用於在施工機械中測量距離的設備和方法以及該施工機械與流程

2023-04-29 22:37:17 1

本發明涉及包括履帶鏈傳動裝置(鏈傳動裝置)的施工機械——例如，路面整修機或路面銑刨機——的領域，具體地涉及用於在具有履帶鏈傳動裝置的施工機械中測量距離或行進距離的設備和方法以及具有這種設備的施工機械。

背景技術：

用於測量由施工機械行進的距離的不同方法在現有技術中是已知的。例如，EP 0 388 819 A1中公開了一種用於具有安裝板的路面整修機的路徑測量裝置，該路徑測量裝置包括沿著安裝板的操作寬度延伸的測量輪。這種測量輪具有缺點，這是因為必須在施工機械中設置附加的移動元件，其中，特別是在該元件用於路面整修機中時，該元件由於處理的材料而變髒，並且因此不再能平順地運行，結果是對所測得的距離的損壞。

EP 1 557 493 A2描述了一種用於操作路面整修機的方法，其中，該路面整修機的位置在鋪裝過程開始或結束時或者持續地經由導航系統來確定。在考慮到路徑的走向——例如道路拐彎或道路坡道時，所鋪裝的實際距離根據位置來確定並且被指出。這種方法的缺點在於下述事實：僅僅基於衛星支持的導航系統如GPS(全球定位衛星)系統測量所行進的距離，並且因此在實踐中易於出錯。由於天氣和環境的影響，例如在路面整修機在橋梁下方或在隧道中經過時，因此無法總是確保獲得可靠的GPS信號，使得確定路面整修機的位置以及由此確立所行進的距離和所鋪裝的實際距離不精確。此外，不利之處在於需要預先已知待鋪裝的道路的走向，否則所述距離不能被精確地計算。

WO 2012/168186 A1描述了一種用於確定由具有銑削輥的施工機械或分解機銑削的面積的方法。該機械的位置藉助於位置確定裝 置和GNSS(全球導航衛星系統)接收器或者藉助於全站儀和布置在該機械上的稜鏡來連續地確定。子面積連同銑削輥的寬度一起計算並且被合計以形成總面積。從該總面積再次減去重疊的子面積(subarea)——即，面積中的被處理若干次的部分——以獲得實際的銑削麵積。銑削輥是否啟動的信息必須由操作員手動地輸入或者可以從機器控制器得到。在接收GNSS信號時有幹擾的情況下，計算用於丟失的或錯誤的位置數據的替代數據，該替代數據補充或替代丟失或錯誤的位置數據。因此，替代數據根據距離的過去或下一步的走向或者根據該機械的進給數據和轉向角數據來獲得。此過程的缺點是，位置確定裝置總是需要訪問機器參數並且/或者需要知道該機械行進的距離的走向以使得在接收GNSS信號時有幹擾的情況下，可以計算替代數據。此過程的另一缺點在於，還需要對機器參數進行訪問以獲得該機械在移動時是否操作的信息，即，例如，銑削輥是否啟動的信息。替代性地，該信息也可以由操作員手動地輸入，然而，缺點在於，這在沒有信息輸入時產生錯誤的計算。

GB 2 255 640 A公開了一種路面整修機，該路面整修機包括非接觸式接近傳感器和輻條，其中，該非接觸式接近傳感器布置在前輪的區域中，該輻條位於接近傳感器的檢測區域中並且沿路面整修機的寬度方向布置在前輪的後面，該輻條附接至前輪的軸並且在路面整修機移動時與前輪一致地轉動。當路面整修機移動時，由於輻條的旋轉運動，在接近傳感器處形成脈衝，路面整修機行進的距離可以利用該接近傳感器來測量。此外，具有指向下並突出到仍待處理的材料中的杆的切換元件位於攤鋪推進加料器的前面。利用該切換設備，可以確定路面整修機是否執行向前運動，並且由此啟動或停止距離測量。該系統所具有的缺點是以下事實：一方面，位於攤鋪推進加料器的前方的區域中的切換設備是機械設備並且因此易於磨損，並且另一方面，布置在前輪的區域中的傳感器具有缺點，這是因為該傳感器裝置必須以高度複雜的方式安裝在前輪的後面，並且因此在修理的情況下難以觸及並且僅在導致大的努力時才可以被更換。這導致路面整修機的更長且無意的停機時間。此外，由於傳感器裝置的安裝位置，傳感器裝置在其較髒時難以被清潔。該系統的另一缺點是，即使在所述兩個傳感器中的一個傳感器或所述兩個 設備中的一個設備——即位於攤鋪推進加料器前面的切換設備或者位於前輪後面的傳感器裝置——具有缺陷的情況下，不再可以測量或計算所行進的距離，或者所行進的距離的測量或計算將是錯誤的，直到有缺陷的設備被修復為止。

從該現有技術出發，本發明的根本目的是提供一種用於測量和計算距離的改進方法，其中，上述已知的執行方式的缺點得以避免並且該改進方法允許對距離的容易、可靠且精確的測量和計算。

