掌桥专利:专业的专利平台
掌桥专利
首页

自推进式地面处理机械、其控制方法和其处理地面的方法

文献发布时间:2024-04-18 19:58:21


自推进式地面处理机械、其控制方法和其处理地面的方法

技术领域

本发明涉及一种自推进式地面处理机械(特别是道路铣刨机),其具有由行走机构支撑的机械框架;布置在机械框架上的地面处理装置(特别是铣刨鼓);以及分配给行走机构的升降装置。此外,本发明涉及一种用于控制自推进式地面处理机械(特别是道路铣刨机)的方法。此外,本发明涉及一种用自推进式地面处理机械(特别是道路铣刨机)处理地面的方法,其中在连续的作业操作中用地面处理机械处理相邻的轨迹,并且涉及一种同时用第一自推进地面处理机械(特别是道路铣刨机)处理第一轨迹以及用第二自推进地面处理机械(特别是道路铣刨机)处理第二轨迹的方法。本发明还涉及一种用于同时处理地面的多个地面处理机械的机械组合。

背景技术

在下文中,术语“地面处理机械”被理解为是指适合于从地面移除物料的建筑机械。待处理的地面例如可以是待从其铣刨物料的现有交通区域(道路)。

在道路施工中,使用不同设计的自推进式地面处理机械。这些地面处理机械包括已知的道路铣刨机,可以通过其移除道路上部结构的现有道路层。已知的道路铣刨机具有旋转铣刨鼓,该旋转铣刨鼓配备有用于处理道路的铣刨工具。铣刨鼓布置在相对于待加工的道路在高度上可调节的机械框架上。机械框架的高度调节通过被分配给各个行走机构(履带或轮)的升降装置进行。为了铣刨受损的道路表面,对机械框架进行降低,使得铣刨鼓穿透道路表面。升降装置不仅允许机械框架或铣刨鼓的高度调节,而且允许机械框架或铣刨鼓相对于水平方向或道路表面的预定倾斜度的设定。

为了精确地设定铣刨深度和在横向于道路铣刨机的作业方向的方向上的横向倾斜度,已知的道路铣刨机具有铣刨深度控制装置或调平系统,其具有一个或多个测量装置,用于测量道路铣刨机上的参考点与待处理的道路表面或另一面或线(例如,由激光或张紧线跨越的平面)之间的距离。铣刨深度控制装置或调平系统通常还具有用于测量机械框架的横向倾斜度的测量装置。

从DE 10 200 6 020 293A1已知一种用于道路铣刨机的调平装置,该调平装置在道路铣刨机的左侧和右侧两者上均设置有用于检测铣刨深度的实际值的距离测量装置。可以根据所测得的实际值与目标值的偏差来控制机械左侧和右侧的铣刨深度。

待处理的道路可以具有不同的轮廓,其中横向倾斜度可以改变。在右手侧曲线中,道路表面相对于水平方向在行进方向上向右倾斜,而在左手侧曲线中其向左倾斜。道路可以在直线路线部分上向一侧或另一侧倾斜。因此,道路的横向倾斜度可以在路线的进程上改变。

在铣刨作业开始时,将地面处理机械定位在车道上。然后将分配给行走机构的升降装置缩回,使得机械框架与铣刨鼓一起下降。机械框架下降直到旋转铣刨鼓的铣刨工具刚好接触道路表面。该过程被称为“刮擦”。在这种情况下,铣刨鼓或铣刨鼓轴线应该相对于水平方向(特别是平行于待处理的道路表面)以预定的横向倾斜度取向,因此确定了铣刨鼓布置在其上的机械框架的取向。该横向倾斜度也可以为零。

如果要处理车道内侧上的道路的一部分,则可以在道路铣刨机的两侧测量铣刨深度。为此目的,可以测量与道路铣刨机的机械框架相关并且在作业方向上位于铣刨鼓左侧的参考点距左侧的未处理地面的距离,并且测量与道路铣刨机的机械框架相关且位于铣刨鼓右侧的参考点距右侧的未处理地面的距离。如果要铣刨车道外侧的路线部分,则可以在铣刨鼓的左侧测量铣刨深度。然而,在建筑机械的右侧不存在合适的参考表面。出于该原因,在右车道边缘处的距离测量不容易进行。对于在建筑机械右侧的距离测量,可以铺设导丝,但是这在实践中证明是相对复杂的。

在当前情况下,地面处理机械右侧的铣刨深度也可以通过机械框架或铣刨鼓相对于水平方向的横向倾斜度来控制,该横向倾斜度可以在机械前进期间借助于倾斜度传感器来检测。地面处理机械向左倾斜导致地面处理机械右侧的铣刨深度减小,并且铣刨机械向右倾斜导致地面处理机械右侧的铣刨深度增加。然而,为了能够通过改变机械框架的横向倾斜度来设定右侧的铣刨深度,必须在整个路线进程中获知待设定的倾斜度(目标值)。出于该原因,在铣刨作业开始之前,必须提供关于沿着待处理的路线部分的倾斜轮廓的附加信息(数据)。实际上,这需要沿待加工的路线部分行走,测量横向倾斜度,并将适当的标记施加到车道上。

