JP2004518041A - 走行方向安定化装置を有する走行可能な地面突固め装置 - Google Patents

Abstract

地面突固め装置は地面突固め装置の走行運動の実際値を検出するための運動検出装置（６）を有している。実際値は走行調整装置（７）内で、操作員によってプレセレクトされた目標値と比較される。差が確認された場合、走行調整装置（７）は地面突固め装置のかじ取り装置（２）又は走行駆動装置（２）の制御により走行運動を修正する。
本発明の別の実施例の場合には複数の振動板（２１，２２，２３）が結合部材（２４）により１つの地面突固めシステムに結合されている。この地面突固めシステムは同様に走行調整装置を有している。この走行調整装置は全地面突固めシステムをかじ取りするために個々の走行駆動装置を制御する。

Description

【０００１】
本発明は走行可能な地面突固め装置もしくは複数の走行可能な地面突固め装置を有する地面突固めシステムに関する。
【０００２】
地面突固め装置としては特に遠隔操縦可能な振動板であって、振動もしくはアンバランス発生器が地面突固めに必要な振動板の鉛直運動だけではなく、振動発生器における適宜な調節の可能性によって推進駆動も行なう振動板が公知である。操縦性は振動板のヨー軸の外側で、方向づけられた振動を発生させることで達成される。このような振動板は通常は、２つの平行な、逆向きに回転するアンバランス軸を有している（したがって「２軸発生器」との呼称を有している）。この場合には軸の一方は、２つの互いに無関係に相対的な位相が調節可能な軸方向に配置されたアンバランス質量を保持している。このアンバランス質量のｍ・ｒ値（ｍ＝アンバランス質量、ｒ＝アンバランス質量の重心の偏心率）の和は、同様に１つのアンバランス質量を保持するが、逆向きに回転する第２の発生器軸のｍ・ｒ値に相応している。この場合には３つのアンバランス質量の位相角の適当な同期によって、公知の形式で方向づけられた振動を発生させられる。このような振動発生器はＤＥ−Ｇ７８１８５４２．９号により公知である。
【０００３】
振動の合成された力ベクトルが振動板の走行方向で前方へ傾けられると、機械は、前方へ加速される。左へのカーブ走行のためには２つのアンバランス質量を保持する軸の左のアンバランス質量が他の軸の大きいアンバランス質量と同期化され、３つの回転するアンバランス質量から合成される力ベクトルで、振動板のヨー軸を中心とした回転モーメント（ヨーイングモーメント）が生ぜしめられる。アンバランス質量の適当な同期化によって、合成力ベクトルが垂直に向けられるいわゆる定位振動も可能である。相応してバック走行又は定位置での振動板の回転も達成される。
【０００４】
振動板の制御は通常は、アンバランス質量を相対的に回動する電気機械式又は電気液圧式の調節部材によって行なわれる。この調節部材は無線電信、赤外線又はケーブル遠隔制御で制御される。
【０００５】
揺動運転における振動板の、揺動する、部分的に地面を擦る跳躍運動に基づき、地面の状態及び振動板と地面との間の摩擦係数に応じて、常に変動する力と回転モーメントとが、走行する振動板に伝達される。振動板の走行運転におけるわずかな方向の安定性は、振動板の破損を回避するためには短い時間的な間隔で操作員による方向の修正が必要になることを意味する。このためには遠隔操縦された振動板の場合には、振動板を停止させ、停止状態でヨー軸を中心として最大のヨーイングモーメントの発生によって回動させることが一般的である。カーブを走行させること、したがって振動板の推進運動と同時にヨーイングモーメントを発生させることは、原理的には可能ではあるが、実地においては方向安定性がわずかであることに基づきほとんど実施することはできない。振動板を常時方向付けることは操作員に最高の集中性を要求する。
【０００６】
本発明の課題は、改善された走行方向安定性を有する地面突固め装置であって、地面の予期できない力の影響にも拘わらずコンスタントな直進走行又は調整されたカーブ走行が可能である地面突固め装置を提供することである。
【０００７】
本発明の課題は、請求項１の特徴を有する地面突固め装置によって解決された。又、地面突固め装置のための本発明による解決策は複数の振動発生器を備えた地面突固め装置と複数の地面突固め装置から成る、請求項１６に規定された地面突固めシステムにも転用することができる。
【０００８】
本発明の有利な実施例は従属請求項に記載されている。
【０００９】
本発明による地面突固め装置は当該地面突固め装置の方向付け、走行方向、地面の上のコース、回転値及び又は走行速度を含む走行運動の実際値を検出するための運動検出装置を有している。この運動検出装置によって実際の、例えば地面の凹凸又は地面状態により地面突固め装置に与えられた運動又は方向付けが確認される。
【００１０】