技術實現要素：

該目的通過根據本發明的設備、方法以及施工機械來實現。本發明還提供了有利的進一步發展。

本發明提供了一種用於在具有履帶鏈傳動裝置的施工機械中測量距離的設備，該設備包括：

至少一個非接觸式傳感器，所述至少一個非接觸式傳感器布置在施工機械的底盤處以使得非接觸式傳感器指向該施工機械的履帶鏈傳動裝置的履帶鏈；以及

評估單元，該評估單元連接至非接觸式傳感器並且操作成基於由該非接觸式傳感器接收的信號確定施工機械行進的距離。

根據實施方式，提供的是，布置非接觸式傳感器以在施工機械移動時交替地檢測履帶鏈的鏈節或鏈元件以及該履帶鏈的鏈節之間的間隙並且產生表示對鏈節和間隙進行的檢測的信號。

用於在施工機械中測量距離的本發明的設備具有優勢，這是因為由布置在底盤處並位於履帶鏈的區域中的至少一個非接觸式傳感器可靠地檢測該機械的運動或靜止不動。根據實施方式，該傳感器指向履帶鏈，並且在施工機械移動時交替地檢測鏈節和間隙。脈衝信號是在施工機械移動的同時通過履帶鏈節移動而產生的，基於所述脈衝信號可以測量該機械行進的路徑。根據實施方式，提供的是，確定施工機械是否移動。當施工機械靜止不動時，由傳感器檢測施工機械到施工機械靜止不動，並且不進行距離測量或計算，例如停止合計所行進的各距離段或距離部分，並且僅在該機械再次移動時 繼續。

與根據GB 2 255 640 A的布置在前輪後面的非接觸式傳感器相比，本發明的方法具有優勢，這是因為傳感器可以容易地應用在施工機械的底盤處、例如位於在履帶鏈上方的輪罩中，並且因此能夠被容易地觸及。在修理的情況下或出於清潔的目的，該位置處的傳感器能夠被容易地觸及。此外，不需要與必須固定至前輪的軸的輻條類似的附加的轉動部件。

此外，本發明的方法具有的優勢在於，本發明的方法在檢測和/或測量所行進距離時獨立於外部位置值來操作並且僅依賴履帶鏈的實際運動。如先前已提到的，在現有技術中存在下述方法：在所述方法中，通過將各小距離部分或距離段加起來而完成對所行進的距離的測量，其中，各小距離部分或距離段已利用由位置確定裝置連續地確定的位置值、例如通過利用GNSS接收器確定。GNSS接收器可以是例如GPS(全球定位系統)接收器。這些方法所存在的問題在於，例如當該機械靜止不動時，例如當該機械「固持」在同一個位置處時，由於GPS位置數據的變化而辨別出該機械的進一步的運動，並且因此，另外的值合計成所行進的距離以使得僅基於衛星支持系統的方法導致錯誤的距離測量。該機械靜止不動並且隨後繼續行駛的情況越頻繁，則造成的求和錯誤就越大。在該機械行駛或者必須非常緩慢地行駛時，例如，在僅很少量的材料留在路面整修機的材料儲存器或料鬥中並且在供給鏈中僅一些鏈可用時，也存在這種求和錯誤。這些缺點根據本發明通過基於履帶鏈的實際運動確定距離而得以避免。

本發明的方法允許測量並計算施工機械例如在處理空地或地面時行進的距離，在本發明的方法中，上述系統的缺點得以避免。與基於GNSS信號的系統相比，本發明允許在有接收幹擾或GNSS系統失效的情況下，例如在穿過隧道或在橋梁下方經過時，繼續測量距離，而不必知道路徑的實際走向並且不必訪問機器控制器。

特別是由於本發明的設備根據評估單元的實施而不再或者僅在有限程度上需要訪問施工機械或該施工機械的機器參數的事實，這允許將本發明也實施為所謂的「懸掛(hang-on)」系統，即，一種如下系統：該系統以可拆卸的方式布置在重建機械上並且可以例如 添加到不同類型的機械上。

根據實施方式，該設備還包括用於確定施工機械的位置的至少一個位置確定裝置，其中，根據實施方式可以提供的是，位置確定裝置利用全球導航衛星系統或地面系統的信號來確定施工機械的位置。全球導航衛星系統可以是例如GPS系統。在地面系統中，例如可以設置包括布置在施工機械上的稜鏡的全站儀，或者施工機械的位置可以利用移動無線技術領域的定位技術——例如通過GSM(全球移動通信系統)三角測量——來確定。全球導航衛星系統和地面系統的組合也是可以的，例如利用所謂的「差分GPS」，以校正全球導航衛星系統的信號中所包含的位置值的不精確性。根據另外的實施方式，可以提供的是，通過來自位置確定裝置的位置數據以預定的間隔對所行進的距離和/或計算距離所基於的參數進行校正，其中，計算距離所基於的參數包括履帶式元件長度以及兩個履帶式元件之間的間隙的長度的預先設定的和。根據實施方式，位置確定裝置是施工機械的計算機單元和/或操作及顯示單元的一部分，位置確定裝置可以操作性地連接至評估單元。

這種執行方式具有優勢，這是因為除了測量距離以外，由於通過檢測履帶鏈的運動所產生的位置信號而可以對所行進的距離進行進一步的檢測，由此再次增大了距離測量的精度。根據實施方式，與如在WO 98/12505 A1中描述的過程類似，以規則的間隔，例如，每隔10m，對由非接觸式傳感器測得的距離進行校正。施工機械移動得越遠，藉助於非接觸式傳感器的距離測量就越精確。當不存在GPS信號時，例如當在橋梁下方或在隧道中經過時，該機械行進的距離可以通過檢測履帶鏈的運動來確定，其中，儘管缺乏GPS信號，但是距離測量或計算足夠精確。

根據實施方式，該設備包括至少一個加速度傳感器，所述至少一個加速度傳感器布置在施工機械的作業工具處以用於檢測該作業工具的操作狀態。根據實施方式，評估單元可以配置成將關於施工機械是否移動的信息與來自加速度傳感器的信息和關於施工機械的作業工具的當前安裝寬度的信息相結合，以確定由施工機械處理的面積。根據實施方式，加速度傳感器可以是單軸或多軸傳感器。

