の人工衛星から衛星信号を受信し、それによって位置を計測するよう配置かつ構成されたアンテナで、点の位置を計測することによって、計測することができる。
センサアセンブリの較正は、運転台３２の方向及び位置が、全体の較正手順中に公知である、第３の較正手順を使用して成すことができる。運転台３２の方向及び位置は、運転台３２または運転台３２に固定された構成物において利用可能なセンサを使用して、計測することができる。第３の較正手順は、運転台３２または運転台３２に固定された構成物における所定の点から、スティック２４、ブーム８、またはブラケット４における固定点までの、ベクトルを計測するステップを含む。このベクトルは、１つまたは複数の人工衛星から衛星信号を受信し、それによって位置を計測するよう配置かつ構成されたアンテナで、点の位置を計測することによって、計測することができる。
【0117】
第３の較正手順は、運転台３２または運転台３２に固定された構成物における方向ベクトルと、運転台３２または運転台３２に固定された構成物における所定の点から、スティック２４、ブーム８、またはバケット４における固定点までのベクトルと、を比較するステップを、さらに含む。これらベクトル間の相対角度は、ブーム８と運転台３２の横軸Ｘとの間のαに相当する。この手順は、ブーム８と、運転台３２の横軸Ｘとの間の複数の角度αについて実行される。各角度αの、位置検出デバイスにおけるセンサアセンブリの出力を検出することによって、図１１Ｂもしくは図１１Ｃ、または表（表１もしくは図１１Ａに示される表を参照）に示されるような較正曲線を提供するのを可能にする。
【0118】
［第４の較正手順］
センサアセンブリの較正は、ブーム８、及び／またはバケット４、及び／またはスティック（もしくはスティックに装着された別の構成物）に設置されたジャイロスコープが、ここではゼロ点であるが、任意の角度αとすることができる所定の角度からの、スィングブームの相対角度を計測するために使用される、第４の較正手順を使用して成すことができる。
センサアセンブリの較正は、ブーム８、及び／またはバケット４、及び／またはスティック（もしくはスティックに装着された別の構成物）に設置されたジャイロスコープが、ここではゼロ点であるが、任意の角度αとすることができる所定の角度からの、スィングブームの相対角度を計測するために使用される、第４の較正手順を使用して成すことができる。
【0119】
このときブーム８は、（例えばブーム８の当初の方向によって定義される）ゼロ度などの所定の角度まで回転されている。ブーム８の任意の別の回転は、角度αの変化によって影響を受けた少なくとも１つのセンサによって追尾され得る。センサは、ブーム、スティック、バケット４（またはそれらに装着された別の構成物）に位置されたジャイロスコープとし得る。ジャイロスコープのみが角度αの相対変化についての情報を提供する。しかし、ジャイロスコープは、ゼロ度から始まる角度の変位を計測するために使用されるため、計測は、絶対角度αに相当することになる。各角度αについての、位置検出デバイスにおけるセンサアセンブリの出力を検出することによって、図１１Ｂもしくは図１１Ｃ、または表（表１もしくは図１１Ａに示される表を参照）に示されるような較正曲線を提供することが可能である。
【0120】
［第５の較正手順］
センサアセンブリの較正は、スティック２４、ブーム６、またはバケットに設置された、１つもしくは複数の加速度計、及び／またはジャイロスコープ、及び／または磁力計が、運転台３２、もしくは運転台３２に固定された構成物に設置された、１つもしくは複数の加速度計、及び／またはジャイロスコープ、及び／または磁力計と共に使用されて角度αを計測する、第５の較正手順を使用して成すことができる。
センサアセンブリの較正は、スティック２４、ブーム６、またはバケットに設置された、１つもしくは複数の加速度計、及び／またはジャイロスコープ、及び／または磁力計が、運転台３２、もしくは運転台３２に固定された構成物に設置された、１つもしくは複数の加速度計、及び／またはジャイロスコープ、及び／または磁力計と共に使用されて角度αを計測する、第５の較正手順を使用して成すことができる。
【0121】
この方法は、運転台３２が非水平面に配置されたときに、特に好適である。このとき掘削機６は、シャフト１４の長手方向軸Ｚが重力ベクトルとは平行ではない（または反平行の）所定に位置に位置付けられる。この状況において、掘削機６の部品に位置され、角度αの変化によって影響を受けた三軸加速度器から直接、角度αを計算することが可能である。代替として、シャフト１４の長手方向軸Ｚが、重力ベクトルに対して平行、もしくはほぼ平行である場合、磁気計及び／またはコンパスを、１つもしくは複数の加速度計、及び／またはジャイロスコープ、及び／または磁力計の代わりに利用され得る。各角度αについて、位置検出デバイスにおけるセンサアセンブリの出力を検出することによって、図１１Ｂもしくは図１１Ｃ、または表（表１もしくは図１１Ａに示される表を参照）に示されるような較正曲線を提供するのを可能にする。
【0122】
一般的に、運転台３２の方向は、いくつかの方法で検出することができる。
