CN113494039A - 带有横向轮廓控制的路面修整机 - Google Patents

带有横向轮廓控制的路面修整机 Download PDF

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Abstract

带有熨平板(3)的路面修整机(1)，其中，熨平板(3)包括至少一个压实单元(5、7、9)，并且路面修整机(1)还包括GNSS接收器(25)以及材料传送器(13)。路面修整机(1)还包括电子控制系统(19)，其包括存储器(21)和数据处理器(23)，其中在存储器(21)中存储数字施工数据(37)，特别是待修整的路面(15)的标称高度轮廓(43)。控制系统(19)被配置为基于施工数据(37)自动控制设置在路面修整机(1)上的致动器机构(17、55、61、67)，以安装具有标称高度轮廓(43)的铺设材料(11)，从而为由GNSS接收器(25)确定的路面修整机(1)的相应位置坐标点(45)安装已定义的横向轮廓。

Description

带有横向轮廓控制的路面修整机
技术领域
本发明涉及一种路面修整机和用于操作路面修整机的方法。
背景技术
道路路面通常不仅以完全水平且平坦的形式构造，而且具有横向轮廓以实现有利的效果，例如改善雨水的排放。例如，笔直路段以横向拱曲度结束，即它们从道路中心的最高线两侧向外侧倾斜。弯道以从内到外的弯道半径增加的弯面倾斜度(superelevation)来形成。为了能够用路面修整机安装这种轮廓，迄今为止已知的是改变熨平板整体的侧坡度并分别使熨平板的区段倾斜。调节是由操作员进行的，例如通过校平油缸的液压调节，或通过可手动操作的调节螺母。从EP 0 849 399 B1中已知部分自动控制。
发明内容
本发明的目的是提供一种具有改进的用于自动横向轮廓控制的控制系统的路面修整机以及改进的用于操作路面修整机的方法。
该目的通过如下所述的优选实施例中的路面修整机或通过如下所述的优选实施例中的路面修整机的操作方法来实现。本发明的其他有利的改进方案在如下所述的优选实施例中描述。
根据本发明的路面修整机包括熨平板，该熨平板包括至少一个压实单元。路面修整机还包括GNSS接收器、材料传送器和电子控制系统，该电子控制系统又包括存储器和数据处理器。在该存储器中，存储数字施工数据，特别是待修整的道路路面的标称高度轮廓。所述控制系统被配置为基于所述施工数据自动控制设置在路面修整机上的致动器机构，特别是校平油缸和/或横向拱曲度调节和/或坡度调节和/或护道调节，以安装具有标称高度轮廓的铺设材料，从而为由GNSS接收器确定的路面修整机的相应位置坐标点安装已定义的横向轮廓。这就是说，整体熨平板在空间中的位置以及各个熨平板部件相对于彼此的方向都可以进行调节。例如，可以自动调节用于安装弯道弯面倾斜度的熨平板的侧坡度。同样地，熨平板左半部和熨平板右半部可以彼此成角度地自动调节以修整横向拱曲度。除了主熨平板外，还可以自动调节附加或拉出元件，尤其是可以自动调节其横向于行进方向的倾斜度。致动器机构可以是例如液压或电动致动器或驱动器。这就是说，可以在建立数字施工数据时准确规划横向轮廓，然后根据坐标将其连同路面修整机精确地安装。排除了操作员可能出现的错误，并且他/她可以负责路面修整机的其他操作功能。
优选地，控制系统被配置为根据位置自动控制路面修整机的转向系统。因此，确保将路面安装在精确设置的位置上，这在路面表面轮廓中尤其重要，因为地面的地基和横向过渡与之协调。通过路面修整机基于GNSS的位置测量，可以取消其他参考系统，例如机械的、基于激光的或操作员的视觉监控，但仍然可以额外使用它们。通过转向系统的自动控制，进一步减轻操作员的负担。
