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DE4038860A1 - Control system for track and road construction machine - has laser measurement of height and position to generate curved path - Google Patents

Control system for track and road construction machine - has laser measurement of height and position to generate curved path

Info

Publication number
DE4038860A1
DE4038860A1 DE19904038860 DE4038860A DE4038860A1 DE 4038860 A1 DE4038860 A1 DE 4038860A1 DE 19904038860 DE19904038860 DE 19904038860 DE 4038860 A DE4038860 A DE 4038860A DE 4038860 A1 DE4038860 A1 DE 4038860A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
construction machine
measuring
horizontal
control
rotation angle
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE19904038860
Other languages
German (de)
Inventor
Gerhard Prof Dr Mueller
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
VERKEHRSWESEN HOCHSCHULE
Original Assignee
VERKEHRSWESEN HOCHSCHULE
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by VERKEHRSWESEN HOCHSCHULE filed Critical VERKEHRSWESEN HOCHSCHULE
Priority to DE19904038860 priority Critical patent/DE4038860A1/en
Publication of DE4038860A1 publication Critical patent/DE4038860A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E01CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
    • E01BPERMANENT WAY; PERMANENT-WAY TOOLS; MACHINES FOR MAKING RAILWAYS OF ALL KINDS
    • E01B35/00Applications of measuring apparatus or devices for track-building purposes
    • E01B35/02Applications of measuring apparatus or devices for track-building purposes for spacing, for cross levelling; for laying-out curves
    • E01B35/04Wheeled apparatus
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E01CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
    • E01CCONSTRUCTION OF, OR SURFACES FOR, ROADS, SPORTS GROUNDS, OR THE LIKE; MACHINES OR AUXILIARY TOOLS FOR CONSTRUCTION OR REPAIR
    • E01C19/00Machines, tools or auxiliary devices for preparing or distributing paving materials, for working the placed materials, or for forming, consolidating, or finishing the paving
    • E01C19/004Devices for guiding or controlling the machines along a predetermined path
    • E01C19/006Devices for guiding or controlling the machines along a predetermined path by laser or ultrasound
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01BMEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B11/00Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
    • G01B11/26Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring angles or tapers; for testing the alignment of axes
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E01CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
    • E01BPERMANENT WAY; PERMANENT-WAY TOOLS; MACHINES FOR MAKING RAILWAYS OF ALL KINDS
    • E01B2203/00Devices for working the railway-superstructure
    • E01B2203/16Guiding or measuring means, e.g. for alignment, canting, stepwise propagation

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Abstract

The control system provides accurate layout of curved sections (18) defined by a formula. The system has prisms (10-12) mounted on posts to provide height reference points with fixed spacings (13,14). A guide wire (3) is located between two measuring carriages (7,1) and between these is a direction mounting unit (4). A laser beam is reflected by the prisms and by a rotational angle transducer (9) to determine control signals. USE/ADVANTAGE - For construction machines used in track laying or road building. Accurate control of construction machine.

Description

Die Erfindung betrifft ein Steuersystem für Baumaschinen entsprechend dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.The invention relates to a control system for construction machinery accordingly the preamble of claim 1.

Sie kann vorzugsweise für solche Baumaschinen angewandt werden, die linienförmige Bauwerke fertigen, beispielsweise beim Stopfen und Richten von Gleisen oder bei der Fertigung von Straßen. Bei spurgebundenen Verkehrswegen kann dieses System auch zum Messen und Registrieren der dreidimensionalen Istlage Verwendung finden. It can preferably be used for such construction machines manufacture the linear structures, for example when stuffing and straightening tracks or in the manufacture of roads. This system can also be used for track-bound traffic routes Measuring and registering the three-dimensional actual position use Find.  

Bei der Steuerung von Baumaschinen wird zwischen internen Steuerungen, die den wiederkehrenden Arbeitszyklus der Fertigung steuern und externen Steuerungen unterschieden. Letztere können unterteilt werden in:When controlling construction machines, a distinction is made between internal controls, which the recurring manufacturing work cycle control and differentiate between external controls. The latter can are divided into:

  • a) Relative Steuerungen mit Steuermechanismen, die die Arbeitsorgane von Maschinen so steuern, daß sie eine dem Verfahren entsprechende geänderte Lage zur Ausgangssituation einnehmen. Hierunter fallen z. B. die Drei- und Vierpunktsteuerverfahren der Gleisstopf- und -richtmaschinen, mit denen ein zur Ausgangslage verbesserter Krümmungsverlauf erzielt werden kann.a) Relative controls with control mechanisms that control the work organs of machines in such a way that they match the process take the corresponding changed position to the initial situation. This includes z. B. the three- and four-point control procedures the track tamping and straightening machines, with which one for Starting position improved curvature can be achieved can.
  • b) Absolute Steuerungen mit Steuermechanismen, die die Arbeitsorgane der Maschinen so steuern, daß sie eine vorausberechnete Lage in bezug auf Punkte einnehmen, die nicht unmittelbar mit dem Bauwerk in Verbindung stehen. Solche Punkte können z. B. koordinatenmäßig bekannte Festpunkte sein.b) Absolute controls with control mechanisms that control the work organs of the machines in such a way that they calculate a Take position regarding points that are not immediate connected to the building. Such points can e.g. B. coordinate-known fixed points.

Zu den absoluten Steuermechanismen gehört die Steuerung der Fertiger auf Geraden und Ebenen mit Hilfe von Lasersteuergeräten. Diese bekannte Art der Steuerung, bei der die Entfernung zwischen Lasersender und Baumaschine vom Prinzip her keine Rolle spielt, läßt sich bei der Herstellung von Verkehrswegen nur bedingt einsetzen, da diese wenig Geraden- und Ebenenanteil besitzen. Deshalb besteht die Notwendigkeit, Steuerungen einzusetzen, die die Fertiger auf Raumkurven steuern können. Es ist bekannt, daß die Raumkurvensteuerung für Straßenfertiger durch die Montage seitwärts angeordneter Steuerdrähte erfolgt, die vom Fertiger mechanisch abgetastet werden. Die zwischen den Halterungen gespannten Leitdrähte nähern die Raumkurve polygonartig an, wobei die Stützpunktabstände ≦10 m betragen. Obwohl hierbei sowohl die Lage als auch die Höhe der Arbeitsorgane gesteuert werden kann, treten folgende Nachteile auf:The control of the pavers is one of the absolute control mechanisms on straight lines and levels with the help of laser control devices. This well-known type of control, in which the distance between In principle, laser transmitters and construction machines are irrelevant plays, can only be used to a limited extent in the production of traffic routes use, since they have little straight line and plane portion. So there is a need to use controls that the pavers can steer on space curves. It is known, that the space curve control for pavers through the assembly of control wires arranged sideways is carried out mechanically scanned by the paver. The between the brackets tensioned guide wires approach the space curve in a polygonal manner with the base distances stände 10 m. Although here both the location and the height of the work organs controlled The following disadvantages occur:

  • - Die Raumkurve kann nur polygonartig gesteuert werden. Deshalb ist diese Lösung für spurgebundene Verkehrswege nicht anwendbar.- The space curve can only be controlled like a polygon. That's why this solution is not applicable for track-bound traffic routes.
  • - Die Montage der Leitdrähte läßt sich kaum automatisieren. Sie ist deshalb mit einem außerordentlich hohen manuellen Arbeitsaufwand verbunden. - The assembly of the guide wires can hardly be automated. they is therefore with an extraordinarily high manual effort connected.  
  • - Der unvermeidliche Drahtdurchhang beeinflußt die Ebenheit der z. B. zu fertigenden Straßenflächen negativ.- The inevitable wire sag affects the flatness of the e.g. B. negative road surfaces to be manufactured.

