CN210104501U - 滑模摊铺机 - Google Patents

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Abstract

本实用新型涉及滑模摊铺机。根据本实用新型的滑模摊铺机包括：机器框架，其由滚动组件承载，至少两个所述滚动组件是可驱动的并且至少一个滚动组件是可转向的；支撑件，其布置在用于滑模模具的机器框架；以及控制单元，其用于控制滚动组件，以调节可驱动滚动组件的速度和一个或多个可转向滚动组件的转向角。控制单元配置成，当一个可转向滚动组件的转向角改变或多个可转向滚动组件的转向角改变时，可驱动滚动组件的速度被调节成减小速度上的改变，参考用于滑模模具的支撑件的参考点将以所述速度沿预定轨迹移动，所述速度上的改变是由改变转向角所导致的。由此改善由滑模摊铺机生产的混凝土型材的品质。

Description

滑模摊铺机
技术领域
本实用新型涉及一种自驱动滑模摊铺机，所述自驱动滑模摊铺机包括由滚动组件承载并且可通过升降柱垂直调节的机器框架。本实用新型还涉及一种用于操作自驱动滑模摊铺机的方法，所述自驱动滑模摊铺机包括由滚动组件承载并且可通过升降柱垂直调节的机器框架。
背景技术
DE 1 99 57 048 A1描述了一种自驱动滑模摊铺机，其包括由采用履带组件形式的两个前侧滚动组件和两个后侧滚动组件承载的机器框架。所述滚动组件为可驱动滚动组件和可转向滚动组件的形式，因此滑模摊铺机能够在基板上执行平移和/或旋转运动。滑模摊铺机还包括用于使可流动材料(特别是混凝土)成形的装置(下文中称为“滑模模具”或“混凝土模具”)。滑模模具可用于生产不同设计的结构，例如保护性混凝土墙或水通道。滑模模具可互换地固定于机器框架左侧或右侧上的支撑件。滑模摊铺机还包括控制单元，该控制单元配置成使得滚动组件的速度和转向角度是可调节的。
在操作期间，滑模摊铺机意图在很大程度上自动地控制而没有车辆操作者的显著干预。当自动控制时，将滚动组件控制为使得滑模摊铺机上或滑模模具上的参考点沿预定的轨迹(目标行进路径)移动，从而沿着行进路径或在与所述轨迹等距的预定间隔处移动，以形成结构。在这种情况下，轨迹可以由可以包括直线或曲线的各个区段来描述。
用于控制自驱动建筑机械的一种已知方法需要使用弦线以预先限定轨迹。通过至少一个传感器感测弦线，以便能够参考弦线来确定滑模摊铺机上或滑模模具上的参考点的位置。
滑模摊铺机也可以通过用于确定位置的全站仪或GNSS(Global NavigationSatellite System(全球导航卫星系统))来控制。计算描述轨迹的数据以用于该自动控制。这些数据可以是独立于滑模摊铺机的坐标系中的坐标。所述数据计算可以通过远离施工现场的办公室中的计算机来进行，或者可以在机器上进行。在滑模摊铺机的操作期间，在滑模摊铺机或者滑模模具的实际位置与期望位置之间进行连续比较，其结果是滑模模具沿着所述轨迹移动。
成功生产整体混凝土型材需要将混凝土连续进给到滑模模具中。输送系统(例如带式输送机或螺旋输送机)设置成用于进给混凝土。混凝土经由滑槽和接收料斗而转移到滑模模具中。混凝土通过振动器在滑模模具内部压紧。将考虑大量输入参数以成功生产混凝土型材。成品混凝土型材应具有稳定性、紧公差和无缝过渡的特点。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种滑模摊铺机，其中在很大程度上自动控制足以满足混凝土型材所需要的质量要求。本实用新型的另一个目的是提供一种用于操作滑模摊铺机的方法，所述方法用于满足混凝土型材所需要的质量要求。
根据本实用新型的滑模摊铺机包括机器框架，所述机器框架由至少三个滚动组件承载并且可通过升降柱垂直调节，至少两个所述滚动组件是可驱动的，并且至少一个滚动组件是可转向滚动组件，所述滑模摊铺机还包括用于布置在机器框架上的滑模模具的支撑件。滑模摊铺机还包括用于控制滚动组件的控制单元，该控制单元配置为使得多个可驱动滚动组件的速度和一个可转向滚动组件的转向角或多个可转向滚动组件的转向角是可调的。
经验表明，特别是在跟随弯曲路径时，滑模摊铺机的操作对输入参数设定提出了更高的要求。实际上，当从直道区段进入曲线时并且当离开曲线进入到直线区段时，车辆操作者由此需要对滑模摊铺机的预定的速度进行校正。此外，当曲线的曲率改变时，例如在从小曲率到较大曲率的过渡期间(反之亦然)，也需要进行校正。
根据本实用新型的滑模摊铺机的特征在于控制单元，该控制单元配置成使得当一个可转向滚动组件的转向角改变或多个可转向滚动组件的转向角改变时，可驱动滚动组件的速度被调节成减小参考速度上的改变，参考用于滑模模具的支撑件的参考点将以所述速度沿预定轨迹移动，所述速度上的改变是由改变转向角所导致的。因此，控制单元抵消由于弯曲路径引起的参考点速度上的任何改变，从而使滑模模具的移动更均匀。由此改善由滑模摊铺机生产的混凝土型材的品质。
