專利名稱：工程機械的控制方法和系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及根據(jù)權(quán)利要求1的前序部分的工程機械控制方法、以及根據(jù)權(quán)利要求6的前序部分的系統(tǒng)。總體上講，本發(fā)明涉及工程機械的 控制，尤其是具有可變框架和寬刮板的滑動模板鋪路機的控制。
背景技術(shù)：
滑動模板鋪路機是一種工程機械，其具有代表性的刮板，所述刮板 用于鋪設混凝土或者瀝青。刮板也可被制成具有特征的截面形狀，例如 用于建成軌道、溝槽或下水道。就是說，刮板可以被制成用于截然不同 的應用場合，即形成有不同的刮板截面形狀，尤其是也具有不同的刮板 寬度。因此，例如對于用在機場的場合，例如用于構(gòu)建飛機跑道，就需 要上述類型的、帶有盡量寬的刮板的大型滑動模板鋪路機。隨著帶有可 變框架的且允許刮板寬度變化的鋪路機的發(fā)展，機器生產(chǎn)廠商將考慮人 們需要可變的刮板來滿足滑動模板鋪路機的各式各樣的潛在應用場合的 要求。這種鋪路機的控制通常通過基準線掃描裝置來完成。此時，傳感 器像繃緊的金屬線一樣掃探基準線的目標方向/目標高度，通過調(diào)節(jié)器來 修正與目標方向/目標高度的偏差。因此，DE 101 38 563公開了一種輪式鋪路機，它自動跟隨基準線運 動。在US 5,599,134中，借助超聲波傳感器以無接觸方式實現(xiàn)基準線掃 探。可是，這種機器控制技術(shù)要求在使用工程車輛之前測繪待鋪設的路 面，因而非常費時費力。由申請人萊卡地球系統(tǒng)公開股份有限公司開發(fā)的方法提出，將兩個 帶有棱鏡的桿安裝在由縱梁和橫梁構(gòu)成的剛性機器框架的橫梁上，并且 用兩個視距儀或總站確定相對于棱鏡的距離和方向，由此確定棱鏡或者 機器的位置。這種視距儀或總站被有利地機動化，由此能夠自動跟蹤反
說明書第2/10頁射器。此外，用兩個斜度傳感器測量框架的兩維傾斜度，由此測定鋪路 機的方位?；瑒幽０邃伮窓C的控制依據(jù)一個在作業(yè)方向上靠前和靠后的 橫梁上計算的點，或者依據(jù)的兩個點的直線連線來完成。不過，這種解決方案無法用在具有可變框架和超過io米的刮板寬度的鋪路機中。針對10米以上的刮板寬度，該控制方法無法再用依據(jù)兩個點的控制手段來提 供符合要求的精度，從工程技術(shù)上講，該控制方法也不能用于具有可變 框架的鋪路機
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的任務是消除現(xiàn)有技術(shù)的缺點而提供這樣一種方法，即借助 該方法，實現(xiàn)了工程機械且尤其是滑動模板鋪路機的控制，這種控制特 別是與刮板寬度和框架的變化無關(guān)。本發(fā)明的另一個任務是提供一種用于執(zhí)行本發(fā)明方法的系統(tǒng)。通過實現(xiàn)權(quán)利要求1或權(quán)利要求6的特征部分特征來完成該任務。
替換方案和/或優(yōu)選方案由從屬權(quán)利要求的附加特征描述。以下，描述本發(fā)明的方法用于滑動模板鋪路機或者用于控制滑動模 板鋪路機時的情況。不過，該方法決不局限于滑動模板鋪路機，而是可 以被用于所有類型的可運動的機械，尤其是車輛和工程機械。在第一變型方案中，為了執(zhí)行本發(fā)明的方法，給具有特征性的刮板 的滑動模板鋪路機或工程機械配備至少兩個反射器和至少一個(一般是 兩個)斜度傳感器。