地基工程设备和方法

专利名称：地基工程设备和方法
技术领域：
本发明涉及一种地基工程设备和一种控制这种地基工程设备的方法。 本发明在钻孔和打桩设备的领域中具有特别的应用。例如在道路修筑过程中经常需要在比较软的土地比如粘土、沙地和砂 砾地上修建，在所述地基上将不能为路面以及路面上的车辆通过正常地提 供稳定和足够的支撑。为了提供必要的支撑，习惯于以栅格似的构造插入 多个桩到地基中，这样为路面或者在上面的其它结构提供刚性的拉桩(anchor)。
技术背景在适度软的土地上，桩可以是通过推进弹性部件(比如长的钢筋)到 地基中形成，例如通过重复地下落重的重物(如大家所知道的重锤)到桩 的顶部从而推进它进入土地，或者通过稳定地施加压力至桩的顶部，所述 压力通过抓紧临近的桩并在他们和要被推进的桩之间施加力获得。在很软 的土地上，桩可以是通过用钻机钻入地基并在钻机移幵时用弹性材料回填 形成。这样的技术也用于其它的情形，例如用于建造大型建筑的地基。通常，当要形成一系列桩时，先进行全部位置的测量，并且在需要形 成孔(比如大体上圆柱形或其它比较细长形状的井，或者大体上螺旋形的 钻头形状的空腔)以便形成或插入桩的位置，将一系列木栓放置在地基中。 用木栓标记出位置的过程一般是利用常规勘探技术完成，通常需要至少两 位测量员来定位和标记出位置。这个过程可以是浪费时间并且效率低的，然而，当地基很软时，标记 出位置对于测量员可以是困难的。而且，打桩和钻孔设备一般具有高的钻 孔或者打桩支柱，该打桩和钻孔设备有时可能需要以某一角度(例如如果 地基是不平的)运转，并且对于打桩或者钻孔设备的操作员而言，难以确 定他是否己经处于正确的位置以便在正确的位置和方位上建造孔
发明内容
考虑到与传统的地基工程方法相关的这些和其它问题，本发明的第一 个方面是提供一种控制地基工程设备的方法，所述设备包括用于在预定位 置和方位建造孔的细长部件，所述方法包括以下步骤接收多个与设备有 关的位置信息信号；处理位置信息信号以便产生位置数据，所述位置数据 包括细长部件相对于孔的预定位置和方向的位置和方位的表示；和输出用 于将细长部件与孔的预定位置和方位对准的控制信号。在这里使用的术语"地基(ground)"优选地指任何需要在其中建造 孔的表面和实体，并且例如可以在任何水平的倾度(比如大体上垂直的倾 斜度)上包括人造或者天然材料。术语"位置数据"可以包括例如表示许 多相对或者绝对的笛卡尔(Cartesian)或者其它坐标和/或旋转的数据。 术语"细长部件"优选地指钻孔或者打桩支柱或类似的结构，并且可以包 括用来建造孔的元件(比如钻头或者钻轴)以及结构元件(比如支柱)。 位置信息信号例如可以是全球定位系统(GPS)信号、射频信号、可见光 信号或在定位系统总站中使用的激光束等等。位置信息信号还可以由接收 这样的信号的设备输出位置信息信号例如可以由GPS接收器和电子罗盘 (electronic compasses)等等输出的信号。通过根据与设备相关的位置信息信号确定细长部件的相对位置和方 位以及孔的预定位置和方位，和输出用于将细长部件与孔位置和方位对准 的控制信号，不用标记出地点。这样物理需求(比如木栓)可以减少，并 且可以节省时间。而且，通过提供用于对准细长部件(比如钻孔或者打桩 支柱)的输出信号，且所述输出信号可以被设备操作员直接获得，设备的 准确度可以得以提高(例如与先前的操作员不得不目测估计设备的目标点 的情况相比)。细长部件可以由在使用中最接近地基的部分(例如包括用于建造孔的 部件的"操作"部分，比如钻头或者打桩机的冲击点)和远端(例如包括 钻孔或者打桩支柱的顶部，适当远离设备工作的点)组成，并且处理步骤 包括确定细长部件最接近的部分的位置。这可以增加对准的准确度，因为 通常需要细长部件的近端部分与要建造的孔最精确的对准。 位置信息信号中的至少一个可以涉及除了细长部件近端部分之外的 场所的位置，比如在细长部件远端上的场所。这可以避免由于紧密接近细 长部件的"操作"部分导致的对接收器的损害或者准确度的损失(例如由 于振动或者从孔中喷出的物质导致的损害或对准确度的损失)。