Im Gleisbau kommen fast ausschließlich Steuerverfahren und -anordnungen zur Anwendung, die auf der Messung von Pfeilhöhen beruhen. Am weitesten verbreitet sind die Zweisehnensteuerverfahren (siehe Eisenbahntechnische Rundschau 13 [1964] 2, S. 45-49), das Dreipunkt- und das Vierpunktverfahren, bei denen aus der Messung der Pfeilhöhen die Steuersignale abgeleitet werden. Diese Verfahren setzen voraus, daß ein Gleis vorhanden ist, an das eine möglichst lange Meßsehne angelegt wird. Über die Messung einer Pfeilhöhe im hinteren Bereich dieser Sehne wird die Pfeilhöhe am Richtpunkt abgeleitet und zur Steuerung des Richtvorganges benutzt. Da die Steuerwerte am bestehenden Gleis gemessen werden, entstehen folgende Nachteile:In track construction, control procedures and arrangements come almost exclusively for use based on the measurement of arrow heights. The two-string taxation methods are the most widespread (see Eisenbahntechnische Rundschau 13 [1964] 2, pp. 45-49), the three-point and the four-point method, in which the Measuring the arrow heights the control signals are derived. These Procedures assume that there is a track to which the longest possible chord is created. About the measurement An arrow height in the rear area of this tendon becomes the arrow height derived at the straightening point and for controlling the straightening process used. Because the control values measured on the existing track The following disadvantages arise:

  • - Der vordere Sehnenendpunkt der Meßsehne befindet sich im ungerichteten und mit Lagefehlern behafteten Gleisabschnitt. Dadurch ist auch die gemessene Pfeilhöhe verfälscht und ebenso die Richtpfeilhöhe. Die Lagefehler des vorderen Sehnenendpunktes werden zwar verkleinert aber nicht beseitigt.- The front end of the tendon is in the undirected and track section affected by position errors. This also falsifies the measured arrow height and so does it the arrow height. The positional errors of the anterior tendon end point are reduced in size but not eliminated.
  • - Da sich das gesamte Meßsystem am bestehenden Gleis orientiert, ist es nicht möglich, die theoretisch richtige Gleislage nach dem Richtvorgang zu erreichen (absolute Gleislage). Es können lediglich Krümmungsfehler verkleinert werden (relative Gleislage). Das Ergebnis ist eine Gleislage mit einer kontinuierlichen Krümmung. Es ist nicht möglich, gezielt die Mindestabstände zu Zwangspunkten zu garantieren. Demzufolge lassen sich auch langwellige Gleitlagefehler nicht beseitigen.- Since the entire measuring system is based on the existing track, it is not possible to find the theoretically correct track position to achieve the straightening process (absolute track position). It can only curvature errors can be reduced (relative Track position). The result is a track position with a continuous Curvature. It is not possible to target the minimum distances to guarantee compulsory points. Therefore leave even long-wave sliding position errors cannot be eliminated.
  • - Die Gleishöhe kann nicht gesteuert werden.- The track height cannot be controlled.

Zur Umwandlung dieser relativen in absolute Steuerverfahren ist des weiteren bekannt, den vorderen, im ungerichteten Gleis liegenden Sehnenendpunkt der Meßsehne auf einer absolut festgelegten Raumkurve zu steuern. In diesem Fall wird sowohl die absolute Gleislage in bezug auf Punkte außerhalb des Gleises als auch eine kontinuierlich verlaufende Krümmung (Sollkrümmung) erzeugt. Dies geschieht z. B. durch die Anwendung des sogenannten DRIVER- Richtverfahrens (siehe Schienen der Welt) 1982 1, S. 30-43). Den gleichen Effekt beschreiben auch die Patente DD-PS 2 51 589 und AT-PS 3 36 662. Der vordere Sehnenendpunkt wird auf der Sollage gesteuert, in dem in Abständen ≦80 m ein Lasersender in Verbindung mit koordinatenmäßig bekannten Festpunkten aufgestellt wird. An der mit dem Laserstrahl erzeugten Meßsehne orientiert sich die Steuereinrichtung der Gleisstopf- und -richtmaschine (vorderer Sehenenendpunkt) und steuert die Arbeitsorgane in Verbindung mit der vorher berechneten und in der Steuereinrichtung gespeicherten Sollpfeilhöhe auf der Sollkurve. Dem DRIVER-Verfahren sehr ähnlich sind auch die Lösungen aus den DD-PS 2 07 743 und 2 48 159.To convert this relative to absolute taxation is further known, the front, lying in the undirected track Tendon end point of the measuring chord on an absolutely fixed Control space curve. In this case, both the absolute Track location with respect to points outside the track as well creates a continuous curvature (target curvature). This happens e.g. B. by using the so-called DRIVER Straightening procedure (see rails of the world) 1982 1, pp 30-43). The patents DD-PS 2 51 589 describe the same effect  and AT-PS 3 36 662. The front tendon end point is on the target position controlled, at intervals of in 80 m a laser transmitter in Connection established with coordinates known fixed points becomes. Oriented to the chord created with the laser beam the control device of the track tamping and straightening machine (front end point of vision) and controls the work organs in connection with the previously calculated and in the control device saved target arrow height on the target curve. The DRIVER process the solutions from DD-PS 2 07 743 are very similar and 2 48 159.

Allen diesen Lösungen haften jedoch folgende Nachteile an:However, all of these solutions have the following disadvantages:

  • - Es kann nur die Gleislage und nicht die Gleishöhe gesteuert werden.- Only the track position and not the track height can be controlled will.
  • - Der Fertigungsablauf muß beim Umsetzen des Lasersenders von einem Festpunkt auf den nächsten unterbrochen werden, weil der Laserstrahl, auf den sich die Pfeilhöhenmessungen beziehen, neu einzurichten ist. An dieser Feststellung ändert auch die gemäß DD-PS 2 51 589 angegebene gleisfahrbare Maschine zum Messen und Registrieren oder Korrigiern der Gleislage oder Ebenen einschließlich zugehörigem Verfahren zum Vergleich von Ist-Soll-Pfeilhöhenlagen nichts, da mit dieser Erfindung lediglich die Positionierung des Lasersenders mit einem ferngesteuerten gleisverfahrbaren Wagen realisiert wird.- The manufacturing process must be carried out when moving the laser transmitter from one fixed point to the next be interrupted because the laser beam to which the arrow height measurements refer, is to be newly established. This finding also changes the tracked machine specified in accordance with DD-PS 2 51 589 for Measure and register or correct the track position or Levels including associated procedure for comparing Is-target arrow height positions nothing, because with this invention only the positioning of the laser transmitter with a remote controlled track-moving carriage is realized.
  • - Die Lage des Laserstrahles kann sich durch die Erschütterung bei der Vorbeifahrt von Zügen auf dem Nachbargleis verändern.- The position of the laser beam can change due to the vibration change when trains pass by on the neighboring track.
  • - Ein Einsatz für die Steuerung von Straßenfertigern ist nicht möglich.- It is not used to control road pavers possible.

