机动铣刨的制造方法
【专利摘要】一种机动铣刨机，特别是道路铣刨机或露天采矿机，所述机动铣刨机具有：具有纵向轴线的机架；具有支撑机架的轮式或履带式行走机构的底盘；用于控制行进、转向和铣刨操作的控制器；高度可调的工作鼓；具有指定长度的可偏转的最后一个或单个运输输送机，该运输输送机布置于工作鼓的从铣刨机的行进方向上看去的前面或后面；其中运输输送机能够至少以偏转角围绕基本垂直的第一轴线侧向偏转；提供的所述机动铣刨机将实现下述特征：控制器包括检测与控制系统，其至少检测用于底盘的转向控制器的转向角度，或至少检测转向控制器的转向角度和已行进距离或行进速度，并根据该至少一个参数对运输输送机的偏转角进行控制。
【专利说明】机动铣刨机
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种机动铣刨机。
【背景技术】
[0002]机动铣刨机(特别是道路铣刨机或露天采矿机)包括具有纵向轴线的机架、具有支撑机架的轮式或履带式行走机构的底盘、以及用于控制行进、转向和铣刨操作的控制器，和高度可调的工作鼓。具有指定长度的可偏转的最后一个或单个运输输送机从铣刨机行进方向看去布置于工作鼓的前面或后面，其中所述运输输送机能够至少以偏转角围绕基本垂直的第一轴线侧向偏转。
[0003]铣刨机包括用于控制行进和铣刨操作的控制器以及用于铣刨例如路面的工作鼓。包括至少一个运输输送机的运输输送机装置位于工作鼓的从行进方向所见的前面或后面。如在运输方向上所看到的运输输送机装置的最后一个或单个输送机可相对于铣刨机的纵向轴线以可指定的偏转角侧向偏转到左侧或右侧，并且在高度上可通过可指定的仰角调节。运输输送机装置包括卸料端，铣刨材料在该卸料端处经由为抛物线轨迹形式的飞行路径卸料到运输车辆的装载表面上，所述抛物线轨迹是由输送速度和仰角导致的。
[0004]在这种铣刨机的实际操作中，当在操作过程中使得铣刨机转向时或当将铣刨机重新定位到不同位置时，会出现由大幅伸出的运输输送机所导致的多个问题。
[0005]例如，对于前端装载的铣刨机，铣刨材料朝向前卸料到在前行驶的运输车辆上。铣刨机的操作员需要给运输车辆的车辆驾驶员发出运输车辆何时要继续向前移动的信号。这会导致出现多个问题，因为操作员的注意力需要主要集中在铣刨过程，同时还需要避免与在前行驶的运输车辆发生碰撞。
[0006]另外一个问题在于下述事实:铣刨机的操作员还需要通过调节从运输方向上看去的运输输送机装置的最后一个或单个运输输送机的偏转角、仰角和输送速度来处理装载表面的装载，因此注意力会从包括执行铣刨过程在内的其实际任务分散。例如当改变铣刨机的行进方向时可能会需要校正偏转角。
[0007]在后端装载的铣刨机的情况下，在协调铣刨机与运输车辆的过程中也会出现问题，尤其是当运输车辆需要在铣刨机后面反向行驶时。当操作员一方面需要控制向前行进的铣刨过程，需要监控从行进方向上看去的铣刨机后面的运输车辆的装载，需要控制运输输送机装置的偏转角、仰角和/或输送速度，而另一方面还需要将必要的信息传达给车辆驾驶员，这会给操作员带来更大压力。
[0008]当将机动铣刨机重新定位到不同位置时，铣刨机的操作员必须确保大幅伸出的传输输送机不会与沿着路径(特别是当在狭窄弯道转弯时)的任何横向障碍物诸如电线杆发生碰撞。运输输送机可长于实际的铣刨机，且通常长度测量为约5米至约8米。
实用新型内容
[0009]因此本实用新型的目的在于提出一种机动铣刨机，其中在铣刨操作过程中或在铣刨机重新定位的过程中，道路铣刨机的操作员可无需在转弯时不断校正运输输送机偏转角的情况下驾驶铣刨机，且无论铣刨机的行进方向如何以及从行进方向上看去运输输送机是布置在铣刨机前面还是后面，都可以这样做。
[0010]上述目的分别通过一种机动铣刨机来实现，其具有:
[0011]-具有纵向轴线的机架；
[0012]-具有支撑机架的轮式或履带式行走机构的底盘；
