CN101205699B - 路面碾轧机械和用于测量碾轧深度的方法 - Google Patents

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Abstract

一种自驱动路面碾轧机械(1)，尤其是一种(循环器或)低温碾轧机械，包括通过提升柱(12，13)由轨道组件(2，3)承载的机械框架(4)、支承在机械框架(4)上用于处理地面或道路表面(8)的碾轧滚子(6)、用于边缘保护的高度可调节的侧板(10)，其被布置成压在待处理的地面或道路表面(8)上、布置在移动方向上碾轧滚子(6)的后面并适于在操作过程中下降到由碾轧滚子(6)产生的碾轧轨迹(17)内的高度可调节的梳刷装置(14)，以及用于控制碾轧滚子(6)的碾轧深度的控制装置(23)，所述机械被设置成至少一个测量装置(16)可操作地检测由当前碾轧深度引起的压在地面或道路表面(8)上的第一传感器装置的提升，和/或碾轧轨迹(17)的表面上的梳刷装置(14)或第二传感器装置的下降，控制装置(23)通过至少一个测量装置(16)的测量值获得在碾轧滚子(6)的梳刷装置(14)或第二传感器装置的水平面处的当前碾轧深度。

Description

路面碾轧机械和用于测量碾轧深度的方法
相关国外申请
本申请要求以2006年12月22日提交的德国专利申请No.102006062 129.8作为优先权，该申请在此引入作为参考。
技术领域
本发明涉及一种自驱动路面碾轧机械，尤其是一种低温碾轧机械，以及一种用于测量碾轧深度的方法。
背景技术
对于这种路面碾轧机械，机械框架由轨道组件支承，所述轨道组件包括通过提升柱连接在机械框架上的轮子或履带，提升柱可以保持机械框架处于水平平面或平行于地面或在预定纵向和/或横向倾斜状态下。
用于对地面或道路表面进行加工的碾轧滚子支承在机械框架上。
在碾轧滚子前端侧面附近设置高度可调节的侧板作为路面碾轧机械外壁的边缘保护器，所述侧板在操作过程中压在碾轧轨迹横向非碾轧边缘的地面或道路表面上。在行进方向上看到在碾轧滚子后面设置高度可调节的梳刷装置，其在操作过程中可以下降到由碾轧滚子形成的碾轧轨迹上以脱去存留在碾轧轨迹中的碾轧材料。此外，路面碾轧机械具有用于控制碾轧滚子的碾轧深度的控制装置。
已知路面碾轧机械存在的问题是碾轧深度无法得到足够精确地控制，为此在碾轧操作过程中必须手工反复测量碾轧深度。尤其是在碾轧坚硬道路表面例如混凝土的情况下，工具严重磨损，使得碾轧深度设定受到降低切割圆直径的影响。例如，当碾轧混凝土时工具的磨损会导致在仅碾轧很少的100米之后碾轧半径就差15毫米，从而测量侧板例如相对于机械框架的调节无法足够精确。如果碾轧深度不足，则不得不耗费时间重新加工碾轧轨迹。如果碾轧轨迹太深，则不得不耗费时间重新加工碾轧轨迹。如果碾轧轨迹太深，则不 得不向后添铺更多的建筑材料以获得所需的地面或道路表面水平等级。
发明内容
本发明的目的是提高路面碾轧机械操作过程中测量碾轧深度的精度并由此最大程度地减小与预定碾轧深度的偏差。
本发明有利地是设置成至少一个测量装置检测压在地面或道路表面上的第一传感器装置的提升和/或第二传感器装置下降到碾轧轨迹的底部，提升或下降响应当前的碾轧深度而起作用。通过由至少一个测量装置提供的测量值，控制装置可以确定在碾轧滚子测量装置或第二传感器装置水平面的碾轧深度。
在此，优选在靠近碾轧滚子后面布置的梳刷装置的水平面上实施测量，或者如果设置单独的传感器装置，则直接在梳刷装置后面。
采用梳刷装置作为传感器装置的有利之处在于不会由碾轧轨迹的不平引起任何测量误差。另一有利之处在于可以防止梳刷装置底部边缘磨损。