Aus der DE-PS 24 34 073 ist ein Verfahren zum Richten und bzw. oder Längsnivellieren von Eisenbahngleisen mittels einer schienenfahrbaren Gleis-Richt-Nivelliermaschine und die Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens bekannt, das auch auf dem Vergleich von Ist- und Sollwinkel und deren Abgleich beruht. Dabei erfolgt die Festlegung der Station der Baumaschine mit einem Wegmeßrad. Nachteilig hierbei ist, daß die Wegmessung laufend kontrolliert werden muß, da Schlupferscheinungen das Messungsergebnis verfälschen. Dies geschieht durch die Absteckung der Trassenhauptpunkte. Diese Arbeiten lassen sich nicht automatisieren und sind mit einem hohen manuellen Aufwand verbunden. From DE-PS 24 34 073 is a method for straightening and or or Longitudinal leveling of railroad tracks using a rail-driven Track leveling machine and the device for Implementation of the procedure known, also on the comparison of actual and target angles and their comparison. This is done determining the station of the construction machine with a measuring wheel. The disadvantage here is that the distance measurement is continuously checked must be avoided, as slip phenomena falsify the measurement result. This is done by staking out the main route points. This work cannot and is not automated associated with a high manual effort.  

Das Winkelvergleichsverfahren gemäß DD-PS 2 15 377 weist zwar einige der genannten Nachteile nicht auf, erfordert aber einen relativ hohen technischen Aufwand. So gelangt ein elektronisch arbeitendes Winkel-Strecken-Meßgerät zur Anwendung, das mit einer Einrichtung zur automatischen Zielnachführung ausgerüstet ist.The angle comparison method according to DD-PS 2 15 377 does indeed some of the disadvantages mentioned do not, but require one relatively high technical effort. So one arrives electronically working angle-distance measuring device for use with equipped with an automatic tracking system is.

Die Neuorientierung des elektronischen Winkel-Strecken-Meßgerätes auf den nächsten Festpunkt erfolgt manuell, so daß der Steuer- und Fertigungsprozeß unterbrochen werden muß. Es muß ferner außerordentlich kurze Meßzyklen gewährleisten, damit der Fertigungsablauf nicht behindert wird. Diese Probleme stehen einer wirtschaftlichen Einführung dieses Systems entgegen.The reorientation of the electronic angle-distance measuring device to the next fixed point is done manually so that the control and manufacturing process must be interrupted. It also has to Ensure extremely short measuring cycles, so that the manufacturing process is not hindered. These problems are one against the economic introduction of this system.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Steuersystem für Baumaschinen der eingangs genannten Art zu schaffen, bei dem sich der Steuerprozeß mit minimalem manuellem und technischem Aufwand in den Arbeitstrakt der auf vorausberechneten Raumkurven mittels Laserstrahlen nach Lage und Höhe ohne gesonderte Höhensteuerungsmittel steuerbaren Baumaschinen so einordnen läßt, daß sich die Steueranordnung automatisch orientiert und dadurch auch bei der Neuorientierung auf den nächsten Festpunkt der Fertigungszyklus bei Gewährleistung der erforderlichen Genauigkeit nicht verzögert.The invention has for its object a control system for To create construction machines of the type mentioned, in which the control process with minimal manual and technical Effort in the work area based on pre-calculated room curves by means of laser beams according to position and height without special Classify height control means of controllable construction machines can, that the control arrangement is automatically oriented and thereby also with the reorientation to the next benchmark the manufacturing cycle while ensuring the required accuracy not delayed.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Voraussetzung dafür ist selbstverständlich, daß die Raumkurve mathematisch formuliert und in einem einheitlichen Koordinatensystem festgelegt wird. Ferner müssen in Raumkurvennähe in bestimmten Abständen koordinatenmäßig bekannte Festpunkte, beispielsweise auf einem trassennahen Polygonzug, vorhanden sein. Es ist weiterhin zu gewährleisten, daß zwischen der Raumkurve und den Festpunkten eine Sichtverbindung besteht.This object is achieved by the characterizing Features of claim 1 solved. requirement of it is it goes without saying that the space curve is formulated mathematically and is defined in a uniform coordinate system. Furthermore, close to the space curve must be coordinated at certain intervals Known fixed points, for example on a route close to the line Traverse. It must also be ensured that between the space curve and the fixed points one Line of sight exists.

Die horizontierten Rotationswinkelmeßgeräte lassen vertikal bzw. horizontal aufgefächerte Laserstrahlen rotieren, die auf die als Laserstrahlreflektoren eingesetzten Tripelprismen auftreffen, reflektieren und als Lichtimpulse von einem entsprechenden Empfangsorgan am Rotationswinkelmeßgerät empfangen werden. In Abhängigkeit der Rotationsgeschwindigkeit und des zeitlichen Abstandes der reflektierten Lichtimpulse können die Winkel zwischen den Richtungen nach den Tripelprismen in schneller Folge und mit hoher Genauigkeit bestimmt werden. Ein Tripelprisma ist an einem koordinatenmäßig bekannten Festpunkt, der bis zu 300 m vor dem Fertiger liegt, zentriert. Zwei weitere Tripelprismen sind so angeordnet, daß sie mit dem erstgenannten auf einer vertikalen Ebene liegen. Das kann dadurch geschehen, daß sie gesondert auf Stativen oder auf einem Träger angeordnet sind. Die vertikale Ebene soll nahezu rechtwinklig zur Richtung nach der Baumaschine liegen. Die Abstände zwischen den Prismen sind genau festgelegt. Aus dieser Meßanordnung läßt sich in Verbindung mit den gemessenen Horizontalwinkeln und den Abständen der Prismen die Streckenlänge der Verbindungsgeraden zwischen Festpunkt und Rotationswinkelmeßgerät ableiten. Mit dieser Streckenlänge werden die Sollkoordinaten des Raumkurvenpunktes bestimmt, an dem sich zum Zeitpunkt der Messung das Rotationswinkelmeßgerät befindet. Da das vierte Prisma, das sich im hinteren Teil der Baumaschine befindet und deren Längsachse festlegt, bzw. des gleichen auf einem nachgeführten Meßrahmen angeordnet ist, einen konstanten und bekannten Abstand zum Rotationswinkelmeßgerät hat, lassen sich die Sollkoordinaten (Lage und Höhe) dieses Punktes ebenfalls bestimmen. Das ist die Voraussetzung zur Berechnung der Horizontal- und Vertikalsollwinkel zwischen der Richtung nach dem Festpunkt und der Baumaschinenachse bzw. Meßrahmenachse. Nachdem auch die Istwinkel, die aus dem Lichtimpuls des vierten Prismas bestimmbar sind, aus den Messungen des Rotationswinkelmeßsystems vorliegen, werden nun die Rotationswinkelmeßgeräte gemeinsam mit den Arbeitsorganen der Baumaschine bzw. dem vorderen Sehenendpunkt der Meßsehne so lange verschoben, bis die Ist- und Sollwinkel übereinstimmen. In diesem Fall befinden sich die Arbeitsorgane bzw. der Sehnenendpunkt der Meßsehne auf der mathematisch formulierten Raumkurve. Im Normalfall sind Horizontal- und Vertikalkomponente miteinander in einer Meßanordnung zusammengefaßt. Bei den Gleisstopf- und -richtmaschinen ist dies nicht möglich, da die Meßsehne in unmittelbarer Nähe der Schienenoberkante verläuft und in diesem Bereich die Refraktionserscheinungen die Meßergebnisse der Vertikalwinkelmessung verfälschen. The horizontal rotation angle measuring devices allow vertical or horizontally fanned laser beams that rotate on the as Laser beam reflectors hit triple prisms, reflect and as light pulses from a corresponding receiving element be received at the rotation angle measuring device. Dependent on the speed of rotation and the time interval of the reflected  Light pulses can change the angle between the directions after the triple prisms in quick succession and with high accuracy be determined. A triple prism has one coordinate known benchmark, which is up to 300 m in front of the paver lies, centered. Two more triple prisms are arranged that they are on a vertical plane with the former. This can be done by placing them separately on tripods or are arranged on a carrier. The vertical plane should are almost perpendicular to the direction after the construction machine. The The distances between the prisms are precisely defined. From this Measuring arrangement can be done in connection with the measured horizontal angles and the distances between the prisms the length of the connecting straight line between the fixed point and the rotation angle measuring device. The target coordinates of the Space curve point determined at the time of measurement the rotation angle measuring device is located. Since the fourth prism, the is located in the rear of the construction machine and its longitudinal axis specifies, or the same on a tracked measuring frame is arranged, a constant and known distance to the rotation angle measuring device, the target coordinates can be (Position and height) of this point also determine. That is the Prerequisite for calculating the horizontal and vertical target angles between the direction after the fixed point and the construction machine axis or measuring frame axis. After also the actual angle that from the light pulse of the fourth prism can be determined from the Measurements of the rotation angle measuring system are now available the rotation angle measuring devices together with the work organs the construction machine or the front end of the measuring tendon shifted until the actual and target angles match. In this case the working organs or the tendon end point are located the measuring chord on the mathematically formulated space curve. Normally, the horizontal and vertical components are together summarized in a measuring arrangement. With the track pots and straightening machines this is not possible because the measuring chord runs in the immediate vicinity of the top edge of the rail and in this area the refraction symptoms the measurement results falsify the vertical angle measurement.  

