WO2008064851A2 - Lokalisierungssystem für eine geländebearbeitungsmaschine - Google Patents

Lokalisierungssystem für eine geländebearbeitungsmaschine Download PDF

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WO2008064851A2
WO2008064851A2 PCT/EP2007/010262 EP2007010262W WO2008064851A2 WO 2008064851 A2 WO2008064851 A2 WO 2008064851A2 EP 2007010262 W EP2007010262 W EP 2007010262W WO 2008064851 A2 WO2008064851 A2 WO 2008064851A2
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detector
location system
display
detector component
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PCT/EP2007/010262
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WO2008064851A3 (de
Inventor
Richard Fling
Simon Branson
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Leica Geosystems Ag
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Publication date
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Priority to US12/515,571 priority patent/US8183867B2/en
Priority to CN2007800441322A priority patent/CN101652679B/zh
Priority to EP07846827.9A priority patent/EP2095155B1/de
Priority to CA2671036A priority patent/CA2671036C/en
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Publication of WO2008064851A3 publication Critical patent/WO2008064851A3/de

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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01VGEOPHYSICS; GRAVITATIONAL MEASUREMENTS; DETECTING MASSES OR OBJECTS; TAGS
    • G01V3/00Electric or magnetic prospecting or detecting; Measuring magnetic field characteristics of the earth, e.g. declination, deviation
    • G01V3/15Electric or magnetic prospecting or detecting; Measuring magnetic field characteristics of the earth, e.g. declination, deviation specially adapted for use during transport, e.g. by a person, vehicle or boat
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E02HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02FDREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F9/00Component parts of dredgers or soil-shifting machines, not restricted to one of the kinds covered by groups E02F3/00 - E02F7/00
    • E02F9/24Safety devices, e.g. for preventing overload
    • E02F9/245Safety devices, e.g. for preventing overload for preventing damage to underground objects during excavation, e.g. indicating buried pipes or the like
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E02HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02FDREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F9/00Component parts of dredgers or soil-shifting machines, not restricted to one of the kinds covered by groups E02F3/00 - E02F7/00
    • E02F9/26Indicating devices

Definitions

  • the invention relates to a localization system for
  • Locating an underground object for an off-road machine according to the preamble of claim 1.
  • locating devices are advantageously used, by means of which the depth of the buried objects can be determined.
  • locating devices which have two antennas arranged at a distance from one another perpendicular to the object. From the means the antenna detected field conditions and the known fixed distance of the antennas, the distance of the object to the locating device can be derived.
  • the object data are stored and recorded, with which terrain documentation, such as maps, can be created or supplemented.
  • No. 6,633,163 shows an off-road machine with two magnetic field detectors arranged at different heights on the machine.
  • the comparison of the detector measurements provides information about the proximity of a field generator to the terrain machine.
  • the illustrated system determines the relative position of the field generator to the terrain machine.
  • the determination of the distance of the field generator to the terrain machine or the depth of the field generator is not mentioned in said US patent.
  • the system is only well suited for terrain machines, which pull a working part behind itself.
  • No. 5,592,092 describes two sensors mounted on the bucket of an excavator for detecting magnetic fields of underground objects. From the known distance of the sensors to each other, the difference of the detected field amounts and the blade position, the distance of the blade is derived to the object. Since the sensors are attached to the bucket, they are not vertically above the object depending on the blade position. Therefore, the blade position must be taken into account when determining the distance. Also exists - due to the Attachment directly to the bucket - the risk of damaging the sensors during dredging.
  • An object of the invention is to provide a damage-stable locating system for a terrain machine, by means of which underground objects can be detected when carrying out earthworks.
  • a further object is the provision of a damage-stable localization system for an off-road machine, by means of which the distance to underground objects can also be determined.
  • a localization system for a terrain-working machine has a detector component arranged in a pendulum-like manner on a fastening component.
  • the fastening component is designed for the arrangement, in particular detachable fastening, on the working part, such as the excavator arm, of the terrain-working machine.
  • the fastening component can be arranged on the working part such that the detector component is positioned as safe as possible against damage. Due to the pendulum-like arrangement of the detector component on the fastening component, an alignment of the detector component takes place under the effect of gravity for different positions of the working part. This is done with a less complex and damage-resistant arrangement a locating system provided with a vertically oriented detector component.
  • a detector component with a construction of low complexity is advantageous - for example, a detector component with two on one
  • Axis along the vertical alignment arranged spaced antennas - can be used, based on which of
  • Distance of an object to the detector component can be determined without additional sensors and complex
  • the pendulum-like arrangement of the detector component on the fastening component can be realized in different ways.
  • the detector component is connected to the mounting component via a flexible connector - e.g. simply a holding plate represents - attached.
  • the flexible connection element is e.g. made of rubber or soft plastic and connected to the detector and the fastening component, for example by means of a screw, plug or adhesive connection.
  • the connecting element is made more or less flexible in such a way that, when the detector component is arranged on the fastening component via the connecting element, a gravity-influenced alignment thereof takes place.
  • the execution of the pendulum-like arrangement can also be done with a frame-like construction.
  • the detector component as a pendulum body in a frame, for example, in one or two directions swingable - suspended.
  • the frame can also be used as gimbals or rings be designed for a gimbal of the detector component.
  • the frame may be attached to the attachment component or constitute the attachment component.
  • a frame forming the fastening component can be magnetically fastened to the working part.
  • the fastening component may also have a corresponding receptacle in which the detector component is mounted, for example via one or two bearings, such as ball bearings or a ball joint with e.g. two rotational degrees of freedom.
  • the detector component takes place - so to speak automatically - a vertical orientation of the same, which is determined without additional measurements, a first measurement parameter.
  • the detector component has a first and a second antenna, which antennas are arranged at a fixed distance from each other, wherein with gravitationally affected aligned detector component, the antennas are arranged opposite a terrain so that the first antenna a first distance and the second Antenna occupies a second distance to the terrain, wherein the first distance is smaller than the second distance - the first antenna so emanating from a subterranean object field perceives stronger than the second antenna. From the ratio of the antenna measurements can then be determined in a simple manner, the distance to the object.
  • the electromagnetic fields that can be assigned to the objects are, for example, magnetic fields generated by alternating currents or induced magnetic fields.
  • subterranean supply lines such as high and low voltage power lines, telecommunication lines or water pipes, or alternative underground objects can often be located using time-varying magnetic fields from the lines.
  • the magnetic fields are generated, for example, as a result of current flowing through the lines, as in AC-powered high or low voltage lines.
  • the fields represent fields generated by application of electromagnetic signals to the lines or fields reflected on the lines.
  • Application is via direct application to current-carrying supply lines or by inducing a magnetic field in the line.
  • An alternating magnetic field of a current-carrying supply line may also be induced by signals from remote transmitters, such as radio signals from radio transmitters.
  • the fields can also emanate from transmitters on or in the lines.
  • a conductor is inserted - or the conductor is routed alongside the supply lines - and powered by alternating current.
  • the strength of the magnetic field is a measure of the distance of the source - ie the line or the transmitter - to the measuring location.
