DE102021132754A1

DE102021132754A1 - LKW-Messung einer Fräse

Info

Publication number: DE102021132754A1
Application number: DE102021132754.7A
Authority: DE
Inventors: Robert E. Carr; Eric S. Engelmann; Keng Yew A. Low; Jacob Simmer; Conwell K. Rife Jr.
Original assignee: Caterpillar Paving Products Inc
Current assignee: Caterpillar Paving Products Inc
Priority date: 2020-12-11
Filing date: 2021-12-10
Publication date: 2022-06-15
Also published as: US11845622B2; CN114622468A; US20220186446A1

Abstract

Eine Fräse (100) kann einen Rahmen (102), der von einer Zugvorrichtung (104) getragen wird, eine Fräswalze (106) zum Fräsen einer Oberfläche und an dem Rahmen (102) getragen, und einen Förderer (110) zum Aufnehmen von gefrästem Material von der Fräswalze (106) und zum Befördern des gefrästen Materials nach oben zu einer Freigabestelle umfassen. Die Fräse (100) kann einen LKW-Sensor (118, 120), der zum Überwachen der Beladung eines LKW durch die Fräse (100) konfiguriert ist, und eine Steuervorrichtung (122) in Kommunikation mit dem LKW-Sensor (118, 120) beinhalten, um sich mit dem LKW-Sensor (118, 120) zu koordinieren und zu erkennen, wenn der LKW voll ist.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Offenbarung betrifft im Allgemeinen die Erfassung und Verwendung von Fräsendaten. Noch genauer betrifft die vorliegende Offenbarung ein Abrechnungs- und Ladesystem für eine Fräse. Insbesondere betrifft die vorliegende Offenbarung ein LKW-Abrechnungssystem und ein LKW-Erfassungs- und Ladesystem für eine Fräse.
Stand der Technik
Fahrbahnen werden gebaut, um den Fahrzeugverkehr zu erleichtern. Abhängig von Nutzungsdichte, Grundbedingungen, Temperaturschwankungen, Feuchtigkeitsniveaus und/oder physischem Alter können sich die Oberflächen der Fahrbahnen schließlich verformen, können sich Risse bilden, die das Eindringen von Wasser ermöglichen, was zu Frosttauschäden führt, und kann es zu anderem Verschleiß kommen. Die Fahrbahn kann nicht mehr in der Lage sein, Radlasten zu tragen, oder kann anderweitig für den Fahrzeugverkehr ungeeignet sein. Um die Fahrbahnen für die weitere Nutzung durch das Fahrzeug zu sanieren, kann das verbrauchte Fahrbahnmaterial für die Vorbereitung der Erneuerung entfernt werden.
Fräsen wie Kaltfräsen, Aufreißer, Rückladegeräte und dergleichen können verwendet werden, um Schichten einer Asphaltfahrbahn aufzubrechen und zu entfernen. Ein Rückladegerät kann die Fahrbahnoberfläche aufreißen, mit oder ohne Zusätze durchmischen und als eine Grundschicht für zusätzliches Pflastern wieder ablegen. Im Gegensatz dazu kann eine Kaltfräse oder ein Aufreißer die Fahrbahnoberfläche schneiden und entfernen. Beispielsweise beinhaltet eine Kaltfräse typischerweise einen Rahmen, der von Raupen- oder Radantriebseinheiten angetrieben wird. Der Rahmen trägt einen Motor, eine Bedienerstation, eine Fräswalze und Förderer. Die mit Schneidwerkzeugen bestückte Fräswalze wird über eine geeignete Schnittstelle mit dem Motor gedreht, um die Oberfläche der Fahrbahn zu fräsen. Das gefräste Fahrbahnmaterial wird von der Fräswalze auf die Förderer abgelegt, die das gefräste Material für die Entfernung von der Baustelle in Muldenkipper überführen. Wenn Muldenkipper befüllt werden, werden sie durch leere Muldenkipper ersetzt. Die gefüllten LKWs transportieren das gefräste Material an einen anderen Ort, wie eine Asphaltanlage, um es als Zuschlag in neuem Asphalt wiederverwendet oder anderweitig recycelt zu werden. Dieser Transportvorgang wiederholt sich, bis der Fräsvorgang beendet ist.
Für verschiedene Zwecke, wie Abrechnung, Auftragskostenvoranschläge und laufende Pflastervorgänge, kann es für den Fräsenbediener nützlich sein, die Anzahl und Größe der LKWs zu kennen, die von der Fräse befüllt werden. Aktuelle Systeme können sich auf die Zählung verlassen, die in der Asphaltanlage erfolgt, wenn die LKW mit dem gefrästen Material zu der Asphaltanlage zurückkehren. In vielen Fällen kann die Asphaltanlage von einer anderen Firma oder einem anderen Auftragnehmer betrieben werden, der an einem Erneuerungsprojekt beteiligt ist.
Zusätzlich zu der Anzahl von LKWs können Informationen über die LKW-Kapazität und die Füllvolumina nützlich sein, um die LKW-Ressourcen effizient zu nutzen, ohne die LKWs zu überlasten. In vielen Fällen beruhen aktuelle Füllvorgänge auf visueller Inspektion, Schätzungen der Füllstände oder einer anderen Benutzerbeurteilung, um zu bestimmen, wann und/oder ob ein LKW voll ist. Diese Urteile können ungenau und problematisch sein. Wenn beispielsweise ein LKW überfüllt ist, kann das Speditionsunternehmen aufgrund von Achslasten, die die Fahrbahnbeschränkungen überschreiten, Geldbußen ausgesetzt werden. Darüber hinaus können die Kosten des Projekts aufgrund der LKW-Ineffizienzen steigen, wenn LKW unterfüllt sind.
