建筑机械的制作方法

本实用新型涉及一种建筑机械，例如具有至少一个碾压滚轮的压路机，至少一个碾压滚轮形成建筑机械或压路机的能相对于机架转动的系统区域。

背景技术：

DE 10 2011 088 567 A1公开了一种构造成具有碾压滚轮的压路机形式的建筑机械。在碾压滚轮的内部中在周边上分布地设置多个构造成加速度传感器的运动传感器。运动传感器将其输出信号传输给数据发送单元，数据发送单元与设置在机架、即建筑机械的不能旋转的系统区域上的数据接收单元处于无线连接，以便能够在同样设置在机架上的数据评估系统中评估由运动传感器提供的信息。在可替代的构造方案中，为每个运动传感器分配自身的数据发送单元，该数据发送单元为了传输信号与数据接收单元处于无线连接。

技术实现要素：

本实用新型的目的是，提供一种建筑机械，该建筑机械确保将在能旋转的系统区域中提供的信息可靠地、无错误地传输给设置在建筑机械的不能旋转的系统区域上的数据评估系统。

根据本实用新型，该目的通过一种建筑机械实现，该建筑机械包括：

-相对于机架能够围绕转动轴线转动的系统区域，

-在能够转动的系统区域上的至少一个传感器、具有至少一个发送天线的数据发送单元和用于将数据从至少一个传感器传输给数据发送单元的第一数据传输装置，

-在机架上的具有至少一个接收天线的数据接收单元、数据评估系统和用于将数据从数据接收单元传输给数据评估系统的第二数据传输装置，其中，数据发送单元具有至少两个发送天线，或/和数据接收单元具有至少两个接收天线。

因为在根据本实用新型构造的建筑机械中使用多个发送天线或/和多个接收天线，以便发送和接收需要由数据发送单元输出且需要通过无线电传输的信号，所以确保，不管建筑机械的能转动的系统区域的转动位置如何，在至少一个发送天线和至少一个接收天线之间有可靠的无线连接。因此可消除由于在能转动的系统区域的旋转期间在发送天线和接收天线之间暂时过大的间距引起的无线连接中断或受到干扰的风险。

根据本实用新型的另一有利的、不是必须与前述方案结合的方案，为了在至少一个传感器和数据发送单元之间或在数据接收单元和数据评估系统之间能够可靠地确保传输大量数据，提出，第一数据传输装置包括第一数据总线系统，或/和第二数据传输装置包括第二数据总线系统。对此尤其可规定，第一数据总线系统或/和第二数据总线系统包括CAN数据总线系统。对此特别有利的是，在能转动的系统区域中以及在机架的区域中使用相同的数据总线系统，从而无需转换在数据发送单元和数据接收单元之间传输的数据。

为了不管能转动的系统区域的定位如何都确保在数据发送单元和数据接收单元之间的持久且可靠的无线连接，提出，至少两个发送天线或/和至少两个接收天线优选相对彼此所具有的角间距在90°至180°的范围中。

为了提供关于能转动的系统区域的运动状态的全面信息可设置多个构造成运动传感器的传感器，其优选相对彼此具有均匀的角间距。

能转动的系统区域可为压路机的碾压滚轮。

至少一个构造成运动传感器的传感器可为加速度传感器。可替代地或额外地尤其在能转动的系统区域是碾压滚轮时，此时可设置至少一个传感器，该至少一个传感器提供关于不平衡质量组件的至少一个不平衡质量的定位或/和运动的信息。这种不平衡质量组件例如可设置在碾压滚轮中，以便在围绕其转动轴线转动的碾压滚轮的碾压运行中叠加振荡运动，即沿周向方向的周期性的来回运动或/和振动运动，即在竖向方向上的周期性的来回运动。可替代地或额外地，例如可在碾压滚轮之上或之中设置至少一个温度传感器，以便提供关于在能转动的系统区域的内部中或在其外周面上的温度的信息。