這種執行方式具有優勢，這是因為關於該機械是移動還是靜止 不動的信息可以與來自用於檢測作業工具的操作狀態的加速度傳感器的信息相結合，由此可以推斷出機械在移動的同時是否工作，例如瀝青是否被鋪裝或銑削掉。當該機械靜止不動時，例如，在路面整修機中用於壓緊瀝青的振動和在路面銑刨機中的用於銑削道路表面的銑削輥通常關閉。這可以通過加速度傳感器來檢測，以使得對由該機械處理的面積的計算可以基於該信息結合與該機械的作業工具起作用的寬度相關的信息而容易地進行。

加速度傳感器可以布置在作業工具上的任何位置，例如布置在路面整修機的安裝板上，或者可以橫向地布置在路面銑刨機的銑削輥上。如已經提到的，加速度傳感器可以是單軸或多軸傳感器以測量一個方向或若干個方向上的加速度值，其中，這些加速度通常在操作作業工具時形成，例如由於安裝板在壓緊瀝青時的振動或者由於在使路面銑刨機中的銑削輥轉動時的振動而產生。

根據實施方式，非接觸式傳感器包括位於外殼中的至少兩個傳感器頭。根據實施方式，該設備包括布置在施工機械的一側的其間具有間隔的至少兩個非接觸式傳感器，其中，根據實施方式，第一非接觸式傳感器指向履帶鏈的第一區域，例如前部區域，第二非接觸式傳感器指向履帶鏈的第二區域，例如後部區域。此外，根據實施方式，可以提供的是，將第一非接觸式傳感器布置在施工機械的第一側並且將第二非接觸式傳感器的布置在該施工機械的與該第一側相對的第二側，其中，評估單元配置成在利用來自第一非接觸式傳感器的信號和來自第二非接觸式傳感器的信號的同時確定施工機械是在筆直地向前移動還是在轉彎。

使用若干個傳感器或若干個傳感器頭具有優勢，這是因為這允許對履帶鏈的運動的冗餘檢測，以使得可以考慮到例如履帶式元件之間的變化距離。另外，對於來自不同傳感器的信號可以就其似真性(plausibility)進行檢查，以例如在測量距離時不考慮被識別為不正確的信號。使用若干個傳感器在預料到履帶式元件之間的灰塵時也具有優勢，使得例如第一傳感器例如在灰塵脫落時在識別履帶式元件與間隙之間的差異方面有問題，然而，可以通過不同的傳感器來識別履帶式元件與間隙之間的差異。將傳感器布置在該機械的不同側具有優勢，這是因為評估單元在測量距離時還能夠容易地考 慮到轉彎。

根據實施方式，該設備包括總線系統和接口，其中，該總線系統連接非接觸式傳感器和評估單元，該接口構造成將總線系統連接至施工機械的計算機單元和/或操作及顯示單元。根據實施方式，可以提供的是，評估單元配置成在施工機械的操作及顯示單元上顯示由非接觸式傳感器獲得的傳感器值。根據另外的實施方式，可以提供的是，接口構造成將總線系統連接至施工機械的通信裝置，該通信裝置設置成允許與至少另一施工機械和/或施工場地辦公室的無線通信，其中，可以提供的是，向移動計算機或施工場地辦公室發送由評估單元提供的數據。

因此，本發明的設備可以容易地且不需要很大努力地連接至施工機械的現有終端，以允許與施工機械的計算機單元和/或操作及顯示單元的通信，從而例如利用顯示單元來顯示所獲得的傳感器值或根據這些傳感器值產生的所行進的距離或所處理的面積，並且向施工機械的操作員提供這些數據。該數據還可以也可以經由通信裝置發送至外部位置，例如施工場地辦公室，以根據需要為中央管理部擬定施工進度。此外，由於至其他施工機械的通信，可以確保的是，已經處理的區域不會被再次處理。

根據實施方式，該設備的用於測量距離的部件以可拆卸的方式附接至施工機械。

這種執行方式具有優勢，這是因為實際的施工機械不需要被修改，相反，本發明的設備的部件可以經由適當的裝置容易地附接至施工機械，並且評估單元可以例如利用先前提到的接口容易地連接至該施工機械的控制單元。替代性地，評估單元還可以被實施為施工機械的計算機單元或另一單元的一部分。因此，本發明的系統特別適合作為附加系統，如先前已簡單地論述的。

因此，根據實施方式，本發明提供了一種用於測量施工機械在處理空地或地面時——例如在塗覆瀝青或銑削道路表面時——所行進的距離的設備，其中，根據實施方式，以下部件可以組合：

至少一個非接觸式傳感器，所述至少一個非接觸式傳感器布置在施工機械的底盤處並且位於履帶鏈的區域中以檢測履帶鏈的運動，並 且所述至少一個非接觸式傳感器例如呈超聲波傳感器或諸如雷射傳感器之類的光學傳感器的形式，

至少一個定位裝置，所述至少一個定位裝置布置在施工機械上以經由衛星導航系統或地面系統來確定位置，以及

至少一個加速度傳感器，所述至少一個加速度傳感器布置在施工機械的作業工具上以檢測該作業工具的操作狀態。

此外，本發明提供了一種施工機械，該施工機械包括：

履帶鏈傳動裝置；

底盤；以及

根據本發明的設備，該設備以可拆卸的方式布置在施工機械上。

本發明的施工機械提供了在上文中結合本發明的設備所指出的優點。

此外，本發明提供了一種用於測量具有履帶鏈傳動裝置的施工機械所行進的距離的方法，該方法包括：

以非接觸方式檢測施工機械的履帶鏈傳動裝置的履帶鏈的運動；以及

基於所檢測到的履帶鏈的運動來確定施工機械行進的距離。

用於測量距離的本發明的方法提供了在上文中結合本發明的設備所指出的優點。

根據實施方式，該方法還包括利用在施工機械的某些位置處的所檢測到的履帶鏈的運動來確定施工機械的位置並且測量該施工機械行進的距離，其中，根據實施方式，施工機械的位置利用全球導航衛星系統或地面系統的信號來確定，其中，根據另外的實施方式，可以提供的是，通過利用連續確定的施工機械的位置值所確定的距離段來校正已利用履帶鏈的運動檢測到的距離。