Die chinesische Patentanmeldung, Nummer 201910940523 betrifft ein LKW-Ladezählverfahren und -system. In der Anmeldung wird ein Erhalten von Beladungsinformationen einer an einem Fahrzeug installierten Beladungspositioniervorrichtung; ein Beurteilen gemäß den Beladungsinformationen, ob das Fahrzeug vollständig beladen ist oder nicht, und, falls ja, ein Starten der Aufgabe und ein Erhalten von geografischen Positionsinformationen der Beladungspositioniervorrichtung erläutert.
Kurzdarstellung
In einer oder mehreren Ausführungsformen kann eine Fräse einen Rahmen, der von einer Zugvorrichtung getragen wird, eine Fräswalze zum Fräsen einer Oberfläche und auf dem Rahmen getragen, und einen Förderer zum Aufnehmen von gefrästem Material von der Fräswalze und zum Fördern des gefrästen Materials nach oben zu einer Freigabestelle beinhalten. Die Fräse kann zudem einen LKW-Sensor, der zum Erkennen eines LKW konfiguriert ist, und eine Steuervorrichtung in Kommunikation mit dem LKW-Sensor beinhalten, um sich mit dem LKW-Sensor zu koordinieren und eine LKW-Zählung beizubehalten und zu speichern.
In einer oder mehreren Ausführungsformen kann ein Verfahren zum Abrechnen beinhalten: Verwenden einer Steuervorrichtung an einer Fräse in Koordination mit einem LKW-Sensor, Überwachen eines Bereichs um eine Fräse für einen LKW. Das Verfahren kann ebenso ein Durchführen einer Abrechnung des LKWs beinhalten, um eine LKW-Zählung zu erzeugen und die LKW-Zählung zu speichern.
In einer oder mehreren Ausführungsformen kann eine Fräse einen Rahmen, der von einer Zugvorrichtung getragen wird, eine Fräswalze zum Fräsen einer Oberfläche und auf dem Rahmen getragen, und einen Förderer zum Aufnehmen von gefrästem Material von der Fräswalze und zum Fördern des gefrästen Materials nach oben zu einer Freigabestelle beinhalten. Die Fräse kann ebenso einen Beladungssensor, der zum Überwachen der Beladung eines LKWs durch die Fräse konfiguriert ist, und eine Steuervorrichtung in Kommunikation mit dem Beladungssensor beinhalten, um sich mit dem Beladungssensor zu koordinieren und zu erkennen, wenn der LKW voll ist.
In einer oder mehreren Ausführungsformen kann ein Verfahren zum Lastüberwachen das Erhalten eines Volumens, das Fräsen einer Oberfläche, um gefrästes Material zu erzeugen, und das Befördern des gefrästen Materials in einen LKW-Kasten beinhalten. Das Verfahren kann ebenso das Scannen der LKW-Box, um ein Materialvolumen zu erhalten, und das Vergleichen des Materialvolumens mit dem Volumen beinhalten.
In einer oder mehreren Ausführungsformen kann ein Verfahren zum Lastüberwachen das Überwachen von Auslesungen von Achswaagen an einem LKW, das Fräsen einer Oberfläche, um gefrästes Material zu erzeugen, und das Befördern des gefrästen Materials in einen LKW-Kasten beinhalten. Das Verfahren kann ebenso ein Anhalten des Fräsens und Förderns beinhalten, wenn die Auslesungen eine ausgewählte Achslast erreichen.
In einer oder mehreren Ausführungsformen kann eine Fräse einen Rahmen, der von einer Zugvorrichtung getragen wird, eine Fräswalze zum Fräsen einer Oberfläche und auf dem Rahmen getragen, und einen Förderer zum Aufnehmen von gefrästem Material von der Fräswalze und zum Fördern des gefrästen Materials nach oben zu einer Freigabestelle beinhalten. Die Fräse kann ebenso einen Sensor, der zum Abtasten eines LKW-Kastens konfiguriert ist, und eine Steuervorrichtung in Kommunikation mit dem Sensor, um sich mit dem Sensor zu koordinieren, beinhalten. Die Steuervorrichtung kann ferner konfiguriert sein, um eine LKW-Zählung zu speichern und zu erkennen, wenn der LKW-Kasten voll ist.
Figurenliste

1 ist eine schematische Ansicht des Belagsfräsprojekts gemäß einer oder mehreren Ausführungsformen.
2 ist eine schematische Ansicht einer Belagsfräsbaustelle und einer Umgebung gemäß einer oder mehreren Ausführungsformen.
3 ist eine Seitenansicht einer Fräse, die einen LKW belädt, gemäß einer oder mehreren Ausführungsformen.
4 ist eine perspektivische Rückansicht eines leeren Muldenkippers gemäß einer oder mehreren Ausführungsformen.
5 ist eine perspektivische Rückansicht eines teilweise gefüllten Muldenkippers gemäß einer oder mehreren Ausführungsformen.
6 ist eine perspektivische Rückansicht eines vollen Muldenkippers gemäß einer oder mehreren Ausführungsformen.
7 ist ein Verfahrensdiagramm, das ein Verfahren zum Abrechnen gemäß einer oder mehreren Ausführungsformen zeigt.
8 ist ein Verfahrensdiagramm, das ein Verfahren zum Lastüberwachen gemäß einer oder mehreren Ausführungsformen zeigt.
9 ist ein Verfahrensdiagramm, das ein Verfahren zum Lastüberwachen gemäß einer oder mehreren Ausführungsformen zeigt.

Detaillierte Beschreibung
1 ist eine schematische Ansicht eines Belagsfräsprojekts. Wie gezeigt, kann das Fräsprojekt beispielsweise eine Fräse 100, wie eine Kaltfräse, beinhalten. Die Kaltfräse kann sich an einer Fräsprojektbaustelle befinden und derart arbeiten, dass sie eine oder mehrere Schichten von Fahrbahnmaterial von einer Fahrbahnoberfläche entfernt. Der Kaltfräse kann das Material mit einer Drehvorrichtung oder Frästrommel entfernen, die die Oberfläche aufbricht und ein körniges Material bildet.
