СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННАЯ РАБОЧАЯ МАШИНА И СПОСОБ ЭКСПЛУАТАЦИИ ТАКОЙ МАШИНЫ Российский патент 2017 года по МПК A01D41/127 B60K28/06 

Область техники изобретения

Предлагаемое изобретение относится к способу эксплуатации сельскохозяйственной рабочей машины, содержащей несколько рабочих агрегатов, согласно ограничительной части пункта 1 формулы изобретения. Кроме того, изобретение относится к сельскохозяйственной рабочей машине согласно ограничительной части пункта 14 формулы.

Уровень техники

Как правило, сельскохозяйственная рабочая машина эксплуатируется под надзором оператора и в соответствии с заданными им параметрами. Надзор и параметризация осуществляются путем взаимодействия с устройством управления и регулирования, которое содержит индикатор и средства ввода данных и служит для управления и/или регулирования рабочих агрегатов сельскохозяйственной рабочей машины. При этом оператор, помимо управления рабочей машиной, должен настраивать рабочие агрегаты, а также контролировать и корректировать эти настройки, или, в случае использования так называемых систем помощи водителю, регулирующих сельскохозяйственную рабочую машину, по меньшей мере, контролировать рабочий процесс. В случае наступления критической или опасной ситуации оператор должен реагировать на соответствующие сообщения устройства управления и регулирования, которые подаются звуковым и/или визуальным способом. Способ реагирования на такие сообщения зависит не только от квалификации оператора и эргономичности органов управления рабочей машиной, но и от соответствующей мотивации или эмоционального состояния оператора.

Раскрытие изобретения

Задачей предлагаемого изобретения является разработка сельскохозяйственной рабочей машины, которая поможет сократить количество ошибок, допускаемых оператором при управлении рабочей машиной, и свести к минимуму обуславливаемое ими снижение эффективности.

Согласно изобретению, эта задача решается признаками, раскрываемыми в характеристической части независимого пункта 1 формулы изобретения.

Выгодные варианты исполнения изобретения раскрываются в зависимых пунктах формулы, ссылающихся на независимый пункт 1.

Согласно независимому пункту 1 формулы, предлагается определять эмоциональное состояние оператора во время взаимодействия с рабочей машиной посредством, по меньшей мере, одного интерфейса и настраивать режим функционирования рабочей машины в соответствии с эмоциональным состоянием оператора. Таким образом, экономический эффект использования сельскохозяйственной рабочей машины, который в решающей степени зависит от обращения оператора с рабочей машиной, определяемого, в свою очередь, эмоциональным состоянием оператора, улучшается за счет того, что поведение рабочей машины в процессе работы и ее коммуникация с оператором приводится в соответствие с эмоциональным состоянием оператора. Кроме того, может быть достигнута положительная связь оператора с рабочей машиной, так как рабочая машина может настраиваться на оператора. Оператор сильнее вовлекается в процессы рабочей машины с целью улучшения их понимания.

В частности, распознаваемое эмоциональное состояние оператора может представлять собой комплекс свойств, влияющих на коммуникацию оператора с интерфейсом рабочей машины. Этот комплекс содержит такие эмоциональные состояния, как агрессивное или решительное поведение, неуверенное и/или нервозное поведение, недовольство или скуку, переутомление или перенапряжение, удовлетворенность и мотивированное поведение оператора.

Предпочтительно, устройство управления и регулирования может анализировать, по меньшей мере, одно взаимодействие оператора с этим устройством, чтобы сделать вывод об эмоциональном состоянии оператора. В зависимости от результатов анализа может быть активирован один из, по меньшей мере, двух режимов работы устройства управления и регулирования. Анализ, по меньшей мере, одного взаимодействия, предпочтительно, нескольких взаимодействий, осуществляется путем сравнения с хранящимися в устройстве управления и регулирования данными, характеризующими эмоциональное состояние оператора. Анализ нужен для выбора режима работы, наиболее подходящего для оператора в данный момент времени. Благодаря целенаправленному выбору режима работы устройства управления и регулирования в качестве реакции на преобладающее в настоящий момент эмоциональное состояние оператора происходит согласование режима коммуникации и обращения с устройством управления и регулирования с этим эмоциональным состоянием. Это позволяет снизить риск ошибок при управлении или вероятность неэффективной эксплуатации сельскохозяйственной рабочей машины, например, вследствие невнимательного обращения. Выбор режима работы устройства управления и регулирования, согласованного с преобладающим эмоциональным состоянием оператора, может изменяться с течением времени, что влияет на работоспособность и эффективность рабочей машины. Для компенсации этих изменений выполняется повторная проверка и анализ взаимодействия. Целенаправленный выбор режима работы устройством управления и регулирования позволяет снизить зависимость функционирования рабочей машины от действий оператора, обусловленных его текущим эмоциональным состоянием, и от режима коммуникации с сельскохозяйственной рабочей машиной. То есть, даже если рабочая машина эксплуатируется за пределами оптимального экономического режима, можно смягчить или предотвратить неблагоприятные побочные явления, обусловленные эмоциональными состояниями, например, неуверенностью, переутомлением или скукой. Кроме того, благодаря согласованию коммуникации и поведения рабочей машины можно изменять эмоциональное состояние оператора в положительную сторону.