[0013]-用于控制行进、转向和铣刨操作的控制器；
[0014]-高度可调的工作鼓；
[0015]-具有指定长度的可偏转的最后一个或单个运输输送机，其布置于工作鼓的从铣刨机行进方向上看去的前面或后面；
[0016]-其中运输输送机能够至少以偏转角围绕基本垂直的第一轴线侧向偏转；
[0017]其中，控制器包括检测与控制系统，其至少检测用于底盘的转向控制器的转向角度，或至少检测转向控制器的转向角度和已行进距离或行进速度，并根据该至少一个参数控制运输输送机的偏转角。
[0018]本实用新型有利地规定，控制器包括检测与控制系统，所述检测与控制系统至少检测用于底盘的转向控制器的指定转向角度，或至少检测转向控制器的转向角度和已行进距离或行进速度，以及根据该至少一个参数控制运输输送机的偏转角。转向角度使得能够确定转弯时的当前曲率半径，且当前的曲率半径使得能够确定偏转角的任何必要调节。
[0019]偏转角的这种自动控制使得铣刨机的操作员能够将注意力集中到铣刨操作上以及集中到沿着指定的铣刨路径的行进上，或将铣刨机重新定位到任何不同位置，同时无需不断校正运输输送机的经调节的偏转角。因此，铣刨机可类似于具有牵引式单轴拖车的车辆那样在行进方向上移动。在铣刨操作过程中，还可以这种方式来实现下述:运输输送机的端部或卸料点总是保持沿着所行进的铣刨路径轨迹的中心线，或沿着与中心线的等距线，或处于机动铣刨机的等切面曲线内。这样操作员可以摆脱压力，因为无需再不断提醒自己来调节运输输送机的偏转角，特别是在弯道驾驶时。
[0020]优选预期的是该检测与控制系统以如此的方式自动地连续控制运输输送机的偏转角以使得可偏转的运输输送机确保在向前行进或反向行进期间的每一转向情况下均采用偏转角，该偏转角基本与在向前行进时铰接到第一轴线处的假想的可偏转单轴拖车纵向轴线的偏转角基本上相一致。
[0021]其结果是，控制器可指定运输输送机在向前行进和反向行进中转弯时的偏转特性，其对应于假想的单轴拖车在向前行进时的特性。由此操作员也可以向后驾驶铣刨机，而不使运输输送机如拖车在反向行进的情况下那样动作。
[0022]根据进一步的改进，预期检测与控制系统指定可偏转的运输输送机的偏转角，该偏转角基本与在向前行进时铰接到第一轴线处的可偏转拖车纵向轴线的偏转角相一致，其中围绕假想的拖车轴线的旋转中心位置在纵向方向上是可选择的。
[0023]当在想象中用相应长度的拖车替代运输输送机时，在具有单轴的拖车中，假想拖车的旋转中心位置位于轮轴与拖车的纵向轴线交点处。由于旋转中心到第一垂直轴线的距离被输入到控制器内，旋转中心的位置可通过控制器来指定。
[0024]旋转中心与第一轴线之间具有的距离可处于可偏转的运输输送机长度的三分之一到全长之间的范围内，或处于与卸料点相距长度的三分之一直到全长之间的范围内，优选处于全长的40%和60%之间的范围内。当重新定位铣刨机时，将旋转中心设置成大约长度L的约50%的值是有利的,其原因在于运输输送机的横向外摆这样被最小化。
[0025]对于铣刨操作而言，也可使用与上述相偏离的值。此外，对于操作员而言也可以在驾驶的同时或根据不同类型的转弯(诸如像以绕圈的方式驾驶或以直角转弯)来改变旋转中心的位置。
[0026]控制器也可以从当前指定的转向角度(或相应地在特定的已行进距离内的平均转向角度)以及等几何条件(constant geometric conditions)来计算将被指定的偏转角，其原因在于当前驾驶的转弯半径从转向角度计算得出，而运输输送机在当前圆形路径内相对于铣刨机纵向轴线(为切线形式)的偏转角从转弯半径计算得出。
[0027]运输输送机的转弯半径r和长度L之间的相互关系例如可遵循下述关系式:
[0028]L=2r sin (α/2)，其中α是指向长度L端部的半径之间的角度。偏转角则相对于铣刨机纵向轴线为α/2。因此，可以高达±30%的变化范围来指定α/2的偏转角。在大于运输输送机长度的情况下，长度L也可指运输输送机直到铣刨材料碰撞到运输车辆装载表面上的碰撞点的长度。
[0029]优选预期的是检测与控制系统以如此的方式自动地连续控制可偏转的运输输送机的偏转角，以使得可偏转的运输输送机在向前行进或反向行进期间的每一转向情况下均采用指定的偏转角，其中在向前行进或反向行进期间运输输送机的端部基本上沿着中心线，或沿着与先前所行进或尚未行进的路径的中心线的等距线进行引导。
[0030]在一个特别优选的进一步改进中，预期运输输送机可以指定的仰角围绕垂直于第一轴线的第二轴线偏转，在这种布置中，运输输送机将铣刨材料以指定的输送速度卸料到运输车辆的装载表面上，且检测与控制系统连续定位装载表面的位置和/或运输输送机的位置，并对运输输送机的仰角进行连续控制和/或对输送速度进行连续的速度控制，以便始终保持装载表面上的碰撞点位于所述装载表面内，或至少始终保持碰撞点沿着装载表面的纵向中心平面或沿着先前所行进或尚未行进的路径的中心线。
[0031]由此，自动卸料过程得以实现，其即使在转弯时也确保卸料过程与铣刨机和运输车辆的运动自动协调。在这种布置中，根据机动铣刨机的偏转角对运输输送机装置的偏转角进行控制。
[0032]优选预期的是检测与控制系统包括至少一个检测器，其直接或间接地检测用于底盘的转向控制器的指定转向角度、或转向角度和已行进距离、或行进速度，且包括直接或间接地检测偏转角和仰角的附加检测器。
[0033]有利的实施例提供一种包括距离测量装置的检测与控制系统，所述距离测量装置可用于在沿运输输送机的输送方向检测与运输车辆的距离，其中所述检测与控制系统产生用于运输车辆的启动/停止信号，所述启动/停止信号可由运输车辆的车辆驾驶员识别，优选地对该车辆驾驶员可视。
[0034]在这种布置中，可预期能够将可通过示教(teach-1n)编程或导入的距离范围输入到检测与控制系统，所述距离范围可短于具体运输车辆的装载表面的最大长度，其中可根据偏离指定的距离范围时所测得的距离对启动或停止信号进行控制。
[0035]用于运输车辆的运动控制信号基本上已经在DE102009041842A1中描述。[0036]根据本实用新型的方法涉及用于使得机动铣刨机(特别是道路铣刨机或露天采矿机)沿着指定路径转向的方法，所述机动铣刨机包括用于控制行进、转向和铣刨操作的控制器。具有纵向轴线的铣刨机由具有轮式或履带式行走机构的可转向底盘来支撑，其中在铣刨操作中，由工作鼓移除的铣刨材料通过布置于铣刨机的从铣刨机的行进方向看去的前面或后面的运输输送机运走。最后一个或单个运输输送机可侧向偏转。至少检测用于底盘的转向控制器的转向角度，或至少检测转向控制器的转向角度和已行进距离或检测行进速度，并根据该至少一个参数对运输输送机的偏转角进行控制。
[0037]在这种布置中，可以如此的方式自动地连续控制运输输送机的偏转角，以使得可偏转的运输输送机在向前行进或反向行进期间的每一转向情况下均采用指定的偏转角，该偏转角基本与在向前行进时假想拖车的纵向轴线围绕第一轴线的偏转角相一致。
[0038]优选预期的是以如此的方式自动地连续控制可偏转的运输输送机的偏转角，以使得指定的偏转角基本上与在向前行进时假想拖车的纵向轴线围绕第一轴线偏转的偏转角相一致，其中可自由地选择拖车沿着运输输送机纵向轴线的旋转中心的位置，以便计算和调节当前的偏转角。
[0039]从描述中可以推断出另外的有利特征。
【专利附图】
【附图说明】
[0040]在下文中，参照附图对本实用新型的实施例进行更详细的解释说明。
[0041]在所示附图中:
[0042]图1是后端装载的道路铣刨机；
[0043]图2是前端装载的道路铣刨机；以及
[0044]图3是示出在根据图1中的道路铣刨机中根据转向角度来控制偏转角的示意图。【具体实施方式】
