自动履带对准控制套件和自动化履带对准方法技术

本发明专利技术涉及对准道路作业机械(10)的履带的方法，其特点是使用了被连接至第一履带单元(12)以允许检测第一履带单元(12)的方位取向的履带对准检测单元(1)和被连接至机架(11)以允许检测机架(11)的方位取向的机架方位取向检测部件(15)，该方法包括确定机架(11)的初始方位取向(50)，并且确定第一履带单元(12)的初始方位取向(60)，确定机架(11)的最新确定的方位取向和第一履带单元(12)的最新确定的方位取向之差是否在预定阈值内，启动第一履带单元(12)的枢转，确定在枢转后的第一履带单元(12)的改变的方位取向(60')，确定在枢转后的机架(11)的方位取向。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】自动履带对准控制套件和自动化履带对准方法
本专利技术涉及用于使自动化道路作业机械的履带与由路面处理单元，如模具单元的对准性所限定的机械方位取向对准的对准自动化方法。这样的履带式自动化道路作业机械包括铺料机，例如主管线铺料机或用于路边排水沟的铺料机，以及铣刨机和路面挖掘机。
技术介绍
尤其是，这样的履带式自动化道路作业机械包括用于形成包含混凝土材料或沥青材料的路面层的滑模铺料机。滑模铺料机是带有特有的终饰刮板的建筑机械，其用于例如混凝土或沥青的铺设。刮板也可以形成有特有的轮廓形状，例如为了形成轨道、沟槽或水槽。因此针对各种各样的应用来制造刮板，即形成有不同的刮板轮廓和刮板宽度。这样道路修整机的控制通过基准线扫描装置来实现。传感器扫描基准线如像拉紧线的期望方向和/或期望高度；与期望方向/期望高度的偏差通过调整部件来修正。DE10138563披露了一种轮式路面修整机，其自动跟随基准线。在US5,599,134中，基准线的扫描利用超声传感器以非接触方式进行。但是，这种机械控制方法需要在利用该建筑车辆之前放样待处理的面积并且是非常耗时且劳动密集的。WO2006/092441A1所述的方法设想了安装两个桅杆，其在由纵梁和横梁构成的刚性机架的横梁上带有棱镜，并且想到了通过一个或两个准距仪或全站仪确定相对于棱镜的距离和方向，接着确定所述棱镜的或机械的位置。这些准距仪或全站仪有利地是马达驱动的并且能够自动跟踪反射器。但此文献没有描述相对于机架对准履带单元的方法。为了出色的直线性能，履带式自动化道路作业机械，如滑模铺料机，需要其履带精确对准机械的路面处理单元(例如路面作业单元，如模具单元)。机械制造商和操作者已经研发出借助激光测量工具及人工对准履带的许多方法。当如此对准履带时，遇到以下难题：·将模具端头精确投影向履带，例如借助细绳。·在粗糙地面上对照所投影的细绳对准性以毫米精度测量履带。·由查看履带的人将毫米回转运动指令传送给机械操作者。·以对准履带所需要的超精密运动来移动该履带。还有，在多个表面上，当使履带枢转时，模具单元通常将会轻微移动。这要求相对于路面处理单元对准履带的反复处理，随后复查路面处理单元的端头，因为其可能已经不小心运动了，再次对准履带，依此类推。
技术实现思路
因此，本专利技术的一个目的是提供一种用于相对于其路面处理单元对准自动化道路作业机械的履带的对准改进方法。本专利技术的另一个目的是提供一种用于执行所述方法的系统，即用于相对于其路面处理单元对准自动化道路作业机械的履带。至少其中一个所述目的通过本专利技术的对准道路作业机械的履带的方法、本专利技术的自动履带对准控制套件来实现。本专利技术涉及一种用于使道路作业机械的履带与机械方位取向对准的自动化方法。该机械方位取向通过路面处理单元，例如模具单元的对准来限定。根据本专利技术的方法利用了与已安装的3D导向系统的机械控制能力相结合的自动全站仪的能力：自动全站仪建立在机械旁边，棱镜或其它全反射部件分别布置在机械的履带处和路面处理单元，或装有路面处理单元的机架上。例如棱镜可以是磁性安装的。控制及评估单元设置在机械上或其附近并且被连接至全站仪和机械控制系统，尤其以无线方式。尤其是，该控制及评估单元是被固定安装在机械上的机械控制系统的一部分。尤其是，使用者通过人工测量初始模具和履带位置来启动对准程序，接着，该自动履带对准控制套件(ATACK)将自动计算、对准和复查模具单元和履带位置，直到履带与模具单元/机架方位取向排成一线。该模具和履带对准过程可以在一个单独过程中组合和/或处理。可以在一个作业过程中对每个履带或所有履带进行履带对准。根据本专利技术，提供一种用于对准道路作业机械的履带的方法，其中该道路作业机械设计用于沿预定路径形成和/或处理包含混凝土材料或沥青材料的路面层，并且包括机架，该机架具有用于执行材料处理步骤的路面处理单元、包括用于使道路作业机械沿第一轴线运动的多个履带的多个履带单元和用于使履带单元绕基本垂直于第一轴线的第二轴线相对于机架枢转的致动器部件，以及用于控制所述履带单元的履带和致动器部件的机械引导系统，包括利用被连接至第一履带单元的履带对准检测单元以允许检测第一履带单元的方位取向，以及利用被连接至机架的机架方位取向检测部件以允许检测机架的方位取向。