  • the strength of the magnetic field decreases inversely proportional to the distance d - B ⁇ k / d, in the case of a magnetic dipole field inversely proportional to the cube the distance d - B ⁇ k / d 3 , where k denotes a proportionality constant and B the amount of the magnetic field.
  • Ratio of measured strengths of the fields are formed so that the proportionality constant cuts out. From the measured fields and the known
  • Relative distance of the antennas is then the distance to the source determinable.
  • a detector component of a localization system according to the invention having three or more antennas makes it possible to determine the distance of an object with greater accuracy than a detector component having two antennas.
  • the antennas can represent one- or three-axis antennas.
  • the field can be detected in several spatial directions, so that not only the distance but also a direction vector to an object can be determined.
  • the detector component of the localization system according to the invention may also comprise magnetic field detectors, such as magnetometers or Hall sensors, as an alternative to the antennas.
  • the detector component can also be designed with a transmitter and receiver, in particular for distance measurements.
  • the detector component represents a radar, wherein the objects are detected on the basis of a radiation emitted by a transmitting unit of the detector component and received by a receiving unit of the detector component.
  • the detector component additionally comprises a laser distance meter, a GPS system or other optical surveying systems to measure the distance to the original or processed terrain. If the distance to an object can be determined on the basis of the detector component, the measurement of the position of the detector component or of the working part relative to the terrain can be used to determine the depth of the object. The working part can then be controlled according to the determined depth.
  • a position determination of the working part can also be carried out using alternative methods customary in machine control. It is known, for example, to measure a reflector on the working part. Also known is a position determination - e.g. an excavator arm as a working part - by inclination and pressure sensors.
  • the localization system according to the invention is designed as a localization system for a terrain-working machine.
  • an excavator arm is formed from a first and second boom component and an excavator bucket, each of which is height-adjustable.
  • Location system preferably attached to the second boom component such that it is located as close to the blade, but is not hit in any position of the excavator arm of the blade.
  • the fastening component is formed for example as a metal plate and magnetically fastened to the working part.
  • the fastening component - as previously mentioned - be designed as a frame-like holder.
  • the fastening component is a rope or band which can be arranged on the working part-for example, bound and fixed around the excavator arm-and on which the detector component is suspended or looped in.
  • Formation of the mounting component as a housing is useful for e.g. Batteries, or tools for mounting the mounting and / or detector component. If the localization system according to the invention comprises a computing component, then this is advantageously accommodated in the housing.
  • the arrangement on the working part can be done in various ways.
  • the fastening component can be releasably secured to the working part - for example, magnetically, by the fastening component is formed with magnetic elements.
  • the fastening component can be fixed to the working part, for example by means of gluing or welding, for example, the fastening component is an inconspicuous, fixed to the working part support plate, on which the detector component, optionally via a connecting element or a plurality of connecting elements, can be arranged.
  • the Arrangement of the fastening component on the working part and / or the detector component on the fastening component can also be realized by attaching or attaching, screw, snap, snap-click or clamp closures.
  • the location system further comprises a display component for displaying the detection of the detector component. If the detection merely constitutes detection of an electromagnetic field, then the display component can generate a warning signal upon detection.
  • the warning signal is, for example, an audible or visual signal to a user, such as an excavator driver. Additionally or alternatively, the warning signal may represent a signal to a control device of the terrain-working machine, whereby e.g. the movement of the machine and / or its working part is stopped.
  • the localization system comprises a computing component.
  • the detection of the detector component is further processed.
  • the distance to the object is derived from the detection and optionally stored.
  • the computing component can communicate via corresponding interfaces with the display component, which then displays or forwards the information derived by means of the computing component, such as distance information.
  • the display component is designed, for example, as a graphic display and arranged in a driver's cab.
  • the detection is a warning signal, for example by means of flashing or luminous lamps, can be displayed.
  • the distance information can be visualized in a terrain model, with indicator lights or as numerical values. Additionally or alternatively, an acoustic alarm may be provided.
  • the computational component is e.g. a microprocessor. Furthermore, the arithmetic or display component can be assigned a controller.
  • Detector component, display component, as well as possibly computing component and optionally controllers each have means for communication.
  • the devices may be cable connections or wireless interfaces such as Bluetooth or CANBUS.
  • the components also communicate via radio signals. Communication takes place under the individual components.
  • the communication may further be to external devices, such as a user-operated control system, or to terrain machine control devices.
  • FIG. 1 shows an excavator as a terrain machining machine with a location system according to the invention
  • FIG. 2 shows an excavator as a terrain-working machine with components of a localization system according to the invention
  • Figure 3 shows an embodiment for the pendulum-like
  • Figure 5 shows an excavator with a fastening, connection and detector component of an inventive
  • FIG. 6 shows a further embodiment of a localization system according to the invention.
  • Figure 7 in six sub-figures embodiments relating to components of a localization system according to the invention.
  • FIG. 8 shows an exemplary embodiment of a display component of a localization system according to the invention.
  • FIG. 1 shows an excavator 2 a as an off-road machine with a localization system according to the invention.
  • the excavator 2a travels over a terrain 10 at which digging work is to be performed.
  • the grave work is done eg in the context of the creation of a road or the laying of pipes or pipes.
  • a supply line 1 is already laid as an underground object, from the supply line 1 emanating an electromagnetic field.
  • the excavator 2 a has an excavator arm 3 a with a first boom component 11 a, a second boom component 12a and an excavator bucket 13a, each of which is height-adjustable by means of hydraulic cylinders on.
  • a fastening component 4a which is designed here as a housing magnetically fastened to the second cantilever component for a display component of the location system (not shown), and a flexible connection element 7a and a detector component 5a are arranged on the second cantilever component 12a.
  • the detector component 5a is arranged indirectly via the flexible connecting element 7a on the fastening component 4a in such a way that it can swing pendulum-like in the horizontal plane. Since the connecting element 7a is designed to be flexible, the detector component 5a is aligned under the action of gravity.
  • the detector component 5a in the different positions of the excavator arm 3a - a second position is indicated by dashed lines - is directed perpendicular to the terrain 10 and the supply line 1.
  • the detector component 5a is designed for the detection of electromagnetic radiation. As soon as radiation is detected, this is forwarded to a control device of the excavator 2 a by means of the display component arranged in the fastening component 4 a designed as a housing. The forwarding takes place via radio - eg via Bluetooth interfaces. Display component and detector component 5a could also be arranged in a common housing - for example, mounted on a printed circuit board.
  • an excavator 2b as a terrain machine with components of a shown location system according to the invention.
  • a detector component 5b is arranged in a pendulum-like manner - corresponding to FIG. 1 - via a flexible connecting element 7b.
  • the display component of the localization system is not shown.
  • FIG. 3 shows a further alternative of a pendulum-like arrangement of a detector component 5c of a localization system according to the invention on a fastening component thereof.
  • the attachment component is attached to an excavator arm 3c and formed as a frame 4c, in which the detector component 5c is pivotally suspended about an axis 9.
