ES3030275T3 - Construction machine with a measuring system - Google Patents

Abstract

La invención se refiere a un sistema de medición para una máquina de construcción con un soporte con varias secciones, a un sistema de medición para una máquina de construcción con una unidad de cálculo que determina una línea de regresión y a un sistema de control con dos lazos de control. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN

Máquina de construcción con sistema de medición

Los ejemplos de realización se refieren a una máquina de construcción con un sistema de medición.

La Fig. 4 muestra una pavimentadora asfáltica conocida, tal como se describe, por ejemplo, en el documento EP 0 542297 A1. La pavimentadora asfáltica está designada en su conjunto con la referencia 1 y comprende un chasis de orugas 2, con el que la pavimentadora asfáltica 1 se desplaza sobre el sustrato 4 preparado. En el extremo trasero de la pavimentadora asfáltica 1, en el sentido de la marcha, está dispuesta una regla 10 de altura regulable, que está articulada a la pavimentadora asfáltica 1 en un punto de tracción 14 ZP mediante un brazo de tracción 12. La altura del punto de tracción 14 ZP puede ajustarse mediante el cilindro 14 (no representado). Por delante de la regla 10 se encuentra una reserva 3 de material asfáltico, en donde esta reserva se mantiene sustancialmente constante por toda la anchura de la regla 10 mediante una correspondiente regulación, conocidaper se,de la velocidad de un transportador de tornillo sin fin 4. La regla 10 flota sobre el asfalto de la superficie de la carretera 16 que se va a pavimentar. El grosor de la superficie de la carretera que se va a pavimentar antes de su compactación final mediante apisonadoras se establece ajustando la posición en altura del borde trasero 10k de la regla 10. Este ajuste en altura se consigue modificando el ángulo de ataque de la regla 10 y normalmente se logra accionando los cilindros de accionamiento que se acoplan a los extremos delanteros de los brazos de tracción 12. La pavimentadora asfáltica comprende tres sensores ultrasónicos 5a, 5b, 5c, que están fijados a una montura 5h. La montura 5h está fijada al brazo de tracción 12. Los tres sensores ultrasónicos 5a, 5b, 5c sirven para explorar una superficie de referencia, que puede estar formada, por ejemplo, por un carril de la calzada ya pavimentada o antigua.

Asimismo, los documentos US 9.609.780 B2, DE 102015008315 A1 y EP 3 133213 A1 constituyen estado de la técnica.

En el caso de las máquinas de construcción, como las máquinas de construcción de carreteras en particular, la distancia al sustrato o a una referencia, tal como un cable tensado o un bordillo o una capa adyacente ya incorporada, se mide en uno o más puntos, como se explica en relación con la Fig. 4. En los últimos años, se han generalizado en el mercado sensores ultrasónicos para este fin, que se colocan, por ejemplo, en una regla de la pavimentadora asfáltica, en un brazo de tracción de una pavimentadora asfáltica y/o en un chasis de la pavimentadora asfáltica mediante estabilizadores. En algunas aplicaciones se utiliza el llamado Sonic Ski, que combina varios cabezales de medición paralelos para formar un sensor de distancia.

En otra solución del estado de la técnica (Big Sonic Ski o también Big Ski, para abreviar), una pluralidad de sensores de distancia, tales como cabezales de medición por ultrasonidos o también sensores basados en otro principio de medición, como el láser, se colocan en el brazo de tracción a través de un varillaje común. El varillaje se extiende en la dirección de la marcha aproximadamente a lo largo de la longitud de la máquina o incluso más allá de esta y está dispuesto de tal modo que pueda medirse una distancia al sustrato en dos, tres o más puntos de medición a lo largo de este varillaje o dirección de la marcha. Por ejemplo, un sensor puede estar orientado hacia la capa aplicada, mientras que otro sensor está orientado hacia el sustrato para la capa que se va a aplicar. Esto significa que están previstos, por tanto, dos o más cabezas sensoras, en donde una cabeza sensora está dispuesta por delante de la regla y otra por detrás de la regla.

Esta aplicación llamada Big Sonic Ski (o Big Ski) tiene varias ventajas, como el hecho de que mediciones incorrectas sistemáticas, debidas por ejemplo a piedras en el sustrato, pueden enmascararse o compensarse mediante promediado. La desventaja de este llamado Big Sonic Ski es que el esfuerzo de instalación del varillaje y de las cabezas sensoras individuales es bastante elevado. Suponiendo que estos sistemas de medición se desmontan durante la noche para evitar posibles robos, este esfuerzo de instalación no es despreciable en el flujo de trabajo diario. Por tanto, existe la necesidad de un enfoque mejorado.

El objetivo de la presente invención es crear un diseño que permita la medición en al menos dos posiciones con respecto al sustrato, en donde haya un compromiso global mejorado entre el esfuerzo de instalación, el rango de medición (en el sentido de una gran distancia entre los puntos de medición individuales) y la fiabilidad.

El objetivo se consigue mediante reivindicaciones de patente independientes del primer aspecto.

Un ejemplo de realización crea una máquina de construcción con un sistema de medición de acuerdo con la reivindicación 1.

El sistema de medición comprende un soporte que se puede conectar a la máquina de construcción (o a un componente, tal como la regla o el brazo de tracción de la máquina de construcción), por ejemplo, de tal manera que el soporte se extienda a lo largo de un sustrato. Por ejemplo, el soporte puede extenderse a lo largo de un eje longitudinal de la máquina de construcción, lateralmente a la misma. El soporte comprende al menos una primera sección, en donde la primera sección presenta una pluralidad de cabezas sensoras fijadas o integradas a la primera sección para la medición sin contacto con respecto a un sustrato o a una referencia en general. Por ejemplo, están orientadas en paralelo, es decir, tienen un rango de exploración que se extiende en paralelo o esencialmente en paralelo. La primera sección presenta un segundo elemento de conexión en una segunda cara frontal, en donde el segundo elemento de conexión se puede conectar a un primer elemento de conexión de tal manera que se forme una conexión mecánica y eléctrica.

Conforme a los ejemplos de realización, por conexión eléctrica se entiende un contacto directo, una conexión inductiva o una conexión sin contacto.

Conforme a otros ejemplos de realización, el sistema de medición comprende una segunda sección del soporte, en donde la segunda sección también presenta una pluralidad de cabezas sensoras fijadas / integradas (paralelas). La segunda sección presenta el primer elemento de conexión en una primera cara frontal, de modo que el segundo elemento de conexión de la primera sección pueda conectarse al primer elemento de conexión de la segunda sección. Conforme a ejemplos de realización, una segunda sección puede presentar un segundo elemento de conexión en una segunda cara frontal y/o la primera sección puede presentar un primer elemento de conexión en una primera cara frontal. En este sentido, estas dos secciones pueden tener el mismo diseño, de modo que no solo se puedan conectar dos secciones para ensamblar un soporte, sino también una pluralidad de secciones.

Ejemplos de realización de las presentes invenciones se basan en la constatación de que el esfuerzo de instalación puede reducirse considerablemente mediante el uso de cabezas sensoras fijadas / integradas en un soporte que se subdivide en una o más secciones. Como los elementos de conexión forman una conexión mecánica y eléctrica al mismo tiempo, no se necesita cableado. Conforme a ejemplos de realización, la conexión entre la sección y la máquina de construcción también puede realizarse a través de un elemento de conexión correspondiente. Por ejemplo, la primera sección se puede conectar con su primer elemento de conexión a la máquina de construcción (que presenta una segunda sección correspondiente como pieza complementaria). También en este sentido, por ejemplo, puede formarse una conexión eléctrica además de la mecánica. Conforme a ejemplos de realización, el sistema de medición puede ampliarse mediante las secciones adicionales con cabezas sensoras fijadas / integradas para poder explorar simultáneamente una amplia zona. Cuando se configura de esta forma un sistema de medición con dos secciones por cada soporte, solo es necesario establecer dos conexiones (una a la máquina y otra entre las dos secciones) y no es necesario enganchar y cablear las cabezas sensoras individuales. Esto ahorra una cantidad de tiempo considerable en comparación con el enfoque convencional. El hecho de que todas las cabezas de medición estén alineadas entre sí significa que no es necesario realizar más ajustes, lo que garantiza la calidad global de la medición.

Existen diferentes enfoques para la conexión mecánica. A continuación se explican tres variantes de realización, aunque también son posibles otras.

Conforme a una primera variante de realización, puede utilizarse un tipo de conexión de gancho. Conforme a ejemplos de realización, el primer y/o el segundo elemento de conexión pueden presentar un gancho, de modo que el primer elemento de conexión y el segundo elemento de conexión puedan engancharse mediante un movimiento de rotación. Conforme a otros ejemplos de realización, el gancho del primer o del segundo elemento de conexión o los ganchos del primer y del segundo elemento de conexión pueden presentar una superficie de enganche que está abierta sustancialmente en perpendicular a la dirección longitudinal de la sección respectiva. En este sentido, el movimiento de rotación está definido por un tope de extremo, que requiere un contacto entre la primera y la segunda cara frontal o entre las caras frontales. Conforme a otros ejemplos de realización, el primer y/o el segundo elemento de conexión pueden presentar un acoplador eléctrico que se extiende sustancialmente a lo largo de la dirección longitudinal de la sección respectiva.

Conforme a otros ejemplos de realización, un movimiento de cizallamiento de las dos secciones o de una sección con respecto a otro elemento de conexión también puede formar la conexión. En este ejemplo de realización, el primer y/o el segundo elemento de conexión pueden comprender un perfil que se extiende sustancialmente en perpendicular a la dirección longitudinal de la sección respectiva con un tope de extremo, de modo que los dos elementos de conexión pueden conectarse mediante un movimiento de traslación sustancialmente en perpendicular a la dirección longitudinal de la sección respectiva. Conforme a ejemplos de realización, el primer elemento de conexión presenta un mecanismo de palanca, por ejemplo con una excéntrica, para inmovilizar en traslación el primer elemento de conexión con el segundo elemento de conexión. Conforme a un ejemplo de realización, el primer y/o el segundo elemento de conexión pueden presentar en cada caso un acoplador eléctrico que se extiende sustancialmente en perpendicular a la dirección longitudinal de la sección respectiva.

Conforme a otra variante de realización, también sería concebible un movimiento de traslación de las dos secciones entre sí para formar la conexión. Por lo tanto, conforme a ejemplos de realización, el primer elemento de conexión puede presentar un manguito que se extiende sustancialmente en la dirección longitudinal de la sección respectiva y en donde los dos elementos de conexión se pueden conectar mediante la inserción del segundo elemento de conexión en el manguito. Conforme a ejemplos de realización, el primer y/o el segundo elemento de conexión pueden presentar un acoplador eléctrico respectivo que se extiende sustancialmente a lo largo respecto a la dirección longitudinal de la sección respectiva.

Conforme a otros ejemplos de realización, el sistema de medición presenta un elemento de fijación. Este se puede conectar a la máquina de construcción o a un componente de la máquina de construcción y presenta, para ello, un primer y/o un segundo elemento de conexión. Esto puede hacerse, por ejemplo, de forma que la primera sección se pueda conectar a la máquina de construcción o al componente de la máquina de construcción.

Conforme a ejemplos de realización, la primera y/o la segunda sección pueden presentar cabezas sensoras en un lado longitudinal orientadas en perpendicular al eje longitudinal de la primera y la segunda sección. En otras palabras, las cabezas sensoras están dirigidas hacia el sustrato (en el estado montado), es decir, las cabezas sensoras están orientadas hacia la capa que ya se ha aplicado o hacia el sustrato para la capa que se va a aplicar.

Como ya se ha explicado anteriormente, las cabezas sensoras están fijadas o integradas, en donde por cada sección están fijadas / integradas una pluralidad, es decir, al menos tres cabezas sensoras. Cuanto mayor sea el número o la densidad de sensores, mejor se compensarán las irregularidades de una determinada longitud de onda, por ejemplo 5 m.

Conforme a ejemplos de realización, los principios de medición de las cabezas sensoras pueden diferir, es decir, las cabezas sensoras pueden estar configuradas como sensores ultrasónicos, sensores láser, sensores de radar o similares. Conforme a una variante preferida, las cabezas sensoras están distanciadas entre sí, por ejemplo, 10 cm, 20 cm, 33 cm, 40 cm o, en general, en el intervalo de 5 cm a 50 cm o de 2 cm a 100 cm. La distancia puede ajustarse en función del principio de medición de las cabezas sensoras. La distancia puede, por ejemplo, seleccionarse de modo que haya una distribución uniforme a lo largo de la sección respectiva o a lo largo del soporte. Además, la distancia entre un sensor/cabeza sensora y otro sensor/cabeza sensora puede variar, por ejemplo, aumentar. Esto resulta ventajoso a la hora de compensar irregularidades en la capa que se va a aplicar con determinadas frecuencias/longitudes de onda.

Conforme a otros ejemplos de realización, el sistema de medición puede presentar al menos una primera cabeza sensora adicional por cada primera y/o segunda sección o por cada soporte, que está orientada en paralelo al eje longitudinal y/o que está dispuesta en la primera y/o segunda cara frontal; y/o en donde la primera cabeza sensora adicional está configurada para efectuar una medición de referencia. En este caso, conforme a ejemplos de realización, el sistema de medición puede presentar una segunda cabeza sensora por cada primera y/o segunda sección, que está dispuesta a lo largo del eje longitudinal de la respectiva primera y/o segunda sección o del soporte y que se encuentra en la cara frontal opuesta a la primera cabeza sensora adicional. Para determinar la referencia, el sistema de medición puede presentar, conforme a otros ejemplos de realización, un reflector (por ejemplo, paralelo al eje longitudinal) o un reflector inclinado (por ejemplo, inclinado 135° con respecto al eje longitudinal) en la primera y/o segunda cara frontal. El reflector también puede estar integrado/formado en el alojamiento de una y/o varias cabezas sensoras.

