TARIFNAME OTOMATIK TOPLAMA SISTEMI Teknik Alan Bu bulus, zirhli kazici yükleyici (beko loder) araçlar için operatörün kazi islemini tamamladiginda ve/veya acil durumlarda ön boom, arka boom, stick, ön kepçe, arka kepçe, döndürme ve sabitleme ayaklarini tek bir tusla toplamasina imkân saglayan otomatik toplama sistemi ile ilgilidir. Önceki Teknik Kazici yükleyici ya da bilinen adiyla Beko loder (backhoe loader), traktör gövdesi üzerinde önünde kepçe ve arka tarafinda küçük bir kazici ile donatilmis bir is makinasidir. Çesitli malzemeleri yükleme, tasima, kazma gibi islerde kullanilmaktadir. Kazici yükleyicilerde, yükleme ve kazici kisminin hareketi, hidrolik sistem ile gerçeklestirilmektedir. Is makinalari içerisinde en çok kullanilan araçlardan birisidir. Yükleyici ön kepçe kismi, herhangi bir malzemeyi, bir yerden alip kisa mesafede baska bir yere yüklemek için kullanilmaktadir. Uzun mesafe yük tasimaciligi için uygun degildir. Kazici kismi ise, hendek kazilari, kanal kazilari, yapi temelleri, kazip yükleme islemleri yapmak için kullanilmaktadir. Özellikle sinir bölgelerinde ve/veya operasyon bölgelerinde kullanilan ve zirhli tercih edilen kazici yükleyiciler, terörist saldirilarda operatör tarafindan manuel olarak yürüyüs pozisyonuna getirilmektedir. Bu islemde operatör önce manuel olarak (joystick veya levye kullanarak) kazici tarafi yürüyüs pozisyonuna getirmekte; sabitleme ayaklarini yukari kaldirmakta, sonrasinda yürüyüs pozisyonu için koltugu ön tarafa çevirip ön boom ve kepçeyi uygun pozisyona almakta ve sonra makinayi kullanarak bölgeden uzaklasmaktadir. Genel olarak zirhli kazici yükleyiciler için bu islem siralamasi uzun sürdügü için hem operatörün can güvenligini tehlikeye atmakta hem de yüksek maliyetli kazici yükleyicilerin hasar görmesine sebep olarak ciddi bir maddi kayip olusturmaktadir. Teknigin bilinen durumunda; USS446980A sayili dokümanda bir mikroislemci içeren elektrohidrolik bir sistem ile boom, stick ve kepçenin çalisma döngüsü için otomatik bir kontrol sistemi açiklanmaktadir. Isbu basvuruda bir kazi makinesinin bir makine is döngüsü araciligiyla otomatik olarak kontrol etmeye yönelik bir kontrol sistemi açiklanmaktadir. Her biri en aZ bir hidrolik silindir tarafindan kontrol edilebilir sekilde çalistirilan bir boom, stick ve kepçe içeren alet için konum sensörü ile parçalarin konumu tespit edilirken, konum sinyalleri bir mikroislemci ile islenmektedir. Ayrica basinç sensörleri tarafindan tespit edilen (boom, stick ve kepçenin hidrolik silindirlerinin) basinç bilgileri de yine mikroislemci tarafindan islenmektedir. Ancak isbu dokümanda açiklanan sistem kaZici yükleyiciyi toplamaya yönelik degil otomatik kullanima yönelik olarak tasarlanmistir. US9458597B2 sayili doküman ise insaat makinelerinin hidrolik kontrolüne dair bir sistem ve yöntem ile ilgilidir. Basinç sensörleri, hidrolik silindirler, kontrol valIleri, veri toplama birimi ve kontrol birimi gibi parçalarin makinenin çalismasi için bir kontrol sistemi saglamasi amaciyla kullanimi tarifname içerisinde açiklanmistir. Açiklanan yönteme göre operatör tarafindan bir HMI (Human Machine Interface) araciligiyla alinan makinenin davranis taleplerine dayanan bir hidrolik kontrol sistemi kullanilmaktadir. Operatörden gelen bilgiye göre valIlerin açilip kapanmasi