DE 10 201 4 018 082A1描述了一种用于控制铣刨机的自动方法,其中用相机检测附接到车道的标记,以便生成分配给标记的控制命令。

发明内容

本发明的目的是创建一种地面处理机械,该地面处理机械也能够精确处理地面,特别是允许精确处理地面而无需在铣刨作业之前提供关于地表面的横向倾斜度的附加信息,即使在待处理的路线部分的一侧上不存在用于确定距离值的合适的参考表面。此外,本发明的目的是指定一种用于控制地面处理机械的相应方法,以及一种用于在连续作业过程中用地面处理机械处理地面或用两个或多于两个地面处理机械同时处理地面的方法,即使在地面处理机械的一侧上没有合适的参考表面的情况下,其也允许精确处理地面,特别是在铣刨作业之前不提供关于地表面的横向倾斜度的附加信息的情况下。在这种情况下,如果待处理的路线部分的横向倾斜度在该路线的进程中(例如,在弯道中或在从直线路线部分到弯道的过渡期间,或反之亦然)改变,则地面的精确处理也应该是可能的。

这些目的根据本发明通过独立权利要求的特征来实现。从属权利要求的主题涉及本发明的有利实施例。

下面描述的本发明的实施例可以包括下面提到的一个或多个特征或特征组合。如果不定冠词不能理解为仅使用一次的明确指示,则由不定冠词表示的特征也可以是多次出现的。由数字表示的特征,例如“第一和第二”,并不排除这些特征可以比由数字表示的数目出现更多次。在所有实施例的描述中,表述“可以”也应理解为“优选地”或“便利地”。

根据本发明的自推进式地面处理机械(特别是道路铣刨机)具有由行走机构支撑的机械框架和布置在机械框架上的地面处理装置(特别是铣刨鼓)。升降装置分配给行走机构,该升降装置可以缩回或延伸,以便相对于机械框架降低或升高行走机构。此外,该地面处理机械具有控制装置,该控制装置被配置成产生用于升降装置的控制信号。该控制装置可以至少部分地是地面处理机械的中央控制和计算单元的一部分,或者形成独立的组件,其中该控制装置也可以包括多个单元。该升降装置被设计成使得行走机构根据控制信号而缩回或延伸。

根据本发明的自推进式地面处理机械的特征在于横向倾斜度模型确定装置,其在先前的作业过程中提供执行先前的作业过程之后的作业过程所需的关于机械框架或地面处理装置(特别是铣刨鼓)的纵向轴线的待设定的横向倾斜度的信息,使得即使在待处理的路线部分的一侧上不存在用于确定距离值的合适的参考表面,也可以执行后续的作业过程。

根据本发明的横向倾斜度模型确定装置具有横向倾斜度传感器,其被设计成在地面处理机械前进期间,在先前的作业过程中(特别是在车道内侧上的路线部分的铣刨期间),确定描述经处理地面在横向于作业方向的方向上的横向倾斜度的一系列横向倾斜度值,特别是用于车道外侧上的路线部分的铣刨。此外,横向倾斜度模型确定装置具有评估装置,其被设计成从一系列横向倾斜度值来创建描述横向倾斜度的横向倾斜度模型。此外,横向倾斜度模型确定装置包括存储装置,其用于存储在先前的作业过程中确定的横向倾斜度模型。

所述控制装置配置为:其提供用于先前轨迹的横向倾斜度记录模式,其中在地面处理机械前进期间,在先前轨迹中利用横向倾斜度传感器确定横向倾斜度值,并且利用评估装置从横向倾斜度值创建用于跟随先前轨迹的轨迹的横向倾斜度模型,并且将横向倾斜度模型存储在存储装置中。

此外,所述控制装置配置为:它为跟随先前轨迹的轨迹提供横向倾斜度控制模式,其中在地面处理机械在后续轨迹中前进期间,根据横向倾斜度值进行至少一个升降装置的控制,所述横向倾斜度值是基于从存储装置读取的横向倾斜度模型确定的。结果,简化并加速了地面处理。

对于本发明的基本原理,如何设计横向倾斜度模型是无关紧要的。然而,横向倾斜度模型应当被设计成使得用于控制横向倾斜度所需的所有信息(数据)都被提供给模型。适合于此目的的模型是本领域技术人员已知的。特别合适的模型是已知的TIN模型(三角不规则网络模型),其通过三角形网格对期望的地形表面的横向倾斜度进行建模。通过插值,TIN模型允许确定位于形成TIN模型的三角形之中或之上的所有点处的横向倾斜度。为此目的所需的方法或算法是本领域技术人员已知的。

地面处理机械的上述实施例允许用相同的机械在连续作业步骤中处理相邻的车道。然而,用两个地面处理机械或多于两个地面处理机械同时处理相邻车道也是可能的,如果在路线进程的纵向方向上一个地面处理机械在另一个地面处理机械之前运行,也即地面处理机械不在同一水平上彼此相邻运行,这不可能在单独车道之间无缝过渡,而这正是我们的目标。

用于执行地面处理的根据本发明的两个地面处理机械中的一个与根据本发明的另一地面处理机械的组合具有横向倾斜度模型传输装置,其具有数据传输装置,其中数据传输装置设计为使得横向倾斜度模型被发送到另一轨迹中行进的另一地面处理机械的数据接收装置或发送到云。所述控制装置配置为使得所述控制装置提供横向倾斜度记录模式,在所述横向倾斜度记录模式中,在地面处理机械在一个轨迹中前进期间,利用横向倾斜度传感器确定横向倾斜度值,并且利用评估装置从横向倾斜度值创建横向倾斜度模型,并且将横向倾斜度模型发送到在另一个轨迹中行进的另一地面处理机械的数据接收装置或发送到云,使得另一地面处理机械的机械框架或地面处理装置(特别是铣刨鼓)的横向倾斜度可以利用由横向倾斜度模型提供的信息(数据)自动设定。