Conforme a otros ejemplos de realización, también sería concebible que el sistema de medición presente al menos una cabeza sensora adicional por cada primera y/o segunda sección o por cada soporte, que esté orientada en paralelo al eje longitudinal y/o que esté dispuesta en la primera y/o segunda cara frontal; la cabeza sensora adicional está diseñada para determinar una distancia a un objeto que realiza un movimiento relativo con respecto a la máquina de construcción o a un componente de la máquina de construcción.

Conforme a ejemplos de realización, las cabezas sensoras realizan mediciones esencialmente de forma simultánea, por ejemplo, dentro de una ventana temporal de 3 s, 1 s, 0,5 s, 0,1 s o menos. Las mediciones de distancia respecto al sustrato (referencia, a la capa ya aplicada o al sustrato para la capa que se va a aplicar) y/o respecto al objeto, y/o como medición(es) de referencia, se llevan a cabo esencialmente de forma simultánea (medición sincrónica dentro de una ventana temporal, como se ha especificado anteriormente). Esto significa que es posible que todas las cabezas sensoras dispuestas en el sistema de medición realicen mediciones esencialmente de forma simultánea. Esto es ventajoso con respecto a la precisión de medición del sistema de medición, ya que una medición simultánea crea en principio una instantánea de, por ejemplo, el perfil del sustrato o de la referencia y de la(s) medición(es) de referencia en las mismas condiciones (por ejemplo, condiciones ambientales). A diferencia de una medición asíncrona (no simultánea, por ejemplo consecutiva), los cambios en las distancias o en las condiciones externas, por ejemplo provocados por vibraciones mecánicas (oscilaciones) de la máquina o de la herramienta o de partes de la máquina o provocados por fluctuaciones de temperatura, no son relevantes en el caso de una medición esencialmente simultánea, ya que en el momento de las mediciones (simultáneas), por ejemplo, el perfil del sustrato o de la referencia es captado por el sistema de medición de manera equidistante y la(s) medición(es) de referencia también se llevan a cabo en las mismas condiciones. Esto significa que todas las cabezas sensoras de todas las secciones y todos los soportes del sistema de medición captan un perfil de referencia correcto o un perfil correcto del sustrato. Además, la medición simultánea es ventajosa con respecto a una alta velocidad de medición (velocidad de muestreo), como se requiere hoy en día para la nivelación en la construcción de carreteras (por ejemplo, nivelación de altura de la regla).

Conforme a otro ejemplo de realización, la primera y/o la segunda sección presentan una pantalla, por ejemplo un LED o una pantalla LED. La pantalla o pantalla LED está configurada para indicar un estado de conexión entre la primera y la segunda sección o cualquier otra sección o para mostrar información, por ejemplo, relativa a una desviación, del sistema de medición o de un sistema de regulación y/o control conectado al sistema de medición. También es concebible en este sentido una pantalla LCD o similar como pantalla, en la que se muestren, por ejemplo, texto y/o símbolos. Conforme a otros ejemplos de realización, el sistema de medición puede presentar un sensor GNSS, un sensor de inclinación, un sensor de infrarrojos, un sensor de temperatura, un sensor de posición (unidad de medición inercial) u otro sensor. Conforme a ejemplos, cada sección también puede comprender una iluminación.

Conforme a otro ejemplo de realización, el sistema de medición presenta un primer elemento de conexión en una (primera) cara frontal, en donde el primer elemento de conexión está conectado a un segundo elemento de conexión, que está fijado a la máquina a modo de ejemplo, y en la segunda cara frontal, en la que está colocado otro sistema de medición, por ejemplo, un sistema de medición de distancia.

Conforme a otros ejemplos de realización, una unidad de cálculo está configurada para utilizar el primer valor de medición y el segundo valor de medición para determinar una recta de regresión junto con una pendiente de la recta de regresión con respecto al sustrato o a la referencia y, a partir de la pendiente, determinar un ángulo que describa la pendiente de la recta de regresión y la posición del componente de la máquina de construcción con respecto al sustrato o a la referencia.

Los componentes de la maquinaria de construcción, tal como una regla, se monitorizan en cuanto a su posición. Por ejemplo, existen sensores de ángulo o inclinación que determinan la rotación de la regla alrededor de su eje longitudinal, es decir, la basculación de la regla con respecto al sustrato. Como la regla o los componentes de la maquinaria de construcción en general están sometidos a perturbaciones considerables, tal como vibraciones, se necesitan mecanismos que compensen estas perturbaciones.

En el estado de la técnica, por ejemplo, la inclinación se determina utilizando diferentes principios de medición con el fin de combinar las ventajas de los diferentes principios de medición en cuanto a "susceptibilidad a las interferencias", precisión, etc.

Algunos ejemplos comparativos, que no entran dentro del alcance de protección de las reivindicaciones, crean un sistema de medición para una máquina de construcción, en donde el sistema de medición presenta un soporte que se puede conectar a un componente de la máquina de construcción. En la realización básica, el sistema de medición comprende al menos una primera, una segunda y una tercera cabeza sensora, así como una unidad de cálculo. La primera, segunda y tercera cabeza sensora están conectadas al soporte. De nuevo, puede obtenerse preferentemente una orientación paralela; también puede utilizarse el sistema según el aspecto 1. En general, las cabezas sensoras están configuradas para medir una primera distancia desde la primera cabeza sensora hasta el sustrato o una referencia con el fin de obtener un primer valor de medición, o para medir una segunda distancia desde la segunda cabeza sensora hasta un sustrato o una referencia con el fin de obtener un segundo valor de medición, o para medir una tercera distancia desde la tercera cabeza sensora hasta un sustrato o una referencia con el fin de obtener un tercer valor de medición. La unidad de cálculo está diseñada para determinar, a partir de los valores de medición primero, segundo y tercero, una recta de regresión junto con una pendiente de la recta de regresión con respecto al sustrato o la referencia y, a partir de la pendiente, determinar un ángulo que describa la pendiente de la recta de regresión y, por tanto, la posición del componente de la máquina de construcción con respecto al sustrato o la referencia.

Conforme a ejemplos comparativos, el componente puede comprender un brazo de tracción o una regla o una regla conectada de forma fija, rígida y/o al menos durante el proceso de trabajo de forma rígida a través del brazo de tracción, es decir, en particular con una relación definida de forma fija o al menos durante el proceso de trabajo una relación definida de forma fija.

Los ejemplos comparativos se basan en la constatación de que una recta de regresión y, en particular, la posición de la recta de regresión en el espacio pueden determinarse utilizando tres valores de medición. Si se supone que los sensores (que están distanciados entre sí, por ejemplo) están dispuestos sobre un soporte que está dispuesto o fijado en una posición conocida o fija con respecto al componente, los tres valores de medición pueden utilizarse para determinar una recta de regresión que se sitúa con un ángulo fijo con respecto al componente. Por ejemplo, la recta de regresión puede disponerse en paralelo a la posición del componente.

Partiendo de un estado inicial en el que se conoce la posición del componente, es posible sacar conclusiones sobre un cambio en la posición del componente observando el cambio en la posición de la recta de regresión. Conociendo la posición de la recta de regresión o la posición de las cabezas sensoras con respecto al componente (por ejemplo, la distancia a lo largo del soporte y el desfase), también es posible determinar la posición (con respecto a la referencia o al sustrato) de la recta de regresión y, por tanto, también del componente. Como la recta de regresión no suele depender demasiado de las mediciones individuales, es posible una medición muy precisa y robusta.

El uso de más de dos valores de sensor o, en particular, el uso de más de dos puntos de medición en una secuencia de mediciones consecutivas significa que los resultados del cálculo de la(s) recta(s) de regresión son particularmente estables y robustos. Además, gracias al acoplamiento rígido, los valores varían uniformemente a lo largo del soporte, de modo que la posición puede detectarse incluso a pesar de las perturbaciones (objetos sobre el sustrato o vibraciones). Mediante la determinación de la posición de la recta de regresión, la posición, tal como la inclinación de un componente, se puede detectar de una manera robusta.

Conforme al ejemplo comparativo, el soporte puede estar dispuesto detrás de la regla, por ejemplo, firmemente conectado a la regla. El soporte está dirigido entonces hacia la capa que ya aplicada y permite determinar la posición de la regla utilizando la capa como referencia. Por ejemplo, sería concebible que el soporte se extendiera a lo largo del eje longitudinal para determinar en este caso la rotación de la regla alrededor de su eje longitudinal (nota: El eje longitudinal de la regla se extiende transversalmente a la dirección de desplazamiento de una pavimentadora asfáltica, tal como se ha descrito anteriormente). Si el soporte está dispuesto transversalmente a la dirección longitudinal u oblicuamente (por ejemplo, a 45°), puede determinarse un perfil y/o, adicionalmente, una inclinación lateral (además del perfil).

Conforme a otro ejemplo comparativo, el sistema de medición también puede considerarse en cuanto a un soporte adicional con otros (tres) sensores. Este puede disponerse, por ejemplo, detrás de la regla. Con este enfoque, se determinan dos rectas de regresión, en donde un desplazamiento lateral de la primera recta de regresión con respecto a la segunda recta de regresión corresponde a un espesor de capa. Este sistema de medición del espesor de capa es robusto con respecto a rotaciones de la regla, ya que las rectas de regresión también son paralelas si se supone, por ejemplo, que los dos soportes están alineados o dispuestos en paralelo entre sí. El desplazamiento paralelo corresponde al espesor de capa, independientemente de cómo estén las rectas de regresión en el ángulo sólido.

En este sentido, otro ejemplo comparativo crea un sistema de medición de espesor de capa. El sistema de medición de espesor de capa para una máquina de construcción presenta un soporte y otro soporte, los cuales pueden conectarse a una regla de la máquina de construcción de tal manera que el soporte se extienda por delante de la regla y el otro soporte se extienda por detrás de la regla. Este comprende además una primera, una segunda y una tercera cabeza sensora, que están conectadas al soporte y adaptadas para medir una primera distancia desde la primera cabeza sensora hasta un sustrato o referencia para obtener un primer valor de medición, y para medir una segunda distancia desde la segunda cabeza sensora hasta un sustrato o referencia para obtener un segundo valor de medición; y una tercera distancia desde la tercera cabeza sensora hasta un sustrato o referencia para obtener un tercer valor de medición. También están previstas otras cabezas sensoras primera, segunda y tercera, que están conectadas a otro soporte y están configuradas para medir una primera, segunda y tercera distancia adicional desde las cabezas sensoras primera, segunda y tercera adicionales hasta el sustrato/referencia para obtener un primer, un segundo y un tercer valor de medición adicionales; una unidad de cálculo está configurada para determinar una recta de regresión a partir de los valores de medición primero, segundo y tercero y para determinar una recta de regresión adicional a partir de los valores de medición primero, segundo y tercero adicionales. La unidad de cálculo está configurada para determinar el espesor de capa a partir de la posición de la recta de regresión con respecto a la recta de regresión adicional.

El sistema de medición de espesor de capa puede estar configurado, conforme a ejemplos comparativos, de tal manera que se conozca la posición mutua del soporte y del otro soporte y, por tanto, que la recta de regresión y la recta de regresión adicional puedan orientarse de tal modo que discurran en paralelo. Como ya se ha mencionado, el desplazamiento de las rectas de regresión entre sí representa o corresponde al espesor de capa o, en términos generales, permite sacar una conclusión al respecto.

Conforme a otra variante, el sistema de medición también puede estar fijado a otro componente, tal como el propio chasis, para determinar en este caso una posición.

Conforme a otro ejemplo comparativo, el sistema de medición puede comprender cuatro cabezas sensoras, que están dispuestas en un soporte común, por ejemplo. Conforme a ejemplos comparativos, la unidad de cálculo puede estar configurada para definir una recta de regresión a partir de una nube de puntos con el fin de determinar los valores de medición primero, segundo, tercero y cuarto. La recta de regresión se dispone en el espacio de tal modo que las distancias a los puntos de la nube de puntos sean mínimas, por ejemplo.

Dado que la recta de regresión se utiliza siempre para determinar una inclinación relativa con respecto a una referencia o al sustrato, el sistema de medición puede ampliarse para incluir un sensor de inclinación, en donde la unidad de cálculo está configurada, por ejemplo, para determinar una inclinación absoluta del componente de la máquina de construcción a partir de la inclinación absoluta determinada por el sensor de inclinación junto con el ángulo determinado mediante la recta de regresión.

Sobre la base de una situación de conducción (por ejemplo, velocidad < 2 km/h), se determinan sucesivamente varios valores de medición por cada cabeza sensora. En este sentido, para determinar la recta de regresión, se realiza entonces un promediado temporal por cada punto de medición o un promediado temporal de los parámetros de regresión tras la determinación repetida de estos parámetros. Conforme a otros ejemplos comparativos, el promediado también puede realizarse localmente o de otra manera.

Las cabezas sensoras primera y segunda, o en el caso de ejemplos comparativos con varias cabezas sensoras, las cabezas sensoras están normalmente distanciadas entre sí. Conforme a un ejemplo comparativo, la unidad de cálculo puede estar configurada para tener en cuenta la distancia entre las cabezas sensoras. Esto es especialmente importante para determinar la pendiente de la recta de regresión. Además, la unidad de cálculo puede estar configurada para utilizar una señal de velocidad, que puede generarse a partir de una señal de distancia o de posición, por ejemplo una señal GNSS, para generar una medición relacionada con la distancia/posición a partir de una medición relacionada con el tiempo. Esto permite reaccionar ante perturbaciones estacionarias.

Otro ejemplo comparativo crea una máquina de construcción, en particular una máquina de construcción de carreteras, con un sistema de medición o un sistema de medición de espesor de capa.

