自行式路面铣刨机和用于控制自行式路面铣刨机的方法与流程

1.本发明涉及一种自行式路面铣刨机(selbstfahrende )，该自行式路面铣刨机包括机械框架，机械框架由行驶机构支承，行驶机构具有左前行走机构和右前行走机构以及左后行走机构和右后行走机构，其中在机械框架上设置铣削滚轮。本发明还涉及用于控制这种路面铣刨机的方法。


背景技术：

2.下面将路面铣刨机理解为适用于从地面铣出材料的铣削机。待加工的地面例如可为需要从中铣出材料的现有的交通区(道路)。
3.在道路建设中使用不同结构类型的自行式铣路机。这种建筑机械包括已知的铣路机，借助铣路机可剥除道路表面的现有道路层。已知的铣路机具有旋转的铣削滚轮，铣削滚轮配设有用于加工车道的铣削工具。铣削滚轮设置在机械框架上，机械框架能相对于待加工的道路调节高度。借助升降机构调节机械框架的高度，将升降机构分配给各个链式行走机构或车轮(行走机构)。为了铣出有缺陷的路面使得机械框架下降，使得铣削滚轮侵入到路面中。升降机构允许调节机械框架或铣削滚轮的高度和设定机械框架或铣削滚轮的横向于铣路机的进给方向的预设倾斜度。
4.ep 0 836 659 b1描述一种铣路机，该铣路机具有通过两个前部行走机构和后部行走机构支承的机械框架。前部行走机构固定在机械框架上，使得前部行走机构能反向地并且以相同程度跟随在路面的横向倾斜度上的改变。该设置也称为摆动轴。具有摆动轴的铣路机也由de 102 10 763a1已知。
5.ep 1 855 899 b1描述了一种铣路机，该铣路机的前部行走机构和后部行走机构彼此强制联接，使得左前行走机构和右后行走机构能以相同的方向调节高度并且与右前行走机构和左后行走机构以相反的方向调节高度。行走机构的强制联接可机械式或液压式进行。
6.待加工的交通区可具有不同的轮廓，其中横向倾斜度可改变。在右弯道中路面相对于水平线沿行驶方向向右倾斜并且在左弯道中路面相对于水平线沿行驶方向向左倾斜。在直路段上，道路可朝一侧或另一侧倾斜。因此道路的横向倾斜度可随路段走向改变。
7.路面铣刨机的左前行走机构和右前行走机构中的至少一个摆动支承具有的优点是，路面铣刨机具有更好的标准安全。竖立在未加工的地面上的受到摆动支承的前部行走机构可遵循交通区的待加工的路段的横向倾斜度。
8.由de 10 2006 020 293 a1已知一种用于铣路机的调平机构，该调平机构在铣路机的左侧和右侧上分别设有用于检测铣削深度的实际值的传感器。根据测量的实际值与理论值的偏差可在机械的左侧和右侧上调节铣削深度。
9.本发明尤其涉及也称为仿型铣的铣削过程，在铣削过程中在待加工的地面的每个部位上应铣出具有相同厚度(铣削深度)的路面，其中地表面相对于水平线的横向倾斜度在铣出时不应改变，即应复制。例如在横向倾斜度向右的道路中应铣出车道路面时，其中铣路
机应在右侧行驶(靠右行驶的规则)，必须将铣削滚轮以预设的铣削深度侵入车道路面中，其中铣削滚轮或铣削滚轮所安装的机械框架必须相对于水平线向右倾斜预设的角度。
10.在铣削作业开始时路面铣刨机定位在车道上。然后将为行走机构分配的升降机构收回，使得机械框架与铣削滚轮下降。机械框架一直下降直至旋转的铣削滚轮的铣削工具刚好接触道路表面。该过程称为“刮擦”。在此铣削滚轮应平行于道路表面取向，由此确定机械框架的取向。
11.例如在需要铣削沿行驶方向在车道外侧的右路段时，还可测量在铣削滚轮的沿作业方向左侧上的铣削深度。为此测量关于铣路机的机械框架的参考点与未经加工的地面的间距，该参考点位于铣削滚轮的左侧上。但是在右侧上是道路旁排水沟或斜坡时，在建筑机械的沿作业方向右侧上没有合适的参考面。因此不可轻易地在右侧的车道外边缘处测量间距。对于在右侧测量间距，虽然可敷设导线，但是这在实际中已经证实是相对耗费的。
12.在这种情况中也可经由机械框架或铣削滚轮相对于水平线的能借助倾斜度传感器检测的横向倾斜度调节路面铣刨机的右侧上的铣削深度。路面铣刨机向右的倾斜度在路面铣刨机的右侧上导致铣削深度增大并且路面铣刨机向左的倾斜度导致路面铣刨机的右侧上的铣削深度减小。但是为了能够通过改变机械框架的横向倾斜度设定在右侧上的铣削深度，必须已知整个行程走向上的需要设定的倾斜度(理论值)。因此在铣削作业开始之前必须提供关于待加工的路段的走向的额外信息(数据)。实际上对此需要查看待加工的路段、测量横向倾斜度和在车道上施加相应的标记。
13.de 10 2018 127 222 b4针对上述情况设置了控制机构，控制机构根据借助第一间距传感器和第二间距传感器检测的间距值操控为行走机构分配的升降机构，该间距传感器分别测量参考点相对于未经加工的地表面的间距。第一间距传感器和第二间距传感器的参考点位于竖直平面中，该竖直平面与机械框架的纵轴线正交并且优选铣削滚轮的轴线位于该竖直平面中。


技术实现要素：

14.本发明的目的是提供一种路面铣刨机，该路面铣刨机能够精确地加工地面，尤其在待加工的行程的一侧上没有用于得出间距值的合适参考面时能够在无需在铣削作业之前提供关于地表面的横向倾斜度的额外信息的情况下精确地加工地面。本发明的目的还在于给出用于控制路面铣刨机的相应方法，该方法即使在路面铣刨机的一侧上缺少合适的参考面时也可尤其在无需在铣削作业之前提供关于地表面的横向倾斜度的额外信息的情况下精确地加工地面。在此在待加工的行程的横向倾斜度在行程的走向中改变、例如在弯道中或在直的行程转变到弯道中或相反时，此时也应该实现精确地加工地面。
15.根据本发明通过独立权利要求的特征实现该目的。从属权利要求的对象涉及本发明的有利实施方式。