在本文中，术语“参考用于滑模模具的支撑件的参考点”应理解为这样的参考点：其确定安装在支撑件上的滑模模具上的参考点的位置。所述参考点可位于滑模模具的(在作业方向上的)前侧或后侧，或位于其中间。优选地，参考点将被假定为位于滑模模具的纵向轴线上的点，一个优选地位于滑模模具的后侧部段上，因此位于滑模模具的出口处。参考点也可以位于滑模的纵向轴线附近。特别有利的是，滑模模具具有不对称的横截面，从而能够生产具有不对称横截面的混凝土部件。
控制单元可配置成使得可驱动滚动组件的速度被调节为保持参考用于滑模模具的支撑件的参考点沿预定轨迹移动的速度，而无关于一个可转向滚动组件的转向角或多个可转向滚动组件的转向角在一定范围内的改变。
如果滑模模具例如安装在滑模摊铺机的机器框架的右侧(作业方向上)，并且滑模摊铺机沿直线路径移动，则例如机器框架上的、位于左后滚动组件和右后滚动组件之间的参考点的速度等于位于机器框架右侧的滑模模具上的参考点的速度。当进入右手曲线时，位于滑模模具上的参考点的速度减小，因为所述参考点位于曲线的内侧。因此，该参考点的路径速度小于为直线行进而预先限定的期望速度。该速度不够的结果是过量的混凝土离开滑模模具。经验表明，混凝土将从滑模模具的底部或从滑模模具的后侧渗出，因此从模具出口的任一侧渗出。进入左手曲线使得参考点的路径速度大于为直线行进而预先限定的期望速度，其结果是先前形成的混凝土结构将被扯开。
根据本实用新型的用于滑模摊铺机的控制单元，或者按照根据本实用新型的方法的滑模摊铺机的操作，确保滑模模具在进入曲线以及行进通过曲线时的速度将不会改变，或者至少所述速度不会像没有根据本实用新型的控制单元那样多地改变，其结果是所述速度将仍然处于可容许范围内的特定范围内。因此，在提及“特定范围”时，该术语可以理解为处于上限和下限之间的范围。然而，不需要为所述控制预先限定固定极限。因此，在实践中，参考点的速度不需要是恒定的，而是可以在某些边界内改变。
无论轨迹如何进展，根据本实用新型的控制单元允许滑模模具的路径速度保持恒定，或者至少保持在预定边界内，因此限制并且优选地最小化由于弯曲的路径所导致的速度上的改变，从而使滑模模具的移动更均匀。所述速度可以是由操作者预定的滑模摊铺机的速度，并且所述速度确保混凝土型材满足品质要求。因此，直线段和弯曲段之间的过渡区域将不会表现出由于速度过快或不足而导致的品质上的缺陷。
根据本实用新型的滑模摊铺机的优选实施例提供一种控制单元，该控制单元配置成使得滚动组件的速度被调节，使得参考用于滑模模具的支撑件的参考点将沿预定轨迹以预定的速度移动，无论一个可转向滚动组件的转向角或多个可转向滚动组件的转向角如何改变。无论轨迹如何进展，该控制概念都允许滑模模具的路径速度始终保持恒定，或至少基本恒定。然而，在实践中，这种速度控制方式并非是绝对必要的。在实践中，对于控制单元而言以下配置是足够的：当行进方向改变时，滚动组件的速度根据方向上的改变而减小或增加，因此仅大致适应于行进路径如何进展。根据行进方向上的改变，对滚动组件的速度进行适应性地调整，因此当建筑机械向左或向右行进时，速度减小或增加。根据方向改变的程度，并因此根据转向角的大小，速度可以改变预定量，并且速度的改变随着转向角的增加而增加。例如，对于滚动组件的速度、并且取决于方向的改变以及方向改变的量的校正因数可以存储在控制单元的存储器中。所述校正因数可以在测试驱动期间凭经验确定。
在该上下文中，术语“控制”应理解为没有反馈(开环)的控制和带有反馈(闭环)的控制，其中必须保持恒定的滑模模具的路径速度建立为实际值，所述实际值针对相对于期望目标值(参考速度)的偏离而改变，使得路径速度再次接近目标值。
在滑模摊铺机包括布置在机器框架左侧上的滑模模具的优选实施例中，控制单元配置成，当从直线行进过渡到左手曲线时，滚动组件的速度增加，而当从直线行进过渡到右手曲线时，滚动组件的速度减小。
在滑模摊铺机包括布置在机器框架右侧上的滑模模具的另一优选实施例中，控制单元配置成，当从直线行进过渡到左手曲线时，滚动组件的速度减小，而当从直线行进过渡到右手曲线时，滚动组件的速度增加。
为了调节滚动组件的速度，控制单元可配置成，根据一个可转向滚动组件的转向角或多个可转向滚动组件的转向角，确定沿预定轨迹移动的、参考用于滑模模具的支撑件的参考点的速度，因为转向角决定行进曲线的半径。如果转向角等于零(其对应于以直线行进)，则在增加或减小所述速度方面，不需要对预定用于直线行进的速度进行校正。当一个或多个滚动组件致动时，开始沿曲线行进。当一个或多个滚动组件致动时，滑模摊铺机的移动经受以下要求：转向角不沿着其半径取决于转向角的圆形路径而改变。然后根据相对于转向角的已知的几何关系，可以计算参考滑模模具的参考点的路径速度必须增加或减少的量，以便再次对应于预定用于直线行进的速度。然后调节滚动组件的速度，使得参考点以期望的路径速度移动。在该上下文中应该认识到，曲线外侧上的滚动组件必须以比曲线内侧上的滚动组件更高的速度移动。