運動検出装置から送信された実際値は、走行調整装置にて、操作員によってプレセレクトされた目標値と比較される。走行調整装置は地面突固め装置のかじ取り装置及び／又は走行駆動装置を制御し、実際値と目標値との偏差、すなわち調整偏差が最小になるようにする。これは地面効果もしくは振動板の揺動運動により発生させられた方向変化が直接、運動検出装置によって記録されることができ、走行調整装置が相応する対応修正を行ないかつ地面突固め装置が再び操作員によって望まれた、目標値の形であらかじめ与えられた走行運動を与え、例えば地面の上のコースにもたらされる。この結果、地面突固め装置は傾斜した又は平らでない地面の上ですらコンスタントな直進走行を実施することができる。さらに操作員の望みに応じた調整されたカーブ走行が同時に回転と前進運動を伴って実施することが、操作員が常時走行信号発生器で修正を行なうことなく可能になる。
【００１１】
「走行運動」という概念は、本発明との関係では、地面突固め装置の運動に関連する多数の個々の物理的な値の上位概念として解されるべきである。「方向付け」とはイナーシャルシステムもしくは地面における地面突固め装置位置と解されたい。「走行方向」としてはイナーシャルシステム、例えば地磁界における地面突固め装置の運動方向であり、これとは異なって「地面の上のコース」は突固めしようとする地面の上での地面突固め装置の実際の運動に相応している。したがって地面突固め装置は例えば北西の方向に方向付けられることができるが、振動発生器によって生ぜしめられた駆動作用により、前記方向に対して斜めの走行方向、すなわち西の方向の走行方向を取ることになる。いまや地面突固め装置の運動が例えば傾斜した地面又は地面凹凸によって妨げられると、地面突固め装置がコンスタントに西へ向けられるが、地面凹凸によって惹起された妨害によりそれぞれ側方へずらされる可能性がある。この結果地面の上に発生するコースは調節された走行方向とはまったく異なることになる。
【００１２】
本発明の有利な実施例においては、走行調整装置は、操作員の要求に応じて、かじ取り装置及び／又は走行駆動装置を制御し、地面突固め装置を最大速度で最小の偏差で、したがって最大可能な方向安定性で前進させることができる。これはカーブ走行に際しても地面突固め装置の高い走行速度が得られることを意味する。
【００１３】
運動検出装置としては市販のヨーイング値センサ、ジャイロコンパス、オプティカルファイバジャイロ、地磁界センサ、ＧＰＳ受信器（ＧＰＳ：Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ）又は加速センサ及び前記エレメントからの適宜な組合せが適している。
【００１４】
運動検出装置と走行調整装置における調整アルゴリズムとを構成する場合の費用に応じて種々異なる調整動作を得ることができる。すなわち、比較的に簡単な調整の場合には、ジャイロコンパスが設けられており、このジャイロコンパスが所属の調整装置で、地面突固め装置の、妨害によって惹起された、ヨー軸を中心とした回動に抗して作用しようと試みる。しかし、外部の作用によって惹起せしめられた回動が強すぎると調整が打ち負かされ、持続的な調整偏差が発生する。これに対し、費用のかかる調整装置では運動検出装置で走行方向の偏差が確認されかつ調整消去される。これは地面突固め装置が常に再び同じ方向に動かされることを意味する。しかし、外部の影響によって惹起された地面突固め装置の平行シフトはこれによっては修正されない。これに対し、さらに費用のかかる飛行機工業から借用した調整技術では地面の上での所定のコースからの偏差すら記録し、走行方向を一定に保つかもしくは偏向が行なわれたあとで相応に対抗制御するだけではなく、平行シフトをも修正しかつ機械を再び元のコースにもたらすことが可能である。
【００１５】
本発明の根底を成す技術的な教義は複数の振動発生システムを有する地面突固め装置にて用いることが特に有利である。何故ならば回転モーメント、例えば地面突固め装置のヨー軸を中心とした回転モーメントが本発明によれば敏感かつ直接的に、走行方向の安定化のために調整できるからである。これによって、人的な調整、すなわち走行運動の検出及び評価なしではシステム全体の方向の不安定性に基づきコントロールできない振動発生器とその推進装置との組合せも可能になる。さらに例えば逆向きに回転する１対のアンバランス質量から成る、発生器横軸を中心として調節可能な合成力ベクトルを有する、構造の簡単な振動発生器を使用することができる。
【００１６】
振動発生システムは有利にはその推進方向が平行に延びるように配置される。方向制御は発生器軸を中心とした力ベクトルの方向付けを介して行なわれる。これによって突固め装置のヨー軸を中心とした回転モーメントが発生させられる。
【００１７】
これに対し選択的に回転周波数、すなわち回転するアンバランス軸の回転数が例えば液圧式の比例弁を介して調節可能な振動発生システムも適している。アンバランス軸の回転数を変えることによって合成遠心力も変化するので、所望の力作用が調節されることができる。
【００１８】
別の実施例では振動発生システムの少なくとも１つの推進方向は少なくとも１つの他の振動発生システムの推進方向とは異なっている。振動発生システムは振動を同期なしで又は同期を伴って発生させることができる。
【００１９】
振動発生システムが推進方向に対し垂直に配置されている場合には例えば１つの発生システムは地面突固め装置の前進と後退に役立ち、第２の発生システムは方向制御に役立つ。妨害されない直進走行では方向制御のために設けられた発生システムの合成力ベクトルは平面に対して垂直に、すなわち推進方向なしで方向付けられる。これに対し選択的に力ベクトルを意図的に振動的に左右へ向け、突固めしようとする物質に押圧応力を導入することもできる。