此外，滑動模板鋪路機一般是可在市場上買到的工 程機械，它的底架由機器框架構(gòu)成，該機器框架具有平行于作業(yè)方向延 伸的縱梁和橫向于作業(yè)方向延伸的橫梁，該工程機械還具有多個高度可 調(diào)的行走機構(gòu)，例如可轉(zhuǎn)向的履帶行走機構(gòu)。行走機構(gòu)尤其可以彼此無 關(guān)地例如通過缸來進行高度和位置調(diào)整，它們將機器框架平面保持在預 定的高度和位置上。還可以橫向于作業(yè)方向來調(diào)整該行走機構(gòu)，例如借 助可移動的滑動橫梁來調(diào)整。同樣，車輛可以被構(gòu)造成輪式鋪路機的形 式，輪子作為行走機構(gòu)，或是可以構(gòu)造成有軌車輛的形式。鋪路機的框架最好是可變的，例如可以橫向延長，以便能使用具有
不同寬度的刮板。不過，該方法不局限于可變框架，而是當然也可以用 于具有剛性框架的工程機械。不過，目前大多數(shù)可在市場上買到的滑動模板鋪路機配備有可變框 架，該框架被制成能夠以所有可行的方案來變化，例如具有可伸縮地延長的單元。這樣的滑動模板鋪路機例如由德國的Wirtgen公司或美國的 Gomaco公司提供。可變框架例如由兩個粗的堅硬縱梁和兩個可變的橫梁 組成。橫梁例如可伸縮地延長?？梢栽谒^的可延長框架上設置平臺(一 種"虛"的內(nèi)框)，用于駕駛員站位。刮板最好以剛性方式固定在機器框 架底側(cè)上。刮板最好被固定在縱梁上并且在中部通過高度可調(diào)的缸與所 謂的內(nèi)框連接。刮板可以呈平整刮板的形式，即沒有起伏，它可以具有 特征截面輪廓，例如用于軌道工程。刮板也可以由兩個或者多個部分組 成，在不是一體的情況下，例如具有在施工寬度的中央鉸接的刮板部件。 刮板或者機器最好如此形成，即它的寬度(施工寬度)是可調(diào)的。因此， 可以設置可伸長的刮板裝置，或者刮板如此形成，即可以拼裝或者插裝 其它刮板部件?；瑒幽０邃伮窓C刮板和與之相關(guān)的特征刮板截面的可能 應用例如是街道、機場跑道、軌道等的構(gòu)建。尤其是，不同應用場合也 對所需刮板寬度提出不同要求。因此，顯然為了構(gòu)建機場跑道而需要比 構(gòu)建人行道更寬的刮板。市場上可以買到寬達約16米的刮板。為了在不 同場合下能使用同一個車輛，目前的滑動模板鋪路機具有改變刮板寬度 的可能性。這尤其也需要上述可變的機器框架。刮板一般固定在框架的縱梁上。有利的是，刮板也在其中央和滑動 模板鋪路機框架的中央與框架連接，該連接主要通過缸，可以借助缸來 選擇或調(diào)整刮板的下陷程度的預調(diào)量或調(diào)整量。由于刮板可能很寬如16米寬，所以要考慮刮板的下陷。刮板的下陷 可以在開始施工前借助可調(diào)節(jié)的缸來適應于施工情況和條件。如果需要 或希望，可以在中心給刮板調(diào)節(jié)出一定的下凹或者凸起。該步驟最好在 主動使用車輛前進行，不過，也可以想到在施工過程中自動調(diào)整或修正 刮板的下陷。在施工開始前手動(或者自動)調(diào)整的情況下，可能需要 在施工過程中進行再調(diào)整。根據(jù)可伸長的缸，鋪路機框架的位置和高度
