(57)【要約】      （修正有）【課題】異なる原理に基づいた多くの異なるセンサユニットに適したセットアップ補助システムを備える土木機械を提供する。【解決手段】センサユニット２は、土木機械１に対する向きを変えることで土木機械１に対する計測範囲８の位置または向きを変え、外部基準の位置を検知するよう構成される。土木機械１は、センサユニット２用のセットアップ補助システム１０をさらに備え、セットアップ補助システム１０は、基準に対してセンサユニット２の向きが合わされる間、基準をセンサユニット２の計測範囲８内に位置させるためにセンサユニット２をどの方向に動かすべきかをオペレータに示すよう構成されるディスプレイ４を備え、センサユニット２に対する基準の位置を少なくとも２つの次元で検知するよう構成され、ディスプレイ４がセンサユニット２の計測範囲８に対する基準の位置を少なくとも２つの検知した次元について同時に表示する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
計測範囲（８）を有し、前記土木機械（１）に対する向きを変えることができ、これにより、前記土木機械（１）に対する前記計測範囲（８）の位置または向きも変えることができ、外部基準（３）の位置を検知するよう構成された少なくとも一つのセンサユニット（２）を備える土木機械（１）であって、
前記センサユニット（２）の向きが前記基準（３）に対して合わされている間に、前記基準（３）を前記センサユニット（２）の前記計測範囲（８）内に位置させるために前記センサユニット（２）をどの方向に動かす必要があるかをオペレータに示すよう構成されたディスプレイ（４）を備える前記センサユニット（２）用のセットアップ補助システム（１０）をさらに備え、
前記センサユニット（２）は、前記センサユニット（２）に対する前記基準（３）の位置を少なくとも２つの次元で検知するよう構成されており、前記ディスプレイ（４）は、前記センサユニット（２）の前記計測範囲（８）に対する前記基準（３）の前記位置を前記少なくとも２つの検知した次元について同時に表示するよう構成されていることを特徴とする、土木機械（１）。
【請求項２】
前記ディスプレイ（４）がＬＥＤ（１１）を備えることを特徴とする、請求項１に記載の土木機械。
【請求項３】
表示される次元の各々について、少なくとも１つの対応する関連するディスプレイ要素（５，５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄ）が設けられていることを特徴とする、請求項１または２に記載の土木機械。
【請求項４】
少なくとも１つの駆動装置（９）が、前記基準（３）に対して前記センサユニット（２）の向きを合わせるために設けられていることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一項に記載の土木機械。
【請求項５】
前記駆動装置（９）が手動制御可能であることを特徴とする、請求項４に記載の土木機械。
【請求項６】
前記駆動装置（９）が、前記センサユニット（２）に対する前記基準（３）の前記検知された位置に基づいて、自動制御可能であることを特徴とする、請求項４または５に記載の土木機械。
【請求項７】
前記センサユニット（２）が１つ以上のセンサ（６）を備えることを特徴とする、請求項１〜６のいずれか一項に記載の土木機械。
【請求項８】
前記土木機械（１）が、路面舗装機械またはフィーダであることを特徴とする、請求項１〜７のいずれか一項に記載の土木機械。
【請求項９】
土木機械（１）における少なくとも１つのセンサユニット（２）のセットアップ方法であって：
ａ）外部の基準（３）に対して前記センサユニット（２）の向きを合わせることと、
ｂ）センサユニット（２）に対する外部の前記基準（３）の位置をセットアップ補助システム（１０）によって検知することと、
ｃ）前記センサユニット（２）の計測範囲（８）に対する前記基準（３）の前記位置を前記セットアップ補助システム（１０）のディスプレイ（４）により表示することと、
ｄ）前記ディスプレイ（４）によって出力される情報に基づいて、前記基準（３）に対する前記センサユニット（２）の向きを調節することと、
を含み、
前記センサユニット（２）の前記計測範囲（８）に対する前記基準（３）の前記位置の少なくとも２つの次元が検知され、同時に表示されることを特徴とする方法。
