CN116964276A - 用于进行地面处理的方法和地下工程器械 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于利用地下工程器械进行地面处理的方法，该地下工程器械具有用于转动式驱动地面处理工具的至少一个转动驱动单元和至少一个进给单元，利用该进给单元将地面处理工具带入到地面中以创建孔，其中，设置有控制和评估单元，利用其在进行地面处理时获取和存储设定参数，获取和存储在进行地面处理时得出的至少一个状态值，并且通过控制和评估单元取决于所获取的至少一个状态值来改变和设定设定参数。根据本发明设置成，通过控制和评估单元至少在开始地面处理时实施自动校准，其中，在第一校准区段中以由校准程序预设的第一组设定参数且至少在另外的第二校准区段中以由校准程序预设的第二组设定参数来执行地面处理，其中，所预设的多组设定参数彼此不同，并且随后控制和评估单元取决于在校准区段中获取的状态参量来设定用于进行另外的地面处理的设定参数。

Description

用于进行地面处理的方法和地下工程器械
技术领域
本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分所述的用于利用地下工程器械进行地面处理的方法，该地下工程器械具有用于转动式驱动地面处理工具的至少一个转动驱动单元和至少一个进给单元，利用该进给单元将地面处理工具带入到地面中以创建孔，其中，设置有控制和评估单元，利用其在进行地面处理时获取和存储设定参数，获取和存储在进行地面处理时得出的至少一个状态值，并且通过控制和评估单元取决于所获取的至少一个状态值来改变和设定设定参数。
本发明还涉及一种相应于权利要求12所述的用于根据这样的方法进行地面处理的地下工程器械。
背景技术
用于进行地面处理的这样的方法从EP 3 299 523 A1中得知。该已知的方法通过带有控制和评估单元的工程器械实施，通过所述控制和评估单元使至少一个设定参数作为输入参量与作为产生的输出参量的被获取的状态值联系。在此，确定和存储地面处理值。尤其是，可通过获取转动驱动器的转矩或进给力作为输入参量并且获取得出的转速或得出的进给速度作为输出参量由控制和评估单元作出关于地面的强度的论断和因此关于地面的类型和结构的论断，例如遭遇沙子、砂砾、粘土还是岩石地面。由此可在该方法中确定和存储地面剖面(Bodenprofil)，其也可用于进一步控制地面处理。
对于执行该方法的先决条件是相应的地面数据在数据库中的存储，从而取决于设定参数和得出的输出参量可作出关于所处理的地面的具体且正确的论断。
当进行带有限定的地面剖面的地面的地面处理时，在其中给出统一的地面或带有统一的地面层的地面覆层，那么该已知的方法尤其是有利的。
在一定情况下，需要如下地面的地面处理，在其中未给出统一的地面结构或给出强烈改变的地面情况。在其他特殊的地面(对于其未存储带有合适的设定参数的具体的地面值)中，还必须通常手动通过机器操作者输入对于该方法所需的设定参数。该方法的在此得出的效率强烈取决于相应的机器操作者的认知和经验。
发明内容
本发明基于如下任务，说明一种用于进行地面处理的方法和地下工程器械，利用其可独立于地面值的认知或确定可靠地独立于机器操作者的经验执行高效的地面处理。
该任务一方面通过带有权利要求1的特征的方法且另一方面通过带有权利要求12的特征的地下工程器械来解决。本发明的优选的实施方式在分别从属的权利要求中说明。
根据本发明的方法的特征在于，通过控制和评估单元至少在开始地面处理时实施自动校准程序，其中，地面处理在第一校准区段中以由校准程序预设的第一组设定参数且至少在另外的第二校准区段中以由校准程序预设的第二组设定参数来执行地面处理，其中，得出的多组设定参数彼此区别，并且随后控制和评估单元取决于在校准区段中获取的状态参量来设定用于进行另外的地面处理的设定参数。
本发明的基础想法在于，从用于设定方法参数的地面处理值的确定出发，并且为了尽可能独立于地面类型优选在开始地面处理时可以说执行设定参数的自动校准。在进行该校准时，首先在第一校准区段中以固定预设的多组设定参数执行地面处理。在此得出在进行地面处理时的状态值或输出参量。随后，以预设的第二组设定参数执行至少一个另外的校准区段，其中，各个校准区段的预设的多组设定参数彼此清楚区别。在第二校准区段中，然后得出第二状态或输出参量，其典型地与第一校准区段的得出的第一状态参量或输出参量区别。
由于在校准区段中的不同的多组设定参数和在各个校准区段中的由此得出的不同状态参量或输出参量，可通过控制和评估单元进行关于用于进行另外的地面处理的合适的设定参数的决定。
