CN105386395A - 机动铣刨机以及用于卸放铣刨材料的方法 - Google Patents
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Abstract
机动铣刨机(1、1a、1b)中,包括机架(2),包括用于行驶和铣刨操作的控制器(3),包括工作鼓(22),包括运输输送器(12),其中运输输送器(12)围绕基本水平延伸的第一轴线(21)相对于机架(2)能够以仰角回转,以及围绕正交于第一轴线(20)延伸的第二轴线(23)能够以回转角度侧向回转,其中运输输送器(12)以指定传送速度将铣刨材料(14)卸放至运输车辆(10)的装载表面(15),及其中控制器(3)至少通过运输输送器(12)的回转角度连续自动控制铣刨材料(14)的定位,设置成用于实现以下特征:控制器(3)指定并监控用于回转运输输送器(12)的最大许可回转角度范围(36、38)的限值,该限制根据当前操作状态可变。
Description
技术领域
本发明涉及一种根据权利要求1前序部分的机动铣刨机、根据权利要求12前序部分的用于卸放铣刨材料的方法,以及根据权利要求16的道路或者地面作业单元。
背景技术
利用机动铣刨机,已知的是卸放铣刨材料至包括装载表面的至少一个运输车辆。
铣刨机包括用于行驶和铣刨操作的控制器以及用于铣刨例如道路路面的工作鼓。从行驶的方向来看工作鼓的前面或者后面存在运输输送器设备,例如,包括至少一个运输输送器的运输输送器设备。运输输送器设备包括卸放端,在该卸放端根据传送速度经由飞行路径将铣刨材料卸放至至少一个运输车辆的装载表面,飞行路径呈抛物线轨迹的形式。从传输方向来看运输输送器设备的最后一个运输输送器或者单个运输输送器相对于铣刨机的纵向轴线可以以指定回转角度向左或向右侧向回转,并且在高度上能够以指定的仰角调节。运输输送器的传送速度也可以是可调节的。
在实践操作中,在运输车辆和铣刨机的协作方面可能会产生问题。
利用前向装载式铣刨机,例如,铣刨材料被向前卸放至在前方行驶的运输车辆。铣刨机的操作员需要向运输车辆的车辆驾驶员发送关于运输车辆何时继续向前移动以及何时停止的信号。这导致问题,因为操作员基本需要集中注意于铣刨处理上且同时需要避免与在前方行驶的运输车辆碰撞。
额外问题在于,铣刨机的操作员还需要通过调节从传输方向上来看运输输送器设备的最后一个运输输送器或者单个运输输送器的回转角度、仰角以及传送速度来处理装载表面的优化装载,因而无法专注于他实际上实施的铣刨操作任务。例如,当改变铣刨机的转向方向时或者装载表面均匀装载时,可能要求校正回转角度。
在后向装载式铣刨机时,铣刨机与运输车辆的协作也会产生问题,尤其是当需要驾驶在铣刨机后面沿反向行驶的运输车辆时。对于铣刨机的操作员有甚至更高水平的压力,因为他一方面需要在向前行驶时控制铣刨处理并且监控从行驶方向来看在铣刨机后面的运输车辆的装载,另一方面需要控制运输输送器设备的回转角度、仰角和/或传送速度并且将停止/行驶操作的必要信息传递至车辆驾驶员。
基于设计原因,在机械上,小型铣刨机的回转角度范围机械上限制为大约±30°,而大型铣刨机的回转角度范围限制为大约±60°。
从DE102012215013A已知的是对卸放处理进行自动化,其中,尤其还能够自动控制从传输方向上看机动铣刨机的运输输送器设备的最后一个运输输送器或者单个运输输送器的回转角度。
当控制回转角度时,由于许多影响因素,例如这些因素诸如是转向、不同的运输车辆、至运输车辆的距离、运输车辆的间歇操作,产生的问题是,铣刨机的操作员很快不堪重负,从而在不利的情形下,铣刨材料还会在运输车辆的装载表面附近落下。这引起的是不仅损失了铣刨材料,而且在损失的铣刨材料下落在靠近铣刨路径延伸的行车道的情况下还可能需要大量返工,需要从铣刨路径再次移除铣刨材料。
在自动卸放处理的情况下还可能发生意外的控制错误。
发明内容