例如通过 将接收器定位在细长部件远端， 一般是设备的最高点，可以改进信号(尤其是全球定位信号GPS)的接收。处理步骤可以进一步包括应用位置数据到设备模型以计算细长部件 的近端部分的位置。这样通过提供适当地修改过的模型，系统可以用于不 同的设备。例如可以使用动态改变模型，以进一步增加系统的适应性 (flexibility)o细长部件可以相对于设备的另一部分独立活动，并且所述方法可以进 一步包括接收与细长部件相对于设备的其余部分的位置有关的测量数据， 和根据所述测量数据处理位置信息信号。所述测量数据可以包括对角度测 量(例如对应于角度或者弧度的测量)或者距离测量(例如对应于部件的 一部分相对于另一部分的相对延长(extension),所述延长可以是相对长 度的正的或者负的测量)中的至少一个的表示。细长部件也可以在多于一 个方面独立移动，且适当时做出进一步的对应数量的测量。这样系统例如 可以将孔的位置与钻孔或者打桩支柱对准而无需钻孔或者打桩支柱处于 任何特别的方位或位置。位置信息信号可以涉及在设备上的预定场所的位置的测量和设备围 绕预定轴线的方位的测量，或者它可以涉及在设备上的两个预定场所的位 置的测量，然后所述方法进一步包括根据各个预定场所的两个位置确定设 备围绕预定轴线的方位。例如设备围绕预定轴线的方位可以是设备的罗盘 方位等等。这样，无论有没有罗盘似的装置，利用一套本质上瞬时的读数， 可以确定设备的位置和方位。所述方法可以进一步包括从要建造的孔的多个预定位置的列表中选 定要建造的孔的预定位置。位置列表可以设置成文本文件或者其它输入， 并且可以临时或者永久地存储在设备或者辅助数据处理装置中。可以选择 在选择的时候由被确定为最接近设备的孔，从而使这组孔以有效的方式建 造。例如，孔的列表可以在建造新孔的处理过程中更新，例如考虑到在孔
的场所上的偏差，允许比标记系统大的灵活性。例如，操作员也可以开始 或者绕过孔选择步骤。控制信号可以包括设备应该移动的方向、设备应该移动通过的距离、 细长部件应该移动的方向和/或细长部件应该移动通过的距离中的至少一 个。这样控制信号可以提供全部必要的控制信息以获得所有孔场所。所述方法可以进一步包括在细长部件大体上与孔的预定位置对准时 输出预定信号。例如，这可以是一条消息，用来指示操作员或者另一个控 制系统来开始孔的建造(和形成或者插入桩)。例如公差可能在全局或者 每一个孔基准上被规定，指示出在细长部件被认为对准(或者"锁定") 到孔场所之前对准细长部件需要多么接近。所述方法可以进一步包括输出控制信号至显示器上，以及可以包括输 出设备的表示(例如以二维或者三维的形式绘出设备模型，和/或说明设 备的相对可移动部分比如钻孔或者打桩支柱的相对位置)，要建造的孔的 至少一个预定位置的表示(例如显示孔的位置、方位、高度、状态以及其 它特征)，和/或设备所处的环境的表示(比如地形的二维或者三维表示， 例如包括等高线以及其它用于航海或者其它目的的特征)。这可能本质上 是实时的(或者至少在周期的和/或规则的基础上)或者它可以是"快照(snapshot)"。系统的部件可位于设备中或上、或者通过适当工具连接到 设备的其它地方。所述方法可以进一步包括接收指示孔已经建造完成的信号并存储数 据到数据暂存器中以表明该孔已经建造完成。例如这个数据可以记录与用 于随后参考的孔的预定位置的微小偏差，和帮助生成精确位置图(site map)。所述数据还可以保持剩余要建造的孔(和相应的桩)的精确记录， 这样提高操作效率。所述方法可以进一步包括根据输出信号驱动细长部件和设备中的至 少一个，从而在减少操作员的相互影响且相应地提高了效率的情况下，允 许操作定位和建造孔的过程。在本发明的一个相关方面，提出了一种地基工程设备，包括用于在 预定位置和方位建造孔的细长部件；用于接收多个位置信息信号的至少一 个接收器；用于处理位置信息信号以生成位置数据的处理器，所述位置数 预定位置和方位的位置和方位的表示；和根据 所述处理，输出控制信号的输出端，以便将准细长部件与孔的预定位置和 方位对准。细长部件可以由在使用中最接近地基的部分和远端组成，并且其中， 用于处理的装置适合于确定细长部件近端部分的位置。