尤其在为了将信息传输给数据发送单元而使用数据总线系统时，此时提出，至少一个传感器构造成用于输出数字的传感器信号。

为了给设置在能转动的系统区域中的组件供给电能，可设置直流电压电源组件。对此例如可通过以下方式提供将能量从不能转动的系统区域，即从机架的区域可靠且有效地传输到能转动的系统区域中，即，使直流电压电源组件包括电感能量传输装置，以便以无线的方式将能量传输到能转动的系统区域中，其中，电感能量传输装置包括具有至少一个发送器线圈的发送器组件以及在能转动的系统区域上包括具有至少一个接收器线圈的接收器组件。

对此，为了能够提供与能转动的系统区域的转动位置基本无关的可靠的能量传输，提出，接收器组件包括多个优选沿周向方向围绕转动轴线依次布置的接收器线圈，或/和发送器组件包括至少两个优选沿周向方向围绕转动轴线依次布置的发送器线圈。

为了提供能够集成在能转动的系统区域中的系统，提出，电感能量传输装置包括多个沿周向方向依次的载体，其中，在每个载体上设置至少一个接收器线圈，且在至少一个载体上设置至少一个传感器，或/和在载体上设置数据发送单元，或/和在至少一个载体上、优选至少两个载体上设置发送天线。

同样地，为了从能旋转的系统区域将信息可靠地传输到不能旋转的系统区域中，能够为数据发送单元分配信号分配器，以便将数据发送单元的输出信号分配到多个发送天线上，使得所有的发送天线同时地且无间断地基本发送相同的输出信号。

附图说明

下面参考附图详细描述本实用新型。其中：

图1示出了压路机；

图2示出了与图1的压路机的碾压滚轮相关地设置的电感能量传输组件的原理性示意图；

图3示出了发送器线圈与接收器线圈共同作用的原理性示意图；

图4示出了具有发送器线圈和与之对应的谐振回路的发送器组件的基本构造；

图5示出了图1所示的压路机的碾压滚轮的原理性轴向视图，该碾压滚轮具有设置在其上的组件，以便提供和传输信息给压路机的不能旋转的系统区域；

图6示出了在图1中的压路机中所安装的系统的框形示意图，其用于将信息从碾压滚轮传输给设置在压路机的机架上的数据评估系统。

具体实施方式

在下面参考图5和图6详细描述将在建筑机械的能旋转的系统区域之外的数据传输给建筑机械的不能旋转的系统区域之前，首先参考图1至图 4根据一个示例描述，如何能够将电能接入建筑机械的能旋转的系统区域，以便能够为布置在此处用于获取信息且进行传输的零件馈送电能。

在图1中可看出实施成压路机10形式的建筑机械的侧视图。压路机 10包括后部(Hinterwagen)12，后部具有通过也设置在此处的驱动设备驱动的驱动轮14。可相对于后部12摆动的前部(Vorderwagen)16包括机架 18，在机架上，碾压滚轮20能够围绕与图1的绘图平面基本正交的转动轴线转动，以便在压路机10向前运动时压实地基22。在本实用新型中，承载碾压滚轮20的机架18以及后部12理解为压路机10的整个机架的组成部分。

在碾压滚轮20的内部中可设置不同的机构，以便除了碾压滚轮的滚动运动之外还产生振荡运动或振动运动。为了检测碾压滚轮20的运动状态可在碾压滚轮的内部中设置运动传感器，例如加速度传感器，其与数据发送单元连接，以便将关于碾压滚轮的运动状态的信息发送给例如布置在后部 12上的驾驶室24的区域中的接收单元。布置在碾压滚轮20的内部中的传感器或数据发送单元是耗电件，其为了提供传感器信号或为了传输传感器信号(其作为无线电信号)必须被供给电能。

下面参考图2至图4描述，如何能够根据本实用新型的原理给能旋转的系统区域、即，示例性示出的压路机10的碾压滚轮20中的这种耗电件馈送电能。

在图2至图4中基本以原理示意图示出的呈电感能量传输组件26形式的直流电压电源组件25在所示示例中包括发送器组件27，发送器组件具有两个发送器线圈28、30。发送器线圈例如相对于机架18固定地支承在不能与可转动的系统区域、即碾压滚轮20一起转动的构件上。在此，两个发送器线圈28、30可布置成，使得其沿周向方向围绕能转动的系统区域、即碾压滚轮20的转动轴线依次相继地布置。

