工程机械的控制方法和系统技术方案

本发明专利技术提供一种工程机械的控制方法和系统。在本发明专利技术的滑动模板铺路机的控制方法中规定，利用用于确定位置的测量机构尤其是视距仪来确定两个安置在机器框架的纵梁上的反射器的位置，所述测量机构安置在基准场地的某些点上。从位置信息和借助安置在机器框架上的两个斜度传感器的测量，确定在基准场地上的滑动模板铺路机或滑动模板铺路机刮板上的四个点的位置。根据这四个点的测定实际位置与其目标位置的比较结果，自动控制滑动模板铺路机，进而自动控制与滑动模板铺路机处于确定关系的刮板的安装高度和位置。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及根据权利要求1的前序部分的工程机械控制方法、以及根据权利要求6的前序部分的系统。总体上讲，本专利技术涉及工程机械的 控制，尤其是具有可变框架和宽刮板的滑动模板铺路机的控制。
技术介绍
滑动模板铺路机是一种工程机械，其具有代表性的刮板，所述刮板 用于铺设混凝土或者沥青。刮板也可被制成具有特征的截面形状，例如 用于建成轨道、沟槽或下水道。就是说，刮板可以被制成用于截然不同 的应用场合，即形成有不同的刮板截面形状，尤其是也具有不同的刮板 宽度。因此，例如对于用在机场的场合，例如用于构建飞机跑道，就需 要上述类型的、带有尽量宽的刮板的大型滑动模板铺路机。随着带有可 变框架的且允许刮板宽度变化的铺路机的发展，机器生产厂商将考虑人 们需要可变的刮板来满足滑动模板铺路机的各式各样的潜在应用场合的 要求。这种铺路机的控制通常通过基准线扫描装置来完成。此时，传感 器像绷紧的金属线一样扫探基准线的目标方向/目标高度，通过调节器来 修正与目标方向/目标高度的偏差。因此，DE 101 38 563公开了一种轮式铺路机，它自动跟随基准线运 动。在US 5,599,134中，借助超声波传感器以无接触方式实现基准线扫 探。可是，这种机器控制技术要求在使用工程车辆之前测绘待铺设的路 面，因而非常费时费力。由申请人莱卡地球系统公开股份有限公司开发的方法提出，将两个 带有棱镜的杆安装在由纵梁和横梁构成的刚性机器框架的横梁上，并且 用两个视距仪或总站确定相对于棱镜的距离和方向，由此确定棱镜或者 机器的位置。这种视距仪或总站被有利地机动化，由此能够自动跟踪反说明书第2/10页射器。此外，用两个斜度传感器测量框架的两维倾斜度，由此测定铺路 机的方位。滑动模板铺路机的控制依据一个在作业方向上靠前和靠后的 横梁上计算的点，或者依据的两个点的直线连线来完成。不过，这种解决方案无法用在具有可变框架和超过io米的刮板宽度的铺路机中。针对10米以上的刮板宽度，该控制方法无法再用依据两个点的控制手段来提 供符合要求的精度，从工程技术上讲，该控制方法也不能用于具有可变 框架的铺路机
技术实现思路
本专利技术的任务是消除现有技术的缺点而提供这样一种方法，即借助 该方法，实现了工程机械且尤其是滑动模板铺路机的控制，这种控制特 别是与刮板宽度和框架的变化无关。本专利技术的另一个任务是提供一种用于执行本专利技术方法的系统。通过实现权利要求1或权利要求6的特征部分特征来完成该任务。替换方案和/或优选方案由从属权利要求的附加特征描述。以下，描述本专利技术的方法用于滑动模板铺路机或者用于控制滑动模 板铺路机时的情况。不过，该方法决不局限于滑动模板铺路机，而是可 以被用于所有类型的可运动的机械，尤其是车辆和工程机械。在第一变型方案中，为了执行本专利技术的方法，给具有特征性的刮板 的滑动模板铺路机或工程机械配备至少两个反射器和至少一个(一般是 两个)斜度传感器。此外，滑动模板铺路机一般是可在市场上买到的工 程机械，它的底架由机器框架构成，该机器框架具有平行于作业方向延 伸的纵梁和横向于作业方向延伸的横梁，该工程机械还具有多个高度可 调的行走机构，例如可转向的履带行走机构。行走机构尤其可以彼此无 关地例如通过缸来进行高度和位置调整，它们将机器框架平面保持在预 定的高度和位置上。还可以横向于作业方向来调整该行走机构，例如借 助可移动的滑动横梁来调整。同样，车辆可以被构造成轮式铺路机的形 式，轮子作为行走机构，或是可以构造成有轨车辆的形式。铺路机的框架最好是可变的，例如可以横向延长，以便能使用具有不同宽度的刮板。不过，该方法不局限于可变框架，而是当然也可以用 于具有刚性框架的工程机械。不过，目前大多数可在市场上买到的滑动模板铺路机配备有可变框 架，该框架被制成能够以所有可行的方案来变化，例如具有可伸縮地延长的单元。这样的滑动模板铺路机例如由德国的Wirtgen公司或美国的 Gomaco公司提供。