Предпочтительно, при осуществлении взаимодействия с устройством управления можно распознавать характер этого взаимодействия через средства ввода данных. Характеристики физического воздействия оператора на средства ввода данных анализируются, и по результатам анализа делается вывод об эмоциональном состоянии и о необходимости активации соответствующего режима работы. Такой способ сбора данных для определения эмоционального состояния оператора выгоден своей относительной объективностью, так как оператор выбирает способ обращения с органами управления неосознанно.

При этом для распознавания способа обращения можно определять механическое воздействие на средства ввода данных. Для этого можно измерять давление, оказываемое на средства ввода данных, например, при нажатии кнопок. Кроме того, можно измерить ускорение, с которым нажимается кнопка. При использовании в качестве средства ввода данных рычагов управления с расположенными на них кнопками, так называемых многофункциональных рычагов, может быть проанализировано с точки зрения обращения оператора с ними аналогичным образом.

В частности, для распознавания характера обращения можно измерять проводимость на средствах ввода данных. Для этого нужно измерить влажность кончика пальца, которым нажимается кнопка, или поверхности руки, использующей переключающий элемент. Влажность может свидетельствовать о неуверенном или нервозном эмоциональном состоянии оператора.

Кроме того, для более точной оценки соответствующего эмоционального состояния можно определять и анализировать физические параметры оператора, в частности, пульс, кровяное давление, движения глаз или температуру рук.

Кроме того, для распознавания характера обращения с органами управления можно измерять время реакции на приглашение к вводу данных. На основании измеренного времени реакции оператора на приглашение к вводу данных можно судить о степени внимательности оператора, которая может быть характерной для определенного эмоционального состояния оператора. Таким образом, режимы работы, в соответствии с быстрой, нормальной или замедленной реакцией на приглашение к вводу данных, могут быть сориентированы на более ранний вывод информации на дисплей по сравнению со стандартным порядком, чтобы предоставить оператору достаточно времени для принятия квалифицированного решения. Например, это позволяет компенсировать фактор внезапности при появлении предупреждения.

Кроме того, для распознавания характера обращения с органами управления можно измерять длительность нажатия средств ввода данных.

В качестве дополнения или альтернативы для распознавания характера обращения с органами управления можно измерять частоту повторного использования средств ввода данных.

В предпочтительном варианте исполнения изобретения может быть предусмотрено выполнение устройством управления и регулирования целенаправленного опроса оператора с целью определения его эмоционального состояния. Для этого может быть предусмотрен опросник, содержащий несколько предварительно сформулированных вопросов, так называемых наводящих вопросов, ответы на которые можно выбирать из ограниченного количества вариантов. Ответы на эти вопросы позволяют судить об эмоциональном состоянии оператора. В альтернативном варианте после оценки эмоционального состояния оператора может быть предусмотрен прямой вопрос, ответы на который, в соответствии со сделанной оценкой, можно выбирать из определенного количества вариантов. Для определения эмоционального состояния оператора можно использовать только целенаправленный опрос или опрос в сочетании с одним или несколькими из описанных выше вариантов.

Выгодным образом, способ может осуществляться при каждом вводе рабочей машины в эксплуатацию. Таким образом, можно гарантировать, что устройство управления и рабочая машина будут эксплуатироваться в наиболее экономичном рабочем режиме.

В частности, способ может осуществляться в первый раз по истечении задаваемого количества отработанных часов рабочей машины.

Предпочтительно, способ может повторно осуществляться с задаваемой периодичностью. Такое поведение имеет смысл для обеспечения возможности реагировать на изменения эмоционального состояния оператора, неизбежно случающиеся в течение рабочего дня.

Кроме того, предлагаемое изобретение относится к сельскохозяйственной рабочей машине, предназначенной для осуществления описываемого изобретением способа, согласно ограничительной части независимого пункта 14 формулы.

Согласно характеристической части независимого пункта 14 формулы предлагается выполнить устройство управления и регулирования таким образом, чтобы оно распознавало эмоциональное состояние оператора по характеру коммуникации с рабочей машиной, чтобы оно на основании распознанного эмоционального состояния оператора делало вывод о характере обращения с рабочей машиной, и чтобы оно настраивало коммуникацию рабочей машины с оператором в соответствии с эмоциональным состоянием оператора.

Предпочтительно, устройство управления и регулирования способно анализировать, по меньшей мере, одно взаимодействие оператора с устройством управления и регулирования с целью определения эмоционального состояния оператора и, в зависимости от полученных результатов, активировать один из, по меньшей мере, двух режимов работы устройства управления и регулирования.

В следующем предпочтительном варианте исполнения устройство управления и регулирования содержит блок обработки результатов, который соединен, по меньшей мере, с одним датчиком, измеряющим параметр, позволяющий судить о поведении оператора.