因此本发明的目的是提供机动铣刨机以及用于卸放铣刨机的铣刨材料的方法,其在运输输送器的控制方面可避免控制错误以及铣刨材料的损失。
分别通过权利要求1、12和16的特征实现前述目的。
本发明有利地设置成控制器指定以及监控用于回转运输输送器的最大许可回转角度范围的限值。
以该方式能够确保,在任何操作情形下,自动回转角度控制都不会将运输输送器回转成使得运输输送器回转达到一侧太远的位置,在该位置下铣刨材料的撞击点不在装载表面上。应理解的是,指定的最大许可回转角度范围限制了取决于设计的最大回转范围。
控制器可以优选指定相对于机架和/或相对于运输输送器的许可回转角度范围的限值。相对于运输输送器的许可回转角度范围的限值可以指定为时间或者距离的函数。
尤其当转向时,能够根据当前转弯半径动态地指定该限值。这意味着回转角度范围的大小可以保持不改变,但是其相对于机架和/或相对于运输输送器的对准是可以根据当前转弯半径来调节的。应理解的是,在直线前进行驶或者在转向时回转角度范围的大小可以不同,使得回转范围的大小还可动态地改变。
尤其,限值根据当前操作情形而变化。
优选指出的是,机架和运输输送器各自都包括一个纵向中心线,其中相对于机架的纵向中心线可不对称地限制许可回转角度范围。不对称的限制提供了这样的可能性:例如,可以考虑到如果行车道位于装载表面的一侧,则装载表面必须不被污染;而对于例如路肩(shoulder)所在的另一侧,则污染是无关紧要的。回转角度范围可以确定为关于机架的绝对值。
相比于最大许可角度范围,相对于运输输送器的当前纵向中心线的许可回转角度范围可以对称地或者非对称地限制为更窄角度范围。此外,回转角度范围的限值可以限制为时间或者距离的函数。
因此,存在相对于机架的最大回转范围,在所述最大许可回转角度范围内,存在围绕运输输送器的纵向中心线的许可回转角度范围。
在该设计中,可以设置成控制器包括检测和控制单元,检测和控制单元至少经由回转角度和/或经由运输输送器的仰角和/或传送速度来自动控制铣刨材料在装载表面上的定位。
根据纵向中心线相对于彼此的位置和/或调节的仰角和/或传送速度和/或铣刨机的当前转向角度和/或铣刨机和运输车辆之间的距离,检测和控制单元确定当前许可回转角度范围的限值,优选自动地确定该限值。
控制器可以接收关于运输车辆附近的作业空间的信息信号,并且如果例如行车道毗邻必须不被污染的至少一侧,可以在运输车辆的所述至少一侧方向上减小或者完全锁定最大许可回转角度范围。通过车辆驾驶员人工地将所述信息信号优选输入控制器或者输入检测和控制单元。
在优选实施例中,设置成许可回转角度范围能够由人工控制命令超出。应理解的是,人工控制命令是可以重置的,和/或许可的超出量被限制为时间或者距离的函数。
因此,可以设置成优选在经过预定时间之后或者在行驶最小距离之后能够重复执行控制命令。
例如,额外的许可回转角度可以相关于运输输送器的纵向中心线的当前位置,且相对于当前初始位置仅可以额外地允许一个固定角度量。
尤其,在运输输送器的纵向中心线的位置改变之后,还可以接受所述位置作为用于限制回转角度范围的新初始位置。
可以额外设置成在量方面限制人工控制命令的许可的超出量。例如,超出量可以限制为小的角度量或者限制为较低的回转速度。
控制器或者检测和控制单元分别可以检测运输车辆的装载表面相对于机架的可变位置或者运输车辆的装载表面相对于运输输送器的可变位置,以及根据检测到的装载表面的位置和/或调节的仰角和/或传送速度和/或铣刨机的当前转向角度和/或铣刨机和运输车辆之间的距离,来自动确定当前最大回转角度范围的限值。
控制器或者检测和控制单元还可以根据运输车辆的间歇操作和/或铣刨机和运输车辆之间的距离来改变最大许可回转角度范围。
尤其,可以设置在运输车辆停止期间可以指定的第一回转角度范围和在运输车辆移动期间可以指定的第二回转角度范围。
