Die DE 20 2019 107 198 U1 offenbart eine Vorrichtung mit einer Hebevorrichtung und einer Lokalisierungsvorrichtung basierend auf der Ultra-Wideband (UWB)-Technologie.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Arbeitsmaschine zur Verfügung zu stellen, die einen möglichst sicheren Betrieb ermöglicht.

Die, insbesondere mobile, Arbeitsmaschine weist ein Ultra-Wideband (UWB)-System auf. Das UWB-System weist ein erstes herkömmliches U WB-T ag auf, häufig auch als Marker bezeich net. Das UWB-System weist weiter eine Anzahl von UWB-Ankern auf. Die Anzahl von UWB- Ankern kann beispielsweise zwischen 1 und 10 betragen. Das erste U WB-T ag ist an einer weiteren Maschine befestigbar bzw. im Betrieb der Arbeitsmaschine befestig. Die weitere Maschine ist zur Arbeitsmaschine relativbeweglich, d.h. ein Abstand zwischen der weiteren Maschine und der Arbeitsmaschine kann sich während des Betriebs der Arbeitsmaschine grundsätzlich verän dern.

Die UWB-Technologie (deutsch: Ultra-Breitband-Technologie) ist eine funkbasierte Kommunika tionstechnologie für den Nahbereich zur Übertragung von Daten für die Positionsbestimmung im Innen- und Außenbereich. Die Positionsbestimmung des oder der UWB-Tags erfolgt hierbei mittels einer Laufzeitbestimmung von Ultrabreitbandsignalen mit Frequenzen von mehr als 1 ,5 GHz zwischen dem oder den UWB-Tags und den UWB-Ankern. Die Ultrabreitbandsignale wei sen typisch eine Bandbreite zwischen 0,1 GHz und 10 GHz, insbesondere zwischen 0,5 GHz und 5 GHz, besonders bevorzugt zwischen 0,8 GHz und 1 ,2 GHz, auf. Die Frequenz der Ultrabreitbandsignale beträgt typisch zwischen 1 ,5 GHz und 20 GHz, insbesondere zwischen 2 GHz und 15 GHz, besonders bevorzugt zwischen 3 GHz und 10 GHz. Die Energie der Ultrabreit bandsignale beträgt typisch zwischen -100 dBm/Hz und -1 dBm/Hz, insbesondere zwischen -90 dBm/Hz und -10 dBm/Hz, besonders bevorzugt zwischen -60 dBm/Hz und -30 dBm/Hz. Im Üb rigen sei auch auf die einschlägige Fachliteratur verwiesen.

Die Arbeitsmaschine weist eine mit dem UWB-System zum Datenaustausch gekoppelte Steu ereinheit auf, beispielsweise in Form einer Mikroprozessorsteuerung. Die Steuereinheit ist dazu ausgebildet, einen Abstand zwischen der Arbeitsmaschine und der weiteren Maschine basie rend auf Daten zu überwachen, die von dem UWB-System zur Verfügung gestellt werden.

Beispielsweise kann die Steuereinheit mittels des UWB-Systems eine Position des ersten UWB- Tags in einem Koordinatensystem bestimmen, welches durch die UWB-Anker definiert ist. Die geometrischen Dimensionen der Arbeitsmaschine in diesem Koordinatensystem sind der Steuereinheit bekannt und beispielsweise in einem Speicher der Steuereinheit abgelegt. Falls die Arbeitsmaschine Komponenten aufweist, die die geometrische Dimension der Arbeitsmaschine verändern, wie beispielsweise einen beweglichen Mast, können die sich ergebenden dynami schen geometrischen Abmessungen in dem Koordinatensystem durch die Steuereinheit rech nerisch ermittelt werden. Daher kann die Steuereinheit basierend auf den geometrischen Abmessungen der Arbeitsmaschine und der Position des ersten UWB-Tags einen Abstand zwischen den äußeren geometrischen Grenzen der Arbeitsmaschine und dem ersten UWB-T ag berechnen. Zusätzlich oder alternativ ist es möglich, beispielsweise mindestens ein zweites UWB-Tag an einer bestimmten Position der Arbeitsmaschine zu platzieren, beispielsweise an einer Stoßstange der Arbeitsmaschine, so dass der Abstand zwischen dem ersten UWB-T ag und dem zweiten UWB-T ag den Abstand zwischen der Arbeitsmaschine und der weiteren Ma schine bildet.