araciligiyla silindirlerin kontrol edilmesini saglayan bu sistem, operatöre bagimli olmasi ve yalnizca valfler araciligiyla silindirleri kontrol etmesi sebebiyle otomatik bir sistem sunmamaktadir. ve stick verileri ile makine parametre verilerini kullanarak operatörün performansini ve verimliligini ölçen bir yöntem ve sistem açiklanmaktadir. Çalismanin ana hedefi otomatik kontrol olmamakla birlikte, yük miktarinin bilinmesinin otomatik kontrol sistemlerinde geri bildirim degeri olarak kullanilabileceginden bahsedilmistir. Bu kapsamda agirlik ve hacim sensörlerinin kullanilabileceginden bahsedilen çalismada ayni zamanda basinç sensörleri ile kepçeyi tasiyan hidrolik basincin ölçülerek, makinenin ilgili parçalarinin hidrolik basinca bilinen etkisinin, basinç sensörü ile ölçülen degerden çikarilmasi yoluyla kepçe içerisindeki yükün yaptigi basincin bulunabilecegi ve bu basinçtan yola çikarak yükün agirligini ölçmenin mümkün oldugu açiklanmaktadir. Ayni zamanda bu çalismada bir kamera araciligiyla kepçenin görüntülenmesi ile kepçe içerisindeki yükün agirliginin hesaplanabilecegi gösterilmistir. Ancak ilgili bulus kazici yükleyiciler için otomatik bir toplama sistemi ortaya koymamaktadir. makinelerin hassas kontrolü veya otomatik kontrolü için bir sensör sistemi olmasi gerekliligi açiklanmaktadir. Ayrica agirlik ve hacim sensörleri ile kullanildigi takdirde makinenin ne kadar yük tasidiginin ölçülmesi özelligi söz konusudur. Ancak otomatik bir toplama sistemi ilgili dokümanda açiklanmamaktadir. USS361211A sayili dokümanda ekskavatörün islemlerini otomatik kontrol eden bir kontrol sistemi açiklanmaktadir. Tarifnamede makinenin kontrol kollarinin/pedallarin kullanilmasi ile hareket eden motorlarin hareket modunun otomatik olarak degistirildigi bir kontrol sistemi saglanmasinin amaçlandigi belirtilmistir. Ilgili bulus temelde ekskavatörün operatörü yormasiyla, operasyon sirasinda silindirlerin kirilmasi Vb. nedenlerle güvenlik sikintilari yasanmasina yönelik bir çözüm ortaya koymaktadir. Hedef ekskavatörün operasyonu sirasinda silindirlere binen ani yüklerin azaltilmasi ve bu sayede sistemin uzun ömürlü olmasini saglamaktir. Ancak bu bulusta ekskavatörün tasiyabilecegi bir agirligin üzerinde yükü tasimaya çalismasi sirasinda bir alarm yoluyla operatörü uyararak kazalarin önüne geçmesi gibi islemler otomatik bir toplama sistemi ile ne ayni teknik soruna iliskindir ne de ayni teknik çözümü sunmaktadir. Özellikle sinir bölgelerinde ve/veya operasyon bölgelerinde kullanilan ve zirhli tercih edilen kazici yükleyiciler için terörist saldirilari sirasinda, kazici yükleyicinin otomatik olarak toplanmasina yönelik bir sistem teknigin bilinen durumunda yer almamaktadir. Sonuç olarak, teknigin bilinen durumunda sunulan çözümleri gelistirmek, var olan dezavantajlari ortadan kaldirmak için basvuru konusu bulusa ihtiyaç duyulmaktadir. Bulusun Kisa Açiklamasi Bu bulusun amaci, özellikle sinir bölgelerinde ve/veya operasyon bölgelerinde kullanilan ve zirhli tercih edilen kazici yükleyiciler için terörist saldirilari sirasinda kazici yükleyicinin otomatik olarak toplanmasina yönelik bir sistem ortaya koymaktir. Bulusun bir diger amaci, operatörün hizli bir sekilde kazici yükleyiciyi yürüyüs pozisyonuna getirmesi sayesinde can ve mal kayiplarini üst seviyede