所述另一地面处理机械具有横向倾斜度模型传输装置,其具有数据接收装置,所述数据接收装置设计为从一个地面处理机械的数据传输装置或从云接收横向倾斜度模型,其中控制装置配置为使得控制装置提供横向倾斜度控制模式,在所述横向倾斜度控制模式中,在地面处理机械在除了已经确定横向倾斜度的轨迹之外的轨迹中前进期间,至少一个升降装置的控制至少根据基于横向倾斜度模型确定的横向倾斜度值进行。

然而,对于两个地面处理机械而言,也可以具有数据传输装置和数据接收装置,使得两个机械可以承担两项任务。两个机械也可以具有用于存储横向倾斜度模型的存储装置,使得在连续的作业过程中可以用任一机械而不是相应的另一机械来处理地面。

所述自推进式地面处理机械的控制装置优选地具有第一测量装置和第二测量装置,所述第一测量装置用于沿地面处理机械的作业方向在地面处理装置一侧上测量地面处理机械上的参考点距未处理地面的表面的距离,所述第二测量装置用于沿地面处理机械的作业方向在地面处理装置另一侧上测量地面处理机械上的参考点距未处理地面的表面的距离。术语“另一侧”应被理解为意指与所述一侧相对的一侧。所述一侧可以是作业方向上的左侧,并且所述另一侧可以是作业方向上的右侧,反之亦然。然而,这两种测量装置仅对于先前的作业过程是必需的。为了在随后的作业过程中进行调平,由于在随后的作业过程中进行横向倾斜度控制,因此仅在两侧中的一侧上需要测量装置。

为了创建横向倾斜度模型,控制装置可以配置为在横向倾斜度记录模式下控制升降装置,使得在地面处理机械前进期间,无论铣刨表面的性质如何,在地面处理装置的一侧上由第一测量装置检测到的铣刨深度和在地面处理装置的另一侧上由第二测量装置检测到的铣刨深度均保持基本恒定(仿形铣刨)。在先前作业过程中在地面处理机械的两侧上指定的铣刨深度限定了横向倾斜度,基于该横向倾斜度可以执行后续作业过程。

在横向倾斜度控制模式中,控制装置可以配置为控制升降装置中的至少一个,使得在地面处理机械前进期间,如果存在两个测量装置,则由两个测量装置中的一个检测到的铣刨深度在地面处理装置的两侧中的一侧上保持基本恒定,无论地表面的性质如何。随后,至少根据基于横向倾斜度模型确定的横向倾斜度值将至少一个升降装置控制为,在地面处理机械的前进期间,机械框架采取的横向倾斜度与由横向倾斜度模型预先确定的横向倾斜度相对应。

地面处理机械可以具有位置确定装置,其中控制装置设计为,为了生成横向倾斜度模型,从横向倾斜度值确定与位置相关的横向倾斜度值,其中与位置相关的横向倾斜度值可以涉及独立于地面处理机械的坐标系。如果在特定路径点处记录横向倾斜度值,则可以通过独立于地面处理机械的坐标系中的坐标来确定这些路径点(位置点)。与位置相关的横向倾斜度值可以包括这些位置点处(在这些位置点处用横向倾斜度传感器测量横向倾斜度)的x坐标和y坐标,其是在独立坐标系中由位置确定装置确定的。用于确定与位置相关的横向倾斜度值的位置确定装置例如可以是全球导航卫星系统(GNSS)。

第一测量装置和/或第二测量装置可以具有至少一个距离传感器,其为接触式距离传感器或非接触式距离传感器。这种距离测量系统属于现有技术。例如,光学或电感或电容式距离传感器或超声波距离传感器可以用作非接触式距离传感器。例如,通常设置在铣刨鼓旁边的道路铣刨机的边缘保护装置也可以用作距离测量装置的接触式传感器。例如,牵引线传感器可以检测左边缘保护器和/或右边缘保护器在作业方向上相对于机械框架的位置,该保护器以浮动方式搁置在待处理的地表面上。如果铣刨深度增加,则边缘保护器相对于机械框架向上移动的量对应于铣刨深度的变化。另一方面,如果铣刨深度减小,则边缘保护器相对于机械框架向下移动的量对应于铣刨深度的变化。

根据本发明的用于控制自推进式地面处理机械(特别是道路铣刨机)的方法和根据本发明的用于处理地面的方法的特征在于横向倾斜度记录模式,在所述横向倾斜度记录模式中,在地面处理机械在一个轨迹上前进期间,确定描述经处理的地面在横向于作业方向的方向上的横向倾斜度的一系列横向倾斜度值,从一系列横向倾斜度值创建描述横向倾斜度的横向倾斜度模型,并且存储横向倾斜度模型。此外,根据本发明的方法的特征在于横向倾斜度控制模式,在所述横向倾斜度控制模式中,在地面处理机械在除了已经确定了横向倾斜度值的轨迹之外的轨迹中前进期间,至少一个升降装置的控制至少根据基于所存储的横向倾斜度模型确定的横向倾斜度值进行。