  • FIG. 4 shows an excavator arm 3d with components of a localization system according to the invention. From the illustration it can be seen that the arrangement of the detector component 5d of the localization system is such that it is arranged as close as possible to the bucket 13d, but so far away that it is not hit by the blade. On the excavator arm 3d is further a reflective element 14 is attached. The reflective element 14 may be appropriate with a tachymeter and so the
  • the excavator arm 3d further sensors are assigned: The - not shown hydraulic cylinders for adjusting the first
  • Boom component Hd and the second jib component 12d of the excavator arm 3d, as well as the bucket 13d, are respectively associated with pressure sensors 15, 15 ', 15''. Further, the first boom component Hd, the second boom component 12d, and the Excavator bucket 13d each associated with a tilt sensor. The tilt sensors are not shown. By means of the reflective element 14 and the sensors, the position of the blade lower edge can be calculated. If the distance to an underground object is now determined via the localization system, the depth of the object can be determined by knowing the position of the excavator arm 3d, and thus the detector component 5d, which is in a fixed positional relationship to the excavator arm 3d.
  • FIG. 7E An excavation in a terrain 10 'is carried out by means of the excavator in FIG.
  • the boom component 12e On the excavator arm is on the boom component 12e, which is rotatably connected to the blade 13e, via a fastening component 4e and a connection component Ie, a detector component 5e arranged pendulum-like.
  • the detector component 5e is designed in accordance with the following FIG. 7E with antennas and a laser distance meter.
  • the illustration shows that the arrangement of the detector component 5e via the connecting element Ie and the fastening component 4e on the boom component 12e is such that the detector component 5e is not hit even when the blade 13e is completely folded in, and thus against damage by the blade 13e is protected.
  • the detector component rests on the boom component.
  • the detector component 5e When transporting the excavator - when the excavator is not active is used - the detector component 5e and possibly the other components can be easily removed.
  • FIG. 6 shows an exemplary embodiment of a localization system according to the invention with a fastening component designed as a housing 4f for the computing component.
  • the detector component 5f is arranged like a pendulum via a connecting element 7f.
  • the attachment component is attached to the front boom component 12f of an excavator 2f, as in the previous figures.
  • the housing 4f as a fastening component has magnetic strips on the housing rear wall, via which it is magnetically fastened to the front arm component 12f. The magnetic attachability allows quick and easy assembly and removal of the housing 4f.
  • a display component 6f including a graphic display is arranged in the cab of the excavator 2f.
  • the display component 6f is formed, for example, according to the embodiment shown below in FIG.
  • FIGS. 7A-7F show the details in more detail
  • Mounting component is as a housing 4f for a
  • the connecting element 7f is bellows-shaped and made of soft plastic material.
  • the connecting element 7f is firmly screwed to the housing 18 of the detector component 5f as well as to the fastening component via screw means 17, 17 '.
  • the detector component 5f has a first antenna 20a and a second antenna 20b, which antennas are arranged at a known center distance d to each other in a housing 18 (see FIG. 7D).
  • FIG. 7E shows an exemplary embodiment of a detector component which likewise has a first and a second antenna 20a 'and 20b' arranged at a fixed distance from each other, and additionally a laser distance meter 19.
  • the antennas are implemented, for example, in each case with a coil or with a plurality of coils as the uniaxial antenna 20c, the two-axis antenna 20d, or the three-axis antenna 2Oe from FIG. 7F.
  • a time-varying magnetic field of a subterranean conductor induces a voltage between the ends of the coil or coils, the antennas, which induced voltage depends on the magnitude of the magnetic field.
  • a distance value of the conductor is derived in the computing component 8f.
  • the deriving may simply represent assigning a distance value to the antenna outputs.
  • FIG. 8 shows an exemplary embodiment of a display component 6g of a localization system according to the invention.
  • the display component 6g has a graphic display 6g 'and is used as a display and control unit formed.
  • a plurality of LEDs are formed as visual display means, as well as a plurality of buttons for selecting settings.
  • the switch buttons here include a mute button 21 for mute an audible alarm provided in addition to the visual alarms, and another switch button 22 for switching the locator system to "stand by" or “active.”
  • LED 's 23 indicate which setting is active by lighting up
  • Two other LED' s 24 indicate the battery level of the computing component 8f and detector component 5f and the display ⁇ g 'Set LED' s 25 in the upper area of the display 6g ' They are divided into three color sections - green, yellow, red - If the green LEDs '25' illuminate, an underground object is detected, but still at a distance of more than 30 cm, the illumination of the yellow LED 's 25''indicates that the object is now less than 30 cm apart If the red LED 's 25''' lights up, the object is less than 10 cm away and the highest alert level prevails.

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Abstract

Ein Lokalisierungssystem zum Lokalisieren eines unterirdischen Objektes (1) für eine Geländebearbeitungsmaschine (2a), die ein Arbeitsteil (3a) aufweist, umfasst eine Befestigungskomponente (4a) und eine Detektorkomponente (5a). Die Befestigungskomponente (4a) ist - beispielsweise magnetisch - am Arbeitsteil (3a) anordenbar. Die Detektorkomponente (5a) ist zur Detektion des Objektes (1) anhand eines dem Objekt (1) zuordenbaren elektromagnetischen Feldes ausgebildet und pendelartig an der Befestigungskomponente (4a) angeordnet, sodass eine Ausrichtung der Detektorkomponente (5a) unter der Wirkung der Schwerkraft erfolgt. Gegebenenfalls umfasst das Lokalisierungssystem eine Rechenkomponente zum Ableiten von Abstandsinformation des Objektes (1) aus der Detektion. Das Lokalisierungssystem weist weiters eine Anzeigekomponente auf, um die Detektion und/oder die Abstandsinformation anzuzeigen bzw. weiterzuleiten.

Description

LokalisierungsSystem für eine Geländebearbeitungsmaschine
Die Erfindung betrifft ein Lokalisierungssystem zum
Lokalisieren eines unterirdischen Objektes für eine Geländebearbeitungsmaschine, nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Bei der Durchführung von Erdarbeiten und vor allem von Grabarbeiten ist es notwendig zu wissen, wo unterirdische Objekte, wie unterirdisch verlegte Versorgungsleitungen, vergraben sind, um eine Beschädigung z.B. der Versorgungsleitungen und/oder der verwendeten Geländebearbeitungsmaschinen zu verhindern. Oft sind diese Objekte unvollständig, falsch oder gar nicht dokumentiert. Demzufolge muss das zu bearbeitende Gelände vor Beginn der Erdarbeiten auf unterirdische Objekte untersucht werden. Die Untersuchung erfolgt im Allgemeinen anhand einer Detektion von den Objekten zuordenbaren elektromagnetischen Feldern, beispielsweise mit handelsüblichen handgehaltenen Ortungsgeräten.
