专利名称：用于地面加工机的监控装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种监控装置，其用于地面加工机，该地面加工机具有至少一个用于机械加工地表面和/或用于产生地面覆盖层的加工装置。本发明尤其涉及用于地面铣刨机的监控装置，该地面铣刨机具有至少一个装备有多个铣刨凿的铣刨辊。此外本发明涉及一种具有至少一个这样的监控装置的地面加工机。
背景技术：
地表面和/或地面覆盖层的由地面加工机产生的特性使得能够推断出地面加工机或其加工装置的加工过程和/或状态。这样例如由地面铣刨机在地表面产生的铣刨图形的变化能提示出铣刨凿的逐渐磨损或甚至凿折断。因此通过检测地表面和/或地面覆盖层的产生的特性来监控在地面加工机中的工作结果是有意义的。在DE 102 03 732A1中建议，在工作运行期间检测和监控地面铣刨机的直接或间 接参与铣刨过程的机器构件的运行状态。只要求得的特征值显示相对于额定值不允许的偏离，则将其显示给机器操作者，机器操作者能因此立刻检查并且在必要时更换铣刨凿。在此不利的是，由铣刨凿或铣刨辊在地面结构中产生的旋转形态未被考虑。因此在DE102 03732A1中此外建议，借助照相机光学检测所产生的铣刨图形并且通过显示屏显示给机器操作者。机器操作者能在显示屏上控制产生的铣刨图形的质量，但这要求机器操作者持续的注意力。
发明内容
本发明的任务是，说明上述类型的地面加工机的优化工作运行的可能性。该任务通过具有权利要求I的特征的监控装置解决。此外该任务通过具有第一并列权利要求的特征的监控装置解决。借助第二并列权利要求，该任务的解决方案还扩展到具有至少一个这样的监控装置的地面加工机、尤其是地面铣刨机。这种地面铣刨机例如是道路铣刨机。优选的进一步构成和设计在相应的从属权利要求中给出。为了解决该任务，建议一种监控装置，其用于地面加工机，该地面加工机具有至少一个用于机械加工地表面和/或用于施加地面覆盖层的加工装置，所述监控装置包括至少一个检测装置，用于无接触地和至少局部地检测地表面和/或地面覆盖层的由加工装置产生的特性；所述监控装置还包括至少一个评估装置，用于自动评估由检测装置检测的特性。检测装置可连续或不连续地、例如以规定的时间间隔检测所述特性。在检测中在最宽泛的意义上生成实际特性的电子表示形式并且接着传输给评估装置，该评估装置自动评估该电子表示形式并且在此将其例如与额定数据和/或以前的检测相比较。识别出的不允许的特性可显示给机器操作者和/或传输给地面加工机的控制器，该控制器接着例如在必要时与监控装置协同工作而引入合适的应对措施，以获得希望的特性或预定特性。概念“特性”在本发明范围内尤其包括由所述加工装置产生的地表面和/或地面覆盖层的表面成形和结构和/或外形。
所建议的监控装置例如用于在地面稳定机(例如地面稳定器)上的监控。此处可借助检测的特性例如确定和监控并在必要时在调节回路中改变两种成分(例如石灰和矿物混合物)的分离或混匀。建议的监控装置例如也可用于在地面再循环机(例如道路再循环机)上的监控。此处可借助检测的特性例如确定和监控并在必要时在调节回路中改变两种成分(例如再循环材料和冷浙青)的分离或混匀。建议的监控装置同样也可用于在地面摊铺整平机(例如铺柏油机或铺浙青机)上的监控。此处可借助检测的特性来检测、监控并且必要时也在调节回路中改变例如所述分离或混匀、以及平整度、路面外形和可能的错位边缘(例如在地基面与行驶面之间的错位)。优选设定，所述检测装置基于光学成像或扫描的原理，或者说根据这种原理工作。尤其是设定，检测装置具有至少一个照相机，并且评估装置具有至少一个图像处理模块。同样可设定，检测装置基于借助激光、红外线、声音、X射线、无线电波等的扫描的原理，或者说根据这些原理之一工作。此外优选设定，检测装置基于面状成像、面状扫描和/或线形扫描的原理，或者说根据这些原理之一工作。另外类似，接着的结合本发明的用于地面铣刨机的监控装置的说明也适用。