Positionen im Kontext dieser Beschreibung werden insbesondere als Positionen im Raum verstanden und können beispielsweise in einem 3-dimensionalen Koordinatensystem beschrieben werden, insbesondere in einem kartesischen 3-dimensionalen Koordinatensystem beschrieben werden.

In einer Ausführungsform ist die Steuereinheit dazu ausgebildet, eine Warnmeldung auszuge ben, wenn der überwachte Abstand einen Schwellenwert unterschreitet. Der Schwellenwert kann beispielsweise derart gewählt sein, dass erst bei einem Unterschreiten des Schwellen werts ein sicherer Betrieb der Arbeitsmaschine nicht mehr gewährleistet werden kann. Der Schwellenwert kann beispielsweise in einem Bereich zwischen einem und zwei Metern liegen.

In einer Ausführungsform weist die Arbeitsmaschine einen Mast auf, wobei die Steuereinheit dazu ausgebildet ist, einen Abstand zwischen dem Mast, insbesondere einen Abstand zwischen einer Spitze des Masts, und der weiteren Maschine basierend auf den Daten zu überwachen, die von dem UWB-System zur Verfügung gestellt werden.

In einer Ausführungsform ist die Steuereinheit dazu ausgebildet, eine Bewegung des Masts derart zu steuern, dass der Abstand zwischen dem Mast, insbesondere der Abstand zwischen der Spitze des Masts, und der weiteren Maschine einen Schwellenwert nicht unterschreitet. Der Schwellenwert kann beispielsweise derart gewählt sein, dass erst bei einem Unterschreiten des Schwellenwerts ein sicherer Betrieb der Arbeitsmaschine nicht mehr gewährleistet werden kann. Der Schwellenwert kann beispielsweise in einem Bereich zwischen einem und zwei Me tern liegen. In einer Ausführungsform weist die Arbeitsmaschine ein zweites UWB-Tag auf, wobei das zwei te UWB-Tag an einem vorgegebenen Ort der Arbeitsmaschine angeordnet ist, wobei die Steuereinheit dazu ausgebildet ist, den Abstand zwischen der Arbeitsmaschine und der weiteren Maschine basierend auf einem Abstand zwischen dem ersten UWB-Tag und dem zweiten UWB-Tag zu bestimmen. Im einfachsten Fall bestimmt die Steuereinheit den Abstand zwischen der Arbeitsmaschine und der weiteren Maschine entsprechend dem/als den Abstand zwischen dem ersten U WB-T ag und dem zweiten UWB-Tag.

In einer Ausführungsform weist die Arbeitsmaschine eine Mehrzahl von dritten UWB-Tag s auf, wobei die dritten UWB-Tags an verschiedenen Positionen der Arbeitsmaschine befestig bar/befestigt sind, wobei die Steuereinheit dazu ausgebildet ist, jeweilige Abstände zwischen den dritten UWB-Tags und der weiteren Maschine basierend auf Daten zu überwachen, die von dem UWB-System zur Verfügung gestellt werden, und den Betrieb der Arbeitsmaschine in Abhängigkeit von den überwachten Abständen zu steuern, beispielsweise abstandsabhängig Warnmeldungen auszugeben, einen sicheren Zustand einzunehmen, usw.