【００２０】
本発明の特別な構成では２つの同期化された振動発生システムが相上下して、互いに直交する推進方向で、地面突固め装置にて配置されている。両方の振動発生システムの適当な制御によって、合成力ベクトルは地面突固め装置のヨー軸を中心として任意に方向付けられることができる。別の有利な実施例では合成力ベクトルは地面突固め装置の重心点に作用することができる。この実施例では方向安定化と例えば円形の基本輪郭を有する接地プレートと関連して、特に高い方向安定性と地面突固め装置の操縦性とが達成される。
【００２１】
本発明による地面突固めシステムにおいては複数の地面突固め装置が剛性的に又は弾性的に互いに結合されて運転されることができる。先きに述べた個別の地面突固め装置の場合のように地面突固めシステム全体の走行運動の実際値を検出するために運動検出装置が設けられていることができる。前記実際値は走行調整装置にて操作員によってプレセレクト可能な目標値と比較される。走行調整装置は各地面突固め装置の個々の走行駆動装置を制御し、実際値と目標値との間の差を減少させる。このような形式で複数の地面突固め装置を１つのユニットに纏めることが可能であり、この結果、著しく高い作業出力が可能である。走行調整装置によって複雑なシステム全体も操作員によって簡単に克服可能にかつ制御可能になる。
【００２２】
この結果、地面突固め装置のどれもが固有のかじ取り装置を必要としなくなる。むしろ複数の地面突固め装置から成るシステムにおいては所属の地面突固め装置の個別の推進を発生させる個々の走行駆動装置の制御によってシステム全体の走行速度及び走行方向が調節される。実際走行運動を持続的に検出することに基づき、走行調整装置は場合によって生じる操作員の望みからの偏差を直接的に調整消去するので、コンスタントな、調整された運動が達成される。
【００２３】
地面突固め装置は本発明の有利な実施例では結合構造により、個々の地面突固め装置の推進方向が平行に配置されるように保持される。結合体のヨー軸を中心とした、方向変化に必要なモーメントは個々の振動発生器の制御によって発生させられる。
【００２４】
本発明の他の実施例においては地面突固め装置の少なくとも１つの推進方向は少なくとも１つの他の地面突固め装置の推進方向とは異なっている。推進を発生させかつ方向を安定化させるのに適するように配置された個々の走行駆動装置の制御によっては地面突固めシステム全体を方向及びコースを安定化して前進させることが可能になる。
【００２５】
本発明の更なる利点と特徴は以後、実施例に基づき、添付図面を援用して詳しく説明する。
【００２６】
次に本発明を図１に示された、地面突固め装置として用いられる、遠隔制御可能な振動板に基づき説明する。しかし本発明は他の地面突固め装置、例えばローラ又は遠隔制御されていない振動板に転用することもできる。
【００２７】
振動板は接地プレート１を有し、該接地プレート１の上には振動発生装置として役立つ、先きに公知技術に基づき説明した２軸振動発生装置２が取付けられ、該２軸振動発生装置２の第２の軸は位相状態に関して互いに無関係に調節可能な２つのアンバランスウェートを保持している。２軸振動発生装置２はモータ３により公知の形式で駆動される。振動発生装置、つまり２軸振動発生装置２は同時に走行駆動装置とかじ取り装置として役立つので、走行速度、前進もしくは後進運動及び振動板のヨー軸を中心とした回転モーメントを発生させるために必要な駆進は２軸振動発生装置２を用いて行なわれる。
【００２８】
振動板は走行信号発生器として役立つ遠隔制御装置４を介し、いわゆるジョイスティック４ａで無線電信で又は赤外線又はケーブルで操作員により制御される。このためには操作員は制御ボックスを保持し、この制御ボックスの上にはＸ及びＹ方向に可動なジョイスティック４ａ、一種の制御レバーが配置されている。ジョイスティック４ａをＸ方向に偏位させると、振動板は前進移動させられるのに対し、ジョイスティック４ａを正又は負のＹ方向に動かすと振動板は相応する左回転または右回転を行なう。回転信号は振動板の回転値のための設定値又は意図したカーブ曲率のための設定値であることもできる。もちろん振動板を制御するためには図示された遠隔制御装置４の他のあらゆる制御装置を用いることができ、例えば振動板に直接取付けられた制御装置を用いることもできる。
【００２９】
図１に示された実施例においては遠隔制御装置４によって生ぜしめられた制御信号はアンテナ５を介し振動板に伝達される。そこで制御信号は走行速度、走行方向及び場合によってはかじ取り装置を調節するために評価される。
【００３０】
かじ取り、つまり第１には振動板のヨー軸を中心としたヨーイングモーメントの発生は、同様にこの場合にはかじ取り装置としても用いられる振動発生装置によって行なわれる。したがって振動発生装置は図１による振動板の場合には走行駆動装置とかじ取り装置とを同時に形成している。
【００３１】