作为备选，控制装置可以采用至少一个测量装置的测量值确定碾轧滚子当前在碾轧滚子轴线水平面处的碾轧深度。优选地，这一点通过还要考虑到机械框架倾斜位置的计算来完成。
优选通过位置传感装置构成测量装置。在一种实施方式中，设置成通过布置在碾轧滚子前侧任意一侧的至少一个侧板构成第一传感器装置，从而高度可以调节并可以相对于机械框架枢转。侧板压在地面或道路表面上或者压靠这些表面，使得如果另外在相对于机械框架的碾轧轨迹上完成第二传感器装置位置变化的测量，则在操作过程中所述侧板相对于机械框架的位置变化可以准确确定碾轧深度。
同时对于侧板，有利的是防止底部边缘受到磨损。
在此，测量装置可以包括与侧板和/或梳刷装置相连的电缆线路，以及作为位置传感器的相关电缆线路传感器，其测量侧板和梳刷装置相对于机械框架的位置的变化或者至少一个侧板相对于梳刷装置或第二传感器装置的相对位移。
优选地，与侧板和梳刷装置相连的电缆线路在大致延伸于梳刷装置水平面的基本上垂直的平面内横断碾轧轨迹布置。
因此，可以避免的是由于在侧板处的测量相对于在梳刷板处的测量采用不同基准面而引起的测量误差。
为了实现这一目的，可以设置成电缆线路一方面与梳刷装置相连，另一方面通过导向滚子与至少一个侧板相连，使得电缆线路传感器直接测量例如导向滚子处的碾轧深度。
在另一备选实施方式中，可以设置成侧板在面向侧板的侧边缘上具有相应的测量装置，其测量梳刷装置相对于至少一个相邻侧板的相对位移或者至少一个侧板相对于梳刷装置的相对位移。
根据另一备选实施方式，梳刷装置可以包括作为第一传感器装置的至少一个高度可调节的梁，其在梳刷装置中得到垂直和线性引导并横断行进方向延伸，所述梁压在碾轧轨迹旁边的地面或道路表面上，可以通过测量装置测量梁相对于梳刷装置的位置，优选是相对高度和/或倾斜度。
由于重力作用，侧板可压在由碾轧碾轧机械碾轧的碾轧轨迹旁边的地面或道路表面边缘上，或者备选地它们可以通过液压装置压靠在边缘上。
梳刷装置还可以利用液压装置压靠在碾轧轨迹的表面上。
用于将侧板压在地面或道路表面上或者用于将梳刷装置压在碾轧轨迹底部的液压装置可以包括集成的位置传感系统。
为了提升或下降侧板和/或梳刷装置，可以设置多个优选两个各自具有集成位置传感系统的活塞/气缸单元，它们的位置传感信号由控制装置采用以根据梳刷装置和至少一个第一传感器装置的位置之间的相对差值计算当前碾轧深度。
从测量装置接收位置传感信号的控制装置适于自动控制在行进方向上观察到的后提升柱的提升状态，以在机械框架与所需碾轧深度处地面或道路表面之间建立平行度。
压在道路表面上以相对于机械框架枢转的侧板可以包括在行进方向上间隔布置的测量装置，控制装置能够根据来自侧板和梳刷装置的测量信号之间的差值测量机械框架相对于地面或道路表面的纵向和/或横向倾斜度。
前和/或后提升柱可以包括检测提升状态的位置传感系统。从测量装置接收位置传感信号的控制装置可以控制所有提升柱的状态，使 得机械框架沿行进方向具有预定倾斜度或预定的与行进距离相关的横向倾斜度。
优选地，采用前提升柱调节碾轧滚子的碾轧深度的当前设定值。
附图说明
以下参照附图对本发明的优选实施方式进行详细描述。
图中：
图1表示低温碾轧机械，
图2表示连接在梳刷板上的第一传感器装置，
图3表示用于提升或下降梳刷装置梳刷板的两个活塞/气缸单元，
图4表示用于测量侧板与梳刷装置之间位置差的光学装置，
图5表示设置在侧板与梳刷装置之间的电缆线路测量装置，
图6表示优选实施方式，以及
图7a，b，c是在机械框架与地面或道路表面之间缺乏平行度时在梳刷装置的梳刷板上产生的测量误差的示意图。
具体实施方式