【請求項１０】
ＬＥＤ（１１）が前記表示に用いられることを特徴とする、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
少なくとも１つの駆動装置（９）が前記センサユニット（２）の前記向きの調節に用いられることを特徴とする、請求項９または１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記駆動装置（９）が手動制御されることを特徴とする、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記駆動装置（９）が、前記センサユニット（２）に対する前記基準（３）の前記検知された位置に基づいて、自動制御されることを特徴とする、請求項１１または１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記土木機械（１）が路面舗装機械またはフィーダであることを特徴とする、請求項９〜１３のいずれか一項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、請求項１に記載のプリアンブルに係る土木機械、および、請求項９に記載のプリアンブルに係るこのような土木機械における少なくとも１つのセンサユニットをセットアップする方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
このような土木機械は実際に知られている。センサユニットは、土木機械の種々の作動パラメータおよびその作業結果をモニタするためのものである。しかも、得られたデータに基づいて、できる限り良好な作業結果が達成されるよう土木機械の種々の作動パラメータを適合させることが可能である。
【０００３】
このようなタイプのいく種かのセンサユニットは、外部基準を感知して基準としている。これらの外部基準は、例えば米国特許出願公開第２００４／００６８８９６Ａ１号明細書または米国特許第５，９１７，５９３Ａ号明細書に開示されているように、例えば、ワイヤまたはレーザ基準といった現場における既存の構造である。このようなセンサユニットは、動作中に適切に機能させるために、外部基準の位置を可能な限り正確に検知することができるよう、作動前にセットアップすることが必要である。この目的のために、センサユニットは、その作動中に、センサユニットのセンサが可能な限り正確に検知することが可能な領域内に外部基準が位置するよう土木機械に配置されている。長い間、このプロセスは、作業員によって主に手作業で行われている。この目的のために、例えばセンサからの距離といったセンサユニットの計測範囲を知っている必要があった。例えば、センサユニットを外部基準に対して向きを合わせ、両者間の距離をヤード尺で確認していた。
【０００４】
しかしながら、一方では、センサユニット用セットアップ補助システムを備える土木機械も存在している。ほとんどの場合、これらは、回転レーザによって画定された面基準を検知するためのセンサユニットである。レーザセンサは、回転レーザがセンサ領域に可能な限り中心近くで当たるまで、縦方向に移動されることとなる。レシーバを上下方向のいずれに移動させる必要があるかが、ＬＥＤによってオペレータに通知される。これらのシステムのいくつかはまた、モーターにより、または、自動的に移動するレシーバを採用している。
【０００５】
このような従来のセットアップ補助システムは、回転レーザによって形成される面などの面状基準を検知するセンサのセットアップに限って適しているという欠点を有している。例えば静置型レーザビームといった線形の基準用のセンサユニットは、既存のシステムでは適切なセットアップが不可能である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従って、本発明は、異なる原理に基づいた多くの異なるセンサユニットに適したセンサユニット用のセットアップ補助システムを備える土木機械を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この目的は、請求項１に記載の機構を備える土木機械によって、および、請求項９に記載の機構を伴う方法によって達成される。有利な発展形が各従属項に記載されている。
【０００８】
