用于施工机器的控制传感器制造技术

本发明专利技术揭示一种用于施工机器的控制传感器，其包含复数个超声波传感器以检测参考元件，例如引导电缆或地面。提供一控制单元以驱动超声波传感器并产生高度控制信号。该控制单元可操作以在一个测量循环中激励一超声波转换器以发射超声波信号并通过所有其他转换器接收回波信号。此外，该控制单元可操作以以电缆扫描模式和地面扫描模式来操作该等传感器。另外，控制单元可操作以基于来自传感器的信号在传感器测量距离内消除干扰信号。该传感器单元也可包括一用于温度补偿的参考单元。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种用于施工机器的控制传感器，且尤其涉及一种用于施工机器的控制传感器，其通过检测控制传感器相对于参考元件(如引导电缆)或相对于引导地面的相对位置而产生高度控制信号。
技术介绍
众所熟知的用于控制修整机或类似的施工机器的控制传感器机械地扫描引导电缆，且在进行此项操作的同时产生指示传感器相对于引导电缆的相对位置的高度控制信号及方向控制信号。因此，众所熟知的机械控制传感器必须提供两个功能，即产生用于地面处理工具的高度调整的高度控制信号及产生方向控制信号，通过该方向控制信号(例如)经由方向指示单元将所要求的方向校正通知给驾驶员。在本文中强调为满足现在对道路施工的要求，必须产生具有高精度的高度控制信号。然而，机械传感器易于损坏，此可能易于发生在施工区段粗糙的条件下。如今的施工机器通常将整合若干功能，以增加机器的效率。因此，施工机器的驾驶员或操作者必须控制并监视许多操作步骤。通过众所熟知的控制传感器仅可部分地达成减轻驾驶员连续启动此类标准功能的负担，因为这些传感器不适合通知操作者关于太大的方向偏离。此外，在众所熟知的控制传感器中可能仍未认可由于施工机器的错误方向控制而放弃引导电缆，其中施工机器可导致较大的损坏。从申请人的DE 87 13 874 U1可知，在施工区段利用超声波距离测量或计量构件用于测量离地面的距离。当以用于控制施工机器的足够精度产生用于表示远端测量构件到引导电缆的距离的高度控制信号时，因为引导电缆相对于距离测量构件的横向偏移将导致表示太大的高度的错误的高度控制信号，使得所属领域的技术人员认为对控制精度有较高要求的此超声波距离测量构件受限于当超声波距离测量涉及一个区域到其中不会发生所述测量误差的传感器的距离的类似目的的用途，所以并未考虑所述超声波距离测量构件。因此，根据上述DE 87 13874 U1，此超声波距离测量构件的应用领域将仅仅是测定到一个区域的距离。从US-A-4,240,152可知用于具有复数个平行于汽车缓冲器配置的超声波传感器的汽车的障碍物检测构件。该等超声波传感器(例如)用于检测当操纵车辆向后方运动时在所谓“盲角”的该等障碍物。US-A-4,623,032揭示了用于远程控制的车辆的超声波距离测量构件，其包括两个超声波传感器，通过该等超声波传感器可检测在远程控制车辆前方的障碍物的位置。DE 35 18 613 A揭示了用于通过可关于其相位而以不同方式控制的复数个超声波传感器而检测障碍物位置的障碍物检测系统。DE 38 16 198 C1与US-A-4,961,173展示了申请者的众所熟知的控制传感器，其中可通过超声波控制传感器而不是机械控制传感器进行关于引导电缆的施工机器的控制，控制传感器包括复数个超声波传感器，其连接到控制单元以产生高度和/或方向控制信号，且将其配置成与施工机器的移动方向成直角，且其基本上配置成与引导电缆成直角且使其与该电缆相距一定的距离以使声波锥的检测角在此距离产生重叠。在施工机器传感器中使用若干超声波传感器的此配置，当通过引导电缆相对于个别超声波传感器中轴的横向偏移而测定高度时，通过适当选择超声波传感器的相互距离而使产生的测量误差必然保持在非常低的值，使得第一次使用所述配置时，以超声波传感器的所述精度进行对引导电缆的距离测定，当现在的测量惊人地适合于施工机器用于施工机器高度控制的目的时，其通常被认为不够精确。此外，其可在使用垂直于施工机器移动方向而配置的若干超声波传感器时，产生除高度控制信号外的方向控制信号，使得实际上使用至今的机械扫描传感器的可能功能能够完全被以超声波计量或测量的控制传感器完全替代。另外，控制传感器适用于产生为施工机器的驾驶员指示太大的方向偏离的所述控制信号。