In einer Ausführungsform weist der Mast mehrere, relativ zueinander bewegliche, insbesondere relativ zueinander drehbewegliche, Mastsegmente auf, wobei die Steuereinheit dazu ausgebil det ist, die Mastsegmente mittels geeigneten Ansteuerns von herkömmlichen Mastsegment- Aktuatoren relativ zueinander zu bewegen. Die Mastsegmente können mit/über Gelenke mitei nander verbundenen sein, so dass der Mast in unterschiedlichen Maststellungen/Mastposen positionierbar ist. Verschiedene Maststellungen/Mastposen können sich durch ihre Drehwinkel stellung bezogen auf eine vertikal verlaufende Achse (Hochachse) unterscheiden und/oder durch die Winkel zwischen den Mastsegmenten unterscheiden. Die dritten UWB-Tags sind an einem jeweils zugehörigen Mastsegment der mehreren Mastsegmente befestigt.

In einer Ausführungsform weist die Arbeitsmaschine eine Mehrzahl von vierten UWB-Tags auf, wobei die vierten UWB-Tags an verschiedenen Positionen der weiteren Maschine befestigbar sind. Die Steuereinheit ist dann insbesondere dazu ausgebildet ist, jeweilige Abstände zwi schen dem zweiten U WB-T ag bzw. den dritten UWB-Tags und den vierten UWB-Tags, d.h. zugehörige Abstände zwischen der Arbeitsmaschine und der weiteren Maschine, basierend auf Daten zu überwachen, die von dem UWB-System zur Verfügung gestellt werden.

Das bzw. die UWB-Tags dienen erfindungsgemäß als Marker zur Bestimmung der äußeren Abmessungen der Arbeitsmaschine.

In einer Ausführungsform ist die Arbeitsmaschine eine Autobetonpumpe. ln einer Ausführungsform ist die weitere Maschine ein Betonmischer.

In einer Ausführungsform ist die weitere Maschine ein Kran.

Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen detailliert beschrieben. Hierbei zeigt:

Fig. 1 höchst schematisch eine Arbeitsmaschine mit einem Ultra-Wideband (UWB)-

System im Verbund mit einer weiteren Maschine gemäß einer ersten Ausführungsform,

Fig. 2 höchst schematisch eine Arbeitsmaschine mit einem Ultra-Wideband (UWB)-

System im Verbund mit einer weiteren Maschine gemäß einer zweiten Ausführungsform, und

Fig. 3 höchst schematisch eine Arbeitsmaschine mit einem Ultra-Wideband (UWB)-

System im Verbund mit einer weiteren Maschine gemäß einer dritten Ausführungsform.

Fig. 1 zeigt hoch schematisch eine Arbeitsmaschine 100 in Form einer Autobetonpumpe mit einem Ultra-Wideband (UWB)-System.

Das UWB-System weist ein erstes UWB-Tag 2 und drei UWB-Anker 3 auf, wobei das erste UWB-T ag 2 an einer weiteren Maschine in Form eines Betonmischers 4 bzw. eines Krans 5 befestigt ist, der zur Arbeitsmaschine 100 relativbeweglich ist. Die Arbeitsmaschine 100 weist weiter ein zweites UWB-T ag 8 auf, wobei das zweite UWB-T ag 8 an einer Stoßstange der Ar beitsmaschine 100 angeordnet ist.

Selbstverständlich kann das UWB-System auch mehr als die drei dargestellten UWB-Anker 3 aufweisen.

Die Arbeitsmaschine 100 weist weiter eine mit dem UWB-System zum Datenaustausch gekoppelte Steuereinheit 6 auf, wobei die Steuereinheit 6 dazu ausgebildet ist, einen Abstand A zwischen der Arbeitsmaschine 100 und der weiteren Maschine 4, 5 basierend auf Daten zu überwachen, die von dem UWB-System betreffend die Position des ersten UWB-Tags 2 und des zweiten UWB-Tags 8 zur Verfügung gestellt werden. Hierzu ermittelt die Steuereinheit unter Verwendung des UWB-Systems den Abstand A zwischen dem ersten UWB-T ag 2 und dem zweiten UWB-Tag 8 und definiert diesen Abstand A als den Abstand zwischen der Arbeitsmaschine 100 und der weiteren Maschine 4, 5. Diese vereinfachende Abstandsberechnung ist aufgrund der sinnvollen Positionierung der U WB-T ags 8 und 2 an der Arbeitsmaschine 100 bzw. der weiteren Maschine 4/5 zulässig.