本発明に係る土木機械は、センサユニットに対する基準の位置を少なくとも２つの次元で検知するセンサユニット用のセットアップ補助システムを備えることを特徴としており、セットアップ補助システムは、センサユニットの計測範囲に対する基準の位置を少なくとも２つの検知した次元について同時に表示するよう構成されたディスプレイを備える。これにより、線形の外部基準が用いられる場合においても、センサユニットのセットアップがオペレータにとって顕著に容易となる。例えば、超音波センサによって感知される基準ワイヤの場合、センサユニットに対する基準ワイヤの水平位置および垂直位置の両方が検知および表示可能である。これにより、オペレータは、センサユニットの計測範囲において水平方向および垂直方向の中心に基準ワイヤを位置させることが可能である。しかしながら、検知され、表示される次元は、必ずしも直進方向の次元に限られず、回転方向の次元の検知および表示もまたなされ得る。このように、例えば、土木機械の作動中に、センサユニットを基準と平行な方向に確実に移動させることが可能である。
【０００９】
このディスプレイは、例えばＬＥＤを備えていることが好ましい。これらは、例えば、個別のＬＥＤの点灯、もしくは、種々の組み合わされたＬＥＤの点灯が、最適な向きにするためにセンサユニットをどのように移動させるかをオペレータに示すように、または、センサユニットに対する基準の位置を直接表示するために配置される。しかしながら、ディスプレイは、例えば文字と数字を用いたディスプレイまたはＬＣＤディスプレイといった所望の視覚的ディスプレイ要素であってもよい。
【００１０】
少なくとも１つの対応する関連するディスプレイ要素が表示される次元の各々について設けられていることが有利である。これにより、読み取りを速く行うことが容易となる。ディスプレイ要素は、それぞれ同等の要素であってもよい。しかしながら、異なる次元について異なる要素を設けることも可能である。具体的には、異なるディスプレイ要素が、直進方向の次元ではなく回転方向の次元に用いられてもよい。
【００１１】
少なくとも１つの駆動装置が基準に対してセンサユニットの向きを合わせるために設けられていると、特に有利である。これにより、作業員にとって、センサユニットのセットアップがさらに容易となる。しかも、対応して選択された駆動装置によって、向きのより細密な調節が可能となる。
【００１２】
一の変形例において、駆動装置は手動制御可能であることが好ましい。
【００１３】
さらなる変形例において、駆動装置は、センサユニットに対する基準の検知された位置に基づいて、自動制御可能であることが好ましい。これにより、センサユニットをセットアップするために作業員が必要とする時間が最低限に短縮される。
【００１４】
しかも、センサユニットは、センサを１つだけではなく複数備えていることが有利であり得る。これらは、複数の同等または異種のセンサであってもよい。複数のセンサを用いることにより、可能な使用範囲を拡大する一方、他方で、基準のより正確な検知が可能となる。
【００１５】
土木機械は路面舗装機械またはフィーダであり得る。
【００１６】
本発明はまた、土木機械における少なくとも１つのセンサユニットのセットアップ方法に関する。ここで、このセンサユニットは、外部基準に対して向きが合わされる。ここで、センサユニットに対する前記基準の位置は、セットアップ補助システムによって少なくとも２つの次元で検知される。検知された位置データに基づいて、センサユニットの計測範囲に対する基準の位置が、セットアップ補助システムのディスプレイによって２つの次元で表示される。センサユニットにより最も正確な計測結果が得られるこの領域は、計測範囲と呼ばれる。ここで、表示された情報に基づいて、センサユニットの向きを基準に対して調節することが可能である。計測範囲に対する基準の位置に係る少なくとも２つの次元が検知され、表示されるため、センサユニットは、基準に対してより厳密に向きを合わせることが可能である。特に、例えばワイヤ基準などの線形の基準の場合においては、本発明に係るディスプレイが有用である。
【００１７】
ディスプレイにはＬＥＤが用いられ得る。これらは、異なる方法で配置可能であり、これにより、直感的な読取りが可能とされる。しかしながら、例えば文字と数字を用いたディスプレイまたは液晶ディスプレイもまた用いられ得る。
【００１８】