16.根据本发明的路面铣刨机具有机械框架，该机械框架由行驶机构支承，该行驶机构具有左前行走机构和右前行走机构及左后行走机构和右后行走机构，并且具有设置在机械框架上的铣削滚轮。根据本发明的路面铣刨机具有两个不同的实施方式。
17.在一种实施方式中，设有为前部行走机构和后部行走机构分配的升降机构，升降机构能分别收回或伸出以使前部行走机构和后部行走机构相对于机械框架抬升或下降。前
部行走机构的升降机构彼此强制联接，使得左前行走机构的抬升引起右前行走机构的下降并且左前行走机构的下降引起右前行走机构的抬升，其中抬升和下降以相同的量进行。
18.在另一种实施方式中仅为后部行走机构分配升降机构，该升降机构能分别收回或伸出以使后部行走机构相对于机械框架抬升或下降。前部行走机构以摆动支承的方式与机械框架连接，使得左前行走机构的抬升引起右前行走机构以相同的量下降并且左前行走机构的下降引起右前行走机构以相同的量抬升。例如借助摆动轴系统进行摆动支承，前部行走机构固定在该摆动轴系统上。
19.在下面提及“一个”测量机构时，这不意味着不能存在其他的测量机构。在下面提及根据“一个”信号控制时，这不排除不能根据其他信号进行控制。
20.还设有间距测量机构，该间距测量机构构造成，测量关于机械框架的参考点和地表面之间的间距，其中通过间距测量机构得出间距值。在本文中将间距值理解为与间距相关的所有变量。间距值可作为模拟信号或数据组传输或处理。
21.此外根据本发明的路面铣刨机具有控制机构，该控制机构配置成为行走机构的升降机构生成控制信号(数据或数据组)，其中行走机构的升降机构构造成，根据控制信号收回或伸出行走机构，以例如能设定铣削深度或横向倾斜度。
22.根据本发明的路面铣刨机的特征在于横向倾斜度检测机构，该横向倾斜度检测机构构造成检测竖立在未经加工的地面上的左前行走机构和/或右前行走机构相对于机械框架的位置并且由左前行走机构和/或右前行走机构的位置中得出描述地表面的横向于路面铣刨机的作业方向相对于机械框架的横向倾斜度的横向倾斜度值。与测量机械框架或铣削滚轮相对于水平线的倾斜度的传统的横向倾斜度传感器相对，根据本发明的横向倾斜度检测机构能够检测前部行走机构所在的未经加工的地面的在路段走向中可能改变的横向倾斜度。因此横向倾斜度检测机构用作检测该路段走向的横向倾斜度的横向倾斜度传感器系统。在本文中将横向倾斜度值理解为与横向倾斜度相关的所有变量。横向倾斜度值可作为模拟信号或数据或数据组传输或处理。为了得出横向倾斜度可检测为左前行走机构分配的升降机构的升程位置和/或为右前行走机构分配的升降机构的升程位置。由于升降机构的强制联接，仅检测两个升降机构中的其中一个的升程位置就足够，因为由该一个升降机构的升程位置可得出另一升降机构的升程位置。例如在摆动轴系统中可检测摆动的轴的角位置，以检测行走机构的位置。
23.控制机构与横向倾斜度检测机构及间距测量机构共同作用，使得控制机构根据间距值和横向倾斜度值生成用于操控后部行走机构的升降机构的控制信号，其中升降机构至少操控两个后部行走机构，使得铣削滚轮的纵轴线基本上平行于待加工的地表面。在此沿建筑机械的作业方向左侧(右侧)的行走机构的升降机构可根据间距值进行，并且沿作业方向右侧(左侧)的行走机构的升降机构可根据横向倾斜度值进行。唯一重要的是，接收横向倾斜度值并且在控制后部行走机构时考虑。这没有排除在控制时还可考虑其他变量。
24.横向倾斜度检测机构能够“扫描”未经加工的地面的地表面，该地面的横向倾斜度可看做是经加工的地面的横向倾斜度的理论值，因此稍后铣削的地面的表面具有与还未铣削的地面的表面相同的横向倾斜度(仿型铣)。因此无需在开始铣削作业之前测量交通区以及例如通过在车道上施加标记预设数据。
25.根据本发明的路面铣刨机的一种实施方式是，控制机构配置成，在路面铣刨机进
给期间监控由横向倾斜度检测机构得出的横向倾斜度值，其中在发现路面铣刨机经过的行程的依次连续的行程点之间的横向倾斜度改变之后使后部行走机构的升降机构中的至少一个收回或伸出一个量，使得铣削滚轮的纵轴线再次基本上平行于待加工的地表面取向。即调节两个后部行走机构中的其中一个的高度，以再次补偿待铣出的道路的横向倾斜度的改变。优选连续地进行控制(调节)，其中依次连续的行程点之间的间距应尽可能小，这在数字调节器的情况下通过时钟频率确定。但是原则上也可以特定的(较大的)时间间隔或在经过特定的(较大的)行程之后校正对行走机构的设定。
26.在根据本发明的路面铣刨机中铣削滚轮在机械框架上沿作业方向可布置在前部行走机构和后部行走机构之间、例如机械框架的中间，或后部行走机构之间。在两种布置方式中铣削滚轮在机械框架上沿作业方向布置在前部行走机构之后。因此在路面铣刨机进给时在借助横向倾斜度检测机构“扫描”路面的时间点或时间间隔与铣出道路的时间点或时间间隔之间有时间偏差。但是已经发现实际中即使不考虑该时间偏差的控制也是足够的。但是特别优选的实施方式是，控制机构配置成，使得在发现依次连续的行程点之间的横向倾斜度改变之后，只有在完成预设的时间间隔之后或在经过预设的行程之后才收回或伸出后部行走机构的其中一个升降机构。控制机构可配置成，根据路面铣刨机的进给速度确定预设的时间间隔或预设的行程。
27.控制机构可具有用于存储在依次连续的时间点和/或在依次连续的行程点上由横向倾斜度值检测机构得出的横向倾斜度值的存储单元以必要时稍后(时间错开地)处理数据。路面铣刨机经过的行程例如可用行程计数器检测，其中在各个行程点处检测的横向倾斜度值被读入存储单元中，从而暂时存储横向倾斜度值。然后在铣削滚轮到达已经接收相关横向倾斜度值的部位的时间点从存储单元中读取横向倾斜度值并且用于校正相关的升降机构的升程位置。