基於指向履帶鏈的非接觸式傳感器的信號並且基於位置信息來檢測距離具有優勢，這是因為這產生了例如基於對由傳感器所產生的脈衝的重新計算和求和來進行的距離計算，所述脈衝藉助於由GNSS接收器連續測量的位置值附加地支持和/或校正。

根據實施方式，確定施工機械的作業工具是否啟動，並且利用所檢測到的履帶鏈的運動和作業工具的啟動來測量由施工機械處理的面積，其中，根據實施方式，啟動包括檢測作業工具的加速度。

基於與所行進距離有關的由傳感器檢測的信號且基於與作業工具的啟動有關的信息，並且優選地還基於作業工具的當前安裝寬度，可以容易地檢測由施工機械處理的面積或處理的地面。在還確定施工機械的位置的實施方式中，這還可以利用例如來自GNSS接收器的附加的位置值來進行。

附圖說明

隨後將參照附圖對本發明的優選實施方式進行詳細描述，在附圖中：

圖1示出了包括根據實施方式的本發明的設備的路面整修機的示意圖；

圖2示出了根據另一實施方式的本發明的設備的替代性的實施例；

圖3A示出了圖1的路面整修機的履帶鏈的後部部分的放大圖；

圖3B示出了說明由傳感器產生的信號的圖示；

圖4A示出了根據實施方式的雙頭傳感器的布置；

圖4B示出了由兩個傳感器獲得的輸出信號；

圖5A和圖5B示出了在施工機械向前行駛時由兩個傳感器獲得的輸出信號；

圖6A和圖6B示出了在施工機械向後行駛時由兩個傳感器獲得的輸出信號；

圖7示出根據本發明的實施方式的用於在施工機械中測量距離的方法的流程圖；

圖8示出了根據本發明的方法的另一實施方式的流程圖；以及

圖9示出了說明本發明的方法的又一實施方式的流程圖。

具體實施方式

下面將參照附圖對本發明的實施方式進行更詳細的論述，其中，在附圖中，相同的元件或相同作用的元件設置有相同的附圖標記。此外，應當指出的是，本發明的優選實施方式的以下描述使用了路面整修機，然而，本發明不限於應用在路面整修機中。相反，本發明可以應用於任意種類的包括履帶鏈傳動裝置的施工機械，例如，具有銑削輥的路面銑刨機、包括鋼製護罩的推土機、雪道履帶車、具有履帶式運行齒輪的挖掘機、履帶裝載機、安裝在履帶傳動裝置上的鑽探設備或工作平臺、履帶式銑刨機等。

圖1是路面整修機100的示意圖，路面整修機100包括根據實施方式的本發明的設備以便測量路面整修機100行進的距離。路面整修機100包括底盤102、安裝板104、攤鋪推進加料器(spreading auger)106、料鬥108以及履帶鏈110。路面整修機100的履帶鏈傳動裝置的履帶鏈110包括彼此隔開間隙的多個鏈節112，其中，在圖1中，相鄰的兩個鏈節112之間的這種間隔或間隙由附圖標記114表示。路面整修機100位於地面116上，其中，地面116上的在路面整修機後面的區域待處理，例如通過由路面整修機引入瀝青覆蓋物以已知方式處理。

路面整修機100包括根據實施方式的用於檢測距離或測量距離的本發明的設備。該設備包括第一非接觸式傳感器118和第二非接觸式傳感器120。在圖1中，示意性地示出了傳感器118和120，並且傳感器118和120例如經由適當的附接裝置——如螺釘或閂鎖裝置——布置在路面整修機100的底盤102處，例如位於設置有履帶鏈110的輪罩內。此外，該設備包括評估單元122，評估單元122在圖1中也被示意性示出並且也可以例如經由可拆卸的螺釘或閂鎖連接來布置在施工機械的適當位置處，例如，位於駕駛室的區域中，但是也可以布置在不同的位置處。傳感器118和120經由總線系統124——例如經由CAN(控制器區域網)總線——連接至評估單元122。總線124還包括接口126，以將根據實施方式的本發明的設備連接至路面整修機100的另外的控制單元或控制部件，或者允許由評估單元122產生的表示距離的信號被讀出。路面整修機100包括 經由例如CAN總線的系統總線130連接的控制計算機127和操作及顯示裝置128。根據實施方式，評估單元122或用於檢測路面整修機100行進的距離的本發明的設備可以經由接口126連接至路面整修機的總線130，以使得由評估單元122提供的信號被提供至控制計算機127和/或操作及顯示裝置128。

根據其他實施方式，可以提供的是，將評估單元122實施成控制計算機127的一部分。

此外，路面整修機100包括位置確定裝置132，例如GNSS位置確定裝置，位置確定裝置132經由引線136連接至GNSS接收器134。此外，位置確定裝置132經由CAN總線130連接至路面整修機100的控制計算機127。位置數據可以利用接口126從位置確定裝置132提供至評估單元122。代替剛剛提到的GNSS位置確定系統，還可以設置其他的位置確定系統——其他的衛星支持系統或其他的地面系統。示例性地，可以設置具有布置在路面整修機100上的稜鏡的全站儀，或者還可以設置移動無線電發射機，以執行關於路面整修機100的位置的GSM三角測量。還可以使用衛星支持系統和地面系統的組合，如差分GPS系統。