少なくとも１つの駆動装置がセンサユニットの向きを合わせるのに用いられると特に有利である。
【００１９】
一の変形例において、前記駆動装置は手動で制御可能である。
【００２０】
さらに有利な変形例において、駆動装置は、センサユニットに対する基準の検知された位置に基づいて自動制御可能である。
【００２１】
土木機械は路面舗装機械またはフィーダであり得る。
【００２２】
本発明は、少なくとも１つのセンサユニット用のセットアップ補助システムを備える土木機械、および、土木機械における少なくとも１つのセンサユニットのセットアップ方法に関する。
【００２３】
以下、本発明の有利な実施形態を、図面を参照してより詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】外部基準を感知するセンサユニットを備える土木機械を示す。
【図２】センサユニットおよび基準のより詳細な図である。
【図３】センサユニットを基準とした外部基準の位置を少なくとも二次元に表示するのに適したＬＥＤの異なる配置を示す。黒丸は点灯したＬＥＤを表し；白丸は消灯したＬＥＤを表す。
【図４】センサユニットに対する外部基準の位置を少なくとも二次元に表示するのに適したＬＥＤの異なる配置を示す。黒丸は点灯したＬＥＤを表し；白丸は消灯したＬＥＤを表す。
【図５】センサユニットに対する外部基準の位置を少なくとも二次元に表示するのに適したＬＥＤの異なる配置を示す。黒丸は点灯したＬＥＤを表し；白丸は消灯したＬＥＤを表す。
【図６】センサユニットに対する外部基準の位置を少なくとも二次元に表示するのに適したＬＥＤの異なる配置を示す。黒丸は点灯したＬＥＤを表し；白丸は消灯したＬＥＤを表す。
【図７】センサユニットに対する外部基準の位置を少なくとも二次元に表示するのに適したＬＥＤの異なる配置を示す。黒丸は点灯したＬＥＤを表し；白丸は消灯したＬＥＤを表す。
【図８】センサユニットに対する外部基準の位置を少なくとも二次元に表示するのに適したＬＥＤの異なる配置を示す。黒丸は点灯したＬＥＤを表し；白丸は消灯したＬＥＤを表す。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
図１は、この場合は路面舗装機械である土木機械１を示し、センサユニット２によって基準３を感知する。記載の実施形態において、基準３は直線状のワイヤ基準である。しかしながら、現場におけるレーザビームまたは地上構造物などの所望のタイプの基準３が可能である。本実施形態において、基準３とセンサユニット２との組み合わせは、設置高さを制御するものである。しかしながら、外部基準３が感知されるいかなる所望の意図される用途であってもよい。ディスプレイ４がセンサユニット２に配置されている。しかしながら、ディスプレイ４を、例えばドライバの運転台付近または他の操作機械要素といった土木機械１上といった他のいかなる所望の位置に配置してもよい。
【００２６】
図２は、センサユニット２を詳細に示す。ここに示されるように、ディスプレイ４が３つのディスプレイ要素５を備えている。さらに、本実施形態においては、センサユニット２が３つの超音波センサ６を備えている。しかしながら、所望の計測原理を有する所望の数のセンサ６が設けられていてもよい。本実施形態において、センサ６の各々は、超音波ローブ７を放出し、最も正確な計測結果を得ることが可能な対応する計測範囲８をさらに含む。センサユニット２は、基準３が計測範囲８内に位置されるよう向きが合わされる必要がある。例示の実施形態においては、センサユニット２の向きを合わせるための駆動装置９が設けられている。この事例においては、駆動装置９が、ディスプレイ要素５を備えるディスプレイ４と、センサ６によって計測されたデータに基づいて基準３の位置を判定する評価電子機器（図示せず）と一緒になってセットアップ補助システム１０を形成する。しかしながら、このシステムは、ディスプレイ４および評価電子機器のみから構成されるものであってもよい。
【００２７】
図３〜６は、ディスプレイ４の第１の実施形態を示す。ここでは、複数のＬＥＤ１１が、直角をなして延びる２本の直線に沿って配置されている。ここで、線の各々は、特定の次元に対して関連するディスプレイ要素５として設けられている。本実施形態においては、センサユニット２の計測範囲８に対する基準５の水平位置および垂直位置が示されている。
【００２８】