在有利的变型中，控制系统被配置为根据位置自动调节熨平板的宽度。以这种方式，考虑了道路路面的所需宽度的改变，而操作员没有受到额外的挑战，或者可以将他/她自己局限于监控自动调节。根据电子控制系统处理的数字施工数据，路面修整机的已提及的以及下面提及的自动功能可以共同允许几乎或完全自主地铺设道路路面。
优选地，熨平板包括侧坡度传感器，控制系统被配置为基于从侧坡度传感器接收的数据来自动控制致动器机构。熨平板可包括多个侧坡度传感器，其中至少一个适当地附接在每个可调节坡度的熨平板部件上。例如，可以在附加部件或拉出部件处测量基本熨平板的左半部和右半部、左附加部件或拉出部件、右附加部件或拉出部件、以及可选的用于护道调节的元件的侧坡度。例如，控制系统可以借助此反馈机制自动准确地进行所需的调节。侧坡度传感器的数据可以指示各个熨平板部件在空间中的绝对侧坡度和/或相对于一个或多个其他熨平板部件的相对侧坡度。
适当地，路面修整机包括用于测量实际高度轮廓的传感器，其中，控制系统被配置为计算实际高度轮廓与标称高度轮廓的偏差，并据此自动控制致动器机构。这样，通过反馈机制，可以机械控制自动安装活动，并且可以自动重新调节设置以获得所需的结果。这意味着，不仅可以监控上一段中提到的机器设置，而且可以监控实际的安装结果，从而获得特别高的安装质量。
在有利的变型中，控制系统被配置为在两个横向轮廓之间的过渡中自动调节致动器机构。这样的过渡，例如在笔直路段上的横向拱曲度到弯道弯面倾斜度的过渡，手动建立特别困难，因为两个熨平板部件相对于彼此的角度必须连续地过渡到本来为笔直熨平板的侧坡度，而不发生任何不均匀。特别是在弯道地区，高质量的路面非常重要。自动调节实现了最高质量的安装，并消除了手动控制中可能出现的调节误差。在此，路面修整机的GNSS位置测量确保了路面轮廓及其过渡的准确定位。侧坡度传感器，例如用于熨平板左半部和右半部的每个的侧坡度传感器，可以监控熨平板的当前设置。这意味着，操作员不必通过他/她进行的位置测量来手动启动过渡顺序。
理想情况下，控制系统被配置为将安装标称高度轮廓所需的致动器设置与其设置极限进行比较。以这种方式确保了所使用的路面修整机可以安装所需的轮廓。在此，也可以考虑通过外部的数据处理设备进行该检查。在这两种情况下，路面修整机的数据都必须为此进行数字存储。
在进一步的变型中，控制系统被配置为将安装标称高度轮廓所需的致动器的调节速度与可能的调节速度进行比较。这尤其允许精确地规划横向轮廓变化的安装，并相应地调节路面修整机的行进或安装速度。
根据本发明的用于操作路面修整机，特别是根据前述实施例之一的路面修整机的方法，包括以下过程步骤：
–在路面修整机的电子控制系统的存储器中存储数字施工数据，尤其是定义的待修整的路面的标称高度轮廓和横向轮廓，
–通过路面修整机的熨平板安装铺设材料，其中路面修整机的x相应的当前位置由GNSS接收器确定，并参考标称高度轮廓，自动控制设置在路面修整机上的致动器机构，特别是校平油缸和/或横向拱曲度调节和/或坡度调节和/或护道调节。
以这种方式，以所需的几何形状并且在所提供的位置处安装道路路面。在这里，可以考虑路面修整机处GNSS接收器或接收天线的位置，以便准确地参考熨平板的位置。为此，也可以使用两个GNSS接收器。
适当地，熨平板和/或熨平板部件的侧坡度通过一个或多个侧坡度传感器来确定。在理想情况下，每个可调节熨平板部件，例如熨平板的左半部或右半部、拉出元件、护道元件(如果存在)的侧坡度是通过相应元件处的单独传感器来测量的。数据由控制系统接收和处理，因此自动反馈机制监控侧坡度的精确调节。同样，数据可以显示给操作员。