此外，根據圖1的路面整修機100包括例如呈發射/接收天線的形式的通信裝置138，通信裝置138經由總線130連接至控制計算機127並且經由接口126連接至評估單元122。通信裝置138允許路面整修機100與位於施工場地的其他施工機械或施工設備之間的雙向通信、和/或至諸如施工場地辦公室之類的中央管理處的通信，以允許數據被通信至不同的位置，從而例如將關於所行進的距離和安裝區域的協議數據發送至施工場地辦公室。

根據所示實施方式，參照圖1示出的本發明的設備還包括加速度傳感器140，加速度傳感器140在圖1中被示意性地示出並且在所示實施方式中布置在安裝板104之上。基於加速度傳感器140的輸出信號，評估單元122確定安裝板是否起作用，即，路面施工機械100是否正在鋪裝瀝青材料。加速度傳感器140經由總線124連接至評估單元122。設置在所示出的根據本發明的設備的實施方式的路面整修機100處的加速度傳感器140還可以橫向地附接至安裝板104。此外，可以使用多軸或單軸傳感器。傳感器140檢測安裝 板104的操作狀態以檢測路面整修機100是否正在操作，即，是否正在施加瀝青材料。

在本發明的圖1中所示的實施方式中，傳感器118和120為指向履帶鏈110的不同區域的非接觸式傳感器。優選地，傳感器118和120為超聲波傳感器，其中，第一傳感器118布置在履帶鏈110的後部區域中、位於攤鋪推進加料器106的前面，並且第二傳感器布置在履帶鏈110的前部區域中、位於料鬥108的下方。兩個傳感器都相對於其傳感器檢測區域142、144定向以檢測履帶鏈110的運動。當路面整修機100移動時，傳感器118和120各自交替地檢測鏈節112和間隙114並且產生對應的信號，例如脈衝信號，這些在下面被更詳細地論述。

傳感器118、120和140經由優選地呈諸如CAN總線之類的總線系統的形式的布線124連接至彼此並且連接至評估單元122。至控制計算機127的連接經由接口126來實現，以使得信號和信息可以經由總線系統進行交換。路面整修機100的另外的部件——即，操作及顯示單元128、位置確定裝置132和通信裝置138——也經由例如呈總線系統的形式的布線130連接至控制計算機127，以允許各部件彼此之間的通信。操作及顯示單元128用作機械操作員或駕駛員之間的接口，並且根據實施方式，操作及顯示單元128配置成顯示所測得的、經計算的且經由總線系統124、130傳遞的值。通信裝置138用於例如經由衛星或移動無線電裝置將所測得、經計算且經由總線系統獲得的值傳遞至另外的機械或外部位置，例如施工場地辦公室。

圖2示出了根據另一實施方式的本發明的設備的替代性的實施例。圖2也示出了一種路面整修機，該路面整修機在其結構方面與圖1的路面整修機對應，因此，已經參照圖1描述的路面整修機的部件不進行重複描述。在圖2中所示的實施方式中，本發明的設備的評估單元實施為施工機械100的控制計算機127的一部分，其中，控制計算機127在所示示例中還包括位置確定裝置。如圖1中的情況那樣，GNSS接收器134經由引線136連接至控制計算機127。此外，示出了已經參照圖1描述的總線130，控制計算機127、操作及顯示裝置128和通信裝置138經由總線130彼此連接。根據按照圖 2的實施例的設備包括與圖1中的傳感器相同的傳感器，然而，其中，這些傳感器不經由共用的總線系統彼此連接，也不經由共用的總線系統連接至評估單元(控制計算機127)，而是分別經由單獨的布線144a至布線144c連接。這允許使用例如不能夠與總線配合的傳感器，例如，不具有用於至總線系統的終端的接口的這些傳感器，或者僅具有模擬接口的這些傳感器。

位於控制計算機127中的位置確定裝置使得經由GNSS接收器134連續地確定路面整修機100的位置，並且允許對由非接觸式傳感器118、120測得的距離進行校正，例如通過對鏈節112的預設間隔或最後設定的間隔——該預設間隔或最後設定的間隔又用作所行進的距離的後續計算的基礎——進行校正來以行進距離的10m的規則間隔對由非接觸式傳感器118、120測得的距離進行校正。

代替如圖2中所示的控制計算機127包括位置確定裝置的實施例，在其他實施方式中，可以提供的是，將控制計算機結合到操作及顯示單元128中。在這種實施例中，位置確定裝置還可以被實施為控制及顯示單元128的一部分。替代性地，位置確定裝置可以與圖1類似地設置，並且此外，本發明的設備的評估單元的功能可以結合到該位置確定裝置中。

已經參照圖1和圖2僅示出了路面整修機100的一側和布置在該側的傳動裝置。對應的傳動裝置位於相對側，並且根據實施方式，可以提供的是，與根據圖1和圖2的實施例對應，也在該相對側提供非接觸式傳感器的布置，以使得路面整修機100的兩個履帶鏈都經由對應的傳感器來監測，從而附加地提供一種識別拐彎的方法。

現在將參照圖3A和圖3B對在路面整修機100移動時檢測路面整修機100行進的距離進行更詳細的論述，圖3A為圖1的路面整修機100的履帶鏈110的後部部分的放大圖，並且圖3B為說明由傳感器118產生的信號的圖示。

圖3A示出了傳感器118，傳感器118以參照圖1所描述的樣式布置並且連接至CAN總線124。在圖3A中，箭頭F表示路面整修機100的行進方向，並且此外，還示出了履帶鏈110的後部部分，其中，各個鏈節112和這些鏈節之間的間隙114可以在放大圖中更 清楚地辨認出。此外，應當認識到的是，傳感器118的檢測區域142指向履帶鏈110的後部區域，即，履帶鏈110被引導在輪148周圍的位置，並且由於在輪148的區域中對鏈進行引導而因此在鏈節112之間存在已知的固定距離114。在履帶鏈110不由輪148引導的區域中，如可以從圖3A觀察到的，該距離較小並且還可以根據履帶鏈的運動而改變，以使得對履帶鏈110的檢測優選地在引導履帶鏈的區域中執行。