优选地，在各个校准区段中的多组设定参数如此选择，使得它们明确彼此分开。如此，例如可在第一校准区段中设置地面处理工具的相对较小的转速，而在另外的校准区段中设定相对较大的转速。取决于在此出现的状态参量可通过控制和评估单元估计：地面处理工具的较低的还是较高的转速对于另外的地面处理来说是有意义的。相应地，可进行作为设定参数的进给力的设定。进给单元可具有液压缸或绳索绞车，利用其可引起向下的压力和/或向上的反拉力，例如当期望的进给力小于作用于地面处理工具的重力时。
越多校准区段以不同的设定参数由校准程序来执行，可越准确通过控制和评估单元进行关于在出现的地面情况中用于进行另外的地面处理的特别合适的设定参数的论断。由于借助于校准程序以预设的固定的多组设定参数自动执行校准，对于所有机器操作者来说独立于其经验且同样独立于地面的准确认知来实现高效的地面处理。
根据本发明的一个优选的实施变型方案在于，通过校准程序以不同的多组设定参数设置多于两个校准区段。校准区段在此可为直至若干分钟的处理和优选直至1米和更多的处理深度。越多校准区段被设置，在校准区段中的处理持续时间可越短地呈现。优选地，在创建钻孔时设置校准直至5米的深度。
在设置三个校准区段的情况下，两个校准区段可设置有两个对立的极端的设定参数，例如相对较低的转速和相对较高的转速。在第三校准区段中，然后可设置中间转速，其位于两个其他的校准区段中的两个极端的转速之间。取决于在此分别得出的状态值或输出参量，可通过控制和评估单元确定：对于合适的处理来说转速高于还是低于平均转速，并且在进行校准时待设定的值应与中间转速区别多少转速量。
尤其是，在使用多个校准区段、尤其四个、五个或更多个校准区段的情况下，根据本发明的一个实施方式优选的是，为了进行随后于校准的地面处理，从校准区段中选择多组设定参数中的一个。在此，例如可选择该组设定参数，其相对于其他校准区段获得最好结果，例如最大的去除功率或最快的处理进展。
根据本发明的一个备选实施变型方案有利的是，用于进行随后于校准的地面处理的设定参数由控制和评估单元自由确定。在控制和评估单元中可存储算法，通过其取决于得出的状态值自由选择设定参数，所述设定参数与在校准区段中的设定参数偏离。在此，可使在校准区段中的各个设定参数之间的差与相关的校准区段中的得出的状态值之间的差联系。由此，可结果实现特别高效的地面处理。
原则上，可在地面处理期间的每个时间点执行根据本发明的校准过程。根据本发明的一个改进方案特别有利的是，在开始创建孔时执行校准，其中，设置校准直至5米、优选1米到4米的深度。在此得出的优选的设定参数可被存储并且例如在在毗邻的区域中进行地面处理时被调用。原则上，可能的是，在进行每个单个地面处理时执行自身的校准过程。这尤其在强烈变换的地面情况中是有意义的。
为了进行高效的地面处理，根据本发明的一个改进方案有利的是，至少一个设定参数和/或至少一个状态值随着时间和/或推进距离进行获取和存储。以该方式，原则上也可设置用于进行另外的地面处理的随着时间或随着处理深度改变的设定参数。
原则上，将在地下工程器械处的每个合适的设定参数考虑用于方法控制。在此，根据本发明的一个设计方案特别有利的是，作为设定参数，选择转动驱动单元的转矩、进给单元的进给力和/或在用于驱动转动驱动单元和/或进给单元的液压系统中的压力或体积。
以相应的方式也可获取在进行地面处理时得出的每个合适的状态值并且将其作为输出参量考虑用于控制方法。根据本发明的一个改进方案特别适宜的是，为了进行随后于校准的地面处理，通过控制和评估单元取决于尽可能低的能量消耗、尽可能地的磨损和/或尽可能低的振动/声音辐射来选择设定参数。作为状态值，因此不仅可考虑和注意在进行地面处理时的推进速度，而且可考虑和注意能量消耗和/或另外的值，如器械振动或声音辐射。如此，可例如将器械的在进行处理时得出的振动视为针对地面处理工具和地下工程器械总体上经受磨损的度量，其中，例如选择在高推进和低振动之间的适宜的比例。
由此，作为目标参量，可以是在预设度量的振动的情况下尽可能大或快的推进，以选择和确定用于进行随后处理的设定参数。
尤其是，在强烈摇摆的地面情况中或在孔深度较大的情况下，根据本发明的一个改进方案可为适宜的是，在孔到地面中的掘进期间多次实施校准。由此，尤其在孔深度较大的情况下设定参数的多次校准是有意义的。尤其是，当通过控制和评估单元确定根据第一校准设定的设定参数不导致或不再导致应期望为理论值的状态值或输出参量时，可通过控制和评估带单元指示重新校准。
原则上，该方法可在利用地下工程器械进行每个地面处理时进行设置。根据本发明的一个实施变型方案特别适宜的是，作为地面处理，执行利用钻削工具的钻削。钻削工具可在此为钻削螺杆、凿岩机、位移钻机或钻斗。