Wie in 2 gezeigt, kann die Kaltfräse einen Rahmen 102, der von einer oder mehreren Zugvorrichtungen 104 getragen wird, eine Frästrommel 106, die drehbar unter einem Bauch des Rahmens 102 getragen wird, und einen Motor 108 beinhalten, der an dem Rahmen 102 montiert und konfiguriert ist, um die Frästrommel 106 und die Zugvorrichtungen 104 anzutreiben. Die Zugvorrichtungen 104 können entweder Räder oder Raupen beinhalten, die mit Aktuatoren verbunden sind, die angepasst sind, um den Rahmen 102 relativ zu einer Bodenoberfläche steuerbar anzuheben und abzusenken. Das Anheben und das Absenken des Rahmens 102 kann ebenso dazu dienen, eine Frästiefe der Fräswalze 106 in die Oberfläche 50 zu variieren. In einigen Ausführungsformen können die gleichen oder verschiedene Aktuatoren ebenso verwendet werden, um die Kaltfräse 100 zu lenken und oder um eine Fahrgeschwindigkeit der Zugvorrichtungen 104 anzupassen (z. B., um die Zugvorrichtungen 104 zu beschleunigen oder zu bremsen), falls gewünscht. Ein Fördersystem 110 kann an einem vorderen Ende schwenkbar mit dem Rahmen 102 verbunden und konfiguriert sein, um Material von der Fräswalze 106 weg und in ein Transportfahrzeug oder einen LKW 52 zu transportieren.
Der Rahmen 102 kann ebenso eine Bedienerstation 112 tragen. Die Bedienerstation 112 kann eine beliebige Anzahl von Schnittstellenvorrichtungen 114 aufnehmen, die zum Steuern der Kaltfräse 100 verwendet werden. In dem offenbarten Beispiel können die Schnittstellenvorrichtungen 114 unter anderem eine Anzeige, eine Warnvorrichtung und eine Eingabevorrichtung beinhalten. In anderen Ausführungsformen kann die Bedienerstation 112 nicht an Bord der Kaltfräse 100 sein. Beispielsweise kann die Bedienerstation 112 eine Fernbedienung, wie eine Handsteuervorrichtung, einsetzen, die ein Bediener verwenden kann, um die Kaltfräse 100 von irgendwo auf der Baustelle oder entfernt von der Baustelle zu steuern. Die Bedienerstation 112 kann alternativ ein Softwareprogramm und eine Benutzerschnittstelle für einen Computer einsetzen und kann eine Kombination aus Hardware und Software beinhalten. In anderen Ausführungsformen kann der Kaltfräse 100 autonom sein und kann keine Bedienerstation 112 beinhalten.
Die Anzeige kann konfiguriert sein, um den Standort der Kaltfräse 100 (z. B. der Fräswalze 106) relativ zu Merkmalen der Baustelle (z. B. gefräste und/oder ungefräste Teile der Oberfläche 50) wiederzugeben und Daten und/oder andere Informationen für den Bediener anzuzeigen. Die Warnvorrichtung kann konfiguriert sein, um den Bediener der Kaltfräse 100 akustisch und/oder visuell über eine Nähe der Fräswalze 106 zu den Baustellenmerkmalen zu warnen und/oder wenn bestimmte Datenstücke eine zugeordnete Schwelle überschreiten, wie wenn ein LKW, der beladen wird, voll ist. Die Eingabevorrichtung kann konfiguriert sein, um Daten und/oder Steueranweisungen von dem Bediener der Kaltfräse 100 zu empfangen. Andere Schnittstellenvorrichtungen (z. B. Steuervorrichtungen) können ebenso möglich sein, und eine oder mehrere der vorstehend beschriebenen Schnittstellenvorrichtungen können, falls gewünscht, in einer einzigen Schnittstellenvorrichtung zusammengefasst sein.
Die Eingabevorrichtung kann beispielsweise eine analoge Eingabevorrichtung sein, die Steueranweisungen über eine/einen oder mehrere Tasten, Schalter, Zifferblätter, Hebel usw. empfängt. Die Eingabevorrichtung kann ebenso oder alternativ digitale Komponenten beinhalten, wie einen oder mehrere Softkeys, berührungsempfindliche Bildschirme und/oder visuelle Anzeigen. Die Eingabevorrichtung kann konfiguriert sein, um ein oder mehrere Signale, die verschiedene Parameter anzeigen, die der Kaltfräse 100 und/oder ihrer umgebenden Umgebung zugeordnet sind, auf Grundlage einer von dem Bediener empfangenen Eingabe zu erzeugen.
Das Fördersystem 110 kann einen ersten Förderer neben der Fräswalze 106 beinhalten, der konfiguriert ist, um gefrästes Material an einen zweiten Förderer zu übergeben. Der Förderer kann schwenkbar an dem Rahmen 102 angebracht sein, sodass die Höhe, in der das gefräste Material den Förderer verlässt, angepasst werden kann. Das heißt, eine Schwenkorientierung des Förderers in der vertikalen Richtung kann angepasst werden, um den Förderer anzuheben und abzusenken. Der Förderer kann ebenso schwenkbar an dem Rahmen 102 angebracht sein, sodass der seitliche Standort, an dem das gefräste Material den Förderer verlässt, angepasst werden kann. Das heißt, eine Schwenkorientierung des Förderers in der horizontalen Richtung kann angepasst werden, um den Förderer von Seite zu Seite zu bewegen.