別の実施例では前記機能は別個に構成されかつ別個に制御可能な装置により引受けられることもできる。振動発生器の作用に関連するが外部の影響、例えば地面における摩擦にも関係する振動板の、走行速度と走行方向とから成る実際の走行運動は、運動検出装置によって検出される。使用目的に応じ運動検出装置６としては、振動板のヨー軸を中心とした回動を検出するヨーイング値センサ、ジャイロコンパス又はイナーシャルシステムに対する方向変化を検出するための光学的なファイバジャイロ、アースマグネット領域における振動板の相対位置を検出するアースマグネット領域センサ、ＧＰＳ受信器又は加速センサが適している。測定精度を上げるためには、これらの構成エレメントの複数を１つの運動検出装置に纏めることがしばしば有利である。したがって例えば自動車又は飛行機からのナビゲーションシステムのための運動検出装置を代りに用いることもできる。
【００３２】
走行速度及び走行方向の他に振動板のヨー軸を中心とした回動値又はイナーシャルシステムに対する振動板の方向を検出することも有利である。
【００３３】
運動検出装置６によって形成された、走行運動の実際値に相応する信号は走行調整装置７に送られる。この走行調整装置７はさらに遠隔制御装置４から目標値信号によって負荷される。走行調整装置７は調整偏差に相応する、実際値と目標値との間の差を形成する。振動板固有の動作に相応して専門家によって構成される必要のある適当な調整アルゴリズムの助けを借りて走行調整装置７は振動発生器２、すなわち走行駆動装置とかじ取り装置を制御し、調整偏差が最小にさせられる。これにより振動板がきわめて正確に操作員によって望まれた進路に保持される。
【００３４】
運動検出装置６により実際値が振動板の回転値のため又は振動板の方向付けのために送られると、この実際値を相応する目標値に合わせる必要がある。したがって振動板の位置は、厳格には走行方向と走行速度がない停止状態で調節されることができる。
【００３５】
図２ａと２ｂとには例として振動板の主要な構成エレメントの協働が種々の走行状態と関連して表の形で示されている。表の縦欄にはジョイスティック位置、つまり遠隔操作装置４におけるジョイスティック４ａの位置、運動検出装置６によって送られた実際値を表すヨーイング値信号、振動発生器２におけるアンバランス質量の位置並びに振動板の合成された走行運動が対比されている。
【００３６】
振動発生器２はすでに記述した２軸振動発生器であって、２つの軸が逆向きではあるが互いに同期的に回転可能で、それぞれ１つのアンバランス質量を保持している。軸の１つ（図２ａ−１において左側の軸）においてはアンバランス質量は軸方向に配置された２つの部分質量に分けられている。これらの部分質量は一緒に所属の軸の上で一緒に回転するが図２ａ−１と図２ａ−２との比較から判るようにその位相状態に関し互いに相対的に調節可能である。
【００３７】
アンバランス質量に加えて一方の（右側）の軸のアンバランス質量とそれぞれ他方（左側）の部分質量との間に発生する合成された力ベクトルも記入されている。
【００３８】
図２ａ−１においては振動発生装置におけるアンバランス質量は振動板の最大の推進、ひいては最大の前進速度が達成されるように同期化されている。したがって同期化された力ベクトルは約４５°の角度で前へ傾斜している。
【００３９】
このアンバランス位置は最大のＸ値（この場合には１００）を供するジョイスティック４ａで付与される。
【００４０】
振動板がコンスタントに前進運動する間はヨーイング信号はコンスタントな値、例えば零に留まる。何故ならば振動板はそのヨーイング軸を中心とした回動を行なわないからである。ヨーイング信号の経過を説明するためにはヨーイング信号は時間に関してその経過が示される電圧であると仮定する。
【００４１】
例として図２ａ−１には地面の凹凸に基づく妨害も示されている。この場合にはヨーイング信号は外へ触れる（破線）。何故ならば振動板がわずかな回動を行なうからである。ジョイスティック位置でプレセレクトされた目標値と実際値との間に形成される偏差は即座に走行調整装置７で認識され、アンバランス位置のコントロールにより、ひいては合成された力ベクトルのコントロールにより、ヨーイング信号が零に保たれるべく修正される。
【００４２】
それでも例えば外部から作用する妨害が強すぎるために走行方向が変化すると、回転値が所定の時間作用するか又は限界値を越えるので、適当な調整法を使用して、適当な時間に亘って作用する逆向きのヨーイングモーメントの発生により振動装置がその出発走行方向へ戻し回動させられる。この場合には走行調整装置７は、走行調整装置が振動板の回転が望まれないときに振動板の回動を阻止するだけではなく、外からの妨害干渉による回動も補償され得るように構成することが有利である。
【００４３】
図２ａの２には振動板が左前方へのカーブ走行を行なう走行状態が示されている。
【００４４】
この場合にはジョイスティック位置は例えばＸ＝１００とＹ＝５０にある。つまり操作員は引続き最大の前進走行を要求していると同時に例えば回動値のプレセレクトとして左回転コンポーネントを要求している。これに相応して振動発生装置２におけるアンバランス質量は、走行方向で見て右の力ベクトルが引続き前進コンポーネントを有するのに対し、左の力ベクトルが単に垂直方向に向けられ、したがって地面突固めは行なうが前進運動には役に立たないように２つの異なる合成力ベクトルを発生させる。