Eine solche Gelände-Abtastung ist aber insbesondere für die Bearbeitung grosser Flächen zu zeit- und kostenaufwändig. Daher ist es üblich, Lokalisierungs- oder Ortungsgeräte, wie Kabeldetektoren, direkt an der Geländebearbeitungsmaschine - z.B. einem Bagger - anzubringen und die vergrabenen Objekte im Rahmen der laufenden Erdarbeiten zu erfassen. Um mit grosser Sicherheit zu vermeiden, dass die Objekte beim Graben getroffen werden, werden vorteilhaft Ortungsgeräte verwendet, mittels welchen auch die Tiefe der vergrabenen Objekte bestimmbar ist. Dazu sind Ortungsgeräte bekannt, die zwei entlang einer Senkrechten auf das Objekt beabstandet angeordnete Antennen aufweisen. Aus den mittels der Antennen erfassten Feld-Verhältnissen und dem bekannten festen Abstand der Antennen ist der Abstand des Objektes zum Ortungsgerät ableitbar. Vorteilhaft werden die Objekt- Daten abgespeichert und aufgezeichnet, womit Gelände- Dokumentationen, wie Karten, erstellt bzw. ergänzt werden können.
In der US 6,633,163 ist eine Geländebearbeitungsmaschine mit zwei an der Maschine unterschiedlich hoch angeordneten Magnetfeld-Detektoren dargestellt. Der Vergleich der Detektor-Messungen liefert Informationen über die Nähe eines Feld-Erzeugers zur Geländebearbeitungsmaschine. Mit dem dargestellten System wird die relative Position des Feld-Erzeugers zur Geländebearbeitungsmaschine bestimmt. Die Bestimmung des Abstandes des Feld-Erzeugers zur Geländebearbeitungsmaschine bzw. der Tiefe des Feld- Erzeugers wird in der genannten US-Patentschrift nicht erwähnt. Weiters ist - aufgrund der Anordnung der Detektoren direkt an der Maschine - das System nur für Geländebearbeitungsmaschinen gut geeignet, die ein Arbeitsteil hinter sich herziehen.
Die US 5,592,092 beschreibt zwei an der Schaufel eines Baggers beabstandet angebrachte Sensoren zur Erfassung von Magnetfeldern unterirdischer Objekte. Aus dem bekannten Abstand der Sensoren zueinander, der Differenz der detektierten Feldbeträge und der Schaufelstellung wird der Abstand der Schaufel zum Objekt abgeleitet. Da die Sensoren an der Baggerschaufel angebracht sind, liegen sie je nach Schaufelstellung nicht senkrecht über dem Objekt. Daher muss die Schaufelstellung bei der Bestimmung des Abstands berücksichtigt werden. Auch besteht - aufgrund der Befestigung direkt an der Schaufel - die Gefahr, dass die Sensoren bei den Baggerarbeiten beschädigt werden.
Eine Aufgabe der Erfindung ist es, ein beschädigungsstabiles Lokalisierungssystem für eine Geländebearbeitungsmaschine bereitzustellen, mittels welchem bei der Durchführung von Erdarbeiten unterirdische Objekte erfassbar sind.
Eine weitere Aufgabe ist die Bereitstellung eines beschädigungsstabilen Lokalisierungssystems für eine Geländebearbeitungsmaschine, mittels welchem auch der Abstand zu unterirdischen Objekten bestimmbar ist.
Diese Aufgaben werden durch die Gegenstände des Anspruches 1 oder der abhängigen Ansprüche gelöst bzw. die Lösungen weitergebildet.
Erfindungsgemäss weist ein Lokalisierungssystem für eine Geländebearbeitungsmaschine eine pendelartig an einer Befestigungskomponente angeordnete Detektorkomponente auf. Die Befestigungskomponente ist zur Anordnung, insbesondere lösbaren Befestigung, am Arbeitsteil, wie dem Baggerarm, der Geländebearbeitungsmaschine ausgeführt. Vorteilhaft ist die Befestigungskomponente derart am Arbeitsteil anordenbar, dass die Detektorkomponente möglichst beschädigungssicher positioniert wird. Durch die pendelartige Anordnung der Detektorkomponente an der Befestigungskomponente erfolgt eine Ausrichtung der De- tektorkomponente unter Wirkung der Schwerkraft für unterschiedliche Stellungen des Arbeitsteils. Damit wird mit einer wenig komplexen und beschädigungsstabilen Anordnung ein Lokalisierungssystem mit einer vertikal ausgerichteten Detektorkomponente bereitgestellt .
Damit ist beispielsweise vorteilhaft eine Detektorkomponente mit einem Aufbau geringer Komplexität - beispielsweise eine Detektorkomponente mit zwei auf einer
Achse entlang der vertikalen Ausrichtung beabstandet angeordneten Antennen - einsetzbar, anhand welcher der
Abstand eines Objektes zur Detektorkomponente bestimmbar ist, ohne dass zusätzliche Sensoren und komplexe
Datenauswerte-Algorithmen erforderlich sind.
Die pendelartige Anordnung der Detektorkomponente an der Befestigungskomponente kann auf unterschiedliche Art und Weise realisiert werden. Beispielsweise ist die Detektorkomponente über ein flexibles Verbindungselement an der Befestigungskomponente - die z.B. einfach eine Halteplatte darstellt - angebracht. Das flexible Verbindungselement ist z.B. aus Gummi oder weichem Kunststoff hergestellt und mit der Detektor- und der Befestigungskomponente verbunden, beispielsweise anhand einer Schraub-, Steck- oder Klebeverbindung. Je nach Gewicht der Detektorkomponente wird das Verbindungselement mehr oder weniger flexibel derart ausgeführt, dass bei über das Verbindungselement an der Befestigungskomponente angeordneter Detektorkomponente eine schwerkraft- beeinflusste Ausrichtung derselben erfolgt.
Die Ausführung der pendelartigen Anordnung kann auch mit einer rahmenartigen Konstruktion erfolgen. So ist die Detektorkomponente als Pendelkörper in einem Rahmen beispielsweise in eine oder zwei Richtungen schwingbar - aufhängbar. Der Rahmen kann auch als Kardanring bzw. -ringe für eine kardanische Aufhängung der Detektorkomponente ausgebildet sein. Der Rahmen kann an der Befestigungskomponente angebracht sein oder die Befestigungskomponente darstellen. Beispielsweise ist ein die Befestigungskomponente bildender Rahmen magnetisch am Arbeitsteil befestigbar.
Für eine pendelartige Lagerung der Detektorkomponente kann die Befestigungskomponente auch eine entsprechende Aufnahme aufweisen, in welcher die Detektorkomponente gelagert ist, beispielsweise über ein oder zwei Lager, wie Kugellager oder ein Kugelgelenk mit z.B. zwei rotatorischen Freiheitsgraden .