根据本实用新型的滑模摊铺机的一个实施例提供一种控制单元，该控制单元包括存储器，相对于至少一个可转向滚动组件的至少一个预定转向角度值的校正因数存储于所述存储器。控制单元配置成使得可驱动滚动组件的速度根据一个或多个校正因数来校正，因此使得可驱动滚动组件的速度减小或增加。校正因数可以相对于各个转向角度以表格的形式存储，其中特定的转向角度值分别分配有校正因数。在此情况下，校正因数的符号可以确定，对于相关转向角，速度是减小还是增加。
在另一优选实施例中，控制单元配置成使得可转向滚动组件的转向角被调节为使得从位于所述可转向滚动组件的轴线沿垂直方向延伸的线将在一个点处相交。这也适用于不可转向的滚动组件的位置。以这种方式调节转向角被称为阿克曼(Ackermann)转向。在阿克曼转向中，基于参考点和滚动组件以圆形路径移动所围绕的圆形中心之间的距离，根据滚动组件的转向角，可以容易地计算出参考用于滑模模具的支撑件的参考点沿预定轨迹移动的速度。
滑模摊铺机设置有至少三个滚动组件，在这种情况下，所述一个滚动组件可以布置在前侧或后侧处(在作业方向上)。在包括四个滚动组件的实施例中，两个前侧滚动组件可以是可转向滚动组件，以及两个后侧滚动组件可以是不可转向的滚动组件。然而在原则上，所有滚动组件都可以是可转向滚动组件，并且所有的滚动组件都可以是可驱动的滚动组件。可驱动的滚动组件可各自包括驱动马达，例如液压马达，并且可驱动的可转向滚动组件可各自包括驱动马达和转向致动器，例如液压转向致动器，特别是活塞-气缸单元。
控制单元可包括用于感测弦线的感测单元。在该实施例中，控制单元配置成使得一个可转向滚动组件(或多个可转向滚动组件)被控制，使得参考滑模摊铺机的参考点将沿预定轨迹移动。参考滑模摊铺机的参考点可以是参考用于一个或多个滑模模具的支撑件的参考点。这种控制单元是现有技术的一部分。结果，弦线的进展确定转向角，转向角又决定参考用于一个或多个滑模模具的支撑件的参考点的速度被校正并因此增加或者减小的量，并且将通过滚动组件的速度上的相应增加或减小而达到。
另一个实施例设置成使得控制单元包括至少一个卫星导航系统接收器，用于接收来自全球导航卫星系统的卫星信号。在该实施例中，控制单元配置成使得基于卫星信号，在独立于建筑机械的坐标系中确定参考滑模摊铺机的参考点的位置，并且控制单元配置成，将一个或多个可转向滚动组件控制为使得参考滑模摊铺机的参考点将沿预定轨迹移动。这种控制单元同样是现有技术的一部分。由于基于卫星的控制提供关于坐标系中的位置和方向的相关数据，因此除了滚动组件的相关路径速度之外，可以确定参考滑模模具的参考点移动的速度。关于速度控制，可以使用预定的参考值(目标值)来比较通过卫星导航系统确定的参考用于滑模模具的支撑件的参考点的速度，以便调节可驱动的滚动组件的速度，使得实际值接近目标值。
根据本实用新型的滑模摊铺机的控制单元可包括用于致动滚动组件的各种部件或组件，特别是驱动马达或转向致动器。控制单元可以是滑模摊铺机中央控制单元的一部分，滑模摊铺机中央控制单元执行控制程序以便控制滚动组件的驱动马达或转向致动器。例如，控制单元可以包括可编程逻辑控制器(PLC)，其可以包括微控制器，该微控制器产生用于控制各个部件的控制信号。
本实用新型提供了一种自驱动滑模摊铺机，其包括：机器框架，所述机器框架由至少三个滚动组件承载并且能够通过升降柱垂直调节，至少两个所述滚动组件是能够驱动的，并且至少一个滚动组件是可转向滚动组件；布置在用于滑模模具的机器框架上的支撑件以及用于控制滚动组件的控制单元，其中所述控制单元配置为使得多个可驱动滚动组件的速度和一个可转向滚动组件的转向角或多个可转向滚动组件的多个转向角是能够调节的；其特征在于，控制单元配置成，当一个可转向滚动组件的转向角改变或多个可转向滚动组件的多个转向角改变时，可驱动滚动组件的速度被调节成减小速度的改变，参考用于滑模模具的支撑件的参考点将以所述速度沿预定轨迹移动，所述速度上的改变是由改变转向角所导致的。
其中，控制单元配置成使得可驱动滚动组件的速度被调节为，参考用于滑模模具的支撑件的参考点沿预定轨迹以预定的参考速度移动，无论如何改变一个可转向滚动组件的转向角或多个可转向滚动组件的多个转向角。
其中，控制单元配置成使得滚动组件的速度被调节，使得对于一个可转向滚动组件的转向角或者多个可转向滚动组件的转向角的改变而增加或减小。