图1所示的路面碾轧机械包括由轨道组件支承的机械框架4，所述轨道组件具有前履带2和至少一个后履带3。履带2，3通过提升柱12，13与机械框架4相连。可以认识到可以采用轮子代替履带2，3。
利用提升柱12，13，机械框架4可以提升或下降或移动到相对于地面或道路表面8的预定倾斜位置。支承在机械框架4上的碾轧滚子6由滚子壳体9封装，在行进方向上观察，滚子壳体9在前部向输送带11开口，输送带11将机械框架4前部的碾轧材料输送到第二输送装置13。出于其长度的原因，在图1中没有完全示出可以用来例如将碾轧过材料输送给卡车的第二输送装置13。在碾轧滚子6的后面布置高度可调节的梳刷装置14，其在操作过程中具有接合在由碾轧滚子6形成的碾轧轨迹17内并梳刷碾轧轨迹17底部的梳刷板15，使得没有任何碾轧材料留在梳刷板后面的碾轧轨迹17中。
在碾轧滚子6上方设置具有用于车辆操作者的控制面板的驾驶员平台5，用于完成对所有的驱动和碾轧操作的控制功能。其还包括 用于控制碾轧滚子6的碾轧深度的控制装置23。
布置在碾轧滚子6前端附近任意一侧的侧板10以及梳刷装置14具有测量装置16，其可以确定在梳刷装置14水平面处的当前碾轧深度或者计算在碾轧滚子旋转轴线水平面处的碾轧深度。在此，在与地面或道路表面正交的平面上确定碾轧深度，该平面平行于碾轧滚子的旋转轴线并包括旋转轴线。
因而可以测定第一传感器装置例如侧板10在地面或道路表面8上的位置和/或第二传感器装置例如梳刷装置的下降。优选由位置传感装置构成的测量装置16测量传感器装置例如侧板10或者梁20或者梳刷板15相对于机械框架4或彼此相对的位移。
图2所示的实施方式表示梁20作为传感器装置压在地面或道路表面8上并通过梳刷装置的梳刷板15在线性延伸和与梳刷板15的底部边缘正交的槽24中得到引导。可以认识到可以在梳刷板15上设置两个相互平行的槽24或者作为传感器装置的梁20可以以不同的方式得到引导以在梳刷装置14处实现高度可调节。以位置传感装置形式设置的测量装置16检测梁20相对于梳刷装置14的位移。如果采用两个水平间隔的槽24，则可以单独检测碾轧轨迹17左侧和碾轧轨迹17右侧的碾轧深度。而且，这样提供了确定机械框架4相对于地面  或道路表面8的倾斜度的可能性。
图3表示另一实施方式，其中梳刷装置14的梳刷板15可以通过液压装置得到提升或下降。液压装置由具有集成的位置传感系统的活塞/气缸单元26，28构成。这意味着活塞/气缸单元26，28不仅允许梳刷装置进行行程运动，而且产生位置信号。
从图3中可以看到，活塞/气缸单元26，28一端连接在机械框架4上并且另一端连接在梳刷板15上。
图4表示一种实施方式，其中侧板10与梳刷板15之间的相对运动直接得到测量以检测碾轧轨迹17的碾轧深度。为了实现这一目的，测量装置16的构件38，40设置在例如侧板10上和在梳刷板15上与其相对的位置，这些构件可以检测梳刷板15相对于侧板10的相对位移。该位移与图4中的碾轧深度s相对应。这种测量相对位移的测量装置例如可以由例如通过光学传感器读取刻度的光学系统或者由电磁或传感系统构成。
作为备选并在图5中示出的是，在侧板10与梳刷板15之间的相对位置传感系统还可以由电缆线路22组合电缆线路传感器21来构成。电缆线路22一方面与梳刷装置14的梳刷板15相连，另一方面通过导向滚子35与至少一个侧板10相连，使得来自电缆线路传感器21的信号可以立即指示出当前的碾轧深度值。
侧板10本身可以通过监测它们相对于机械框架4的位置而被用作第一传感器装置或者通过电缆线路和电缆线路传感器或通过具有集成的位置传感装置的活塞/气缸单元30，32被用作第二传感器装置。