Otro ejemplo comparativo crea un procedimiento para determinar la posición de un componente de una máquina de construcción utilizando un sistema de medición con un soporte que se puede conectar a un componente de la máquina de construcción. El procedimiento tiene las siguientes etapas: determinar, a partir del primer valor de medición, en el segundo valor de medición y en el tercer valor de medición, una recta de regresión junto con una pendiente de la recta de regresión con respecto al sustrato; y determinar, partiendo de la pendiente, un ángulo que describa la pendiente de la recta de regresión y la posición del componente de la máquina de construcción con respecto al sustrato.

El procedimiento, suponiendo otras cabezas sensoras en otro soporte, también puede presentar las siguientes etapas: determinar una recta de regresión adicional junto con una pendiente de la recta de regresión adicional con respecto al sustrato partiendo de los valores de medición primero, segundo y tercero adicionales; determinar un ángulo que describa la pendiente de la recta de regresión adicional y la posición del componente de la máquina de construcción con respecto al sustrato, partiendo de la pendiente; y determinar el espesor de capa mediante la recta de regresión y la recta de regresión adicional.

Otro procedimiento se refiere a las determinaciones de un espesor de capa. Este procedimiento comprende las tres etapas: determinar una recta de regresión partiendo de los valores de medición primero, segundo y tercero; y determinar una recta de regresión adicional, partiendo de valores de medición primero, segundo y tercero adicionales; determinar un espesor de capa partiendo de la posición de la recta de regresión con respecto a la recta de regresión adicional.

El procedimiento también puede ser implementado por ordenador conforme a ejemplos comparativos. Por lo tanto, otro ejemplo comparativo se refiere a un programa informático para llevar a cabo el procedimiento según uno de los aspectos anteriores.

Si nos fijamos en el objetivo principal de la pavimentadora asfáltica, este consiste en garantizar una planitud continua durante el proceso de extendido. Sin embargo, debido a un gran número de variables perturbadoras diferentes, existen en este sentido influencias tales que la nivelación deseada se ve, como mínimo, perjudicada.

Una desventaja decisiva de la nivelación en altura de la regla se basa en que la medición de la información de altura de la regla no tiene lugar cerca del borde trasero de la regla, sino en la zona del tornillo sin fin de la regla. En última instancia, esto representa una solución de compromiso para que, a pesar del comportamiento muy lento de la regla, se produzca una reacción dinámica necesaria en el punto de tracción tan pronto como se produzca una desviación de regulación en la altura. A este respecto, el sistema de nivelación en altura ajusta el punto de tracción de la regla de tal manera que la desviación en altura respecto a la referencia en la posición de exploración en altura (en la zona del tornillo sin fin de la regla) se corrija lo más rápidamente posible. En esta posición, la altura respecto a la referencia se mantiene, por tanto, con precisión. Sin embargo, la altura decisiva en el borde trasero de la regla puede cambiar por encima de este punto (sensor de altura en la zona del tornillo sin fin de la regla), de modo que, en última instancia, se ajusta una altura diferente en el borde trasero de la regla a lo largo del tiempo en comparación con el valor de consigna de altura deseado. Esto modifica la altura del borde trasero de la regla con respecto a la referencia, lo que a su vez representa una desviación de la altura deseada y esta no es compensada por el sistema de nivelación.

Un sistema de medición para un sistema de nivelación se muestra, por ejemplo, en el documento US 5.356.238.

La experiencia práctica también demuestra que los sistemas de nivelación utilizados habitualmente en la actualidad provocan repetidamente desviaciones de altura no deseadas de la regla. Por tanto, existe la necesidad de un enfoque mejorado.

Ejemplos comparativos, que no entran en dentro del alcance de protección de las reivindicaciones, crean un control de una máquina para carreteras con una regla, que está configurado para ajustar un punto de tracción de la regla. El control comprende un primer y un segundo circuito de regulación. El primer circuito de regulación varía el punto de tracción en función de un primer valor de sensor, mientras que el segundo circuito de regulación varía el punto de tracción en función de un segundo valor de sensor. El primer valor de sensor representa una distancia (desde el sensor) a un sustrato o a una referencia en la zona de la regla, mientras que el segundo valor de sensor representa una distancia (desde el sensor) al sustrato o a una referencia en la zona del punto de tracción. Conforme a ejemplos comparativos, el primer circuito de regulación tiene en cuenta un primer valor de consigna durante la variación, mientras que el segundo circuito de regulación tiene en cuenta un segundo valor de consigna durante la variación.

Ejemplos comparativos se basan en la constatación de que la división del sistema de regulación en dos circuitos de regulación tiene en cuenta el hecho de que diferentes variables perturbadoras afectan a la nivelación. El circuito de regulación, que regula en la zona del punto de tracción, corrige las variables perturbadoras que actúan directamente sobre el chasis, por ejemplo. Por ejemplo, este circuito de regulación puede estar diseñado para ser menos lento que el otro circuito de regulación a fin de contrarrestar en consecuencia la variable perturbadora. El circuito de regulación, que determina sus valores de medición en la zona de la regla, corrige sustancialmente las variables perturbadoras que afectan a la regla. Estas variables perturbadoras no solo interaccionan entre el tren de rodaje y el punto de tracción, como en el denominado segundo circuito de regulación, sino también por encima de la regla, incluido el mecanismo de acción "asfalto", de modo que en este caso puede utilizarse como base un circuito de regulación más lento. Aunque la división en los dos circuitos de regulación aumenta la complejidad del control, permite controlar las variables perturbadoras de forma más individual y significativamente mejor.

Conforme a ejemplos comparativos, el primer circuito de regulación está diseñado para ser más lento que el segundo circuito de regulación. Por ejemplo, conforme a ejemplos comparativos, cada circuito de regulación puede comprender un filtro (el primer circuito de regulación un primer filtro y/o el segundo circuito de regulación un segundo filtro). Conforme a ejemplos comparativos, el primer circuito de regulación está diseñado para una regulación de baja frecuencia y tiene, por ejemplo, un filtro de paso bajo con una frecuencia de corte baja. El segundo circuito de regulación puede, por ejemplo, estar diseñado para una regulación de alta frecuencia o de frecuencia más alta y comprender un filtro de paso bajo con una frecuencia de corte más alta.

En el primer circuito de regulación, conforme a ejemplos comparativos, se utiliza un modelo para proyectar el comportamiento de transferencia de la regla. Este modelo puede tener en cuenta, conforme a ejemplos comparativos, una velocidad o distancia recorrida por la máquina de construcción. Conforme a otros ejemplos comparativos, el modelo puede tener en cuenta una rotación de la regla alrededor del eje longitudinal, un peso de la regla y/o una frecuencia de manipulación o vibración de la regla. Conforme a otros ejemplos comparativos, el modelo puede tener en cuenta una viscosidad y/o una temperatura de la capa que se va a aplicar o del revestimiento de la carretera que se va a aplicar. Además, también pueden tenerse en cuenta factores como el ángulo de reposo o la altura del material por delante de la regla. En este sentido, de acuerdo con ejemplos comparativos, el primer circuito de regulación utiliza el modelo que tiene como variable de entrada una velocidad, una rotación de la regla alrededor del eje longitudinal, una viscosidad y/o una temperatura.

El primer circuito de regulación y el segundo circuito de regulación están configurados, conforme a otros ejemplos comparativos, para tener en cuenta un comportamiento de transferencia del ajuste del punto de tracción y/o un comportamiento de transferencia de la regla. Conforme a ejemplos comparativos, el comportamiento de transferencia del ajuste del punto de tracción puede describirse mediante un comportamiento IT (comportamiento integral con componente temporal). El comportamiento de transferencia de la regla, por ejemplo, puede describirse aproximadamente mediante un comportamiento PT<2>(comportamiento proporcional con componente temporal y un retardo de 2.° orden).

En cuanto a los sensores, cabe señalar que pueden estar configurados como sensores ultrasónicos o como sensores láser o como sensores radar o, en general, como sensores de distancia, que en el caso más sencillo miden la distancia al sustrato o a la capa aplicada. Por supuesto, también sería concebible medir con respecto a una referencia (por ejemplo, un cable, un borde o bordillo, una línea). También sería concebible el uso de una estación total como sistema sensor o receptor láser en combinación con un transmisor central (control 3D).

Otro ejemplo comparativo se refiere a un sistema de control de la regla con un control como el descrito anteriormente y un actuador para ajustar el punto de tracción.

Conforme a ejemplos comparativos, el sistema de control de la regla presenta un primer sensor en la zona de la regla y un segundo sensor en la zona del punto de tracción, o está conectado a este.

Otro ejemplo comparativo se refiere a una máquina de construcción, en particular una máquina de construcción de carreteras, con el correspondiente control o sistema de control de la regla.

Otro ejemplo comparativo crea un procedimiento para controlar una máquina de construcción de carreteras con una regla. El procedimiento comprende las siguientes etapas: ajustar un punto de tracción de la regla utilizando un primer y un segundo circuito de regulación, variar el punto de tracción en el primer circuito de regulación en función de un primer valor de sensor; y variar el punto de tracción en el segundo circuito de regulación en función de un segundo valor de sensor. El primer valor de sensor representa una distancia al sustrato o a una referencia. El segundo valor de sensor representa una distancia al sustrato o a la referencia.

Conforme a otros ejemplos comparativos, el procedimiento puede ser implementado por ordenador.

Las figuras 1c, 1d, 1e muestran ejemplos de realización de la invención. Las figuras restantes muestran otros ejemplos que no entran dentro del alcance de protección de la invención, o que representan características opcionales relativas a los objetos que entran dentro del alcance de protección, aunque se haga referencia a ellas como ejemplos de realización en los fragmentos asociados de la descripción. Por ejemplo, el sistema de medición puede servir como disposición de sensores para un control. Este sistema de medición también puede servir como disposición de sensores para un método de medición que se explica a continuación. El método de medición puede vincularse ventajosamente al control, ya que en este caso normalmente se exploran los mismos puntos en el sustrato. Por supuesto, los tres elementos: sistema de medición, método de medición y sistema de control, pueden combinarse entre sí conforme a otro ejemplo comparativo preferido. Los tres elementos persiguen un objetivo común, a saber, mejorar la nivelación y/o el control de una máquina de construcción de carreteras (en particular, una pavimentadora asfáltica o una fresadora de asfalto). Muestran:

la Fig. 1a una representación esquemática de una sección con cabezas sensoras para una disposición de medición;

la Fig. 1b una representación esquemática que ilustra la conexión en cascada de varios soportes en una disposición de medición;

las Fig. 1c - 1e una representación esquemática de la aplicación de la disposición de medición en una pavimentadora asfáltica de acuerdo con otros ejemplos de realización;

la Fig. 1f una representación esquemática de una sección en detalle;

la Fig. 1g una representación esquemática de un cabeza sensora para la integración;

las Fig. 1h - 1j representaciones esquemáticas de opciones de conexión entre secciones o conectores y una sección;

las Fig. 1k - 1n una representación esquemática de las distancias entre cabezas sensoras en una sección; las Fig. 1o y 1p representaciones esquemáticas de las ondulaciones resultantes en capas aplicadas para ilustrar diferentes números de sensores;

las Fig. 1q a 1v representaciones esquemáticas de disposiciones para la medición de referencia;

la Fig. 2a una representación esquemática de un sistema de medición de espesor de capa utilizando una recta de regresión de acuerdo con un ejemplo de realización básico;

la Fig. 2b una representación esquemática del espacio tridimensional para explicar la determinación de una recta de regresión para una gran cantidad de puntos de distancia;

las Fig. 2c a 2e una representación esquemática para ilustrar un sistema de medición de espesor de capa basado en la determinación de rectas de regresión;

la Fig. 3a una representación esquemática de un circuito de regulación habitual para nivelar la regla; la Fig. 3b una representación esquemática del tramo regulado en el sistema regla-brazo de tracción; la Fig. 3c una representación esquemática de una estructura de circuito de regulación para la nivelación de la regla de acuerdo con un ejemplo de realización básico;

la Fig. 3d una representación esquemática de una estructura de circuito de regulación para la nivelación de la regla;

la Fig. 3e una representación esquemática para ilustrar las variables perturbadoras que actúan sobre el sistema regla-brazo de tracción;

la Fig. 3f una representación esquemática de una situación de extendido de carril sobre carril;

la Fig. 3g una representación esquemática de una exploración mediante cable con dos sensores;

la Fig. 3h una exploración mediante cable con sensor de regla y Big Sonic Ski para la regulación del punto de tracción;

la Fig. 3i una representación esquemática de la estructura de un sistema 3D con estación total y Big Sonic Ski;

la Fig. 3j una representación esquemática de una nivelación con una estación total y dos prismas;

la Fig. 3k una representación esquemática de una nivelación con láser; y

la Fig. 4 una pavimentadora asfáltica conocida.

A continuación se explican ejemplos de realización de la presente invención con referencia a los dibujos adjuntos. En este sentido, los elementos y estructuras con el mismo efecto irán provistos de la misma referencia para que la descripción de los mismos pueda aplicarse recíprocamente o sea intercambiable.

Aspecto 1

Con referencia al aspecto 1, a continuación se explica una disposición de sensores 100. En su realización más sencilla, esta comprende un soporte 110, que comprende al menos una sección 111. Al menos dos sensores 121, 122 están integrados (generalmente fijados) en esta sección 111. Estos sensores están dispuestos distanciados entre sí. Además, el soporte 110 comprende un segundo elemento de conexión 132, que se puede conectar a un primer elemento de conexión (no representado). El elemento de conexión 132, así como el primer elemento de conexión no representado, están configurado para formar, en primer lugar, una conexión mecánica y, en segundo lugar, una conexión eléctrica. Por conexión eléctrica se entiende, por ejemplo, una conexión por contacto, una conexión sin contacto, tal como una conexión inductiva. El soporte 110 y, por tanto, también la sección 111 pueden tener, por ejemplo, una forma cuadrada (cf. la sección 111 del soporte en la Fig. 1f). Como puede verse en particular en la Fig. 1f, los elementos sensores 121, 122 y sigs. integrados están integrados en el soporte y están todos orientados en la misma dirección.