28.间距测量机构可具有至少一个间距传感器，间距传感器是触碰式间距传感器或非接触式间距传感器。这种间距测量系统属于现有技术。例如铣路机的一般设置在铣削滚轮旁边的棱边防护也可用作间距测量机构的触碰式传感器。例如可使用光学式或电感式或电容式间距传感器或超声波间距传感器作为非接触式间距传感器。间距测量可为点测量。但是实际中已知的间距传感器用于针对一个面、例如在超声波传感器的情况下针对一圆形面或棱边防护的支承面来测量。在本文中将复合理解为多个(三个、五个、七个)间距测量机构的沿着行驶方向错开地布置并且将其平均值用作间距值。
29.间距测量机构可构造成，使得关于机械框架的参考点位于机械框架的一纵向侧上、优选在铣削滚轮的侧旁、特别优选在铣削滚轮轴线所在的竖直平面中。
30.为了得出横向倾斜度值，横向倾斜度检测机构具有沿作业方向左侧的传感器和沿作业方向右侧的传感器，该左侧的传感器包括涉及左前行走机构相对于机械框架的位置的左间距值，右侧的传感器包括涉及右前行走机构相对于机械框架的位置的右间距值。例如可由为前部行走机构分配的升降机构的升程位置获得间距值，其中升降机构的升程位置可用已知的行程传感器检测。分开的测量机构或整合到升降机构中的测量机构属于现有技术。
31.在根据本发明的路面铣刨机例如在道路上应铣出右车道侧或右侧的车道路段(靠右行驶的规则)时，其中在道路的右侧上没有合适的参考面可用，间距测量机构不能在机械
框架的右侧测量在铣削滚轮的高度上的参考点和路面之间的间距来通过右后升降机构设定铣削深度。
32.对于这种应用情况，控制机构能配置为，当在路面铣刨机进给时左间距值减小并且右间距值增大的情况下，根据得出的横向倾斜度值收回右后行走机构的升降机构，并且当在路面铣刨机进给时左间距值增大并且右间距值减小的情况下，伸出右后行走机构的升降机构，使得在路面铣刨机进给期间铣削滚轮的纵轴线保持基本上平行于未加工的地表面。在此用左后行走机构的升降机构设定铣削深度，其中根据间距测量机构的得出的间距值控制升降机构的升程位置。类似地，也可用右后行走机构的升降机构根据得出的间距值调节铣削深度并且用左后行走机构的升降机构根据得出的横向倾斜度值调节横向倾斜度。
33.控制机构可配置成，在路面铣刨机进给时设定右后行走机构的升降机构的升程位置，使得用左侧的间距传感器和右侧的间距传感器测量的间距值的差最小。在该实施例中无需确定机械框架相对于水平线的横向倾斜度。
34.还可控制右后行走机构，使得由左间距值和右间距值得出描述地表面横向于路面铣刨机的作业方向相对于机械框架的基准平面的横向倾斜度的横向倾斜度值，并且从横向倾斜度值和机械框架倾斜度值针对依次连续的行程点得出横向倾斜度理论值，将该横向倾斜度理论值与机械框架倾斜度值比较，其中在路面铣刨机进给时将右后行走机构的升降机构的升程位置设定成使得横向倾斜度理论值和机械框架倾斜度值之间的差最小。
附图说明
35.下面参考附图详细地描述根据本发明的路面铣刨机的实施例。
36.示出：
37.图1示出了根据本发明的路面铣刨机的实施例的侧视图，
38.图2示出了路面铣刨机的各个部件的简化示意图，
39.图3a示出了通过路面铣刨机加工的道路的俯视图，其中路面铣刨机加工车道外侧的路段，
40.图3b示出了待加工的道路的横向倾斜走向，
41.图4a示出了在铣出路面时路面铣刨机的后视图，其中示出经铣削的地表面和路面铣刨机的后部行走机构，其中路面铣刨机处于第一位置，
42.图4b示出了竖立在未经铣削的地面上的前部行走机构的视图，以及分配给前部行走机构的升降机构在第一位置中的升程状态，
43.图4c示出了前部行走机构的摆动式支承的另一实施例的简化示意图，
44.图5a示出了在铣出路面时路面铣刨机的后视图，其中路面铣刨机处于第二位置，
45.图5b示出了前部行走机构和其升降机构的视图，
46.图6a示出了在铣出路面时路面铣刨机的后视图，其中路面铣刨机处于第三位置，
47.图6b示出了前部行走机构和其升降机构的视图，
48.图7a示出了在铣出路面时路面铣刨机的后视图，其中路面铣刨机处于第四位置，
49.图7b示出了前部行走机构和其升降机构的视图，
50.图8a示出了在铣出路面时路面铣刨机的后视图，其中路面铣刨机处于第五位置，
51.图8b示出了前部行走机构和其升降机构的视图，
52.图9a示出了在铣出路面时路面铣刨机的后视图，其中路面铣刨机处于第六位置，
53.图9b示出了前部行走机构和其升降机构的视图，
54.图10a示出了在铣出路面时路面铣刨机的后视图，其中路面铣刨机处于第七位置，
55.图10b示出了前部行走机构和其升降机构的视图，
56.图11a示出了在铣出路面时路面铣刨机的后视图，其中路面铣刨机处于第八位置，
57.图11b示出了前部行走机构和其升降机构的视图，
58.图12a示出了在铣出路面时路面铣刨机的后视图，其中路面铣刨机处于第九位置，
59.图12b示出了前部行走机构和其升降机构的视图，
60.图13示出了具有用于说明前部行走机构的升降机构的升程运动的数值的表格，
61.图14示出了用于解释路面铣刨机的控制机构的实施例的框图和
62.图15示出了用于解释路面铣刨机的控制机构的另一实施例的框图。
具体实施方式
63.图1示出了用于铣出路面的自行式路面铣刨机1的实施例的侧视图。路面铣刨机1具有行驶机构2和机械框架3。行驶机构2具有沿作业方向a的左前行走机构4和右前行走机构5以及左后行走机构6和右后行走机构7。可设置链式行走机构或车轮作为行走机构。