此外,本发明涉及一种用自推进式地面处理机械(特别是道路铣刨机)处理地面的方法,所述自推进式地面处理机械具有由行走机构支撑的机械框架;布置在机械框架上的地面处理装置,特别是铣刨鼓;以及升降装置,其被分配给所述行走机构,用于相对于所述机械框架升高和降低所述行走机构。在根据本发明的方法中,相邻的轨迹在连续的作业操作中由地面处理机械处理。根据本发明的方法的特征在于,在处理先前的轨迹期间,在地面处理机械前进期间,确定描述经处理的地面在横向于作业方向的方向上的横向倾斜度的一系列横向倾斜度值,从一系列横向倾斜度值创建描述用于处理后续轨迹的横向倾斜度的横向倾斜度模型,并且存储横向倾斜度模型,并且在处理跟随先前轨迹的轨迹期间,在地面处理机械前进期间,至少根据基于所存储的横向倾斜度模型确定的横向倾斜度值进行至少一个升降装置的控制。因此,根据本发明的方法包括横向倾斜度记录模式和横向倾斜度控制模式。

在横向倾斜度记录模式中,升降装置可以控制为,在地面处理机械的前进期间,无论地面的性质如何,由第一测量装置检测的铣刨深度和由第二测量装置检测的铣刨深度均保持基本恒定,所述第一测量装置沿作业方向布置在地面处理装置的一侧上,所述第二测量装置沿作业方向布置在地面处理装置的另一侧(即与所述一侧相对的一侧)上。

为了创建横向倾斜度模型,可以从在横向倾斜度记录模式中确定的横向倾斜度值来确定与位置相关的横向倾斜度值,所述与位置相关的横向倾斜度值包括描述位置点的位置的x坐标和y坐标,以及在这些位置点处确定的横向倾斜度。为了创建横向倾斜度模型,仅在横向倾斜度轮廓的几个特征点处检测横向倾斜度就已足够。

此外,本发明涉及一种用第一自推进式地面处理机械和第二自推进式地面处理机械同时处理地面的方法,所述第一自推进式地面处理机械和第二自推进式地面处理机械特别是道路铣刨机,所述第一自推进式地面处理机械和第二自推进式地面处理机械均具有由行走机构支撑的机械框架;布置在机械框架上的地面处理装置,特别是铣刨鼓;升降装置,其被分配给所述行走机构,用于相对于所述机械框架升高和降低所述行走机构;以及用于致动升降装置的控制装置,其中相邻的第一轨迹和第二轨迹分别用第一地面处理机械和第二地面处理机械同时处理。根据本发明的方法不限于仅用两个地面处理机械处理地面。地面也可以用多于两个的地面处理机械处理。决定性的是,在用一个机械的作业过程中,提供用另一个机械或其他机械执行作业过程所需的相关于机械框架或铣刨鼓的横向倾斜度α的信息。

在横向倾斜度记录模式中,在第一轨迹的处理期间,在第一地面处理机械的前进期间,可以确定描述经处理的地面在横向于作业方向的方向上的横向倾斜度的一系列横向倾斜度值,并且可以从一系列横向倾斜度值创建描述横向倾斜度的横向倾斜度模型,并且可以将横向倾斜度模型传输到第二地面处理机械。在横向倾斜度控制模式中,在用第二地面处理机械处理第二轨迹期间,至少一个升降装置的控制可以至少根据基于从第一地面处理机械接收到的横向倾斜度模型确定的横向倾斜度值进行。信息(数据)可以经由云传输。

附图说明

下面参照附图详细描述根据本发明的地面处理机械的示例性实施例。

示出为:

图1是根据本发明的地面处理机械的示例性实施例的侧视图;

图2是地面处理机械的各个部件的简化示意性表示;

图3是正在由地面处理机械处理的道路的平面图,其中地面处理机械正在处理车道内侧的路线部分,

图4是图3的地面处理机械的后视图;

图5是曲线中的横向倾斜度轮廓;

图6是正在由地面处理机械处理的道路的平面图,其中地面处理机械正在处理车道外侧的路线部分;

图7是图6的地面处理机械的后视图;

图8是交通区域的平面图,所述交通区域由机械组合的两个地面处理机械同时处理;

图9是在另一示例性实施例中的交通区域的平面图,其中所述交通区域由机械组合的多个地面处理机械同时处理,

图10是具有多个地面处理机械的另一示例性实施例中的交通区域的平面图;

图11是具有多个地面处理机械的另一示例性实施例中的交通区域的平面图;以及

图12是由地面处理机械处理的道路的平面图,其中道路具有过渡为曲线的直线部分。

具体实施方式

图1是自推进式地面处理机械1的示例性实施例的侧视图。在本示例性实施例中,地面处理机械是道路铣刨机,并且待处理的地面是道路。在下文中,地面处理机械沿作业方向的一侧被称为地面处理机械的左侧,并且地面处理机械沿作业方向的另一侧被称为地面处理机械的右侧,其中所述地面处理机械旨在用于处理用于右手侧交通的道路。图2以简化的示意性表示示出了地面处理机械1的各个部件,其中彼此对应的部件设有相同的附图标记。

地面处理机械1具有底架2和机械框架3。底架2具有在作业方向A上的左前行走机构4和右前行走机构5,以及在作业方向A上的左后行走机构6和右后行走机构7。履带单元或轮可以设置为行走机构单元。