检测和控制单元还可以可替换地检测装载表面以及根据装载表面上的预定区域来确定最大许可回转角度范围,和/或检测装载表面上的装载状态以及根据检测到的装载状态来改变最大许可回转角度范围。
这种控制能够使铣刨机的车辆驾驶员集中精力于铣刨操作以及沿着预定铣刨路径行驶。因而能够实现自动卸放处理,这确保了卸放处理与铣刨机和运输车辆的移动及和转向时的自动协作,而且不会超出运输输送器的最大许可回转范围。
根据不同运输车辆的装载表面和/或根据用于不同位置的装载表面的不同装载状态和/或由检测和控制单元检测到的装载表面的位置内的撞击点,用于回转角度范围、仰角和/或传送速度的控制数据可以存储在映射图(map)中,该映射图能够由检测和控制单元获取。
前述目的还通过权利要求12的特征实现。
根据本发明的方法,设置成限制用于回转运输输送器的最大许可回转角度范围。
优选相对于机架和/或相对于运输输送器的当前位置指定许可回转范围。回转角度范围还可以根据当前操作情形动态地变化。
为此目的可以设置成当转向时,根据当前转弯半径动态地调节回转角度范围与机架和/或运输输送器的相对位置。
本发明还涉及一种道路或者地面作业单元,所述作业单元包括机动铣刨机以及至少一个运输车辆,运输车辆可独立于铣刨机移动,并且可相对于铣刨机定位成使得将铣刨机所铣除的铣刨材料卸放至运输车辆,其特征在于,该铣刨机包括权利要求1至11的特征。
附图说明
下文,参考附图更详细地图示了本发明的实施例。
以下示出了:
图1示出前向装载式道路铣刨机,
图2示出后向装载式道路铣刨机,
图3示出根据图1的铣刨机的俯视图。
具体实施方式
图1示出了铣刨机1,其用作前向装载式道路铣刨机1a的示例。所述铣刨机1包括机架2,机架2由底盘4支撑,底盘4包括例如履带式地面接合单元或者轮子,所述底盘4经由至少三个高度调节设备连接至机架2,高度调节设备设计成升降柱5。正如能够从图2看出的,实施例具体提供四个升降柱5,它们能够用以将机架2带入指定平面,该平面优选平行于道路表面6延伸,道路表面6支撑底盘4的履带式地面接合单元或者轮子。
图1示出的道路铣刨机在铣刨机1a的纵向方向上包括位于底盘4的履带式地面接合单元之间的工作鼓22。
铣刨机1a、1b可以包括履带式地面接合单元和/或轮子。工作鼓的高度可以经由支撑机架2的升降柱5调节,或者可以相对于机架2是可调节。
铣刨机1b的其他设计还可以使得工作鼓22位于例如底盘4的后部履带式地面接合单元或者轮子的高度处。
运输输送器设备具有用于将铣除的铣刨材料运走的至少一个运输输送器11、12,该设备可以布置在铣刨机1a、1b的前端7或者后端8处。
图2示出了作为示例的后向装载式铣刨机1b,其中,运输车辆10在铣刨机1后方沿反向行驶。
如果运输车辆10在临近铣刨机1a、1b的一侧可获得足够空间,则运输车辆10还可以临近于铣刨机1向前行驶地移动。
图1至图3中箭头指示各个车辆的行驶方向。
在图1示出的实施例中,将工作鼓22铣除的铣刨材料经由运输输送器设备的第一永久安装式运输输送器11卸放至运输车辆10的装载表面15上,第一永久安装式运输输送器11将铣刨材料14传递至第二可回转的运输输送器12。由于运输输送器12具有速度,铣刨材料14不是紧贴着运输输送器12的端部卸放,而是遵循抛物线轨迹,使得装载表面15上的撞击点16与运输输送器12的自由端13隔开距离。运输输送器12可通过活塞缸单元18从中间位置向左或向右回转,以便甚至当转向时或者甚至在运输车辆10在偏移路径上行驶的情况下也能够将铣刨材料14卸放至装载表面15上。此外,铣刨机1a、1b的车辆驾驶员能够通过活塞缸单元20来调节运输输送器12的仰角。仰角影响铣刨材料14的抛物线轨迹以及撞击点16的位置,运输输送器12的传送速度也影响铣刨材料14的抛物线轨迹以及撞击点16的位置。