Durch die erfindungsgemässe Anordnung der Detektorkomponente erfolgt - sozusagen selbsttätig - eine vertikale Ausrichtung derselben, womit ohne zusätzliche Messungen ein erster Messparameter festgelegt ist. Die Detektorkomponente weist beispielsweise - wie vorgängig erwähnt - eine erste und zweite Antenne auf, welche Antennen in einem festen Abstand zueinander angeordnet sind, wobei bei schwerkraftbeeinflusst ausgerichteter Detektorkomponente die Antennen gegenüber einem Terrain derart angeordnet sind, sodass die erste Antenne einen ersten Abstand und die zweite Antenne einen zweiten Abstand zum Terrain einnimmt, wobei der erste Abstand kleiner ist als der zweite Abstand - die erste Antenne ein von einem unterirdischen Objekt ausgehendes Feld also stärker wahrnimmt als die zweite Antenne. Aus dem Verhältnis der Antennen-Messungen kann dann auf einfache Art und Weise der Abstand zum Objekt ermittelt werden. Den Objekten zuordenbare elektromagnetische Felder sind z.B. durch Wechselströme erzeugte Magnetfelder oder induzierte Magnetfelder. So können unterirdisch verlegte Versorgungsleitungen, wie Hoch- und Niederspannungs- leitungen, Fernmeldeleitungen oder Wasserleitungen, bzw. alternative unterirdische Objekte oft anhand von zeitlich veränderlichen Magnetfeldern der Leitungen geortet werden. Die Magnetfelder werden beispielsweise infolge von Stromflüssen durch die Leitungen erzeugt, wie bei mit Wechselstrom betriebenen Hoch- oder Niederspannungsleitungen. Alternativ stellen die Felder mittels Anlegen elektromagnetischer Signale an die Leitungen erzeugte Felder oder an den Leitungen reflektierte Felder dar. Das Anlegen erfolgt über direktes Anlegen an Strom leitende Versorgungsleitungen oder mittels Induzieren eines Magnetfeldes in der Leitung. Ein magnetisches Wechselfeld einer Strom leitenden Versorgungsleitung kann auch durch Signale von entfernten Transmittern, wie Funksignale von Radiotransmittern, induziert sein. Auch können die Felder von Transmittern an oder in den Leitungen ausgehen. Beispielsweise wird in nicht-leitende Versorgungsleitungen, wie tönerne Rohre oder Kunststoffröhre, ein Leiter eingeführt - oder es wird der Leiter neben den Versorgungsleitungen geführt - und mit Wechselstrom gespeist.
Die Stärke des Magnetfeldes ist ein Mass für den Abstand der Quelle - also der Leitung oder des Transmitters - zum Messort. Für einen geraden stromdurchflossenen Leiter nimmt die Stärke des Magnetfeldes umgekehrt proportional mit dem Abstand d ab - B ~ k/d, im Falle eines magnetischen Dipolfeldes umgekehrt proportional mit der dritten Potenz des Abstandes d - B ~ k/d3, wobei k eine Proportionalitätskonstante bezeichnet und B den Betrag des Magnetfeldes.
Mittels einer Detektorkomponente mit beabstandeten Antennen, wie vorgängig beschrieben, wird ein Magnetfeld einer Quelle an zwei beabstandeten Messpositionen, also für zwei Abstände zur Quelle, erfasst. Anschliessend kann das
Verhältnis der gemessenen Stärken der Felder gebildet werden, sodass sich die Proportionalitätskonstante herauskürzt. Aus den gemessenen Feldern und dem bekannten
Relativabstand der Antennen ist dann der Abstand zur Quelle bestimmbar.
Eine Detektorkomponente eines erfindungsgemässen Lokalisie- rungssystems mit drei - oder mehr - Antennen ermöglicht die Ermittlung des Abstands eines Objektes mit grosserer Genauigkeit als eine Detektorkomponente mit zwei Antennen.
Weist die Detektorkomponente Antennen zum Erfassen des Feldes auf, so können die Antennen ein- zwei- oder dreiachsige Antennen darstellen. Anhand mehrachsiger Antennen ist das Feld in mehreren Raumrichtungen erfassbar, sodass nicht nur der Abstand sondern auch ein Richtungsvektor zu einem Objekt bestimmt werden kann.
Die Detektorkomponente des erfindungsgemässen Lokalisierungssystems kann ebenso alternativ zu den Antennen Magnetfeld-Detektoren, wie Magnetometer oder Hall- Sensoren, umfassen.
Die Detektorkomponente kann auch mit einem Sender und Empfänger, insbesondere für Entfernungsmessungen, ausgebildet sein. Beispielsweise stellt die Detektorkomponente ein Radar dar, wobei die Objekte anhand von einer Sendeeinheit der Detektorkomponente ausgesandter und einer Empfangseinheit der Detektorkomponente empfangener Strahlung detektiert werden.
Gegebenenfalls umfasst die Detektorkomponente zusätzlich einen Laserdistanzmesser, ein GPS System oder andere optische Vermessungssysteme um die Distanz zum ursprünglichen oder bearbeiteten - Terrain zu messen. Ist anhand der Detektorkomponente der Abstand zu einem Objekt bestimmbar, so kann die Messung der Position der Detektorkomponente respektive des Arbeitsteils relativ zum Terrain verwendet werden, um die Tiefe des Objektes zu bestimmen. Das Arbeitsteil kann dann entsprechend der ermittelten Tiefe gesteuert werden.
Eine Positionsbestimmung des Arbeitsteils ist auch mit alternativen, in der Maschinensteuerung üblichen, Methoden durchführbar. Bekannt ist beispielsweise, einen Reflektor am Arbeitsteil zu vermessen. Ebenfalls bekannt ist eine Positionsbestimmung - z.B. eines Baggerarms als Arbeitsteil - mittels Neigungs- und Drucksensoren.
Das erfindungsgemässe Lokalisierungssystem ist als Lokalisierungssystem für eine Geländebearbeitungsmaschine ausgebildet. Die Geländebearbeitungsmaschine stellt insbesondere einen Bagger mit einem Baggerarm als Arbeitsteil dar. Üblicherweise ist ein Baggerarm aus einer ersten und zweiten Auslegerkomponente und einer Baggerschaufel, die jeweils höhenverstellbar sind, gebildet. An einem solchen Baggerarm wird die Befesti- gungskomponente eines erfindungsgemässen
Lokalisierungssystems vorzugsweise an der zweiten Auslegerkomponente derart angebracht, dass sie möglichst nahe an der Schaufel angeordnet ist, aber in keiner Stellung des Baggerarms von der Schaufel getroffen wird.
Die Befestigungskomponente ist beispielsweise als Metallplatte ausgebildet und magnetisch am Arbeitsteil befestigbar. Alternativ kann die Befestigungskomponente - wie vorgängig erwähnt - als rahmenartige Halterung ausgebildet sein. Im einfachsten Fall stellt die Befestigungskomponente ein Seil oder Band dar, das am Arbeitsteil angeordnet - beispielsweise um den Baggerarm gebunden und fixiert - werden kann, und an welchem die De- tektorkomponente aufgehängt oder eingeschlauft wird bzw. ist. Eine Ausbildung der Befestigungskomponente als Gehäuse ist nützlich für z.B. Batterien, oder Werkzeuge zum Montieren der Befestigungs- und/oder Detektorkomponente. Umfasst das erfindungsgemässe Lokalisierungssystem eine Rechenkomponente, so ist diese vorteilhaft im Gehäuse unterbringbar .