Для этого устройство управления и регулирования выполнено таким образом, чтобы оно могло анализировать данные, предоставляемые, по меньшей мере, одним датчиком, и на основании этого анализа принимать решение о том, какой режим работы соответствует текущему характеру управления.

Для этого может использоваться датчик, подающий механические сигналы.

В качестве альтернативы или дополнения может использоваться датчик, подающий электрические или тепловые сигналы. В качестве примера теплового датчика можно указать термочувствительный резистор, электрическое сопротивление которого изменяется в зависимости от температуры.

В качестве альтернативы или дополнения устройство управления и регулирования может быть выполнено таким образом, чтобы оно могло определять, документировать и анализировать поведение оператора.

Выгодным образом, устройство управления и регулирования может быть выполнено таким образом, чтобы оно могло выполнять анализ с настраиваемой периодичностью.

В частности, устройство управления и регулирования может переопределяться оператором с целью отключения распознавания.

Предлагаемое изобретение детально поясняется на основании варианта исполнения, показанного на фигурах.

Другие варианты распознавания эмоционального состояния оператора могут основываться на визуальном распознавании камерой физических реакций оператора, например, мимики, частоты моргания и т.п.

Краткое описание графических материалов

На фигурах изображено:

Фигура 1: схематичный вид зерноуборочного комбайна сбоку.

Фигура 2: схематичный вид дисплея.

Фигура 3: вид многофункциональной рукоятки в аксонометрии.

Фигура 4: структурная диаграмма, иллюстрирующая процесс определения и анализа поведения оператора.

Осуществление изобретения

На фигуре 1 схематично показана сельскохозяйственная рабочая машина 1, выполнена в виде зерноуборочного комбайна 2. В передней части комбайна находится жатка 3, которая известным образом соединена с наклонным транспортером 4 зерноуборочного комбайна 2. Поток убранной культуры, движущийся по наклонному транспортеру 4, в верхней задней части наклонного транспортера 4 передается на расположенный внизу молотильный агрегат 7 зерноуборочного комбайна 2, по меньшей мере, частично окруженный так называемым подбарабаньем 6. Оборотный барабан 8, расположенный за молотильным агрегатом 7, отклоняет поток 5 убранной культуры, выходящий из задней части молотильного агрегата 7, таким образом, чтобы он поступал непосредственно в сепарирующее устройство 10, которое в данном варианте исполнения выполнено в виде клавишного соломотряса 9. Изобретение допускает оснащение зерноуборочного комбайна 2 вместо клавишного соломотряса 9 известным и потому не показанным на фигуре сепарирующим устройством 10, выполненным в виде сепарирующего ротора. Поток 5 убранной культуры подается на колеблющийся клавишный соломотряс 9 таким образом, чтобы свободно движущиеся зерна 11, содержащиеся в потоке 5 убранной культуры, оседали в нижней части клавишного соломотряса 9. Зерна 11, осевшие как в подбарабанье 6, так и в клавишном соломотрясе 9, проходят через возвратное днище 12 и подающее днище 13 очистного устройства 17, состоящего из нескольких уровней 14, 15 фильтрации и вентилятора 16. Затем очищенный поток зерна передается элеваторами 18 в бункер 19 для зерна. В дальнейшем жатка 3, наклонный транспортер 4, молотильный агрегат 7 с относящимся к нему подбарабаньем 6, сепарирующее устройство 10, очистное устройство 17, элеваторы 18 и бункер 19 для зерна будут называться рабочими агрегатами 20 сельскохозяйственной рабочей машины 1.

Кроме того, сельскохозяйственная рабочая машина 1 имеет кабину 21 оператора, в которой установлено, по меньшей мере, одно устройство 23 управления и регулирования, оснащенное дисплеем 22 и устройством 22а ввода, которое может быть выполнено, например, в виде клавиатуры или сенсорного дисплея. При помощи этого устройства 23 автоматика или оператор 24 сельскохозяйственной рабочей машины 1 инициирует выполнение различных процессов, влияющих на функционирование отдельных рабочих агрегатов 20. Устройство 22а ввода или дисплей 22, выполненный в виде сенсорного дисплея, образуют интерфейсы для коммуникации с устройством 23 управления и регулирования. Еще один интерфейс может быть образован микрофоном и динамиками. Этот интерфейс позволяет давать устные указания и доводить до оператора 24 вопросы, информацию и предупреждения устройства 23 управления и регулирования в звуковом виде. Устройство 23 управления и регулирования известным образом обменивается данными по системе 25 шин с множеством датчиков 26, которые служат, например, для определения высоты слоя культуры на наклонном транспортере 4, частоты вращения молотильного барабана в молотильном агрегате 7, частоты вращения вентилятора 16 (названы только некоторые рабочие параметры, которые могут определяться при помощи датчиков). Структура датчиков 26 более подробно описана в патентной заявке DE 10147733 А1, содержание которой в полном объеме входит в состав настоящей патентной заявки. Поэтому описание структуры датчиков 26 в данной заявке повторно не приводится.