至少一个接收器可 以位于细长部件的近端部分的外面(在设备主体上，例如在操作员驾驶室 附近，或者放置在设备的远端)，而且可以位于细长部件的远端。例如可 以提供支架以便在适当距离上安装两个或者更多接收器以允许识别接收 器所确定的位置。例如，这个支架可以是附着在打桩或钻孔支柱顶部上的 横梁。细长部件可以是相对于设备的另一部分独立移动，所述设备进一步包 括用于输出与细长部件的相对移动有关的测量数据的至少一个传感器，并 且所述用于处理的装置适合于根据所述测量数据处理位置信息信号。例如 测量数据可以表示角度测量、距离测量(例如来自距离传感器)、或者来 自加速度计或者类似装置的测量。所述或者每一个传感器可以是惯性阻尼 的，并且例如可以是摆式传感器。这可以使传感器对由于比如钻孔或者打 桩活动出现的振动不敏感。所述设备可以进一步包括用于确定接收器位置的位置接收器(比如 GPS接收器或者类似装置)和用于确定设备围绕预定轴线的方位的罗盘(比如GPS罗盘或者传统的磁罗盘或者回转仪装置)。可选地，例如回转的技术可以用于确定装置的方位。所述设备可以进一步包括用于驱动设备和细长部件中的至少一个的 至少一个驱动单元。所述驱动单元可以是电动机、能够引起所述设备或细 长部件的移动、延伸或者转动的气动的、液压的或者其它驱动单元。输出 端可操作地连接至所述或者每一个驱动单元，而且可以根据需要设置进一 步的控制系统。例如可以设置多个驱动设备以便在多个方向上控制细长部 件的方位，例如在设备正对的方向上和在设备与其垂直的方向上。所述设备可以进一步包括用于显示控制信号的显示器，和/或用于存 储与要建造的至少一个孔有关的信息的数据暂存器。所述设备可以进一步 包括工作站或者传统的个人电脑，或者更专门的显示器和处理部件。例如
可以设置键盘、触点或者触摸屏输入装置。在本发明的另一方面，提供了一种地基工程设备，包括用于在选定 位置和方位建造孔的细长部件，包括用于输出表现细长部件的方位的测量 数据的惯性阻尼传感器；用于接收与设备有关的至少一个位置信息信号； 用于处理测量数据和所述或每一个位置信息信号以生成表现细长部件位 置和方位的位置数据的处理器；和用于输出位置数据的输出端。例如，惯 性阻尼传感器可以是摆式传感器或者位于惯性阻尼支架内的故态传感器。软件应用程序可以设置用于承担如前述的处理步骤，并且用于提供包 括控制信号内容的图形显示。箭头可以显示以指示设备将要移动和/或定 向的方向，并且可以提供对细长部件的当前的和需要的位置、方位和/或 延伸的指示。在本发明的另一方面，提供了一种包括如前所述的地基工程设备的钻在本发明的再一方面，提供了一种包括如前所述的地基工程设备的打 桩设备。在本发明的又一方面，提供了一种用于控制地基工程设备的计算机设 备，所述计算机设备包括存储处理器执行指令的指令存储器；根据存储 在指令存储器中的指令操作的处理器；用于接收与地基工程设备有关的位 置信息的输入装置；用于输出用于控制地基工程设备的控制信号的输出装 置；存储在指令存储器中包括用于控制处理器来执行如前所述的方法的指 令。也可以提供用于存储数据的数据暂存器，所述数据包括要建造的孔的 至少一个预定位置。在本发明的另一方面，提供了传输用于控制计算机的计算机可读编码 来执行如前所述方法的传输介质(carrier medium)。本发明的方面可以在任何便利形式下执行，例如利用专用硬件或者专 用硬件与软件的综合。由于本发明的方面可以如软件一样执行，本发明的 每个方面的有关部分由此包括在可编程装置上可执行的计算机软件。所述 计算机软件可以设置到利用任何传统的传输介质的可编程装置。传输介质 可以包括瞬态传输介质，比如传输计算机编码的电、光、微波、声或者射 频信号。瞬时介质的例子是在IP网络比如因特网上传输计算机编码的
TCP/IP信号。传输介质也可以包括用于存储处理器可读编码的存储介质， 比如软盘、硬盘、CD R0M、磁带装置或者故态存储装置。