【0123】
１つの実施形態において、運転台３２の方向は、１つまたは複数の人工衛星から衛星信号を受信するよう配置かつ構成された、２つのＧＮＳＳアンテナを使用することによって検出することができる。
【0124】
１つの実施形態において、運転台３２の方向は、単一のＧＮＳＳアンテナを３Ｄ位置検出デバイス（例えば３Ｄ位置センサ）と共に使用して、検出することができる。１つの実施形態において、３Ｄ位置検出デバイスは、レーザセンサである。
【0125】
１つも実施形態において、運転台３２の方向は、（例えば１つまたは複数の人工衛星から衛星信号を受信するよう配置かつ構成されたアンテナによって検出された）単一の絶対位置を、掘削機６の回転を検出することと組み合わせて使用して、検出することができる。
【0126】
１つの実施形態において、運転台３２の方向は、コンパスを使用して検出することができる。
【0127】
運転台３２における公知の点の位置は、１つまたは複数の人工衛星から衛星信号を受信するよう配置かつ構成されたアンテナから、得ることができる。
【0128】
ピボット点（シャフト１４）の位置は、運転台３２の方向、運転台３２の揺れ、及び運転台３２または運転台３２に固定された構成物における位置の情報を、例えば計測点からピボット点（シャフト１４）までの前方長さ、側方長さ、及び下方長さと組み合わせて使用して、計算することができる。
【0129】
ブーム６またはバケット４における点の絶対位置は、ブーム６またはバケット４に固定された、（１つまたは複数の人工衛星から衛星信号を受信するよう配置かつ構成された）アンテナを使用して、計測することができる。
【0130】
図１１Ａは、本発明による位置検出デバイスのセンサアセンブリからの対応したセンサデータ、及び本発明による方法を使用して判断された角度データ、を伴う表を例示する。データは、以下のように称されるプロトコルの１つを使用して提供することができる：
－第１の較正手順；
－第２の較正手順；
－第３の較正手順；
－第４の較正手順；または
－第５の較正手順。
－第１の較正手順；
－第２の較正手順；
－第３の較正手順；
－第４の較正手順；または
－第５の較正手順。
【0131】
センサデータと角度データとの間の関係を表わす数式を生成することも可能である。
【0132】
図１１Ｂは、本発明による位置検出デバイスのセンサアセンブリによって計測された距離Ｄに応じた、ブームの角度αを表わすグラフを例示する。点がほとんど直線に並んでいるのが確認できる。したがって、センサデータ（計測した距離Ｄ）と式による角度データとの間の関係を表わすことが可能である。図１１Ｂの特定の例において、センサデータと角度データとの間の関係を表わすために使用された式は、線形回帰モデル：α＝ａ１Ｄ＋ｂ１である。線は単なる例であり、（線の代わりの）異なるモデルを適用することができることは、強調する必要がある。線などの数学モデルに適合させる代わりに、補間または補外することが可能である。任意の好適な数学モデルが適用され得る。さらに、任意の好適な数の表項目が使用され得る。
【0133】
実際、点は一般的に直線上には載らない。
【0134】
図１１Ｃは、本発明による位置検出デバイスのセンサアセンブリからの出力データＵに応じた、ブームの角度αを表わすグラフを例示する。この例示的な例において、点がほとんど直線に並んでいるのが確認できる。したがって、センサデータ（計測した距離Ｄ）と、α＝ａ２Ｕ＋ｂ２で示された線の式による角度データとの間の関係を表わすことが可能である。
【符号の説明】
【0135】
２ 位置検出デバイス
４ バケット
６ 掘削機
８、８’ ブーム
１０ センサアセンブリ
１２ 取付構成物
１４ シャフト
１６ ワイヤ
１８ ワイヤセンサ
２０ アンテナ（ＧＮＳＳ受信器）
２２ 駆動アセンブリ
２４ スティック
２６、２６’、２６’’ シリンダ
２８、２８’ シリンダ接合部
３０、３０’、３０’’’ ブーム接合部
３２ 運転台
３４ 回転シリンダ
３６、３６’ 履帯
３８ ワイヤシース
４０ シースマウント
４２ 取付ブラケット
４４ カバー
Ｘ 横軸
Ｙ、Ｂ、Ｚ 長手方向軸
Ｐ１、Ｐ２ 点
Ｄ 距離
α 角度
Ｕ 出力データ（例えば電圧）
４ バケット
６ 掘削機
８、８’ ブーム
１０ センサアセンブリ
１２ 取付構成物
１４ シャフト
１６ ワイヤ
１８ ワイヤセンサ
２０ アンテナ（ＧＮＳＳ受信器）
２２ 駆動アセンブリ
２４ スティック
２６、２６’、２６’’ シリンダ
２８、２８’ シリンダ接合部
３０、３０’、３０’’’ ブーム接合部
３２ 運転台
３４ 回転シリンダ
３６、３６’ 履帯
３８ ワイヤシース
４０ シースマウント
４２ 取付ブラケット
４４ カバー
Ｘ 横軸
Ｙ、Ｂ、Ｚ 長手方向軸
Ｐ１、Ｐ２ 点
Ｄ 距離
α 角度
Ｕ 出力データ（例えば電圧）
【図1A】
【図1B】
【図2A】
【図2B】
【図3A】
【図3B】
【図4A】
【図4B】
【図5】
【図6A】
【図6B】
【図7A】
【図7B】
【図8】
【図9A-9D】
【図10A-10D】
【図11A】
【図11B】
【図11C】
【国際調査報告】