此外为了解决该任务，建议一种用于地面铣刨机的监控装置，该地面铣刨机具有至少一个装备有多个铣刨凿的铣刨辊，该监控装置包括至少一个检测装置，用于无接触地和至少局部地检测由铣刨辊或者说铣刨凿产生的铣刨图形；该监控装置还包括(至少一个)评估装置，用于自动评估由检测装置检测的铣刨图形。所述检测装置可连续地或不连续地、例如以规定的时间间隔检测由铣刨辊产生的铣刨图形。在此在最宽泛的意义上生成实际产生的铣刨图形的电子图像(该图像也可包括多张单图或包括图片序列)并传输给评估装置，该评估装置尤其是关于在铣刨凿上的磨损现象和/或脱落现象对检测的铣刨图形进行评估。此外对产生的铣刨图形的自动质量评定也是可能的。用于检测的数据的预处理模块也可属于检测装置。所述评估装置例如可以是安装有对于本发明评估合适的实施软件的计算机系统或类似系统。所述监控装置构造成，应用在具有至少一个铣刨辊的地面铣刨机上，所述铣刨辊装备有至少一个、优选多个尤其是可更换的铣刨凿或铣刨刀。这种用于去除地表面、尤其是用于去除路面的表面或者说覆盖层的地面铣刨机由现有技术已知。在工作运行期间或者说在铣刨过程期间，铣刨辊旋转，铣刨凿与待加工的地表面进入嵌接并且将所述地表面至少部分地去除。铣刨凿在此处于持续的磨损下。此外例如可通过凿折断导致铣刨凿的过早脱落。在两种情况中的结果都是铣刨图形的显著并且尤其是可见的改变。根据本发明以有利的方式检测由铣刨辊或者说铣刨凿实际产生的铣刨图形并且输送用于评估，最后正是这种产生的铣刨图形有决定性的利害关系。由于自动评估，不需要人工监控，从而机器操作者能将其注意力放在其他过程、例如地面铣刨机的驾驶上。此外对于产生的铣刨图形的独立于机器操作者主观标准的客观质量评价也是可能的。根据一种优选的进一步方案，评估装置构造用于，借助检测的铣刨图形自动确定或者说求得至少一个铣刨凿的磨损和/或过早的脱落。就这点而言，所述监控装置也可称为铣刨凿监控装置。当磨损到达临界水平或铣刨凿例如通过机械损坏或折断脱落时，则产生的铣刨图形改变。这由评估装置借助对检测的铣刨图形的评估自动识别出并且显示给机器操作者。为此监控装置优选包括显示装置、例如信号灯或显示屏(显示器)。评估装置此外可与机器控制器耦联(例如通过基于机器的CAN总线)，并且当识别出在铣刨凿上的不允许的磨损或至少一个铣刨凿的脱落时促使地面铣刨机的停机。同样可设想，适配推进或铣刨辊转速。此外可设想，评估装置诊断铣刨凿的逐渐磨损，并且已经关于相宜的更换提前通知机器操作者。通过适时的更换也能避免铣刨辊及其凿支座的进一步损害。此外可附加地设定，检测的铣刨图形和/或评估结果存储在存储装置中，其例如用于质量保证。尤其是还可监控和通过引入应对措施来避免不希望的人字形图案的产生。根据一种优选的进一步方案，评估装置构造用于，借助当前检测的铣刨图形与在时间上之前检测的铣刨图形的比较，确定至少一个铣刨凿的磨损和/或脱落。这种工作方式例如在连续地检测产生的铣刨图形时是适合的。替代地和/或附加地，可将检测的铣刨图形与例如存储在数据库中的额定铣刨图形或理想铣刨图形比较。根据一种优选的进一步方案，评估装置构造用于，借助检测的铣刨图形确定磨损的和/或脱落的铣刨凿在铣刨辊上的精确位置。需要更换的铣刨凿的确定的位置可例如在显示装置上显示给机器操作者。由此，地面铣刨机的用于维护工作的累计停机时间可显著缩短。 根据一种优选的进一步方案设定，检测装置基于光学扫描由铣刨辊或者说铣刨凿产生的铣刨图形的原理，或者说根据这种原理工作。优选在此设定，检测装置具有至少一个照相机，并且评估装置包括图像处理模块(该图像处理模块也可以是软件模块)，该图像处理模块例如基于在检测的铣刨图形中的对比度差别、亮度差别和/或颜色差别确定或者说探测或者也诊断至少一个铣刨凿的磨损和/或脱落。尤其是以这种方式能探测在铣刨图形中可归因于凿折断的材料升高。这种工作方式也可包括摄影测量学方法。根据一种优选的进一步方案设定，检测装置基于激光扫描由铣刨辊或者说铣刨凿产生的铣刨图形的原理，或者说根据该原理工作。在此由铣刨辊或者说铣刨凿产生的铣刨图形例如线形地和横向于铣刨方向地扫描。代替激光扫描也可设置光点扫描(借助光学扫描装置)或类似方法。如之前已说明的，借助激光扫描检测的铣刨图形被输送给评估装置，该评估装置尤其是关于在铣刨凿上的磨损现象和/或脱落现象评估检测的铣刨图形。