土木工程机械和用于控制土木工程机械的方法技术

本发明专利技术涉及一种自驱动土木工程机械，尤其是滑模铺料机、铺路机或路面磨铣机械，以及一种控制自驱动土木工程机械的方法。本发明专利技术的土木工程机械包括控制单元(7)，其具有用于确定数据的装置，所述数据限定土木工程机械上的基准点(R)相对于独立于土木工程机械的位置和定向的坐标系统(X，Y，Z)的位置和/或定向。与此同时，土木工程机械还具有用于确定在独立于土木工程机械的位置和定向的坐标系统(X，Y，Z)中限定所需曲线的数据的装置以及用于以土木工程机械上的基准点(R)沿起始于预设起点的所需曲线移动的方式依据限定所需曲线的数据控制驱动单元的装置，土木工程机械在预设起点上处于地面上的预设位置和定向。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及自驱动土木工程机械，具体地涉及一种路面磨铣机械、铺路机或滑模 铺料机，以及一种控制自驱动土木工程机械尤其是路面磨铣机械、铺路机或滑模铺料机的 方法。
技术介绍
存在多种已知型式的自驱动土木工程机械。具体地，这些机械包括已知的滑模铺 料机、铺路机和路面磨铣机械。这些自驱动土木工程机械的特征在于它们具有作业单元，所 述作业单元包括用于在地面上产生构造或用于对地面做出改变的作业装置。在已知的滑模铺料机中，作业单元包括用于模压可流动材料尤其是混凝土的装 置，该装置下文被称为混凝土模具。利用混凝土模具可以造出不同型式的构造，例如防撞护 栏或路沟。例如在EP 1103659B1中描述了滑模铺料机。已知的铺路机通常具有作为它们作业单元的刮板。刮板在铺路机从摊铺方向看处 于后部的那一端部布置成由下滑板支承在铺设的路面覆盖材料上并由此形成对材料的预 压实。已知的路面磨铣机械的作业单元是磨铣装置，其具有装有磨铣工具的磨铣滚筒， 通过该磨铣滚筒在预定作业宽度上材料从地面上被铣掉。已知的自驱动土木工程机械还具有驱动单元和控制单元，驱动单元具有可以执行 平移和/或旋转运动的驱动装置，控制单元用于以土木工程机械在地面上执行平移和/或 旋转运动的方式控制驱动单元。当自驱动土木工程机械得到自动控制时，产生的问题是在土木工程机械上的预设 基准点必须沿地面上的预设曲线精确移动，从而例如使预设形状的构造能够在地面上的准 确位置和准确定向上形成。控制滑模铺料机的已知方法以使用沿所需曲线铺设的导向金属线或导向线为前 提，土木工程机械上的基准点沿所述线移动。通过采用导向金属线或导向线可以有效形成 细长目标例如防撞隔离墩或路沟。然而，当要形成小尺寸的构造例如雪茄形交通岛(通过 延伸一小段距离并具有严格半径来区别)时，使用导向金属线或导向线被发现存在缺陷。还已知通过采用全球卫星定位系统(GPQ控制自驱动土木工程机械。例如从US A 5，612，864中了解到具有GPS接收器的土木工程机械。缺陷在于采用主测量系统标定目标位置以控制土木工程机械因工程项目非常复 杂并且目标必须安装在其中而导致需要很大的技术成本和很高的复杂性。尤其耗费成本和 复杂的是必须在测量系统中对多个基准点的位置实施定位。高成本和复杂性仅对较大目标 才合理。另一方面对于较小目标来说，成本和复杂性高的不成比例。安装在复杂建筑项目中的目标的另一缺陷在于实践中，对于较小目标，经常必须 为固定点例如现有的水龙头或现场的排水管留出余量，这样可能无法准确定位在它们在计 划中的位置。如果项目数据与实际局部情况不相符，则项目数据必须离开现场在办公室里以相对较高的成本得到修改，并且随后必须在现场再次读取修改后的项目数据。
技术实现思路
因此本专利技术的目的是提供一种自驱动土木工程机械，尤其是路面磨铣机械、铺路 机或滑模铺料机，其在定位方面无需任何特别大的成本或复杂性就可以以高精度沿所需曲 线自动移动，所述曲线延伸相对较短行进距离并具有严格半径。另一目的是限定一种使自 驱动土木工程机械在定位方面无需任何特别大的成本或复杂性就可以以高精度沿所需曲 线自动移动的方法，所述曲线延伸相对较短行进距离并具有严格半径。根据本专利技术通过如下技术方案实现这些目的。依照本专利技术一方面的自驱动土木工程机械，具有底盘，布置在底盘上的作业单元， 其具有用于在地面上制成构造或用于使地面发生变化的作业装置，驱动单元，其具有驱动 装置以使土木工程机械可以在地面上完成平移和/或旋转移动，以及用于以土木工程机械 在地面上执行平移和/或旋转移动的方式控制驱动单元的控制单元，控制单元具有用于预 设待制造的构造或要发生变化的地面的给定几何形状的装置，用于确定数据的装置，所述 数据限定土木工程机械上的基准点相对于坐标系统的位置和/或定向，所述坐标系统独立 于土木工程机械的位置和定向，用于确定限定所需曲线的数据的装置，其被设计成使得限 定所需曲线的数据根据待制造的构造或要发生变化的地面的预设几何形状以及根据土木 工程机械上的基准点在独立于土木工程机械的位置和定向的坐标系统中的位置和定向得 到确定，所需曲线是土木工程机械上的基准点在独立于土木工程机械的位置和定向的坐标 系统中移动所沿的曲线，以及用于控制驱动单元的装置，其以土木工程机械上的基准点沿 起始于预设起点的所需曲线移动的方式依据限定所需曲线的数据控制驱动单元，土木工程 机械在预设起点上处于地面上的预设位置和定向。