In diesem Fall werden die Rotationswinkelmeßgeräte an verschiedenen Stellen der Baumaschine angeordnet. Das Rotationswinkelmeßgerät und die dazugehörige Steuereinrichtung für die Steuerung der Horizontalkomponente wird auf dem bereits genannten Meßwagen, der den vorderen Sehnenendpunkt der Meßsehne des Drei- bzw. Vierpunktverfahrens verkörpert, angeordnet. Damit ist dieser Punkt auf der horizontalen Sollkurve steuerbar, so daß bei dieser Anordnungsvariante eine indirekte Steuerung der Arbeitsorgane in horizontaler Richtung erfolgt.In this case, the rotation angle measuring devices are used on different Set the construction machine. The rotation angle measuring device and the associated control device for the control the horizontal component is on the measuring car already mentioned, the the tendon end point of the measuring chord of the three or four point method embodied, arranged. So that is the point controllable on the horizontal target curve, so that with this arrangement variant an indirect control of the work organs in horizontal direction.

Das Rotationswinkelmeßgerät für die Vertikalkomponente ist im vorderen oberen Teil der Baumaschine angeordnet und mit einer Vorrichtung für die Steuerung der Vertikalkomponente der Raumkurve verbunden.The rotation angle measuring device for the vertical component is in front upper part of the construction machine and arranged with a Device for controlling the vertical component of the space curve connected.

Da beide Steuereinrichtungen eine eindeutig definierte Lage zueinander haben, ist die Horizontal- und Vertikalkomponente der Raumkurve gleichzeitig steuerbar.Because both control devices have a clearly defined position in relation to each other have, the horizontal and vertical components of the Room curve controllable at the same time.

Dieses erfindungsgemäße Steuersystem hat gegenüber den bekannten nachfolgend aufgeführte Vorteile:This control system according to the invention has compared to the known advantages listed below:

  • - Durch Steuerung der absoluten Lage und Höhe der Arbeitsorgane auf der Raumkurve ist gewährleistet, daß die Mindestabstände des Verkehrsweges an Zwangspunkten nach Lage und Höhe a priori mit großer Genauigkeit realisiert werden können.- By controlling the absolute position and height of the work organs on the space curve it is guaranteed that the minimum distances a priori of the traffic route at compulsory points according to location and height can be realized with great accuracy.
  • - Die Meßwerte fallen in außerordentlich kurzen Zeitintervallen vollautomatisch mit einem vergleichsweise geringen technischen Aufwand an. Damit ist trotz des sequentiellen Meßablaufes ein quasikontinuierlicher Steuervorgang realisierbar.- The measured values fall in extremely short time intervals fully automatic with a comparatively low technical Effort. This is a despite the sequential measurement sequence Quasi-continuous control process can be implemented.
  • - Die Winkel werden bei jedem Richtvorgang unabhängig von vorhergehenden Messungen bestimmt, so daß eine Fehlerfortpflanzung im Steuerungsablauf nicht erfolgt.- The angles are independent of previous ones with each straightening process Measurements determined so that error propagation not in the control sequence.
  • - Bei spurgebundenen Verkehrswegen ist ein Einsatz in Verbindung mit einem entsprechend ausgerüsteten Meßfahrzeug zur meßtechnischen Erfassung und Registrierung des absoluten Lage- und Höhenverlaufes (Istzustand vor der Durcharbeitung) des Verkehrsweges möglich.- Use in connection with track-bound traffic routes with a suitably equipped measuring vehicle for metrological Registration and registration of the absolute location and Elevation course (actual state before working through) of the traffic route possible.
  • - Die Steuerung des vorderen Sehnenendpunktes bei den Gleisstopf- und -richtmaschinen bewirkt, daß dessen unvermeidliche Steuerungsrestfehler durch die nachgeschalteten Drei- bzw. Vierpunktverfahren wesentlich verkleinert werden und somit eine außerordentlich hohe Steuerungsgenauigkeit erzielt wird.- The control of the front tendon end point on the track plug and straighteners causes its inevitable residual control errors through the subsequent three- or four-point method  be significantly reduced and thus a extraordinarily high control accuracy is achieved.
  • - Der Steuervorgang kann jederzeit unterbrochen werden und zu Beginn der Arbeiten bzw. bei der Wiederaufnahme sind keine Korrektur und Justierung der Meß- und Steuereinrichtung erforderlich.- The control process can be interrupted and closed at any time The start of work or resumption are none Correction and adjustment of the measuring and control device required.
  • - Die Anordnung ist auch bei Dunkelheit arbeitsfähig.- The arrangement is also workable in the dark.
  • - Die für die Berechnung der Streckenlänge zwischen Rotationswinkelmeßgerät und Festpunkt erforderlichen drei Tripelprismen können vor Steuerbeginn auf mehreren Festpunkten angeordnet werden, so daß der Fertigungsprozeß beim Erreichen des Festpunktes ohne Unterbrechungen mit dem folgenden Festpunkt weitergeführt werden kann.- The for the calculation of the distance between the rotation angle measuring device and fixed point required three triple prisms can be arranged on several fixed points before the start of tax be so that the manufacturing process when reaching the fixed point continued without interruption with the following benchmark can be.
  • - Durch die Anordnung der Rotationswinkelmeßgeräte auf der Baumaschine wird der Refraktionseinfluß auf die Vertikalwinkelmessung auf 25% gegenüber den bisher bekannten Verfahren der Geraden- und Ebenensteuerung vermindert.- By arranging the rotation angle measuring devices on the construction machine the influence of the refraction on the vertical angle measurement to 25% compared to the previously known methods of Straight line and plane control reduced.