其中，所述滑模摊铺机是这样的滑模摊铺机，其包括在作业方向上布置在机器框架左侧的滑模模具，并且控制单元配置成，当从以直线行进过渡到左手曲线时，可驱动滚动组件的速度增加，当从以直线行进过渡到右手曲线时，可驱动滚动组件的速度减小；或者滑模摊铺机是这样的滑模摊铺机，其包括在作业方向上布置在机器框架右侧的滑模模具，并且控制单元配置成，当从以直线行进过渡到左手曲线时，可驱动滚动组件的速度减小，当从以直线行进过渡到右手曲线时，可驱动滚动组件的速度增加。
其中，控制单元配置成使得参考用于滑模模具的支撑件的参考点将沿预定轨迹移动的速度根据一个可转向滚动组件的转向角或多个可转向滚动组件的转向角来确定。
其中，控制单元配置成使得一个可转向滚动组件的转向角或多个可转向滚动组件的多个转向角被调节，使得从位于所述可转向滚动组件上的轴线沿垂直方向延伸的线将在一个点处相交。
其中，所述可驱动滚动组件各自包括驱动马达，并且可转向滚动组件包括转向致动器，或者多个可转向滚动组件各自包括转向致动器。
其中，所述控制单元包括用于感测弦线的传感器单元，其中所述控制单元配置成控制一个可转向滚动组件或多个可转向滚动组件，使得参考滑模摊铺机的参考点将沿预定轨迹移动，或者控制单元包括至少一个卫星导航系统接收器，用于接收来自全球导航卫星系统的卫星信号，其中所述控制单元配置成，基于卫星信号，参考滑模摊铺机的参考点的位置在独立于建筑机械的坐标系中确定，并且控制单元配置成将一个可转向滚动组件或多个可转向滚动组件控制为使得参考滑模摊铺机的所述参考点将沿预定轨迹移动。
其中，所述控制单元包括存储器，其中存储有用于所述至少一个可转向滚动组件的、相对于至少一个预定转向角度值的校正因数，其中控制单元配置成使得可驱动滚动组件的速度根据一个校正因数或根据多个校正因数而减小或增大。
附图说明
下面参考附图更详细地解释本实用新型的实施例。
示出的是：
图1是滑模摊铺机的一个实施例的平面图，在这种情况下，滑模模具布置在滑模摊铺机的左侧(在作业方向上)；
图2是包括两个可转向前侧滚动组件和两个后侧滚动组件的车辆滚动组件在沿曲线路径行进期间的位置的高度简化示意图；
图3是包括两个可转向的前侧滚动组件和两个不可转向的后侧滚动组件的滑模摊铺机沿着曲线路径行进的高度简化示意图，在这种情况下，滑模摊铺机沿着曲线路径向左行驶；以及
图4是图3中的滑模摊铺机的后侧滚动组件的速度矢量的示意图。
具体实施方式
明确提出的是，在下文中参考DE 199 57 048A1中详细描述的滑模摊铺机来解释本实用新型。图1示出滑模摊铺机的平面图。
滑模摊铺机1包括底盘2，底盘2包括机器框架3，机器框架3具有纵梁4以及横梁5，6，纵梁4平行于作业方向延伸并且能够从机器框架3伸缩，横梁5，6垂直于作业方向延伸。箭头A用于指示图1中的作业方向。后侧(在作业方向A上)横梁5刚性地附接到机器框架3。附接到后侧(在作业方向上)横梁5的是左后侧滚动组件7和右后侧滚动组件8。在滚动组件7，8和横梁5之间布置有液压可调节的升降柱7A和8A，液压可调节的升降柱7A和8A使得机器框架3可相对于基板垂直调节。滚动组件7，8可以是履带组件或轮子。在横梁5后面(在作业方向A上)，驱动单元9附接到机器框架3，所述驱动单元9为滑模摊铺机的液压驱动马达和致动器提供液压驱动动力。
前侧横梁6(在作业方向A上)刚性地附接到伸缩纵梁4，伸缩纵梁4能够在作业方向A上从机器框架3伸缩，以便在需要时改变后侧滚动组件7，8和前侧滚动组件10，11之间的间距。
布置在前侧(在作业方向A上)横梁6上的是滑动横向构件12，滑动横向构件12能够借助于活塞-气缸单元13而平行于前侧横梁6滑动。通过枢转单元14固定到滑动横向构件12的是左前侧滚动组件10和右前侧滚动组件11，它们在本实施例中是履带组件。枢转单元14允许调节履带宽度。在滚动组件10，11和枢转单元14之间布置有可液压调节的升降柱10A和11A，其使得机器框架3可相对于基板垂直调节。
机器框架3包括具有伸缩辅助框架16的中间框架15，辅助框架16可以垂直于作业方向移动。在辅助框架16上设置有支撑件17(仅示意性地示出)，在该支撑件上可以固定滑模模具18(仅示意性地示出)。辅助框架16可以设置在机器框架3的左侧或右侧(在作业方向A上)上，其结果是滑模模具可以固定到左侧或右侧。
滑模摊铺机还包括输送单元(未示出)，例如带式输送机，其可枢转地固定到滑动横向构件12。
前侧和后侧履带组件7，8，10，11是可驱动的可转向滚动组件，每个滚动组件包括驱动马达26(仅示意性地示出)。在本实施例中，滚动组件7，8，10，11的驱动马达26是液压马达。包括活塞-气缸单元的转向致动器用于调节前侧和后侧履带组件的转向角。图1示出前侧滚动组件10，11的转向致动器20的活塞-气缸单元19。