[0045]下文描述涉及机动铣刨机，即具体涉及道路铣刨机和露天采矿机。
[0046]图1示出作为一个实例的后端装载的铣刨机lb，其中运输车辆10以反向行进的模式在铣刨机的后面行进。
[0047]假设在靠近铣刨机la，Ib的一侧上有足够的空间可用，那么运输车辆10也可以向前行进移动靠近统刨机I。
[0048]图2示出了用作一个实例的前端装载道路铣刨机Ia的铣刨机。筑路机械I包括由底盘4支撑的机架2，所述底盘4例如包括履带式行走机构或车轮，所述底盘4经由为升降柱5形式的不少于三个的高度调节装置连接到机架2上。参照图2，该实施例预期使用四个升降柱5，其可用于将机架2带入到优选平行于路面6延伸的可指定的平面内，所述路面6支撑着底盘4的履带式行走机构。
[0049]图2中所示的道路铣刨机在铣刨机Ia的纵向方向上包括位于底盘4的履带式行走机构之间的工作鼓22。
[0050]工作鼓可通过支撑机架2的升降柱5或相对于机架2高度可调。
[0051]铣刨机la，Ib可包括履带式行走机构和/或车轮。
[0052]例如如图1所示，铣刨机Ib的其它设计可具有工作鼓22，所述工作鼓处于底盘4的后部履带行走机构或车轮的高度。
[0053]铣刨机la，Ib可包括作为转向轴的单个可转向轴，或可包括与至少一个后部可转向轮式或履带式行走机构组合的可转向前轴。
[0054]具有至少一个用于将铣刨材料运走的运输输送机11，12的运输输送机装置也可布置于统刨机la, Ib的前端部7或后端部8处。
[0055]在图1和2中的各车辆的行进方向由箭头示出。
[0056]在图2中所示的实施例中，通过工作鼓22铣刨掉的铣刨材料首先通过运输输送机装置的第一永久安装的运输输送机11，然后所述运输输送机11将铣刨材料14传送到第二可偏转的运输输送机12，从而被卸料到运输车辆10的装载表面15上。由于运输输送机装置的运输输送机12具有速度，铣刨材料14不会被立即卸料到运输输送机12的端部处，而是遵循抛物线的轨迹，这样装载表面15上的碰撞点16位于与运输输送机12的自由端13相距一定距离之处。运输输送机12可通过活塞缸单元18从中间位置转到左侧或右侧，以便甚至在转弯时或在运输车辆10在偏移路径上行驶的情况下也能够将铣刨材料14卸料到装载表面15上，或者以便在将铣刨机重新定位到不同位置时能够更好地操纵铣刨机。此外，铣刨机la，Ib的操作员能够通过活塞缸单元20来调节运输输送机12的仰角。由于运输输送机12具有输送速度，因此其仰角会影响铣刨材料14的抛物线轨迹和碰撞点16的位置。
[0057]当前围绕水平轴线21经调节的仰角或围绕垂直轴线23的偏转角以及当前的转向角度分别被报告给检测与控制系统24，所述检测与控制系统24另外可包括至少一个检测器26，其连续地检测装载表面15和/或运输输送机装置的从运输方向上看去的最后一个或单个运输输送机12的位置。所述检测器26可布置于统刨机la, Ib处、布置于面对运输输送机12的端部处或布置于运输输送机12的自由端13处。
[0058]检测与控制系统24可集成到由机器操作员操作的用于控制行进、转向和铣刨操作的控制器3内，或至少可连接到上述控制器3以便在需要时也获得关于行进速度、已行进距离和/或铣刨机la，Ib的检测转向角度和运输输送机12的输送速度的数据。
[0059]控制器3包括检测与控制系统24，其检测用于底盘的转向控制器的转向角度并根据该参数来自动控制运输输送机12的偏转角。
[0060]备选地，可检测转向控制器的转向角度和已行进距离，并且可根据这些参数来自动控制运输输送机12的偏转角。对已行进距离的额外检测使得能够避免在快速改变转向角度的情况下偏转角的过度改变。备选地，也可检测行进速度，且从行进速度可以计算得出已行进距离。
[0061]另外一种可能性包括仅在已超过最小速度时根据转向角来改变偏转角。