该方法还包括：·确定所述机架的初始方位取向，·确定所述第一履带单元的初始方位取向，·确定在机架的最新确定的方位取向和第一履带单元的最新确定的方位取向之间的差是否在预定阈值内，·启动第一履带单元的枢转，·确定在枢转后的第一履带单元的改变的方位取向，·确定在枢转后的机架的方位取向。在一个实施方式中，该方法包括重复执行以下步骤直到在机架的最新确定的方位取向和第一履带单元的最新确定的方位取向之间的角度差在预定阈值内：·反复枢转第一履带单元并确定其枢转后的方位取向，直到该角度差在预定阈值内，和·确定所述机架和/或路面处理单元的方位取向。在该方法的一个实施方式中，为了枢转该履带单元，在控制及评估单元中计算一修正角度，其中使该履带单元枢转该修正角度。在该方法的一个实施方式中，确定机架的初始方位取向的步骤和确定第一履带单元的初始方位取向的步骤由使用者利用大地观测仪尤其是自动全站仪或准距仪来进行。在该方法的一个实施方式中，确定在枢转后的第一履带单元的改变的方位取向的步骤和确定在枢转后的机架的方位取向的步骤是通过大地观测仪，尤其是自动全站仪或准距仪来自动执行的。在方法的优选实施方式中，该履带对准检测单元包括至少一个反射器或角反射器(retro-reflector)，并且大地观测仪被用于通过测量相对于至少一个(角)反射器的距离和方向来确定方位取向，该大地观测仪尤其是自动全站仪或准距仪。在替代实施方式中，第二方位取向检测部件包括(角)反射器和光学感测图案，尤其包括多个发光二极管，并且确定方位取向是通过具有照相机部件的激光跟踪器来进行的。在该方法的一个实施方式中，该履带对准检测单元包括两个(角)反射器。尤其是，所述两个(角)反射器或是按照已知距离相互固定连接，或是该履带对准检测单元包括两个部件，每个部件提供一(角)反射器。在该方法的特定实施方式中，该履带对准检测单元包括两个角反射器，其中所述两个角反射器按照已知的相互距离就位在该履带单元上，并且计算该修正角度依据该机架的最新确定的方位取向、该履带单元的最新确定的方位取向和所述两个角反射器之间的已知距离。尤其根据以下公式来计算该修正角度：α＝sin[(机架方位取向-履带方位取向)/2]*(d/2)*2其中，α是修正角度，“机架方位取向”是机架(或分别是路面处理单元)的最新测定的方位取向，“履带方位取向”是履带单元的最新测定的方位取向，d是两个角反射器之间的已知距离。本专利技术还涉及一种用于对准道路作业机械的履带的自动履带对准控制套件(ATACK)，该道路作业机械设计用于沿预定路径形成和/或处理包含混凝土或沥青材料的路面层，并包括机架，该机架具有用于执行材料处理步骤的路面处理单元、具有多个履带和致动器部件的多个履带单元和用于控制所述履带单元的履带和致动器部件的机械引导系统，所述履带用于使道路作业机械沿第一轴线运动，所述致动器部件使履带单元绕基本垂直于第一轴线的第二轴线相对于机架输转。根据本专利技术，所述ATACK包括方本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于对准道路作业机械(10)的履带的方法(100)，该道路作业机械(10)被设计用于沿预定路径形成和/或处理包含混凝土材料或沥青材料的路面层(19)，并且包括机架(11)，该机架具有：·用于执行材料处理步骤的路面处理单元(13)，·多个履带单元(12,12′,12″)，所述多个履带单元(12,12′,12″)具有用于使该道路作业机械(10)沿第一轴线运动的履带和用于使这些履带单元(12,12′,12″)绕第二轴线相对于该机架(11)枢转的致动器部件，其中所述第二轴线基本垂直于所述第一轴线，以及·用于控制所述履带单元(12,12′,12″)的履带和致动器部件的机械引导系统，其特征是，使用履带对准检测单元(1)和机架方位取向检测部件(15)，该履带对准检测单元(1)被附接至第一履带单元(12)以允许检测所述第一履带单元(12)的方位取向，该机架方位取向检测部件(15)被附接至该机架(11)以允许检测该机架(11)的方位取向，该方法包括：·确定(110)该机架(11)的初始方位取向(50)，以及·确定(120)所述第一履带单元(12)的初始方位取向(60)，·确定(130)在该机架(11)的最新确定的方位取向和所述第一履带单元(12)的最新确定的方位取向之间的差是否在预定阈值内，·启动所述第一履带单元(12)的枢转(150)，·确定(160)在所述枢转(150)之后所述第一履带单元(12)的改变的方位取向(60′)，并且·确定(180)在所述枢转(150)之后所述机架(11)的方位取向。