當路面整修機100移動時，履帶鏈110沿順時針或逆時針方向移動，其中，在圖3A中，假設在行進方向F中進行順時針方向上的運動。履帶鏈110的運動引起傳感器118的輸出信號，如參照圖3B所示出的。如超聲波傳感器的傳感器118的輸出信號基本上是在路面整修機100以勻速或大致恆定的速度移動時形成的矩形信號。

如先前已提到的，兩個鏈節112之間的間隙114例如在履帶鏈110擱在地面116上的區域中非常小，而兩個鏈節112之間的間隙114在布置有傳感器118的改向區域148中變大，並且由於導引件148而包括確定的間隔。當履帶鏈110移動時，例如呈超聲波傳感器的形式的傳感器118檢測出至履帶鏈110的不同距離，所述不同距離由下述事實造成：傳感器118與履帶鏈110之間的距離在鏈節112移動經過傳感器118時較小，而該距離在間隙114中較大。在圖3B中，傳感器118與履帶鏈110之間的間隔沿著Y軸標示，並且由傳感器118輸出的信號示出了在間隙114經過傳感器118時的較大的第一間隔A1和與第一信號相比較小的第二信號A2，第二信號A2表示在鏈節112移動經過傳感器118時的較小的間隔。時間沿著X軸標示，並且信號曲線表明已持續地檢測間隙B1或鏈節B2。換句話說，由傳感器118檢測到的兩個鏈節112之間的間隙114與測得的間隔A1以及脈衝寬度B1對應，並且由傳感器118檢測到的履帶鏈110的鏈節112與測得的間隔A2以及脈衝寬度B2對應。在使用圖3B中所示的信號曲線的同時，評估單元122(見圖1)通過對於圖3B中所示的信號曲線的每個脈衝數都增加由鏈節112的預先設定的長度或最後設定的長度和履帶鏈110的擱在地面116上的相鄰的兩個鏈節112間的間隙114構成的和，來確定在預定時間單元內該路面整修機100行進的距離。路面整修機中的鏈節112的長 度例如為大致15cm，並且履帶鏈110中的擱在地面116上的相鄰的兩個鏈節112之間的間隙114為大致1.5cm。對應地，對於圖3B中所示的信號曲線的每個脈衝數，16.5cm加至已行進且存儲的距離。

當使用兩個傳感器118和120時，解析度(resolution)通過下述方面而增大：即，對於兩個傳感器118和120產生的每個脈衝數，增加由鏈節112的預先設定的長度或最後設定的長度與履帶鏈110的擱在地面116上的相鄰的兩個鏈節112之間的間隙114構成的和的一半。如上面所指出的，在鏈節112和間隙114的長度的和為大致16.5cm的情況下，因此對於圖3B中所示的信號曲線的每個脈衝數，僅8.25cm必須加至已經行進且存儲的距離。

此外，在使用兩個傳感器118和120時實現了冗餘布置，其中，檢測鏈節112或間隙時例如因鏈節脫落或者因間隙中的灰塵而產生的誤差可以被校正。此外，當兩個傳感器118和120中的一個傳感器損壞或有缺陷時，相應的另一個傳感器的信號或脈衝數可以用於計算距離。

圖4A和圖4B示出了根據本發明的設備的另一實施方式在使用雙頭傳感器的同時測量路面整修機行進的距離。圖4A示出了根據該實施方式的雙頭傳感器的布置，並且圖4B示出了由兩個傳感器獲得的輸出信號。

與圖3A類似，圖4A示出了位於履帶鏈110的後部區域中的傳感器118的布置，其中，傳感器118包括布置在傳感器118的共用的外殼118c內的兩個傳感器頭118a和118b。傳感器頭118a和118b偏移地設置成使得其檢測區域142a和142b部分地重疊。傳感器頭118a和118b兩者都定向成使得履帶鏈110的運動由兩個傳感器頭118a、118b檢測。當路面整修機100沿行進方向F移動時，履帶鏈110沿順時針方向移動，從而引起圖4B中所示的輸出信號，其中，圖4B中的頂部圖示示出了與如由傳感器頭118a檢測的間隔值有關的輸出信號，底部圖示表示與來自傳感器頭118b的間隔值有關的傳感器值。

與圖3B中所示的圖示類似，在根據圖4B的圖示中，間隔A1、 A2標示在Y軸上，並且若干個時間點T1至T5標示在X軸上，其中，在每個時間點處均發生從測得的間隔A2(至鏈節112的間隔)至測得的間隔A1(通過間隙114至鏈的間隔)的變化，即，鏈節112與兩個鏈節112間的間隙114之間的變化。如可以在根據圖4B的圖示中認識到的，由於傳感器頭118a和118b的偏移布置，在信號曲線或脈衝線之間存在時間偏移量，使得傳感器頭118a在時間點T1至T2之間識別兩個鏈節112之間的間隙114(間隔值A1、脈衝寬度B1)，而傳感器頭118b在這些時間點之間識別鏈節112(間隔值A2、脈衝寬度B2)。

與使用位於路面整修機的前部區域和後部區域中的兩個傳感器118和120的上述情況相比，通過使用雙頭傳感器，距離計算的解析度增大，即，對於由兩個傳感器頭118a和118b產生的每個脈衝數，增加包括鏈節112的預先設定的長度或最後設定的長度以及履帶鏈110的擱在地面116上的相鄰的兩個鏈節112之間的間隙114的和的一半。如上面所指出的，在鏈節112和間隙114的長度的和為大致16.5cm的情況下，對於傳感器頭的每個脈衝數，僅8.25cm必須加至已經行進且存儲的距離。