为了调节机械框架3相对于地表面8(道路表面)的高度和/或倾斜度,地面处理机械1具有升降装置4A、5A、6A、7A,它们被分配给各个行走机构4、5、6、7并支撑机械框架3。升降装置4A、5A、6A、7A均具有用于调节行走机构单元的活塞/缸布置结构9。

地面处理机械1的后行走机构4、5彼此液压地力联接,使得左后行走机构4的升高导致右后行走机构5的降低,并且左后行走机构4的降低导致右后行走机构5的升高。然而,行走机构也可以机械地联接。代替后轴,前轴也可以是力耦合的,例如,在一些紧凑或小型铣刨机的情况下。例如在DE 196 17 442C1中描述了前轴的行走机构的液压联接。然而,所有四个行走机构也可以是力联接的(EP 1 855 899 A1)。代替前力联接轴或后力联接轴,相应的轴也可以仅由单个中心行走机构形成。对于本发明,底盘如何设计最终是不相关的。

地面处理机械1还具有铣刨鼓10,所述铣刨鼓10配备有铣刨工具并且在铣刨鼓壳体11中在前行走机构4,5和后行走机构6,7之间布置在机械框架3,所述铣刨鼓壳体11在纵向侧上由左边缘保护器12和右边缘保护器13封闭。

通过缩回和延伸升降装置4A、5A、6A、7A的活塞/缸布置结构9,可以相对于基底表面8设定机械框架3和布置在机械框架上的铣刨鼓10的高度和/或倾斜度。为了移除铣刨的道路表面,提供具有传送带的输送装置14。

地面处理机械1具有第一距离测量装置14和第二距离测量装置15,所述第一距离测量装置14在作业方向上在左侧并且设计成测量与机械框架3相关的第一左参考点RL和地表面8之间的距离,所述第二距离测量装置15在作业方向上在右侧并且设计成测量与机械框架3相关的第二右参考点RR和地表面8之间的距离。

在本示例性实施例中,两个距离测量装置14、15是利用左边缘保护器12或右边缘保护器13的接触式测量装置,所述左边缘保护器12或右边缘保护器13在前行走机构4、5和后行走机构6、7之间沿作业方向在机械框架3的左侧或右侧上横向地布置在铣刨鼓10旁边。第一测量装置14或第二测量装置15具有左牵引线传感器12A或右牵引线传感器13A,其中牵引线12AA、13AA的松弛端紧固到左边缘保护器12或右边缘保护器13(图4)。左边缘保护器12或右边缘保护器13搁置在地表面8上。牵引线传感器12A、13B测量边缘保护器12、13上下移动的距离。因此,可以测量参考点RL或RR与边缘保护器12或13所搁置的地表面8之间的距离。如果边缘保护器经由两个液压缸(其在行进方向上偏移设置)而紧固成可调节高度的,则边缘保护器的高度也可以通过集成到液压缸中的位移传感器系统来检测。

此外,地面处理机械1具有控制装置16,该控制装置16可以形成独立组件或者可以至少部分地是建筑机械的中央控制和计算单元(未示出)的一部分。控制装置16可以具有例如通用处理器、用于连续处理数字信号的数字信号处理器(DSP)、微处理器、专用集成电路(ASIC)、由逻辑元件组成的集成电路(FPGA)、或其他集成电路(IC)或硬件部件,以便执行升降装置的致动以及测量值的捕获和评估。数据处理程序(软件)可以在硬件部件上运行。各种部件的组合也是可能的。控制装置16配置为使得执行根据本发明的用于控制地面处理机械的方法的各个步骤。

控制装置16经由信号线17E或数据线连接到距离测量装置14、15的牵引线传感器12a、13a,并产生用于升降装置4A、5A、6A、7A的控制信号。升降装置4A、5A、6A、7A设计为使得它们的活塞/缸布置结构9根据控制信号(或作为控制信号的函数)而缩回或延伸,从而使行走机构4、5、6、7相对于机械框架3升高或降低。控制信号经由控制或数据线18c传输。

在下文参考图2和图3至图7中的地面处理机械的示意性表示来描述根据本发明的地面处理机械及其控制方法的示例性实施例。

待处理的交通区域可以具有不同的轮廓,其中横向倾斜度α可以改变。在右手侧曲线中,道路表面可以在行进方向上相对于水平方向向右倾斜,并且在左手侧曲线中其可以向左倾斜。道路可以在直线路线部分上向一侧或另一侧倾斜。因此,道路的横向倾斜度可以在路线的进程中改变。图5示出了在右侧曲线中的横向倾斜度轮廓。道路的横向倾斜度朝向曲线的中心(路线部分a)增加,在曲线的中心(路线部分b)保持相同,并且在曲线的中心之后(路线部分c)再次减小。

在本示例性实施例中,地面处理机械1预期用于从道路的右车道铣刨道路表面。地面处理机械1的控制装置16配置为执行在下文描述的步骤。

图3、图4和图6、图7示出了道路S的左车道8L和右车道8R的道路表面8、中心线8M和右边缘带8A。在本示例性实施例中,铣刨鼓10的作业宽度大致对应于车道8L或8R的宽度的一半。在此,铣刨鼓的作业宽度(铣刨轨迹)稍微大于车道的一半。地面处理机械1用于在第一作业步骤I中铣刨右车道8R的左半部分8I(左铣刨轨迹),并且在第二作业步骤II中铣刨右车道8R的右半部分8II(右铣刨轨迹)。图3和图4示出了道路S的平面图和地面处理机械1在第一作业步骤I中的后视图,图6和图7示出了第二作业步骤II中道路S的平面图和地面处理机械2的后视图。在本示例性实施例中,道路S具有到右边缘带8A的横向倾斜度α,例如1%,其可以在道路的路线中改变。为了更好地说明,横向倾斜度α在图4和图7中被夸大。