因此，施工机器的驾驶员或操作者可主要集中精力于除保持精确方向之外的其他工作。将排除由于施工机器的方向偏离导致放弃引导电缆而产生的损坏。随后，将参看图1到3论述根据DE 38 16 198 C1的超声波距离测量构件1及其功能。在例示性状况下，超声波距离测量构件(在图1中说明了其方块图)包含四个超声波传感器2到5。以虚线指示的另一超声波传感器6表明可提供四个以上的传感器。特别优选的配置由所提及的四个传感器2到5组成，此是由于此数目的传感器特别适合用于施工机器中。距离测量装置1进一步包含连接到超声波传感器2到6的控制单元7。图1也图解展示了超声波传感器2到6为并排配置的，其中，其可(例如)铸成也仅在图1中图解指示的塑料块8。控制单元或控制及评估电子设备7包含大量发送器/接收器电路9至10及9至13，倘若存在五个传感器，则其分别对应于传感器的数字。如在图1中所说明的，传感器2到6各分别连接至发送器/接收器电路9、10、11、12和13。发送器/接收器电路9至13一方面循环激励超声波传感器2到6以发射超声波信号，且另一方面测量在发送超声波信号与接收各自目标回波之间的目标回波发送时间，其由第一超声波传感器或其他超声波传感器2到6之一发射，由待测量其离各自超声波传感器的距离的目标加以反射并由第一或其他超声波传感器2到6来接收。为此，在块8中以彼此平行且彼此相等的距离(优选5cm至10cm)来配置超声波传感器2到6。选择此处超声波传感器2到6的相互距离，使得在优选要求约40cm的最小测量装置处导致由该等超声波传感器2到6产生的且包含(例如)10°的检测角的超声波锥重叠。由图1中的A指示距离计量装置1的操作范围。控制单元7进一步包含微电脑14，其中将发送器/接收器电路或单元9至13的两个各自控制输入直接连接至微电脑14。此可为(例如)8031类型的标准微电脑。微电脑14不仅能够经由数字模拟转换器15产生模拟信号，而且能够经由串行接口16传递数据。在微电脑14的输出产生距离或间隙测量信号或控制信号，以改变施工机器的操作电平。为完整起见，应提及也可称作发送器/接收器电路的控制单元7在此状况下具有干线电路连接17。此外，块8含有也连接至微电脑14的温度传感器18。在下文中，参看图2A与2B，其比较地展示了根据DE 38 16 198 C1的距离计量装置的特别优点。图2A展示了说明具有单个超声波传感器S以检测引导构件F(例如拉紧的电缆)的距离计量构件的原理。若使用所述计量装置，目标或引导装置F未直接设置于传感器S，则由于引导装置不再接触循环线持续相同的声波发送时间而将导致误差。若使用具有更宽检测角的传感器S，则即使将引导构件F移动至与图2A不同的另一侧，仍可检测引导构件F，然而，由于更宽角度的声波锥，也将发生增加的测量误差。如在根据DE 38 16 198 C1的位置计量装置1的方块2B中所展示的，可通过提供复数个超声波传感器2至5避免该等误差，其可自引导装置F的位置及横向移动的位置F min的说明中了解。参看图3，将在随后解释用于相对于引导电缆F的位置的测定的超声波距离计量装置1的使用。在此说明中，如在图2A与2B的说明中，仅描述了传感器和塑料块，然而未描述也存在于该等实施例中的控制单元。然而，所选择的说明足以解释操作模式。在根据图3的实施例中，将超声波传感器2至5配置为横跨移动方向，且因此横跨引导电缆F。优选将首先激励发射超声波信号的中间的超声波传感器3、4，且其后转换至接收的超本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于一施工机器的控制传感器，其通过检测该控制传感器相对于一参考元件（Ｆ，２６）的相对位置而产生高度控制信号，该控制传感器包含：复数个超声波传感器（２到６），用以检测该参考元件（Ｆ，２６）；及一控制单元（７），其用于驱动该等至少两个超声波传感器（２到６）并产生该等高度控制信号，该控制单元（７）可操作以在一个测量循环中激励该等超声波转换器之一（２）以发射一超声波信号并驱动至少一个其它超声波转换器（３到６）以接收该反射信号。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：维利巴尔德泽尔，马丁扎尔尼科，
申请(专利权)人：玛博移动自动控制公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]