engellemektir. Bulusun bir diger amaci, operatörün kazi islemini tamamladiginda ve/veya acil durumlarda ön boom, arka boom, stick, ön kepçe, arka kepçe, döndürme ve sabitleme ayaklarini tek bir tusla toplamasina imkân saglayan otomatik toplama sistemi saglanmasidir. Bulusun bir diger amaci, özellikle sinir bölgelerinde ve/veya operasyon bölgelerinde kullanilan kazici yükleyiciler için hizli toplama sayesinde fiziksel hasarlarin asgari seviyeye indirilmesi ile tamir, bakim maliyetlerinin azaltilmasidir. Bulusun Ayrintili Açiklamasi Bu bulusun amaçlarina ulasmak için gerçeklestirilen otomatik toplama sistemi, ekli sekillerde gösterilmistir. Bu sekillerden; Sekil-1 Otomatik toplama sisteminin kullanildigi kazici yükleyiciye dair toplanmis Sekil-2 Otomatik toplama sisteminin kullanildigi kaZici yükleyiciye dair yükleyici kepçenin hareketli halinin üzerinde sensör konumlarinin belirtildigi genel bir görünümüdür. Sekil-3 Otomatik toplama sisteminin kullanildigi kaZici yükleyiciye dair yükleyici ve kaZici kepçenin hareketli halinin genel bir görünümüdür. Sekil-4 Otomatik toplama sisteminin kullanildigi kaZici yükleyiciye dair yükleyici ve kaZici kepçenin hareketli halinin genel bir görünümüdür. Sekil-5 Otomatik toplama sisteminin kullanildigi kaZici yükleyiciye dair yükleyici ve kaZici kepçenin hareketli halinin genel bir görünümüdür. Sekil-6 Otomatik toplama sisteminin kullanildigi kaZici yükleyiciye dair operatör kabininin içinin detayli bir kesit görünümüdür. Sekil-7 Otomatik toplama sisteminin kullanildigi kaZici yükleyiciye dair valilerin konumlarinin gösterildigi üstten bir görünümüdür. Sekil-8 Otomatik toplama sisteminin yükleyici/ön boom valf grubu ayrintili bir görünümüdür. Sekil-9 Otomatik toplama sisteminin kaZici/arka boom valf grubu ayrintili bir görünümüdür. Sekil-10 Otomatik toplama sisteminin arka kepçe, arka boom ve arka stik için açi toplama yöntemine dair akis diyagramidir. Sekil-11 Otomatik toplama sisteminin ön boom ve ön kepçe için açi toplama yöntemine dair akis diyagramidir. Sekil-12 Otomatik toplama sisteminin ZBL açi toplama kontrolü akis diyagramidir. Bulusun daha iyi anlasilabilmesi için otomatik toplama sistemi ekli sekillerde asagidaki gibi numaralandirilmistir: Yükleyici/Ön Kepçe 1.1. Yükleyici/ Ön Kepçe Açi Sensörü Yükleyici/Ön Boom 2.1. Yükleyici/Ön Boom Açi Sensörü 2.2. Yükleyici/Ön Boom Valf grubu 2.2.1 Opsiyonel Ek Valf Açma 2.2.2 Yükleyici/Ön Boom Kaldirma Valfi 2.2.3 Yükleyici/Ön Kepçe Dökme Valfi 2.2.4 Yükleyici/Ön Boom Indirme Valfi 2.2.5 Yükleyici/Ön Kepçe Toplama Valfi 3. KaZici/Arka Boom 3.1. KaZici/Arka Boom Açi Sensörü 3.2. KaZici/Arka Boom Valf Grubu 3.2.1 Sag Sabitleme Ayagi Kaldirma Valfi 3.2.2 Sag Sabitleme Ayagi Indirme Valfi 3.2.3 KaZici/Arka Boom Kaldirma Valfi 3.2.4 KaZici/Arka Boom Indirme Valfi 3.2.5 KaZici/Arka Boom Sola Döndürme Valfi 3.2.6 KaZici/Arka Boom Saga Döndürme Valfi 3.2.7 KaZici/Arka Kepçe Toplama Valfi 3.2.8 KaZici /Arka Kepçe Dökme Valfi 3.2.9 Stik Indirme Valfi 3.2.10 Stik Kaldirma Valfi 3.2.1 1 Sol Sabitleme Ayagi Kaldirma Valfi 3.2.12 Sol Sabitleme Ayagi Indirme Valfi 4.1. Stik Açi Sensörü KaZici/ Arka Kepçe .1. KaZici/Arka Kepçe Açi Sensörü Döndürme Mekanizmasi 6.1. Döndürme Mekanizmasi Açi Sensörü 7. Sabitleme Ayagi 7.1. Ayak Switch 8. Terazi 9. Elektronik Kontrol Ünitesi . Pompa 