64.为了调节机械框架3相对于地表面(道路表面)的高度和/或倾斜度，路面铣刨机具有为各个行走机构4、5、6、7分配的升降机构4a、5a、6a、7a，机械框架3通过升降机构支承。升降机构4a、5a、6a、7a为了调节行走机构分别具有活塞/缸-组件9。
65.路面铣刨机1还具有配设有铣削工具的铣削滚轮10，铣削滚轮在机械框架3处在前部行走机构和后部行走机构4、5、6、7之间布置在铣削滚轮壳体11中，铣削滚轮壳体在纵向侧上通过左棱边防护和右棱边防护12、13封闭。
66.通过驶入和驶出升降机构4a、5a、6a、7a的活塞/缸-组件9可设定机械框架3和设置在机械框架上的铣削滚轮10相对于地表面8的高度和/或倾斜度。为了运走经铣削的路面，输送机构14设有输送带。
67.图2示出了路面铣刨机1的各个部件的简化示意图。图4a至图12a示出了在铣出路面时路面铣刨机1的后视图，其中示出了最初的地表面8和经铣削的地表面8a和路面铣刨机1的后部行走机构6、7，并且图4b至图12b示出了竖立在未经铣削的地面上的前部行走机构4、5和为前部行走机构分配的升降机构4a和5a的升程状态。
68.用“a”和“b”表示的附图(例如图4a和图4b)示出了分别在同一时间点的路面铣刨机1，在该时间点沿机械框架3的纵向方向(作业方向)上看，前部行走机构4、5的支承面4’、5’以间距l(轴距)处于后部行走机构6、7的支承点6’、7’之前。
69.图3a以大大简化的示意图示出了路面铣刨机1的俯视图，其中路面铣刨机1铣出道路15的右侧路段的路面。在附图中各个部件设有相同的附图标记。
70.路面铣刨机1的前部行走机构4、5彼此强制联接，使得左前行走机构4的抬升引起右前行走机构5的下降并且左前行走机构4的下降引起右前行走机构5的抬升。行走机构的这种联接可机械式或液压式地实现。行走机构的机械和液压联接例如在de 196 17 442c1中描述。
71.图4c示出了左前和右前行走机构4、5的摆动式支承的替代实施方式。两个行走机
构4、5固定在摆动轴16上，摆动轴围绕机械框架3的纵轴线17摆动地受到支承。这种摆动式支承例如在de 102 10 763a1中描述。
72.在该实施例中左后行走机构6的升降机构6a(活塞/缸-组件)的驶入(驶出)引起左部行走机构6相对于机械框架3抬升(下降)，由此机械框架在左侧下降(抬升)，并且右后行走机构7的升降机构7a(活塞/缸-组件)的驶入(驶出)引起右部行走机构7相对于机械框架3抬升(下降)，由此机械框架3在右侧下降(抬升)。
73.路面铣刨机1具有间距测量机构18，间距测量机构构造成，测量基于机械框架3的参考点r(图3a)和地表面8之间的间距。在该实施例中间距测量机构18具有间距传感器19，间距传感器在机械框架3的沿作业方向的左侧上在前部和后部行走机构之间布置在铣削滚轮10的侧面旁边(图3a)。在该实施例中间距传感器19是触碰式间距传感器，触碰式间距传感器利用左棱边防护固定在滑车传感器20上(图4a)。当棱边防护12经由两个沿行驶方向错开布置的液压缸能调节高度地固定，棱边防护的高度可借助整合到液压缸中的行程测量系统而不是借助滑车传感器检测。棱边防护12放置在地表面8上。滑车传感器20测量棱边防护12上下往复运动的路段。因此能测量参考点r和棱边防护12所放置的地表面12之间的间距。
74.此外，路面铣刨机1具有横向倾斜度检测机构21，横向倾斜度检测机构构造成可在每个路标处从前部行走机构4、5的升降机构4a、5a的升程状态或在替代的实施方式中从摆动轴16的位置检测机械框架3或铣削滚轮10a的纵轴线相对于地表面的横向倾斜度。相应的路标对应于前部行走机构的支承点。在该实施例中左前行走机构4包括左侧的间距传感器4b和右侧的间距传感器5b，左侧的间距传感器得出针对左前行走机构相对于机械框架3的位置的左间距值vl，右侧的间距传感器得出针对右前行走机构5相对于机械框架3的位置的右间距值vr。间距传感器4b、5b可以是为行走机构4、5分配的升降机构4a、5a的整体式行程测量系统。
75.此外，路面铣刨机1具有控制机构22，控制机构形成独立的结构组件或至少部分地可以是建筑机械的中央控制单元和计算单元的组成部分。控制机构22例如可具有一般的处理器、用于连续地处理数字信号的数字信号处理器(dsp)、微处理器、专用集成电路(asic)、由逻辑元件组成的集成电路(fpga)或其他的集成电路(ic)或硬件部件，以操控升降机构和接收与评估测量值。在硬件部件上可运行数据处理程序(软件)。不同部件的组合也是可能的。
76.控制机构22经由信号线路23或数据线路与间距测量机构18的滑车传感器20和横向倾斜度检测机构21的间距传感器4b、5b连接并且生成用于升降机构4a、5a、6a、7a的控制信号。升降机构4a、5a、6a、7a构造成其活塞/缸-组件根据控制信号驶入或驶出，使得行走机构4、5、6、7相对于机械框架3抬升或下降。经由控制或数据线路24传输控制信号。
77.控制机构22配置成实施根据本发明的用于控制路面铣刨机的方法的下面描述的步骤。
78.在该实施例中应将路面从道路中铣出，路面在路段走向中具有图3a中示出的横向倾斜度α。铣出的路面的厚度确定铣削深度。在该实施例中涉及的路段是右弯道，右弯道的横向倾斜度至弯道中心提高、在弯道中心保持不变并且在弯道中心之后再次下降。假设道路的该路段具有坡度均匀增加的区段a(80m)、坡度保持不变的区段b(8m)和坡度均匀减小的区段c(80m)。沿路面铣刨机的纵向方向在前部和后部行走机构4、5、6、7的假设的支承点
4’、6’或5’、7’之间的间距l是8m，其与布置在行走机构4、5、6、7之间中间的铣削滚轮10的间距是4m。沿横向方向在前部行走机构4、5的支承点4’、5’之间的间距d是1.6m。