是可調(diào)的，由此也能調(diào)整固定在鋪路機上的刮板的安裝高度和位置。本發(fā)明的方法在第一變型方案中規(guī)定，對配屬于滑動模板鋪路機框 架且最好是縱梁上的、 一般固定在其上的反射器，測量間距、高度和方 向。這提供了機器框架或刮板的位置。為此，利用配屬于框架且尤其是 縱梁的、尤其固定在其上或者安裝到梁上的斜度傳感器(或有時只有一 個斜度傳感器)，確定框架并進而確定刮板的橫向傾斜度和縱向傾斜度。 也可以用其它斜度確定機構(gòu)來確定框架傾斜度，例如通過配屬于反射器 的尤其是前置的極化濾波器來實現(xiàn)。為了確定機器框架或刮板的位置而采用測量儀，借助測量儀從場地 的適當位置開始測量工程機械上的反射元件。優(yōu)選的是，借助經(jīng)緯儀和 激光測距儀或視距儀來測定安置在機器上的兩個反射器的位置。為了對 兩個反射區(qū)進行測量，例如采用兩個視距儀，它們分別測量相對于反射 區(qū)的距離、高度和方向。測量從場地的選定位置開始進行。通過用視距 儀確定相對于滑動模板鋪路機處于確定幾何關(guān)系的反射區(qū)的方向、高度 和距離以及視距儀的已知位置，可以確定反射器或鋪路機的位置。與自 動目標識別和自動目標跟蹤結(jié)合，可以實現(xiàn)近似連續(xù)的位置確定。測量 的前提就是視距儀和反射器之間的光學連接。直接或間接地安裝在鋪路機框架或刮板上的反射器最好呈全向反射 鏡的形式，并且與反射器支座(一般是桿)連接?？梢圆捎脠A柱形或者 球形的360度反射器，完全可以釆用三棱鏡、拋光鋼制件、鏡面化玻璃 件、用反射膜包裹的元件或者由反射材料構(gòu)成的元件，尤其是小球。最 好將全向反射鏡用于測量，用于實現(xiàn)在滑動模板鋪路機的每個位置上的 測量。帶有反射器的桿配屬于機器框架或者刮板，其一般安裝在框架上。 根據(jù)應用場合的不同，可以改變桿的高度和反射器類型。最好安裝在框 架的堅固縱梁的、在機器行走方向上靠后的端部上，盡量靠近行走機構(gòu) 和刮板，以便提供盡量靈敏的系統(tǒng)。棱鏡或桿的這種布置結(jié)構(gòu)實現(xiàn)了對 機器位置變化最靈敏的測量。用于確定工程機械及其控制裝置的位置的第二變型方案是借助全球定位系統(tǒng)(例如GPS)與第一變型方案的方位確定相結(jié)合來進行位置確
定。不過，全球定位系統(tǒng)不是總滿足所需的定位精度，或者說一般要付 出更高的成本，例如通過使用基準站，或者付出更漫長的測量時間。也 出現(xiàn)了這樣的問題，即由GPS信號求出的坐標對于大多數(shù)工程項目來說 沒有足夠高的精度，尤其是關(guān)于工程機械的高度。但是，通過付出相應 的成本和/或取決于預定條件，為了實現(xiàn)本發(fā)明的方法，也可以想到借助全球定位系統(tǒng)GPS來有利地確定工程機械上的點的位置；此時，GPS接收系統(tǒng)的天線相應于工程機械反射器的布局來布置。此外， 一個信號處理單元可以與GPS接收天線無關(guān)地定位。此外，在第二變型方案中，可 以有利地設置GPS基準站。為了確定位置，本發(fā)明的系統(tǒng)根據(jù)需要可以借助用于提高豎直精度 的部件來擴展，例如用一個或多個激光平面發(fā)生器和相應的接收器來擴 展。在第一和第二變型方案中，滑動模板鋪路機或框架或刮板的縱向傾 斜度和橫向傾斜度的確定是借助在機器框架縱梁上的斜度傳感器來完成 的，通常，在兩個縱梁的每一個上安裝有一個斜度傳感器。根據(jù)使用場 合和所需測量精度的不同，只設置一個用于確定傾斜度的斜度傳感器可 能就夠了。各斜度傳感器最好定位在各縱梁的中央，不僅確定縱向上的 傾斜度，而且確定橫向上的傾斜度，即采用一個雙軸線斜度傳感器。顯然，為了實現(xiàn)本發(fā)明的方法，也可以采用其它已知的定位系統(tǒng)， 用于確定尤其是工程機械上的兩個點的位置。尤其是也可以采用這樣的 系統(tǒng)，該系統(tǒng)也為各位置提供方位信息，借此還可以取代斜度傳感器。