11. Gösterge/Ekran 12. Otomatik Toplama Anahtari 13. Yükleyici/Ön Boom Kontrol Kolu 14. Kazici/Arka Boom Sol Kontrol Kolu . Kazici/Arka Boom Sag Kontrol Kolu 16. Ayak Kontrol Paneli Bulus konusu otomatik toplama sistemi; en temel halinde kazici yükleyicilerde kullanilmakta olup; Yükleyici/ön kepçenin (1) açisinin tespiti için yükleyici/ön kepçe açi sensörü (1.1), Yükleyici/ön boom (2) açisinin tespiti için yükleyici/ön boom açi sensörü (2.1), Yükleyici/ ön boom valf grubu (2.2), Kazici/arka boom (3) açisinin tespiti için kazici/arka boom açi sensörü (3.1), Kazici/arka boom valf grubu (3.2), Stik (4) açisinin tespiti için stik açi sensörü (4.1), Kazici/arka kepçenin (5) açisinin tespiti için kazici/arka kepçe açi sensörü (5.1), Döndürme mekanizmasinin (6) açisinin tespiti için döndürme mekanizmasi açi sensörü (6.1), Sabitleme ayagi (7) ve ayak siViç (7.1), Terazi (8), elektronik kontrol ünitesi (9), pompa (10), gösterge/ekran (11), otomatik toplama anahtari (12) ve ayak kontrol paneli (16) içermektedir. Otomatik toplama sistemi acil durumlarda operatörün tek bir tusla kazici yükleyiciyi toplayabilmesi için gelistirilmis olup, programlanabilir kontrolcü karta girilmis olan, varsayilan (default) degerlere kazici yükleyici parçalarinin getirilmesine olanak saglamaktadir. Kullanilan programlanabilir kontrolcü, mobil uygulamalarda kullanilmak üzere üretilmis, fazla sayida giris çikis sayisi olan, global güvenlik standartlarina uygun bir kontrolcüdür. Kontrolcü "C" dili kullanarak programlanabilmektedir. Seçilen kontrolcünün hafizasi makine üzerinden alinan verileri hafizasina kaydedebilir ve istendiginde bu verilerin analiz ve islenmesini yaparak, bu verileri uygun çikislara iletebilir. Kontrolcü üzerinde bulunan analog girisler ve CAN-bus girisleri sayesinde, makine üzerinde bulunan sensörler (1.1, 2.1, enstrümanlarin hepsiyle veri alisverisi yapabilmektedir. Bu sayede kullanici, istedigi konfigürasyona göre uygun yazilimi yazarak makinenin istedigi kosullarda çalismasini saglayabilir özelliktedir. Bulusun islevini yerine getirmesi için acil durumda operatörün tek bir tusa yani otomatik toplama anahtarina (12) basmasi ile çalismaya baslamaktadir. Varsayilan (default) degerler hali hazirda sisteme kayitlidir. Sonrasinda açi sensörlerinden (1.1, olarak adlandirilan bu degerler göstergeye/ekrana (ll) gönderilir ve islem süreci Islemin baslamasi sonrasinda öncelikle el gazinin 1500 devir/dakika olup olmadigi kontrolcü tarafindan kontrol edilir. Devir istenilen degerde degilse el gazina devir saglanana kadar enerji verilir. Sonrasinda kontrolcü tarafinda kazici/arka boom (3) açi degerinin varsayilan (default) degerle karsilastirilmasi yapilir. Açi ölçümü kazici/arka boom açi sensörü (3.1) vasitasiyla yapilir. Açi degeri varsayilan (default) degere esitse bir sonraki asamaya geçilir. Eger varsayilan (default) degerden küçükse, kazici/arka boom kaldirma valfine (3.2.3) enerji verilir. Bu asamada iki adimli bir kontrol algoritmasi kullanilir. Açi degeri ile varsayilan (default) degerin arasindaki fark 100 olana kadar kazici/arka boom kaldirma valfi (3.2.3) tam açilir ve böylece kazici/arka boom (3), yükün durumuna göre, maksimum hizda hareket eder. Açilar arasindaki fark 10° degerine ulastiginda ise valf açilma hiZi yariya düsürülür ve kaZici/arka