尤其是以这种方式能探测在铣刨图形中可归因于凿折断的材料升高。激光扫描装置(激光扫描器)作为基本上装配好的模块可在市场上购得。但所建议的应用不是由现有技术已知的。根据一种优选的进一步方案设定，检测装置基于声波扫描由铣刨辊或者说铣刨凿产生的铣刨图形的原理，或者说根据这种原理工作。对检测的铣刨图形的进一步处理按之前说明的进行。这种声波扫描例如可以是超声波扫描。声波扫描装置(声波扫描器)作为基本上装配好的模块可在市场上购得。但所建议的应用不是由现有技术已知的。根据一种同样优选的进一步构成设定，检测装置基于无线电波扫描由铣刨辊或者说铣刨凿产生的铣刨图形的原理，或者说根据这种原理工作。对检测的铣刨图形的进一步处理按之前说明的进行。这种无线电波扫描例如可以是电磁波扫描。无线电波扫描装置、尤其是电磁波扫描器作为基本上装配好的模块可在市场上购得。但所建议的应用不是由现有技术已知的。在一种优选构造中设定，检测装置和评估装置也构造用于检测地面结构的外形并且尤其是表层外形。在此尤其可涉及道路横截面在确定的路段点上的表层外形。必要时还可确定所述表层外形沿延伸方向(例如沿道路纵向)的走向。这可以独立于对产生的铣刨图形的检测和评估进行。在此特别相关的是道路横截面的所谓顶部倾斜。确定的表层外形可在显示装置上显示给机器操作者和/或存储在存储装置中。此外也要求保护一种地面加工机，其具有至少一个按上述说明的根据本发明的监控装置。这种地面加工机可以是地面稳定机、地面再循环机或地面摊铺整平机。这种地面加工机尤其是地面铣刨机、例如道路铣刨机。优选设定，这种地面铣刨机这样构造，使得在由监控装置识别出产生的铣刨图形的恶化(例如与额定数据的显著偏离)时，自动通过控制器进行推进的适配和/或铣刨辊转速的适配，这例如可在调节回路中实施。由此特别是也能在精铣刨和/或以小的铣刨深度的铣刨时避免不希望的人字形图案。根据本发明的监控装置与控制器的耦联例如通过基于机器的CAN总线实现。
接着借助附图示例性且非限定性地进一步说明本发明。示意性的附图如下 图I在施加地面覆盖层时的地面摊铺整平机的侧视图；图2在铣刨过程中的地面铣刨机的侧视图；图3以图2的铣刨机产生的铣刨图形的透视图；图4根据本发明的监控装置的方块图；图5在剖面图中示出的根据本发明的监控装置的应用，用于确定道路横断面的表层外形。
具体实施例方式图I示出本身已知的地面摊铺整平机300、例如铺浙青机，借助该地面摊铺整平机能将地面覆盖层400施加到地面结构S上。为此，地面摊铺整平机300具有至少一个加工装置310，借助该加工装置，至少一种在缓冲器320中存储的原料被加工并施加到地面结构S上。所述原料也可是之前去除并预处理过的地面材料或覆面材料(地面再循环机)。地面摊铺整平机300的推进方向以V表示。根据本发明，地面摊铺整平机300具有关于推进方向V布置在加工装置310后面的检测装置11，通过所述检测装置能无接触地检测并借助评估器(如接着进一步说明的)自动地评估施加的地面覆盖层400的特性。所述特性的检测可通过照相成像或其他成像和/或扫描进行，并且包括由加工装置310产生的地面覆盖层400的表面成形和结构和/或外形。接着的说明对其进一步描述。图2示出本身已知的具有铣刨辊210的地面铣刨机200 (例如参看DE 102 03732A1)。铣刨辊210用于去除地表面，通过去除，在地面结构S中(例如在路面中)产生所谓的铣刨图形。地面铣刨机200相对于地面结构S沿推进方向V运动，借助沿方向R旋转的铣刨辊210和在其上布置的铣刨凿220，地面结构S的地表面以规定的高度被去除或者说被铣除。通过材料去除而产生的铣刨图形以100表示。产生的铣刨图形100可根据本发明借助至少一个关于推进方向或者说铣刨方向V布置在铣刨辊210后面的检测装置11无接触地检测并且借助评估装置自动评估，如接着进一步说明的。图3示例性示出由铣刨辊210产生的铣刨图形100。铣刨图形100具有铣刨纵向L，该铣刨纵向对应于在铣刨过程中铣刨辊210的推进方向或者说铣刨方向V。铣刨图形100沿纵向L具有多个平行定向的槽或者说沟100，所述槽或者说沟借助铣刨辊210并且准确地说借助在其上布置的铣刨凿220或铣刨刀引入地面结构S中。