例如，可以如此改動第一和第二變型方案，即只借助反射器、GPS 或者其它定位系統(tǒng)來確定一個位置，至少用指南針或其它定向機構(gòu)確定 平行于或者橫向于行駛方向的車輛軸線，由此推導出點Al-A4。在第一步驟中，根據(jù)本發(fā)明的方法規(guī)定，基準場地模型被反饋到與 滑動模板鋪路機通訊的控制單元中?？刂茊卧缬蓴?shù)據(jù)處理模塊和控 制模塊(如計算機和控制器)組成?；鶞蕡龅啬Ｐ褪侵高@樣的模型，其 中計劃項目(如街道)被置入現(xiàn)有的場地中。基準場地模型描述所計劃 的目標地形。可以按照已知方式從基準場地模型中推導出用于場地施工
機構(gòu)的目標位置，例如刮板的位置。顯然，基準場地模型完全可以提供 用于如人行道的目標值以及由此提供用于車輛位置的目標值。在基準場 地中，安裝有最好是總站或視距儀的測量儀，所述測量儀對應于在基準 場地或基準場地模型中的某些坐標點，例如通過將儀器置于基準場地的 某個坐標上或者在基準場地中校準儀器。在第一變型方案中，兩個反射元件配屬于滑動模板鋪路機，最好是 帶有反射棱鏡的桿安裝在框架上。反射棱鏡通過事先完成的校準在局部 的機器坐標系內(nèi)具有確定的坐標?，F(xiàn)在，依靠棱鏡來完成測量儀在基準 場地中的測量，由此借助該測量給各棱鏡分配在基準場地或基準場地模 型中的坐標。在基準場地中的測量儀的測量信息和斜度傳感器的測量信息被報告 給控制單元，例如通過無線電。借助確定反射棱鏡位置和進而確定在基 準場地或基準場地模型中的、與棱鏡處于確定幾何關(guān)系的鋪路機或刮板 的位置，可以與斜度傳感器的測量信息一起計算出在鋪路機框架或刮板上的四個點Al-A4在基準場地或基準場地模型中的實際位置。將四個點 Al-A4在基準場地模型中的實際位置與這些點在基準場地模型中給出的 目標位置進行比較，例如通過高度可調(diào)的行走機構(gòu)來相應修正機器或刮 板的位置偏差。此時， 一般借助控制單元的數(shù)據(jù)處理模塊(例如計算機) 來完成計算，而借助控制單元的控制模塊(例如控制器)來完成控制。 例如，數(shù)據(jù)處理模塊計算出實際位置與目標位置的偏差，向控制模塊發(fā) 出用于缸的相應修正調(diào)整值?？刂茊卧旧碜詈梦挥诠こ虣C械上，可以 由駕駛員來操縱，或者由它自動控制機器。就是說，根據(jù)本發(fā)明方法，依據(jù)機器框架或刮板上的四個點實現(xiàn)了 機器控制和刮板的安裝高度和位置的控制，在第一變型方案中，借助反 射器位置確定以及借助框架上的斜度傳感器的測量來確定四個點的實際 位置。在第二變型方案中，在基準場地上的四個點Al-A4的實際位置按照 基本上與第一變型方案相似的方式來確定，但是代替第一變型方案中的對反射器位置的確定，采用了對兩個GPS接收天線的位置的確定。于是， 就像在第一變型方案中那樣，借助控制單元尤其是數(shù)據(jù)處理模塊來計算四個點Al-A4在基準場地模型中的實際位置，并且與四個點Al-A4在基 準場地模型中的目標位置比較。隨后，通過控制單元尤其是控制模塊來 控制機器。


以下，結(jié)合在附圖中示意表示的具體實施方式
來舉例詳細說明本發(fā) 明的方法和本發(fā)明的系統(tǒng)，其中也談到了本發(fā)明的其它優(yōu)點。 圖l表示根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)。圖2表示帶有反射器和斜度傳感器的滑動模板鋪路機。圖3在分圖3a和3b中表示作為根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)的組成部分的視 距儀和帶反射器的桿。圖4在分圖4a和4b的示意圖中表示根據(jù)本發(fā)明的用于控制滑動模 板鋪路機的方法。圖5表示帶有GPS的滑動模板鋪路機。