На фигуре 2 схематично показан дисплей 22 и устройство 22а ввода, которые в данном случае выполнены в виде кнопок 39, расположенных на рамке, окружающей экран дисплея 22, а также вычислительное устройство 27, связанное с устройством 23 управления и регулирования и соединенное с дисплеем 22. Вычислительное устройство 27 выполнено таким образом, чтобы оно могло преобразовывать в ряд выходных сигналов 31 информацию 28, предоставляемую датчиками 26, а также внешнюю информацию 29 и информацию 30, хранящуюся в самом вычислительном устройстве 27, например, специальные знания. При этом выходные сигналы 31 составляются таким образом, чтобы они содержали, по меньшей мере, сигналы 32 управления дисплеем и сигналы 33 управления рабочими агрегатами, причем первые сигналы определяют отображение информации на дисплее 22, а последние влияют на изменение различных рабочих параметров 34 рабочих агрегатов 20 сельскохозяйственной рабочей машины 1, причем стрелка 34 условно обозначает рабочий параметр «Частота вращения молотильного барабана». Устройство 23 управления и регулирования с относящимся к нему дисплеем 22 и вычислительным устройством 27 входит в состав описываемой изобретением системы 35 помощи водителю, дисплей 22 которой имеет область 36 индикации, обеспечивающую интерактивную и интуитивно понятную коммуникацию между оператором 24 и системой 35 помощи водителю.

Область 36 индикации дисплея 22 содержит одно или несколько полей 37 предупреждений, а также поля 38 выбора для активации различных процессов. Активация соответствующего поля 38 выбора осуществляется непосредственно кнопками 39, относящимися к соответствующим полям 38 выбора, и/или основной кнопкой 40 навигации, которая путем вращения и нажатия позволяет переходить между различными полями 38 выбора, и/или путем непосредственного прикосновения оператора 24 к соответствующему полю 38 выбора, если область 36 индикации выполнена в виде сенсорного дисплея 41. После активации поля 38 выбора активируется программный модуль 44, заложенный в вычислительное устройство 27 устройства 23 управления и регулирования. Этот модуль, учитывая заложенную в вычислительное устройство 27 информацию 30, а также доступную внешнюю и внутреннюю информацию 28, 29, оптимизирует рабочие параметры 34 рабочих агрегатов 20.

Под кнопками 39 расположены датчики 42 давления и/или датчики 42а ускорения и/или датчики 42b влажности, которые служат для распознавания давления, оказываемого оператором 24 на кнопку 39 при ее нажатии, или ускорения, воздействующего на кнопку, или влажности при нажатии. По меньшей мере, один сигнал, подаваемый соответствующим датчиком 42 давления и/или датчиком 42а ускорения и/или датчиком 42b влажности, поступает на вычислительное устройство 27 в качестве входного сигнала 43. Кроме того, при нажатии кнопок 39 определяется продолжительность нажатия кнопки 39 оператором 24. Кроме того, определяется время, прошедшее между появлением сообщения на дисплее 22 и реакцией оператора 24 на это сообщение. Кроме того, определяется частота нажатия одной и той же кнопки 39 при вводе. Сигнал, описывающий длительности и частоту повторения, поступает на вычислительное устройство 27 в качестве входного сигнала 43.

Входные сигналы 43, поступающие на вычислительное устройство 27, анализируются программным модулем 45, который на основании входных сигналов 43 может сделать вывод об эмоциональном состоянии, то есть, о текущем уровне самочувствия оператора 24. Для этого в устройство 23 управления и регулирования заложены диапазоны стандартных значений величин (давления, ускорения, влажности, температуры, времени или частоты повторения и т.п.), приведенных для примера, способных определяться датчиками и характеризующих различные эмоциональные состояния или уровень самочувствия. Эти диапазоны используются для сравнения и анализа измеренных фактических значений. По результатам сравнения делается вывод о текущем уровне самочувствия оператора 24. В порядке реакции на уровень самочувствия, определенный путем сравнения фактических значений с диапазонами стандартных значений, устройство 23 управления и регулирования переключается в режим работы, который считается наиболее благоприятным для компенсации или снижения обнаруженной степени утомленности оператора 24. Диапазоны стандартных значений, которые могут быть определены для измеряемых величин, позволяют более широко дифференцировать, например, сильное, нормальное или слабое давление на кнопку. То же самое относится к таким измеряемым величинам, как ускорение, влажность, температура, время или частота повторения.

В различных режимах работы, в которых может функционировать устройство 23 управления и регулирования, устанавливаются, по меньшей мере, частично отличающиеся друг от друга настройки коммуникации с оператором 24. Так, например, коммуникация с оператором 24, эмоциональное состояние которого может считаться мотивированным, в большей степени ориентирована на такое состояние, что выражается в более детальном выводе информации на дисплей 22, то есть, отображается больше важных рабочих параметров, а экран отличается большей информационной насыщенностью. В случае неуверенных действий оператора отображение информации на дисплее ограничивается наиболее важными элементами. Агрессивное или вызывающее поведение оператора 24 также может приводить к ограничению отображаемой информации наиболее важными элементами, причем в этом случае дополнительно настраивается вид отображения информации, в частности, выбираются фоновые цвета или другие элементы отображения, отличающиеся наиболее успокаивающим действием. Кроме того, согласно режиму работы, который настраивается в зависимости от обнаруженной степени усталости, реакция рабочей машины 1 на изменения регулируемых параметров рабочих агрегатов 20 может изменяться, как будет описано ниже.