Si se parte de una situación de extendido con el soporte 110 en paralelo al sustrato y, además, se supone que la disposición de sensores 100 se va a utilizar para medir una distancia al sustrato, todas las cabezas sensoras 121,122 y sigs. están orientadas hacia el suelo. En otras palabras, esto significa que tienen un rango de exploración que se extiende perpendicularmente al eje longitudinal del soporte 110 o de la sección 111.

Mediante la integración de los sensores 121 y 122, entendiendo por integración que estos pueden estar completamente empotrados en el tubo de la sección 111 o también pueden estar simplemente conectados a ella, se reduce considerablemente el esfuerzo de instalación, ya que en la obra solo se instala todavía la sección 111 y ya no las cabezas sensoras individuales. En otras palabras, esto significa que las cabezas sensoras 121 y 122 pueden transportarse junto con la sección 111. La sección 111 del soporte se puede conectar a través de la interfaz 132 o bien a un dispositivo de alojamiento de la máquina de construcción o bien a otra sección, como se muestra, por ejemplo, en la Fig. 1 b.

La Fig. 1b muestra un soporte 110' con una sección 111 y una sección 112. Cada sección comprende cabezas sensoras 121 y 122 integradas. La conexión entre las dos secciones 111 y 112 se realiza a través de los elementos de conexión 131 y 132, que son compatibles entre sí y están dispuestos cada uno en la cara frontal. En aras de la exhaustividad, cabe señalar que, conforme a ejemplos de realización opcionales, cada sección 111 y 112 también puede presentar elementos de conexión 131 y 132 adicionales en la respectiva cara frontal opuesta.

Con referencia a las figuras 1a y 1b, cabe señalar que el soporte 110 puede constar, por ejemplo, de una sección 111 o también de una pluralidad de secciones 111 y 112. A continuación se explican diferentes situaciones de extendido con referencia a las Fig. 1c y 1d.

La Fig. 1c muestra la sección 111, que en este caso comprende el elemento de conexión 131. El elemento de conexión 131 está conectado a un conector 135, que presenta el elemento de conexión 132. El conector 135 está acoplado a la máquina. En este ejemplo de realización a la regla 10. En este ejemplo de realización, el conector 135 se extiende en forma de s por debajo de la base 10t de la regla 10 longitudinalmente hacia atrás en la dirección de la marcha. Las cabezas sensoras 121 y 122 se muestran a modo de ejemplo. Como puede verse, estas están orientadas de tal manera que tiene lugar una exploración del sustrato 16' o, en este caso, de la capa de material 16' aplicada.

Por ejemplo, la sección 111 puede tener uno o dos metros de longitud o, en general, del orden de entre 50 y 300 cm. Para poder explorar una zona más larga en total, es posible, conforme a otros ejemplos de realización, conectar en cascada el soporte 110 conectando dos secciones 111 y 112. Esto se muestra en la Fig. 1d.

La Fig. 1d muestra una sección 111 que está conectada de manera alineada con una sección 112. Las dos secciones 111 y 112 juntas forman el soporte 110 de la disposición de sensores. La disposición de sensores 110 está conectada a la regla 10 a través de un conector 135', de modo que la disposición de sensores 110 se extiende aproximadamente en la dirección de la marcha desde la regla hacia atrás. Combinando dos secciones 111 y 112, se puede explorar una zona más larga, en donde se optimiza la manipulación, en particular durante el montaje y desmontaje. Esto se consigue gracias a que las secciones 111 y 112 pueden separarse entre sí y, por tanto, guardarse por separado. Al montar una disposición de sensores 110 tan larga, solo es necesario conectar la sección 111 al elemento 135 y la sección 112 a la sección 111. Como ya se ha explicado en relación con las Fig. 1a y 1b, los elementos de conexión 131 y 132 están diseñados de tal manera que, además de la conexión mecánica, se forma una conexión eléctrica. Esto significa que no es necesario un cableado adicional para hacer contacto con la sección 112, lo que reduce significativamente el esfuerzo de instalación.

La Fig. 1d muestra otra situación de extendido a modo de ejemplo en el brazo de tracción 12. En el brazo de tracción 12 está dispuesto un soporte 135' adicional, que presenta tanto un primer elemento de conexión 131 como un segundo elemento de conexión 132. La disposición de sensores 110' comprende a su vez dos secciones 111 y 112, en donde la sección 111 está conectada al conector 135' a través de su elemento de conexión 132 y la sección 112 a su elemento de conexión 131. En otras palabras, esto significa que el elemento 135', que está firmemente conectado a la máquina o al brazo de tracción 12 de la máquina, está situado entre las dos secciones 111 y 112 del soporte. Al igual que en la disposición de sensores 110 de la Fig. 1d, ambas secciones están orientadas de la misma manera de modo que se explore el sustrato o la capa aplicada.

Este ejemplo de realización ha demostrado que no solo es posible la conexión en cascada como en la disposición 110 mediante una conexión en serie, sino también mediante una conexión en cascada mediante conexión común con un conector 135' común. Mediante esta conexión en cascada también es posible, por supuesto, que el sistema de medición presente una tercera sección dispuesta, por ejemplo, en serie. Además, este ejemplo de realización ha demostrado que son posibles diferentes posiciones de colocación, por ejemplo, en la propia regla 10 o en el brazo de tracción 12. Es importante que el elemento 135' esté conectado en cada caso de forma fija a la regla 10 o al brazo de tracción 12. Las uniones atornilladas, soldadas o de otro tipo son adecuadas para este fin. Por ejemplo, este elemento 135' puede permanecer conectado directamente a la máquina mientras que los elementos sensores/secciones 111 y 112 que llevan la tecnología se desmontan por las noches. El elemento 135' de la disposición de sensores 110' se muestra en la Fig. 1e. La Fig. 1e muestra el elemento 135', con el que la sección 111 está conectada en el primer lado y la sección 112 en el segundo lado. En este ejemplo de realización, el elemento de conexión 135 está conformado como una especie de manguito, cuya forma de sección transversal corresponde a la sección transversal de los perfiles 111 y 112 (en este caso, rectangular, alternativamente otra sección transversal, por ejemplo redonda), en donde el dimensionamiento, en particular el dimensionamiento interno del manguito del elemento 135' está conformado de tal manera que los elementos 111 y 112 pueden insertarse. Los tornillos 135s' mostrados en este caso pueden utilizarse para inmovilizar los elementos 111 y 112 en su lugar. No se muestra la conexión eléctrica.

Conforme a ejemplos de realización, el elemento 135' se rota o puede rotarse con respecto al brazo de tracción 12 para orientar la disposición de sensores 110 o 110' en paralelo al sustrato. En este punto cabe señalar que esto no es absolutamente necesario, ya que el principio de utilizar una recta de regresión, que se explicará en relación con el aspecto 2, también permite realizar en este caso correcciones computacionales.

Conforme a ejemplos de realización, las secciones 111 y 112 tanto de la disposición de sensores 110 como de la disposición de sensores 110' se extienden sustancialmente alineadas, de modo que todos los sensores 121 y 122 tienen un lóbulo de exploración sustancialmente paralelo.

Con referencia a la Fig. 1f, se explica una sección 111 con su disposición de sensores. La sección 111 puede presentar una pluralidad de cabezas sensoras 121 y 122, tal como seis cabezas sensoras en este caso. Estas están marcadas con las referencias 121 a 126. Por ejemplo, la disposición puede ser equidistante, aunque también es útil otra disposición, como se explicará más adelante con referencia a la Fig. 1m. El número también puede variar en consecuencia (cf. las explicaciones en relación con las Fig. 1k y 1l).

Las cabezas sensoras 121 a 126 están incrustadas en un lado del perfil, en este caso rectangular, como se muestra en las Fig. 1f y Fig. 1g. La Fig. 1g muestra un perfil de ejemplo de 60 x 80 mm, con un cabeza sensora 126 incrustada en el lado 60 más estrecho. Esta se puede encajar a presión o atornillar, por ejemplo. Conforme a ejemplos de realización, la cabeza sensora 126 está aproximadamente a ras, es decir, a /- 3 mm o /- 10 mm o /- 20 mm de la superficie del perfil.

Conforme a ejemplos de realización, la cabeza sensora es un sensor ultrasónico, aunque también pueden utilizarse otras tecnologías de sensor, como láseres o sensores capacitivos. También pueden utilizarse principios de medición diferentes para las distintas cabezas sensoras de cada sección 111 o de cada disposición de sensores 110.

La Fig. 1 h muestra las dos secciones 111 y 112, que están conectadas entre sí por un conector 138. Las secciones 111 y 112 son perfiles simples que se insertan en el conector 138 y se conectan mediante la excéntrica 138e a cada lado. Los perfiles presentan los elementos de conexión 131 y 132 en las caras frontales correspondientes en las que se realiza la conexión con el conector 138, en donde el conector 138 tiene las piezas complementarias correspondientes para formar la conexión eléctrica además de la mecánica. En este ejemplo de realización, el conector eléctrico puede implementarse, por ejemplo, mediante un enchufe integrado en el conector 138, que se cierra en la dirección longitudinal de las secciones 111 y 112.

Otro ejemplo de realización de conector insertable se muestra en la Fig. 1i. En este caso se muestra un elemento de conexión 138' modificado con la excéntrica 138e, en el que se inserta la sección 111. El elemento de conexión 138' puede, por ejemplo, pertenecer a la sección posterior del soporte o estar conectado firmemente a la máquina.

Conforme a otro ejemplo de realización, también sería concebible que, en lugar de la excéntrica 138e, se utilizara una conexión atornillada con un tornillo moleteado, como se muestra en la Fig. 1e. Una característica común es que el perfil 111 o 112 se inserta y se inmoviliza en su lugar por otro medio, tal como una excéntrica o un tornillo. También sería posible una especie de cierre rápido, como los habituales en las bicicletas, o un cierre de bayoneta. Cabe señalar en este punto que la sección 111 puede, por ejemplo, estar diseñada con una tapa de cierre 111v en una cara frontal.

La Fig. 1j muestra otro diseño de conexión. En este ejemplo de realización, la sección 112 presenta una especie de gancho 131 h' como elemento de conexión 131', de modo que el gancho se puede conectar a una sección de enganche del elemento de conexión 132'. La sección de enganche del elemento 132' está provista de la referencia 132e'. Estos dos elementos establecen una conexión mecánica al realizar un movimiento de rotación de la sección 112 con respecto al elemento adicional al que se va a conectar la sección 112. Con esta conexión de rotor, también se puede realizar la conexión eléctrica, por ejemplo, por contacto en las caras frontales. La cara frontal limita el movimiento de rotor.

El elemento 112 tiene de nuevo una tapa en la cara frontal opuesta. La tapa está provista de la referencia 112v.

En este punto, cabe señalar que también son concebibles otras opciones de conexión. Por ejemplo, el elemento de conexión respectivo también puede ser ortogonal a las guías que se extienden en la dirección longitudinal, de modo que se forme una especie de conexión en cola de milano.

Lo que todas estas conexiones tienen en común es que una sección de un elemento de fijación o varias secciones pueden conectarse entre sí, formándose también una conexión eléctrica además de la mecánica. La orientación angular de la sección longitudinal también se inmoviliza en su lugar mediante el conector.

Como se ha explicado anteriormente, cada sección puede comprender una pluralidad de elementos sensores 121 y sigs. En la Fig. 1k se supone que la sección 100 tiene una longitud de 2 m (200 cm) y que las cabezas sensoras 121 126 (en este caso, seis cabezas sensoras) están distribuidas uniformemente. Esto da como resultado una distancia de 33 cm entre las cabezas sensoras, estando previstos 33/2 cm desde la cara frontal hasta la primera cabeza sensora 121 y hasta la última cabeza sensora 126, respectivamente. La Fig. 1l muestra una sección 100 con una longitud de 2 m (200 cm), estando previstas en este caso cinco cabezas sensoras 121-125. La distancia es de nuevo equidistante, de modo que hay una distancia de 40 cm entre las cabezas sensoras y una distancia de 20 cm desde la cara frontal hasta la primera y la última cabeza sensora 121/125, respectivamente.

Como se muestra en las figuras 1o y 1p, el número de cabezas sensoras influye considerablemente en la regulación posible. La Fig. 1o muestra una comparación entre un Big Sonic Ski clásico (abreviado: Big Ski) con una extensión de 12 metros utilizando tres, cuatro y cinco sensores. Como puede verse, el Big Sonic Ski con tres sensores tiene problemas en el rango de 6 m, el Big Sonic Ski con cuatro sensores tiene problemas en el rango de 4 m y el Big Sonic Ski con cinco sensores tiene problemas en el rango de 3 m. El Big Sonic Ski con tres sensores también tiene los mismos problemas. Al aumentar la densidad de sensores, estos problemas de alta frecuencia (en comparación con las vibraciones) pueden reducirse en el rango de 20 m y sigs. La mejora por el uso de la disposición de sensores descrita en la Fig. 1 (y de acuerdo con la invención) se muestra en la Fig. 1p. En este caso se parte de un soporte de 8 m de longitud con entre tres y seis sensores. A medida que aumenta el número de sensores, las lagunas de regulación se vuelven de más alta frecuencia, pero esto es menos crítico en tanto que la probabilidad de perturbaciones de alta frecuencia es menor.

En resumen, cabe señalar que un aumento de la densidad de sensores en la dirección longitudinal ofrece una ventaja cualitativa. En general, se supone que ejemplos de realización preferidos presentan una disposición de sensores con una longitud de al menos 4 m, es decir, que comprende dos secciones. Se pueden conseguir calidades aún mejores con disposiciones de sensores de 6 m u 8 m de longitud.