Die Anordnung am Arbeitsteil kann auf verschiedene Art und Weise erfolgen. Die Befestigungskomponente kann am Arbeitsteil lösbar befestigt werden - beispielsweise magnetisch, indem die Befestigungskomponente mit Magnetelementen ausgebildet wird. Ebenso kann die Befestigungskomponente am Arbeitsteil fixiert, z.B. mittels Kleben oder Schweissen, werden - beispielsweise stellt die Befestigungskomponente eine unauffällige, am Arbeitsteil fix angebrachte Trageplatte dar, an der die Detektorkomponente, gegebenenfalls über ein Verbindungselement oder mehrere Verbindungselemente, anordenbar ist. Die Anordnung der Befestigungskomponente am Arbeitsteil und/oder der Detektorkomponente an der Befestigungskomponente ist auch durch Auf- bzw. Anhängen, Schraub-, Schnapp-, Rast- Klick- oder Klemmverschlüsse realisierbar.
Das erfindungsgemässe Lokalisierungssystem umfasst weiters eine Anzeigekomponente zum Anzeigen der Detektion der Detektorkomponente. Stellt die Detektion lediglich ein Erfassen eines elektromagnetischen Feldes dar, so kann die Anzeigekomponente beim Erfassen ein Warnsignal erzeugen. Das Warnsignal ist beispielsweise ein akustisches oder optisches Signal für einen Benutzer, wie einen Baggerfahrer. Zusätzlich oder alternativ kann das Warnsignal ein Signal für eine Steuereinrichtung der Geländebearbeitungsmaschine darstellen, wodurch z.B. die Bewegung der Maschine und/oder deren Arbeitsteils gestoppt wird.
Gegebenenfalls umfasst das erfindungsgemässe Lokalisierungssystem eine Rechenkomponente. Mittels der Rechenkomponente wird die Detektion der Detektorkomponente weiterverarbeitet. Beispielsweise wird aus der Detektion der Abstand zum Objekt abgeleitet und gegebenenfalls abgespeichert. Die Rechenkomponente kann über entsprechende Schnittstellen mit der Anzeigekomponente kommunizieren, welche dann die mittels der Rechenkomponente abgeleiten Informationen, wie Abstandsinformationen, anzeigt bzw. weiterleitet .
Zur Anzeige für einen Benutzer ist die Anzeigekomponente z.B. als graphisches Display ausgebildet und in einer Fahrerkabine angeordnet. Auf dem Display ist die Detektion als Warnsignal, beispielsweise mittels blinkender bzw. leuchtender Lampen, darstellbar. Die Abstandsinformation kann bildlich in einem Geländemodell, mit Anzeigelampen oder als Zahlenwerte dargestellt werden. Zusätzlich oder alternativ kann ein akustischer Alarm vorgesehen sein.
Die Rechenkomponente ist z.B. ein Mikroprozessor. Weiters kann der Rechen- oder Anzeigekomponente ein Controller zugeordnet sein.
Detektorkomponente, Anzeigekomponente, sowie gegebenenfalls Rechenkomponente und gegebenenfalls Controller weisen jeweils Einrichtungen zur Kommunikation auf. Die Einrichtungen können Kabelverbindungen oder kabellose Schnittstellen, wie Bluetooth oder CANBUS, darstellen. Beispielsweise kommunizieren die Komponenten auch über Funk-Signale. Die Kommunikation erfolgt unter den einzelnen Komponenten. Die Kommunikation kann weiters zu externen Einrichtungen, wie einem von einem Benutzer bedienten Steuersystem, oder zu Steuereinrichtungen der Geländebearbeitungsmaschine erfolgen.
Das erfindungsgemässe Lokalisierungssystem wird nachfolgend anhand von in den Zeichnungen schematisch dargestellten Ausführungsbeispielen rein beispielhaft näher beschrieben oder erläutert. Im Einzelnen zeigen
Figur 1 einen Bagger als Geländebearbeitungsmaschine mit einem erfindungsgemässen Lokalisierungssystem;
Figur 2 einen Bagger als Geländebearbeitungsmaschine mit Komponenten eines erfindungsgemässen LokalisierungsSystems; Figur 3 eine Ausführungsform für die pendelartige
Anordnung einer Detektorkomponente an einer Befestigungskomponente eines erfindungsgemässen LokalisierungsSystems;
Figur 4 Komponenten eines erfindungemässen
Lokalisierungssystems an einem Baggerarm;
Figur 5 einen Bagger mit einer Befestigungs-, Verbindungs- und Detektorkomponente eines erfindungsgemässe
LokalisierungsSystems;
Figur 6 ein weiteres Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemässen LokalisierungsSystems;
Figur 7 in sechs Teilfiguren Ausführungsbeispiele betreffend Komponenten eines erfindungsgemässen Lokalisierungssystems; und
Figur 8 ein Ausführungsbeispiel für eine Anzeigekomponente eines erfindungsgemässen Lokalisierungssystems.
In Figur 1 ist ein Bagger 2a als Geländebearbeitungsmaschine mit einem erfindungsgemässen Lokalisierungssystem dargestellt. Der Bagger 2a fährt über ein Terrain 10, an welchem Grabarbeiten durchgeführt werden sollen. Die Grabarbeiten erfolgen z.B. im Rahmen der Erstellung einer Strasse oder der Verlegung von Leitungen bzw. Rohren. Unter dem zu bearbeitenden Terrain ist bereits eine Versorgungsleitung 1 als unterirdisches Objekt verlegt, wobei von der Versorgungsleitung 1 ein elektromagnetisches Feld ausgeht. Der Bagger 2a weist als Arbeitsteil einen Baggerarm 3a mit einer ersten Auslegerkomponente IIa, einer zweiten Auslegerkomponente 12a und einer Baggerschaufel 13a, die jeweils mittels hydraulischer Zylinder höhenverstellbar sind, auf. An der zweiten Auslegerkomponente 12a sind als Komponenten des erfindungsgemässen Lokalisierungssystems eine Befestigungskomponente 4a, die hier als magnetisch an der zweiten Auslegerkomponente befestigtes Gehäuse für eine - nicht gezeigte - Anzeigekomponente des Lokalisierungssystems ausgebildet ist, sowie ein flexibles Verbindungselement 7a und eine Detektorkomponente 5a angeordnet. Die Detektorkomponente 5a ist mittelbar über das flexible Verbindungselement 7a an der Befestigungskomponente 4a derart angeordnet, dass sie in der Horizontalebene pendelartig schwingen kann. Da das Verbindungselement 7a flexibel ausgebildet ist, erfolgt eine Ausrichtung der Detektorkomponente 5a unter Wirkung der Schwerkraft. Dadurch richtet sich hier die Detektorkomponente 5a in den verschiedenen Stellungen des Baggerarms 3a - eine zweite Stellung ist mit gestrichelten Linien eingezeichnet - senk- recht auf das Terrain 10 und die Versorgungsleitung 1 aus. Die Detektorkomponente 5a ist zur Detektion elektromagnetischer Strahlung ausgebildet. Sobald Strahlung detektiert wird, wird dies mittels der in der - als Gehäuse ausgebildeten - Befestigungskomponente 4a angeordneten Anzeigekomponente an eine Steuereinrichtung des Baggers 2a weitergeleitet. Das Weiterleiten erfolgt über Funk - z.B. über Bluetooth-Schnittstellen. Anzeigekomponente und Detektorkomponente 5a könnten auch in einem gemeinsamen Gehäuse angeordnet sein - beispielsweise auf einer Leiterplatte angebracht.