提供控制单元21(仅示意性地示出)用于控制驱动马达26和转向致动器20。控制单元21配置成使得可相对于各个滚动组件7，8，10，11调节特定的速度和转向角，在这种情况下，滑模摊铺机旨在沿预定轨迹T(目标路径)移动。具体地，参考滑模模具的参考点G旨在沿着所述轨迹T移动，因此在轨迹上或以与轨迹等距的预定间隔移动。为此目的由控制单元21相应地调节滚动组件7，8，10，11的转向角。
在滑模摊铺机的第一实施例中，控制单元21包括用于感测弦线(未示出)的感测单元(未示出)，在这种情况下，控制单元21配置成将可转向滚动组件7，8，10，11控制为使得参考滑模摊铺机的参考点(其在本实施例中被假定为参考滑模模具18的参考点G)沿预定轨迹移动。在一个替代实施例中，控制单元21包括用于接收来自全球卫星导航系统的卫星信号的卫星导航接收器(未示出)，在这种情况下，控制单元21配置成，基于卫星信号，在独立于建筑机械的坐标系中确定参考滑模摊铺机的参考点(其在本实施例中是参考滑模模具18的参考点G)的位置。控制单元21还配置成，基于实际位置和目标位置之间的比较而将可转向滚动组件7，8，10，11控制为使得参考用于滑模模具18的支撑件17的参考点G沿轨迹T移动。
由于上述控制概念是现有技术的一部分，因此可以省略对已知系统的进一步描述。关于本实用新型，仅结果是控制单元21调节滚动组件7，8，10，11的转向角，使得参考用于滑模模具18的支撑件17的参考点G将沿着轨迹T移动，轨迹T可以通过弦线或数据集来预先限定。在该上下文中，应该记住的是，由于其“单轮驱动”，滑模摊铺机没有机械差速器。因此，必须控制各个滚动组件7，8，10，11的速度及其转向角，使得滑模摊铺机能够执行所需的平移或旋转运动。
参考图2，下面将相对于“四轮转向”的一般情况描述适于滑模摊铺机的转向系统的理论基础。
该转向模型在“具有单轮驱动的农用混合动力车辆的线控系统(Steer-by-wiresystem of an agro-hybrid vehicle with single wheel drive)，JürgenKarner，RafaelEder，Thomas Holzer，Johann Wieser和Heinrich Prankl，LANDTECHNIK 69(2)，2014”中详细描述。所考虑的滚动组件是搁置在基板上的单个轮接触点上的轮子。图2示出了由以下符号表示的特定物理变量：
δM 车辆转向角
δMVO 前轴处的平均转向角
δMHI 后轴处的平均转向角
δRVO 右前侧滚动组件的转向角
δLVO 左前侧滚动组件的转向角
yK 轮距
w 中心销的距离
δLHI 左后侧滚动组件的转向角
δRHI 右后侧滚动组件的转向角
rK 车辆参考点的转弯半径
rLVO 左前侧滚动组件的转弯半径
rLHI 左后侧滚动组件的转弯半径
rRVO 右前侧滚动组件的转弯半径
rRHI 右后侧滚动组件的转弯半径
rG 滑模模具参考点G的转弯半径
vLVO 左前侧滚动组件的速度
vLHI 左后侧滚动组件的速度
vRVO 右前侧滚动组件的速度
vRHI 右后侧滚动组件的速度
vG 滑模模具参考点G的速度
rS 磨胎半径
vK 车辆参考速度
K 车辆参考点
P 瞬时中心。
滑模摊铺机1的速度基于在下文中被称为车辆参考点K的参考点。位于车辆纵向轴线上的车辆参考点K与参考点G不同，参考点G参考用于滑模模具18的支撑件17，并且在本实施例中，参考点G在混凝土模具出口处位于滑模模具的纵向轴线上。可转向滚动组件7，8，10，11的转向角旨在被调节为使得从位于可转向滚动组件上的轴线沿垂直方向延伸的线将在瞬时中心P处交叉(阿克曼条件)。
平均转向角应用于前轴和后轴，并具有相同的值：
│δM│＝│δMVO│＝│δMHI│(等式1)
可以基于轮距计算各个车轮转向角，并且履带宽度以磨胎半径减小：
Figure BDA0001989714820000111
在全轮转向中，曲线内侧和曲线外侧上的滚动组件(车轮)的转向角度值相等：
│δLHI│＝│δLVO│(等式4)
│δRHI│＝│δRVO│(等式5)
车辆参考点K的极距使用等式6计算：
Figure BDA0001989714820000121
使用等式7和8计算各个滚动组件7，8，10，11(车轮)的转弯半径：
Figure BDA0001989714820000122
Figure BDA0001989714820000123
使用等式9和10计算各个滚动组件7，8，10，11(车轮)的速度：
Figure BDA0001989714820000125
因此，可以通过将车辆参考点K的预定速度(车辆参考速度vK)乘以因数来计算各个滚动组件7，8，10，11(车轮)的速度。显然，在曲线外侧上的滚动组件8，11比在曲线内侧上的滚动组件7，10具有更高的速度。