Con el fin de mejorar también las lagunas de alta frecuencia o, en general, las lagunas causadas por vibraciones armónicas, también se puede utilizar un patrón de sensores no equidistante para cada sección conforme a otros ejemplos de realización. Tales ejemplos se muestran para una distancia con cinco cabezas sensoras 121-125 en la Fig. 1m. En este caso aumenta la distancia de 20 cm entre la cara frontal y el primer sensor 121. Las distancias son, por ejemplo, de 32, 40, 46 y 58, así como de 4 cm.

La Fig. 1n muestra otra representación, utilizándose en este caso de nuevo sensores equidistantes con una distancia de 44 cm, pero la distancia entre la cara frontal y el primer sensor 121 se selecciona de tal manera que también se mantenga una equidistancia a lo largo de dos secciones. En este caso, la sección entre la cara frontal y el primer sensor se selecciona de modo que exista la mitad de la distancia entre el otro sensor o, en particular, el sensor 121 y 122.

A continuación se explican posibles ejemplos de implementación de sensores de referencia haciendo referencia a las Fig. 1 q-v. Los sensores ultrasónicos suelen estar sujetos a deriva, por ejemplo, como consecuencia de la temperatura ambiente, por lo que es necesario realizar una medición de referencia. Una medición de referencia se lleva a cabo, por ejemplo, midiendo una distancia conocida con un sensor ultrasónico y utilizando esta señal de referencia como valor de calibración partiendo de la señal de medición, normalmente un intervalo de tiempo entre la transmisión y la recepción de la señal de respuesta. La Fig. 1q muestra una sección 111 con cabezas sensoras 121 y sigs. Una o cada una de las cabezas sensoras tiene un estribo 171 dispuesto a una distancia definida por delante del sensor 121. Este estribo 171 se encuentra al menos parcialmente dentro de todo el campo de medición y puede plegarse hacia dentro, conforme a ejemplos de realización, o también puede ser rígido. El estribo 171 refleja la señal de medición, como se muestra en este caso mediante la línea discontinua.

En la Fig. 1 r se muestra otra variante. En este caso también está previsto un estribo para un sensor, en este caso el sensor 125. El estribo presenta un reflector 172. Conforme a ejemplos de realización, el estribo está integrado en el portador 131', en este caso un portador de gancho (cf. la Fig. 1j). El reflector 172 se encuentra a una distancia definida del sensor 126 y, por lo tanto, puede utilizarse para la medición de referencia.

La Fig. 1s muestra otra variante, en donde está previsto otro reflector 173 en un estribo dispuesto lateralmente, que se extiende aproximadamente en perpendicular a la extensión longitudinal de la sección 111. Este reflector 173 está de nuevo dispuesto a cierta distancia de los sensores 126, pero sirve no solo de referencia para el sensor 126 más próximo, sino también para los sensores 125, ... 121 dispuestos al lado. Conforme a ejemplos de realización, el reflector 173 puede estar dispuesto en un ángulo, por ejemplo de 45°, con respecto a la dirección de medición de las cabezas sensoras 121 a 126 individuales. Conforme a otros ejemplos de realización, la superficie reflectora 173 puede estar curvada para servir de reflector para todos los canales 121 a 126. Como se muestra en este caso, el estribo que conecta el reflector 173 a la sección 111 puede estar fijado directamente a la sección 111 o también puede estar integrado en el elemento de conexión, como se muestra, por ejemplo, en relación con la Fig. 1r.

La Fig. 1t es sustancialmente comparable con el ejemplo de realización de la Fig. 1s, presentando en este caso el reflector 174 un espejo activo que se orienta correspondientemente en función del canal (cabeza sensora) que deba calibrarse.

Haciendo referencia a los ejemplos de realización de las Fig. 1s y 1t, cabe señalar que, por ejemplo, los cabezas sensoras 121 a 126 pueden calibrarse una tras otra para que no interfieran entre sí.

Conforme a otros ejemplos de realización, también sería concebible que el reflector 174 activo esté diseñado como una unidad transmisora activa, que dirige entonces una señal ultrasónica a los receptores 121 a 126.

En el ejemplo de realización de la Fig. 1u, se supone que se utiliza un sensor ultrasónico 176 para la medición de referencia por medio de un estribo 175, que está dispuesto por debajo de las cabezas sensoras 121 a 126. Por debajo se entiende, en este sentido, entre el soporte/sección 111 y el revestimiento de la carretera. El sensor ultrasónico 176 está dispuesto en paralelo al soporte/sección 111 y puede, por ejemplo, estar dispuesto mediante un reflector 177 adicional en la otra cara frontal o también entre las caras frontales, por ejemplo en el centro (cf. el elemento 177' discontinuo).

Conforme a otra variante mostrada en la Fig. 1v, el transmisor 176 activo dispuesto en el estribo 175 puede cooperar con un receptor 178 activo dispuesto en un estribo 175 en la otra cara frontal.

Todos los ejemplos de realización tienen en común que la medición de referencia tiene lugar en la zona de los sensores ultrasónicos 121 a 126. Esto tiene la ventaja de que, en este caso, prevalecen las mismas condiciones ambientales, por ejemplo, la temperatura ambiente y la radiación infrarroja.

Todas las opciones de medición de referencia que utilizan reflectores dispuestos en las caras frontales, que utilizan transmisores o receptores activos dispuestos en las caras frontales, o que utilizan transmisores o receptores dispuestos en las caras frontales, que forman una señal paralela, por ejemplo, pueden implementarse de tal forma que los elementos de conexión, que están soldados al perfil o dispuestos en general en el perfil, por ejemplo, tengan integrados estos reflectores o transmisores. En este contexto, se remite a la Fig. 1h, que presenta un reflector comparable al reflector 172 de la Fig. 1r integrado en el conector del perfil. En este sentido, el elemento para realizar la medición de referencia en este caso no forma parte en absoluto de la sección 111 o 112, sino del conector 138. En la Fig. 1i se muestra otra variante que, por ejemplo, sigue el principio de medición mostrado en la Fig. 1v con un transmisor 176 activo y un receptor 178 activo. En este caso, un transmisor 176 activo está integrado en el elemento 138', mientras que el receptor 178 está integrado en la tapa de cierre 111v. En este ejemplo de realización, por supuesto también sería concebible utilizar un reflector 177 en lugar del receptor 178. Una variante similar se muestra en la Fig. 1j. En este caso, el transmisor 176 está integrado en el elemento 131', mientras que el receptor o reflector 177 y 178 están integrados en la tapa de cierre 112v. Por supuesto, también sería concebible intercambiar 176 por 177/178 en los ejemplos de realización de las Fig. 1i y 1j.

En todos los ejemplos de realización, es ventajoso que las mediciones de las cabezas sensoras tengan lugar esencialmente de forma simultánea (medición sincrónica dentro de una ventana temporal, por ejemplo, dentro de una ventana temporal de 3 s, 1 s, 0,5 s, 0,1 s o menos). Esto significa que es ventajoso que todas las cabezas sensoras dispuestas en el sistema de medición realicen mediciones sustancialmente al mismo tiempo. Esto se debe a que una medición simultánea básicamente crea una instantánea de, por ejemplo, el sustrato o el perfil de referencia (la capa ya aplicada o el sustrato para la capa que se va a aplicar) y la(s) medición(es) de referencia en las mismas condiciones (por ejemplo, condiciones ambientales como la temperatura ambiente). Esto significa que todas las cabezas sensoras de todas las secciones y todos los soportes del sistema de medición captan un perfil de referencia correcto o un perfil correcto del sustrato. Una medición sustancialmente simultánea es ventajosa además con respecto a una alta velocidad de medición (velocidad de muestreo), como se requiere hoy en día para la nivelación en la construcción de carreteras (por ejemplo, nivelación de altura de la regla).

Haciendo referencia a la Fig. 1g, se explica otra característica. En la Fig. 1g, también se muestra en una cara frontal un LED 181. Puede indicar si las conexiones eléctricas entre las secciones o de la sección con la máquina son correctas, por ejemplo, mediante códigos de colores o parpadeos. Además, también puede mostrarse información, tal como reajustes. Además, también sería concebible que el LED, si está dispuesto, por ejemplo, en la cara frontal del extremo en la Fig. 1d de la disposición de medición 110, indique la distancia a un vehículo que se desplaza por detrás, tal como un rodillo. Para ello, conforme a ejemplos de realización, también se puede orientar en la cara frontal, de manera similar al sensor de distancia para la medición de referencia 176, otro sensor de distancia en la otra dirección, el cual mide entonces la distancia a un vehículo que circula por detrás.

Conforme a otros ejemplos de realización, también puede estar prevista, por ejemplo, una pantalla compleja, tal como una pantalla LCD, en lugar del LED, para mostrar un texto y/o símbolos.

Aspecto 2

A continuación se explica un sistema de medición 200 que utiliza una recta de regresión para determinar la posición.

Como en el ejemplo de realización de la Fig. 2a, el sistema de medición 200 comprende un soporte 210, que está dispuesto, por ejemplo, en un componente, tal como la regla 10 de la máquina de construcción. Como se muestra en este caso, por ejemplo, el componente 10 está ladeado en el ángulo a. A modo de ejemplo, el soporte se extiende desde el componente 10 hacia atrás o también hacia delante (no mostrado). El soporte 10 también está firmemente unido al componente y, por lo tanto, cambia su orientación angular en el espacio conforme al ángulo a.

Sobre el soporte 210 están previstas tres cabezas sensoras 221,222 y 223. Aunque en un principio no sea importante para el cálculo, cabe señalar en este punto que el cabezal del sensor 221 está dispuesto más cerca del borde 10k de la regla, que representa un punto de giro 10 de la regla, que el sensor 223. La cabeza sensora 222 está situada en el centro o en medio. Por ejemplo, la distancia al punto de base de la plomada en el borde 10k de la regla se puede designar como A, mientras que la distancia al punto de base de la plomada en el borde 10k de la regla respecto al sensor 223 se designa como B. En general, cabe señalar que la regla 10 también puede tener un punto de rotación diferente, por ejemplo, por delante del borde trasero 10k de la regla (en particular si está apoyada sobre asfalto caliente), como alternativa al punto de rotación alrededor del borde trasero 10k de la regla. En este caso, por ejemplo, las distancias al punto de rotación se tienen debidamente en cuenta.

Los sensores 221,222 y 223 están dispuestos sustancialmente en paralelo y miden una distancia desde el soporte 110 hasta el sustrato, en este caso la capa 16' aplicada.

Partiendo del ángulo a, la distancia H1 es mayor que la distancia H3. Los valores de sensor pueden, por ejemplo, registrarse en un espacio bidimensional, en este caso altura por distancia. Partiendo de los valores de sensor, se observa que la recta de regresión RG también discurre conforme al ángulo a. La recta de regresión RG, si está situada en un espacio bidimensional, puede determinarse de tal manera que el ángulo a pueda determinarse computacionalmente. Mediante la determinación del ángulo a, también se conoce la posición del componente 10 con respecto al sustrato.

Cabe señalar en este punto que la posición a no tiene que ser necesariamente una posición absoluta, sino que puede ser, en particular, una posición relativa con respecto al sustrato.

Haciendo referencia a las distancias A y B, cabe señalar que, en el caso de dos valores de sensor, estas no son relevantes; es mucho más importante conocer la posición de los sensores 221,222 y 223 entre sí. Por supuesto, lo mismo se aplica para más de dos sensores a la hora de determinar los valores de altura en el espacio bidimensional.

Si, por ejemplo, cambia la altura de la regla, también cambian los valores H1 y H3, permaneciendo el ángulo a constante suponiendo un desplazamiento paralelo. Si, por ejemplo, hay ligeras fluctuaciones en los valores debido a las vibraciones, estos valores se pueden trazar en el espacio común y se puede determinar una recta de regresión RG. Esto representa, por tanto, un promediado. El uso de más de tres sensores también da lugar a un promediado si todos los sensores están dispuestos con precisión en el soporte 210.

Haciendo referencia a la Fig. 2b, se explica la determinación de la recta de regresión RG para una nube de puntos. En este ejemplo de realización, se supone que están previstos más de dos sensores. Por ejemplo, puede utilizarse el conjunto de sensores del aspecto 1. Las desviaciones, tal como se muestran en este caso utilizando los puntos de altura H1 a Hn, pueden deberse, por ejemplo, a desniveles del terreno. En esencia, sin embargo, los valores de altura aumentan de a a n, de modo que esto se puede traducir en este caso en la recta de regresión RG. Por ejemplo, la recta de regresión RG se traza de tal manera que la distancia entre la recta de regresión RG, representada en este caso por flechas pequeñas, y los puntos de medición se minimiza en total.

También en este caso, la recta de regresión está inclinada con respecto al eje de distancia, por ejemplo, en el ángulo a. Esta posición puede determinarse y da una indicación en cuanto al ángulo del componente.

Si, por ejemplo, el soporte de la Fig. 2a con los sensores 221, 222 y 223 se fija a la regla y se dispone en dirección longitudinal, puede determinarse el ángulo de alabeo de la regla alrededor de su eje longitudinal. Si además de la componente longitudinal existe también una componente transversal, se determina una combinación del ángulo de alabeo y del ángulo de inclinación transversal. Estos dos ángulos pueden separarse conociendo la componente transversal respecto a la componente longitudinal. La componente transversal puede determinarse, por ejemplo, con el soporte de la Fig. 2a con los sensores 221,222 y 223, si este está dispuesto en la dirección longitudinal de la regla (es decir, transversalmente a la dirección de la marcha de la máquina).

Conforme a ejemplos de realización, el soporte discurre sin desfase angular con respecto al componente; también puede tenerse en cuenta un desfase. Para determinar el desfase, se puede realizar una calibración al inicio, por ejemplo, o un ajuste con un sensor angular opcional, tal como un sensor de inclinación.

Conforme a ejemplos de realización, en lugar de fijar el soporte a la regla, la regla también podría fijarse al brazo de tracción, por ejemplo. Un ejemplo de tal fijación se explica en el aspecto 1, ya que, en este caso, se fija un soporte que comprende una pluralidad de secciones. Este soporte presenta una pluralidad de sensores integrados, lo que corresponde entonces a una recta de regresión de promediado, conforme a la realización de la Fig. 2b.

