DE102005021753A1

DE102005021753A1 - Vorrichtung zur Bodendruckmessung sowie Verfahren zur Auswertung

Info

Publication number: DE102005021753A1
Application number: DE102005021753A
Authority: DE
Inventors: Uwe Eisenkolb; Detlev Eckhoff; Axel Kaspari
Original assignee: Rheinmetall Landsysteme GmbH
Current assignee: Rheinmetall Landsysteme GmbH
Priority date: 2005-05-11
Filing date: 2005-05-11
Publication date: 2006-11-23
Anticipated expiration: 2025-05-12
Also published as: EP1722185A1; DE102005021753B4; DE502006002469D1; EP1722185B1; ATE419505T1

Abstract

Es wird vorgeschlagen, einen Messkörper (1, 10) bzw. in Summe ein Messsystem zu schaffen, welches im Boden (8) verbracht und, Bodenart sowie Bodentiefe berücksichtigend, den Bodendruck misst und einer Auswertung (7) zur Verfügung stellt. In einer bevorzugten Ausführung ist vorgesehen, dass der Messkörper (1, 10) eine reelle Landmine insbesondere in Form und Größe sowie der Größe der Druckplatten (2, 12) simuliert bzw. nachbildet. Für die Messung im Boden (8) werden dann beispielsweise mehrere Messminen (1, 10) verwendet, so dass zusätzlich mit einem Messsystem die Anzahl von Landminen im Boden (8) berücksichtigt/simuliert werden kann.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Bodendruckmessung von Fahrzeugen und/oder Geräten bzw. Systemen, insbesondere zur Räumung von Landminen, sowie ein Verfahren zur Auswertung.

Zum Räumen von Landminen oder aber auch zur Qualitätssicherung von Minensuchsensoren sind Systeme bekannt, die auf unterschiedliche Art und Weise Bodendruck erzeugen. Bekannt sind Schlegelsysteme, beispielsweise aus der US 2,496,423 , der DE 34 33 203 und der DE 68 916 898 T2 . Schlagarmsysteme sind in der DE 34 33 217 beschrieben, Rollersysteme oder stempelartige Systeme in der DE 102 59 436 offenbart.

Für die Entwicklung und Beurteilung derartiger Systeme ist es inzwischen wichtig, die vom Räumsystem erzeugte Druckverteilung im Erdboden zu messen, da sich dadurch beurteilen lässt, ob das bzw. welches entsprechende System zum Auslösen der insbesondere im Erdboden versteckten Landminen geeignet ist.

Eine Methode ist die Messung und Erprobung mit Hilfe eines Prototyps des Systems an einer reell, scharten Landmine. Da hierbei jedoch von einer Zerstörung, zumindest aber einer Beschädigung des die Landmine auslösenden Systems ausgegangen werden kann, ist diese Möglichkeit in der Regel unpraktikabel.

Aus dem Bereich der Landwirtschaft sind Systeme zum Messen eines Bodendrucks bekannt, bei denen mit Hilfe einer flüssigkeitsgefüllten Schlauchsonde mit elektronischem Drucksensor die Druckverteilung im Boden beim Überfahren mit unterschiedlichen Fahrzeugen oder Fahrzeug-/Reifenkombinationen ermittelt wird.

Nachteilig hierbei ist, dass die Schlauchsonden schräg in den Boden gesteckt werden. So können die Messergebnisse keiner konkreten Bodentiefe zugeordnet werden.

Hier greift die Erfindung die Aufgabe auf, eine Vorrichtung zur Bodendruckmessung von Fahrzeugen und/oder Geräten bzw. Systemen aufzuzeigen.

Gelöst wird die Aufgabe durch die Merkmale des Patentanspruchs 1. Ein Verfahren zur Auswertung dieser Bodenmessung wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 4 beschrieben.