Der Förderer kann ein Band beinhalten, das auf einer Mehrzahl von Rollenanordnungen getragen wird und von einem Motor angetrieben wird. Der Motor kann beispielsweise einen Hydraulikmotor verkörpern, der von einem Hydrauliksystem (nicht gezeigt) angetrieben wird. In anderen Ausführungsformen kann der Motor ein Elektromotor oder eine andere Art von Motor sein. Der Motor kann durch einen Motor oder durch eine andere Leistungsquelle angetrieben werden.
Der Förderer kann das gefräste Material von der Fräswalze aufnehmen und aus dem Behandlungsbereich nach oben zu einer Freigabestelle transportieren, wo es freigegeben werden kann, um beispielsweise in einen Kasten eines LKWs zu fallen. Wie in 1 gezeigt, können ein oder mehrere LKWs 52 verwendet werden, um das Material von dem Belagsfräsprojekt wegzuschleppen. In einer oder mehreren Ausführungsformen können die LKWs 52 das Material an eine Asphaltanlage 54 liefern, die das Material als Zuschlag in ihrem Asphaltfertigungsvorgang wiederverwenden kann. In anderen Ausführungsformen können die LKWs 52 das Material an eine Deponie oder eine Recyclinganlage liefern. In einigen Ausführungsformen können mehrere Materiallieferstandorte genutzt werden. In einer oder mehreren Ausführungsformen können die LKWs 52 zu der Belagsfräsbaustelle zurückkehren, um zusätzliches Material aufzunehmen und wegzuschleppen. Der Zyklus der LKWs 52 kann fortgesetzt werden, während die Fräse 100 in Betrieb ist.
3 zeigt eine schematische Ansicht einer Belagsfräsbaustelle 116, wie der in dem Gesamtprojekt aus 1 gezeigten Stelle. Wie gezeigt, kann die Fräse 100 ein relativ zentraler Aktivposten auf der Straßenfräsbaustelle 116 sein. Die LKWs 52 können die Baustelle 116 betreten, bei Bedarf darauf warten, an der Reihe zu sein, um gefrästes Material aufzunehmen, sich der Fräse 100 zu nähern, Material aufzunehmen und sich dann von der Fräse wegzubewegen und die Belagsfräsbaustelle 116 zu verlassen.
In einer oder mehreren Ausführungsformen kann die Fräse 100 konfiguriert sein, um eine Abrechnung der Begegnungen mit den LKWs 52 durchzuführen, und kann ferner konfiguriert sein, um das ordnungsgemäße Beladen der LKWs auf ein volles Niveau zu unterstützen. Die Abrechnung kann eine Zählung oder LKW-Zählung der Anzahl der LKWs beinhalten und kann ebenso das Sammeln zusätzlicher Informationen über die LKWs beinhalten. Das ordnungsgemäße Beladen der LKW kann einen Vorgang des Einrichtens eines LKW-Kastenvolumens, des Überwachens des Materialflusses in den LKW-Kasten und des Identifizierens, wann der LKW-Kasten voll ist, beinhalten. Die Fräse kann ein Abrechnungs- und Beladesystem zum Durchführen der vorstehenden Vorgänge beinhalten. Das Abrechnungs- und Beladungssystem kann einen LKW-Sensor 118, einen Beladungssensor 120 und eine Steuervorrichtung 122 in Kommunikation mit dem LKW-Sensor 118 und dem Beladungssensor 120 beinhalten. Es versteht sich, dass, obwohl ein Abrechnungs- und Ladesystem erörtert wurde, die LKW-Zähl- und Ladevorgänge durch separate dedizierte Systeme anstelle eines kombinierten Systems durchgeführt werden können.
Wie in 2 gezeigt, kann der LKW-Sensor 118 an oder in der Nähe der Fräse 100 bereitgestellt sein und kann konfiguriert sein, um das Vorhandensein und/oder die Interaktion mit einem LKW zu erkennen. Das heißt, der LKW-Sensor 118 kann in der Lage sein, einen Muldenkipper von einem Leichtlastkraftwagen oder von anderen Geräten, Fahrzeugen, Schmutz oder Arbeitern zu unterscheiden, die auf der Fräsbaustelle 100 vorhanden sein können. Somit kann der LKW-Sensor 118 zuverlässige Daten in Bezug auf die Anzahl von LKWs, die von der Fräse beladen werden, bereitstellen.
Der LKW-Sensor 118 kann an einer oder mehreren Standorten an einer Projektbaustelle positioniert sein. In einer oder mehreren Ausführungsformen, wie in 2 gezeigt, kann der LKW-Sensor 118 an oder in der Nähe eines oberen Endes des Förderers 110 positioniert sein, wodurch dem Sensor eine erhöhte Position auf der Projektbaustelle bereitgestellt wird und dem Sensor eine geeignete Sicht auf sich nähernde LKWs gegeben wird. Darüber hinaus kann diese Position dem LKW-Sensor 118 Sichtlinien des LKW-Kastens bereitstellen, die es dem LKW-Sensor ermöglichen, die Größe des LKW-Kastens direkt zu beurteilen. Zusätzlich oder alternativ kann sich der LKW-Sensor 118 außerhalb der Fräse 100 befinden und dem LKW-Sensor breitere Sichtlinien der Projektbaustelle und der Geräteinteraktionen bereitstellen. In einer oder mehreren Ausführungsformen kann der LKW-Sensor auf einem Stativ oder auf einer beweglichen Plattform positioniert sein, sodass sich der LKW-Sensor mit der Fräse bewegen kann, wenn sich die Fräse entlang einer Fahrbahn bewegt. In einer oder mehreren Ausführungsformen kann der LKW-Sensor an einer Drohne bereitgestellt sein, die ein hohes Niveau an Flexibilität für die Position des LKW-Sensors bereitstellt. Es können noch weitere Montagestandorte und/oder - systeme bereitgestellt sein.