下面将参考附图描述本发明的实施例，其中图l是根据本发明的地基工程设备的示意图；图2是显示设备的各种尺寸的地基工程设备的侧视图；图3是显示设备的各种尺寸的地基工程设备的前视图；图4是图示地基工程设备的不同构造的示意图；图5是用于控制地基工程设备的计算机的示意图；图6是图示控制地基工程设备的方法的流程图；图7是图示用于对准地基工程设备与孔的场所的控制系统的输出的屏 幕截图；图8是图示用于对准地基工程设备与孔的场所的控制系统的输出的第 二屏幕截图；图9是图示用于对准地基工程设备与孔的场所的控制系统的输出的第 三屏幕截图；和图10是图示用于对准地基工程设备与孔的场所的控制系统的输出的 第四屏幕截图。
具体实施方式
下面参考附图描述用于打桩和钻孔设备的控制系统。 在图1中，显示了钻孔/打桩装置100，包括钻孔/打桩支柱102，所述 支柱102包括例如用于在孔位置106建造孔104以便形成或者插入桩的钻孔 /打桩机械。为了使钻孔和/打桩支柱102与孔位置106对准，位置信息信号 108在接收器110处被接收并传递至在钻孔/打桩设备工作间内的计算机 112。然后位置信息信号和其它信息通过计算机112处理以产生用于对准支 柱和孔位置106的控制信号116。控制信号116包括对钻孔/打桩设备的操作员的方向和距离的指示，其 中设备必须顺序移动以便对准设备和要建造的孔。如随后将要更详细地描述的，控制信号116显示在钻孔/打桩设备的驾驶室内的屏幕上，并且操作员因此可以操作设备。当在可以接受的误差范围内设备与预定的孔位置对 准时，信息显示给设备操作员，从而他可以因此开始钻孔或者打桩操作。图2是利用了上述控制系统的打桩设备200的侧视图。设置有打桩机 (piling driver) 202、打桩支柱204和操作员驾驶室以及控制系统206。 支柱(202、 204)可以围绕在地基上面高出地基距离R处的枢轴208从竖直 状态旋转角度9 (未显示)，并且还可以在垂直于图形平面的平面内从竖 直状态旋转角度小(未显示)。第一和第二GPS接收器/天线210、 212安装 在设备的顶上，隔开距离D，并且高出地基总共H的距离。如图所示，第一 接收器210从位于孔场所214的打桩机的作用线在横过和垂直于图2中示出 的平面的方向上分别偏离O和X。两个接收器210、 212连接到接收器/解码单元(未显示)，所述接收器 /解码单元将接收到的GPS信号转换成对应于每一个接收器/天线场所的位 置信息(经度、纬度和高度信息)。然后利用RS232或者相似的连接将位置 信息传送至操作员驾驶室内的计算机。计算机包括打桩设备的数学模型，详细说明了比如上述的H、 R、 D、 0 和X的尺寸数值。两个测量的场所被输入进模型以便允许计算打桩机的当 前位置，并且因此允许确定需要的对位置的校正，以便对准所述位置与(将 要通过驱动桩建造的孔的)预定位置。比如三角学或者矩阵以及向量乘法 的技术可以用于计算这样的信息。然后计算机将需要的校正作为控制信号 输出，所述控制信号显示在操作员驾驶室内的屏幕上，以便给设备操作员 传递所需要的信息。图3是在图2中的侧视图所示的打桩设备300的前视图。再一次设置有 打桩机302、打桩支柱304、和操作员驾驶室以及控制系统306。第一GPS接 收器/天线308显示、安装在设备的顶部。第二GPS接收器/天线(未显示) 位于后面并且在图的方向上看时与第一个接收器308成一条直线。图中显 示了与打桩机302的垂直作用线偏移距X，和接收器/天线308高出地基的高 度H。还显示了孔场所310，打桩机302在所述孔场所运作。图4图示了带有钻孔/打桩支柱的钻孔/打桩设备400，所述钻孔/打桩支柱可以相对于设备主体旋转，从而在不同的方位上形成孔/桩。图中显