优选地，通过传感器来确定所安装的道路路面的实际高度轮廓。这些数据可以例如在显示设备上显示给操作员。这样，操作员还可以在需要时手动干预修整过程，并进行修正。
在有利的变型中，计算实际高度轮廓相对于标称高度轮廓的差值，并且通过闭环控制自动控制致动器机构以使该差值降到最低。通过这种反馈机制，可以获得特别高的加工质量。
优选地，在两个横向轮廓之间的过渡中自动调节致动器机构。熨平板的调节必须在两个横向轮廓的过渡过程中连续变化，直到过渡完成为止。手动操作非常困难，并且容易出错。此外，经常需要第二位操作员。通过自动闭环控制，以恒定的高质量安装路面，减轻操作员负担。
适当地，在过程开始时，通过无线电或电缆连接将数字施工数据从外部数据处理设备传输到电子控制系统的存储器中。这样，所有先前的计算和数据添加都可以在PC上进行。例如，可以分别将道路路面的标称高度轮廓的数据与地基的三维高度轮廓链接或基于其进行计算。地基数据可以事先通过表面扫描获得。例如，铺设材料的层厚度、材料需求以及其他附加数据也可以被计算。但是，在此也可以考虑通过路面修整机自身的控制系统来进行这样的计算。但是，数据的外部处理通常更实用，并且可能不需要在路面修整机上的显示器和输入设备，而在其他情况下则使必需的。
在优选的变型中，在开始安装之前，将安装标称高度轮廓所需的致动器设置与其设置极限进行比较。以这种方式确保了路面修整机，尤其是熨平板，适于以所需的横向轮廓对路面路面进行修整。
在另一有利的变型中，在开始安装之前，将致动器的所需调节速度与可能的调节速度进行比较。安装速度可以相应地规划和调节。
附图说明
在下文中，参考附图更详细地描述本发明的示例性实施例。在图中：
图1示出了路面修整机的侧视图，
图2示出了数字施工数据的示意图，
图3示出了路面修整机的后视图，其熨平板具有侧坡度，
图4示出了路面修整机的后视图，其熨平板处于横向拱曲度位置，
图5示出了路面修整机的后视图，其熨平板处于斜坡位置，
图6示出了路面修整机的后视图，其熨平板处于护道位置，
图7示出了路面修整机的后视图，其熨平板带有可调节高度的拉出部件。
在附图中，相应的部件总是配备有相同的附图标记。
具体实施方式
图1示出了路面修整机1，其具有带有打夯机5的熨平板3、熨平板7以及用于压实铺设材料11的压条9，铺设材料11通过材料传送器13放置在熨平板3的前方。熨平板3以预定横向轮廓修整道路路面15。在该侧视图中，还可以看到校平油缸17，该校平油缸除了其它之外可以被控制以调节熨平板3的侧坡度。为此，包括存储器21和数据处理器23的控制系统19以合适的方式与校平油缸17或与连接到校平油缸的液压控制装置连接。路面修整机1还包括用于确定当前位置坐标的GNSS接收器25，其中可以考虑实际接收天线27到熨平板3的距离以确定熨平板3的实际位置。作为替代，GNSS接收天线27也可以布置在熨平板3上。而且，两个GNSS接收天线27可以用来精确地确定熨平板3的位置。外部数据处理设备29可以通过无线电连接31或电缆连接33与控制系统19交换数据。路面修整机1的至少一个轮轴配备有转向系统35，该转向系统35也可以由控制系统19控制。
图2示出了数字施工数据37的示意图，该数字施工数据在该示例中包括地基41的高度轮廓39以及待修整的路面15的标称高度轮廓43。标称高度轮廓43是横向轮廓或限定了横向轮廓，并且在此以横向拱曲度的形式表示。分别为位置坐标点45存储施工数据37，并且与高度数据一起表示三维数据记录。熨平板3的横向轮廓设置针对基于GNSS接收器25检测到的各个位置坐标点45的施工数据37进行调节。可以理解的是，适当地逐渐设计两种类型的轮廓之间的过渡，这意味着没有突然的变化。可以通过例如表面扫描来获得地基数据39。为此，例如，车辆沿着地基行驶，在车辆处布置表面扫描仪和GNSS接收器，并且高度数据39与相应的位置坐标一起存储。