备选地，根据本发明的一个设计方案设置成，作为地面处理，执行利用槽壁铣削机的铣削。槽壁铣削机在此优选地具有两对带有水平指向的转动轴线的铣削轮，其在掘进槽壁铣削机到地面中时去除地面材料。
除了转速和进给以外，作为状态参量或设定参数，也可设置输送泵的功率，利用所述输送泵将去除的地面材料从孔中输送走。
本发明另外包括一种用于先前描述的方法的用于进行地面处理的地下工程器械，其带有：用于转动式驱动地面处理工具的转动驱动设备和进给单元，利用该进给单元可将地面处理工具在推进方向上带入到在地面中；以及控制和评估单元，该控制和评估单元构造成至少在开始地面处理时实施自动校准，在第一校准区段中以预设的第一组设定参数且至少在另外的第二校准区段中以预设的一组设定参数来执行地面处理，其中，多组设定参数彼此区别，并且取决于在进行校准时获取的状态值来设定用于进行随后于校准的地面处理的设定参数。
利用根据本发明的地下工程器械可执行先前描述的方法。在此可获得所描述的优点。
根据本发明的一个改进方案特别有利的是，地下工程器械是钻削器械，在其中钻削工具借助于至少一个转动驱动单元转动式驱动。钻削工具可为钻削螺杆、凿岩机、钻斗、位移钻机或其他钻地工具。
备选地，根据本发明的一个设计方案设置成，地下工程器械是槽壁铣削机，在其中铣削轮借助于至少一个转动驱动单元驱动。
附图说明
本发明依据示意性呈现的优选实施例更详细地进行阐释。在附图中：
图1示出了根据本发明的组件的第一实施方式，
图2示出了根据本发明的组件的第二实施方式，以及
图3示出了对于根据本发明的方法的流程图。
具体实施方式
在图1中呈现了根据本发明的用于创建带有钻孔壁部62的孔60的地下工程器械10的第一实施方式。地下工程器械10构造为带有承载单元的钻削器械12。在所呈现的实施方式中，承载单元包括下部结构16和在下部结构16处围绕竖直转动轴线可转动地支承的上部结构18，在该上部结构处安装有桅杆20。
桅杆20可枢转地支承在上部结构28处。沿着桅杆轴线22设置有导轨24，在所述导轨处可行进地引导有滑块34以形成进给单元30。在滑块34处支承有转动驱动设备32。钻杆36(在其下端部处布置有作为地面处理工具40的钻削工具39)可通过转动驱动设备32转动式驱动。
为了执行根据本发明的方法，在上部结构18处在驾驶员仓14中设置有控制和评估单元28，利用其可控制进给单元30以及转动驱动设备32。此外，控制和评估单元28与不同的测量设备(例如在转动驱动设备32、进给单元30以及地下工程器械10的另外的机组和部件处的测量设备26)连接。
利用控制和评估单元28可执行在图3中示意性呈现的方法流程。通过存储在控制和评估单元28中的校准程序首先实施第一校准区段K1，其中，例如为进给单元30和/或转动驱动设备32预设第一设定参数E1。在此，在地面中创建孔60的第一区段，其中，经由测量设备由控制和评估单元28接收状态值或输出参量A1。
在第一校准区段K1之后，使孔60进一步在第二校准区段K2中掘进，其中，通过控制和评估单元28预设一组第二设定参数E2，其区别于该组第一设定参数E1。在此，得出第二状态值或输出参量A2，其由相应的测量设备导引回到控制和评估单元28处。
取决于校准程序的预设，可以以另外的不同的设定参数EN执行任意预设数量的另外的校准区段KN，其中，相应的状态值或输出参量AN被导引回到控制和评估单元28处。
取决于分别执行的校准区段基于相应的设定参数和在此获得的状态值，在控制和评估单元28的校准程序结束时通过控制和评估单元28预设用于进行另外的地面处理B的合适的一组设定参数EB，其中，一定状态值被期望为理论值。在此可以以这些设定参数EB来执行地面处理直至所设置的最终深度。
在地面处理期间，在此得出的状态值或输出参量AB可作为实际值引导回到控制和评估单元28处。在控制和评估单元28中，可将这些实际值与应期望的理论值比较，用于进行所选择的优化的地面处理的设定参数EB的选择基于所述理论值。
在实际值与理论值偏离过大的情况下，可通过控制和评估单元28进行设定参数的改变或在必要情况下执行另外的自动校准，如先前描述的那样。
根据图2，强烈示意性地呈现了带有槽壁铣削机50的地下工程器械10的一个备选的设计方案。槽壁铣削机50具有大致方形的铣削框架52，在其下侧处可转动式驱动地支承有两对铣削轮54。通过作为地面处理工具的由未呈现的转动驱动设备驱动的铣削轮54去除地面材料并且如此在地面中创建孔60。
在铣削框架52的上端部处布置有承载绳索56，槽壁铣削机50利用该承载绳索可竖直运动地悬挂在未呈现的承载单元处。
利用槽壁铣削机50，可以以相同的方式执行先前描述的用于进行地面处理的方法，其中，可通过控制和评估单元在承载单元中针对各个校准区段通过改变在承载绳索56处的向上指向的拉力来设定用于铣削轮54的不同的转速和/或不同的负荷。取决于来自各个校准区段的得出的状态值，然后可通过控制和评估单元来确定用于进行孔60的另外的铣削的合适的最终设定参数。