在一个或多个铣刨凿磨损和/或脱落时，产生的铣刨图形100改变。在磨损时，可导致沟深的减小和/或沟横截面形状的改变。凿折断可导致所谓的材料升高(参看DE 10203 732A1)，因为在损坏的铣刨凿区域中的地面材料不再能被足够地去除。两者都是不希望的。因此根据本发明建议，无接触地检测由铣刨辊210产生的铣刨图形100并且关于至少一个铣刨凿220的磨损和/或脱落自动评估检测的铣刨图形。根据本发明的另一个方面也可自动评定产生的铣刨图形100的质量。检测所产生的铣刨图形100例如可借助至少一个光学的检测装置进行，尤其是至少一个照相机Ila属于该检测装置。借助该照相机11a，产生的铣刨图形100在该铣刨图形引入到地面结构中之后在例如矩形的区域120中被检测。这种检测可连续地或不连续地进行，如以上所说明的。沿横向b的检测宽度以B表示。照相机Ila在地面铣刨机200上关于推进方向V这样布置在铣刨辊210后面，使得该照相机能光学地对检测区域210进行检 测。关于检测区域120位于面中心和垂直的布置在此不是强制地需要的。由照相机Ila检测的铣刨图形输送给评估装置12 (参看图4)，如接着还要进一步说明的。替代地或附加地，产生的铣刨图形100的检测也可借助至少一个激光扫描装置I Ib进行，该激光扫描装置在铣刨图形引入地面结构S后例如反复地沿横向b或者说横向于纵向延伸方向L线形地扫描所产生的铣刨图形100，这在图3中以线130和13(V表示。为了在地面铣刨机200上固定激光扫描装置11b，之前对照相机Ila的说明是类似地相关的。图4示意性示出总体上以10表示的根据本发明的监控装置。检测装置11属于监控装置10，所述检测装置11例如可具有照相机I Ia和/或激光扫描装置(激光扫描器)I lb。与在图2中示出的地面铣刨机200结合，由检测装置11检测的铣刨图形接着或同时传递给评估装置12。所述评估装置12尤其是计算机或微处理器装置。必要时，由检测装置11检测的铣刨图形在转送给评估装置12之前需要被预处理。评估装置12评估检测的铣刨图形。在此可设定，将检测的铣刨图形与短时在先检测且缓存的铣刨图形或与在存储装置14中存储的铣刨图形比较。在评估装置12的自动评估中，一个或多个铣刨凿的不允许的磨损或甚至脱落(凿折断)可被自动识别、必要时甚至也可被诊断并且通过显示装置13显示给机器操作者。理想地在此也为机器操作者示出，相关的铣刨凿220位于铣刨辊210上的什么位置。机器操作者现在可停止地面铣刨机200并且更换损坏的铣刨凿220或整个铣刨辊210。最后也能设置评估装置12与地面铣刨机200的控制器20的耦联，由此例如可能的是，在产生的铣刨图形100不允许地恶化时，自动停止地面铣刨机200或以合适的方式改变其运行参数，所述恶化例如基于过度的凿磨损或凿折断。监控装置10也可以按类似的方式使用在根据图I的地面摊铺整平机300中并且在此检测、监控并且必要时也在调节回路中改变例如与地面覆盖层400 —起施加的材料的分离和混匀、以及平整度、路面外形(为此也参看接着的说明)和可能的错位边缘。优选在评估装置12中也能进行关于产生的铣刨图形100的质量的自动评估。检测的铣刨图形和/或评估结果可例如为了质量保证而存储在存储装置14中。根据一种优选的进一步方案，也可使用根据本发明的监控装置10，以确定和/或监控地面结构S的外形并且尤其是表层外形并且尤其是道路横截面的表层外形。这在图5中示出。地面结构S的与水平面H偏离的表层外形P在检测宽度B上(沿横向b ;参看图3)以优选的方式由激光扫描装置Ilb检测并且在评估装置12中被评估。求得的表层外形P能在显示装置13上显示给机器操作者和/或存储在存储装置14中。必要时，例如通过铣 除(例如借助在图2中示出的地面铣刨机200)或通过施加地面覆盖层400 (例如借助在图I中示出的地面摊铺整平机300)产生的并借助监控装置10监控的外形P也能在调节回路中调节到规定目标。
权利要求