在能旋转的系统区域上，即在所示示例中在碾压滚轮20上设有概括性地以32表示的接收器组件。接收器组件包括多个同样示例性地沿周向方向围绕转动轴线D依次相继布置的接收器线圈34，接收器线圈构造成在周向方向上延伸。在所示示例中各有三个这种接收器线圈34支承在圆弧段形构造的载体36上。在图2所示的圆形的布置中总共四个圆弧段形的载体36 可固定在能旋转的系统区域上，即碾压滚轮20上，例如在沿轴向闭合碾压滚轮且支承滚轮外周面38的盘片40上。接收器线圈34相对于转动轴线D 布置成，接收器线圈近似地位于发送器线圈28、30所定位的径向区域中。

参考图3和图4描述接收器线圈34与发送器组件27或发送器组件的两个发送器线圈28、30的相互作用。

图3示例性地示出了发送器线圈28，发送器线圈可具有包围示意性示出的芯部42的一个或多个绕组，芯部优选由金属材料构成。发送器线圈 28与频率发生器44连接，频率发生器能以输入区域46连接到压路机10 的机载电源系统上且通过该机载电源系统例如供给12V直流电压。频率发生器44由该直流电压产生高频的交流电压信号，例如具有的频率在100kHz 的范围中，且将该交流电压信号施加在发送器线圈28上。该发送器线圈通过芯部42增强地产生相应高频的交变磁场，交变磁场在图3中与发送器线圈28相对而置的接收器线圈34中感应出相应的交流电压或相应的交流电流。为接收器线圈34分配的整流器48由该交流电压产生直流电压，例如同样具有12V，该直流电压可施加在设置在碾压滚轮20中的耗电件50上或连接在耗电件上，以便由此为其馈送电能。

在碾压滚轮20旋转时，在周向方向上依次相继的接收器线圈34逐个地以在转动轴线D的方向上保留的约20mm的间距A在一个或多个发送器线圈28、30旁经过。在接收器线圈34中的一个或多个与发送器线圈28、 30相互磁作用的每个相位期间，在相关的接收器线圈34中通过磁感生成交流电压或交流电流。因为与每个接收器线圈34相关地设置独立的整流器 48，且所有的接收器线圈34或对应的整流器48相对彼此并联，所以即使在旋转运行中也基本恒定地供给耗电件50。对此尤其有利的是，发送器组件27包括多个、在所示示例中为两个在周向方向上依次相继的发送器线圈 28、30，发送器线圈分别与频率发生器44相互激励作用，使得在发送器组件27和接收器组件32之间产生相互磁作用的周围区域如此伸展，使得接收器线圈34中的至少一个始终通过交变磁场被激励以产生交流电压。

图4示出了发送器线圈28、30、例如发送器线圈28的构造或其与对应的芯部42的相互作用的一个示例。在所示示例中，通常由金属材料构造的芯部42为E形状且具有三个E支脚52、54、56以及使其相应彼此连接的E接片58、60。包括一个或多个绕组的发送器线圈28围绕中间E支脚、即E支脚54缠绕。芯部42基本布置成，E支脚52、54、56近似地在转动轴线D的方向上且朝向碾压滚轮20或设置在其上的接收器线圈34定向。对此优选地，由发送器线圈28包围的中间E支脚54在径向方向上如此定位，使得其近似地居中定位在相应的接收器线圈34的径向外部的线圈区域 62和径向内部的线圈区域64之间。两个外部的E支脚52、56可与径向外部的线圈区域62或径向内部的线圈区域64近似相对地定位。

以这种方式确保在发送器线圈28和周期性地运动经过发送器线圈的接收器线圈34之间的非常有效的相互磁作用，其中，接收器线圈34包括一个或多个包围芯部(不是必要的)的绕组。