在下文中参考图3和图4描述根据本实用新型的滑模摊铺机的控制。所述控制通过控制单元21执行，控制单元21例如可以包括通用处理器，用于连续处理数字信号的数字信号处理器(DSP)、微处理器、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)、其他集成电路(IC)或用于执行各个方法步骤或计算步骤以控制各个部件(例如滑模摊铺机的液压马达和转向致动器)的硬件组件。用于执行所述方法步骤或计算步骤的数据处理程序(软件)可以在硬件组件上运行。
图3示出仅在(在作业方向A上)左前侧滚动组件10和右前侧滚动组件11处的转向的简化情况。为简单起见，假定左后侧滚动组件7和右后侧滚动组件8是不可转向的滚动组件。同样为了简单起见，假定可以是履带组件的滚动组件7，8，10，11搁置在基板上的单个接触点S上。车辆参考点K位于滑模摊铺机1的纵向轴线上，位于左后侧滚动组件7和右后侧滚动组件8之间的中心点处。从位于可转向滚动组件上的轴线垂直延伸的线将在瞬时中心P处交叉(阿克曼条件)。滚动组件的速度矢量vk，vLVO，vLHI，vRVO，vRHI的长度表明，曲线外侧上的滚动组件8，11具有比曲线内侧上的滚动组件7，10更大的速度。
在本实施例中，滑模摊铺机1旨在用于形成交通岛形式的混凝土型材22，其在中间具有两个笔直的区段22A，22B，并且在端部处具有两个弯曲的区段。图3仅示出弯曲区段22C的一端。在本实施例中，弯曲区段是半圆形部分，而笔直区段平行延伸。然而，混凝土型材22也可以具有不同的轮廓，例如曲率即时连续改变的多个弯曲区段，例如左手曲线过渡到右手曲线，或反之亦然。
已经形成的混凝土轮廓由阴影指示。固定到机器框架3(未示出)的支撑件17(未示出)上的滑模模具18仅在图3中示意性地示出。滑模模具18的宽度与混凝土型材22的宽度相匹配。参考用于滑模模具18的支撑件17的参考点G(下文称为滑模模具参考点G)位于后侧滚动组件7，8的“轴线”上、在左侧壁18A和右侧壁18B之间的中心点处、在安装在支撑件17上的滑模模具18的模具出口处。然而，滑模模具18上的任何其他给定点可以假定为滑模模具参考点G。滑模模具18位于机器框架3的左侧(在作业方向A上)。
为了形成混凝土型材22的笔直区段22A，滑模摊铺机1首先笔直行进，因此前侧滚动组件和后侧滚动组件的转向角等于零。车辆参考点K和滑模模具参考点G以相同的方向和相同的速度行进。该速度vK可以由车辆操作者直接预先限定，或者它可以是能够由车辆操作者改变的预定速度。为此目的，可以提供具有开关或按钮和/或屏幕(其可以采用触摸屏的形式)的控制面板或其他操作控制件，例如操纵杆。控制单元21使各个滚动组件7，8，10，11转向，使得在以直线行进期间，所有滚动组件都具有相同的速度(车辆参考速度vk)。车辆参考速度vk是满足混凝土型材22的品质要求时的速度。
控制单元21配置成使得在基于弦线的控制期间，控制单元连续地将滑模摊铺机1的当前位置相对于弦线(未示出)进行比较，并且将用于左前侧滚动组件10和右前侧滚动组件11的转向致动器20控制为使得参考滑模摊铺机的参考点(为了简化图示，该参考点在本实施例中等同于滑模模具参考点G)以与弦线的预定间隔(等距)移动，其结果是滑模模具参考点G将沿着混凝土轮廓22的外边界线24，25之间的中心线23移动。然而，也可以使用参考滑模摊铺机的两个参考点来提供控制。在使用卫星导航系统的控制期间，控制单元21将实际坐标与目标坐标进行比较，使得滑模模具参考点G沿着该线移动。
沿直线行进之后沿曲线行进。图3示出在滑模摊铺机1沿左手曲线行进时的时间点下的滚动组件7，8，10，11的位置。转弯半径决定要被致动的转向角。控制单元21配置成使得使用等式9和10计算各个滚动组件的速度vLVO，vLHI，vRVO，vRHI。控制单元21还配置成使得将各个滚动组件7，8，10，11的驱动马达26控制为使得滚动组件将以计算出的速度vLVO，vLHI，vRVO，vRHI沿圆形路径移动。
如果将各个滚动组件7，8，10，11的速度vLVO，vLHI，vRVO，vRHI计算为使得参考车辆速度vk在行进期间将不会改变，即滑模摊铺机将以与在直线行进中相同的速度沿着曲线行进，则在弯曲区段期间，滑模模具参考速度vG将小于车辆参考速度vk，其在图3中通过相应的速度矢量示出。由于参考滑模模具18的参考点G在曲线内侧具有的速度vG低于车辆参考点K的速度，因此滑模模具18将沿着曲线以比车辆参考速度vk更低的速度vG移动，车辆参考速度vk是车辆操作者为滑模摊铺机预先限定的。