boom (3) hiZi azaltilir. Bu sekilde oransal kontrol yapilarak açi degeri varsayilan (default) degere esitlenir. Eger açi degeri varsayilan (default) degerden büyükse kaZici/arka boom indirme valfine (3.2.4) enerji verilerek açi degeri varsayilan (default) degere esitlenir. KaZici/arka boom valf grubu (3.2), sag sabitleme ayagi kaldirma valfi (3.2.1), kaZici/arka boom sag sabitleme ayak indirme valfi (3.2.2), kaZici/arka boom kaldirma valfi (3.2.3), kaZici/arka boom indirme valfi (3.2.4), kaZici/ arka boom sola döndürme valfi (3.2.5), kaZici/arka boom saga döndürme valfi (3.2.6), kaZici kepçe/arka kepçe toplama valfi (3.2.7), kaZici kepçe/arka kepçe dökme valfi (3.2.8), stik indirme valfi (3.2.9), stik kaldirma valfi (3.2.10), kaZici/arka boom sol sabitleme ayagi kaldirma valfi (3.2.11) ve kaZici/arka boom valfi sol sabitleme ayagi indirme (3.2.12) fonksiyon modüllerine haiZdir. Yükleyici/ön boom (2) açi degerinin varsayilan (default) degerle karsilastirilmasi yapilir. Açi ölçümü yükleyici/ön boom açi sensörü (2.1) vasitasiyla yapilir. Açi degeri varsayilan (default) degere esitse bir sonraki asamaya geçilir. Eger varsayilan (default) degerden küçükse, açi degeri ile varsayilan deger arasindaki fark 10° olana kadar yükleyici/ön boom kaldirma valfi (2.2.2) maksimum hizda açilir, 10° degerine ulasildiktan sonra valf açma hiZi yariya düsürülerek açi degeri varsayilan (default) deger ile esitlenir. Eger açi degeri varsayilan (default) degerden büyükse yükleyici/ön boom indirme valfine (2.2.4) enerji verilerek açi degeri varsayilan (default) degere esitlenir. Islemlerin yerine getirilmesi için yükleyici/ön boom valf grubu (2.2), opsiyonel ek valf açma (2.2.1), yükleyici/ön boom kaldirma valfi (2.2.2), yükleyici/ön kepçe dökme valfi (2.2.3), yükleyici/ön boom indirme valfi (2.2.4), yükleyici/ön kepçe toplama valfi (2.2.5) ve operasyonel ek valf kapama (2.2.6) fonksiyon modüllerine haiZdir. Sonrasinda yükleyici/ön kepçe (1) açi degerinin varsayilan (default) degerle karsilastirilmasi yapilir. Açi ölçümü yükleyici/ön kepçe açi sensörü (1.1) vasitasiyla yapilir. Açi degeri varsayilan (default) degere esitse bir sonraki asamaya geçilir. Eger varsayilan (default) degerden küçükse, açi degeri ile varsayilan deger arasindaki fark ° olana kadar yükleyici/ön kepçe toplama valfi (2.2.5) maksimum hizda açilir, 10° degerine ulasildiktan sonra valf açma hizi yariya düsürülerek açi degeri varsayilan (default) deger ile esitlenir. Eger açi degeri varsayilan (default) degerden büyükse yükleyici/ön kepçe dökme valfine (2.2.3) enerji verilerek açi degeri varsayilan (default) degere esitlenir. Bir sonraki asamada stick (4) açi degerinin varsayilan (default) degerle karsilastirilmasi yapilir. Açi ölçümü stik açi sensörü (4.1) vasitasiyla yapilir. Açi degeri varsayilan (default) degere esitse bir sonraki asamaya geçilir. Eger varsayilan (default) degerden küçükse, açi degeri ile varsayilan deger arasindaki fark 10° degerine ulasana kadar stik kaldirma valfi (3.2.10) maksimum hizda açilir, 10° degerine ulasildiktan sonra valf açma hizi yariya düsürülerek açi degeri varsayilan (default) deger ile esitlenir. Eger açi degeri varsayilan (default) degerden büyükse stick indirme valfine (3.2.9) enerji verilerek açi degeri varsayilan (default) degere esitlenir. Sonrasinda