【００４５】
ヨーイング信号は振動板の回動に基づいて上昇し、次いで振動板の回動がコンスタントであるとコンスタントな値に留まる。ヨーイング信号のための目標値はこの場合にもジョイスティック位置から与えられるので走行調整装置７は場合によって発生するヨーイング信号の偏差をただちにアンバランス質量位置への干渉によって調整除去することができる。
【００４６】
図２ａ−３には振動板が停止状態で左へ回動する場合が示されている。操作員はジョイスティックを位置Ｘ＝０とＹ＝１００の位置に調節する。何故ならば操作員は走行速度は望まず、振動板の回動だけを望んでいるからである。このためにはアンバランス質量は最大の回動を行なうために逆向きに向けられた合成力を発生させる。これに相応してヨーイング信号は最大値に保たれる。
【００４７】
図２ａ−４においては振動板が停止揺動位置で示されている。この停止揺動位置では振動発生装置は推進は行なわず、単に垂直に向けられた振動しか発生させない。振動板は回動を行なわないのでヨーイング信号は零である。
【００４８】
図２ｂ−５には操作員がジョイスティックをＸ＝−１００の位置に動かすことで振動板の全速後進走行が調節された走行状態が示されている。アンバランス質量は合成力ベクトルが最大の推進作用で後方へ発生させられるような位置へ動かされる。ヨーイング信号は、運動に妨害がない限り、零に留まる。
【００４９】
最後に図２ｂ−６には、操作員がジョイスティックを位置Ｘ＝−１００とＹ＝−５０へ動かすことによって右後方へのカーブ走行が望まれる状態が示されている。この場合にもヨーイング信号は例えば前進走行に関して振動板を左回動させた場合と同じである正の値へ上昇する。
【００５０】
先きの記述から判るようにジョイスティック４ａには、Ｘ座標とＹ座標とのために、若干の値を前もって定めておくだけで十分である。したがって前進方向もしくは後進方向を決めるＸ座標のためには信号値＋１００，０，−１００で十分である。回動を決めるＹ座標のためには複数の個別値、すなわち＋１００，＋７５，＋５０，＋２５，０，−２５，−５０，−７５，−１００を設けておくことが好ましい。
【００５１】
先きの記述からは、振動板が回動を行なわないとヨーイング信号は０ボルトであることが明らかである。振動板が左回動を実施するとヨーイング信号は正の電圧領域にあるのに対し、信号値は右回動に際しては負となる。もちろんこの規定は本発明の説明のためだけのものである。実地においてはヨーイング信号に他の値も考えられる。さらに先きに述べたようにヨーイング値信号の代りに他の信号又は複数の信号の組合せを走行運動の実際値として検出されることができる。
【００５２】
本発明の別の実施例ではヨーイング値の測定の他に同時に、例えば負荷的なセンサによって前進速度の測定を実施することもできる。これにより振動板が所定のカーブ半径を走行すること、つまり同時に回動と前進運動とを、不都合な条件のもとでは停止回動となることもある所定の回動だけではなく実施することができる。
【００５３】
図３ａからｅまでには概略的な平面図で本発明の地面突固め装置が複数の振動発生装置の異なる配置と共に示されている。
【００５４】
図１に示された本発明の振動板とは異なって、図３ａから３ｅにおいて、同様に振動板を例として説明している各地面突固め装置は、唯一の振動発生装置の代りに複数の振動発生装置１０，１１，１２を備えている。
【００５５】
図３ａには共通の接地プレート１３の上に２つの振動発生装置１０，１１が互いに平行に配置された振動板が概略的に示されている。
【００５６】
振動発生装置１０，１１は概略的にしか示されておらず、それぞれ２つの、平行な、互いに形状接続的に回転可能に連結された、逆向きに回転する軸１４，１５から成っている。この軸１４，１５はそれぞれ１つのアンバランス質量１６を保持し、その相対的な位相位置に関し相互に調節可能に配置されている。図１と図２とによる実施例の場合のように、一方のアンバランス質量を所属の軸の上で軸方向に分割することは、図３ａから３ｅに示された振動板では必要ではないが、原理的には可能である。
【００５７】
振動発生装置１０，１１は互いに平行に配置されているので、振動発生装置１０，１１は同じ推進方向に作用する。両方の振動発生装置に異なる強さのもしくは異なる方向に向けられた合成力ベクトルを調節することにより、ヨー軸１７を中心としたヨーイングモーメントを生ぜしめ、これによって振動板を操縦することが可能になる。
【００５８】
図３ｂ〜３ｄには本発明による走行方向安定化装置なしでは実地において使用できない、図３ａに示された振動板の変化実施例が示されている。
【００５９】
したがって図３ｂの実施例では３つの振動発生装置１０，１１，１２が接地プレート１３の上に配置されている。この場合、３つの振動発生装置の中央の振動発生装置（符号１１で示されている）は必ずしも推進に、ひいては振動板の走行運動の発生に寄与するものである必要はない。むしろ、外側の振動発生装置１０，１２だけが推進とかじ取りを行なうのに対し、中央の振動発生装置１１はもっぱら垂直方向の振動を発生させるために用いられるだけで十分である。これに相応して中央の振動発生装置１１は簡単に構成されていることができる。したがって例えば中央の振動発生装置１１により発生させられる合成力ベクトルの方向が調節可能であることは必要ない。