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.04.10 EP 13163173.11.一种用于对准道路作业机械(10)的履带的方法(100)，该道路作业机械(10)被设计用于沿预定路径形成和/或处理包含混凝土材料或沥青材料的路面层(19)，并且包括机架(11)，该机架具有：·用于执行材料处理步骤的路面处理单元(13)，·多个履带单元(12,12',12”)，所述多个履带单元(12,12',12”)具有用于使该道路作业机械(10)沿第一轴线运动的履带和用于使这些履带单元(12,12',12”)绕第二轴线相对于该机架(11)枢转的致动器部件，其中所述第二轴线基本垂直于所述第一轴线，以及·用于控制所述履带单元(12,12',12”)的履带和致动器部件的机械引导系统，其特征是，使用履带对准检测单元(1)和机架方位取向检测部件(15)，该履带对准检测单元(1)被附接至第一履带单元(12)以允许检测所述第一履带单元(12)的方位取向，该机架方位取向检测部件(15)被附接至该机架(11)以允许检测该机架(11)的方位取向，该方法包括：·确定(110)该机架(11)的初始方位取向(50)，以及·确定(120)所述第一履带单元(12)的初始方位取向(60)，·确定(130)在该机架(11)的最新确定的方位取向和所述第一履带单元(12)的最新确定的方位取向之间的差是否在预定阈值内，·启动所述第一履带单元(12)的枢转(150)，·确定(160)在所述枢转(150)之后所述第一履带单元(12)的改变的方位取向(60')，并且·确定(180)在所述枢转(150)之后所述机架(11)的方位取向。2.根据权利要求1所述的方法(100)，其特征是，重复以下步骤直到在该机架(11)的最新确定的方位取向和所述第一履带单元(12)的最新确定的方位取向之间的角度差在预定阈值内：·反复枢转(150)所述第一履带单元(12)并在所述枢转(150)后确定(160)其方位取向，直到该角度差在该预定阈值内，并且·确定(180)该机架(11)的方位取向。3.根据权利要求1或2所述的方法(100)，其特征是，为了枢转(150)该第一履带单元(12)，在控制及评估单元(18)中计算(140)修正角度(α)，其中使该第一履带单元(12)枢转该修正角度(α)。4.根据权利要求1所述的方法(100)，其特征是，使用者(9)利用大地观测仪(8)执行以下步骤·确定(110)该机架(11)的初始方位取向(50)，和·确定(120)所述第一履带单元(12)的初始方位取向(60)。5.根据权利要求1所述的方法(100)，其特征是，通过大地观测仪(8)自动执行以下步骤：·确定(160)在所述枢转(150)之后所述第一履带单元(12)的改变的方位取向(60')，以及·确定(180)在所述枢转(150)之后所述机架(11)的方位取向。6.根据权利要求1所述的方法(100)，其特征是，·该履带对准检测单元(1)包括至少一个角反射器(2a,2b,3,4)，并且·大地观测仪(8)被用于通过测量相对于所述至少一个角反射器(2a,2b,3,4)的距离和方向来确定(110,120,160,180)方位取向。7.根据权利要求1所述的方法(100)，其特征是，·第二方位取向检测部件包括角反射器(4)和可光学感测的图案，并且·确定(110,120,160,180)方位取向的步骤通过具有照相机部件的激光跟踪器进行。8.根据权利要求1所述的方法(100)，其特征是，该履带对准检测单元(1)包括两个角反射器(2a,2b)，其中，·所述两个角反射器(2a,2b)按照已知距离(d)相互固定连接，或者·该履带对准检测单元(1)包括两个部件(1a,1b)，每个部件均设置一角反射器(2a,2b)。9.根据权利要求3所述的方法(100)，其特征是，·该履带对准检测单元(1)包括两个角反射器(2a,2b)，其中所述两个角反射器(2a,2b)以已知的相互距离d被定位在该第一履带单元(12)上，并且·计算(140)所述修正角度(α)的步骤依据该机架(11)的最新确定的方位取向、该第一履带单元(12)的最新确定的方位取向和在所示两个角反射器(2a,2b)之间的已知距离d。10.根据权利要求9所述的方法(100)，其特征是，该修正角度(α)根据下式来计算：α＝sin[(机架方位取向-履带方位取向)/2]*(d/2)*2。11.根据权利要求4-6中任一项所述的方法(100)，其特征是，该大地观测仪...

【专利技术属性】
技术研发人员：J·杜克特，A·巴克，
申请(专利权)人：莱卡地球系统公开股份有限公司，
类型：发明
国别省市：瑞士;CH