在铣刨作业开始时,左距离测量装置14和右距离测量装置15被校准;特别地,设定零点。左距离测量装置14和右距离测量装置15测量参考点RL、RR与未处理的地表面8的距离。为了设定零点,在地面铣刨机1的取向平行于地面的情况下,升降装置4A、5A、6A、7A设定为使得铣刨鼓10仅用由铣刨工具的尖端描述的圆柱形侧表面接触地表面8。为此目的,将升降装置4A、5A、6A、7A缩回直到旋转的铣刨鼓10的铣刨工具开始刮擦地面,其中铣刨鼓轴线10A取向成平行于地表面。该过程也称为刮擦。当铣刨工具接触地表面8时,将左距离测量装置14和右距离测量装置15设定为零。当升降装置4A、5A、6A、7A进一步缩回并且铣刨鼓10穿透基底时,确定负距离值。距离值的量对应于铣刨深度。在本示例性实施例中,设定例如40mm的铣刨深度。为此目的,例如,左前行走机构4降低40mm并且右前行走机构5降低40mm,以及左后行走机构6与右后行走机构7一起降低40mm,这导致40mm的铣刨深度。

在本示例性实施例中,要用铣刨鼓10处理的道路表面代表一份未处理表面,即,在道路S的纵向方向上,在铣刨鼓的整个宽度上移除具有大致相同层厚度的道路表面,使得道路S的横向倾斜度α基本上不改变。该过程也称为仿形铣刨。然而,也可以改变道路的横向倾斜度,其中铣刨道路的表面不平行于未处理的道路表面延伸。

在地面处理机械1的前进期间,铣刨鼓10的右侧和左侧上的当前铣刨深度由两个测量装置14、15检测。如果测量装置14、15中的一个检测到偏离的铣刨深度,则进行相应的校正。

控制装置16配置为产生用于升降装置4A、5A、6A、7A的控制信号,使得升降装置根据牵引线传感器12A、13A的测量信号而缩回或延伸,以使得在道路铣刨机前进期间,无论地面的性质如何,沿作业方向在铣刨鼓10左侧和右侧的铣刨深度均保持基本恒定。

在根据本发明的地面处理机械中,控制装置16具有横向倾斜度模型确定装置17(图2),其将在下文中描述。

横向倾斜度模型确定装置17具有横向倾斜度传感器17A,该横向倾斜度传感器17A设计为,在地面处理机械前进期间,确定描述被处理地面(道路)在横向于作业方向A的方向上的横向倾斜度的一系列横向倾斜度值。横向倾斜度传感器17A测量在道路处理期间机械框架3和铣刨鼓10或铣刨鼓轴线10A相对于水平方向的绝对横向倾斜度α。横向倾斜度传感器17A可以布置在机械框架3上的任何点处。因为机械框架是刚性的,所以在机械框架的每个点处测量的横向倾斜度α是相同的。

此外,横向倾斜度模型确定装置17具有评估装置17B,其设计为从一系列横向倾斜度值来创建描述横向倾斜度α的横向倾斜度模型。该横向倾斜度模型描述了除当前正在由地面处理机械处理的铣刨轨迹之外的(未来)铣刨轨迹(在本示例性实施例中,其是右车道8R的右半部)的横向倾斜度α。该地面处理机械横向倾斜度模型设计为,将在当前正由地面处理机械处理的左铣刨轨迹中检测到的横向倾斜度α外推到该轨迹的右侧和/或左侧的车道部分。由横向倾斜度模型覆盖的部分应该具有的宽度足以使该部分到达至少下一个(右)铣刨轨迹,但是它也可以被选择为足够宽以覆盖在左侧和/或右侧上的两个或更多个横向相邻的铣刨轨迹。通常,因为道路S在整个宽度上具有相同的横向倾斜度α,所以在当前正在由地面处理机械处理的铣刨轨迹的右侧和/或左侧的车道部分中的横向倾斜度对应于当前正在处理的铣刨轨迹的横向倾斜度。此外,横向倾斜度模型确定装置17包括存储装置17C,其配置为存储横向倾斜度模型。

控制装置16配置为可以设定横向倾斜度记录模式,在该横向倾斜度记录模式中,在地面处理机械1的前进期间,利用横向倾斜度传感器17A确定横向倾斜度值,并且利用评估装置17B从横向倾斜度值创建横向倾斜度模型,并且将横向倾斜度模型存储在存储装置17C中。

当地面处理机械处理右车道8R的内半部分8I时,机械在横向倾斜度记录模式下操作,以创建用于处理右车道8R的外半部分8II的横向倾斜度模型。在横向倾斜度记录模式下,在地面处理机械前进期间,用横向倾斜度传感器17A连续或不连续地检测道路S的横向倾斜度α。可以采用特定的时间间隔测量横向倾斜度α,其中覆盖了特定的距离。这些时间间隔可以由预定的时钟频率确定。在地面处理机械前进期间,可以以规则的间隔(例如从10cm到100cm)测量横向倾斜度,其中行进速度可以保持恒定。这些距离也可以更大或更小;例如,该距离可以根据机械参数(特别是根据铣刨宽度或当前转向角)来静态地或动态地改变。也可以以不规则的间隔检测横向倾斜度α。