In einer oder mehreren Ausführungsformen kann der LKW-Sensor 118 eine Merkmalsfindungsvorrichtung sein. Das heißt, der LKW-Sensor kann mit Identifizierungsmerkmalen 124 an den LKWs 52 oder anderen Systemen arbeiten, um LKWs 52 zu identifizieren und/oder zu erkennen. Das heißt, die LKWs 52 können beispielsweise QR-Codes auf einer ausgewählten Oberfläche oder Oberflächen des LKWs 52 beinhalten, wie lackierte QR-Code-Gestaltungen, Aufkleber, Magnete oder anderweitig angewendete QR-Codes. Alternativ oder zusätzlich kann das Identifizierungsmerkmal 124 ein RFID-Tag oder eine RFID-Vorrichtung beinhalten. Alternativ oder zusätzlich kann das Identifizierungsmerkmal 124 einen Bluetooth-Transponder und/oder einen Wi-Fi-Transponder beinhalten. In diesen Fällen kann der LKW-Sensor 118 einen entsprechenden Sensor beinhalten, wie einen QR-Code-Scanner, einen RFID-Scanner, einen Bluetooth-Sender/-Empfänger und/oder einen Wi-Fi-Sender/-Empfänger. Wie in 3 gezeigt, kann das Identifizierungsmerkmal 124 einen GPS-Transponder beinhalten und der LKW-Sensor 118 kann ebenso einen GPS-Transponder beinhalten. Ein Geozaun 126 kann um die Fräse 100 herum platziert werden und LKWs, die den Geozaun überqueren, können gezählt und identifiziert werden.
Abhängig von der Flotte von LKWs, die zum Transportieren des gefrästen Materials verwendet werden, können eine oder mehrere der verschiedenen Arten von Identifizierungsmerkmalen 124 auf dem einen oder den mehreren LKWs 52 in der Flotte vorhanden sein. Somit können mehrere Arten von LKW-Sensoren 118 an der Fräse 100 vorhanden sein, um die Flexibilität zu haben, mit einer Vielzahl von LKWs 52 mit einer Vielzahl von Identifizierungsmerkmalen 124 zu arbeiten.
In einer oder mehreren Ausführungsformen kann der LKW-Sensor 118 eine einseitige Vorrichtung beinhalten. Das heißt, anstelle oder zusätzlich zu einer Merkmalsfindungsvorrichtung kann der LKW-Sensor 118 angepasst sein, um einen LKW 52 oder eine Vielzahl von LKWs 52 ohne ein bestimmtes Identifizierungsmerkmal an den LKWs 52 zu erkennen. Die einseitige Vorrichtung kann eine Kamera, einen 3D- oder 2D-Scanner, ein Radar, ein Lidar oder eine andere Vorrichtung beinhalten, die zum Erkennen des Vorhandenseins und/oder Verfolgen der Bewegung eines LKWs 52 ohne ein bestimmtes Merkmal oder eine bestimmte Vorrichtung auf dem LKW selbst konfiguriert ist. Die einseitige Vorrichtung kann von einer Computersoftware unterstützt werden, die angepasst ist, um von der Vorrichtung empfangene Daten, wie Bilddaten oder Punktwolkendaten, zu analysieren und zu beurteilen, ob ein LKW 52 vorhanden ist. In einer oder mehreren Ausführungsformen kann die Computersoftware eine Reihe von Metriken beinhalten, die im Allgemeinen die Größe und Form eines LKWs, wie eines Muldenkippers, definieren, sodass das System beispielsweise das Vorhandensein des LKWs erkennen kann. In einer oder mehreren Ausführungsformen können detailliertere Metriken verwendet werden, um die bestimmte Art von LKW zu erkennen, die vorhanden ist, und/oder um die Größe des LKWs zu bewerten.
In einem beliebigen der vorstehenden Fälle kann der LKW-Sensor 118 die Projektbaustelle und/oder den Bereich, der sich der Fräse 100 für LKWs 52 nähert, kontinuierlich oder periodisch scannen. Der LKW-Sensor 118 kann in drahtgebundener oder drahtloser Kommunikation mit der Steuervorrichtung stehen und der LKW-Sensor 118 kann die LKW-Informationen für die Verarbeitung an die Steuervorrichtung übertragen. Es versteht sich, dass die Identifizierungsmerkmale auf den LKWs das Erfassen von Informationen über die jeweiligen LKWs zusätzlich zum Erkennen ihrer Anwesenheit oder Interaktion mit der Fräse ermöglichen können. Das heißt, beispielsweise kann ein QR-Code, eine RFID-Vorrichtung, ein Bluetooth-Transponder, ein WLAN-Transponder oder ein GPS-Transponder Marken- und Modellinformationen über den LKW, die Größe des LKW-Kastens, die Lasttragfähigkeit, die Achszahlen, die Achslasten, die Ziellast oder andere Informationen über den LKW enthalten. Der LKW-Sensor 118 kann diese Informationen ebenso an die Steuervorrichtung übertragen.
Der Beladungssensor 120 kann konfiguriert sein, um das Beladen der LKWs 52 durch die Fräse zu überwachen, und kann der Steuervorrichtung 122 ermöglichen, den Status des Beladens der LKWs zu identifizieren (z. B. leer, bestimmte Füllstände, voll, gewichtet von Seite zu Seite usw.). Abhängig von der Art des LKW-Sensors 118 kann der Beladungssensor 120 Teil und ein Posten des LKW-Sensors 118 sein. Das heißt, wenn der LKW-Sensor 118 Fähigkeiten aufweist, die das Zählen von LKWs und das Überwachen der Beladung der LKWs ermöglichen, können der LKW-Sensor 118 und der Beladungssensor 120 ein einzelner Sensor sein, der die Durchführung beider Funktionen ermöglicht.