79.下面参考图4a和4b至图12a和12b描述各个方法步骤。
80.在铣削作业开始时调整间距测量机构18、尤其设定零点。为了设定零点，在路面铣刨机水平取向的情况下升降机构4a、5a、6a、7a设置成，使得铣削滚轮10以描述为铣削工具尖端的圆柱形外侧面恰好平地接触地表面8。为此将升降机构4a、5a、6a、7a收回，直至铣削工具使转动的铣削滚轮10开始在地面上刮划。该过程也称为刮擦。在铣刀接触地表面8时，将间距测量机构18设置为零。在升降机构4a、5a、6a、7a继续收回并且铣削滚轮10侵入地面中时得到负的间距值。间距值的绝对值对应于铣削深度。在该实施例中将铣削深度设定为40mm。为此左前行走机构4与右前行走机构5共同地下降40mm(vl、vr)并且左后行走机构6下降40mm(hl)以及右后行走机构7下降40mm(hr)(图4a)。
81.图13示出了具有用于路面铣刨机的在图4a和4b至图12a和12b中示出的各个位置的相应数值的表格，其解释升降机构4a、5a或行走机构4、5的升降运动。图4a和4b至图12a和12b未示出所有位置，因为升程位置基于横向倾斜度的均匀走向是重复的。
82.下面描述控制机构的第一实施例。
83.在铣路机的进给期间，控制机构22连续地接收间距测量机构18的间距值以及左前和右前升降机构4a、5a的左侧的间距传感器4b和右侧的间距传感器5b的左间距值vl和右间距值vr。
84.控制机构22配置成，连续地形成左间距值vl和右间距值vr之间的差δv。如果左间距值vl和右间距值vr的差δv等于零，未经铣削的地表面8相对于机械框架3的横向倾斜度α等于零。如果差δv不等于零，未经铣削的地表面8相对于一侧或另一侧倾斜。差δv的符号给出倾斜方向。
85.在路面铣刨机1进给时力求经铣削的地面的表面8a在横向倾斜度方面相应于未经铣削的地面的表面8(仿型铣)。因此在机械进给时使机械框架3或铣削滚轮10如此取向，使得机械框架或铣削滚轮遵循在路段走向上改变的横向倾斜度α，即表面8和8a平行。
86.图4a和图4b示出了机械的初始状况，其中横向倾斜度α是零(位置1)。此时左间距值vl和右间距值vr的差δv等于零。图5a和图5b示出了后部行走机构还竖立在横向倾斜度为0％的区段上而前部行走机构已经竖立在横向倾斜度为0.2％的区段上的机械位置(图5b)。因为前部行走机构4、5相反地联接，路面铣刨机可静态地描述为三脚架。图5b示出了刚性的机械框架3保持其(水平取向的)位置，并且左前行走机构4的升降机构4a收回左间距值vl并且右前行走机构5的升降机构5a伸出右间距值vr，因此左间距值vl和右间距值vr的差δv不等于零。因为差δv不等于零，可得出横向倾斜度α改变。在这种情况下对于相关的行程点的横向倾斜度α从0增加到0.2％。控制机构22此时生成用于右后行走机构7的升降机构7a的控制信号，以将右后行走机构7相对于机械框架3抬升一数值，使得机械框架3相对于地表面8或8a下降并且铣削滚轮轴线10a又平行于地表面取向。这在左间距值vl和右间距值vr的差δv再次为零时是这种情况。
87.控制机构22配置成，如此调节右后升降机构7a的升程，使得在机械进给时左间距值vl和右间距值vr的差δv变得最小，其中调节力求使差δv为零。
88.其余附图以类似观察方式示例性地示出了在从位于经过的位置至在前的位置相
同的路段(8m)中横向倾斜度以相同数值(0.2％)的增加或减小以及横向倾斜度的保持。
89.在控制(调节)时需要考虑的是，未经加工的道路的横向倾斜度不是在铣削滚轮10所在的行程点上检测，而是在铣削滚轮10在经过特定行程之后或在经过与铣路机的进给速度相关的特定时间间隔之后达到的行程点上检测。在控制时考虑该偏差，方式是在特定时间点和/或在特定行程点将左间距值vl和右间距值vr和/或左间距值vl和右间距值vr的差δv读入控制机构22的存储单元25中，以便稍后能评估数据并且在此基础上控制。为了确定行程点和/或时间点可设置行程计数器或限时元件。间距值vl和vr例如可用时间和/或行程标记来标注并且以表格形式存储。控制机构22可配置成，为了调整右后行走机构7以矫正机械框架3或铣削滚轮10来实现期望的横向倾斜度而从存储单元中读取与铣削滚轮10的当前行程点或时间点相应的值。
90.图14示出了用于根据本发明的控制的具有调节器26的调节回路的框图。
91.调节变量x是左前间距值vl和右前间距值vr的差δvist(δvist＝vl
–
vr)，该差借助左前行走机构4和右前行走机构5的升降机构4a、5a的间距传感器4b、5b测量。调节力求借助通过调整机构影响的调整变量y将调节变量x带到指令变量w，即零值(δvsoll＝vl
–
vr＝0)，其中调节偏差e＝w
–
x应尽可能小。
92.在该调节回路中具有升降机构4a、5a和间距传感器4b、5b的前部行走机构4、5是调节回路的测量机构29，以确定δvist＝vlist
–
vrist(调节变量x)。右后行走机构7的升降机构7a代表调节回路的调整机构27。右后行走机构7的升降机构7a的控制信号代表调整变量y。
93.控制机构22(调节器26)配置成，使得通过收回或伸出右后行走机构7的升降机构7a影响随时间改变的调节变量x，调节偏差e＝w
–
x尽可能小，即δvist＝vlist
–
vrist等于零。在调节时还可考虑作用到调节段28上的干扰变量z。