Claims (14)

1.一种用于利用地下工程器械(10)进行地面处理的方法，所述地下工程器械具有用于转动式驱动地面处理工具(40)的至少一个转动驱动单元(32)和至少一个进给单元(30)，利用所述进给单元将所述地面处理工具带入到地面中以创建孔(60)，
其中，设置有控制和评估单元(28)，利用其
-在进行所述地面处理时获取和存储设定参数，
-获取和存储在进行所述地面处理时得出的至少一个状态值，并且
-通过所述控制和评估单元(28)取决于所获取的至少一个状态值来改变和设定所述设定参数，
其特征在于，
-通过所述控制和评估单元(28)至少在开始地面处理时实施自动校准，其中，在第一校准区段中以由校准程序预设的第一组设定参数且至少在另外的第二校准区段中以由校准程序预设的第二组设定参数执行地面处理，其中，所预设的多组设定参数彼此区别，并且
-随后所述控制和评估单元(28)取决于在所述校准区段中获取的状态参量来设定用于进行另外的地面处理的设定参数。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，通过所述校准程序以不同的多组设定参数设置多于两个校准区段。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，为了进行随后于所述校准的地面处理，从校准区段中选择多组设定参数中的一个。
4.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，用于进行随后于所述校准的地面处理的设定参数由所述控制和评估单元(28)自由确定。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其特征在于，在开始创建所述孔(60)时执行所述校准，其中，设置所述校准直至5m、优选1m到4m的深度。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其特征在于，所述至少一个设定参数和/或所述至少一个状态值随着时间和/或推进距离进行获取和存储。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的方法，其特征在于，作为设定参数，选择所述转动驱动单元(32)的转矩、所述进给单元(30)的进给力和/或在用于驱动所述转动驱动单元(32)和/或所述进给单元(30)的液压系统中的压力或体积。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的方法，其特征在于，为了进行随后于所述校准的地面处理，通过所述控制和评估单元(28)取决于尽可能低的能量消耗、尽可能低的磨损和/或尽可能低的振动/声音辐射来选择所述设定参数。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的方法，其特征在于，在所述孔(60)到所述地面中的掘进期间多次实施校准。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的方法，其特征在于，作为地面处理，执行利用钻削工具(39)的钻削。
11.根据权利要求1至9中任一项所述的方法，其特征在于，作为地面处理，执行利用槽壁铣削机(50)的铣削。
12.一种用于按照根据权利要求1至11中任一项所述的方法进行地面处理的地下工程器械，
其带有：用于转动式驱动地面处理工具(40)的转动驱动设备(32)和进给单元(30)，利用所述进给单元能够将所述地面处理工具(40)在推进方向上带入到地面中；以及控制和评估单元(28)，所述控制和评估单元构造成
-至少在开始所述地面处理时实施自动校准，
-在第一校准区段中以预设的第一组设定参数且至少在另外的第二校准区段中以预设的第二组设定参数来执行地面处理，其中，多组设定参数彼此区别，并且
-取决于在进行所述校准时获取的状态值来设定用于进行随后于所述校准的地面处理的设定参数。
13.根据权利要求12所述的地下工程器械，其特征在于，所述地下工程器械是钻削器械(12)，在其中钻削工具(39)借助于至少一个转动驱动单元(28)转动式驱动。
14.根据权利要求12所述的地下工程器械，其特征在于，所述地下工程器械是槽壁铣削机(50)，在其中铣削轮(54)借助于至少一个转动驱动单元(28)驱动。
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