示了支柱402的第一方位和支柱404的第二方位，相应的示出了接收器的第 一位置406和第二位置408。如可以看到的，支柱的不同方位也导致了第一 钻孔/打桩目标410和第二钻孔/打桩目标412,即使设备的其余部分是固定 的。为了考虑对接收器的位置和支柱的不同方位402、 404的钻孔/打桩目 标位置的影响，设置传感器(未显示)用于测量钻孔和打桩支柱的方位。 使用了提供相对于竖直方向的角度测量的摆式传感器，且所述测量被反馈 给计算机并且然后被应用于钻孔/打桩设备的模型。为方便起见，使用CAN 总线协议来传输所述测量。一种磁阻尼"AS8"型摆式从动编码器将在本文中使用，所述编码器 提供大约土O. 09度的准确度并且比较耐振动和极端温度。如果存在接收器 和/或钻孔/打桩支柱的更多自由度，可以酌情增加另外的传感器。例如，上述原理可以应用于比如上面参考附图2和3描述的打桩设备， 其中打桩支柱可以围绕两个不同的正交轴线独立地旋转。例如，在图2和3 的系统中，测量打桩支柱相对于竖直方向在两个正交方向上(在此情况下 根据打桩车辆面向的方向和与他垂直的方向)形成的角度(e，小)，然 后角度(e ， 40被用于计算打桩支柱的场所和方位。图5是图示用于处理位置信息和输出控制信号的计算机系统500的示 意图。显示了指令存储器502、处理器504、用于接收位置信息和其他信息 (比如用户对话(user interaction))的输入装置506、和用于输出控制 信号(例如计算机显示信号的形式)的输出装置508，和用于存储与要建 造的孔的场所和状态有关的信息的数据暂存器510。计算机采取的步骤在图6中显示。在步骤S600中，涉及至少一个接收 的位置信息信号的位置信息(GPS坐标)被接收。在步骤S602中，设备的 相对位置和孔的场所被确定。根据此确定，在步骤S604中输出控制信号， 用于将打桩/钻孔支柱与孔的场所对准。如下面参考附图6至9更详细描述 的，这以各种形式输出至操作员驾驶室内的计算机屏幕上。图6和7是显示器上的屏幕截图，所述显示器包括与钻孔/打桩设备相 关的数据的多种项目、多个要建造/钻/打桩的孔的方位和用于控制设备的 其他信息。
在图7中，主显示器显示了与多个孔相关的设备的二维示意图。当前的孔以环形高亮显示，并且与设备相关的选定的孔的方向用大的箭头表示。用于计算有关位置信息的两个GPS接收器/天线的位置和钻孔/打桩支 柱的方位也在这个显示器上显示。当前孔是根据离设备最近的未完成的孔 来选定的，但是如果用户要求，他可以不顾当前选择。考虑到由各种部件 的方位(等等)构成的尺寸，小窗口显示了设备的模型的三维表示。在图8中，操作员已经在计算机输出的控制下操纵设备与要建造的孔 的位置对准。在适当的情况下，"lock"条件不仅仅由设备总体上的场所 决定，而且由钻孔/打桩支柱的方位决定，从而保证孔在正确的角度被建 造。信息被显示以指示可以开始钻孔/钻探操作。此操作在单独的控制系 统的控制下执行， 一旦操作完成，所述控制系统转而由当前系统控制(尽 管也可以设置统一的控制系统)。然后孔信息的数据库被更新以指示指定 的孔/桩已经完成，并且选定要建造的新的孔/桩。图8和9是进一步控制输出的屏幕截图。如前所述，图9显示了设备对 准之前的输出，和图10显示了已经对准后的输出。在图8和9中，显示了地 形的三维表示、钻孔/打桩设备、要被建造的孔的场所、已经建造好的孔 的场所和在各种孔内的桩的当前布置的表示。也设置了比如显示在图右下 的侧视图和在图右上的特写投影的其它投影，用于增加输出的信息内容和 操作的总效率。地形数据和/或指定孔场所的数据以及其它特点通过文本文件输入， 但是可以提供其它形式的输入。例如地形数据可以通过安装在设备上的传 感器检测，而不是预先提供。例如，孔位置信息通常也是预先提供的，但 是也可以动态确定。如上所述，系统提供各种输入和输出以允许与其它控制系统互连，但 是可以设置成完全的单机系统。例如，系统也可以是远程控制的，和/或 设置在手柄或其它便携部件。上面己经参考钻孔或者打桩设备描述了上述控制系统，但是显然的是 控制系统和上面描述的其它相关特点可以适合地应用于不同的地基工程 和其它类型的要求机器的一部分与预定的场所对准的机器。例如，系统可 以被用于海上打桩或钻孔(在将设备与孔场所手动对准更加困难的情况
下)或者用于采掘、挖泥、或挖掘操作。在打桩的区域内，系统也可以适于显示、选定和/或记录不同类型的桩(例如，根据桩要被钻入的地形的区域(constituency)和布置来选择 桩的类型)。选定可以是手动(例如预先准备的)或者自动(通过利用适 当的直观推测(heuristics))。上面描述的系统通常实时操作，向系统操作员提供与钻孔/打桩设备 位置、钻孔/打桩支柱位置和孔要被钻/推进的希望位置等等相关的连续反 馈。系统也可以适合于做定期更新，或者通过任何适当的无线或其它网络 连接提供信息给远程用户。在本发明精神和范围内的其他修改对于本领域技术人员来说是显而 易见的。