Haciendo referencia a la Fig. 2c, a continuación se explica una determinación de espesor de capa utilizando la recta de regresión.

La Fig. 2c muestra el uso de los sensores 221 y 223 mediante el soporte 210 y el uso de otro soporte 215, que aloja los sensores 225 y 227. Como en la Fig. 2a, el conjunto de sensores 210 está dispuesto detrás de la regla, mientras que el conjunto de sensores 215 está dispuesto delante de la regla. Por supuesto, también sería concebible una disposición inversa. Se supone que ambos se extienden en la dirección longitudinal.

Los valores de sensor H1, H3, H4 y H6 resultantes se representan en un espacio bidimensional en la Fig. 2d. Esto da lugar a las dos rectas de regresión RG1 y RG2. Si ambas rectas de regresión RG1 y RG2 se hacen bascular ahora alrededor del punto de rotación de la regla, es decir, el borde trasero 10k de la regla, las rectas de regresión se proyectan en las correspondientes RG1' y RG2', como se muestra en la Fig. 2e. La distancia al eje de la Fig. 2e discurre en paralelo al sustrato o a la referencia con respecto a la cual se realiza la medición. Las rectas de regresión RG1' y RG2' basculadas ya no están alineadas entre sí como en la Fig. 2d, sino que tienen un desplazamiento V. Este desplazamiento V se debe al hecho de que el conjunto 210 asociado a la recta de regresión RG1 mide sobre la capa 16' que se está aplicando, mientras que el conjunto de sensores 215 mide sobre el sustrato 17. En este sentido, este desplazamiento depende del espesor de capa de la capa 16' que se está aplicando. A la inversa, esto significa que el espesor de capa puede determinarse, es decir, calcularse, utilizando este enfoque.

Conforme a ejemplos de realización, las distancias A, B, C y D entre el sensor 221, 223, 225 y 227 respectivo y el punto de base de la plomada en el borde 10k de la regla se utilizan en la rotación para llevar a cabo la rotación.

En los ejemplos anteriores, hay que tener en cuenta que, cuando se mide con ultrasonidos, se mide la plomada al suelo y no la perpendicular al suelo con respecto al soporte. En otras palabras, la variante mostrada representa, por ejemplo, una medición con un láser o similar.

Para todos los sistemas de medición explicados anteriormente, se partió de una altura de colocación comparable (idéntica), aunque cabe señalar que esta también puede variar y se corrigea posterioricomputacionalmente.

Aspecto 3

La Fig. 3a muestra un circuito de regulación 300 convencional (circuito de regulación de planitud) utilizado para nivelar la regla 10, que es arrastrada por el brazo de tracción 12. El brazo de tracción 12 está firmemente conectado a la regla 10, al menos lo está durante el funcionamiento. La regla es remolcada por un tractor (no representado), para lo cual el brazo de tracción 12 está conectado al tractor a través del punto de tracción. El punto de tracción suele ser ajustable en altura, como se ilustra en este caso mediante la flecha 14. Este ajuste en altura es regulado por el circuito de regulación de planitud 300.

En aras de la exhaustividad, cabe señalar que la regla alisa el asfalto o el material para la capa 16' que se va a aplicar, que es proporcionado por el tornillo sin fin 18 situado por delante de la regla (cf. el material 16).

El circuito de regulación de planitud 300 comprende un regulador de planitud 310, que controla el cilindro de punto de tracción (cf. la referencia 14) en función de una comparación consigna/real 320. El resultado es un cambio en la altura, que es detectado por el sensor de altura 330. La señal del sensor de altura procedente del sensor de altura 330 se suministra entonces de nuevo a la comparación consigna/real 320. Opcionalmente, también puede estar previsto un filtro 335. Este filtro está diseñado como filtro de paso bajo, filtro de paso bajo con frecuencia de corte baja/aumentada, filtro de paso de banda o filtro de paso alto, dependiendo de cómo se quiera corregir el comportamiento de transferencia. Otros filtros de frecuencia, como los filtros Chebyshev o similares, también son concebibles en este contexto.

Tanto el cilindro del punto de tracción como la propia regla influyen en el comportamiento de transferencia. El comportamiento de transferencia del cilindro de punto de tracción puede describirse mediante un circuito de regulación IT<1>(cf. bloque 342). El comportamiento de transferencia de la regla puede describirse del siguiente modo: en la posición de sensor representada por un comportamiento P (cf. 344). La propia regla puede representarse mediante un elemento PT<2>(cf. 346).

Cabe señalar en este punto que la regulación de altura directa con el circuito de regulación 300 tiene en cuenta el comportamiento de transferencia 342 y 344, pero no 346, ya que este es muy lento. En este sentido, el comportamiento 346 debe reajustarse con el tiempo. Por lo tanto, también se tiene en cuenta el comportamiento de transferencia 344, ya que un cambio en la posición en altura en el punto de tracción 14 ZP (cf. la referencia 14) también conlleva un cambio en la posición en altura en el punto de exploración en la zona del tornillo sin fin 18.

Los sistemas de nivelación hasta la fecha para la pavimentadora intentan compensar todas las variables perturbadoras mediante un único circuito de regulación. Sin embargo, el problema en este sentido es que hay dos constantes de tiempo dominantes y significativamente diferentes en el tramo regulado "regla - brazo de tracción", a las que hay que reaccionar por separado y de forma diferente para compensar de forma óptima las variables perturbadoras que actúan. Mientras que la propia regla tiene un comportamiento muy lento y, por tanto, una constante de tiempo comparativamente alta, del orden de varios segundos, el punto de tracción, que suele estar controlado por un cilindro hidráulico, tiene una constante de tiempo muy pequeña, del orden de milisegundos.

Como ya se ha indicado anteriormente, el comportamiento de transferencia del sistema regla-brazo de tracción puede describirse como una especie de conexión en serie de elementos de transferencia:

• Cilindro de punto de tracción con comportamiento IT 1

• Posición del sensor de altura representada por un comportamiento P

• La propia regla descrita mediante un elemento PT2

La Fig. 3b ilustra el comportamiento de transferencia interpretado de este modo del tramo regulado desde el borde trasero de la regla hasta el cilindro. La Fig. 3b muestra de nuevo la regla 10, que es arrastrada o ajustada en altura mediante el brazo de tracción 12 en el punto de tracción 14 ZP por medio del cilindro de punto de tracción 14.

La Fig. 3b también pretende ilustrar que el punto de exploración habitual con respecto a la referencia no refleja el comportamiento de todo el tramo regulado 342-346, ni siquiera desde una perspectiva de la ingeniería de regulación. Esto también deja claro que con los sistemas de regulación actuales no existe una regulación de altura directa del borde trasero 10k de la regla. Esto tiene como consecuencia una ligera basculación por encima del punto de exploración entre el borde trasero 10k y el punto de tracción 14 ZP debido a las variables perturbadoras que actúan durante un cierto período de tiempo, lo que da lugar a un cambio de altura en el borde trasero 10k de la regla.

Partiendo de esta estructura de circuito de regulación habitual, utilizada en la práctica, para la nivelación en altura de la regla 10, a continuación se explica la ampliación mejorada y optimizada de la nivelación de la regla.

La idea fundamental para optimizar la nivelación en altura de la regla 10 es la monitorización dirigida de la regla de extendido y en este caso, en particular, del borde trasero de la regla mediante un circuito de regulación adicional o la implementación de un circuito de regulación superpuesto a la nivelación en altura existente. El circuito de regulación para la nivelación en altura normal funciona como circuito de regulación subordinado. Esta nueva estructura de circuito de regulación puede aplicarse a todas las tareas de nivelación y se considerará en detalle a continuación.

Esta estructura de circuito de regulación está representada en la Fig. 3c. El circuito de regulación 350 mostrado en este caso comprende dos circuitos de regulación 360 y 370 individuales. El circuito de regulación 360 se denomina primer circuito de regulación o circuito de regulación superpuesto. El circuito de regulación 370 se denomina segundo circuito de regulación. El circuito de regulación 370 es comparable al circuito de regulación 300 explicado en la Fig. 3a, con el sensor 330 ubicado de manera diferente (cf. la referencia 331). El sensor 331 está previsto en la zona del punto de tracción 14 ZP y ya no en la zona del tornillo sin fin 18 (cf. la disposición Fig. 3b). Por lo demás, el circuito de regulación 370 corresponde al circuito de regulación 300, es decir, incluye la comparación 320, el regulador de planitud 310 y el filtro 335 opcional. Partiendo del posicionamiento del sensor de altura, una diferencia significativa radica en el hecho de que el comportamiento de transferencia de la regla 344 ya no tiene que tenerse en cuenta en el circuito de regulación 370, sino únicamente el comportamiento de transferencia del cilindro de punto de tracción (cf. la referencia 342). El comportamiento de la regla, descrito por PT<2>(cf. la referencia 346) también se tiene en cuenta con el circuito de regulación 360.

El circuito de regulación 360 también comprende un sensor de altura 362 y un filtro 364 opcional. El sensor 362 está dispuesto en la zona de la regla 10 o, por ejemplo, en la zona del borde trasero de la regla 10. El comportamiento del punto 10k en respuesta a un cambio en altura en el punto de tracción 14 ZP (cf. la referencia 14) es relativamente lento. Esto queda muy claro al observar la disposición de la regla 10, el brazo de tracción 12 y el punto de tracción 14 ZP, ya que el cilindro de altura 14 desplaza el punto de tracción 14 ZP alrededor del punto de rotación 10k, de modo que el cambio en altura solo se produce gradualmente. Este comportamiento se simula mediante los Controles Predictivos por Modelo 365. La variable de entrada para el MPC 365 es el resultado de una comparación consigna/real (cf. la referencia 367), en donde se utiliza la misma señal del sensor 362 que la señal real. El resultado del MPC es una señal de consigna que sirve como variable de entrada para la comparación 320. Una vez explicada la estructura, veamos cómo funciona.

Basándose en este hecho, el circuito de regulación 370 mostrado en la Fig. 3a se amplía con un circuito de regulación superpuesto 360, que se muestra en la Fig. 3d. Esta medida modifica la estructura del circuito de regulación 350 de tal manera que las variables perturbadoras que actúan sobre el punto de tracción 14 ZP y sobre la regla 10 pueden compensarse por separado. A este respecto, el circuito de regulación superpuesto compensa las variables perturbadoras que actúan sobre la regla 10 y el circuito de regulación subordinado 360 compensa las variables perturbadoras que modifican la altura del punto de tracción. El sistema de control 350 estructurado de este modo puede optimizarse por separado, lo que conduce a un mejor comportamiento global de regulación.

Otra optimización de la estructura de circuito de regulación puede lograrse desplazando el punto de exploración del sensor de altura para el circuito de regulación de planitud 370 subordinado tendiendo hacia el punto de tracción 14 ZP.

Partiendo de este complejo ejemplo de realización, se describe ahora una variante simplificada haciendo referencia a la Fig. 3d.

La Fig. 3d muestra un circuito de regulación 350 que consta de dos circuitos de regulación 370 y 360. Cada circuito de regulación comprende al menos un sensor, que en el caso del circuito de regulación 360 es el sensor de altura 362, mientras que en el caso del circuito de regulación 370 es el sensor de punto de tracción 331.

Como su nombre indica y como se ha explicado anteriormente, los sensores están dispuestos en la zona del punto de tracción (cf. el sensor 331) y en la regla (cf. el sensor 361).

Cada circuito de regulación comprende también un procesador correspondiente, que emite la señal de regulación para el cilindro de punto de tracción partiendo del valor real de los sensores 331 y 362, así como de un valor de consigna. Los procesadores están etiquetados como 379 y 369 respectivamente. Conforme a ejemplos de realización, los procesadores 369 y 379 también pueden combinarse en un procesador, que recibe las señales reales de los dos sensores 331 y 362 y las procesa primero por separado para emitir después la señal de control común.

La consideración por separado de las variables perturbadoras que actúan para el tramo regulado 346 regla-brazo de tracción también es de importancia decisiva para la estructura de los circuitos de regulación 350. La Fig. 3e muestra las diferentes variables perturbadoras en el sistema regla-brazo de tracción.

Mientras que las variables perturbadoras en el punto de tracción se compensan mediante el circuito de regulación 370 subordinado (circuito de regulación de planitud), las variables perturbadoras de la regla 10 se compensan mediante el circuito de regulación 360 superpuesto. Debido a las diferentes funciones de transferencia (véase también la Fig. 3b) del subtramo regulado punto de tracción (IT1) y del punto de tracción regla (PT2), los reguladores utilizados para este fin también se estructuran y optimizan de forma diferente.

Para el circuito de regulación 370 subordinado, las desviaciones de regulación se corrigen con extrema rapidez, mientras que el regulador del circuito de regulación 360 superpuesto corrige las desviaciones de regulación con bastante lentitud y teniendo en cuenta el conocimiento de las variables perturbadoras que actúan. Como ejemplo de variables perturbadoras que influyen en el comportamiento de flotación de la regla 10 cabe mencionar en este caso el efecto de los cambios de temperatura del material. Si ya se conoce un cambio de temperatura en el material antes de que se produzca un efecto dependiente de la temperatura en la altura de la regla, el regulador puede evitar o reducir una desviación de la altura de la regla basándose en un modelo. A este respecto, debe conocerse el modelo de la regla 10, que describe la dependencia de un cambio de altura debido a cambios de temperatura del material. Este sería también un ejemplo típico de regulador MPC para el circuito de regulación 360 superpuesto.

A continuación se explican diversos casos de aplicación de la estructura de circuito de regulación 350.