例如，测量装置还可以测量侧板10相对于机械框架4的位移。如果采用两个测量装置，在行进方向观察一个在侧板10的前部，一个在其后面，则通过比较对碾轧滚子6两侧的两个侧板10的测量值还可以确定机械框架4相对于地面或道路表面8的纵向倾斜度或者还可以确定机械框架4的横向倾斜度。
图6表示一种优选实施方式，其中包括安装在机械框架4上的电缆线路传感器21的电缆线路22布置在梳刷装置15的两侧。在机械的任意一侧，侧板10还具有紧固在机械框架4上的电缆线路22和电缆线路传感器21。碾轧深度s根据侧板10和梳刷装置15的电缆线路传感器21的测量值之间的差值得到确定。在此，优选应该在基本上同一垂直平面内做出测量以避免测量误差。
图7a-7c表示用于侧板10和梳刷板14的电缆线路传感器21，视图仅仅表示一个电缆线路传感器21，因为电缆线路传感器前后布置在基本上同一平面上。
图7a，b，c所示的是地面或道路表面8不与机械框架4平行的情形，由于存在角度误差，由测量装置示出的测得的碾轧深度值必须得到修正，因为机械框架4的纵向倾斜度会扰乱梳刷板15水平面处或者梳刷装置14附近的第二传感器装置的测量信号。由于几何关系也就是梳刷板15距碾轧滚子6的旋转轴线的距离固定，已知在行进方向上与水平的角度偏差，测得的碾轧深度值可以得到修正，并且可以计算碾轧滚子轴线水平面处的当前碾轧深度。例如可以通过轨道组件2，3的提升柱12，13或活塞/气缸单元30，32的位置确定在行进方向上的角度偏差。
从图7a-c中还可以得知侧板10相对于机械框架4枢转的程度。由于活塞/气缸单元30，32还具有位置传感系统，因此这些测量信号还可以被用作对电缆线路传感器21的备选，以确定侧板10距机械框架4的距离。
图7c表示在机械框架4地面平行位置的至少一个侧板10的位置。在图7a-7c中示出的梳刷板15位于滚子壳体9上，使得梳刷板14距碾轧滚子6旋转轴线的距离可以明确得到确定，从而在机械框架4不平行于地面的情况下可以计算碾轧深度修正值。
控制装置23可以根据接收的位置传感信号计算碾轧滚子轴线的水平面处的当前碾轧深度，并且还可以产生碾轧滚子6垂直调节的控制信号。
优选地，控制装置23可以自动控制在行进方向上观察到的至少一个后提升柱13的提升状态，以建立机械框架4与地面或道路表面8之间或与水平平面或与预定所需碾轧平面的平行度。
尽管已经参照特定实施方式描述和示出了本发明，但并不意味着本发明局限于那些示例性实施方式。本领域技术人员将会认识到在不脱离由以下权利要求限定的本发明的真实范围的前提下可以做出变形和修改。因此所有落在附加权利要求及其等效内容范围内的那些变形和修改都包含在本发明内。

Claims (31)

1.一种自驱动路面碾轧机械(1)，包括：
-通过提升柱(12，13)承载机械框架(4)的轨道组件，
-支承在机械框架(4)上用于处理地面或道路表面(8)的碾轧滚子(6)，
-用于边缘保护的高度可调节的侧板(10)，其被布置成压在待处理的地面或道路表面(8)上，
-布置在移动方向上碾轧滚子(6)的后面并适于在操作过程中下降到由碾轧滚子(6)产生的碾轧轨迹(17)内的高度可调节的梳刷装置(14)，以及
-用于控制碾轧滚子(6)的碾轧深度的控制装置(23)，
其特征在于，
至少一个测量装置(16)可操作地检测由当前碾轧深度引起的压在待处理地面或道路表面(8)上的第一传感器装置的提升，和/或碾轧轨迹(17)的表面上的第二传感器装置的下降，控制装置(23)通过至少一个测量装置(16)的测量值获得碾轧滚子(6)的碾轧深度。