图3示出了在直线前进行驶且具有车流41期间的实施例。铣刨机1具有其纵向中心线42,铣刨机1大致居中地装载运输车辆10的装载表面15,通过控制器3或者检测和控制单元24指定了运输输送器12的不对称的回转角度范围36。正如能够从图3可见的,回转角度范围36相对于铣刨机1的纵向中心线42以及相对于运输输送器12的纵向中心线40以及相对于0°的中央位置是非对称的,在该中央位置,运输输送器12的纵向中心线40对准铣刨机1的纵向中心线42。在平行延伸的行车道41方向上的最大许可角度范围小于在装载表面15背向平行行车道41的一侧的最大许可角度范围。通过控制器3或者检测和控制单元24能够分别根据操作情形即根据例如一个或者多个以下参数来动态地改变所述回转角度范围36:
-纵向中心线40、42相对于彼此的位置,
-调节的仰角,
-传送速度,
-铣刨机的当前转向角度,
-平行行车道41所在的一侧,
-检测到的装载表面15的位置,
-装载表面15上预定区域的位置,
-运输车辆的停止或者运输车辆10的移动,
-装载表面15上的装载状态,
-运输车辆与铣刨机的距离。
在最大许可回转角度范围36内,可以限定相对于运输输送器12的纵向中心线40的另一回转角度范围38,其参照的是纵向中心线40的当前位置。
运输输送器12的机械上可行的最大回转范围的量为±60°,其能从图3通过以虚线图示的运输输送器的位置得出。
所述回转角度范围38还可以相对于纵向中心线40的当前位置对称地指定或者可替换地非对称地指定,尤其是结合基于时间的切换控制器和/或距离相关的切换控制器来指定。
可以限制对快速连续的多个控制命令的许可,以使得每个控制命令仅在经过预定时间或者距离之后是可行的。
通过针对控制器3或者检测和控制单元24的相应控制命令,能够人工地超出由控制器3或者检测和控制单元24指定的回转角度范围36和38的限值,在该布置中还可以可替换地设置成即使采用人工控制也不能超出最大许可回转角度范围36的限值。
但是,在紧急情况下,能够解除自动回转角度控制,使得车辆驾驶员能够自主控制运输输送器的回转移动。
对于与纵向中心线40相关的回转角度范围38,还可以设置成在改变了纵向中心线40相对于纵向中心线42的当前位置的情况下,将新位置指定为回转角度范围38的初始位置。例如,该情况可以出现在经过预定时间周期或者行驶距离之后,或者可以按照车辆驾驶员的相应控制命令进行。
在已经超出回转角度范围36或者38的情况下,可以使用重置信号以分别恢复至原始调节的回转角度范围36或者38。
在许可的超出量的情况下,可以限制角度量,即例如,1°至3°的量。
还可以设置成可重复地输入人工控制命令,在重复的情况下,仅在经过预定时间段之后或者在行驶了预定最小距离之后可以重复地输入。
进一步可替换地设置成在超出预定回转角度范围38的情况下,运输输送器12设置为更低的回转速度。
当前调节的围绕水平的第一轴线21的仰角或者围绕垂直的第二轴线23的回转角度分别被报告至检测和控制单元24,检测和控制单元24还可以额外包括至少一个检测器26,检测器26连续检测装载表面15的位置和/或从传输方向上看最后一个运输输送器或者单个运输输送器12的位置。所述检测器26可以布置在铣刨机1a、1b上,位于面向运输输送器设备的一端或者位于运输输送器12的自由端13。
检测和控制单元24可以集成至用于行驶和铣刨操作的控制器3中,或者至少可以连接至控制器3,以便当需要时获得机器数据,例如关于行驶速度和/或铣刨机1a、1b的检测到的转向角度和运输输送器12的传送速度的机器数据。
在具体实施例中,控制器3或者检测和控制单元24分别可以检测运输车辆10的装载表面15相对于机架2的可变位置,或者运输车辆10的装载表面15相对于运输输送器12的可变位置,并且根据检测到的装载表面15的位置和/或调节的仰角和/或传送速度和/或铣刨机1的当前转向角度和/或铣刨机1和运输车辆10之间的距离,来自动确定当前最大回转角度范围36、38的限值。