具體實施方式
以下將綜合描述這些圖。所示物體的尺寸比例不應該被視為是按比 例的。圖1至圖4涉及本發(fā)明的第一實施方式，其利用視距儀和反射器 來確定位置。顯然，對此也會描述其它的實施方式，在這里，可以設置 帶有天線的全球或局部定位系統(tǒng)來代替視距儀和反射器。在以下的說明 中，用于第一實施方式的情況也以同樣的意義適用于其它實施方式。在圖1中，示意性地表示根據(jù)本發(fā)明的、用于控制滑動模板鋪路機 的系統(tǒng)?；瑒幽０邃伮窓C如圖所示具有刮板5，它在面ll上移動。人們 可以假定，例如在面11上鋪上新攪拌混凝土?；瑒幽０邃伮窓C在面11 上拉拽刮板5，用于產(chǎn)生例如用于機場的平坦表面。由于已經(jīng)能在平坦光 滑表面上發(fā)現(xiàn)毫米等級的不平，所以要求刮板5的安裝高度和位置非常 精確。為了能以更高精度控制滑動模板鋪路機或者刮板5，根據(jù)本發(fā)明， 在鋪路機上安裝兩個反射器6、 6'。反射器6、 6'在這里呈全向棱鏡的
形式并且安裝在桿7、 7'上。在鋪路機框架的每個縱梁l、 r上分別固定有一個這樣的反射器桅桿8、 8'。從鋪路機的作業(yè)方向AR上看，反射 器桅桿8、 8'被安置在框架縱梁的后端上，盡量在梁的外邊緣上，即盡 量靠近行走機構(gòu)4、 4'。由此得到了系統(tǒng)的高敏感性，因為鋪路機的位置 改變被傳遞給反射器6、 6'的位置，系統(tǒng)由此對鋪路機或刮板5的最微 小位置變化和高度變化作出反應。在框架上還安裝有兩個斜度傳感器9、 9'，即每一個斜度傳感器9、 9，位于框架的一個縱梁l、 1，上。這些傳 感器被固定在框架的中部，不僅測量框架或鋪路機或刮板5的縱向斜度， 而且測量其橫向斜度。在地面的選定的點上，安裝有兩個視距儀10、 10'， 借助所述視距儀，測量滑動模板鋪路機上的反射器6、 6'。借助各自的視 距儀10、 10'，將分別確定鋪路機上的各反射器6、 6'的位置。為了同 時測量兩個反射區(qū)域，采用兩個視距儀IO、 10'。借助于來自視距儀IO、 10'以及斜度傳感器9、9'的信息，可以計算滑動模板鋪路機上的點Al、 A2、 A3和A4，通過比較這些點A1、 A2、 A3、 A4的測量實際位置和其 目標位置，可以自動控制該滑動模板鋪路機的方向和位置。同時，由此 控制了與鋪路機有關(guān)的刮板的安裝高度和位置。圖2示出了具有可變框架和可變刮板寬度的滑動模板鋪路機。鋪路 機框架由兩個堅固的縱梁l、 r (平行于行駛作業(yè)方向AR的梁)和兩個 橫向于作業(yè)方向AR延伸的橫梁2、 2'組成。在橫梁2、 2'上方，設置 有平臺或內(nèi)框3。在這里，滑動模板鋪路機也配備有可能包括例如馬達、 駕駛員座和控制單元的上部框架12。顯然，車輛也可以借助外部控制單 元來控制。橫梁2、 2'的寬度是可調(diào)的，例如可以伸縮地延長。這尤其 允許采用寬度可變化的刮板5。由于對于不同的應用場合大多要求不同的 刮板寬度，所以能將一個滑動模板鋪路機用于不同應用場合是實用而經(jīng) 濟的，其做法是，刮板5可以被調(diào)整到不同的寬度。如圖所示，兩個反 射器桅桿8、 8'具有固定在桿7、 7'上的反射器6、 6'，這兩個反射器 桅桿8、 8'處于兩個縱梁l、 1'的在行走方向上靠后的區(qū)域內(nèi)，并盡量 靠近行走機構(gòu)4、 4'。斜度傳感器9、 9'被安置在縱梁l、 T的中央。 滑動模板鋪路機在這里還具有一個用于整平機構(gòu)的梁13。