【００６０】
図３ｃには振動発生装置１０，１１が互いに９０゜ずらされて共通の接地プレート１３の上に配置されている配置が示されている。振動板の前進走行方向は左へ向けられた矢印で示されている。したがって普通の前進運転のためには振動発生装置１０だけが前方へ向けられた力ベクトルを発生させるだけで十分である。振動板のかじ取りが必要でない限り、振動発生装置１１で生ぜしめられる振動は垂直な方向に向けられていることができる。もちろんかじ取りのために振動発生装置１１の振動は水平なコンポーネントを備えていることもできる。これによって振動板の回動が行なわれる。振動発生装置１１によって発生させられた振動の水平成分の方向が常時振動的に変換されることによって振動板の打撃運動が生ぜしめられ、この打撃運動により、突固めしようとする地面に押圧応力が与えられる。
【００６１】
図３ｄには３つの振動発生装置１０，１１，１２の配置の２つの例が示されている。この場合にはそれぞれ中央の振動発生装置１１が他の振動発生装置１０，１２に対し９０゜ずらされている。
【００６２】
振動板の推進方向に対し少なくとも１つの振動発生装置が９０゜ずらされているすべての配置にて、振動板は突固めプロセスで、かじ取り運動の他に主走行方向に対して平行なシフトを実施することができる。これは大きな面上を平行なストライプ状に走行して突固めることを自動化することにとって特に有利である。すなわち、振動板は接地プレートの幅だけシフトされる必要しかないので各ストライプの終端部にて面倒な方向転換操縦は不要になる。前記シフトは主推進方向に対して横方向の振動発生装置１１の待機によって容易に可能である。
【００６３】
図３ｅにおいては２つの振動発生装置１０，１１が相上下して配置された本発明の別の実施例が示されている。発生器軸は互いに直交している。両方の振動発生装置１０，１１を適当に制御することで合成力ベクトルは振動板の中央を延びるヨー軸を中心として任意の方向に向けることができる。この実施例では合成力ベクトルは振動板の重心点に作用している。他の作用点が、振動板の構成に応じて、合目的的であることもある。
【００６４】
図３ｅに示された実施例では振動発生装置１０，１１はほぼ円形の基本輪郭を有する共通の接地プレート１３の上に固定されている。このような振動板は問題なくすべての方向へ、さもないと存在する主走行方向に注意を払うことなく、走行させることができる。上記の方向安定化装置と関連して、この実施例では高い方向安定性と操縦性とが達成される。
【００６５】
図３ａから３ｅまでに示された地面突固め装置は本発明による走行運動の調整と関連して、ここで例として示した振動発生装置の配置が、本発明による走行調整なしでは走行方向の高い不安定性を有し、実地における取扱いに際し、手で誘導され、遠隔制御されていない地面突固め装置の場合ですら操作員に高い負荷をかけるであろうことを想うと、従来の振動板に較べて大きな利点をもたらす。これとは異なって本発明による走行調整装置と関連して、例えば操作員によって望まれた直進走行は振動発生装置の軸が異なる周波数で回転する場合でも、地面の影響によって発生したヨー軸を中心とした回動モーメントが補償されるように、コンスタントに調整される。
【００６６】
もちろん、図３ａから３ｂまでに示された２つ又は３つの振動発生装置の代りにより多数の振動発生装置を共通の接地プレートの上に配置し、少なくとも部分的に走行調整装置により制御されることもできる。
【００６７】
図４ａから４ｄまでには概略的な図で、複数の振動板２１，２２，２３から成りかつ結合構造によって互いに方向安定ではあるが互いに高さ方向に可動に、場合によっては弾性的にもしくは複数の自由度で運動可能に互いに結合されている地面突固めシステムが示されている。
【００６８】
図４ａには結合エレメント２４によって互いに結合された２つの振動プレート２１，２２を有する本発明による地面突固めシステムが示されている。
【００６９】
各振動発生装置２５はすでに図３ａから３ｅまでに基づいて説明したように１つの振動発生装置２５を保持している。
【００７０】
結合構造は結合エレメント２４で振動板２１，２２を適当な形式で振動板２１，２２が互いに相対回動せず、各方向に保たれるように結合する。しかし、地面凹凸を補償するためと振動板の必要でない振動同期化とのためには相対運動が可能でかつ合目的的である。
【００７１】
各振動板２１，２２の各々の上の振動発生装置２５は同時に、推進運動を生ぜしめる走行駆動装置として役立つ。しかし原則的には振動発生装置を走行駆動装置から機能的に分離することが可能である。したがって先きに記述したように公知の２軸振動発生器において、合成力ベクトルが垂直に向けられていると（例えば図２ａ−４を参照）、推進運動なしで強い垂直振動を発生させることができる。
【００７２】
図４ｂには同様に結合エレメント２４によって互いに結合されかつそれぞれ１つの振動発生装置２５を保持する互いに平行に配置された３つの振動板２１，２２，２３が示されている。
【００７３】