在一个实施例中，根据本实用新型的滑模摊铺机的控制单元21配置成使得各个滚动组件7，8，10，11的速度vLVO，vLHI，vRVO，vRHI被调节，使得滑模模具参考点vG将沿着预定轨迹T移动而至少在很大程度上无关于可转向滚动组件的转向角的改变，并且具有与事先限定的车辆参考速度vk匹配的速度。对于仅在前侧滚动组件10，11处转向的简化情况(在这种情况下，后侧滚动组件7，8的转向角为零)，基于上述转向模型执行相关值的计算。为此目的，在控制单元21中实行必要的等式或算法。由于滑模模具18的速度vG在沿曲线行进期间也保持不变，因此无论混凝土型材22的轮廓如何，总是存在相同的输入参数，因此能够生产满足预期品质标准的混凝土型材。通过所述控制能够实现理想的结果。
滑模摊铺机的控制单元21能够实现控制概念，其中为所有滚动组件指定相同的速度，所述速度对应于车辆参考速度vk。在沿曲线行进期间，随后根据转向角校正滚动组件7，8，10，11的速度vLVO，vLHI，vRVO，vRHI，其结果是，滑模模具参考点G(而非车辆参考点K)在曲线期间以预定的车辆参考速度vk移动。因此，控制单元21计算每个滚动组件7，8，10，11的校正因数，该因数是从相关的滚动组件7，8，10，11和瞬时中心P之间的距离(曲线半径r)的关系获得的。
将参考图4解释滚动组件7，8，10，11的速度vLVO，vLHI，vRVO，vRHI的确定。
图4中的实线示出在滚动组件的转向基于车辆参考点K的情况下的后侧滚动组件7，8的速度矢量vLHI和vRHI，在这种情况下，沿直线行进时的车辆参考点K的速度vk与沿着曲线行进时的车辆参考点K的速度vk将是相等的。在沿图4中所示的弯曲路径行进时，在曲线外侧上的后侧滚动组件8将具有比在曲线内侧上的后侧滚动组件7更高的速度设置。为了确定滚动组件8，7在曲线外侧和内侧上的速度，对于曲线外侧上的滚动组件而言，车辆参考速度vk乘以大于1的因数，而对于曲线内侧上的滚动组件而言，车辆参考速度vk乘以小于1的因数。滑模模具参考点G具有最低速度(滑模模具参考速度vG)。
图4中的虚线示出这样的情况，其中通过根据本实用新型的控制，调节后侧滚动组件7，8的速度vLHI和vRHI，使得在沿曲线行进期间，滑模模具参考点G的速度vG将匹配车辆参考速度vk。为此，必须根据转向角增加滚动组件7，8相对于车辆参考点K的速度vK。结果，必须增加左后侧滚动组件7和右后侧滚动组件8的速度vLHI和vRHI。图4中的虚线示出了，控制单元21必须使滚动组件的速度增加一定量Δv，Δv'，Δv”，Δv”'，以沿弯曲路径行进，其结果是滑模模具参考点G的速度vG'将在沿弯曲路径行进期间再次匹配车辆参考速度vk。由左后侧滚动组件7和右后侧滚动组件8的控制单元调节的速度在图4中分别指示为v'LHI和v'RHI。从图4中可以明显看出，滚动组件的速度将增加的量Δv，Δv'，Δv”，Δv”'取决于转弯半径r，因此取决于到瞬时中心P的距离。因此，滑模模具相对于机器框架的位置(其通过伸缩辅助框架16在垂直于机器框架的方向上是可变的)也决定速度改变的量。
对于滑模摊铺机1沿右手曲线而不是沿左手曲线行进的情况而言，出现不同的几何关系。然后，滑模模具18将在机器框架3的侧面位于曲线的外侧而不是曲线的内侧。如果旨在相对于车辆参考点K而控制滚动组件7，8，10，11的速度，则当滑模摊铺机沿曲线行进时，滑模模具18的速度将增加而不是减小，但是根据本实用新型的控制概念可以防止这种情况。因此，控制单元21减小滚动组件7，8，10，11的速度，使得当沿曲线行进时滑模模具参考点G的速度vG将与事先限定的车辆参考速度vk匹配。
如果滑模模具位于右侧(在作业方向上)上而不是位于左侧上，则关系相反。当从直线行进过渡到左手曲线时，滚动组件的速度将适当地减小，而当从直线行进过渡到右手曲线时，滚动组件的速度将适当地增加。当从左手曲线过渡到右手曲线时，滚动组件速度的调节以类似的方式进行。当从具有变化曲率的任何曲线过渡时，滚动组件速度的调节也以类似的方式进行。
根据本实用新型的滑模摊铺机的特别容易实施的一个实施例提供包括存储器21A的控制单元21，其中存储有相对于至少一个预定的转向角度值的校正因数Kn，至少一个可转向滚动组件7，8，10，11将通过该至少一个预定的转向角度值进行调节。在最简单的情况下，例如可以为10°的转向角分配校正因数K。如果要调节的转向角例如小于10°，则控制单元将不对可驱动滚动组件的速度进行校正。然而，如果要调节的转向角大于或等于10°，则控制单元将使用校正因数K对速度进行校正。如果校正因数K例如是10％，则控制单元将可驱动滚动组件的速度提高或减小10％。各种转向角，例如10°，20°，30°或40°，可以以表格的形式各自分配例如为10％，20％，30％或40％的校正因数K1，K2，K3，K4。如果转向角例如大于或等于10°且小于20°，则可驱动滚动组件的速度将增加或减少10％，并且如果转向角例如大于或等于20°且小于30°，则可驱动滚动组件的速度将增加或减少20％。

Claims (9)

1.一种滑模摊铺机，该滑模摊铺机为自驱动滑模摊铺机，其特征在于，其包括：