Например, на основании повторяющихся сильных нажатий на кнопку определена степень усталости, соответствующая агрессивному поведению оператора 24. Соответствующий режим работы устройства 23 управления и регулирования предусматривает, например, ограничение объема выводящейся информации, то есть, выводимая информация ограничивается наиболее существенными сведениями. Так, будет отображаться только информация, указывающая на предстоящую критическую ситуацию, в которой во время процесса уборки оказывается рабочая машина 1 или отдельные рабочие агрегаты 20. Соответственно, момент подачи предупреждения может быть смещен назад относительно обычного режима работы, что сделает необходимой ускоренную реакцию оператора 24. Коммуникация устройства управления и регулирования с оператором 24, осуществляемая путем запросов, сокращается, что позволяет разгрузить оператора. Реакцией рабочей машины 1, предусмотренной выбранным режимом работы, будет изменение регулируемых параметров с более значительными интервалами и сокращение времени ожидания при запросе действительности измененной настройки устройством 23 управления и регулирования.

Если оператор 24 нажимает на кнопки 39 с меньшей энергией и с задержкой, а датчик 42b влажности обнаруживает повышенную влажность, можно говорить о самочувствии, указывающем на неуверенное поведение оператора 24. Соответственно, устройство управления и регулирования выбирает режим работы, который в большей степени руководит действиями оператора 24, если возникает необходимость оптимизировать функционирование рабочей машины 1, изменив одну или несколько настроек рабочих агрегатов 20. Для этого до сведения оператора 24 в этом режиме работы доводится больше информации о влиянии предложенных настроек рабочих агрегатов, благодаря чему процесс оптимизации становится прозрачнее для оператора 24. В частности, по меньшей мере, временно блокируется точная оптимизация одного или нескольких рабочих агрегатов 20. Кроме того, в этом случае можно предусмотреть автоматическое выполнение рабочей машиной действий по предотвращению опасных ситуаций, которые должны выполняться быстро и решительно, не дожидаясь реакции оператора 24. Так, при угрожающем заторе убранной культуры в навесном агрегате 3 или в рабочей машине 1 автоматически принимаются меры, а оператору 24 параллельно выводится соответствующее указание на опасную ситуацию, на которое он должен отреагировать. Таким образом, можно в максимально возможной степени предотвратить негативные последствия опасной ситуации, обусловленные замедленной реакцией неопытного и неуверенного оператора 24.

Уровень самочувствия, свидетельствующий о неудовлетворенности или скуке оператора 24, определяется по отсутствию реакции (или по замедленной реакции) оператора 24 на требования устройства 23 управления и регулирования, что обнаруживается устройством 23 управления и регулирования. Еще одним индикатором такого состояния служит коэффициент использования рабочей машины, который может быть выведен, например, на основании значений пропускаемого количества убранной культуры. Кроме того, протоколируется и анализируется частота, с которой оператор 24 обращается к справке устройства 23 управления и регулирования или системы 35 помощи водителю, а также интенсивность ее использования. При этом частый вызов справки без перехода вглубь структуры меню в сочетании с другими упомянутыми индикаторами позволяет судить о том, что оператор 24 недоволен или скучает. Устройство 23 управления и регулирования реагирует на такой уровень самочувствия переходом в режим работы, в котором оператор 24 более сильно вовлекается в процесс управления рабочей машиной. Это осуществляется путем целенаправленного интуитивно понятного общения с оператором 24, в ходе которого оператору задаются вопросы о возможных улучшениях. Например, перед оператором 24 может быть поставлен вопрос о насыщенности дисплея отображаемой информацией или о скорости реакции устройства 23 управления и регулирования, на которые оператор 24 может ответить соответствующим образом. Кроме того, этот режим работы предусматривает более раннее отображение предупреждений по сравнению со стандартным режимом. Кроме того, устройство 23 управления и регулирования составляет более подробные предупреждения, благодаря чему оператор 24 может легче и быстрее решить возможную проблему. Реакцией рабочей машины 1, предусмотренной выбранным режимом работы, будет установка или сохранение стандартного времени реакции на настройки или регулируемых параметров для оптимизации рабочих агрегатов 20.