依照本专利技术一方面的用于控制自驱动土木工程机械，包括以下步骤预设待制造 的构造或要发生变化的地面的给定几何形状，确定限定土木工程机械上的基准点相对于坐 标系统的位置的数据，所述坐标系统独立于土木工程机械的位置和定向，基于待制造的构 造或要发生变化的地面的预设几何形状以及基于土木工程机械上的基准点在独立于土木 工程机械的位置和定向的坐标系统中的位置和定向确定限定所需曲线的数据，所需曲线是 土木工程机械上的基准点在独立于土木工程机械的位置和定向的坐标系统中移动所沿的 曲线，以及以土木工程机械上的基准点沿起始于预设起点的所需曲线移动的方式依据限定 所需曲线的数据控制土木工程机械，土木工程机械在所述预设起点处于地面上的预设位置 和定向。依照本专利技术一方面的使用如上所述的自驱动土木工程机械在地面上制造构造或 使地面发生变化的方法包括，在地面上选定土木工程机械移动的起点并规定土木工程机械 在起点的定向，土木工程机械移动到选定的起点并在起点处对准在规定的定向上，确定土 木工程机械移动的所需曲线，以及土木工程机械沿所需曲线移动以在地面上制造构造和/ 或使地面发生变化。本专利技术的土木工程机械包括控制单元，其具有用于预设待制造的构造或要发生变 化的地面的给定几何形状的装置。所述给定的几何形状例如可以是雪茄形的交通岛。其可 以通过机械的操作人员输入或选定。本专利技术的自驱动土木工程机械还具有用于确定数据的装置，所述数据限定土木工 程机械上的基准点相对于独立于土木工程机械的位置和定向的坐标系统的位置和/或定 向。独立于与机械相关的坐标系统的坐标系统可以按照需要选定，因此无需在地面上绘制 多个基准点的位置。本专利技术的控制系统的操作基于土木工程机械移动到在地面上自由选择的预设起 点。在该预设起点处，土木工程机械对准在预设定向上。因此规定了目标的位置和定向。从 而，目标一直最佳地布置在地面上，对任何可行的固定点留有适当余量。起点可以例如位于 地面上已经存在的沟的拐角处，其位置无需与平面规划完全一致。与此同时，土木工程机械的控制单元还具有用于确定限定所需曲线的数据的装 置，所需曲线是土木工程机械上的基准点(R)在独立于土木工程机械的位置和定向的坐标 系统(X，Y，Z)中移动所沿的曲线。用于确定限定所需曲线的数据的装置被设计成使得限定 所需曲线的数据基于待制造的构造或要发生变化的地面的预设几何形状以及基于土木工 程机械上的基准点(R)在独立于土木工程机械的坐标系统(Χ，Υ，Ζ)中的位置和定向得到确 定。限定所需曲线的数据可以是由所需曲线覆盖的距离和/或其曲率。该数据取决于 目标的形状。在优选实施方式中，用于控制驱动单元的装置被设计成驱动单元依据基准点在独 立于土木工程机械的位置和定向的坐标系统中的位置和定向得到控本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种自驱动土木工程机械，具有底盘（３），布置在底盘上的作业单元（６），其具有用于在地面上制成构造（１０）或用于使地面发生变化的作业装置，驱动单元（４Ａ，４Ｂ；５Ａ，５Ｂ），其具有驱动装置以使土木工程机械可以在地面上完成平移和／或旋转移动，以及用于以土木工程机械在地面上执行平移和／或旋转移动的方式控制驱动单元的控制单元（７），其特征在于，控制单元（７）具有用于预设待制造的构造或要发生变化的地面的给定几何形状的装置，用于确定数据的装置，所述数据限定土木工程机械上的基准点（Ｒ）相对于坐标系统（Ｘ，Ｙ，Ｚ）的位置和／或定向，所述坐标系统（Ｘ，Ｙ，Ｚ）独立于土木工程机械的位置和定向，用于确定限定所需曲线的数据的装置，其被设计成使得限定所需曲线的数据根据待制造的构造或要发生变化的地面的预设几何形状以及根据土木工程机械上的基准点（Ｒ）在独立于土木工程机械的位置和定向的坐标系统（Ｘ，Ｙ，Ｚ）中的位置和定向得到确定，所需曲线是土木工程机械上的基准点（Ｒ）在独立于土木工程机械的位置和定向的坐标系统（Ｘ，Ｙ，Ｚ）中移动所沿的曲线，以及用于控制驱动单元的装置，其以土木工程机械上的基准点（Ｒ）沿起始于预设起点的所需曲线移动的方式依据限定所需曲线的数据控制驱动单元，土木工程机械在预设起点上处于地面上的预设位置和定向。...

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：M·弗里茨，C·巴里马尼，G·亨，
申请(专利权)人：维特根有限公司，
类型：发明
国别省市：DE