In einer oder mehreren Ausführungsformen kann der Beladungssensor 120 einen 3D-Scanner oder eine intelligente Kamera beinhalten. Der Beladungssensor 120 kann an oder nahe dem oberen Ende des Förderers 110 auf der Fräse 100 angeordnet sein, um dem Beladungssensor 120 eine Draufsicht auf die LKW-Kästen 56 bereitzustellen, während LKWs unter dem Förderer 110 zurücksetzen. Der Beladungssensor 120 kann den LKW-Kasten 56 scannen, um ein verfügbares Volumen festzulegen, und kann das Befüllen der LKW-Kasten 56 kontinuierlich oder periodisch überwachen. Das heißt, wie in den 4-6 gezeigt, kann der Beladungssensor 120 Bilder des LKW-Kastens 56 aufnehmen und kann die Bilder an die Steuervorrichtung übertragen, wodurch ermöglicht wird, dass das Volumen des Materials in dem LKW-Kasten bestimmt wird. Diese Informationen können verwendet werden, um die Beladung automatisch zu starten (z. B. wenn der LKW vorhanden und leer ist), um den Beladungsfortschritt zu überwachen und um die Beladung automatisch zu stoppen, wenn der LKW beispielsweise voll ist. Mit Dichteinformationen über das Fahrbahnmaterial, das gefräst wird, kann die Steuervorrichtung ferner das Gewicht des Materials in dem LKW-Kasten bestimmen. Wenn LKW-Kapazitätsinformationen über die LKW-Sensorinformationen verfügbar sind, kann die Steuervorrichtung somit bestimmen, wann ein bestimmter LKW vollständig beladen ist, und das Beladen des LKW automatisch stoppen. Es versteht sich, dass der Beladungssensor 120 ebenso an anderen Standorten angeordnet sein kann und beispielsweise an einer Drohne in drahtgebundener oder drahtloser Kommunikation mit der Fräse 100 angeordnet sein kann.
In noch anderen Ausführungsformen kann der LKW 52 den Beladungssensor 120 beinhalten. Das heißt, der LKW kann beispielsweise einen 3D-Scanner oder eine intelligente Kamera beinhalten, die auf der Oberseite der Kabine des LKWs angeordnet ist. Der Scanner oder die Kamera kann nach hinten gerichtet sein und kann in drahtloser Kommunikation mit der Steuervorrichtung 122 an der Fräse 100 stehen. In noch anderen Ausführungsformen kann der Beladungssensor 120 ein Sensor oder ein System sein, der/das mit Achswaagen an dem LKW 52 in Kommunikation steht. Das heißt, wenn der LKW, der beladen wird, mit Achswaagen ausgestattet ist, kann sich der Beladungssensor 120 in Bluetooth-, WLAN- oder einer anderen drahtlosen Kommunikation mit den Achswaagen befinden und diese Informationen an die Steuervorrichtung 122 übertragen. In noch anderen Ausführungsformen können die Achswaagen der Beladungssensor 120 sein und die Waagen können in drahtloser Kommunikation mit der Steuervorrichtung 122 stehen. In jedem dieser Fälle kann die Steuervorrichtung 122 somit den LKW beladen, bis die Achswaagen eine maximale Lastgrenze erreichen, und dann kann die Steuervorrichtung 122 das Beladen des LKWs 52 automatisch stoppen.
Die Steuervorrichtung 122 kann mit dem LKW-Sensor 118 und/oder dem Beladungssensor 120 arbeiten, um Abrechnungsvorgänge durchzuführen und die LKW-Ladung zu überwachen und/oder zu steuern. In einer oder mehreren Ausführungsformen kann die Steuervorrichtung 122 computerimplementierte Anweisungen beinhalten, die in einem Speicher einer Rechenvorrichtung gespeichert sind. Die computerimplementierten Anweisungen können, wenn sie ausgeführt werden, ein oder mehrere Verfahren, wie ein Verfahren zum Abrechnen und/oder ein Verfahren zum Lastüberwachen, durchführen. In einer oder mehreren Ausführungsformen kann die Rechenvorrichtung eine dedizierte Rechenvorrichtung sein oder die Rechenvorrichtung kann die Rechenvorrichtung sein, die normalerweise auf der Fräse zum Steuern und Betreiben der Fräse vorhanden ist.