在本示例性实施例中,假设以恒定间隔不连续地检测道路S的横向倾斜度α。因此,在地面处理机械前进期间,利用横向倾斜度传感器17A在位于公共轴线上的道路S的连续路径点PW

横向倾斜度模型确定装置17具有位置确定装置17D,以便从横向倾斜度值确定与位置相关的横向倾斜度值。位置确定装置17D可以是全球导航卫星系统(GNSS),其在独立于地面处理机械1的坐标系中确定测量横向倾斜度α的路径点PW

横向倾斜度模型确定装置17的评估装置17B配置为从一系列与位置相关的横向倾斜度值(α(x,y))创建横向倾斜度模型,该横向倾斜度模型描述了位于本示例性实施例中的地面处理机械的铣刨轨迹右侧的道路S的一部分中的横向倾斜度α。横向倾斜度模型可以描述铣刨轨迹左侧和/或右侧的道路S的一部分。

在本示例性实施例中,评估装置17B从在路径点PW

如此一来,在本示例性实施例中,测量横向倾斜度所在的路径点PW

图6和图7示出了地面处理机械1如何处理外铣刨轨迹(半部分8II)。在该铣刨轨迹(半部分8II)上,铣刨深度不能用第二右测量装置15确定,因为右边缘保护器13不搁置在车道上,而是搁置在边缘带8A上,所述边缘带8A不形成合适的参考表面。因此,图7中仅示出了右边缘保护器13,而不是右测量装置。为了左侧上的铣刨深度,控制装置16设定零值,因为左边缘保护器12(其靠近铣刨鼓10在左行走机构4、6之间布置在左侧上)搁置在已被铣刨的地面上,即,位于未处理的地表面8下方40mm处。

对于外半部分8II的处理,控制装置16提供横向倾斜度控制模式,在所述横向倾斜度控制模式中,在地面处理机械前进期间,至少根据基于存储在存储装置17C中的横向倾斜度模型确定的横向倾斜度值进行升降装置4A、5A、6A、7A的控制。控制装置16配置为,在地面处理机械前进期间,利用外半部分8II上的位置确定装置17D连续确定铣刨鼓10所在的相关点P

控制装置16配置为,将前右升降装置7A致动为使得横向倾斜度的实际值对应于目标值。这确保右铣刨轨迹以相同的横向倾斜度邻接左铣刨轨迹。由于机械框架3或铣刨鼓10的横向倾斜度被控制,所以不需要测量机械框架3右侧的铣刨深度,这由于边缘带8A也将是不可能的。在具有前摆轴的地面处理机械的情况下,以类似的方式致动后右升降装置。用于左手侧交通的地面处理机械以类似的方式提供左前升降装置或左后升降装置的致动,而不是右前升降装置或右后升降装置的致动。

上述作业过程可以仅用一个地面处理机械来执行,其中所确定的横向倾斜度模型被读入存储装置17C并从存储装置中读出。下面参考图8描述地面处理机械的可选实施例,其与多个地面处理机械组合设计,用于同时处理交通区域。相应的部件设有相同的附图标记。交通区域可以例如是飞机的着陆跑道,其将用多个地面处理机械处理,以便缩短处理时间。

图8示出了组合作业的两个地面处理机械1、1′。各个部件在图8中设有相同的附图标记。在下文中,在作业方向A上的左侧地面处理机械1被称为第一机械,而右侧地面处理机械1′被称为第二机械。在作业方向A上,第一机械1在第二机械1′之前运行。然而,也可以使用两个以上的机械,其中机械从彼此以横向和纵向偏移的方式移动。

在本示例性实施例中,不存在可以排除使用用于控制铣刨深度的左测量装置14和右测量装置15的边缘带,但是省略了右铣刨深度控制的使用,因为在第二地面处理机械的右侧上的跑道被损坏,使得其右侧上的表面不能用作参考表面。因此,将为第二机械1’提供参考图3、图4和图6、图7描述的横向倾斜度控制。

图8的第一地面处理机械1与参照图3、图4和图6、图7描述的地面处理机械的不同之处在于图2所示的横向倾斜度模型传输装置18,其具有数据传输装置18A,其中数据传输装置18A设计为将横向倾斜度模型发送到在另一铣刨轨迹上行进的另一地面处理机械的数据接收装置18B。图8的第二地面处理机械1'与图3、图4和图6、图7的地面处理机械的不同之处在于横向倾斜度模型传输装置18,其具有数据接收装置18B,该数据接收装置18B设计为接收在另一个铣刨轨迹中行进的另一个地面处理机械1的横向倾斜度模型。然而,对于地面处理机械1、1'两者而言也可以具有数据传输装置和数据接收装置两者。参考图3、图4和图6、图7描述的地面处理机械也可以具有图2中所示的数据传输装置和/或数据接收装置,使得可以普遍地使用该地面处理机械。数据传输装置和数据接收装置可以是发射和接收装置,其可以包括与彼此直接通信的无线电发射器和无线电接收器,但是数据传输装置也可以将相关数据发送到云,并且数据接收装置可以从云接收数据。数据传输装置和数据接收装置也可以通过WLAN(无线局域网)与彼此通信。