机器框架(3)，所述机器框架(3)由至少三个滚动组件(7，8，10，11)承载并且能够通过升降柱(7A，8A，10A，11A)垂直调节，至少两个所述滚动组件(7，8，10，11)是能够驱动的，并且至少一个滚动组件是可转向滚动组件；
布置在用于滑模模具(18)的机器框架(3)上的支撑件(17)以及用于控制滚动组件(7，8，10，11)的控制单元(21)，其中所述控制单元(21)配置为使得多个可驱动滚动组件的速度(vLVO，vLHI，vRVO，vRHI)和一个可转向滚动组件的转向角或多个可转向滚动组件的多个转向角是能够调节的；
控制单元(21)配置成，当一个可转向滚动组件的转向角改变或多个可转向滚动组件的多个转向角改变时，可驱动滚动组件(7，8，10，11)的速度(vLVO，vLHI，vRVO，vRHI)被调节成减小速度(vG)上的改变，参考用于滑模模具(18)的支撑件(17)的参考点(G)将以所述速度(vG)沿预定轨迹(T)移动，所述速度上的改变是由改变转向角所导致的。
2.根据权利要求1所述的滑模摊铺机，其特征在于控制单元(21)配置成使得可驱动滚动组件(7，8，10，11)的速度(vLVO，vLHI，vRVO，vRHI)被调节为，参考用于滑模模具(18)的支撑件(17)的参考点(G)沿预定轨迹(T)以预定的参考速度(vk)移动，无论如何改变一个可转向滚动组件的转向角或多个可转向滚动组件的多个转向角。
3.根据权利要求1或2所述的滑模摊铺机，其特征在于控制单元(21)配置成使得滚动组件(7，8，10，11)的速度(vLVO，vLHI，vRVO，vRHI)被调节，使得对于一个可转向滚动组件的转向角或者多个可转向滚动组件的转向角的改变而增加或减小。
4.根据权利要求3所述的滑模摊铺机，其特征在于，所述滑模摊铺机是这样的滑模摊铺机，其包括在作业方向(A)上布置在机器框架(3)左侧的滑模模具(18)，并且控制单元(21)配置成，当从以直线行进过渡到左手曲线时，可驱动滚动组件(7，8，10，11)的速度(vLVO，vLHI，vRVO，vRHI)增加，当从以直线行进过渡到右手曲线时，可驱动滚动组件(7，8，10，11)的速度(vLVO，vLHI，vRVO，vRHI)减小；或者
滑模摊铺机是这样的滑模摊铺机，其包括在作业方向(A)上布置在机器框架(3)右侧的滑模模具(18)，并且控制单元(21)配置成，当从以直线行进过渡到左手曲线时，可驱动滚动组件(7，8，10，11)的速度(vLVO，vLHI，vRVO，vRHI)减小，当从以直线行进过渡到右手曲线时，可驱动滚动组件(7，8，10，11)的速度(vLVO，vLHI，vRVO，vRHI)增加。
5.根据权利要求1或2所述的滑模摊铺机，其特征在于控制单元(21)配置成根据一个可转向滚动组件的转向角或多个可转向滚动组件的转向角来确定参考用于滑模模具(18)的支撑件(17)的参考点(G)将沿预定轨迹(T)移动的速度。
6.根据权利要求1或2所述的滑模摊铺机，其特征在于控制单元(21)配置成使得一个可转向滚动组件的转向角或多个可转向滚动组件(7，8，10，11)的多个转向角被调节，使得从位于所述可转向滚动组件上的轴线沿垂直方向延伸的线将在一个点(P)处相交。
7.根据权利要求1或2所述的滑模摊铺机，其特征在于所述可驱动滚动组件(7，8，10，11)各自包括驱动马达，并且可转向滚动组件包括转向致动器(20)，或者多个可转向滚动组件各自包括转向致动器(20)。
8.根据权利要求1或2所述的滑模摊铺机，其特征在于，所述控制单元(21)包括用于感测弦线的传感器单元，其中所述控制单元配置成控制一个可转向滚动组件或多个可转向滚动组件(7，8，10，11)，使得参考滑模摊铺机的参考点(G)将沿预定轨迹(T)移动，或者控制单元(21)包括至少一个卫星导航系统接收器，用于接收来自全球导航卫星系统的卫星信号，其中所述控制单元(21)配置成，基于卫星信号，参考滑模摊铺机的参考点(G)的位置在独立于建筑机械的坐标系中确定，并且控制单元(21)配置成将一个可转向滚动组件或多个可转向滚动组件(7，8，10，11)控制为使得参考滑模摊铺机的所述参考点(G)将沿预定轨迹(T)移动。
9.根据权利要求1或2所述的滑模摊铺机，其特征在于所述控制单元(21)包括存储器(21A)，其中存储有用于所述至少一个可转向滚动组件(7，8，10，11)的、相对于至少一个预定转向角度值的校正因数，其中控制单元(21)配置成使得可驱动滚动组件(7，8，10，11)的速度(vLVO，vLHI，vRVO，vRHI)根据一个校正因数或根据多个校正因数而减小或增大。
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