На уровень самочувствия, характерный для уравновешенного и довольного или мотивированного оператора 24, указывает своевременная реакция оператора 24 на требования устройства 23 управления и регулирования. Давление, оказываемое оператором 24 на кнопки 39 и распознаваемое датчиками 42 давления, является нормальным, то есть, распознанное давление на кнопки соответствует задаваемому диапазону стандартных значений нормального давления на кнопки, а устройство 23 управления и регулирования не обнаруживает многократного нажатия кнопки 39. Оператор реагирует на требования устройства 23 управления и регулирования или системы 35 помощи водителю своевременно или быстро, а продолжительность нажатия на одну из кнопок 39 сокращается. Кроме того, оператор 24 более интенсивно использует справку, углубляется в ее содержание, чтобы получить более детальную информацию. В качестве реакции на подобный уровень самочувствия устанавливается режим работы, который регулярно предлагает оператору 24 дополнительную информацию о процессах и возможностях их улучшения, побуждая оператора 24 выполнить другие настройки, которые могут улучшить результаты работы. Кроме того, оператору 24 предоставляется возможность самостоятельно определять информационную насыщенность дисплея. В выбранном режиме работы рабочая машина 1, реагируя на обнаруженный уровень самочувствия, соответствующий уравновешенному и довольному или мотивированному оператору 24, работает соответствующим образом. Регулируемые параметры изменяются с нормальной периодичностью, причем применяется оптимальное время реакции, то есть, время реакции, в достаточной степени учитывающее переходный режим после изменения регулируемого параметра. Регулируемые параметры в целях оптимизации рабочих агрегатов 20 настраиваются таким образом, чтобы достигалась оптимальная производительность или экономичность эксплуатации рабочей машины 1 в текущих преобладающих условиях работы. В случае мотивированного оператора 24, в отличие от неуверенного оператора 24, можно сократить количество действий, автоматически выполняющихся рабочей машиной, чтобы сохранить мотивацию для усиленного вовлечения оператора в процесс управления, в том числе, в критических рабочих ситуациях.

Выбор режима работы в зависимости от обнаруженного уровня самочувствия предназначен для предотвращения ухудшения функционирования и эффективности рабочей машины 1. Это достигается за счет того, что в ходе взаимодействия оператора 24 с рабочей машиной 1 устройство 23 управления и регулирования получает и анализирует информацию о поведении оператора 24. На основании полученных сведений выбирается режим работы рабочей машины 1 и устройства 23 управления и регулирования, согласованный с уровнем самочувствия и обусловленным им поведением оператора 24.

Дополнительно к определению вышеупомянутых величин (давления, ускорения, влажности, температуры, времени или частоты повторения), которые могут распознаваться датчиками, система 35 помощи водителю может проводить прямой опрос оператора 24, который позволяет при помощи целенаправленных вопросов подтвердить вывод об уровне самочувствия оператора 24, сделанный на основании измеренных датчиками величин.

На фигуре 3 представлен вид в аксонометрии ручки 51 многофункционального рычага 50, который служит для управления рабочей машиной 1 оператором 24. На нижней стороне ручки 51 сформирован полый штуцер 52, предназначенный для установки не показанного на фигуре 3 стержня многофункционального рычага 50, соединяющего ручку 51 с шарниром на панели приборов. Ручка 51 имеет неправильную форму, благодаря чему между ее отдельными сторонами не имеется четких границ. Вместо этого более или менее закругленные кромки плавно переходят друг в друга. Тем не менее, верхнюю сторону, примерно противоположную штуцеру 52, можно определить как относительно слабо изогнутую взаимосвязанную поверхность, в области которой, обращенной к оператору, предусмотрена опорная поверхность 53, форма и размер которой соответствуют ладони оператора 24. В направлении движения к опорной поверхности примыкает панель 54 управления. Опорную поверхность 53 можно распознать на фигуре 3 по распределенным по ней небольшим углублениям. Как показано на фигуре 3, на панели 54 управления расположено три органа 55, 56, 57 управления. Органы 55, 56 управления могут служить, например, для настройки заданной скорости темпомата рабочей машины 1. При отключенном темпомате скорость движения рабочей машины 1 регулируется путем перемещения всей ручки в направлении движения или в противоположном направлении. Взаимодействие оператора 24 с многофункциональным рычагом 50 может определяться и анализироваться образом, сопоставимым с взаимодействием оператора с устройством 22а ввода. В этом случае также можно использовать подходящие датчики, в частности, датчики проводимости или давления, например, для распознавания ускорения многофункционального рычага 50 при использовании этого рычага для регулирования скорости движения. Кроме того, опорная поверхность 53 позволяет измерить влажность при помощи расположенного на ней датчика проводимости. Кроме того, многофункциональный рычаг 50 позволяет измерять температуру при помощи датчика 58 температуры, например, термочувствительного резистора, который может быть установлен в ручке 51. В результате можно определять один из нескольких физических параметров оператора 24, на основании чего можно судить об эмоциональном состоянии оператора 24.

На фигуре 4 показана структурная диаграмма, иллюстрирующая процесс определения и анализа поведения или определенного на его основании уровня самочувствия, а также инициированные по результатам анализа мероприятия. На первом этапе 60 определяется поведение оператора 24. Это может происходить непосредственно после ввода рабочей машины 1 в эксплуатацию или в последующий момент времени, например, когда рабочая машина 1 отработает задаваемое количество моточасов. Поведение определяется на основании измерения, по меньшей мере, одного из группы параметров, которые были перечислены выше (не в полном объеме).