Der Erfindung liegt die Idee zugrunde, einen Messkörper bzw. in Summe ein Messsystem zu schaffen, welches im Boden verbracht und Bodenart sowie Bodentiefe berücksichtigend, den Bodendruck misst und einer Auswertung zur Verfügung stellt.

In einer bevorzugten Ausführung ist vorgesehen, dass der Messkörper eine reelle Landmine insbesondere in Form und Größe sowie der Größe der Druckplatten simuliert bzw. nachbildet. Für die Messung im Boden werden dann beispielsweise mehrere Messminen verwendet, so dass zusätzlich mit einem Messsystem die Anzahl von Landminen im Boden berücksichtig/simuliert werden kann.

Der einzelne Messkörper bzw. die jeweilige Messmine, zeichnet sich durch ein stabiles Gehäuse aus. Die im Gehäuse integrierten Druckplatten sind mit Drucksensoren funktional verbunden, so dass die auf die Druckplatten ausgeübten Druckkräfte beispielsweise als Kraft-Zeit-Verlauf messen und dem Messsystem zur Verfügung stellen können. Wahlweise ist auch eine Ausrüstung mit einem Wegmesssystem möglich, so dass dann der Weg-Zeit-Verlauf gemessen wird. Die Messsignale werden dann in einer Auswerteeinheit des Messsystems verarbeitet.

Die Messminen können in unterschiedlichen Bodenarten und Bodentiefen vergraben werden. Das damit verbundene Auswerteverfahren liefert bessere Aussagen über die Wirkung des entsprechenden Räumsystems.

Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen enthalten.

Anhand eines Ausführungsbeispiels mit Zeichnung soll die Erfindung näher erläutert werden.
Es zeigt:
1 zwei Messkörper in einer Perspektivdarstellung,
2 in einer Schnittdarstellung einen Messkörper aus 1,
3 eine Messanordnung mit mehreren Messkörpern.
In 1 sind zwei unterschiedliche Messkörper bzw. Messminen 1 und 10 dargestellt, die hierbei in Form und Größe zwei reelle Landminen nachbilden. Der Messkörper 1 als auch der Messkörper 10 umfassen dabei auch die Größe einer Druckplatte 2 bzw. 12, besitzen ein stabiles Gehäuse 3, welches aus Metall oder Kunststoff bestehen kann. Die Stabilität ist dabei abhängig von den auf sie einwirkenden Kräften, die beim Überfahren mit einem Fahrzeug 9 und/oder einem Gerät bzw. System separat oder am Fahrzeug 9 angebracht (nicht näher dargestellt, da im Stand der Technik aufgezeigt) zum Räumen einer Landmine hervorgerufen werden. Dabei wird davon ausgegangen, dass das Gehäuse 3 diesen mechanischen Einwirkungen widersteht.
In den Messkörpern 1, 10 befinden sich, mechanisch an die Druckplatten 2 (12) gekoppelte Sensoren 4 mit einem, wenn notwendig, nachgeschalteten Messverstärker 5 (2). Hierdurch lassen sich die Größe und der zeitliche Verlauf, der Druckanstieg und die Einwirkungsdauer der auf die Druckplatten 2 (12) aufgebrachten Druckkräfte messen.
Die Signale der Sensoren 4, hier beispielsweise Dehnmessstreifen, werden im Messverstärker 5 verstärkt und an eine Auswerteeinheit 7, beispielsweise einem Rechner gegeben. Die Übertragung kann über ein Bus-System, vorzugsweise einen CAN-Bus sowie ein mit dem Rechner 7 verbundenes Kabel 6 erfolgen (3). Im Rechner 7 werden die Messsignale der einzelnen Messkörper 1, 10 für eine Auswertung vor Ort oder auch später aufgezeichnet.
Wahlweise ist auch die Ausrüstung der Messkörper 1, 10 mit einem Wegmesssystem möglich, welches den Weg- Zeit- Verlauf der in den Messminen integrierten Druckplatten 2, 12 ermittelt und als Signale an den Rechner 7 ausgibt.
Es sind aber auch weitere Messprinzipien anwendbar. So kann ein hydraulisches Element eingebunden werden, bei dem sich bei Belastung der Innendruck ändert und diese Änderung gemessen sowie ausgewertet wird.
Der CAN-Bus bietet den Vorteil, dass mehrere Messkörper 1, 10 über eine einzelne Leitung 6 an die Auswerteeinheit 7 angeschlossen werden können und nicht jeder Messkörper 1, 10 mit dem Rechner 7 verbunden werden muss. Die Leitung 6 eignet sich zudem für die Spannungsversorgung der Messverstärker 5.
Die Messkörper 1, 10 können in unterschiedlichen Bodenarten 8, beispielsweise Schotter, Sand, Kiesel und Bodentiefen vergraben werden. Über dieses, durch mehrere Messkörper 1, 10 simulierte Minenfeld können die Fahrzeuge 9 oder Minenräumsysteme bewegt werden, deren Bodendrücke bestimmt werden sollen. Aufgrund der ermittelten Messwerte und anhand von Vergleichswerten von realen Landminen kann dann eine Aussage darüber getroffen werden, ob ein bestimmtes Fahrzeug 9 oder Minenräumsystem eine in einer bestimmten Bodenart und Bodentiefeverlegte Mine ausgelöst hätte oder nicht.
Im Umkehrschluss kann aber auch ermittelt werden, welche Maßnahmen ergriffen werden können, damit das Fahrzeug 9 oder das Minenräumsystem, welches oftmals als einziges vor Ort zur Verfügung steht den notwendigen Bodendruck aufbringen kann. Aus den Messergebnissen ist der real erzeugte Bodendruck des konkreten Fahrzeugs 9 ermittelbar, anhand der Vergleichswerte der benötigte Bodendruck bekannt. Somit können mittels Beschwerungen etc. die Fahrzeuge 9 so gestaltet werden, dass sie den erforderlichen Bodendruck zum Auslösen der Landmine dann aufbringen.
Der Messkörper 1, 10 kann aber auch auf anderen technischen Gebieten verwendet werden, d.h., überall dort, wo ein Bodendruck insbesondere in der Tiefe gemessen werden soll. Dies könnte beispielsweise nicht nur die Landwirtschaft sondern auch den Tiefbau bzw. Rohrverlegungsbau betreffen.