1.监控装置(10)，其用于地面加工机(200,300),该地面加工机(200、300)具有至少一个用于机械加工地表面和/或用于施加地面覆盖层(400)的加工装置(210、310)，所述监控装置包括至少一个检测装置(11)，用于无接触地和至少局部地检测地表面和/或地面覆盖层(400)的由加工装置(210、310)产生的特性；所述监控装置还包括评估装置(12)，用于自动评估由检测装置(11)检测的特性。
2.按权利要求I的监控装置(10)，其特征在于，所述检测装置(11)基于光学成像或扫描的原理。
3.按权利要求2的监控装置(10)，其特征在于，检测装置(11)具有至少一个照相机(Ila),并且评估装置(12)具有图像处理模块。
4.按权利要求I的监控装置(10)，其特征在于，检测装置(11)基于借助激光、红外线、声音或X射线的扫描的原理。
5.按上述权利要求I至4之一的监控装置(10)，其特征在于，检测装置(11)基于面状成像、面状扫描和/或线形扫描的原理。
6.监控装置(10)，其用于地面铣刨机(200 )，该地面铣刨机(200 )具有至少一个装备有多个铣刨凿(220)的铣刨辊(210)，所述监控装置包括至少一个检测装置(11)，用于无接触地和至少局部地检测由铣刨辊(210)产生的铣刨图形(100);所述监控装置还包括评估装置(12 )，用于自动评估由检测装置(11)检测的铣刨图形。
7.按权利要求6的监控装置(10)，其特征在于，评估装置(12)构造用于，借助检测的铣刨图形自动确定至少一个铣刨凿(220)的磨损和/或脱落。
8.按权利要求6或7的监控装置(10)，其特征在于，评估装置(12)构造用于，借助当前检测的铣刨图形与在时间上之前检测的铣刨图形的比较，确定至少一个铣刨凿(220)的磨损和/或脱落。
9.按权利要求6至8之一的监控装置(10)，其特征在于，评估装置(12)构造用于，借助检测的铣刨图形确定磨损的和/或脱落的铣刨凿(220)在铣刨辊(210)上的精确位置。
10.按权利要求6至9之一的监控装置(10)，其特征在于，检测装置(11)基于由铣刨辊(210)产生的铣刨图形(100)的光学扫描的原理。
11.按权利要求10的监控装置(10)，其特征在于，检测装置(11)具有至少一个照相机(11a)，并且评估装置(12)包括图像处理模块，该图像处理模块能基于在检测的铣刨图形中的对比度差别、亮度差别和/或颜色差别来确定铣刨凿(220)的磨损和/或脱落。
12.按权利要求6至9之一的监控装置(10)，其特征在于，检测装置(11)基于由铣刨辊(210)产生的铣刨图形(100)的激光扫描的原理。
13.按权利要求6至9之一的监控装置(10)，其特征在于，检测装置(11)基于由铣刨辊(210)产生的铣刨图形(100)的声波扫描的原理。
14.按上述权利要求6至13之一的监控装置(10)，其特征在于，检测装置(11)和评估装置(12 )构造用于确定道路横截面的表层外形(P)。
15.地面加工机(200、300)，其具有至少一个按上述权利要求之一的监控装置(10)，该地面加工机尤其是地面铣刨机(200)。
16.按权利要求15的地面加工机(20)，其特征在于，其为地面铣刨机，该地面铣刨机这样构造，使得在由监控装置(10)识别出产生的铣刨图形(100)的恶化时，自动通过控制器(20)进 行推进(V)的适配和/或铣刨辊转速(R)的适配。
全文摘要
本发明涉及一种监控装置，其用于地面加工机、尤其是地面铣刨机，该地面加工机具有至少一个用于机械加工地表面(100)和/或用于施加地面覆盖层的加工装置，所述监控装置包括至少一个检测装置(11a、11b)，用于无接触地和至少局部地检测地表面(100)和/或地面覆盖层的由加工装置产生的特性(110)；所述监控装置还包括评估装置，用于自动评估由检测装置(11)检测的特性。本发明此外涉及一种地面加工机，其具有至少一个这样的监控装置，该地面加工机尤其是地面铣刨机。
文档编号E01C19/48GK102892954SQ201180023922
公开日2013年1月23日 申请日期2011年4月14日 优先权日2010年4月14日
发明者S·瓦克斯曼, R·劳克斯 申请人:宝马格有限公司