Gewerbliche Anwendbarkeit
Während des Betriebs und der Verwendung kann das Abrechnungs- und Beladungssystem eine oder mehrere Verfahren durchführen. In einer oder mehreren Ausführungsformen kann das System ein Verfahren zum Abrechnen durchführen. (200) Das Verfahren kann eine Steuervorrichtung beinhalten, die einen Bereich um eine Fräse herum auf das Vorhandensein von LKWs überwacht. (202) Das Überwachen kann ein Koordinieren mit einem LKW-Sensor beinhalten, um das Vorhandensein eines LKWs zu erkennen. In einer oder mehreren Ausführungsformen kann das Erkennen des Vorhandenseins eines LKWs das Verwenden der Steuervorrichtung zum Analysieren von Bilddaten oder Punktwolkendaten, die durch den LKW-Sensor erzeugt werden, um zu bestimmen, dass ein LKW vorhanden ist, beinhalten. In einer oder mehreren anderen Ausführungsformen kann das Erkennen des Vorhandenseins eines LKWs das Erkennen eines Identifizierungsmerkmals auf dem LKW beinhalten, wie einen QR-Code, RFID, Bluetooth-Transponder, WLAN-Transponder oder GPS-Transponder. In noch weiteren Ausführungsformen kann das Erkennen des Vorhandenseins eines LKWs das Empfangen von Informationen über einen LKW, der einen Geozaun überquert, beinhalten. In noch weiteren Ausführungsformen kann das Erkennen des Vorhandenseins eines LKWs das Scannen eines LKW-Kastenvolumens beinhalten. Das heißt, wenn ein 3D-Scanner oder eine intelligente Kamera als der Beladungssensor bereitgestellt ist, kann das Scannen des LKW-Kastens anzeigen, dass ein LKW vorhanden ist und mit der Fräse interagiert. Das Verfahren kann das Durchführen einer Abrechnung der LKWs, die mit der Fräse interagieren, beispielsweise durch Halten einer Abrechnung oder einer LKW-Zählung, beinhalten. (204) Das Führen einer Strichliste oder LKW-Zählung kann das Speichern einer Anzahl von LKWs, die mit der Fräse interagieren, und das Hinzufügen der Anzahl jedes Mal, wenn ein zusätzlicher LKW erkannt wird, und das Speichern der neuen erhöhten Anzahl beinhalten. (206) Das Verfahren kann über einen Bereich von Zeitrahmen durchgeführt werden, die gleichzeitig ablaufen können. Beispielsweise kann das Verfahren über einen Tag, über die Betriebszeit an einer bestimmten Baustelle, während einer Arbeitsschicht, über die Lebensdauer der Fräse und/oder über einen bestimmten, von dem Bediener auswählbaren Zeitraum durchgeführt werden. Das Verfahren kann ebenso das Übertragen der Abrechnung an das Backoffice für die Verwendung beim Kostenvoranschlag, Bieten und/oder Abrechnen zukünftiger Projekte beinhalten.
Das System kann ebenso ein Verfahren zum Lastüberwachen durchführen. (300) Das Verfahren kann beinhalten, dass eine Steuervorrichtung ein LKW-Kastenvolumen erhält. (302) Das Erhalten kann das Koordinieren mit einem Beladungsmonitor und das Scannen des LKW-Kastens beinhalten. Das Scannen kann beispielsweise mit einem 3D-Scanner oder einer intelligenten Kamera erfolgen. In einer oder mehreren Ausführungsformen kann das LKW-Kastenvolumen von einem QR-Code, einer RFID oder anderen Daten, die Merkmale auf dem LKW enthalten, erhalten werden. In einer oder mehreren Ausführungsformen kann der Lastmonitor eine Anzahl von Achsen an einem LKW bestimmen und kann die Steuervorrichtung beispielsweise eine Lastschätzung auf der Grundlage bekannter zulässiger Achslasten berechnen. Die Lastschätzung kann verwendet werden, um eine Volumenschätzung auf der Grundlage der Dichte des gefrästen Materials zu berechnen. Das Verfahren kann das Speichern des LKW-Kastenvolumens oder der Volumenschätzung, das Anzeigen des LKW-Kastenvolumens oder der Volumenschätzung für den Fräsenbediener und/oder das Übertragen des LKW-Kastenvolumens oder der Volumenschätzung an die LKW- oder Zentrale beinhalten.
Das Verfahren kann ebenso das Fräsen einer Fahrbahnoberfläche oder einer anderen Oberfläche, um gefrästes Material (304) zu erzeugen, und das Befördern von gefrästem Material in den LKW-Kasten (306) beinhalten. Das Verfahren kann ebenso ein kontinuierliches oder periodisches erneutes Scannen des LKW-Kastens mit dem Beladungsüberwachungsmonitor beinhalten, um ein Materialvolumen oder einen Materialfüllstand in dem LKW-Kasten zu erhalten. (308) Das Verfahren kann ebenso das Einstellen der Position des Förderers auf der Grundlage von Bildern oder Daten von dem Beladungsmonitor beinhalten, um den LKW-Kasten gleichmäßiger zu laden. Die Steuervorrichtung kann das Materialvolumen berechnen und das Materialvolumen mit dem LKW-Kastenvolumen oder der Volumenschätzung (310) vergleichen und/oder die Steuervorrichtung kann das Materialvolumen anzeigen, sodass der Bediener das Materialvolumen mit dem LKW-Kastenvolumen oder der Volumenschätzung vergleichen kann. Das Verfahren kann ebenso ein automatisches Starten des Fräs- und Fördervorgangs beinhalten, wenn ein LKW vorhanden und leer ist (oder nicht voll ist, wie wenn ein teilweise voll befüllter LKW ankommt). Das Verfahren kann ebenso ein automatisches Anhalten des Fräs- und Fördervorgangs beinhalten, wenn das Materialvolumen das gleiche wie das LKW-Kastenvolumen oder ein ausgewählter Prozentsatz des LKW-Kastenvolumens ist. Alternativ oder zusätzlich kann das Verfahren das Betätigen einer Warnung beinhalten, wenn sich das Materialvolumen dem LKW-Kastenvolumen nähert und der Bediener den Fräs- und Fördervorgang stoppen kann.
In einer oder mehreren Ausführungsformen kann das Verfahren ebenso das Umwandeln des Materialvolumens in ein Materialgewicht auf der Grundlage einer bekannten Dichte des gefrästen Materials beinhalten. In einer oder mehreren Ausführungsformen kann das Materialgewicht mit bekannten Gewichts- oder Belastungsgrenzen für den LKW verglichen werden. In noch anderen Ausführungsformen kann das Materialgewicht mit einer Mehrzahl von Achslastgrenzen oder anderen Arten von Lastgrenzen verglichen werden. Das Verfahren kann ebenso das Speichern des Volumens und/oder des Gewichts, das auf den LKW geladen wird, und/oder das Speichern der Zeit, die zum Laden des LKWs verwendet wird, beinhalten. Das Verfahren kann ebenso das Sammeln des Gesamtvolumens und/oder des Gewichts von Material beinhalten, das während einer Arbeitsschicht, eines Tages, einer Woche, eines Projekts oder eines anderen Zeitrahmens auf eine Mehrzahl von LKWs geladen wird. Das Verfahren kann ebenso das Übertragen der einzelnen LKW-Volumina/-Gewichte, der Gesamtvolumina/- Gewichte und/oder der LKW-Beladungszeiten an eine Zentrale für die Verwendung bei der Erstellung von Kostenvoranschlägen, dem Bieten und/oder der Abrechnung zukünftiger Projekte beinhalten.