可变框架例如由两个粗的坚硬纵梁和两个可变的横梁 组成。横梁例如可伸縮地延长。可以在所谓的可延长框架上设置平台(一 种"虚"的内框)，用于驾驶员站位。刮板最好以刚性方式固定在机器框 架底侧上。刮板最好被固定在纵梁上并且在中部通过高度可调的缸与所 谓的内框连接。刮板可以呈平整刮板的形式，即没有起伏，它可以具有 特征截面轮廓，例如用于轨道工程。刮板也可以由两个或者多个部分组 成，在不是一体的情况下，例如具有在施工宽度的中央铰接的刮板部件。 刮板或者机器最好如此形成，即它的宽度(施工宽度)是可调的。因此， 可以设置可伸长的刮板装置，或者刮板如此形成，即可以拼装或者插装 其它刮板部件。滑动模板铺路机刮板和与之相关的特征刮板截面的可能 应用例如是街道、机场跑道、轨道等的构建。尤其是，不同应用场合也 对所需刮板宽度提出不同要求。因此，显然为了构建机场跑道而需要比 构建人行道更宽的刮板。市场上可以买到宽达约16米的刮板。为了在不 同场合下能使用同一个车辆，目前的滑动模板铺路机具有改变刮板宽度 的可能性。这尤其也需要上述可变的机器框架。刮板一般固定在框架的纵梁上。有利的是，刮板也在其中央和滑动 模板铺路机框架的中央与框架连接，该连接主要通过缸，可以借助缸来 选择或调整刮板的下陷程度的预调量或调整量。由于刮板可能很宽如16米宽，所以要考虑刮板的下陷。刮板的下陷 可以在开始施工前借助可调节的缸来适应于施工情况和条件。如果需要 或希望，可以在中心给刮板调节出一定的下凹或者凸起。该步骤最好在 主动使用车辆前进行，不过，也可以想到在施工过程中自动调整或修正 刮板的下陷。在施工开始前手动(或者自动)调整的情况下，可能需要 在施工过程中进行再调整。根据可伸长的缸，铺路机框架的位置和高度是可调的，由此也能调整固定在铺路机上的刮板的安装高度和位置。本专利技术的方法在第一变型方案中规定，对配属于滑动模板铺路机框 架且最好是纵梁上的、 一般固定在其上的反射器，测量间距、高度和方 向。这提供了机器框架或刮板的位置。为此，利用配属于框架且尤其是 纵梁的、尤其固定在其上或者安装到梁上的斜度传感器(或有时只有一 个斜度传感器)，确定框架并进而确定刮板的横向倾斜度和纵向倾斜度。 也可以用其它斜度确定机构来确定框架倾斜度，例如通过配属于反射器 的尤其是前置的极化滤波器来实现。为了确定机器框架或刮板的位置而采用测量仪，借助测量仪从场地 的适当位置开始测量工程机械上的反射元件。优选的是，借助经纬仪和 激光测距仪或视距仪来测定安置在机器上的两个反射器的位置。为了对 两个反射区进行测量，例如采用两个视距仪，它们分别测量相对于反射 区的距离、高度和方向。测量从场地的选定位置开始进行。通过用视距 仪确定相对于滑动模板铺路机处于确定几何关系的反射区的方向、高度 和距离以及视距仪的已知位置，可以确定反射器或铺路机的位置。与自 动目标识别和自动目标跟踪结合，可以实现近似连续的位置确定。测量 的前提就是视距仪和反射器之间的光学连接。直接或间接地安装在铺路机框架或刮板上的反射器最好呈全向反射 镜的形式，并且与反射器支座(一般是杆)连接。可以采用圆柱形或者 球形的360度反射器，完全可以釆用三棱镜、抛光钢制件、镜面化玻璃 件、用反射膜包裹的元件或者由反射材料构成的元件，尤本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于控制在基准场地中的工程机械的方向和高度位置的方法，该工程机械具有：●机器框架，该机器框架具有基本平行于作业方向（ＡＲ）延伸的左纵梁和右纵梁（１，１’）；●行走机构（４，４’），该行走机构（４，４’）能借助调整机构尤其 是缸来调整该行走机构的方向和高度；●场地施工机构，尤其是刮板（５），该场地施工机构与所述纵梁（１，１’）直接或间接地相连接；所述方法包括以下步骤：●提供关于待施工场地的目标状态的信息；●推导出关于场地施工机构 的目标位置的信息；●提供场地施工机构相对于目标位置的实际位置的信息；●通过比较目标位置和实际位置来推导出用于工程机械的控制指令；●根据推导出的控制指令来控制工程机械；其特征在于，相对于基准场地的尤其是 至少两个点的位置，或者通过相应数量的卫星信号，进行对配属于场地施工机构的至少四个点（Ａ１，Ａ２，Ａ３，Ａ４）的位置测量，根据该位置测量来获得关于实际位置的信息。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：于尔根马耶尔，汉斯约里佩切科，雷托比斯孔丁，
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：CH[]