检测和控制单元24还可以承担以均匀方式填充装载表面15的任务。为此目的,可以提供一种装载处理,用于根据预定系统对装载表面15进行装载。在该布置中,可以检测装载表面15上的填充状态,并且通过图像记录系统分析填充状态,以连续控制传送速度和/或运输输送器12的卸放端13相对于装载表面15的位置。
根据不同运输车辆10的装载表面15和/或根据装载表面15的不同装载状态,用于不同位置和/或撞击点16的控制数据可以存储在映射图中。这种映射图存储器可以集成在检测和控制单元24中或者集成在控制器3中。控制数据涉及回转角度范围36、38,仰角,和/或用于不同位置的运输输送器12的传送速度,和/或检测和控制单元24检测到的装载表面15的位置内的撞击点16。
在具体实施例中,检测和控制单元24可以通过图像记录系统28或者非光学电子定位系统连续检测装载表面15的位置和/或传输方向上最后一个运输输送器或者单个运输输送器12的位置,图像记录系统28或者非光学电子定位系统提供用于确定装载表面15相对于机架2的位置或者相对于运输输送器12的位置的数据。图像记录系统28提供的信息可以通过本身已知的图像分析方法进行评估。
控制器3或者检测和控制单元24分别可以比较用于位置确定的数据与预定位置数据,从而在相对于预定目标位置数据有任何偏差的情况下,对卸放端13的位置和/或铣刨材料14的撞击点16的位置执行连续定位控制和/或对传送速度进行速度控制。
可以使用示教处理(teach-inprocedure)建立目标位置数据,在示教处理中通过根据真实操作情形改变车辆1a、1b、10的位置并且存储每个这种情形所需的参数要求,即最大许可回转角度范围36和38、仰角以及运输输送器的传送速度。还可以以相同方式创建装载处理。这样,还可以考虑由于例如转向导致的控制的变化。在处理中,通过读取操作所读取的数据还可以区分运输车辆10是邻近于铣刨路径靠左行驶、靠右行驶或者在铣刨机1a、1b的铣刨路径中行驶,以及在区分平行行车道41的哪一侧行驶。
Claims (16)
1.一种机动铣刨机(1、1a、1b),
-包括机架(2),
-包括控制器(3),其用于行驶和铣刨操作,
-包括工作鼓(22),
-包括运输输送器(12),
-其中所述运输输送器(12)围绕基本水平延伸的第一轴线(21)相对于所述机架(2)能够以仰角回转,以及围绕正交于第一轴线(20)延伸的第二轴线(23)能够以回转角度侧向回转,
-其中所述运输输送器(12)以指定的传送速度将铣刨材料(14)卸放至运输车辆(10)的装载表面(15),以及
-其中所述控制器(3)至少经由所述运输输送器(12)的回转角度连续自动控制所述铣刨材料(14)在所述装载表面(15)上的定位,
其特征在于,
所述控制器(3)指定并且监控用于回转所述运输输送器(12)的最大许可回转角度范围(36、38)的限值。
2.根据权利要求1所述的铣刨机(1),其特征在于,所述控制器(3)指定相对于所述机架(2)和/或相对于所述运输输送器(12)的许可回转角度范围(36、38)的限值,并且优选当转向时根据当前转弯半径动态地指定所述限值。
3.根据权利要求1或2所述的铣刨机,其特征在于,与相对于所述机架(2)的最大许可回转角度范围(36)相比,相对于所述运输输送器(12)的许可回转角度范围(38)能够被限制为更窄角度范围。
4.根据权利要求1或2所述的铣刨机(1),其特征在于,所述控制器(3)包括检测和控制单元(24),所述检测和控制单元(24)至少通过所述运输输送器(12)的回转角度和/或仰角和/或传送速度来控制所述铣刨材料(14)在所述装载表面(15)上的定位,并且根据所述机架(2)与所述运输输送器(12)相对于彼此的位置,和/或根据调节的仰角和/或传送速度和/或所述铣刨机(1)的当前转向角度,和/或根据所述铣刨机(1)和所述运输车辆(10)之间的距离,来指定用于当前最大许可回转角度范围(36、38)的限值。