图3示出了路面修整机1的后视图，其熨平板3具有侧坡度以用于修整倾斜的道路表面，例如作为弯道弯面倾斜度而被使用。在此处所示的变型中，地基41相比于水平方向已经具有所需的侧坡度。因此，路面修整机1已经在地基41上以倾斜的方式驱动，其中，熨平板3连同左右轴线基本垂直于其余路面修整机1。然而，同样可能的是，在水平地基41的情况下，使熨平板3相对于路面修整机1的底盘和相对于地基具有侧坡度，以在水平地基41上修整具有侧坡度道路表面的道路路面15。在此，整体熨平板3的侧坡度通过校平油缸17的调节来实现。对于所有实施例，熨平板3可包括熨平板左半部47，熨平板右半部49，以及加宽和/或拉出部件51。为了监控侧坡度，可以将侧坡度传感器53布置在熨平板3上或相应熨平板部件47、49、51上。
图4示出了路面修整机1的后视图，其熨平板3处于横向拱曲度位置。熨平板左半部47和熨平板右半部49通过用于横向拱曲度调节的致动器55调节到相互倾斜的位置。在此，示出了正的横向拱曲度，其中熨平板3的外端向下倾斜。同样，在其外端朝上的情况下，可能会产生负的横向拱曲度。在该示例中，示出了没有拉出部件51的熨平板3，而可以设置拉出部件51。
此外，示出了用于测量所安装的道路路面15的实际高度轮廓59的传感器57。通过控制系统19将测量数据与标称高度轮廓43进行比较，并且针对横向拱曲度调节55相应地重新调节一个或多个致动器以避免偏差。利用用于横向拱曲度调节的致动器55，可以调节熨平板3的几何形状。另外，借助于校平油缸17，整个熨平板3的侧坡度和道路路面15的安装厚度可以被调节。
图5示出了路面修整机1的后视图，其熨平板3处于斜坡位置。在此，除基础熨平板的半部47、49外，拉出部件51是倾斜的。通过用于坡度调节61的相应致动器来进行调节。例如，可以修整在道路边缘处具有更明显的坡度的雨水排水系统。
图6示出了路面修整机1的后视图，其熨平板3处于护道位置。在此，拉出部件51的部分63可以进入所示的角位置。这些护道部分63允许例如在侧向边缘处用于排水的管道的修整。护道部分63可由控制系统19通过用于护道调节67的致动器自动控制，并且可以包括另外的侧坡度传感器53，使得可以测量拉出部件的主表面65的侧坡度和护道部分63的侧坡度。
图7示出了路面修整机1的后视图，其熨平板3具有拉出部件51，该拉出部件的包括主表面65以及护道部分63(如果存在)的下表面是高度可调的。例如，这可以通过液压或电动驱动以及坡度调节来完成。
从上面示出的路面修整机1和用于操作路面修整机1的方法的实施例开始，可以想到其许多变型。例如，可以通过该熨平板部件47、49、51的侧坡度的组合来调节横向M形或W形轮廓。

Claims (15)

1.带有熨平板(3)的路面修整机(1)，其中，所述熨平板(3)包括至少一个压实单元(5、7、9)，并且所述路面修整机(1)还包括GNSS接收器(25)以及材料传送器(13)，其中所述路面修整机(1)的特征在于电子控制系统(19)，所述电子控制系统包括存储器(21)和数据处理器(23)，其中在存储器(21)中存储数字施工数据(37)，特别是待修整的道路路面(15)的标称高度轮廓(43)，并且控制系统(19)被配置为基于施工数据(37)自动控制设置在路面修整机(1)上的致动器机构(17、55、61、67)，特别是校平油缸(17)和/或横向拱曲度调节(55)和/或坡度调节(61)和/或护道调节(67)，以安装具有标称高度轮廓(43)的铺设材料(11)，从而为由GNSS接收器(25)确定的路面修整机(1)的相应位置坐标点(45)安装已定义的横向轮廓。