[0062]由此，运输输送机12的偏转角跟随当前经调节的或基于特定已行进距离的平均值调节的转向角度而变化，在该布置中例如可检测到所述转向角度，其原因在于当前的转向角度例如在底盘的前轴的轮式或履带式行走机构处被持续检测，或直接从转向控制器获得。
[0063]在这种布置中，检测与控制系统24可以如此的方式自动地连续控制运输输送机12的偏转角以使得可偏转的运输输送机12在向前行进或反向行进期间的每一转向情况下均采用由控制器计算和指定的偏转角。
[0064]其结果是，铣刨机的操作员无需提醒自己进行连续监控，而是在铣刨操作中转弯时或将机器重新定位到不同位置时，若有需要才对运输输送机的偏转角进行调节。相反，可靠地实现对偏转角的自动控制，使得向前行进时运输输送机12表现为形同附接到的铣刨机的牵引式拖车。假定在这种布置中该假想拖车可围绕第一偏转轴线23偏转，并且拖车在向前行进过程中当转弯时采用的偏转角被用于向前行进和反向行进两者以作为运输输送器12的可调的指定偏转角。
[0065]假想的拖车包括形成旋转中心的轮轴。为了使得控制器3或检测与控制系统24分别计算偏转角，旋转中心的位置可优选在可偏转的运输输送机12长度的三分之一到全长之间的范围内、或在直到运输车辆装载表面15上的卸料点16相距长度的三分之一到全长之间的范围内。在一个优选的实施例中，检测与控制系统24可以如此的方式自动地连续控制运输输送机12的偏转角，以使得可偏转的运输输送机12在向前行进或反向行进期间的每一转向情况下均采用偏转角，其中在向前行进或反向行进期间运输输送机12的端部或备选地位于装载表面15上的碰撞点16基本上沿着先前所行进或尚未行进的路径32的中心线34进行引导。
[0066]根据附加的备选方案，运输输送机12的端部也可沿着与先前所行进或尚未行进的路径32的中心线34的等距线进行引导，即，在运输车辆10靠近路径32移动的情况下。
[0067]此外，检测与控制系统可包括距离测量装置40，所述距离测量装置40可用于在沿运输输送机12的输送方向上检测到运输车辆10的距离。在该布置中，所述检测与控制系统24可产生用于运输车辆10的车辆驾驶员的可识别的、优选为可视的启动/停止信号。
[0068]可通过示教编程或导入的距离范围可输入到检测与控制系统24内，所述距离范围短于具体运输车辆10的装载表面15的最大长度。当偏离指定距离范围时，启动或停止信号可根据所测得的距离来指示。
[0069]图3示出沿着路径32的中心线34转弯的根据图1所示的铣刨机lb。在向前的直行过程中，运输输送机12采用的位置以虚线示出。应当理解的是，当从这种向前直行开始围绕旋转中心36的转弯进程时，如果不对偏转角进行控制，则运输输送机12将大幅外摆，该运输输送机12的大幅外摆一方面在铣刨机重新定位的过程中会与路旁的障碍物(例如电线杆或交通灯)发生碰撞，或者若不对偏转角进行校正，则在铣刨操作过程中可能会不能卸料到位于运输车辆装载表面15上的所需碰撞点16上。
[0070]由实线所示的运输输送机12示出执行偏转角自动控制的情况，其中运输输送机12的自由端沿着中心线34进行引导。然而，由控制器3进行的偏转角的计算也可以如此的方式来进行，以使得运输输送机12的自由端也可以遵循路径32的中心线34的等距线的方式来运行，以便能够例如对靠近路径32行进的运输车辆10进行装载。
[0071]检测与控制系统24也可定位运输车辆10装载表面15相对于机架2的可变位置，以及也可定位从运输方向看去的运输输送机装置的最后一个或单个运输输送机12相对于机架2的可变位置，以及可以通过运输输送机装置的仰角和/或输送速度来自动地连续控制铣刨材料14的碰撞点16的位置，这样所卸掉的铣刨材料14至少碰撞在装载表面15上。备选地，运输车辆10装载表面15的可变位置也可相对从运输方向看去的最后一个或单个运输输送机12连续定位，以执行控制操作。