Die Erfindung soll anhand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert werden. In den zugehörigen Zeichnungen zeigenThe invention will be explained in more detail using an exemplary embodiment will. Show in the accompanying drawings

Fig. 1 die schematische Darstellung des erfindungsgemäßen Steuersystems des vorderen Sehnenendpunktes mittels Dreipunktrichtverfahren mit eingesetztem Meßwagen vor der Baumaschine, Fig. 1 is a schematic representation of the control system of the invention by means of the front end point tendons three-point straightening method measuring carriage with inserted front of the construction machine,

Fig. 2 die schematische Darstellung der geometrischen Zusammenhänge bei der Steuerung der horizontalen Komponente und Fig. 2 shows the schematic representation of the geometric relationships in the control of the horizontal component and

Fig. 3 die schematische Darstellung der geometrischen Zusammenhänge bei der Steuerung der vertikalen Komponente. Fig. 3 shows the schematic representation of the geometric relationships in the control of the vertical component.

Voraussetzung zur Steuerung einer Baumaschine - hier einer Gleisstopf- und -richtmaschine - ist ein mit möglichen Lage- und Höhenfehlern behaftetes Gleis, die mathematische Formulierung der zu fertigenden Raumkurve 18 entsprechend der Gleisachse und koordinatenmäßig bekannte Festpunkte 10 in Gleisnähe mit Längsabständen bis zu 300 m. Zur Erstellung und Inbetriebnahme des erfindungsgemäßen Steuersystems (Fig. 1) sind folgende Vorbereitungsarbeiten durchzuführen:The prerequisite for controlling a construction machine - here a track tamping and straightening machine - is a track with possible position and height errors, the mathematical formulation of the space curve 18 to be produced according to the track axis and coordinate-known fixed points 10 near the track with longitudinal distances of up to 300 m. The following preparatory work must be carried out to create and start up the control system according to the invention ( FIG. 1):

  • - Aufstellen und Zentrieren eines Tripelprismas 10 auf einem Festpunkt 40 und Messung des relativen Höhenunterschiedes 41 zwischen Festpunkt 40 und Tripelprisma 10. - Setting up and centering a triple prism 10 on a fixed point 40 and measuring the relative height difference 41 between fixed point 40 and triple prism 10 .
  • - Anordnung von zwei weiteren, zum erstgenannten näherungsweise in einer vertikalen Ebene liegenden Tripelprismen 11, 12 und genaues Messen und Registrieren von deren Abständen 13, 14 untereinander.
    Sind die drei genannten Tripelprismen 10, 11, 12 auf einem Träger angeordnet, ist das mittlere Prisma 11 über dem Festpunkt 40 zu zentrieren und die Verbindungsgerade der drei Prismen genähert rechtwinklig zur zwischen Rotationswinkelmeßgerät 9 und Festpunkt 40 definierten Verbindungsgeraden 17 einzurichten. In diesem Fall werden die Abstände 13, 14 als bekannt vorausgesetzt.
    - Arrangement of two further triple prisms 11, 12, which lie approximately in a vertical plane, and precise measurement and registration of their distances 13, 14 from one another.
    If the three triple prisms 10, 11, 12 mentioned are arranged on a carrier, the middle prism 11 is to be centered over the fixed point 40 and the connecting line of the three prisms is to be set up approximately at right angles to the connecting line 17 defined between the rotation angle measuring device 9 and fixed point 40 . In this case, the distances 13, 14 are assumed to be known.
  • - Eingabe der mathematisch formulierten Raumkurve 18 und der Koordinaten des Prismas 10 auf dem Festpunkt 40 in einen Bordrechner.- Enter the mathematically formulated space curve 18 and the coordinates of the prism 10 on the fixed point 40 in an on-board computer.
  • - Vorfahren der Gleisstopf- und -richtmaschine auf den Anfangspunkt der zu bearbeitenden Raumkurve und Einschalten der Rotationswinkelmeßgeräte 9, 27.- Advance the track tamping and straightening machine to the starting point of the space curve to be processed and switching on the rotation angle measuring devices 9, 27 .

Der in Fig. 1 dargestellte Meßwagen 1 ist mit dem vorderen Sehnenendpunkt 2 - gleichzeitig Haltepunkt des Rotationswinkelmeßgerätes 9 - und der Meßsehne 3 des bekannten Dreipunkt-Richtverfahrens definitiv verbunden. Die Meßsehne 3 ist dabei bekanntermaßen als ein straff gespanntes Stahlseil ausgebildet, an dem ein Richtaggregat 4 im Richtpunkt 5 die Pfeilhöhe 6, die der geometrischen Sollkurve entspricht, absetzt. Die Meßsehne 3 wird am hinteren Sehnenendpunkt - gleichzeitig Haltepunkt eines weiteren Tripelprismas 8 - durch einen Meßwagen 7 mit dem gerichteten Gleis in Verbindung gebracht. Der zyklisch ablaufende Steuervorgang umfaßt folgende Teilschritte: . The measuring carriage 1 shown in Figure 1 with the front tendon end point 2 - the same Rotationswinkelmeßgerätes 9 breakpoint - and Meßsehne 3 of the known three-point straightening process definitely connected. As is known, the measuring chord 3 is designed as a tightly tensioned steel cable, on which a straightening unit 4 at the straightening point 5 places the arrow height 6 , which corresponds to the desired geometric curve. The measuring chord 3 is brought into connection with the directional track at the rear end of the chord - at the same time stopping point of another triple prism 8 - by a measuring carriage 7 . The cyclical control process comprises the following substeps:

  • a) Steuerung der horizontalen Komponente
    Die vom Rotationswinkelmeßgerät 9 ausgehenden senkrecht aufgefächerten Laserstrahlen werden von den Tripelprismen 10, 11 und 12 reflektiert und treffen als Lichtimpulse auf ein entsprechendes Empfangsorgan am Rotationswinkelmeßgerät 9, werden von diesem registriert und in Abhängigkeit der Rotationsgeschwindigkeit in die horizontalen Winkelgrößen 15, 16 umgerechnet. Aus den Abständen 13, 14 zwischen den Tripelprismen 10, 11, 12 und diesen Winkeln 15, 16 wird nach bekannten mathematischen Zusammenhängen die Streckenlänge der Verbindungsgeraden 17 vom Rotationswinkelmeßgerät 9 zu dem Tripelprisma 10 berechnet. Aus den Koordinaten 20, 21 des Festpunktes 40 und der mathematischen Formulierung der zu fertigenden Raumkurve 18 (Fig. 2) berechnet ein Bordrechner mit bekannten mathematischen Zusammenhängen die Sollkoordinaten 22, 23 des vorderen Sehnenendpunktes 2 in bezug auf das Koordinatenkreuz x, y. Ferner berechnet er mit der bekannten Streckenlänge der Meßsehne 3, den Sollkoordinaten 22, 23 des Sehnenendpunktes 2 und der mathematischen Formulierung der Raumkurve die Sollkoordinaten 24, 25 des in Fertigungsrichtung hinteren Sehnenendpunktes 8. Die aufgezeigten Koordinaten gestatten die Berechnung des Sollhorizontalwinkels 19 zwischen der Meßsehne und der Richtung nach dem Festpunkt 40. Dieser Winkel 19 wird gleichzeitig aus den Lichtimpulsen, die von dem Prisma 10 am Festpunkt und dem Prisma 8 am hinteren Standpunkt reflektiert werden, abgeleitet (Istwinkel 19′) und mit dem Sollwinkel 19 verglichen.
    Bei einer auftretenden Differenz zwischen den Winkeln 19 und 19′ wird der vordere Sehnenendpunkt 2 gemeinsam mit dem Rotationswinkelmeßgerät 9 so lange horizontal verschoben, bis eine Übereinstimmung erreicht ist. Dann befindet sich dieser Punkt 2 auf der horizontalen Komponente der Sollkurve. Da auch der hintere Sehnenendpunkt 8 der Meßsehne auf der Sollraumkurve liegt, wird auch durch Absetzen der Pfeilhöhe 6 der Richtpunkt 5 auf die horizontale Komponente der Sollraumkurve gebracht. Dabei wird vorausgesetzt, daß dieses durch den Meßwagen 1, den Meßwagen 7 und die Richteinrichtung 4 gekennzeichnete Steuersysteme - wie eingangs bereits erwähnt - mit einer bekannten Gleißtopf- und -richtungsmaschine in einem funktionellen Zusammenhang steht.
    Nach Beendigung des Richtvorganges rückt die Gleißtopf- und -richtmaschine um einen entsprechenden Betrag weiter und der Vorgang wiedehrolt sich zu den in unveränderter Lage angeordneten Tripelprismen 10, 11 und 12. Hat die Baumaschine diese erreicht, so wird das System auf die bereits weiter vorn in gleicher Lage positionierten und über dem nächsten Festpunkt zentrierten Tripelprismen ohne Unterbrechung des Meß- und Richtprozesses umgestellt.
    a) Control of the horizontal component
    Emanating from Rotationswinkelmeßgerät 9 vertically fanned laser beams are reflected by the triple prisms 10, 11 and 12 and meet as light pulses to a corresponding receiver member on Rotationswinkelmeßgerät 9 are registered by this and converted to a function of the rotation speed in the horizontal angle variables 15, 16th From the distances 13, 14 between the triple prisms 10, 11, 12 and these angles 15, 16 , the path length of the connecting straight line 17 from the rotation angle measuring device 9 to the triple prism 10 is calculated according to known mathematical relationships. From the coordinates 20, 21 of the fixed point 40 and the mathematical formulation of the space curve 18 to be produced ( FIG. 2), an on-board computer with known mathematical relationships calculates the target coordinates 22, 23 of the front chord end point 2 with respect to the coordinate cross x, y. He also calculates the target coordinates 24, 25 of the tendon end point 8 in the production direction using the known line length of the measuring chord 3 , the target coordinates 22, 23 of the tendon end point 2 and the mathematical formulation of the space curve. The coordinates shown allow the calculation of the target horizontal angle 19 between the measuring chord and the direction after the fixed point 40 . This angle 19 is derived simultaneously from the light pulses which are reflected by the prism 10 at the fixed point and the prism 8 at the rear position (actual angle 19 ' ) and compared with the target angle 19 .
    If there is a difference between the angles 19 and 19 ' , the front chord end point 2 is moved horizontally together with the rotation angle measuring device 9 until a match is reached. Then this point 2 is on the horizontal component of the target curve. Since the rear chord end point 8 of the measuring chord also lies on the target space curve, the directional point 5 is also brought to the horizontal component of the target space curve by lowering the arrow height 6 . It is assumed that this control system, which is characterized by the measuring carriage 1 , the measuring carriage 7 and the straightening device 4 - as already mentioned at the beginning - is functionally related to a known duct pot and direction machine.
    After the straightening process has ended, the gland pot and straightening machine advances by a corresponding amount and the process repeats itself to the triple prisms 10, 11 and 12 arranged in unchanged position. Once the construction machine has reached this, the system is switched to the triple prisms that are positioned in the same position further ahead and centered over the next fixed point without interrupting the measuring and straightening process.
  • b) Steuerung der vertikalen Komponente
    In Fig. 3 sind die geometrischen Zusammenhänge für die Steuerung der Höhe in bezug auf das Koordinatenkreuz H, S dargestellt. Ein vorn oben in der Gleißtopf- und -richtmaschine entsprechend dem vorderen Sehnenendpunkt 26 angeordnetes Rotationswinkelmeßgerät 27, das einen horizontal aufgefächerten Laserstrahl rotieren läßt, mißt den Vertikalwinkel 28′ zwischen dem Tripelprisma 10 auf dem Festpunkt 40 und auf dem über der hinteren Querachse angeordneten Tripelprisma 29. Aus der bekannten Stationierung (Kilometrierung) 30 des Festpunktes 40, der aus der Horizontalwinkelmessung abgeleiteten Station 31 des vorderen Sehnenendpunktes 26 sowie der Station 32 des hinteren Sehnenendpunktes 29 und den bekannten Höhen 33, 34 der am Festpunkt und auf der hinteren Querachse angeordneten Tripelprismen 10, 29 ist der Sollvertikalwinkel 28 über bekannte mathematische Zusammenhänge mit Hilfe des Bordrechners errechenbar. Der vordere Sehnenendpunkt 26 wird mit dem Rotaitonswinkelmeßgerät 27 so lange vertikal verschoben, bis der gemessene Vertikalwinkel 28′ mit dem Sollvertikalwinkel 28 übereinstimmt. Damit befindet sich dieser Punkt 26 auf der Sollhöhe 39. Das mit den Punkten 26, 29 straff verbundene Stahlseil 35 wird durch eine Hebevorrichtung 36 im Meßpunkt 37 abgetastet und bewirkt, daß der Richtunkt 38 auf der Sollgradiente zu liegen kommt. Dieser Vorgang wiederholt sich bei jedem Meßzyklus. Der Meß- und Steuervorgang läuft in kurzer Folge automatisch, also quasikontinuierlich ab.
    b) Control of the vertical component
    In Fig. 3, the geometric relationships for control of the height with respect to the coordinate axes H, S are shown. A rotation angle measuring device 27 arranged at the top front in the gland pot and straightening machine corresponding to the front chord end point 26 and which rotates a horizontally fanned out laser beam measures the vertical angle 28 ' between the triple prism 10 on the fixed point 40 and on the triple prism 29 arranged above the rear transverse axis . From the known stationing (kilometering) 30 of the fixed point 40 , the station 31 of the front tendon end point 26 derived from the horizontal angle measurement and the station 32 of the rear tendon end point 29 and the known heights 33, 34 of the triple prisms 10 arranged at the fixed point and on the rear transverse axis , 29 , the nominal vertical angle 28 can be calculated using known mathematical relationships using the on-board computer. The front tendon end 26 is shifted to the Rotaitonswinkelmeßgerät 27 so long vertically coincident to the measured vertical angle 28 'with the desired vertical angle 28th This point 26 is thus at the desired height 39 . The steel cable 35 , which is tightly connected to the points 26, 29 , is scanned by a lifting device 36 in the measuring point 37 and causes the directional point 38 to lie on the desired gradient. This process is repeated every measuring cycle. The measuring and control process runs automatically in a short sequence, that is to say quasi-continuously.