5.根据权利要求1或2所述的铣刨机(1),其特征在于,所述控制器(3)接收关于所述运输车辆(10)附近的作业空间的信息信号,并且在所述运输车辆(10)的至少一侧方向上减小或者完全锁定所述最大许可回转角度范围(36、38)。
6.根据权利要求1或2所述的铣刨机(1),其特征在于,所述许可回转角度范围(36、38)能够由用于所述控制器(3)的人工控制命令超出。
7.根据权利要求6所述的铣刨机(1),其特征在于,能够重复执行所述人工控制命令,优选在经过预定时间之后或者在行驶距离之后能够重复执行所述人工控制命令。
8.根据权利要求6或7所述的铣刨机(1),其特征在于,在量方面限制所述人工控制命令的超出量。
9.根据权利要求1或2所述的铣刨机(1),其特征在于,所述控制器(3)检测所述运输车辆(10)的所述装载表面(15)相对于所述机架(2)的可变位置或者检测所述运输车辆(10)的所述装载表面(15)相对于所述运输输送器(12)的可变位置,并且根据检测到的所述装载表面(15)的位置,和/或根据调节的仰角和/或传送速度和/或所述铣刨机(1)的当前转向角度,和/或根据所述铣刨机(1)和所述运输车辆(10)之间的距离,来自动指定当前最大回转角度范围(36、38)的限值。
10.根据权利要求1或2所述的铣刨机(1),其特征在于,所述控制器(3)根据所述运输车辆(10)的间歇操作和/或根据所述铣刨机(1)和所述运输车辆(10)之间的距离,来改变所述许可回转角度范围(36、38)。
11.根据权利要求1或2所述的铣刨机(1),其特征在于,所述控制器(3)检测所述装载表面(15)并且根据所述装载表面(15)上的预定区域(17)来指定所述最大许可回转角度范围(36、38),和/或检测所述装载表面(15)上的装载状态并且根据检测到的所述装载状态来改变所述最大许可回转角度范围(36、38)。
12.一种用于将机动铣刨机(1)所铣除的铣刨材料(14)卸放至运输车辆(10)的装载表面(15)上的撞击点(16)上的方法,包括:
-控制所述铣刨机(1)的行驶和铣刨操作,
-通过运输输送器(12)以指定的传送速度将由工作鼓(22)所铣除的所述铣刨材料(14)卸放至运输车辆(12)的所述装载表面(15),
-其中所述运输输送器(12)相对于所述铣刨机(1a、1b)的机架(2)的纵向中心线以回转角度能够侧向回转,以及能够以仰角调节卸放高度,以及
-其中至少经由所述运输输送器(12)的回转角度连续自动控制所述铣刨材料(14)在装载表面(15)上的定位,
其特征在于,
指定并且监控用于回转所述运输输送器(12)的最大许可回转角度范围(36、38)。
13.根据权利要求12所述的方法,其特征在于,相对于所述机架(2)和/或相对于所述运输输送器(12)的当前位置来指定许可回转角度范围(36、38)。
14.根据权利要求12或13所述的方法,其特征在于,在转向期间,根据当前转弯半径动态地调节回转角度范围(36、38)与所述机架(2)和/或所述运输输送器(12)的相对位置。
15.根据权利要求12或13所述的方法,其特征在于,连续检测当前运输车辆(10)的装载表面(15)相对于所述机架(2)的可变位置或者相应运输车辆(10)的装载表面(15)相对于所述运输输送器(12)的可变位置,以及根据所述可变位置,和/或根据调节的仰角和/或传送速度和/或所述铣刨机(1)的当前转向角度,或者根据所述铣刨机(1)和所述运输车辆(10)之间的距离,来指定用于所述运输输送器(12)的最大回转角度范围(36、38)的限值。
16.一种道路或者地面作业单元,包括机动铣刨机(1)和至少一个运输车辆(10),所述运输车辆能够独立于所述铣刨机(1)移动并且相对于所述铣刨机(1)定位成使得将所述铣刨机(1)所铣除的铣刨材料(14)卸放至所述运输车辆(10),
其特征在于,
所述铣刨机(1)包括权利要求1或2所述的特征。
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