94.下面参考图15描述根据本发明的控制机构的另一实施例，该图示出了替代控制的框图。在仿型铣中经铣削的道路表面的横向倾斜度应相应于未经铣削的道路表面的横向倾斜度。因此在该实施例中连续地确定在路面铣刨机1的进给期间未经加工的道路相对于水平线h的横向倾斜度αhsoll作为调节的指令变量w。为此用左侧的间距传感器4b和右侧的间距传感器5b连续地测量左前行走机构4和右前行走机构5的间距值vl和vr。将该间距值读入控制机构22的存储单元25中。对于该实施例可参见表格(图13)的存储单元25的存储内容。
95.在铣削作业开始时(图4a和图4b)，机械框架3或铣削滚轮10的轴线10a相对于未经加工的水平地表面8或水平线h的横向倾斜度α等于零(δv＝vl-vr＝0，例如vl＝vr＝40)。在路面铣刨机已经到达图5a和图5b示出的位置时，左前行走机构4和右前行走机构5竖立在未经加工的地面的地表面8相对于水平线的横向倾斜度αh为0.2％(图5b)的路段上(图5b)。对于后续的行程点以类似的观察方式得出相应的倾斜度值。
96.在路面铣刨机的进给期间得出涉及沿作业方向左前行走机构相对于机械框架3的位置的左间距值vl和涉及沿作业方向右前行走机构相对于机械框架的位置的右间距值vr。由左间距值vl和右间距值vr为依次连续的行程点sn分别得出描述地表面8在横向于铣路机1的作业方向a上相对于机械框架3的基准平面的横向倾斜度α的横向倾斜度值αrel。在铣路机竖立在水平地面上并且左间距值vl等于右间距值vr(δv＝0)时，基准平面在此是水平平面。
97.在铣路机例如位于图5a和图5b中所示的位置中时，间距传感器4a和4b测量vl＝41.6mm和vr＝38.4。由vl＝41.6mm和vr＝38.4计算差δv＝41.6mm
–
38.4mm＝3.2mm。在该实施例中前部行走机构4、5的支承点4’、5’之间的间距d是1600mm。由δv和d计算未经铣削的前部行走机构4、5竖立的地表面8相对于机械框架3的横向倾斜度值αrel(3.2mm/1600mm x 100％＝0.2％)。
98.在替代的实施例中路面铣刨机具有包括倾斜度传感器30a的倾斜度测量机构30，倾斜度测量机构构造成，测量机械框架3或铣削滚轮10的纵轴线10a相对于水平线h的倾斜度αhist并且得出描述倾斜度的机械框架倾斜度值αhist。在两个行走机构4、5例如竖立在未经加工的表面位于水平线h中的地面上并且升降机构4a、5a具有相同的升程位置时，倾斜度测量机构30测量倾斜度αhist＝0(图4b)。
99.由横向倾斜度值αrel和机械框架倾斜度值αhist为依次连续的行程点sn得出横向倾斜度理论值αhsoll，将横向倾斜度理论值与机械框架倾斜度值αhist比较，以设定右后行走机构7的升降机构7a的升程位置，使得横向倾斜度理论值αhsoll和机械框架倾斜度值αhist之间的差最小化。
100.为各个行程点1、2、3、4、5
…
sn连续地执行上述步骤，这可从表格(图13)中看出。因此由在该行程点处确定的相对横向倾斜度αrelativ和在沿作业方向经过的行程点(sn)处确定的绝对横向倾斜度αabs计算在沿作业方向在前的行程点(sn+1)处的绝对横向倾斜度。这根据下面示例解释：
101.αabs(sn)＝0.2％[经过的行程点]
[0102]
αrelativ(sn+1)＝3.2mm/1600mm x 100％＝0.2％[在前的行程点]
[0103]
αabs(sn+1)＝αabs(sn)+αrelativ(sn+1)＝0.2％+0.2％＝0.4％
[0104]
以这种方式连续地确定未经加工的地表面8相对于水平线的横向倾斜度αabs，该横向倾斜度作为用于调节的横向倾斜度理论值αhsoll。
[0105]
通过由机械框架3或铣削滚轮10的纵轴线10a相对于水平线h的横向倾斜度αabs和机械框架相对于未经加工的地表面8的横向倾斜度值αrel的求和得出横向倾斜度理论值αhsoll(指令变量w)。
[0106]
图15的框图示出了替代实施例的控制。倾斜度测量机构30是调节回路的测量机构。因此替代的实施例用于具有倾斜度传感器30a的附加的倾斜度测量机构30。调节变量x是借助倾斜度测量机构30测量的横向倾斜度αhist。该调节力求借助通过调整机构27影响的调整变量y将调节变量x带到指令变量w(αhsoll)，其中调节偏差e＝w
–
x应尽可能小。在该调节回路中，右后行走机构7的升降机构7a是调节回路的调整机构27。右后行走机构7的升降机构7a的控制信号代表调整变量y。
[0107]
调节器26配置成，通过右后行走机构7的升降机构7a收回或伸出影响随时间改变的调节变量x，使得调节偏差e＝w
–
x尽可能小。在该调节中还可考虑作用到调节段28上的干扰变量z。
[0108]
框图示出了用于由间距值vl和vr确定δvist(δvist＝vl-vr)的例程31。例程32由δvist连续地确定未经铣削的地表面8相对于机械框架3的相对横向倾斜度αrelativ。由相对横向倾斜度αrelativ通过求和确定未经铣削的地表面8相对于水平线的绝对横向倾斜度αabsolut，该绝对横向倾斜度稍后作为用于调节的横向倾斜度理论值αhsoll。
[0109]
因为前部行走机构4、5的支承点4’、5’相对于后部行走机构6、7的支承点6’、7’有间距l，将地表面8相对于水平线h的绝对横向倾斜度αhabs的连续得出的值暂时地存储为αhsoll(例程33)。然后在相关的行程点处再次地读取暂时存储的值作为理论值(指令变量w)用于调节。将该理论值与机械框架3或铣削滚轮轴线10a相对于水平线h的横向倾斜度αhist的实际值相比较，该实际值借助倾斜度测量机构30测量(e＝w-x)。

技术特征：