在上述實施方式中，在兩個傳感器用作兩個單獨的傳感器或者一個外殼中的兩個傳感器頭(例如，見圖4A)時，圖4B示例性地示出了用於下述布置的信號曲線：在該布置中，一個傳感器檢測鏈節(A2/B2)，與此同時，另一個傳感器檢測兩個鏈節之間的間隙(A1/B1)。在其他實施方式中，與軸角編碼器類似，傳感器可以設置成使得該機械的向前行進和向後行進可以利用信號來檢測。在這裡，傳感器設置成使得這些傳感器至少有時同時檢測鏈節和間隙，使得在圖4B中所示的信號曲線彼此移位，從而使得兩個鏈節之間的間隙(A1/B1)在邊沿處重疊。圖5A和圖5B示出了在施工機械向前移動時由兩個傳感器獲得的輸出信號，其中，圖5A示出了第一傳感器的輸出信號，第一傳感器沿行進方向布置在第二傳感器的後面。圖5B示出了由第二傳感器獲得的輸出信號。第一傳感器的表示間隙的信號B1(圖5A)與來自第二傳感器的對應的信號B1(圖5B)部分地重疊，如由偏距Δt所指示的。與第一傳感器的信號相比，第二傳感器的信號延遲偏距Δt，據此，評估單元識別該機械的 向前運動。圖6A和圖6B示出了在施工機械向後移動時由兩個傳感器獲得的輸出信號，其中，圖6A示出了第一傳感器的輸出信號，圖6B示出了第二傳感器的輸出信號，第一傳感器的輸出信號與第二傳感器的輸出信號也偏移偏距Δt。在圖6A和圖6B中，第一傳感器的信號相對於第二傳感器的信號延遲偏距Δt，據此，評估單元識別該機械的向後運動。

圖7示出了根據本發明的實施方式的用於在施工機械中測量距離的方法的流程圖。在第一步驟S100中，以非接觸的方式檢測如已經參照圖1且參照圖2描述的諸如路面整修機之類的施工機械的履帶鏈傳動裝置的履帶鏈的運動，使得在步驟S102中，可以基於所檢測到的履帶鏈的運動來確定施工機械行進的距離。

圖8示出了根據本發明的方法的另一實施方式的流程圖。與圖7類似，在步驟S100中，首先，以非接觸方式檢測履帶鏈的運動。此外，根據所示實施方式，在步驟S104中，例如通過衛星導航等來檢測施工機械的位置。在步驟S106中，在預定的時間點，利用所檢測到的履帶鏈的運動並且利用所確定的施工機械在預定的時間點時的位置來測量所行進的距離。根據所描述的實施方式，可選地，可以提供的是，在步驟S108中，基於施工機械的位置值來校正已利用履帶鏈的運動檢測到的距離。

圖9示出了表示本發明的方法的又一實施方式的流程圖。與根據圖7和圖8的方法類似，同樣在圖9中，首先，在步驟100中，以非接觸方式檢測履帶鏈的運動。在隨後的步驟S110中，例如通過檢測施工機械的作業工具的振動或加速度來確定該作業工具是否啟動，以使得在步驟S112中可以例如利用所檢測到的履帶鏈的運動、作業工具的啟動和該作業工具的當前安裝寬度——作業工具的當前安裝寬度根據待處理的面積而改變——來測量由施工機械處理的面積。在路面整修機中，例如在修建自行車道時可以用瀝青鋪窄路帶，或者例如在修建道路車道的路面時可以用瀝青鋪寬路帶。在進入對所處理的面積的計算時，使用作業工具的對應的當前寬度。在圖9中所示的實施方式中，還可以提供的是，也考慮參照圖8示出的實施方式的步驟，即，對通過履帶鏈的運動的非接觸式檢測所檢測到的距離進行校正。

在上述實施方式中已提到，一個傳感器指向履帶鏈的後端並且另一傳感器可以指向履帶鏈的前端。然而，本發明不限於此，相反，一個傳感器或若干個傳感器可以沿著履帶鏈布置在任何位置並且指向沿著履帶鏈的任何位置。傳感器例如可以布置在軸之間的區域中並且指向履帶鏈的擱在地面上的那部分或該履帶鏈的與地面間隔開的那部分。

下面將對本發明的另外的實施方式進行描述。

第一實施方式包括一種用於在包括履帶鏈傳動裝置的施工機械中測量距離的設備，該設備包括至少一個非接觸式傳感器和評估單元，其中，所述至少一個非接觸式傳感器布置在施工機械的底盤處以使得非接觸式傳感器指向該施工機械的履帶鏈傳動裝置的履帶鏈，該評估單元連接至非接觸式傳感器並且操作成基於由該非接觸式傳感器接收的信號確定施工機械行進的距離。

第二實施方式包括一種根據第一實施方式的設備，其中，非接觸式傳感器設置成在施工機械移動時交替地檢測履帶鏈的鏈節以及該履帶鏈的鏈節之間的間隙並產生表示對鏈節和間隙進行的檢測的信號。

第三實施方式包括一種根據第一實施方式或第二實施方式的設備，該設備包括用於確定施工機械的位置的至少一個位置確定裝置。

第四實施方式包括一種根據第三實施方式的設備，其中，位置確定裝置構造成利用全球導航衛星系統或地面系統的信號來確定施工機械的位置。

第五實施方式包括一種根據第三實施方式或第四實施方式的設備，其中，評估單元構造成通過來自位置確定裝置的位置數據以預定的間隔校正所行進的距離。

第六實施方式包括一種根據第三實施方式、第四實施方式或第五實施方式的設備，其中，位置確定裝置為施工機械的計算機單元和/或操作及顯示單元的一部分，位置確定裝置可以操作性地連接至評估單元。