圖3表示根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)的兩個組成部分。在圖3a中示出了視距 儀10，借助該視距儀10，在該視距儀10的坐標系中確定反射器6的位 置。視距儀10被安置在限定坐標(基準場地模型的坐標系)的位置上。 就是說，隨著用視距儀10測量反射器6，確定了在基準場地模型中的或 者在由該模型描述的基準場地中的反射器6的坐標。在圖3b中示出了反 射器桅桿8，該反射器桅桿8在滑動模板鋪路機上使用或者安裝在滑動模 板鋪路機上，并且可以直接或間接地與鋪路機相連接。反射器桅桿8由 桿7 (例如金屬桿)以及反射件組成。反射器6在這里呈全向棱鏡的形狀。 完全可以采用球形或者圓柱形全向反射鏡，或者具有反射膜包圍的元件， 或者簡單的反射形狀(例如球)，或者具有多于一個的反射區(qū)。圖4以草圖表示的根據(jù)本發(fā)明的方法。在圖4a中，以俯視圖示意表 示滑動模板鋪路機的框架。該框架由兩個粗的堅固縱梁1、 r和兩個橫 梁2、 2'構(gòu)成。橫梁2、 2'可以伸縮地延伸并且允許改變鋪路機的寬度。 如圖所示，反射器桅桿8、 8'和斜度傳感器9、 9'定位在縱梁l、 1'上。 明顯可以看到，反射器桅桿8、 8'分別安放在這兩個縱梁l、 T的、在 作業(yè)方向AR上靠后的端部上，并且盡量靠近行走機構(gòu)4、 4，。在每個縱 梁1、 l'上，還最好居中地安置有一個斜度傳感器9、 9'。在鋪路機框 架的中央，用點畫線表示一種"虛"的內(nèi)框3。在這里，內(nèi)框是上部框架， 它被固定在框架橫梁上。虛線表示刮板5的位置，該刮板5安置在框架 下方。刮板5被固定在機器框架的縱梁1、 1'上，另外，在內(nèi)框3的中 央，刮板5通過未示出的缸與框架固定在一起。缸允許調(diào)整刮板5的高 度，尤其是允許同時抵消刮板5的下凹，下凹主要在寬刮板5時發(fā)生。 刮板5中部的高度調(diào)節(jié)一般在滑動模板鋪路機開始工作之前進行。對于 大多數(shù)應用場合，可能需要刮板5不是調(diào)整成平直的，而是在刮板中央 形成下凹或凸起。上述設置在作業(yè)中通常是可重新調(diào)節(jié)的。圖4b表示刮板5以及反射器位置和斜度傳感器位置8、 8'、 9、 9' 的投影、以及由視距儀和斜度傳感器算出的四個點Al、 A2、 A3和A4 的草圖。通過借助置于基準場地中的視距儀10、 10'對反射器6、 6' 的測量，確定反射器6、 6'在基準場地中的位置。從這些信息、斜度傳
感器9、 9'的附加測量值和反射器6、 6'相對機器框架或刮板5的已知 幾何關(guān)系中，可以計算出點A1、 A2、 A3和A4。所算出的點A1、 A2、 A3和A4的位置表示在基準場地的坐標系中的刮板位置實際值。通過與 基準場地的目標值(或目標坐標)比較，可以推導出用于行走機構(gòu)4、 4' 的缸的調(diào)整值，從而可以自動控制滑動模板鋪路機或者刮板5的位置和咼度o在圖5中示出了用于實施根據(jù)本發(fā)明的方法的系統(tǒng)的第二變型方案的實施方式。與圖2相似，示出了滑動模板鋪路機，但在其縱梁i、 r上設有GPS接收天線8、 8a'，以此代替反射器桅桿8、 8'。通過GPS衛(wèi) 星14、 14'、 14"的衛(wèi)星信號(在這里，只簡單示出了其數(shù)量和布置以便 概括說明)，滑動模板鋪路機的(全球)位置將被確定。信號處理器可以 按照己知的方式來定位，例如定位在機器上或者外部。