На втором этапе 61 измеренные параметры анализируются путем сравнения фактических значений с диапазонами стандартных значений, заложенными в устройство 23 управления и регулирования и представляющими собой диапазоны заданных значений величин, которые могут измеряться при помощи датчиков. Соответствующие диапазоны заданных значений характеризуют различное поведение, относящееся к различным уровням самочувствия. Для этого в память заложены различные образцы М1, М2, М3…, каждый из которых соответствует возможному эмоциональному состоянию оператора. При этом уровень самочувствия определяется на основании, по меньшей мере, одного взаимодействия с рабочей машиной 1 и/или системой 35 помощи водителю. Кроме того, на этом втором этапе может происходить подтверждение результатов анализа, осуществляемое путем целенаправленного задания оператору 24 вопросов, ответы на которые оператор 24 может выбирать из вариантов, отображенных на дисплее 22. В альтернативном варианте обмен вопросами и ответами может происходить не при помощи дисплея 22, а при помощи соответствующей речевой коммуникации с выдачей голосовых сообщений и распознаванием речи оператора.

На третьем этапе 62 результат анализа приводит к тому, что в зависимости от уровня самочувствия, определенного на втором этапе 61, выбирается один из режимов А, В, С, D … работы, в соответствии с которым рабочая машина 1 и система 35 помощи водителю работают, по меньшей мере, временно.

После выбора режима работы на четвертом этапе 63 повторяется измерение параметров датчиками, описанное на первом этапе 60. Это сделано для того, чтобы в случае значительного изменения измеренных значений повторить анализ, выполняемый на втором этапе 61. Повторное измерение параметров датчиками и анализ измеренных значений могут проводиться с задаваемой периодичностью. Такая схема должна предотвратить частое изменение режимов работы в том случае, когда различные уровни самочувствия распознаются последовательно с небольшими промежутками времени. Кроме того, необходимо проверить, действительно ли выбранный образец М1, М2, М3…, характеризующий определенное эмоциональное состояние, описывает это состояние. Если режим А, В, С, D…, работы, выбранный на основании образца М1, М2, М3…, не приводит к желаемому результату, можно выбрать другой образец М1, М2, М3…, незначительно отличающийся от предыдущего выбранного образца. В соответствии с изменением выбранного образца М1, М2, М3…, может быть изменен и выбираемый режим А, В, С, D…, работы.

Тем не менее, предпочтительно, определение и анализ параметров всегда выполняются после перерывов в работе, которые могут быть обусловлены разными причинами. В частности, внеплановая остановка рабочей машины 1 на техническое обслуживание или другие подобные работы часто значительно ухудшают уровень самочувствия оператора 24. Напротив, плановые остановки, например, на перерыв или переезд от одного обрабатываемого поля к другому, положительно влияют на уровень самочувствия.

СПИСОК ССЫЛОЧНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ

1 рабочая машина

2 зерноуборочный комбайн

3 жатка

4 наклонный транспортер

5 поток убранной культуры

6 подбарабанье

7 молотильный агрегат

8 оборотный барабан

9 клавишный соломотряс

10 сепарирующее устройство

11 зерно

12 возвратное днище

13 подающее днище

14 уровень фильтрации

15 уровень фильтрации

16 вентилятор

17 очистное устройство

18 элеватор

19 бункер для зерна

20 рабочие агрегаты

21 кабина оператора

22 дисплей

22а устройство ввода

23 устройство управления и регулирования

24 оператор

25 система шин

26 датчики

27 вычислительное устройство

28 информация

29 внешняя информация

30 заложенная в память информация

31 выходной сигнал

32 управляющий сигнал дисплея

33 управляющий сигнал рабочих агрегатов

34 рабочий параметр

35 система помощи водителю

36 область индикации

37 поле предупреждения

38 поле выбора

39 кнопка

40 кнопка навигации

41 сенсорный дисплей

42 датчик давления

42а датчик ускорения

42b датчик влажности

43 входной сигнал

44 программный модуль

45 программный модуль

50 многофункциональный рычаг

51 ручка

52 штуцер

53 опорная поверхность

54 панель управления

55 орган управления

56 орган управления

57 орган управления

58 датчик температуры

60 первый этап

61 второй этап

62 третий этап

63 четвертый этап.