为了提高在发送器组件27到接收器组件32的能量传输时的效率，优选与每个发送器线圈28、30相关地设置电谐振回路66。电谐振回路包括本身闭合的具有谐振回路线圈68和谐振回路电容器69的电回路。因此，谐振回路66具有由谐振回路线圈68的电感和谐振回路电容器69的电容大致定义的谐振频率。该谐振频率基本相应于需要施加在发送器线圈28上的交流电压的由频率发生器44提供的频率。为了在此能够尽可能精确地协调，例如发生器44能够协调其频率，以便通过微小地改变该频率能够与谐振回路66的谐振频率匹配。可替代地或额外地，例如也可使谐振回路电容器 69的电容改变，以便使谐振回路66的谐振频率匹配交流电压的由频率发生器44提供的频率。

包围芯部42的谐振回路线圈68能够紧挨着发送器线圈28地定位。例如两个线圈能够彼此并排布置地包围芯部42的相同区域，即在所示示例中包围中间E支脚54。原则上也可使其中一个线圈在另一线圈的外周区域包围该另一线圈地布置，使得能够实现在转动轴线的方向上非常紧凑的结构方式。

在给发送器线圈28加载通过频率发生器44产生的交流电压时，谐振回路66被激励而振动，其中，由于前面提及的频率协调使得谐振回路66 以其谐振频率且因此以非常高的幅度振动。这加强了通过发送器线圈28产生的交变磁场。通过使用这种谐振回路66以及相关的相应发送器线圈28 或30能够将电感能量传输装置的效率提高到约45％，从而在频率发生器 44的功率消耗约为15W时，为接收器线圈34分配的整流器48提供约为 7W的功率输出。

应指出，尤其在图2至图4中基本以原理性构型示出的电感能量传输装置26可在不同方案中变化。因此自然也可沿周向依次相继地布置比所示接收器线圈34更多或更少的接收器线圈。也可设置成由沿周向方向依次相继的接收器线圈34构成的沿径向错列的环，其中，这些环优选此时沿周向方向相对错开。如同发送器线圈或与其共同作用的芯部的构造那样，发送器组件27的发送器线圈的数量也可变化。因此，该芯部无需一定为E形状。也可设置芯部的U形或大致半圆形的构型。发送器线圈例如也可设置在其中一个外部E支脚上或在使两个E支脚或两个U支脚彼此连接的接片区域中。

图5以原理性的轴向视图示出了碾压滚轮20。在碾压滚轮20上设置前面详细描述的载体36，该载体具有电感能量传输装置26的在图5中仅原理性示出的接收器线圈34。在图5中所示的示例中，在每个载体36上支承有传感器，例如以加速度传感器的形式提供的运动传感器70。此外，在碾压滚轮20上设置概括性地用72表示的数据发送单元，数据发送单元例如可在滚轮外周面38的内部中支承在其上或例如可支承在载体36上。在两个彼此径向相对的载体36上各支承一个发送天线74，如在图5中明显看出的那样使得两个发送天线具有关于转动轴线D约180°的角间距。

如下面参考图6所述，运动传感器70与数据发送单元72处于数据传输连接，数据发送单元又与两个发送天线74连接，从而能够将由运动传感器70提供的信息传导给支承在压路机10的机架上、例如在后部12的区域中的数据评估系统。

图6示出了四个运动传感器70，四个运动传感器经由概括性地用76 表示的数据系统与数据发送单元72联接以便传输数据。数据总线系统76 优选是CAN数据总线系统，数据总线系统将由运动传感器70以数字形式输出的信息或数据传导给数据发送单元72。为了能够使由传感器输出的信号以数字形式提供，例如可为每个传感器分配CAN收发器，CAN收发器将原则上以模拟形式提供的检测信号转变成适合通过构造成CAN数据总线系统的数据总线系统76进行传输的数据形式。运动传感器70和数据发送单元72通过前面详细描述的直流电压电源组件25供给例如12V的直流电压。