1.自行式路面铣刨机(1)，所述自行式路面铣刨机包括：机械框架(3)，所述机械框架由行驶机构(2)支承，所述行驶机构具有左前行走机构(4)和右前行走机构(5)以及左后行走机构(6)和右后行走机构(7)，设置在机械框架(3)上的铣削滚轮(10)，为前部行走机构和后部行走机构分配的升降机构(4a、5a、6a、7a)，所述升降机构能分别收回或伸出以使前部行走机构和后部行走机构(4、5、6、7)相对于所述机械框架(3)抬升或下降，其中，至少前部行走机构(4、5)的升降机构(4a、5a、6a、7a)彼此强制联接，使得左前行走机构的抬升引起右前行走机构的下降并且左前行走机构的下降引起右前行走机构的抬升，或为后部行走机构(6、7)分配升降机构(6a、7a)，所述升降机构能分别收回或伸出以使后部行走机构(6、7)相对于所述机械框架(3)抬升或下降，其中，前部行走机构(4、5)以摆动支承的方式与所述机械框架(3)连接，使得左前行走机构的抬升引起右前行走机构的下降并且左前行走机构的下降引起右前行走机构的抬升，间距测量机构(18)，所述间距测量机构构造成，测量关于所述机械框架(3)的参考点(r)和地表面(8)之间的间距，其中通过间距测量机构(18)得出间距值，控制机构(22)，所述控制机构配置成为所述升降机构(4a、5a、6a、7a)生成控制信号，其中所述升降机构(4a、5a、6a、7a)构造成，根据所述控制信号收回或伸出行走机构(4、5、6、7)，其特征在于，设有横向倾斜度检测机构(21)，所述横向倾斜度检测机构构造成检测所述左前行走机构(4)和/或所述右前行走机构(5)相对于所述机械框架(3)的位置并且由所述左前行走机构(4)和/或所述右前行走机构(5)的位置得出描述所述地表面(8)的横向于路面铣刨机的作业方向(a)的横向倾斜度的横向倾斜度值(vl、vr、δv、α)，和所述控制机构(22)与所述间距测量机构(18)和所述横向倾斜度检测机构(21)共同作用，并且所述控制机构(22)配置成，使得所述控制机构至少根据所述间距测量机构(18)的间距值和所述横向倾斜度检测机构(21)的横向倾斜度值(vl、vr、δv、α)生成用于操控至少后部行走机构(6、7)的升降机构(6a、7a)的控制信号，其中至少后部行走机构的升降机构(6a、7a)被操控，使得所述铣削滚轮(10)的纵轴线(10a)基本上平行于待加工的地表面(8)取向。2.根据权利要求1所述的自行式路面铣刨机，其特征在于，所述控制机构(22)配置成，在路面铣刨机进给期间监控由所述横向倾斜度检测机构(22)得出的横向倾斜度值(vl、vr、δv、α)，其中在发现路面铣刨机经过的行程的依次连续的行程点之间的横向倾斜度改变之后，使后部行走机构的升降机构中的至少一个升降机构(7a)收回或伸出一个量，使得所述铣削滚轮(10)的纵轴线(10a)再次基本上平行于待加工的地表面(8)取向。3.根据权利要求2所述的自行式路面铣刨机，其特征在于，所述控制机构(22)配置成，使得在发现依次连续的行程点之间的横向倾斜度改变之后，只有在完成预设的时间间隔之后或在经过预设的行程之后才使后部行走机构的升降机构中的至少一个升降机构(7a)收回或伸出一个量，其中，所述控制机构(22)配置成，根据路面铣刨机的进给速度确定预设的时间间隔。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的自行式路面铣刨机，其特征在于，所述控制机构(22)具有用于存储在依次连续的时间点和/或在依次连续的行程点上由所述横向倾斜度值检测机构得出的横向倾斜度值的存储单元(25)。5.根据权利要求1至4中任一项所述的自行式路面铣刨机，其特征在于，所述横向倾斜度检测机构(21)具有沿作业方向(a)左侧的间距传感器(4a)和沿作业方向(a)右侧的间距传感器(5b)，所述左侧的间距传感器包括涉及所述左前行走机构(4)相对于所述机械框架(3)的位置的左间距值(vl)，所述右侧的间距传感器包括涉及所述右前行走机构(5)相对于所述机械框架(3)的位置的右间距值，其中，所述控制机构(22)配置为，当在路面铣刨机进给时所述左间距值减小并且所述右间距值增大，收回所述右后行走机构(7)的升降机构(7a)，并且当在路面铣刨机进给时所述左间距值增大并且所述右间距值减小，伸出所述右后行走机构(7)的升降机构(7a)，使得在路面铣刨机进给期间所述铣削滚轮(10)的纵轴线(10a)保持基本上平行于未加工的地表面(8)。6.根据权利要求1至4中任一项所述的自行式路面铣刨机，其特征在于，所述横向倾斜度检测机构(21)具有沿作业方向(a)左侧的间距传感器(4a)和沿作业方向(a)右侧的间距传感器(5b)，所述左侧的间距传感器包括涉及所述左前行走机构(4)相对于所述机械框架(3)的位置的左间距值(vl)，所述右侧的间距传感器包括涉及所述右前行走机构(5)相对于所述机械框架(3)的位置的右间距值，所述控制机构(22)配置成，在路面铣刨机进给时设定所述右后行走机构(7)的升降机构(7a)的升程位置，使得用所述左侧的间距传感器(4b)和所述右侧的间距传感器(5b)测量的间距值(vl、vr)的差(δv)最小。7.