[0072]检测与控制系统24可通过图像记录系统28或非光电定位系统来连续地检测装载表面15的位置和/或从运输方向上看去的最后一个或单个运输输送机12的位置，所述图像记录系统或非光电定位系统供应数据以便确定装载表面15相对于机架2或相对于从运输方向看去的最后一个或单个运输输送机12的位置。由图像记录系统28所提供的信息可通过对于它们自身已知的图像分析方法来进行评估。非光电定位系统的一个实例是无线射频识别系统(RFID)，其另外地使得能够有识别具体运输车辆10的特定装载表面15的可能性。
[0073]当通过无线射频识别系统(RFID)来定位装载表面15时，永久安装的RFID标签可用于运输车辆10上，特别是用于装载表面15上。
[0074]当利用作为另外的非光学定位方法的蓝牙传感器定位时，在空间内分布的传感器节点可用作标记且取决于距离的信号场强度得以测量。
[0075]不言而喻的是也有可能使用不同定位方法的组合。
[0076]作为一般规则，可以使用光学和准光学(无线电)测量方法来测量长度和角度，以及可以使用不同的时间测量过程来测量时差和传播时差。
[0077]使用上述测量方法或使用另外的传统测量方法(例如通过超声波)也可实现距离测量。
[0078]通过示教程序(teach-1n procedure)可以确定车辆la, lb, 10的目标位置数据，其原因在于车辆la，lb, 10的位置可随现实情况变化，以及可存储每一这种情况所需的参数即运输输送机12的仰角和输送速度。也可以相同的方式创建装载程序。这样做，也可以将控制所产生的变化，例如在转弯过程中的变化考虑在内。在上述过程中，通过读取操作所读取的数据也可区分出运输车辆10是否在靠近铣刨路径32的左侧上还是右侧上行驶或在铣刨机la，Ib的铣刨路径32中行驶。
【权利要求】
1.一种机动铣刨机(la，lb)，其具有: -具有纵向轴线的机架(2)； -具有支撑机架(2)的轮式或履带式行走机构的底盘； -用于控制行进、转向和铣刨操作的控制器(3)； -高度可调的工作鼓(22)； -具有指定长度的可偏转的最后一个或单个运输输送机(12)，其布置于工作鼓(22)的从铣刨机(la，lb)行进方向上看去的前面或后面； -其中运输输送机(12)能够至少以偏转角围绕基本垂直的第一轴线(23)侧向偏转； 其特征在于: 控制器(3)包括检测与控制系统(24)，所述检测与控制系统(24)包括至少一个检测器，所述检测器直接或间接地检测用于底盘的转向控制器的指定转向角度、或转向角度和已行进距离、或行进速度，且包括直接或间接地检测当前偏转角和仰角的附加检测器，并根据所述至少一个检测器和所述附加检测器检测的至少一个参数控制运输输送机(12)的偏转角。
2.根据权利要求1所述的机动铣刨机，其特征在于，所述旋转中心到第一轴线(23)的距离处于可偏转的运输输送机(12)长度的三分之一到全长之间的范围内，或处于与卸料点(16)相距长度的三分之一直到全长之间的范围内，或处于全长的40%和60%之间的范围内。
3.根据权利要求1所述的机动铣刨机，其特征在于，所述检测与控制系统(24)包括距离测量装置，所述距离测量装置能够用于沿运输输送机(12)的输送方向检测到运输车辆(10)的距离，其中所述检测与控制系统(24)产生用于运输车辆(10)的启动/停止信号，所述启动/停止信号能够由运输车辆(10)的车辆驾驶员识别。
4.根据权利要求1所述的机动铣刨机，其特征在于，所述机动铣刨机是道路铣刨机或露天采矿机。
5.根据权利要求3所述的机动铣刨机，其特征在于，所述启动/停止信号对车辆驾驶员可视。
【文档编号】E21C47/00GK203654144SQ201320520735
【公开日】2014年6月18日 申请日期:2013年8月23日 优先权日:2012年8月23日
【发明者】C·贝尔宁, A·沃格特, C·巴里马尼, G·亨 申请人:维特根有限公司