kazici/arka kepçe (5) açi degerini varsayilan (default) degerle karsilastirilmasi yapilir. Açi ölçümü kazici/arka kepçe açi sensörü (5.1) vasitasiyla yapilir. Açi degeri varsayilan (default) degerle esitse bir sonraki asamaya geçilir. Eger varsayilan (default) degerden küçükse, açi degeri ile varsayilan deger arasindaki fark ° degerine ulasana kadar kazici/arka kepçe dökme valfi (3.2.8) maksimum hizda açilir, 10° degerine ulasildiktan sonra valf açma hizi yariya düsürülerek açi degeri varsayilan (default) deger ile esitlenir. Eger açi degeri varsayilan (default) degerden büyükse kazici/arka kepçe toplama valfine (3.2.7) enerji verilerek açi degeri varsayilan (default) degere esitlenir. Arka döndürme mekanizmasi (6) açi degerini varsayilan (default) degerle karsilastirilmasi yapilir. Açi ölçümü döndürme mekanizmasi açi sensörü (6.1) vasitasiyla yapilir. Açi degeri varsayilan (default) degerle esitse bir sonraki asamaya geçilir. Eger varsayilan (default) degerden küçükse kazici/arka boom saga döndürme valfine (3.2.6) valfine, eger büyükse kazici/arka boom sola döndürme valfine (3.2.5) enerji verilerek açi degeri varsayilan (default) degere esitlenir. Bu süreçte sabitleme ayagindan (7) gelen siviç bilgisi kontrol edilir. Switch bilgisi ayak siviç (7.1) araciligi ile elde edilir. Eger ayak siviç (7.1) bilgisi geliyor ise ayaklar yukaridadir ve bir sonraki asamaya geçilir. Eger ayak siviç (7.1) bilgisi gelmiyor ise, ayaklar tamamen kalkana kadar (siViç bilgisi gelene kadar) sag sabitleme ayagi kaldirma valfine (3.2.1) ve sol sabitleme ayagi kaldirma valfine (3.2.11) enerji verilir. Yukarida siralanan islemlerin tamami operatörün tek bir tusa yani Otomatik Toplama Anahtarina (12) basmasi neticesinde gerçeklesmektedir. Otomatik toplama anahtari (12), yükleyici/ön boom kontrol kolu (13), kaZici/arka boom sol kontrol kolu (14), kaZici/arka boom sag kontrol kolu (15) ve ayak kontrol paneli (16) operatör kabini içine konumlandirilmistir. Manuel kullanimda operatör yükleyici/ön boom (2), kaZici/arka boom (3), stik (4), yükleyici/ön kepçe(l), kaZici/arka kepçe (5) ve sabitleme ayaklarini (7) kontrol etmesi bu kontrol kollari ile saglanmaktadir. Yükleyici/ön boom kontrol kolu (13); yükleyici/ön boom kaldirma valfi (2.2.2), yükleyici kepçesi/ön kepçe dökme valfi (2.2.3), yükleyici/ön boom indirme valfi (2.2.4) ve yükleyici kepçesi/ön kepçe toplama valfini (2.2.5) kontrol etmektedir. KaZici /arka boom sol kontrol kolu (14); kaZici/arka boom sola döndürme valfi (3.2.5), kaZici/arka boom saga döndürme valfi (3.2.6), stik indirme valfi (3.2.9) ve stik kaldirma valfini (3.2.10) kontrol etmektedir. KaZici /arka boom sag kontrol kolu (15); kaZici/arka boom kaldirma valfi (3.2.3), kaZici/arka boom indirme valfi (3.2.4), kaZici/arka kepçe toplama valfi (3.2.7) ve kaZici /arka kepçe dökme valfini (3.2.8) kontrol etmektedir. Ayak kontrol paneli (16); sag sabitleme ayagi kaldirma valfi (3.2.1), sag sabitleme ayagi indirme valfi (3.2.2), sol sabitleme ayagi kaldirma valfi (3.2.11) ve sol sabitleme ayagi indirme valfini (3.2.12) kontrol etmektedir. Bu temel kavram etrafinda, bulus konusu otomatik toplama sistemi için çok çesitli uygulamalarin gelistirilmesi mümkün olup, bulus burada açiklanan örneklerle sinirlandirilamaZ, esas olarak istemlerde belirtildigi gibidir. TR