図４ｃにもそれぞれ１つの振動発生装置２５が固定された２つの振動板２１，２２が示されている。しかしこの場合には両方の振動発生装置２５の推進方向は互いに９０゜回動させられている。
【００７４】
振動板の振動発生システムは非同期で又は互いに同期されて運転されることができる。一方の振動板２１は全地面突固めシステムを推進させるために役立つのに対し、他方の振動板２２は地面突固めの他に方向制御のためにも役立つ。直進走行（矢印方向）が妨害されてない状態では方向制御のために設けられた振動板２２の合成力ベクトルは平面に対し垂直に向けられるか又は例えば突固めようとする物質に押圧応力を加えるために意図的に振動的に左右へ方向付けられる。
【００７５】
図４ｄには互いに連結された３つの振動板２１，２２，２３の配置が示されている。この場合、それぞれ１つの振動発生装置２６が他の振動発生装置２５に対し９０゜回動させられて配置されている。
【００７６】
図３ｄに記述した地面突固め装置の場合のように振動発生装置２５の推進方向が９０゜回動させられていることに基づき、この場合にもシステム全体の平行シフトが達成される。
【００７７】
図３ａから３ｅまでの振動発生装置の場合のようにかつ図１と図２とに基づいて記述した地面突固め装置とは異なって図４ａから４ｄに示した地面突固めシステムの振動板２１，２２，２３の場合には、各振動板２１，２２，２３において固有のかじ取り装置−例えば１つの軸の上に互いに軸方向に配置されたアンバランス質量−が組込まれている必要はない。むしろ各振動発生装置が既に述べた２つの軸１４，１５を有し、該軸１４，１５が同期されて逆向きに回転可能でありかつそれぞれ１つのアンバランス質量を保持し、この位相位置が調節可能であることで十分である。特に図４ｂと４ｄとに示したように３つの振動プレートが使用されている場合には中心の振動板の振動発生装置にて位相位置が一度たりとも調節可能でないことも可能である。
【００７８】
振動発生器を振動板内で調整することはきわめて複雑である。この理由から地面突固めシステムには図１を用いて記述した地面突固め装置の場合のように運動検出装置が設けられている。運動検出装置、例えばヨーイングセンサ又は他のすでに記述した構成エレメントは地面突固めシステム全体の走行運動のための実際値を検出する。
【００７９】
同様に存在する走行調整装置において実際値は操作員により遠隔制御装置を介してプレセレクトされた目標値と比較される。走行調整装置は存在する調整偏差を、振動板における各振動発生器を制御することで消去する。このためには走行調整装置に、かじ取り機能の一義的な配属関係を許すアルゴリズムが記憶されている。
【００８０】
すでに個別の地面突固め装置で述べたように地面突固めシステムにおいても地面凹凸又はそれに類似したものによって惹き起こされる走行運動の妨害を即座に補償することができる。走行調整装置はこれを目的として修正運動を導入するために振動板の適宜の振動発生器を短時間だけ調節しなければならない。
【００８１】
地面突固めシステムは個別の地面突固め装置に較べて、所属の振動板がきわめて簡単に構成されることができるという利点を有している。何故ならば振動板は固有のかじ取り装置を必要としないからである。合成力ベクトルの方向調節しか必要でない。その代わりに複数の振動板、つまり図４に示された２つ又は３つの振動板よりも多くの振動板を相応に大きな作業出力を有する大きなユニットに組合わされることもできる。さらに適当な配置と制御とによって地面突固めシステムの、主走行方向に対して平行なシフトが達成される。これは突固めプロセスを自動化するために特に有利である。
【図面の簡単な説明】
【図１】
本発明による遠隔操縦可能な地面突固め装置の概略的な側面図。
【図２ａ】
本発明による地面突固め装置の異なる走行状態での、走行信号発生器位置と運動検出装置の実際値と振動発生器の位置と合成された走行運動との関係を表で示した図。
【図２ｂ】
図２ａ同様、本発明による地面突固め装置の異なる走行状態での、走行信号発生器位置と運動検出装置の実際値と振動発生器の位置と合成された走行運動との関係を表で示した図。
【図３】
ａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅは本発明による地面突固め装置における振動発生器と推進駆動装置との組合せの概略的な平面図。
【図４】
ａ，ｂ，ｃ，ｄは本発明による地面突固めシステムの種々の実施形態を概略的に示した平面図。

Claims (22)

1. 地面突固め装置であって、
   −推進運動を発生させるための走行駆動装置（２）と、
   −当該地面突固め装置のヨー軸を中心としたヨーイングモーメントを発生させるかじ取り装置（２）と、
   −当該地面突固め装置の走行運動のための目標値をプレセレクトするための走行信号発生器（４）と、
   −走行運動の実際値を検出するための運動検出装置（６）と、
   −実際値と目標値とで負荷可能である走行調整装置（７）と、
   を有し、前記走行調整装置（７）が実際値と目標値との間の差異によって形成された調整偏差が最小であるように前記かじ取り装置（２）及び／又は走行駆動装置（２）を制御する
   ことを特徴とする、走行方向安定化装置を有する走行可能な地面突固め装置。