2.根据权利要求1所述的路面修整机，其特征在于，所述控制系统(19)被配置为根据位置自动控制所述路面修整机(1)的转向系统(35)。
3.根据前述权利要求中任一项所述的路面修整机，其特征在于，所述控制系统(19)被配置为根据位置自动调节所述熨平板的宽度。
4.根据前述权利要求中任一项所述的路面修整机，其特征在于，所述熨平板(3)包括侧坡度传感器(53)，其中，所述控制系统(19)被配置为基于从侧坡度传感器(53)接收到的数据自动控制所述致动器机构(17、55、61、67)。
5.根据前述权利要求中任一项所述的路面修整机，其特征在于，其包括用于测量实际高度轮廓(59)的传感器(57)，其中，所述控制系统(19)被配置为计算所述实际高度轮廓(59)和标称高度轮廓(43)的偏差，并据此自动控制致动器机构(17、55、61、67)。
6.根据前述权利要求中任一项所述的路面修整机，其特征在于，所述控制系统被配置为在两个横向轮廓之间的过渡中自动调节所述致动器机构(17、55、61、67)。
7.根据前述权利要求中任一项所述的路面修整机，其特征在于，所述控制系统(19)被配置为将用于安装所述标称高度轮廓(43)所需的致动器设置与其设置极限进行比较。
8.根据前述权利要求中任一项所述的路面修整机，其特征在于，所述控制系统(19)被配置为将用于安装所述标称高度轮廓(43)所需的所述致动器(17、55、61、67)的调节速度与可能的调节速度进行比较。
9.用于操作路面修整机(1)，特别是根据前述权利要求中任一项所述的路面修整机(1)的方法，包括以下过程步骤：
–在路面修整机(1)的电子控制系统(19)的存储器(21)中存储数字施工数据(37)，尤其是随其定义的待修整的道路路面(15)的标称高度轮廓(43)和横向轮廓，
–通过路面修整机(1)的熨平板(3)安装铺设材料(11)，其中路面修整机(1)的相应的当前位置由GNSS接收器(25)确定，并参考标称高度轮廓(43)，自动控制设置在路面修整机(1)上的致动器机构(17、55、61、67)，特别是校平油缸(17)和/或横向拱曲度调节(55)和/或坡度调节(61)和/或护道调节(67)。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述熨平板(3)和/或熨平板部件(47、49、51、63)的侧坡度通过一个或多个侧坡度传感器(53)来确定。
11.根据权利要求9或10所述的方法，其特征在于，通过传感器(57)确定所安装的道路路面(15)的实际高度轮廓(59)，并且计算所述实际高度轮廓(59)与所述标称高度轮廓(43)之间的差值，并自动控制致动器机构(17、55、61、67)，以使差值降到最低。
12.根据权利要求9至11中任一项所述的方法，其特征在于，所述致动器机构(17、55、61、67)在两个横向轮廓之间的过渡中被自动调节。
13.根据权利要求9至12中任一项所述的方法，其特征在于，在所述过程开始时，通过无线电或电缆连接(31、33)将所述数字施工数据(37)从外部数据处理设备(29)传输到所述电子控制系统(19)的存储器(21)中。
14.根据权利要求9至13中任一项所述的方法，其特征在于，在开始安装之前，将安装标称高度轮廓(43)所需的致动器设置与其设置极限进行比较。
15.根据权利要求9至14中任一项所述的方法，其特征在于，在开始安装之前，将致动器(17、55、61、67)的所需调节速度与可能的调节速度进行比较。
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