ここで、垂直位置は垂直ディスプレイ要素５ａによって表示され；水平位置は水平ディスプレイ要素５ｂによって表示される。図３においては、ＬＥＤ１１はいずれも点灯状態では示されておらず、黒の境界線を有する白丸によって表されている。図４においては、中央のＬＥＤ１１が、黒丸であり塗りつぶされた丸で表される点灯状態で示されている。これにより、計測範囲８において、ワイヤ基準３が水平方向および垂直方向中心に位置していることが示されている。
【００２９】
図５においては、２つのＬＥＤ１１が点灯状態で示されている。ここでは、ワイヤ基準が過度に右上方向に位置していることが示されている。これにより、オペレータは、センサユニット２を左下方向に移動させる必要があること理解する。図６は、左下方向に偏位したワイヤ基準３に係る表示を示す。
【００３０】
図７および８は、第１の実施形態の変形例を示す。直角をなして延びるＬＥＤ１１の２本の線にさらなるディスプレイ要素５ｃおよび５ｄが付加されている。垂直回転に係るディスプレイ要素５ｃは、最適な向きのためにセンサユニット２を垂直軸を中心に回転させる必要があるかどうか、また、どちらの方向に回転させなければならないかをオペレータに示す。水平軸についての回転に係るディスプレイ要素５ｄは、外部基準３に対して可能な限り最適な向きを達成するために、センサユニット２を水平軸を中心に回転させる必要があるかどうか、また、どちらの方向に回転させなければならないかをオペレータに示す。図７においては、水平軸を中心に右回り方向に回転偏位が存在しており、センサユニット２を水平軸を中心に左回り方向に回転させる必要があることがオペレータに通知されている。図８においては、垂直軸を中心に左回り方向に回転偏位が存在しており、センサユニットを垂直軸を中心に右回り方向に回転させる必要があることがオペレータに通知されている。図７および図８の両方において、中央で点灯するＬＥＤ１１は、直進方向の向きの調整は必要ないことを通知している。
【００３１】
土木機械１は、外部基準３に対して向きが合わされる必要があるセンサユニット２を備える所望の土木機械であればよい。特に、この機械はフィーダであってもよい。
【００３２】
センサ６は、光センサ、圧力センサまたは屈折センサなどの所望のタイプのセンサであればよい。同様に、基準３は、対応するセンサ６および基礎となる計測原理のそれぞれと共に好適に用いられる所望の基準手段であればよい。
【００３３】
駆動装置９は、手動制御可能であってもよく、または、基準３の検知された位置データに基づいて自動制御可能であってもよい。両方のタイプが可能であってもよい。例えば、オペレータがおおよその調節を行い、精密な調節を自動的に実行させることが可能である。手動制御は、土木機械１の所望の作動要素によって行われることが可能である。この要素は、例えば土木機械１のドライバの運転台などの所望の位置に配置することができる。
【００３４】
ディスプレイ４のＬＥＤ１１は、所望の方法で配置され、これにより、ディスプレイ４を直感的に読取り可能にすることができる。文字と数字を用いたディスプレイもまた同様に用いられ得る。さらに、ＬＣＤが用いられてもよく、多様な図形式ディスプレイが可能となる。これにより、オペレータに対する細密な画像情報または指示も可能である。
【００３５】
セットアップ補助システム１０においては、必ずしもオペレータへの情報の伝達に光学信号を用いる必要はない。例えば音響信号または振動を用いる変形例もまた可能である。
【００３６】
駆動装置９および自動化セットアップを提供する場合は常に、如何なるディスプレイ４をも有さないセットアップ補助システム１０の変形例も可能である。このような事例においては、セットアッププロセスはオペレータの補助を伴わずに自動的に行われることとなる。この場合、基準３の現在の位置または必要とされる移動方向に係る表示も必要とされなくなる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【外国語明細書】
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【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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