2. 前記走行運動が走行方向、方向性、回転値及び／又は走行速度とを有し、前記走行信号発生器（４）が走行方向、方向性、回転値及び／又は走行速度の目標値をプレセレクトするために用いられている、請求項１記載の地面突固め装置。
3. 走行運動がヨー軸を中心としたヨーイング値を有し、前記目標値がヨーイング目標値である、請求項１又は２記載の地面突固め装置。
4. 当該突固め装置が最小の調整偏差で最大の走行速度で前進するように、前記走行調整装置（４）が前記かじ取り装置及び／又は走行駆動装置（２）を制御する、請求項１から３までのいずれか１項記載の地面突固め装置。
5. 前記運動検出装置（６）がヨーイング値センサ、ジャイロコンパス、光学的なファイバジャイロ、アースマグネットフィールドセンサ、ＧＰＳ受信器、加速センサ又はこれらの構成部材の組合せを有している、請求項１から４までのいずれか１項記載の地面突固め装置。
6. 走行駆動装置が少なくとも１つの振動発生装置（２）を有し、互いに平行で逆向きに回転可能でかつそれぞれ少なくとも１つのアンバランス質量体を保持する２つの軸を備えており、これらの位相状態が調節可能である、請求項１から５までのいずれか１項記載の地面突固め装置。
7. 前記振動発生装置（２）の少なくとも一方の軸に２つのアンバランス質量体が軸方向にずらされて配置され、かじ取り装置が両方のアンバランス質量体の位相状態を調節するために構成されている、請求項６記載の地面突固め装置。
8. 走行駆動装置及びかじ取り装置が複数の、互いに不動に保持された振動発生装置（１０，１１，１２）によって形成されており、この場合、振動発生装置（１０，１１，１２）がそれぞれ２つの、互いに平行で、逆向きに回転可能でかつそれぞれ少なくとも１つのアンバランス質量（１６）を保持する軸（１４，１５）を有し、その位相状態が調節可能で、この場合、振動発生装置（１０，１１，１２）の一方によって１つの推進方向で１つの推進運動が発生可能である、請求項１から６までのいずれか１項記載の地面突固め装置。
9. 振動発生装置（１０，１１，１２）の推進装置がほぼ同じである、請求項８記載の地面突固め装置。
10. 前記振動発生装置の少なくとも１つ（１１）の推進装置が他の振動発生装置（１０，１２）の推進装置とは異なっている、請求項８記載の地面突固め装置。
11. 推進運動を発生させることのできない振動発生装置が設けられている、請求項８から１０までのいずれか１項記載の地面突固め装置。
12. 前記振動発生装置が共通の接地プレート（１３，１８）の上に配置されている、請求項８から１１までのいずれか１項記載の地面突固め装置。
13. 前記接地プレート（１８）がほぼ円形の基本輪郭を有している、請求項１２記載の地面突固め装置。
14. 推進方向が異なる２つの振動発生装置（１０，１１）が相上下して配置されている、請求項８から１３までのいずれか１項記載の地面突固め装置。
15. 前記振動発生装置（１０，１１）により発生させられた合成力ベクトルが地面突固め装置の重心点に作用している、請求項１４記載の地面突固め装置。
16. 互いに結合された複数の走行可能な地面突固め装置（２１，２２，２３）を有する地面突固めシステムにおいて、
    −前記地面突固め装置（２１，２２，２３）の少なくとも１つが１つの推進方向へ推進運動を発生させる走行駆動装置と振動発生装置（２５）とを有し、
    −前記走行駆動装置が接続・遮断可能であり、
    −全地面突固めシステムの走行運動のための目標値をプレセレクトするための走行信号発生器が設けられていること、
    −走行運動のための実際値を検出するための運動検出装置が設けられていること、
    −実際値と目標値との間の差によって形成された調整偏差が最小になるように個々の走行駆動装置を制御する、実際値と目標値とにより負荷可能な走行調整装置が設けられていること、
    を特徴とする、地面突固めシステム。
17. 地面突固め装置（２１，２２，２３）が互いに方向安定的に又は複数の自由度で可動に又は弾性的及び／又は相対的に高さ方向に可動に結合されている、請求項１６記載の地面突固めシステム。
18. 走行運動が走行方向、方向性、回転値及び／又は走行速度とを有し、走行信号発生器が地面突固めシステムの走行方向、方向性、回転値及び／又は走行速度をプレセレクトするために用いられている、請求項１６又は１７記載の地面突固めシステム。
19. 前記地面突固め装置の少なくとも１つの推進装置が、他の地面突固め装置（２１，２３）の少なくとも１つの推進駆動装置とは異なっている、請求項１６から１８までのいずれか１項記載の地面突固めシステム。
20. 少なくとも１の地面突固め装置（２２）の推進方向が他の地面突固め装置（２１，２３）の推進方向に対し垂直である、請求項１９記載の地面突固めシステム。
21. 前記振動発生装置（２５，２６）が走行駆動装置の１部を形成している、請求項１６から２０までのいずれか１項記載の地面突固めシステム。
22. 走行信号発生器が遠隔制御装置（４）の構成部分である、請求項１から１５までのいずれか１項記載の地面突固め装置又は請求項１６から２１までのいずれか１項記載の地面突固めシステム。

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