Изобретение относится к способу эксплуатации сельскохозяйственной рабочей машины и сельскохозяйственной машине, осуществляющей такой способ. Сельскохозяйственная рабочая машина содержит несколько рабочих агрегатов, и в целях управления и/или регулирования рабочих агрегатов содержит устройство управления и регулирования с дисплеем и, по меньшей мере, одним интерфейсом для коммуникации. Режим работы рабочей машины настраивают в соответствии с эмоциональным состоянием оператора, которое определяют во время взаимодействия с рабочей машиной посредством, по меньшей мере, одного интерфейса. 2 н. и 20 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Способ эксплуатации сельскохозяйственной рабочей машины (1, 2), содержащей несколько рабочих агрегатов (20), которая для управления и/или регулирования рабочих агрегатов (20) содержит устройство (23) управления и регулирования с дисплеем (22) и, по меньшей мере, одним интерфейсом (22, 22а) для коммуникации, отличающийся тем, что эмоциональное состояние оператора (24) определяют во время взаимодействия с рабочей машиной (1, 2) посредством, по меньшей мере, одного интерфейса (22, 22а), и настраивают режим работы рабочей машины (1, 2) в соответствии с эмоциональным состоянием оператора (24).

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что распознаваемое эмоциональное состояние оператора (24) представляет собой комплекс свойств, влияющих на коммуникацию оператора с интерфейсом (22, 22а) рабочей машины (1, 2).

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что устройство (23) управления и регулирования анализирует, по меньшей мере, одно взаимодействие оператора (24) с этим устройством (23), чтобы сделать вывод об эмоциональном состоянии оператора (24), причем в зависимости от результатов анализа активируют один из, по меньшей мере, двух режимов работы устройства (23) управления и регулирования.

4. Способ по п.1, отличающийся тем, что при осуществлении взаимодействия оператора (24) с интерфейсом (22, 22а) коммуникации распознают характер этого обращения.

5. Способ по п.1, отличающийся тем, что определяют механическое воздействие на средства (22а) ввода данных для распознавания способа обращения.

6. Способ по п.5, отличающийся тем, что измеряют проводимость на средствах (22а) ввода данных для распознавания характера обращения.

7. Способ по п.4, отличающийся тем, что для распознавания характера обращения с органами управления измеряют время реакции на приглашение к вводу данных.

8. Способ по п.4, отличающийся тем, что для распознавания характера обращения с органами управления измеряют длительность нажатия средств (22а) ввода данных.

9. Способ по одному из пп.4-8, отличающийся тем, что для распознавания характера обращения с органами управления измеряют частоту повторного нажатия средств (22а) ввода данных.

10. Способ по п.1, отличающийся тем, что предусмотрено выполнение устройством управления и регулирования целенаправленного опроса оператора для определения его эмоционального состояния.

11. Способ по п.1, отличающийся тем, что способ осуществляют при каждом вводе рабочей машины (1, 2) в эксплуатацию.

12. Способ по п.1, отличающийся тем, что способ осуществляют в первый раз по истечении задаваемого количества отработанных часов рабочей машины (1, 2).

13. Способ по п.1, отличающийся тем, что способ повторно осуществляют с задаваемой периодичностью.

14. Сельскохозяйственная рабочая машина (1, 2) для эксплуатации способом по одному из пп.1-13, которая содержит несколько рабочих агрегатов (20) и устройство (23) управления и регулирования для управления и/или регулирования рабочих агрегатов (20), причем устройство (23) управления и регулирования содержит дисплей (22) и интерфейс (22, 22а) для коммуникации, отличающаяся тем, что устройство (23) управления и регулирования выполнено с возможностью определения эмоционального состояния оператора (24) во время взаимодействия с рабочей машиной (1, 2) посредством, по меньшей мере, одного интерфейса (22, 22а), причем устройство (23) управления и регулирования выполнено с возможностью выбора режима работы рабочей машины (1, 2) в соответствии с эмоциональным состоянием оператора (24).

15. Машина по п.14, отличающаяся тем, что устройство (23) управления и регулирования выполнено с возможностью анализировать, по меньшей мере, одно физическое взаимодействие оператора (24) с устройством (23) управления и регулирования и, в зависимости от полученных результатов, активировать один из, по меньшей мере, двух режимов работы устройства (23) управления и регулирования.

16. Машина по п.14 или 15, отличающаяся тем, что устройство (23) управления и регулирования содержит блок (44, 45) обработки результатов, который соединен, по меньшей мере, с одним датчиком (42), измеряющим параметр, позволяющий судить о поведении оператора (24).

17. Машина по п.16, отличающаяся тем, что устройство (23) управления и регулирования выполнено таким образом, чтобы оно могло анализировать данные, предоставляемые, по меньшей мере, одним датчиком (42), и на основании этого анализа принимать решение о том, какой режим работы соответствует текущему характеру управления.

18. Машина по п.14, отличающаяся тем, что предусмотрен датчик, подающий механические сигналы.

19. Машина по п.14, отличающаяся тем, что предусмотрен датчик, подающий электрические или тепловые сигналы.

20. Машина по п.14, отличающаяся тем, что устройство (23) управления и регулирования выполнено таким образом, чтобы оно могло определять, документировать и анализировать поведение оператора.

21. Машина по п.14, отличающаяся тем, что устройство (23) управления и регулирования выполнено таким образом, чтобы оно могло выполнять анализ с настраиваемой периодичностью.

22. Машина по п.14, отличающаяся тем, что устройство (23) управления и регулирования может переопределяться оператором (24) для отключения распознавания.