权利要求
1、 一种控制地基工程设备的方法，所述设备包括用于在预定位置和 方位建造孔的细长部件，所述方法包括以下步骤-接收与设备相关的多个位置信息信号；处理所述位置信息信号以产生位置数据，所述位置数据包括细长部件 相对于孔的预定位置和方位的位置和方向的表示；和输出用于将细长部件与孔的预定位置和方位对准的控制信号。
2、 根据权利要求1所述的方法，其中所述细长部件由最接近地基的 部分和远端部分组成，并且所述处理步骤包括确定细长部件的近端部分的 位置。
3、 根据权利要求2所述的方法，其中所述位置信息信号中的至少一 个涉及除了细长部件的近端部分之外的场所的位置。
4、 根据权利要求2或者3所述的方法，其中所述位置信息信号中的至少一个涉及在细长部件的远端部分上的场所的位置。
5、 根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述处理步骤进 一步包括将位置数据施加给设备的模型以计算细长部件近端部分的位置。
6、 根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述细长部件相对 于设备的另一部分可独立移动，并且所述方法进一步包括以下步骤接收 与细长部件相对于设备的其它部分的相对位置有关的测量数据，和根据所 述测量数据处理位置信息信号。
7、 根据权利要求6所述的方法，其中所述测量数据包括角度测量或 距离测量中的至少一个的表示。
8、 根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述位置信息信号 涉及设备上的预定场所的位置的测量和设备围绕预定轴线的方位的测量。
9、 根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述位置信息信号 涉及在设备上的两个预定场所的位置的测量，并且所述方法进一步包括根 据各自预定的场所的两个位置确定设备围绕预定轴线的方位。
10、 根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中位置信息信号中的 至少一个从位置接收器接收。
11、 根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中位置信息信号中的 至少一个从罗盘仪接收。
12、 根据前述权利要求中任一项所述的方法，进一步包括从要建造的 孔的多个预定位置的列表中选定要建造的孔的预定位置。
13、 根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述控制信号包括 设备应该移动的方向、设备应该移动通过的距离和细长部件应该移动的方 向、细长部件应该移动通过的距离中的至少一个。
14、 根据前述权利要求中任一项所述的方法，进一步包括当细长部件 与孔的预定位置大体上对准时输出预定信号。
15、 根据前述权利要求中任一项所述的方法，进一步包括输出控制信 号至显示器。
16、 根据前述权利要求中任一项所述的方法，进一步包括输出设备的 表示。
17、 根据前述权利要求中任一项所述的方法，进一步包括输出要建造 的孔的至少一个预定位置的表示。
18、 根据前述权利要求中任一项所述的方法，进一步包括输出设备所 处环境的表示。
19、 根据前述权利要求中任一项所述的方法，进一步包括接收指示孔 已经建造完成的信号，和存储数据到存储器中以表明孔已经建造完成。
20、 根据前述权利要求中任一项所述的方法，进一步包括根据输出信 号驱动细长部件和设备中的至少一个。
21、 根据前述权利要求中任一项所述的方法，进一步包括通过钻孔或 者驱动桩形成所述孔。
22、 一种地基工程设备，包括细长部件，所述细长部件用于在预定位置和方位建造孔； 接收多个位置信息信号的至少一个接收器；处理位置信息信号以产生位置数据的处理器，所述位置数据包括细长 部件相对于孔的预定位置和方位的位置和方位的表示；和根据所述处理输出控制信号的输出端，用于将细长部件与孔的预定位 置和方位对准。