2.如权利要求1所述的路面碾轧机械，其特征在于，控制装置(23)通过至少一个测量装置(16)的测量值获得碾轧滚子(6)在第二传感器装置水平面处的碾轧深度。
3.如权利要求1所述的路面碾轧机械，其特征在于，控制装置(23)通过至少一个测量装置(16)的测量值获得碾轧滚子(6)在碾轧滚子轴线的水平面处的当前碾轧深度。
4.如权利要求1-3中的任意一项所述的路面碾轧机械，其特征在于，第二传感器装置包括梳刷装置(14)。
5.如权利要求1-3中的任意一项所述的路面碾轧机械，其特征在于，测量装置(16)包括位置传感装置。
6.如权利要求1-3中的任意一项所述的路面碾轧机械，其特征在于，第一传感器装置包括至少一个侧板(10)，所述侧板以相对于机械框架(4)高度可调节并可枢转的方式布置在碾轧滚子(6)端侧 的两侧。
7.如权利要求1-3中的任意一项所述的路面碾轧机械，其特征在于，测量装置(16)包括与第一传感器装置和/或第二传感器装置相连的电缆线路(22)以及作为位置传感装置的电缆线路传感器(21)。
8.如权利要求1-3中的任意一项所述的路面碾轧机械，其特征在于，测量装置(16)检测第一传感器装置相对于第二传感器装置的位移，或者分别检测第一传感器装置和第二传感器装置相对于机械框架(4)的位移。
9.如权利要求7所述的路面碾轧机械，其特征在于，电缆线路(22)一方面连接在梳刷装置(14)上，另一方面通过偏移滚子(35)连接在至少一个侧板(10)上，使得电缆线路传感器(21)直接检测碾轧深度。
10.如权利要求6所述的路面碾轧机械，其特征在于，在面向侧板(10)的侧边缘上的梳刷装置(14)各自包括一个用于测量梳刷装置(14)相对于至少一个侧板(10)的相对位移的测量装置(16)。
11.如权利要求1或2所述的路面碾轧机械，其特征在于，梳刷装置(14)包括至少一个高度可调节的梁(20)，其在梳刷方向上与梳刷装置(14)的下边缘正交地得到引导，并且横断移动方向延伸，所述梁作为第一传感器装置，所述梁压在靠近碾轧轨迹(17)的地面或道路表面(8)上，通过测量装置(16)可以测量梁相对于梳刷装置(14)的位置。
12.如权利要求11所述的路面碾轧机械，其特征在于，通过测量装置(16)可以测量梁相对于梳刷装置(14)的高度和倾斜度。
13.如权利要求6所述的路面碾轧机械，其特征在于，在重力作用下，侧板(10)压在由碾轧滚子(6)碾轧的碾轧轨迹附近的边缘上。
14.如权利要求6所述的路面碾轧机械，其特征在于，设置液压装置将侧板(10)压在由碾轧滚子(6)碾轧的碾轧轨迹(9)附近的边缘上和/或将梳刷装置(14)压在碾轧轨迹(9)的底部。
15.如权利要求9所述的路面碾轧机械，其特征在于，液压装置 包括具有集成的位置传感装置的活塞/气缸单元(26，28)。
16.如权利要求6所述的路面碾轧机械，其特征在于，为了提升或下降侧板(10)和/或梳刷装置(14)，设置多个优选分别设置两个具有集成位置传感系统的活塞/气缸单元(26，28，30，32)，位置传感系统相对于机械框架(4)的位置传感信号可以由控制装置(23)利用计算当前碾轧深度。
17.如权利要求1-3中的任意一项所述的路面碾轧机械，其特征在于，接收测量装置(16)的位置传感信号的控制装置(23)可操作地自动控制后提升柱(13)在移动方向上的提升状态，以在机械框架(4)与地面或道路表面(8)或预定碾轧表面之间建立平行度。
18.如权利要求17所述的路面碾轧机械，其特征在于，以相对于机械框架(4)可枢转方式压在地面或道路表面(8)上的侧板(10)具有在移动方向上相互成一定距离布置的两个测量装置(16a，16b)，并且控制装置(23)可操作地根据侧板(10)的测量信号之间的差值测量机械框架(4)相对于地面或道路表面(8)的纵向倾斜度和/或横向倾斜度。