由数据发送单元72经由数据总线系统76接收的数据或信号通过数据发送单元72作为适合无线传输的信号被分配到两个发送天线74上。为此可为数据发送单元72分配信号分配器或集成到其中，该信号分配器给两个发送天线74同时地且持久地加载相同的信号，使得两个发送天线74持久地发送基本相同的输出信号，即，分别发送具有相同的信息量的输出信号。

如由框块78所示，可以借助改型的WIFI信号在大约2.49GHz的频率范围中以CAN数据总线协议和约500kbit/s的数据传输率进行无线传输。数据接收单元82的在压路机10上靠近碾压滚轮20处定位在不能旋转的系统区域上、例如在机架18上在机架的沿轴向与碾压滚轮20相对的内侧上的接收天线80接收由两个发送天线74发出的信号，并且将其经由数据总线系统84传达给数据评估系统86。数据总线系统84优选也构造成CAN 数据总线系统，使得由数据接收单元82接收的信号能够基本上没有转变成其他数据格式地经由数据总线系统84传输给数据评估系统86。数据接收单元82如同设置在压路机10的不能旋转的系统区域上的所有零件或构件那样由概括性地用88表示的机载电源系统馈送电能。

在数据评估系统86中接收的数据此时可被评估以便提供关于碾压滚轮20的运动状态的信息。数据评估系统86例如可包括微型控制器，微型控制器与硬件和软件结合地构造或编程来进行期望的信号评估。

因为在参考图6描述的构造中在能旋转的系统区域中设有彼此带有周向间距地布置的发送天线74，所以确保，在碾压滚轮20的转动运行中周期性地经过接收天线80的发送天线74或至少相应其中一个与接收天线80 处于无线传输连接。因此，不管碾压滚轮20的转动位置如何都能确保在数据发送单元72和数据接收单元82之间的持久的数据传输连接，且因此确保无间断的且无误差的通信。

需要指出，当然发送天线74也可以其他的角位置、例如相对彼此90°的角间距定位，且例如也可将多于两个的这种发送天线以优选相同的角间距分布地布置在周边上。在可替代的构造方案中，例如在机架18上在面对碾压滚轮20的区域中优选以相同的周向间距来定位在周边上围绕转动轴线D分布布置的多个接收天线80，例如在碾压滚轮20转动运行中唯一的发送天线运动经过多个接收天线。以这种方式也可提供在能旋转的系统区域和不能旋转的系统区域之间的持久且可靠的无线传输连接。原则上也可将多个发送天线设置在能旋转的系统区域上且将多个接收天线设置在不能旋转的系统区域上。因此在结合地使用数据总线系统以便在能旋转的系统区域中和在不能旋转的系统区域中传输数据的情况下，确保在能旋转的系统区域和不能旋转的系统区域之间的大量数据的可靠传输。

在图5中还可看出，代替或除了构造成运动传感器70的传感器，在碾压滚轮20上也可设置其他的传感器。由此能够设置一个或多个传感器90，该传感器提供关于概括性地用92表示的且设置在碾压滚轮20中的不平衡质量组件的一个或多个不平衡质量的位置和/或运动的信息。不平衡质量组件92可具有能围绕与转动轴线D平行或与其同轴的转动轴线旋转运动的不平衡质量，从而在这种不平衡质量的旋转运行中能够在碾压滚轮20的转动运动上叠加振荡运动或振动运动。也可行的是，在碾压滚轮20之上或之中设置一个或多个温度传感器94，以便提供关于在碾压滚轮20的内部中或在碾压滚轮的外周上的温度的信息。在碾压滚轮20的所示示例中，在能转动的系统区域之上或之中也可设置在此没有明确示出的能够获取且传达信息的传感器，该信息随着这种碾压滚轮20或通常能转动的系统区域的工作运行而产生。这种传感器也可构造成，输出数字信号或能够与产生数字信号的模拟/数字转换器联接，以便能够将这些信号如图6中参考运动传感器 70所示地那样传输给数据评估系统86。