Basándose en la estructura de circuito de regulación 350 de la Fig. 3d, a continuación se considerarán diversos casos de aplicación a modo de ejemplo. Sin embargo, la estructura básica del circuito de regulación sigue siendo la misma para todas las aplicaciones. Ahora bien, la realización del sensor para el borde trasero de la regla o el punto de tracción puede cambiar. Las diferentes situaciones de extendido pueden denominarse de la siguiente manera:

• carril sobre carril

• exploración junto al bordillo

• exploración mediante cable

• exploración a lo largo de una línea (construcción de túneles)

• extendido sin referencia (Big Sonic Ski)

• extendido 3D con estación total

• extendido 3D con GNSS

• regla con inclinación transversal

• exploración con láser

Por supuesto, también es posible seleccionar una constelación de exploraciones diferente para el lado opuesto en cada caso, de modo que con el circuito de regulación 350 optimizado pueden exponerse en conjunto un gran número de situaciones de extendido. Además, con ayuda de la nueva estructura de circuito de regulación 350, se pueden implementar otras optimizaciones. Entre ellas figuran:

• puesta en marcha tras una parada de la pavimentadora

• arranque diario (nuevo arranque)

• integración de Control Predictivo por Modelo

A continuación se describen algunos ejemplos de casos de aplicación de la nueva estructura de circuito de regulación 350.

Si la exploración de la altura tiene lugar desde un carril de asfalto existente o previamente tendido (extendido carril sobre carril), se pueden utilizar los siguientes sensores para el borde trasero de la regla:

• Sonic Ski

• Sonic de una cabeza con y sin señal de referencia

• escáner láser

• codificador rotatorio mecánico

El Sonic de una cabeza sin referencia puede utilizarse, porque la distancia de medición al carril de asfalto existente junto al borde trasero de la regla puede reducirse al mínimo. Por este motivo, el error de medición se reduce considerablemente en comparación con grandes distancias. Es posible minimizar la distancia de medición, porque la distancia de medición al sustrato es siempre aproximadamente la misma. En este caso de aplicación, el / todos los sensores miran de la manera más centrada posible hacia el sustrato.

Para el punto de tracción se utilizan preferiblemente los siguientes sensores:

• Sonic Ski

• escáner láser

• Big Sonic Ski (abreviado: Big Ski)

La Fig. 3f muestra la zona instalación y, por tanto, también las posiciones de exploración posibles y razonables para implementar la estructura de circuito de regulación.

La Fig. 3f muestra la pavimentadora asfáltica desde arriba con la regla 10, la capa 16' aplicada o capa 16* existente, el tornillo sin fin 18 y el tractor 11. La regla está conectada al punto de tracción 14 ZP a través del brazo de tracción 12.

Conforme a una primera variante, un llamado Big Sonic Ski (abreviado: Big Ski, cf. aspecto 1) 100 se puede conectar al brazo de tracción 14 o a la regla 10 (no mostrada). El Big Sonic Ski tiene previsto, por ejemplo, el sensor 361 en la zona del borde trasero 10k de la regla. El sensor 331 también puede disponerse en el Big Sonic Ski 100 a la altura del punto de tracción.

Conforme a otra forma de realización, la exploración del borde trasero de la regla para el circuito de regulación de la regla y la exploración para el circuito de regulación del punto de tracción también pueden tener lugar en el lateral de un carril de asfalto 16* existente.

En este caso se prevé un Sonic Ski 331* sobre una placa lateral 10s para la exploración a la altura del punto de tracción 14 ZP. En la placa lateral también está previsto un sensor de borde trasero de la regla 361*. Como se muestra, el Sonic Ski 331* está ligeramente desplazado con su área de exploración fuera del sustrato para poder explorar así el carril de asfalto 16* existente.

El objetivo de disponer el sensor 331* en el lateral del carril de asfalto 16* existente es utilizar el carril de asfalto existente como referencia. A este respecto, la distancia al carril de asfalto 16* existente se explora con el sensor 331 *. El objetivo de explorar el carril de asfalto 16* existente con el circuito de regulación del punto de tracción es corregir directamente las variables perturbadoras (por ejemplo, material bajo la oruga del tractor) que actúan sobre el punto de tracción. Por el contrario, el sensor 361* está dirigido preferentemente hacia la capa de asfalto 16* existente y monitoriza el curso de la altura de la regla con respecto al carril de asfalto 16* existente, compensando las desviaciones del valor de consigna establecido por el circuito de regulación 360 superpuesto.

Con referencia a la Fig. 3g, se explica ahora una exploración mediante cable. La Fig. 3g muestra una pavimentadora asfáltica con un tractor 11, una regla 10 y un borde trasero 10k de la regla. La regla 10 está conectada a la pavimentadora 11 mediante un brazo de tracción 12. El Big Sonic Ski 100 con tres sensores estás previsto de nuevo en uno de los brazos de tracción 12. Los sensores están marcados a modo de ejemplo con la referencia 110 y, dependiendo de la aplicación, pueden estar distribuidos uniformemente a lo largo del Big Sonic Ski 100 o también dispuestos en la zona del punto de tracción 14 ZP o también en la zona del borde trasero 10k de la regla. Como alternativa o además de un Big Sonic Ski, también puede estar previsto un sistema sensor sobre la placa lateral 10s de la regla 10. Por ejemplo, pueden estar previstos un sensor de regla 361* y un sensor de punto de tracción 331*. Ambos están dirigidos hacia un cable 16s con el fin de explorar en este caso el cable 16s.

La exploración mediante cable en el borde trasero 10k de la regla puede realizarse mediante un sensor ultrasónico sin contacto (Sonic Ski) o mediante un codificador rotatorio mecánico, como es habitual en los métodos de exploración utilizados actualmente en la práctica.

Los sensores 331*, 361* se guían a este respecto sobre el cable de referencia 16s con un portasensores 10k correspondiente. La desviación de regulación medida con respecto al cable de referencia 16s en el borde trasero 10k de la regla también proporciona información acerca de nivelación conseguida cuando se observa a lo largo del recorrido.

Hay varias formas de obtener información de altura para el circuito de regulación en la zona del punto de tracción 14 ZP. A continuación se exponen dos opciones.

Un segundo sensor de altura (Sonic Ski) puede guiarse sobre el cable a través de un portasensores adicional. Alternativamente, un sistema Big Sonic Ski (abreviado: Big Ski) puede servir como sensor de brazo de tracción. Véase la Fig. 3h.

La Fig. 3h muestra una estructura similar a la Fig. 3g de la pavimentadora asfáltica 11 con la regla 10. El sensor 361 se utiliza como sensor de la regla en el lado izquierdo. El Big Sonic Ski 100R se utiliza como sensor de punto de tracción en el lado izquierdo. Como ya se ha explicado anteriormente, este está conectado firmemente al brazo de tracción 12 y presenta una pluralidad de sensores 110.

Con respecto al Big Sonic Ski 100, cabe señalar que, como ya se ha explicado en relación con el aspecto 1, preferentemente uno o más sensores están dispuestos por delante y detrás de la regla 10, por ejemplo, distribuidos uniformemente. Para más detalles al respecto, véase la explicación del aspecto 1.

Haciendo referencia a la Fig. 3i, se explica ahora la nivelación 3D con una estación total. La Fig. 3i muestra la regla 10 con el borde trasero 10k de la regla, el brazo de tracción 12, que está conectado al cilindro de tracción 14 en el punto de tracción 14 ZP. Asimismo, también está previsto un Big Sonic Ski 100, que está conectado al brazo de tracción 12. El Big Sonic Ski 100 comprende tres sensores de distancia 110, que en este ejemplo de realización determinan conjuntamente la distancia en el punto de tracción 14 ZP. El borde trasero 10k de la regla se monitoriza mediante una estación total 50 y un reflector 52 fijado a la regla. Este sensor que consta de los elementos 50+52 se conoce como sensor 3D.

La determinación de la altura en el borde trasero de la regla con un sensor 3D 50+52 tiene la ventaja de que también se puede utilizar para monitorizar una posición en altura absoluta del carril de asfalto que se va a extender. Un sistema de nivelación 3D con estación total 50 consta de un prisma 52, que se monta en la pavimentadora 11 o en la regla 10 de forma que sea visible para la estación total 50. A continuación, la estación total 50 determina la posición tridimensional del prisma en el espacio y transmite por radio esta información al sistema de regulación 3D de la pavimentadora.

Una gran desventaja de la regulación 3D es que hay que comprobar constantemente el nivel de altura extendido. En la práctica, esta tarea la realiza un topógrafo que utiliza una estación total 50 adicional para comprobar la altura extendida y, si es necesario, efectúa correcciones manuales. Esto es necesario, porque el lugar de instalación del prisma (punto 3D en el espacio que la estación total determina con precisión mediante la reflexión de un rayo láser) no se encuentra en el borde trasero de la regla, sino, como suele ocurrir con otros sensores de altura, en el brazo de tracción a la altura del tornillo sin fin de la regla. El resultado es un cambio en la posición en altura en el borde trasero de la regla durante un cierto periodo de tiempo, que el topógrafo tiene entonces que corregir de nuevo.

Si consideramos ahora la estructura de circuito de regulación 350 mejorada, también existen opciones de optimización para la regulación 3D con una estación total.

El control de la medición de altura extendida podría evitarse colocando el sensor de altura (prisma) en el borde trasero 10k de la regla. En este caso, el sensor actúa como sensor de altura para la regla y, por lo tanto, se utiliza en el circuito de regulación 360 superpuesto como suministrador de la información de altura. En el punto de tracción se encuentra entonces, por ejemplo, un sistema de Big Sonic Ski (abreviado: Big Ski), que suministra el valor de altura para el circuito de regulación 370 subordinado.

Otra ventaja es poder nivelar a ambos lados de la regla 10 mediante una estación total 50 en combinación con un prisma 52 (cf. Fig. 3i). Sin la estructura de circuito de regulación 350 ampliada y optimizada, se necesitan dos estaciones totales 50 para la nivelación (una estación total para cada lado). Esto es necesario, porque en esta constelación la frecuencia de exploración de la medición de altura 3D debe ser alta para compensar todas las variables perturbadoras que actúan. Con la estructura de circuito de regulación 350 ampliada y optimizada, la frecuencia de exploración puede reducirse hasta tal punto que basta con una estación total para ambos lados, que determina entonces de forma continua y sucesiva el prisma izquierdo 52l y el prisma derecho 52r en la posición junto al borde trasero 10k de la regla.

Haciendo referencia a la Fig. 3k, el sensor de punto de tracción se implementa ahora también mediante un sensor láser en lugar del Big Sonic Ski izquierdo 100 L, que servía como regulación del punto de tracción en la Fig. 3j. Un emisor láser 54 proyecta una referencia de altura, que puede recibirse a través de los receptores 56z en el punto de tracción 14 ZP y 56b en la regla 10.

En principio, la nueva estructura de circuito de regulación 350 también puede aplicarse cuando se utilice un plano láser como referencia de altura. En este sentido, tanto en el brazo de tracción como en el borde trasero de la regla se coloca en cada caso un receptor láser que actúa como sensor de altura en ambos casos. En esta constelación, el plano láser proyectado representa exactamente la posición deseada de la carretera con un correspondiente desfase de altura.

La Fig. 3k muestra la estructura básica de la nivelación con una referencia de altura láser en el lado izquierdo. En el ejemplo, el lado derecho se nivela con un sistema Big Sonic Ski 100. Como alternativa, en función de la situación de extendido, también pueden utilizarse, por supuesto, otros elementos de medición para la nivelación de la regla, como sensores de inclinación o Sonic Ski.

Haciendo referencia a la Fig. 3d, cabe señalar que el Control Predictivo por Modelo amplía la estructura de circuito de regulación de la siguiente manera.

Otra mejora para el sistema de regulación se debe a que el regulador del circuito de regulación superpuesto, cuyo sensor asociado está colocado cerca del borde trasero de la regla, también tiene en cuenta el estado respectivo del proceso. En principio, se asigna a este respecto un valor de control a cada estado, que también es responsable del cálculo de la salida del regulador. Además, el estado del proceso se predetermina con ayuda de un modelo de proceso.

El modelo de proceso es la verdadera piedra angular del Control Predictivo por Modelo, en el que el modelo capta de forma exhaustiva la dinámica del proceso y puede calcular así las predicciones del estado futuro del proceso. El modelo de proceso es necesario para calcular las variables de salida predichas en una instancia futura. Las distintas estrategias de MPC pueden utilizar numerosos modelos para mostrar la relación entre las variables de salida y las variables de entrada medibles.

Aunque algunos aspectos se han descrito en relación con un dispositivo, se entiende que estos aspectos también constituyen una descripción del procedimiento correspondiente, de modo que un bloque o un elemento constructivo de un dispositivo también debe entenderse como una etapa de procedimiento correspondiente o como una característica de una etapa de procedimiento. De manera análoga, los aspectos descritos en relación con o como una etapa de procedimiento también constituyen una descripción de un bloque o detalle o característica correspondiente de un dispositivo correspondiente. Algunas o todas las etapas de procedimiento pueden ser realizadas por un aparato de hardware (o utilizando un aparato de hardware), tal como un microprocesador, un ordenador programable o un circuito electrónico. En algunos ejemplos de realización, algunas o varias de las etapas de procedimiento más importantes pueden ser realizadas por dicho aparato.

Dependiendo de los requisitos específicos de implementación, los ejemplos de realización de la invención pueden implementarse en hardware o en software. La implementación puede llevarse a cabo utilizando un medio de almacenamiento digital, por ejemplo un disquete, un DVD, un disco Blu-ray, un CD, una ROM, una PROM, una EPROM, una EEPROM o una memoria FLASH, un disco duro u otra memoria magnética u óptica, en los que se almacenan señales de control legibles electrónicamente, que pueden interaccionar o interaccionan con un sistema informático programable de tal manera que se lleve a cabo el procedimiento respectivo. Por lo tanto, el medio de almacenamiento digital puede ser legible por ordenador.