23、 根据权利要求22所述的地基工程设备，其中所述细长部件由在 使用中最接近地基的部分和远端部分组成，并且其中用于处理的装置适于 确定细长部件的近端部分的位置。
24、 根据权利要求23所述的地基工程设备，其中至少一个所述接收 器位于细长部件近端部分的外面。
25、 根据权利要求23或者24所述的地基工程设备，其中至少一个所述接收器位于细长部件的远端部分上。
26、 根据权利要求23至25中任一项所述的地基工程设备，其中用于处理的装置适于将位置数据应用到设备模型上以计算细长部件的近端部 分的位置。
27、 根据权利要求22至26中任一项所述的地基工程设备，其中所述 细长部件相对于设备的另一部分可独立移动，所述设备进一步包括用于输 出与细长部件相对于设备的其余部分相对移动相关的测量数据的至少一 个传感器，并且用于处理的装置适于根据所述测量数据处理位置信息信 号。
28、 根据权利要求27所述的地基工程设备，其中所述测量数据包括角度测量或距离测量中的至少一个的表示。
29、 根据权利要求27或28所述的地基工程设备，其中至少一个所述传感器是摆式传感器。
30、 根据权利要求22至29中任一项所述的地基工程设备，进一步包 括用于确定接收器的位置的位置接收器，和用于确定设备围绕预定轴线的 方位的罗盘。
31、 根据权利要求22至29中任一项所述的地基工程设备，包括用于 确定每一个各自接收器的位置的多个位置接收器，并且其中用于处理的装 置适于根据接收器确定的位置确定设备围绕预定轴线的方位。
32、 根据权利要求22至31中任一项所述的地基工程设备，进一步包括至少一个用于驱动设备和细长部件中的至少一个的驱动单元。
33、 根据权利要求32所述的地基工程设备，其中所述输出端可操作 地连接到所述或每一个驱动单元。
34、 根据权利要求22至33中任一项所述的地基工程设备，进一步包括用于显示控制信号的显示器。
35、 根据权利要求22至34中任一项所述的地基工程设备，进一步包 括用于存储与至少一个要建造的孔相关的信息的数据暂存器。
36、 一种地基工程设备，包括用于在选定的位置和方位建造孔的细长部件，包括用于输出表现细长 部件的方位的测量数据的惯性阻尼传感器；用于接收与设备相关的至少一个位置信息信号的接收器；用于处理所述测量数据和所述或每一个位置信息信号以产生表现细 长部件位置和方位的位置数据的处理器；和用于输出所述位置数据的输出端。
37、 一种钻机，所述钻机包括如权利要求22至36中任一项所述的地 基工程设备，所述细长部件适于钻孔。
38、 一种打桩设备，所述打桩设备包括如权利要求22至36中任一项 所述的地基工程设备，所述细长部件适于通过驱动桩而形成孔。
39、 一种用于控制地基工程设备的计算机设备，所述计算机设备包括 存储处理器可执行指令的指令存储器； 根据存储在指令存储器中的指令可操作的处理器； 用于接收与地基工程设备相关的位置信息的输入装置；和 用于输出用于控制地基工程设备的控制信号的输出装置；其中，存储在指令存储器中的指令包括用于控制处理器以执行权利要 求1至21中任一项所述的方法的指令。
40、 一种传输介质，传输用于控制计算机以执行权利要求1至21中 任一项所述的方法的计算机可读编码。
全文摘要
本发明披露了一种控制地基工程设备的方法，所述设备包括用于在预定位置和方位建造孔的细长部件。所述方法包括以下步骤接收与设备相关的多个位置信息信号；处理所述位置信息信号以产生位置数据，所述位置数据包括细长部件相对于孔的预定位置和方位的位置和方位的表示；和输出用于将细长部件与孔的预定位置和方位对准的控制信号。本发明还披露了一种地基工程设备、一种计算机设备、一种钻机和一种打桩设备。
文档编号E02D13/00GK101147107SQ200680009619
公开日2008年3月19日 申请日期2006年1月9日 优先权日2005年1月24日
发明者戴维·丹尼尔 申请人:斯塔伊斯坦尔集团有限公司