Während des Betriebs der Autobetonpumpe 100 ohne eigenen Mischer muss regelmäßig Beton von dem Betonmischer 4 in einen hierfür vorgesehenen Trichter 12 der Autobetonpumpe 100 eingebracht werden. Hierfür müssen Betonmischer 4 und Autobetonpumpe 100 optimal zuei nander positioniert werden. Während des Ausrichtens kann es zu Kollisionen zwischen der Autobetonpumpe 100 und dem Betonmischer 4 kommen, wodurch Schäden verursacht werden können.

Mittels der Erfindung ist es nun möglich, Kollisionen zwischen der Autobetonpumpe 100 und dem Betonmischer 4 zu vermeiden.

Hierzu wird das erste UWB-T ag 2 zumindest zeitweise (per Magnet o.ä.) an einem geeigneten bzw. repräsentativen Ort des Betonmischers 4 befestigt. Die UWB-Anker 3 sind an definierten Punkten der Autobetonpumpe 100 befestigt. Mittels UWB-Positionsbestimmung kann so jeder zeit der Abstand zwischen der Autobetonpumpe 100 und dem Betonmischer 4 gemessen wer den, um dann beispielsweise ein visuelles oder akustisches Warnsignal beim Unterschreiten einer vordefinierten Distanz auszugeben.

Fig. 2 zeigt höchst schematisch eine Arbeitsmaschine 100 mit einem Ultra-Wideband (UWB)- System im Verbund mit einer weiteren Maschine 4/5 gemäß einer zweiten Ausführungsform.

Die in Fig. 2 gezeigte Arbeitsmaschine 100 weist einen herkömmlichen Mast 7 auf, entlang dem beispielsweise eine nicht gezeigte Beton-Förderleitung verläuft. Das zweite UBW-Tag 8 ist an einer Spitze des Masts 7 angeordnet.

Die Steuereinheit 6 ist für diese Ausführungsform dazu ausgebildet, einen Abstand A zwischen der Spitze des Masts 7 und der weiteren Maschine 4, 5 basierend auf den Daten zu überwachen, die von dem UWB-System betreffend die Position des ersten UWB-Tags 2 und des zweiten UWB-Tags 8 zur Verfügung gestellt werden. Die Steuereinheit 6 steuert die Bewegung des Masts 7 derart, dass der Abstand A zwischen der Spitze des Masts 7 und der weiteren Maschi ne 4, 5 einen Schwellenwert nicht unterschreitet. Fig. 3 zeigt höchst schematisch eine Arbeitsmaschine 100 mit einem Ultra-Wideband (UWB)- System im Verbund mit einer weiteren Maschine 4/5 gemäß einer dritten Ausführungsform.

Die in Fig. 3 gezeigte Arbeitsmaschine 100 weist einen herkömmlichen Mast 7 mit mehreren relativ zueinander beweglichen Mastsegmenten 7a, 7b, 7c auf.

Die Arbeitsmaschine 100 weist in dieser Ausführungsform eine Mehrzahl von dritten UWB-T ags

9, 10, 11 auf, wobei die dritten UWB-Tags 9, 10, 11 an einem jeweils zugehörigen Mastsegment der mehreren Mastsegmente 7a, 7b, 7c befestigt sind. Bevorzugt sind die dritten UWB-Tags 9,

10, 11 an Mastgelenken befestigt, welche die Mastsegmente 7a, 7b, 7c drehbar miteinander mechanisch verbinden.

Die Steuereinheit 6 ist für diese Ausführungsform dazu ausgebildet, jeweilige Abstände A1 , A2, A3 zwischen den dritten UWB-T ags 9, 10, 11 und der weiteren Maschine 4, 5 basierend auf Daten zu überwachen, die von dem UWB-System zur Verfügung gestellt werden.