權(quán)利要求
1、一種用于控制在基準場地中的工程機械的方向和高度位置的方法，該工程機械具有●機器框架，該機器框架具有基本平行于作業(yè)方向(AR)延伸的左縱梁和右縱梁(1，1’)；●行走機構(gòu)(4，4’)，該行走機構(gòu)(4，4’)能借助調(diào)整機構(gòu)尤其是缸來調(diào)整該行走機構(gòu)的方向和高度；●場地施工機構(gòu)，尤其是刮板(5)，該場地施工機構(gòu)與所述縱梁(1，1’)直接或間接地相連接；所述方法包括以下步驟●提供關(guān)于待施工場地的目標狀態(tài)的信息；●推導出關(guān)于場地施工機構(gòu)的目標位置的信息；●提供場地施工機構(gòu)相對于目標位置的實際位置的信息；●通過比較目標位置和實際位置來推導出用于工程機械的控制指令；●根據(jù)推導出的控制指令來控制工程機械；其特征在于，相對于基準場地的尤其是至少兩個點的位置，或者通過相應數(shù)量的衛(wèi)星信號，進行對配屬于場地施工機構(gòu)的至少四個點(A1，A2，A3，A4)的位置測量，根據(jù)該位置測量來獲得關(guān)于實際位置的信息。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，通過以下方式求出位 于場地施工機構(gòu)上的至少四個點(Al， A2， A3， A4)的位置:一求出左和/或右縱梁(1， l')的縱向斜度和橫向斜度， 一相對于基準場地上的一個點的位置求出左縱梁(O上的一個點的 位置，一相對于基準場地上的一個點的位置求出右縱梁(l')上的一個點 的位置，一推導出在基準場地上的至少四個點(Al， A2， A3， A4)的位置。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，左縱梁和右縱梁 (i， r)各配有一個反射器(6， 6')，按照以下方式求出在場地施工機構(gòu)上的至少四個點(Al， A2， A3， A4)的位置 一求出反射器(6， 6')在基準場地上的位置， 一求出左縱梁和/或右縱梁(1， T)的斜度，并由此 一推導出在基準場地上的該至少四個點(Al， A2， A3， A4)的位置。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，根據(jù)確定在基準場地 上的至少兩個點的位置，尤其是借助兩個視距儀(10， l(T)，來測定所 述反射器(6， 6')的位置。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項所述的方法，其特征在于，縱梁(l， l')的斜度借助至少一個尤其是雙軸線的斜度傳感器(9， 9')來確定， 所述斜度傳感器(9, 9')配屬于至少一個縱梁(1， r)。
6、 一種控制工程機械的方向和高度位置的系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括 工程機械，該工程機械具有一機器框架，該機器框架包括基本平行于作業(yè)方向(AR)延伸的左縱梁和右縱梁(i， r)，一行走機構(gòu)(4， 4')，該行走機構(gòu)(4， 4')能借助調(diào)整機構(gòu)尤其 是缸來調(diào)整方向和高度，和一場地施工機構(gòu)，尤其是刮板(5)，該場地施工機構(gòu)直接或間接地 與該縱梁(1， l')連接，*為了確定在工程機械上的點的位置而設有一至少兩個測量機構(gòu)，尤其是視距儀(10， 10')，或者一 GPS，以及*裝置，用于提供和處理一關(guān)于待施工場地的目標狀態(tài)的信息，一關(guān)于場地施工機構(gòu)的目標位置的信息，一關(guān)于場地施工機構(gòu)的相對于目標位置的實際位置的信息，一通過比較目標位置和實際位置而提供用于工程機械的控制指令，其特征在于， 左和右縱梁(1， r)分別配有——個反射器(6， 6')，尤其是棱鏡，或者--個GPS接收天線(8a， 8a')，并且*至少其中一個縱梁(1， l')配有一個尤其是雙軸線的斜度傳感器 (9， 9，)。