In Figur 2 ist wiederum ein Bagger 2b als Geländebearbeitungsmaschine mit Komponenten eines erfindungsgemässen Lokalisierungssystems gezeigt. An einer runden Metallplatte 4b als Befestigungskomponente, die am zweiten Ausleger IIb des Baggerarms 3b angeschweisst ist, ist - entsprechend Figur 1 - über ein flexibles Verbindungselement 7b eine Detektorkomponete 5b pendelartig angeordnet. Die Anzeigekomponente des Lokalisierungssystems ist nicht dargestellt.
Figur 3 zeigt eine weitere Alternative einer pendelartigen Anordnung einer Detektorkomponente 5c eines erfindungs- gemässen Lokalisierungssystems an einer Befestigungskomponente desselben. Die Befestigungskomponente ist an einem Baggerarm 3c befestigt und als Rahmen 4c ausgebildet, in welchem die Detektorkomponente 5c um eine Achse 9 schwenkbar aufgehängt ist.
Die Darstellung der Figur 4 zeigt einen Baggerarm 3d mit Komponenten eines erfindungsgemässen Lokalisierungssystems. Aus der Darstellung wird ersichtlich, dass die Anordnung der Detektorkomponente 5d des Lokalisierungssystems derart erfolgt, dass diese möglichst nahe der Baggerschaufel 13d angeordnet ist, jedoch so weit entfernt, dass sie von der Schaufel nicht getroffen wird. Am Baggerarm 3d ist weiters ein reflektives Element 14 angebracht. Das reflektive Element 14 kann mit einem Tachymeter angemessen und so die
Position des Elements bestimmt werden. Dem Baggerarm 3d sind weitere Sensoren zugeordnet: Den - nicht dargestellten hydraulischen Zylindern zum Verstellen der ersten
Auslegerkomponente Hd und der zweiten Ausleger- komponente 12d des Baggerarms 3d, sowie der Baggerschaufel 13d, sind jeweils Drucksensoren 15, 15' 15' ' zugeordnet. Weiters ist der ersten Auslegerkomponente Hd, der zweiten Auslegerkomponente 12d und der Baggerschaufel 13d jeweils ein Neigungssensor zugeordnet. Die Neigungssensoren sind nicht eingezeichnet. Mittels des reflektiven Elements 14 und der Sensoren kann die Position der Schaufel-Unterkante berechnet werden. Wird nun über das Lokalisierungssystem der Abstand zu einem unterirdischen Objekt ermittelt, kann mit der Kenntnis der Position des Baggerarms 3d - und damit der Detektorkomponente 5d, die in einer festen Positionsbeziehung zum Baggerarm 3d steht die Tiefe des Objektes bestimmt werden.
Mittels des Baggers in Figur 5 wird ein Aushub in einem Terrain 10' durchgeführt. Am Baggerarm ist an der Auslegerkomponente 12e, die mit der Schaufel 13e drehbar verbunden ist, über eine Befestigungskomponente 4e und eine Verbindungskomponente Ie eine Detektorkomponente 5e pendelartig angeordnet. Die Detektorkomponente 5e ist entsprechend der nachfolgenden Figur 7E mit Antennen und einem Laserdistanzmesser ausgeführt. Indem mit dem Laserdistanzmesser die Distanz zum Terrain - hier z.B. zum ausgehobenen Terrain 10'' - gemessen wird, kann aus einem aus den Detektionsdaten der Detektorkomponente 5e berechneten Abstand eines erfassten Objektes auch die Tiefe des Objektes bestimmt werden. Aus der Darstellung geht hervor, dass die Anordnung der Detektorkomponente 5e über das Verbindungselement Ie und die Befestigungskomponente 4e an der Auslegerkomponente 12e derart ist, dass die Detektorkomponente 5e auch bei vollständig eingeklappter Schaufel 13e von dieser nicht getroffen wird - und damit gegen Beschädigung durch die Schaufel 13e geschützt ist. Beim Einziehen der Auslegerkomponente 12e - wie in der mit gestrichelten Linien gezeigten Stellung - liegt die Detektorkomponente auf der Auslegerkomponente auf. Beim Transport des Baggers - wenn der Bagger also nicht aktiv eingesetzt wird - kann die Detektorkomponente 5e und ggf. die weiteren Komponenten einfach abgenommen werden. Es ist auch möglich, eine Fixiereinrichtung für die Detektorkomponente 5e vorzusehen, sodass diese fixiert werden kann und nicht pendelt - z.B. beim Transport des Baggers oder auch, wenn das Terrain bzgl. unterirdischer Objekte bereits ausreichend genau dokumentiert ist.
Figur 6 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemässen Lokalisierungssystems mit einer als Gehäuse 4f für die Rechenkomponente ausgebildeten Befestigungskomponente. Am Gehäuse 4f ist über ein Verbindungselement 7f die Detektorkomponente 5f pendelartig angeordnet. Die Befestigungskomponente ist - entsprechend den vorherigen Figuren - an der vorderen Auslegerkomponente 12f eines Baggers 2f angebracht. Das Gehäuse 4f als Befestigungskomponente weist an der Gehäuse- Rückwand Magnetstreifen auf, über welche es magnetisch an der vorderen Auslegerkomponente 12f befestigt ist. Die magnetische Befestigbarkeit ermöglicht eine schnelle und einfache Montage und Abnahme des Gehäuses 4f. In der Fahrerkabine des Baggers 2f ist eine Anzeigekomponente 6f, die ein graphisches Display umfasst, angeordnet. Die Anzeigekomponente 6f ist beispielsweise entsprechend dem nachfolgend in Figur 8 gezeigten Ausführungsbeispiel ausgebildet.
Die Figuren 7A-7F zeigen etwas detaillierter die
Detektorkomponente 5f, das Verbindungselement 7f und die Befestigungskomponente aus Figur 6. Die
Befestigungskomponente ist als Gehäuse 4f für ein
Batteriefach 16, sowie eine Rechenkomponente 8f ausgebildet (siehe Figur 7C) . Das Verbindungselement 7f ist faltenbalgartig ausgebildet und besteht aus weichem Kunststoffmaterial. Das Verbindungselement 7f ist sowohl mit dem Gehäuse 18 der Detektorkomponente 5f als auch mit der Befestigungskomponente über Schraubmittel 17,17' fest verschraubt .