Claims

Vorrichtung zur Bodendruckmessung unter Berücksichtigung der Bodenart (8) und/oder Bodentiefe, aufweisend einen Messkörper (1, 10) in einem Gehäuse (3) sowie wenigstens einem Sensor (4) zur Messung eines auf das Gehäuse (3) bzw. wenigstens einer Druckplatte (2, 12) wirkenden Druckes, welcher beim Überfahren eines Fahrzeugs über den Messkörper (1, 10) hervorgerufen wird, wobei der Messkörper (1, 10) im Boden (8) verbracht ist und die Sensoren (4) zumindest mit einer Auswerteeinheit (7) verbunden sind.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (4) wenigs tens ein Dehnmessstreifen ist, dem notfalls ein Messverstärker (5) nachgeschaltet ist
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Messkörper (1, 10) einer realen Landmine in Größe und Form nachgestaltet ist.
Verfahren unter Verwendung der Vorrichtung nach einem der Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Messkörper (1, 10) Signale liefert, die von zumindest einer Auswerteeinheit (7) empfangen und ausgewertet werden, wenn ein Fahrzeug (9) und/oder Gerät bzw. System den Messkörper (1, 10) überquert, wobei in einem weiteren Schritt diese Daten mit vorgegebenen Daten verglichen werden.
Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Vergleichsdaten die einer reellen Landmine, einer reellen Rohrleitung oder eines anderen im Boden (8) reellen Cegenstandes sind.
Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass in Auswertung eine Aussage über die Funktionsfähigkeit der Vorrichtung bezüglich ihrer Aufgabe getroffen wird.