在两个地面处理机械1、1'前进期间,第一机械1将横向倾斜度模型发送到第二地面处理机械1',该横向倾斜度模型稍前在先前路线部分中确定并描述与第二地面处理机械1'相关的路线部分中的横向倾斜度α。在两个地面处理机械1、1'前进期间,由数据传输装置18A发送由第一地面处理机械1确定的横向倾斜度模型并由第二地面处理机械1’的数据接收装置18b接收,其中第二地面处理机械1'基于先前确定的横向倾斜度模型执行横向倾斜度控制,如参考图3、图4和图6、图7所述。第一地面处理机械1还可以将横向倾斜度模型发送到另外的地面处理机械(图8中未示出),使得可以利用多于两个地面处理机械同时进行着陆跑道的处理。

在图8的示例性实施例中,在作业方向A上的第一地面处理机械1的左距离测量装置和右距离测量装置不是左边缘保护器或右边缘保护器的一部分,但是为了进行距离测量,在两侧上设置有称为多重调平系统19、20的测量系统,并且在机械的左侧或右侧上具有多个距离传感器19A、19B、19C或20A、20B、20C,其在下面经处理的地面的纵向方向上从彼此分开布置,以便能够从各个传感器的测量值来计算平均值。该多重调平系统可以包括前距离传感器19A,20A、中心距离传感器19B,20B和后距离传感器19C,20C。这些距离传感器可以紧固到臂上,所述臂附接到机械框架3的一侧。

第二地面处理机械1'在作业方向上仅具有左距离测量装置14,因为右距离测量装置由于基于横向倾斜模型的根据本发明的横向倾斜度控制而被废弃。左距离测量装置14可以利用左边缘保护器12,如参考图3、图4和图6、图7所述。

当用两个以上的地面处理机械处理交通区域时,TIN模型必须覆盖交通区域的足够宽的部分。利用第一地面处理机械,在先前的作业过程中,可以例如提供用一个或多个地面处理机械执行在先前的作业过程之后的作业过程所需的关于待设定的横向倾斜度α的信息。

图9示出了一示例性实施例,其中利用多个地面处理机械1、1'、1”同时处理交通区域。在中心铣刨轨迹II中向前行进的第一地面处理机械1'以横向倾斜度记录模式操作,其中所述横向倾斜度模型均覆盖所述中心铣刨轨迹II在作业方向上的左侧和右侧上的交通区域的一部分。第一地面处理机械1是先导机械。第一地面处理机械1之后是沿作业方向在左侧上的第二地面处理机械1'(铣刨轨迹I)和在右侧上的第三地面处理机械1”(铣刨轨迹III)。第二地面处理机械1'和第三地面处理机械1”是子机械,它们基于用第一地面处理机械1确定的横向倾斜度模型在横向倾斜度控制模式下操作。

图10示出了另一示例性实施例,其中在外铣刨轨迹I中在前方行进的第一地面处理机械1以横向倾斜度记录模式操作,其中横向倾斜度模型覆盖沿作业方向在外铣刨轨迹I的右侧上的交通区域的一部分。第一地面处理机械1是先导机械。第一地面处理机械之后是沿作业方向在右侧的第二铣刨轨迹II中的第二地面处理机械1',第二地面处理机械1'之后是沿作业方向在右侧的第三铣刨轨迹III中的第三地面处理机械1”。第二地面处理机械1'基于用第一地面处理机械1确定的用于第二铣刨轨迹II的横向倾斜度模型以横向倾斜度控制模式操作。因此,第二地面处理机械1'是第一机械1的子机械。如果第二地面处理机械1'同时在横向倾斜度记录模式下操作,则第二地面处理机械1'可以同时是适于第三地面处理机械1”的先导机械,并且第三地面处理机械1”在横向倾斜度控制模式下操作。然后,第二地面处理机械1'提供适于第三地机械1”的覆盖第三铣刨轨迹III的横向倾斜度模型。

图11示出了另一示例性实施例,其中交通区域由多个地面处理机械同时处理。在外铣刨轨迹I中在前方行进的第一地面处理机械1以横向倾斜度记录模式操作,其中横向倾斜度模型覆盖沿作业方向在外铣刨轨迹I的右侧上的交通区域的一部分。第一地面处理机械1是先导机械。第一地面处理机械1之后是沿作业方向在右侧上的第二铣刨轨迹II中的第二地面处理机械1',其中第二地面处理机械之后是沿作业方向在右侧上的第三铣刨轨迹III中的第三地面处理机械1”。第二地面处理机械1'和第三地面处理机械1”是子机械,它们基于由第一地面处理机械1确定的横向倾斜度模型以横向倾斜度控制模式操作。

图12示出了具有直线部分的道路的平面图,该直线部分过渡为曲线,其中道路由地面处理机械1处理。图12示出地面处理机械1在其上移动的道路的右车道。地面处理机械1是参照前述附图描述的机械之一。在图12中各个部件设有与前述附图中相同的附图标记。地面处理机械1在作业方向上处理右车道的左半部分8I(左铣刨轨迹)。当地面处理机械1在作业方向上移动时,确定右车道的右半部分8II(右铣刨轨迹)的TIN模型。图12示出了TIN模型的三角形D

相关技术
  • 工程机械,尤其是地面压实机,特别是橡胶轮式压路机,用于运行工程机械的方法和用于制造工程机械的方法
  • 自移动地面处理机器人及其贴边地面处理的控制方法
  • 自移动地面处理机器人及其贴边地面处理的控制方法
技术分类

06120116484378