7、 根據(jù)權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述反射器(6， 6') 配屬于桿(7， 7，)，所述桿(7， 7，)能固定在縱梁(1， 1，)上。
8、 根據(jù)權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，其特征在于，反射器(6， 6')與 桿(7， 7，)固定連接，在桿的上三分之一處完成所述連接。
9、 根據(jù)權(quán)利要求6至8中任一項所述的系統(tǒng)，其特征在于，用于確 定位置的至少兩個測量機構(gòu)包括視距儀(10， 10')。
10、 根據(jù)權(quán)利要求6至9中任一項所述的系統(tǒng)，其特征在于，反射 器(6， 6')或者桿(7， 7')或者GPS接收天線(8a， 8a')配置在縱梁(1， 1，)的、在工程機械的作業(yè)方向(AR)上靠后的端部。
11、 根據(jù)權(quán)利要求6或10所述的系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)配有 GPS基準站。
12、 根據(jù)權(quán)利要求6至11中任一項所述的系統(tǒng)，其特征在于，配屬 于至少一個縱梁(1， l')的斜度傳感器(9， 9')居中布置。
13、 根據(jù)權(quán)利要求6至10中任一項或根據(jù)權(quán)利要求12所述的系統(tǒng)， 其特征在于，為了確定配屬于工程機械的點的位置，設有基于電磁發(fā)射 的局部定位系統(tǒng)，該局部定位系統(tǒng)的接收天線被設置成代替反射器(6， 6，)。
14、 根據(jù)權(quán)利要求6或根據(jù)權(quán)利要求10至13中任一項所述的系統(tǒng)， 其特征在于，為了提高全球或者局部定位系統(tǒng)的垂向精度，設有至少一 個激光平面發(fā)生器，該激光平面發(fā)生器帶有相應的接收器。
全文摘要
本發(fā)明提供一種工程機械的控制方法和系統(tǒng)。在本發(fā)明的滑動模板鋪路機的控制方法中規(guī)定，利用用于確定位置的測量機構(gòu)尤其是視距儀來確定兩個安置在機器框架的縱梁上的反射器的位置，所述測量機構(gòu)安置在基準場地的某些點上。從位置信息和借助安置在機器框架上的兩個斜度傳感器的測量，確定在基準場地上的滑動模板鋪路機或滑動模板鋪路機刮板上的四個點的位置。根據(jù)這四個點的測定實際位置與其目標位置的比較結(jié)果，自動控制滑動模板鋪路機，進而自動控制與滑動模板鋪路機處于確定關(guān)系的刮板的安裝高度和位置。
文檔編號E01C19/48GK101133217SQ200680007028
公開日2008年2月27日 申請日期2006年3月3日 優(yōu)先權(quán)日2005年3月4日
發(fā)明者于爾根·馬耶爾, 漢斯約里·佩切科, 雷托·比斯孔丁 申請人:萊卡地球系統(tǒng)公開股份有限公司