Aufstellung der verwendeten BezugszeichenList of the reference numerals used

 1 Meßwagen
 2 vorderer Sehnenendpunkt der Meßsehne
 3 Meßsehne
 4 Richtaggregat
 5 Richtpunkt
 6 Pfeilhöhe
 7 Meßwagen
 8 Laserstrahlreflektor - gleichzeitig hinterer Sehnenendpunkt
 9 Rotaitonswinkelmeßgerät
10, 11, 12 Laserstrahlreflektor
13, 14 Abstände der Laserstrahlreflektoren
15, 16 Horizontalwinkel
17 Verbindungsgerade zwischen Rotationswinkelmeßgerät 9 und Laserstrahlreflektor 10
18 Raumkurve
19 Horizontalwinkel (Soll)
19′ Horizontalwinkel (Ist)
20, 21, 22, 23, 24, 25 Koordinaten
26 vorderer Sehnenendpunkt (vertikale Komponente)
27 Rotationswinkelmeßgerät
28 Vertikalwinkel (Soll)
28′ Vertikalwinkel (Ist)
29 Laserstrahlreflektor - gleichzeitig hinterer Sehnenendpunkt
30 Station des Festpunktes (Kilometrierung)
31 aus Horizontalwinkelmessung abgeleitete Station von 26 bzw. 27
32 Station des Laserstrahlreflektors 29
33 bekannte Höhe am Festpunkt 40 (Prismenhöhe)
34 bekannte Höhe des hinteren Sehnenendpunktes
35 Meßsehne (Stahlseil)
36 Hebevorrichtung
37 Richtpunkt für Hebevorrichtung
38 Punkt auf der Sollgradienten
39 Sollhöhe des Rotationswinkelmeßgerätes 27
40 Festpunkt
41 relative Höhe des Tripelprisma 10 über dem Festpunkt 40
1 measuring car
2 front tendon end point of the measuring tendon
3 chord
4 straightening unit
5 reference point
6 arrow height
7 measuring car
8 Laser beam reflector - at the same time rear tendon end point
9 Rotation angle measuring device
10, 11, 12 laser beam reflector
13, 14 distances of the laser beam reflectors
15, 16 horizontal angles
17 straight line connecting the rotation angle measuring device 9 and the laser beam reflector 10
18 space curve
19 horizontal angle (target)
19 ′ horizontal angle (actual)
20, 21, 22, 23, 24, 25 coordinates
26 front tendon endpoint (vertical component)
27 Rotation angle measuring device
28 vertical angle (target)
28 ′ vertical angle (actual)
29 Laser beam reflector - at the same time rear tendon end point
30 fixed point station (kilometrage)
31 station derived from horizontal angle measurement of 26 and 27
32 station of the laser beam reflector 29
33 known height at fixed point 40 (prism height)
34 known height of the posterior end of the tendon
35 measuring chord (steel cable)
36 lifting device
37 Guide point for lifting device
38 point on the target gradient
39 Target height of the rotation angle measuring device 27
40 benchmark
41 relative height of the triple prism 10 above the fixed point 40

Claims (3)