第七實施方式包括一種根據前述實施方式中的任一實施方式的 設備，該設備包括至少一個加速度傳感器，所述至少一個加速度傳感器布置在施工機械的作業工具處以用於檢測該作業工具的操作狀態。

第八實施方式包括一種根據第七實施方式的設備，其中，評估單元配置成將關於施工機械是否移動的信息與來自加速度傳感器的信息以及關於施工機械的作業工具的當前安裝寬度的信息相結合，以確定由施工機械處理的面積。

第九實施方式包括一種根據第七實施方式或第八實施方式的設備，其中，加速度傳感器包括單軸或多軸傳感器。

第十實施方式包括一種根據前述實施方式中的任一實施方式的設備，其中，非接觸式傳感器包括位於外殼中的至少兩個傳感器頭。

第十一實施方式包括一種根據前述實施方式中的任一實施方式的設備，該設備包括布置在施工機械的一側的彼此間隔開的至少兩個非接觸式傳感器。

第十二實施方式包括一種根據第十一實施方式的設備，其中，第一非接觸式傳感器指向履帶鏈的前部區域並且第二非接觸式傳感器指向履帶鏈的後部區域。

第十三實施方式包括一種根據前述實施方式中的任一實施方式的設備，該設備包括至少兩個非接觸式傳感器，其中，第一非接觸式傳感器布置在施工機械的第一側，並且其中，第二非接觸式傳感器布置在施工機械的與第一側相對的第二側，其中，評估單元配置成利用來自第一非接觸式傳感器的信號和來自第二非接觸式傳感器的信號來確定該施工機械是直行還是在拐彎。

第十四實施方式包括一種根據前述實施方式中的任一實施方式的設備，該設備包括總線系統和接口，其中，該總線系統連接非接觸式傳感器和評估單元，該接口構造成將總線系統連接至施工機械的計算機單元和/或操作及顯示單元。

第十五實施方式包括一種根據第十四實施方式的設備，其中，評估單元配置成在施工機械的操作及顯示單元上顯示由非接觸式傳感器獲得的傳感器值。

第十六實施方式包括一種根據第十四實施方式或第十五實施方式的設備，其中，接口還構造成將總線系統連接至施工機械的通信裝置，該通信裝置設置成允許與至少一個其他施工機械和/或施工場地辦公室無線通信。

第十七實施方式包括一種根據第十六實施方式的設備，其中，通信裝置配置成向移動計算機或施工場地辦公室發送由評估單元提供的數據。

第十八實施方式包括一種根據前述實施方式中的任一實施方式的設備，其中，該設備的用於測量距離的部件以可拆卸的方式附接在施工機械上。

第十九實施方式包括一種施工機械，該施工機械包括履帶鏈傳動裝置、底盤和根據前述實施方式中的任一實施方式的設備，該設備以可拆卸的方式布置在施工機械上。

第二十實施方式包括一種用於測量包括履帶鏈傳動裝置的施工機械的距離的方法，該方法包括：以非接觸方式檢測施工機械的履帶鏈傳動裝置的履帶鏈的運動；以及基於所檢測到的履帶鏈的運動確定施工機械行進的距離。

第二十一實施方式包括一種根據第二十實施方式的方法，該方法包括：確定施工機械的位置，以及利用所檢測到的履帶鏈的運動和所確定的施工機械的位置來測量該施工機械行進的距離。

第二十二實施方式包括一種根據第二十一實施方式的方法，其中，施工機械的位置利用全球導航衛星系統或地面系統的信號來確定。

第二十三實施方式包括一種根據第二十一實施方式或第二十二實施方式的方法，其中，測量施工機械行進的總距離包括：通過利用連續確定的施工機械的位置值確定的距離段來對已利用履帶鏈的運動檢測到的距離進行校正。

第二十四實施方式包括一種根據第二十一實施方式、第二十二實施方式或第二十三實施方式的方法，該方法包括：確定施工機械的作業工具是否啟動，以及利用所檢測到的履帶鏈的運動和作業工 具的啟動來測量由施工機械處理的面積。

第二十五實施方式包括一種根據第二十四實施方式的方法，其中，確定施工機械的作業工具是否啟動包括檢測作業工具的加速度。

儘管已經對關於設備的一些方面進行了描述，但是應當理解的是，這些方面也表示對應方法的描述以使得該設備的塊或元件也應當被理解為對應的方法步驟或方法步驟的特徵。類似地，已描述的關於或針對方法步驟的各方面也表示對應設備的對應的塊或細節或特徵的描述。

上述實施方式僅僅表示對本發明的原理的說明。應當理解的是，對於其他本領域技術人員來說，在本文中描述的布置和細節的修改和變化將是明顯的。因此，本發明意在僅受所附權利要求的範圍而非已在本文中利用對實施方式的描述和論述來呈現的具體細節限制。

附圖標記列表

100 路面整修機

102 底盤

104 安裝板

106 攤鋪推進加料器

108 料鬥

110 履帶鏈

112 鏈節

114 相鄰的兩個鏈節之間的間隙

116 地面

118 非接觸式傳感器，例如超聲波傳感器

118a 第一非接觸式傳感器頭，例如超聲波傳感器頭

118b 第二非接觸式傳感器頭，例如超聲波傳感器頭

118c 傳感器外殼

120 非接觸式傳感器，例如超聲波傳感器

122 評估單元

124 CAN總線

126 接口

127 控制計算機

128 操作及顯示裝置

130 CAN總線

132 位置確定裝置

134 GNSS接收器

136 GNSS接收器的引線

138 通信裝置

140 加速度傳感器

142 傳感器118的傳感器檢測區域

142a，142b 傳感器頭118a、118b的傳感器檢測區域

144 傳感器120的傳感器檢測區域

146a至146c 布線

148 輪。