Die Detektorkomponente 5f weist eine erste Antenne 20a und eine zweite Antenne 20b auf, welche Antennen in einem bekannten Achsabstand d zueinander in einem Gehäuse 18 angeordnet sind (siehe Figur 7D) . In Figur 7E ist ein Ausführungsbeispiel einer Detektorkomponente dargestellt, die ebenfalls eine erste und zweite, in einem festen Abstand zueinander angeordnete Antennen 20a' und 20b' , sowie zusätzlich einen Laserdistanzmesser 19 aufweist. Die Antennen sind beispielsweise jeweils mit einer Spule bzw. mit mehreren Spulen als die einachsige Antenne 20c, die zweiachsige Antenne 2Od oder die dreiachsige Antenne 2Oe aus Figur 7F ausgeführt. Ein zeitlich veränderliches Magnetfeld eines unterirdischen Leiters induziert eine Spannung zwischen den Enden der Spule bzw. der Spulen, der Antennen, welche induzierte Spannung vom Betrag des Magnetfeldes abhängt. Aus den Antennen-Ausgaben wird in der Rechenkomponente 8f ein Abstandswert des Leiters abgeleitet. Das Ableiten kann beispielsweise einfach ein Zuordnen eines Abstandswertes zu den Antennen-Ausgaben darstellen.
In Figur 8 ist ein Ausführungsbeispiel für eine Anzeigekomponente 6g eines erfindungsgemässen Lokalisierungssystems dargestellt. Die Anzeigekomponente 6g weist ein graphisches Display 6g' auf und ist als Anzeige- und Steuereinheit ausgebildet. Auf dem graphischen Display 6g' ist eine Vielzahl von LED' s als visuelle Anzeigemittel, sowie mehrere Schaltknöpfe zum Wählen von Einstellungen ausgebildet. Die Schaltknöpfe umfassen hier eine „mute"-Schaltknopf 21 zum Stummstellen eines akustischen Alarms, der zusätzlich zu den visuellen Alarmsignalen vorgesehen ist. Mit einem weiteren Schaltknopf 22 kann das Lokalisierungssystem auf „stand by" oder „active" geschalten werden. Zu den Schaltknöpfen gehörige LED' s 23 zeigen durch Aufleuchten an, welche Einstellung aktiv ist. Zwei weitere LED' s 24 zeigen den Batteriestand der Rechenkomponente 8f und Detektorkomponente 5f, sowie des Displays βg' an. Die LED' s 25 im oberen Bereich des Displays 6g' stellen eine visuelle Anzeige von Abstandsinformation bzgl. eines detektierten unterirdischen Objekts dar. Sie sind in drei Farbabschnitte - grün, gelb, rot - unterteilt. Leuchten die grünen LED' s 25', so ist ein unterirdisches Objekt detektiert, das sich jedoch noch in einem Abstand von mehr als 30 cm befindet. Das Aufleuchten der gelben LED' s 25'' indiziert, dass das Objekt nun einen Abstand von weniger als 30 cm einnimmt. Beim Leuchten der roten LED' s 25''' ist das Objekt weniger als 10 cm entfernt und es herrscht höchste Alarmstufe.

Claims

Patentansprüche
1. Lokalisierungssystem zum Lokalisieren eines unterirdischen Objektes (1), wie einer Versorgungsleitung, für eine
Geländebearbeitungsmaschine (2a, 2b), die ein Arbeitsteil (3a) , insbesondere einen Baggerarm (3b,3c,3d), aufweist, mit ■ einer am Arbeitsteil (3a) anordenbaren
Befestigungskomponente (4a, 4b, 4c, 4e, 4f) ,
einer an der Befestigungskomponente (4a, 4b, 4c, 4e, 4f) mittel- oder unmittelbar angeordneten Detektorkomponente (5a, 5b, 5c, 5d, 5e, 5f) zur Detektion des Objektes (1) anhand eines dem Objekt (1) zuordenbaren elektromagnetischen Feldes,
gegebenenfalls einer Rechenkomponente (8f) zum Auswerten des Detektorsignals, insbesondere zum Ableiten und Speichern von Abstandsinformationen bezüglich des Objektes (1) , und
einer Anzeigekomponente (6f,6g), um das Detektiorsignal und/oder die Auswertungen des Detektorsignals, insbesondere die Abstandsinformationen, anzuzeigen bzw. weiterzuleiten, dadurch gekennzeichnet, dass die Detektorkomponente (5a, 5b, 5c, 5d, 5e, 5f) pendelartig an der Befestigungskomponente (4a, 4b, 4c, 4e, 4f) angeordnet ist, sodass eine Ausrichtung der Detektorkomponente (5a, 5b, 5c, 5d,5e,5f) unter der Wirkung der Schwerkraft erfolgt.
2. Lokalisierungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Detektorkomponente (5e,5f) eine erste Antenne (20a, 20a') und zweite Antenne (20b, 20b') zum Erfassen des elektromagnetischen Feldes aufweist, welche Antennen in einem festen Abstand zueinander derart angeordnet sind, dass aus dem Verhältnis hinsichtlich der Stärken des mittels der ersten Antenne (20a, 20a') und zweiten Antenne (20b, 20b') erfassten Feldes der Abstand der
Detektorkomponente (5e,5f) zum Objekt (1) ableitbar ist .
3. Lokalisierungssystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Detektorkomponente (5a, 5b, 5d, 5e, 5f) über ein flexibles Verbindungselement (7a,7b,7f), beispielsweise aus Kunststoff- oder Gummimaterial, an der Befestigungskomponente (4a, 4b, 4d, 4e, 4f) angeordnet ist.
4. Lokalisierungssystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Befestigungskomponente (4c) als Rahmen (4c) ausgebildet ist und die Detektorkomponente (5c) in dem Rahmen (4c) um eine Achse (9) schwenkbar angeordnet ist .
5. Lokalisierungssystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Befestigungskomponente als Aufnahme ausgebildet ist und die Detektorkomponente in der Aufnahme gelenkig, insbesondere kugelgelenkig, gelagert ist.
6. Lokalisierungssystem nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Befestigungskomponente (4a, 4f) magnetisch befestigbar ausgebildet ist.
7. Lokalisierungssystem nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzeigekomponente (6f,βg) die Detektion und/oder die Abstandsinformation
einem Benutzer anzeigt und weiters oder alternativ
an eine Steuereinrichtung der Geländebearbeitungsmaschine (2a, 2b), beispielsweise eine Betätigungseinrichtung des Arbeitsteils (3a) , weiterleitet .
8. Lokalisierungssystem nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzeigekomponente (6f,6g) ein graphisches Display (6g') aufweist.
9. Lokalisierungssystem nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzeigekomponente (6g)
visuelle Anzeigemittel, wie LED' s (25), und/oder
akustische Anzeigemittel aufweist.
10. Lokalisierungssystem nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Befestigungskomponente (4a, 4f) als Gehäuse (4a, 4f) für
- die Rechenkomponente (8f) und/oder
- die Anzeigekomponente ausgebildet ist.
11. Lokalisierungssystem nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Entfernungsmesser vorgesehen ist, welcher dem Lokalisierungssystem zugeordnet ist, und insbesondere an der Detektorkomponente (5e) angeordnet ist.
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