根据权利要求1至4中任一项所述的自行式路面铣刨机，其特征在于，所述横向倾斜度检测机构(21)具有沿作业方向(a)左侧的间距传感器(4a)和沿作业方向(a)右侧的间距传感器(5b)，所述左侧的间距传感器包括涉及所述左前行走机构(4)相对于所述机械框架(3)的位置的左间距值(vl)，所述右侧的间距传感器包括涉及所述右前行走机构(5)相对于所述机械框架(3)的位置的右间距值，并且设有倾斜度测量机构(30)，所述倾斜度测量机构构造成，得出描述所述机械框架(3)相对于水平线(h)的倾斜度的机械框架倾斜度值(αh)，其中，所述控制机构(22)配置成，由所述左间距值(vl)和所述右间距值(vr)得出描述地表面(8)横向于路面铣刨机的作业方向(a)相对于机械框架(3)的基准平面的横向倾斜度的横向倾斜度值，并且从所述横向倾斜度值和所述机械框架倾斜度值中针对依次连续的行程点得出横向倾斜度理论值，将所述横向倾斜度理论值与所述机械框架倾斜度值比较，其中在路面铣刨机进给时将所述右后行走机构(7)的升降机构(7a)的升程位置设定成使得所述横向倾斜度理论值和所述机械框架倾斜度值之间的差(δv)最小。8.根据权利要求1至7中任一项所述的自行式路面铣刨机，其特征在于，所述间距测量机构(18)构造成，使得关于所述机械框架(3)的参考点(r)位于所述机械框架(3)的纵向侧上。9.用于控制自行式路面铣刨机的方法，其中，所述路面铣刨机具有：机械框架，所述机械框架由行驶机构支承，所述行驶机构具有左前行走机构和右前行
走机构以及左后行走机构和右后行走机构，设置在机械框架上的铣削滚轮，为前部行走机构和后部行走机构分配的升降机构，所述升降机构能分别收回或伸出以使前部行走机构和后部行走机构相对于机械框架抬升或下降，其中，前部行走机构的升降机构彼此强制联接，使得所述左前行走机构的抬升引起所述右前行走机构的下降并且所述左前行走机构的下降引起所述右前行走机构的抬升，或为后部行走机构分配升降机构，所述升降机构能分别收回或伸出以使后部行走机构相对于机械框架抬升或下降，其中，前部行走机构以摆动支承的方式与机械框架连接，使得所述左前行走机构的抬升引起所述右前行走机构的下降并且所述左前行走机构的下降引起所述右前行走机构的抬升，测量在关于机械框架的参考点和地表面之间的间距并且得出间距值，其特征在于，检测所述左前行走机构和/或所述右前行走机构相对于机械框架的位置并且由所述左前行走机构和/或所述右前行走机构的位置中得出描述地表面的横向于路面铣刨机的作业方向的横向倾斜度的横向倾斜度值，且至少根据间距值和横向倾斜度值操控至少后部行走机构的升降机构，使得所述铣削滚轮的纵轴线基本上平行于待加工的地表面。10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，在路面铣刨机进给期间监控所得到的横向倾斜度值，其中在发现路面铣刨机经过的行程的依次连续的行程点之间的横向倾斜度改变之后使后部行走机构中的至少一个抬升或下降一个量，使得所述铣削滚轮的纵轴线再次基本上平行于待加工的地表面取向。11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，在发现依次连续的行程点之间的横向倾斜度改变之后，只有在完成预设的时间间隔之后或在经过预设的行程之后才使后部行走机构中的至少一个抬升或下降一个量，其中，根据路面铣刨机的进给速度确定预设的时间间隔。12.根据权利要求9至11中任一项所述的方法，其特征在于，存储在依次连续的时间点和/或在依次连续的行程点上得出的横向倾斜度值。13.根据权利要求9至12中任一项所述的方法，其特征在于，关于所述机械框架的参考点位于所述机械框架的纵向侧上。14.根据权利要求9至13中任一项所述的方法，其特征在于，得出涉及沿作业方向左前行走机构相对于机械框架的位置的左间距值和涉及沿作业方向右前行走机构相对于机械框架的位置的右间距值，其中，当在路面铣刨机进给时左间距值减小并且右间距值增大，相对于机械框架抬升所述右后行走机构，并且当在路面铣刨机进给时左间距值增大并且右间距值减小，使所述右后行走机构下降，使得在路面铣刨机进给期间所述铣削滚轮的纵轴线保持基本上平行于未加工的地表面。15.根据权利要求9至14中任一项所述的方法，其特征在于，得出涉及沿作业方向左前行走机构相对于机械框架的位置的左间距值和涉及沿作业方向右前行走机构相对于机械
框架的位置的右间距值，其特征在于，在路面铣刨机进给时设定右后行走机构的升降机构的升程位置，使得用左侧的间距传感器和右侧的间距传感器测量的间距值的差最小。16.根据权利要求9至14中任一项所述的方法，其特征在于，得出涉及沿作业方向左前行走机构相对于机械框架的位置的左间距值和涉及沿作业方向右前行走机构相对于机械框架的位置的右间距值，其中，由左间距值和右间距值得出描述地表面横向于路面铣刨机的作业方向相对于机械框架的基准平面的横向倾斜度的横向倾斜度值，并且从横向倾斜度值和机械框架倾斜度值中针对依次连续的行程点得出横向倾斜度理论值，将所述横向倾斜度理论值与机械框架倾斜度值比较，其中在路面铣刨机进给时将所述右后行走机构的升降机构的升程位置设定成使得所述横向倾斜度理论值和所述机械框架倾斜度值之间的差最小。

技术总结
一种自行式路面铣刨机，包括机械框架，机械框架由行驶机构支承，行驶机构具有左前行走机构和右前行走机构以及左后行走机构和右后行走机构，其中在机械框架上设置铣削滚轮。本发明还涉及用于控制这种路面铣刨机的方法。根据本发明的路面铣刨机的特征在于横向倾斜度检测机构，该横向倾斜度检测机构为了控制路面铣刨机构造成检测竖立在未经加工的地面上的左前行走机构和右前行走机构相对于机械框架的位置并且由这些行走机构的位置得出描述地表面的横向于路面铣刨机的作业方向相对于机械框架的横向倾斜度的横向倾斜度值，基于该横向倾斜度值控制路面铣刨机。横向倾斜度检测机构用作检测该路段走向的横向倾斜度的横向倾斜度传感器系统。斜度传感器系统。斜度传感器系统。


技术研发人员：C
受保护的技术使用者：维特根有限公司
技术研发日：2023.03.23
技术公布日：2023/9/26