Así, algunos ejemplos de realización de acuerdo con la invención comprenden un soporte de datos que presenta señales de control legibles electrónicamente capaces de interaccionar con un sistema informático programable de tal manera que se lleve a cabo uno de los procedimientos descritos en el presente documento.

En general, los ejemplos de realización de la presente invención pueden implementarse como un producto de programa informático que comprende un código de programa, en donde el código de programa es eficaz para llevar a cabo uno de los procedimientos cuando el producto de programa informático se ejecuta en un ordenador.

El código de programa también puede almacenarse en un soporte legible por máquina, por ejemplo.

Otros ejemplos de realización comprenden el programa informático para llevar a cabo uno de los procedimientos descritos en el presente documento, en donde el programa informático se almacena en un soporte legible por máquina.

En otras palabras, un ejemplo de realización del procedimiento de acuerdo con la invención es, por tanto, un programa informático que comprende un código de programa para llevar a cabo uno de los procedimientos descritos en el presente documento cuando el programa informático se ejecuta en un ordenador.

Otro ejemplo de realización de los procedimientos de acuerdo con la invención es, por tanto, un soporte de datos (o un medio de almacenamiento digital o un medio legible por ordenador) en el que está grabado el programa informático para llevar a cabo uno de los procedimientos descritos en el presente documento. El soporte de datos, el medio de almacenamiento digital o el medio legible por ordenador son normalmente tangibles y/o permanentes o no transitorios.

Así, otro ejemplo de realización del procedimiento de acuerdo con la invención es un flujo de datos o una secuencia de señales que representa o representan el programa informático para llevar a cabo uno de los procedimientos descritos en el presente documento. El flujo de datos o la secuencia de señales puede(n), por ejemplo, estar configurada(s) para transferirse a través de un enlace de comunicación de datos, por ejemplo, a través de Internet.

Otro ejemplo de realización comprende un dispositivo de procesamiento, por ejemplo un ordenador o un dispositivo lógico programable, configurado o adaptado para llevar a cabo uno de los procedimientos descritos en el presente documento.

Otro ejemplo de realización comprende un ordenador en el que está instalado el programa informático para llevar a cabo uno de los procedimientos descritos en el presente documento.

Otro ejemplo de realización de acuerdo con la invención comprende un dispositivo o un sistema adaptado para transmitir un programa informático a un receptor para llevar a cabo al menos uno de los procedimientos descritos en el presente documento. La transmisión puede ser electrónica u óptica, por ejemplo. El receptor puede ser, por ejemplo, un ordenador, un dispositivo móvil, un dispositivo de almacenamiento o un dispositivo similar. Por ejemplo, el dispositivo o el sistema puede comprender un servidor de archivos para transmitir el programa informático al receptor.

En algunos ejemplos de realización, se puede utilizar un dispositivo lógico programable (por ejemplo, una matriz de puertas programables en campo, una FPGA) para llevar a cabo algunas o todas las funcionalidades de los procedimientos descritos en el presente documento. En algunos ejemplos de realización, una matriz de puertas programables en campo puede interaccionar con un microprocesador para llevar a cabo uno de los procedimientos descritos en el presente documento. En general, en algunos ejemplos de realización, los procedimientos se llevan a cabo por cualquier dispositivo de hardware. Puede tratarse de hardware de aplicación universal, tal como un procesador informático (CPU), o de hardware específico para el procedimiento, tal como un ASIC.

Los dispositivos descritos en el presente documento pueden implementarse, por ejemplo, utilizando un aparato de hardware, o utilizando un ordenador, o utilizando una combinación de un aparato de hardware y un ordenador.

Los dispositivos descritos en el presente documento, o cualquier componente de los dispositivos descritos en el presente documento, pueden implementarse al menos en parte en hardware y/o en software (programa informático).

Los procedimientos descritos en el presente documento pueden implementarse, por ejemplo, utilizando un aparato de hardware, o utilizando un ordenador, o utilizando una combinación de un aparato de hardware y un ordenador.

Los procedimientos descritos en el presente documento, o cualquier componente de los procedimientos descritos en el presente documento, pueden implementarse al menos en parte mediante hardware y/o mediante software.

Los ejemplos de realización anteriormente descritos son meramente ilustrativos de los principios de la presente invención. Se entiende que a otros expertos en la materia se les ocurrirán modificaciones y variaciones de las disposiciones y los detalles que se describen en el presente documento. Por lo tanto, la intención es que la invención esté limitada únicamente por el alcance de protección de las reivindicaciones que siguen y no por los detalles específicos expuestos en el presente documento mediante la descripción y la explicación de los ejemplos de realización.

Claims (17)

REIVINDICACIONES

1. Máquina de construcción, en particular máquina de construcción de carreteras, pavimentadora asfáltica o fresadora de asfalto, con un sistema de medición (100), en donde el sistema de medición (100) comprende un soporte (110) que se puede conectar a la máquina de construcción, de modo que el soporte se extienda a lo largo de un eje longitudinal de la máquina de construcción, en particular lateralmente junto a la misma, con las siguientes características:

al menos una primera sección (111) del soporte (110); en donde la primera sección (111) presenta una pluralidad de cabezas sensoras (121-126) fijadas o integradas en la primera sección (111) para la medición sin contacto con respecto a un sustrato o una referencia, así como una primera y una segunda cara frontal,

caracterizada porque

la primera sección (111) presenta un segundo elemento de conexión (132) en una segunda cara frontal, en donde el segundo elemento de conexión (132) se puede conectar a un primer elemento de conexión (131) de tal manera que se forme una conexión mecánica y eléctrica.

2. Máquina de construcción de acuerdo con la reivindicación 1, que presenta una segunda sección (112) del soporte (110), en donde la segunda sección (112) presenta una pluralidad de cabezas sensoras (121-126) fijadas o integradas, en donde la segunda sección (112) presenta el primer elemento de conexión (131) en una primera cara frontal, en donde el segundo elemento de conexión (132) de la primera sección (111) se puede conectar al primer elemento de conexión (131) de la segunda sección (112) de tal manera que se forme una conexión mecánica y eléctrica.

3. Máquina de construcción de acuerdo con la reivindicación 1 o 2, en donde una segunda sección (112) presenta un segundo elemento de conexión (132) en una segunda cara frontal y/o la primera sección (111) presenta un primer elemento de conexión (131) en una primera cara frontal.

4. Máquina de construcción de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, en donde el primer y/o el segundo elemento de conexión (132) presenta un gancho (131 h), de modo que el primer elemento de conexión (131) y el segundo elemento de conexión (132) pueden engancharse mediante un movimiento de rotación; o

en donde el primer y/o el segundo elemento de conexión (132) presenta un gancho (131 h), de modo que el primer elemento de conexión (131) y el segundo elemento de conexión (132) pueden engancharse mediante un movimiento de rotación; en donde el gancho (131h) del primer o del segundo elemento de conexión (131, 132) o los ganchos (131h) del primer y del segundo elemento de conexión (131, 132) presentan una superficie de enganche (132e') que está abierta sustancialmente en perpendicular a la dirección longitudinal de la sección respectiva; y/o en donde el movimiento de rotación está definido por un tope de extremo que requiere un contacto entre la primera y la segunda cara frontal.

5. Máquina de construcción de acuerdo con la reivindicación 3 o 4, en donde el primer y/o el segundo elemento de conexión (131, 132) presenta un acoplador eléctrico que se extiende sustancialmente a lo largo de la dirección longitudinal de la sección respectiva.

6. Máquina de construcción de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 3, en donde el primer y/o el segundo elemento de conexión (131, 132) presenta un perfil que se extiende sustancialmente en perpendicular a la dirección longitudinal de la sección respectiva con un tope de extremo, de modo que los dos elementos de conexión (131, 132) pueden conectarse mediante un movimiento de traslación sustancialmente en perpendicular a la dirección longitudinal de la sección respectiva; o

en donde el primer y/o el segundo elemento de conexión (131,132) presenta un perfil que se extiende sustancialmente en perpendicular a la dirección longitudinal de la sección respectiva con un tope de extremo, de modo que los dos elementos de conexión (131, 132) pueden conectarse mediante un movimiento de traslación sustancialmente en perpendicular a la dirección longitudinal de la sección respectiva; en donde el primer y/o el segundo elemento de conexión (131,132) presentan en cada caso un acoplador eléctrico que se extiende sustancialmente en perpendicular a la dirección longitudinal de la sección respectiva.

7. Máquina de construcción de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 3, en donde el primer elemento de conexión (131) presenta un manguito (138, 138') que se extiende sustancialmente en la dirección longitudinal de la sección respectiva y en donde los dos elementos de conexión (131, 132) pueden conectarse insertando el segundo elemento de conexión (132) en el manguito (138, 138'); o

en donde el primer elemento de conexión (131) presenta un manguito (138, 138') que se extiende sustancialmente en la dirección longitudinal de la sección respectiva y en donde los dos elementos de conexión (131, 132) pueden conectarse insertando el segundo elemento de conexión (132) en el manguito (138, 138'), en donde el primer y/o el segundo elemento de conexión (131, 132) presentan un acoplador eléctrico respectivo que se extiende sustancialmente a lo largo de la dirección longitudinal de la sección respectiva.

8. Máquina de construcción de acuerdo con la reivindicación 7, en donde el primer elemento de conexión (131) presenta un mecanismo de palanca (138e) y/o un mecanismo de palanca (138e) con una excéntrica para inmovilizar en traslación el primer elemento de conexión (131) con el segundo elemento de conexión (132).

9. Máquina de construcción de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, en donde el sistema de medición (100) presenta un elemento de fijación (135', 135) que se puede conectar a la máquina de construcción o a un componente de la máquina de construcción y que presenta un primer y/o un segundo elemento de conexión (131, 132); o

en donde el sistema de medición (100) presenta un elemento de fijación (135', 135) que se puede conectar a la máquina de construcción o a un componente de la máquina de construcción y que presenta un primer y/o un segundo elemento de conexión (131, 132), de modo que la primera sección (111) pueda conectarse a la máquina de construcción o al componente de la máquina de construcción.

10. Máquina de construcción de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, en donde la primera y/o la segunda sección (111, 112) presentan cabezas sensoras (121 -126) en un lado longitudinal orientadas en perpendicular al eje longitudinal de la primera y de la segunda sección (111, 112); o

en donde la primera y/o la segunda sección (111, 112) presentan cabezas sensoras (121 -126) en un lado longitudinal, que están dirigidas hacia el sustrato o la referencia.

11. Máquina de construcción de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, en donde la primera y/o la segunda sección (111, 112) presentan en cada caso una pluralidad de cabezas sensoras (121 -126) fijadas o integradas y/o al menos tres cabezas sensoras (121-126) fijadas o integradas; y/o

en donde las cabezas sensoras (121-126) difieren en cuanto a sus principios de medición; y/o

en donde las cabezas sensoras (121-126) están distanciadas entre sí en la respectiva primera; o

en donde las cabezas sensoras (121-126) están distanciadas entre sí en la respectiva primera; en donde las cabezas sensoras (121 -126) están distribuidas uniformemente en la respectiva primera y/o segunda sección (111, 112) o a lo largo del soporte (110).

12. Máquina de construcción de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, en donde el sistema de medición (100) presenta al menos una primera cabeza sensora adicional por cada primera y/o segunda sección (111, 112) o por cada soporte (110), que está orientada en paralelo al eje longitudinal y/o que está dispuesta en la primera y/o segunda cara frontal; y/o en donde la primera cabeza sensora adicional está configurada para efectuar una medición de referencia; o

en donde el sistema de medición (100) presenta al menos una primera cabeza sensora adicional por cada primera y/o segunda sección (111, 112) o por cada soporte (110), que está orientada en paralelo al eje longitudinal y/o que está dispuesta en la primera y/o segunda cara frontal; y/o en donde la primera cabeza sensora adicional está configurada para efectuar una medición de referencia; en donde el sistema de medición (100) presenta una segunda cabeza sensora por cada primera y/o segunda sección (111, 112), que está dispuesta a lo largo del eje longitudinal de la respectiva primera y/o segunda sección (111, 112) o del soporte (110) y se encuentra en la cara frontal opuesta a la primera cabeza sensora adicional.

13. Máquina de construcción de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 12, en donde el sistema de medición (100) presenta un reflector o un reflector inclinado en la primera y/o en una segunda cara frontal.

14. Máquina de construcción de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, en donde la conexión eléctrica presenta una conexión por contacto, inductiva o conexión sin contacto.

15. Máquina de construcción de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, en donde el sistema de medición (100) presenta al menos una tercera cabeza sensora adicional por cada primera y/o segunda sección (112) o por cada soporte (110), que está orientada en paralelo al eje longitudinal y/o que está dispuesta en la primera y/o segunda cara frontal; y/o en donde la tercera cabeza sensora adicional está configurada para determinar una distancia a un objeto que efectúa un movimiento relativo con respecto a la máquina de construcción o a un componente de la máquina de construcción; y/o en donde el sistema de medición (100) presenta una tercera sección que presenta un primer elemento de conexión (131) en una primera cara frontal, en donde el primer elemento de conexión (131) se puede conectar a un segundo elemento de conexión (132) de la segunda sección (112), de modo que se forme una conexión mecánica y eléctrica.

16. Máquina de construcción de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, en donde esta está dispuesta de tal modo que las mediciones de las cabezas sensoras (121-126) se realizan sustancialmente de forma simultánea.

17. Máquina de construcción de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, en donde la primera sección (111) presenta una pantalla o una pantalla LED, en donde la pantalla y/o la pantalla LED están configuradas para indicar un estado de conexión entre la primera y la segunda sección (112) o para mostrar información, por ejemplo relativa a una desviación, del sistema de medición (100) o de un sistema de regulación vinculado al sistema de medición (100); y/o en donde el sistema de medición (100) presenta un sensor, un sensor GNSS, un sensor de inclinación, un sensor de infrarrojos, un sensor de temperatura, un sensor de posición u otro sensor.