19.如权利要求1-3中的任意一项所述的路面碾轧机械，其特征在于，前和/或后提升柱(12，13)具有用于检测提升状态的位置传感系统。
20.如权利要求1-3中的任意一项所述的路面碾轧机械，其特征在于，接收测量装置(16)的位置传感信号的控制装置(23)可操作地控制所有提升柱(12，13)的提升状态，使得机械框架(4)具有与移动方向横断的预定横向倾斜度或预定的横向倾斜度与行进距离相关的过程。
21.如权利要求19所述的路面碾轧机械，其特征在于，碾轧滚子(6)的碾轧深度的当前所需值可以通过前提升柱(12)调节。
22.如权利要求1-3中的任意一项所述的路面碾轧机械，其特征在于，接收侧板(10)和/或梳刷装置(14)以及所有提升柱(12，13)的所有测量装置(16)的位置传感信号的控制装置(23)根据测量装置(16)的位置传感信号和/或根据碾轧深度所需值所需的与位 置相关的变化设定处理路线长度过程中所得到的提升柱(12，13)的提升位置。
23.如权利要求1-3中的任意一项所述的路面碾轧机械，其特征在于，可以设定测量装置(16)在未碾轧地面或道路表面(8)上的测量信号的零电平。
24.如权利要求1-3中的任意一项所述的路面碾轧机械，其特征在于，每个提升柱(12，13)在其下端包括用于轮子或履带组件的承载装置(11)，并且距离传感器(30)可操作地测量承载装置(11)距地面或道路表面(8)的距离以及向控制装置(23)传递有关提升柱(12，13)提升位置的测量信号和/或向控制装置(23)传递有关碾轧滚子(6)碾轧深度的测量信号。
25.如权利要求1-3中的任意一项所述的路面碾轧机械，其特征在于，碾轧滚子(6)基本上沿机械框架(4)的整个加工深度延伸。
26.如权利要求1-3中的任意一项所述的路面碾轧机械，其特征在于，碾轧滚子(6)以高度可调节的方式支承在机械框架(4)上。
27.如权利要求1-3中的任意一项所述的路面碾轧机械，其特征在于，控制装置(23)根据接收的位置传感信号获得当前的碾轧深度并产生用于调节碾轧滚子(6)的高度的控制信号。
28.如权利要求1所述的路面碾轧机械，其中所述路面碾轧机械是低温碾轧机械。
29.一种用于测量路面碾轧机械(1)的碾轧深度的方法，所述碾轧机械可操作地通过碾轧滚子(6)碾轧地面或道路表面(8)，为了进行碾轧，具有碾轧滚子(6)的路面碾轧机械(1)与预定碾轧深度相对应地下降，在所述路面碾轧机械上侧板(10)至少在一侧靠近碾轧轨迹(17)被放置在未处理的地面或道路表面(8)上，并且梳刷板(15)将下降到由碾轧滚子(6)产生的碾轧轨迹(17)内，
其中通过检测对未处理地面或道路表面(8)的位置进行感应的至少一个第一传感器装置的测量值相对于对碾轧轨迹(17)的地面的位置进行感应的第二传感器装置的测量值或者通过测量两个传感器装置相对于机械框架(4)的测量值完成碾轧轨迹(17)的碾轧深度 的测量。
30.如权利要求29所述的方法，其特征在于，靠近碾轧轨迹(17)的侧边缘通过侧板(10)压紧，并且至少一个侧板(10)被用作所述第一传感器装置，用于梳刷得到碾轧的表面的梳刷板(15)被用作所述第二传感器装置。
31.如权利要求29或30所述的方法，其特征在于，当路面碾轧机械不平行于地面或道路表面(8)延伸时，根据所述第二传感器装置与碾轧滚子(6)的旋转轴线之间的距离完成测得的碾轧深度值的修正。 
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