In einer oder mehreren Ausführungsformen kann ein Verfahren zum Lastüberwachen (400) kontinuierliches oder periodisches Überwachen von Auslesungen von Achswaagen an einem LKW (402) beinhalten. Das Verfahren kann das Fräsen einer Fahrbahnoberfläche oder einer anderen Oberfläche (404) und das Befördern des gefrästen Materials in den LKW (406) beinhalten. Das Verfahren kann ebenso ein automatisches Anhalten der Fräs- und Fördervorgänge beinhalten, wenn die Auslesungen von der Achswaage eine ausgewählte Achslast erreichen. (408) Das Verfahren kann beispielsweise das Berechnen eines Gesamtgewichts von gefrästem Material, das auf einen LKW geladen wird, auf der Grundlage der Achswaagen und der Anzahl von Achsen und der Achsgeometrie beinhalten. Das Verfahren kann ebenso das Berechnen eines Volumens von gefrästem Material, das auf den LKW geladen wird, auf der Grundlage der Dichte des Materials, das gefräst wird, beinhalten. Das Verfahren kann ebenso das Sammeln des Gesamtvolumens und/oder des Gewichts von Material beinhalten, das während einer Arbeitsschicht, eines Tages, einer Woche, eines Projekts oder eines anderen Zeitrahmens auf eine Mehrzahl von LKWs geladen wird. Das Verfahren kann ebenso das Übertragen der einzelnen LKW-Volumina/-Gewichte und/oder der Gesamtvolumina/-Gewichte an eine Zentrale für die Verwendung bei der Erstellung von Kostenvoranschlägen, dem Bieten und/oder der Abrechnung zukünftiger Projekte beinhalten.
Die vorstehende detaillierte Beschreibung dient der Veranschaulichung und ist nicht einschränkend. Der Umfang der Offenbarung sollte daher unter Bezugnahme auf die beigefügten Ansprüche bestimmt werden, zusammen mit dem vollen Umfang der Äquivalente, zu denen diese Ansprüche berechtigt sind.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

CN 201910940523 [0006]

Claims

Fräse (100), umfassend: einen Rahmen (102), der von einer Zugvorrichtung (104) getragen wird; eine Fräswalze (106) zum Fräsen einer Oberfläche und an dem Rahmen (102) getragen; einen Förderer (110) zum Aufnehmen von gefrästem Material von der Fräswalze (106) und zum Fördern des gefrästen Materials nach oben zu einer Freigabestelle; einen LKW-Sensor (118, 120), der zum Überwachen der Beladung eines Lastwagens durch die Fräse (100) konfiguriert ist; und eine Steuervorrichtung (122) in Kommunikation mit dem LKW-Sensor (118, 120), um sich mit dem LKW-Sensor (118, 120) zu koordinieren und zu erkennen, wenn der LKW voll ist.
Fräse (100) nach Anspruch 1, wobei der LKW-Sensor ein Scanner ist.
Fräse (100) nach Anspruch 2, wobei die Steuervorrichtung (122) konfiguriert ist, um den Scanner derart zu steuern, dass er einen Kasten des LKWs scannt und ein Kastenvolumen bestimmt, oder optional, wobei der Scanner konfiguriert ist, um einen Füllstand des Kastens durch periodisches Scannen des Kastens zu überwachen.
Fräse (100) nach Anspruch 1, wobei die Steuervorrichtung (122) ferner konfiguriert ist, um eine LKW-Zählung zu speichern.
Fräse (100) nach Anspruch 1, wobei der LKW-Sensor (118, 120) eine einseitige Vorrichtung umfasst und optional die einseitige Vorrichtung ein Scanner ist.
Fräse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der LKW-Sensor (118, 120) eine Merkmalsfindungsvorrichtung umfasst und optional, dass die Merkmalsfindungsvorrichtung wenigstens ein QR-Code-Scanner oder ein RFID-Scanner ist.
Verfahren zum Lastüberwachen (300), umfassend: Fräsen einer Oberfläche, um gefrästes Material (304) zu erzeugen; Fördern des gefrästen Materials in einen LKW-Kasten (306); und eines von: Erhalten eines Volumens (302); Scannen des LKW-Kastens, um ein Materialvolumen (308) zu erhalten; und Vergleichen des Materialvolumens mit dem Volumen (310); oder Überwachen von Auslesungen von Achswaagen an einem LKW (402); und Anhalten des Fräsens und des Förderns, wenn die Auslesungen eine ausgewählte Achslast (408) erreichen.
Verfahren nach Anspruch 7, wobei das Volumen ein LKW-Kastenvolumen ist.
Verfahren nach Anspruch 8, wobei das Erhalten eines Volumens das Scannen des LKW-Kastens in einem leeren Zustand umfasst.
Verfahren nach Anspruch 8, wobei das Erhalten eines Volumens das Empfangen des LKW-Kastenvolumens von einem Daten enthaltenden Merkmal auf einem LKW umfasst.
Verfahren nach Anspruch 7, ferner umfassend das Speichern einer LKW-Zählung (206).
Verfahren zum Lastüberwachen nach Anspruch 7, ferner umfassend das Berechnen eines Gesamtgewichts des gefrästen Materials, das auf einen LKW geladen wird, auf der Grundlage der Achswaagen und der Anzahl von Achsen.