1. Steuersystem für Baumaschinen mittels Laserstrahlen unter Verwendung von Mechanismen, die die Arbeitsorgane der Maschine an jeweiligen Stationen hauptsächlich indirekt in einem zyklisch und automatisch ablaufenden Prozeß so positionieren, daß diese eine vorher festgelegte Lage und Höhe in bezug auf einen im gleichen System koordinatenmäßig bekannten Festpunkt einnehmen, dadurch gekennzeichnet, daß in Fertigungsrichtung im vorderen Teil der Baumaschine und/oder zentral auf einem davor befindlichen Meßwagen (1) - entsprechend dem vorderen Sehnenendpunkt (2, 26) einer Meßsehne (3, 35) - mindestens ein horizontiertes Rotationswinkelmeßgerät (9, 27) angeordnet ist, welches rotierend horizontal und vertikal aufgefächerte Laserstrahlen auf einen am koordinatenmäßig bekannten Festpunkt zentrierten Laserstrahlreflektor (10) und zwei weitere - mit dem erstgenannten in genau festgelegten Horizontalabständen auf einer vertikalen Ebene liegende - Laserstrahlreflektoren (11, 12) sowie auf einen im hinteren Teil der Baumaschine bzw. einem nachgeführten Meßwagen (7), gleichzeitig den hinteren Sehnenendpunkt der Meßsehne (3, 35) verkörpernden und die Richtung derselben festgelegten Laserstrahlreflektor (8, 29) auftreffen läßt, mit deren Hilfe in Abhängigkeit der Rotationsgeschwindigkeit und des zeitlichen Abstandes der reflektierten und vom Laserstrahlempfänger empfangenen Lichtimpulse Horizontalwinkel (15, 16, 19) und Vertikalwinkel (28) bestimmbar sind, daß des weiteren ein mit Eingabe-, Ausgabe- und Speichereinheiten versehener und mit den Meß- und Objektdaten vorprogrammierter Bordrechner vorgesehen ist, der aus den Horizontalwinkeln (15, 16) die Streckenlänge der Verbindungsgeraden (17) vom Rotaitonswinkelmeßgerät (9, 27) zum Laserstrahlreflektor (10), die zugehörigen Sollortskoordinaten (20, 21, 22, 23 bzw. 31, 39) und die Sollhorizontalwinkel (19) und -vertikalwinkel (28) an der jeweiligen Station der Maschine errechnet und mit den gemessenen Istwinkeln (19′, 28′) vergleicht und das letztlich eine mit dem Bordrechner und mit den Rotationswinkelmeßgeräten (9, 27) gekoppelte Steuervorrichtung mittels der aus dem Ist-/Sollvergleich der erwähnten Winkelmeßwerte gebildeten Steuerbefehle die Arbeitsorgane derart verschiebt, daß der hintere Teil der Baumaschine in relativer Ruhe bleibt und sich die Isthorizontal- und Istvertikalwinkel (19′, 28′) zusammen mit der entsprechenden Verschiebung der Arbeitsorgane der Baumaschine verändern, bis die Ist- und Sollwinkel entsprechend der vorher festgelegten Sollage und -höhe der Arbeitsorgane übereinstimmen.1. Control system for construction machinery by means of laser beams using mechanisms which position the working elements of the machine at respective stations mainly indirectly in a cyclical and automatic process in such a way that they have a predetermined position and height in relation to a fixed point known in the same system in terms of coordinates ingest, characterized in that in the production direction in the front part of the construction machine and / or centrally on a measuring carriage ( 1 ) located in front of it - corresponding to the front end point of the chord ( 2, 26 ) of a measuring chord ( 3, 35 ) - at least one horizontal rotation angle measuring device ( 9, 27 ) is arranged, which rotates horizontally and vertically fanned out laser beams onto a laser beam reflector ( 10 ) centered at the coordinate point known in terms of coordinates and two further laser beam reflectors - with the first mentioned lying at precisely defined horizontal distances on a vertical plane ( 11, 12 ) as well as on a in the rear part of the construction machine or a tracking measuring carriage ( 7 ), simultaneously embodying the rear end point of the measuring chord ( 3, 35 ) and impinging the direction of the same fixed laser beam reflector ( 8, 29 ), with which Help depending on the speed of rotation and the time interval between the reflected light pulses received by the laser beam receiver and the horizontal angle ( 15, 16, 19 ) and vertical angle ( 28 ) can be determined, that furthermore an input, output and storage unit provided with the measuring and and object data of preprogrammed on-board computer is provided which, from the horizontal angles ( 15, 16 ), the route length of the connecting straight line ( 17 ) from the rotary angle measuring device ( 9, 27 ) to the laser beam reflector ( 10 ), the associated desired location coordinates ( 20, 21, 22, 23 and 31 respectively , 39 ) and the target horizontal angles ( 19 ) and vertical angles ( 28 ) at the respective station of the machine ne calculated and compared with the measured actual angles ( 19 ', 28' ) and ultimately a control device coupled to the on-board computer and to the rotation angle measuring devices ( 9, 27 ) by means of the control commands formed from the actual / target comparison of the mentioned angle measured values, displaces the work organs in this way that the rear part of the construction machine remains in relative calm and the actual horizontal and actual vertical angles ( 19 ′, 28 ′ ) change together with the corresponding displacement of the work organs of the construction machine until the actual and target angles correspond to the predetermined target position and height of the working bodies agree. 2. Steuersysteme nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß nur ein Rotationswinkelmeßgerät (27) einschließlich zugehöriger Steuervorrichtung zur gemeinsamen Steuerung von Horizontal- und Vertikalkomponente im vorderen Teil der Baumaschine angeordnet ist.2. Control systems according to claim 1, characterized in that only one rotation angle measuring device ( 27 ) including the associated control device for the joint control of horizontal and vertical components is arranged in the front part of the construction machine. 3. Steuersystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich ein Rotationswinkelmeßgerät (9) einschließlich der Steuervorrichtung zur Steuerung der Horizontalkomponente auf einem Meßwagen (1) vor der Baumaschine und ein weiteres Rotationswinkelmeßgerät (27), verbunden mit einer Steuervorrichtung für die Steuerung der Vertikalkomponente der Raumkurve, im vorderen Teil der Baumaschine befinden, wobei die Lage beider Rotationswinkelmeßgeräte (9, 27) eindeutig zueinander definiert ist.3. Control system according to claim 1, characterized in that there is a rotation angle measuring device ( 9 ) including the control device for controlling the horizontal component on a measuring carriage ( 1 ) in front of the construction machine and another rotation angle measuring device ( 27 ), connected to a control device for controlling the vertical component the space curve, in the front part of the construction machine, the position of both rotation angle measuring devices ( 9, 27 ) being clearly defined with respect to one another.
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Cited By (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4308753C1 (en) * 1993-03-19 1994-07-21 Deutsche Aerospace Method and device for image-based position detection
DE19756676C1 (en) * 1997-12-19 1999-06-02 Wirtgen Gmbh Method for cutting road surfaces
DE10060903A1 (en) * 2000-12-07 2002-07-11 Moba Mobile Automation Gmbh Laser height control device for a construction machine
DE4421741C2 (en) * 1994-06-22 2002-11-07 Rag Ag Device for measuring a height difference on track systems
CN101922133A (en) * 2010-08-12 2010-12-22 上海铁路局科学技术研究所 Intelligent track detector for high-efficiency measurement of track parameters
CN102644226A (en) * 2012-04-28 2012-08-22 中铁四局集团有限公司 High-precision asphalt paving control guide rail and control method thereof
CN105220589A (en) * 2014-06-27 2016-01-06 系统7-铁路维护有限责任公司 Orbit measurement device
FR3028267A1 (en) * 2014-11-10 2016-05-13 Alstom Transp Tech IMPROVED METHOD FOR GUIDING A DEVICE FOR INSERTING ELEMENTS INTO THE GROUND FOR PRODUCING A WORK; INSERTION DEVICE AND VEHICLE THEREFOR.
CN105758376A (en) * 2016-05-25 2016-07-13 中铁上海设计院集团有限公司 Remote elevation measuring method based on similar triangles
CN106087678A (en) * 2016-06-08 2016-11-09 中建七局安装工程有限公司 Elevation control method in a kind of road construction
CN108086067A (en) * 2016-11-23 2018-05-29 中国铁建高新装备股份有限公司 A kind of continous way circuit track switch stablizes vehicle
CN108425294A (en) * 2018-05-09 2018-08-21 廊坊合力天机械设备有限公司 It automates the transport of track framed bent and just spreads control device
CN114837026A (en) * 2022-05-27 2022-08-02 安徽兴宇轨道装备有限公司 Intelligent fine adjustment vehicle and fine adjustment method
CN117167612A (en) * 2023-11-02 2023-12-05 四川数字交通科技股份有限公司 road monitoring system
CN118518052A (en) * 2024-07-17 2024-08-20 辽宁金晟科技股份有限公司 Efficient monitoring method and system for pipeline safety evaluation
CN118621637A (en) * 2024-08-14 2024-09-10 中国铁建高新装备股份有限公司 Railway line track lifting control system and method

Cited By (26)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4308753C1 (en) * 1993-03-19 1994-07-21 Deutsche Aerospace Method and device for image-based position detection
DE4421741C2 (en) * 1994-06-22 2002-11-07 Rag Ag Device for measuring a height difference on track systems
DE19756676C1 (en) * 1997-12-19 1999-06-02 Wirtgen Gmbh Method for cutting road surfaces
DE10060903A1 (en) * 2000-12-07 2002-07-11 Moba Mobile Automation Gmbh Laser height control device for a construction machine
DE10060903C2 (en) * 2000-12-07 2002-10-31 Moba Mobile Automation Gmbh Laser height control device for a construction machine
US6916070B2 (en) 2000-12-07 2005-07-12 Moba-Mobile Automation Gmbh Laser-based controller for adjusting the height of a machining tool of a construction machine
CN101922133A (en) * 2010-08-12 2010-12-22 上海铁路局科学技术研究所 Intelligent track detector for high-efficiency measurement of track parameters
CN101922133B (en) * 2010-08-12 2012-06-06 上海铁路局科学技术研究所 Intelligent track detector for high-efficiency measurement of track parameters
CN102644226A (en) * 2012-04-28 2012-08-22 中铁四局集团有限公司 High-precision asphalt paving control guide rail and control method thereof
CN105220589A (en) * 2014-06-27 2016-01-06 系统7-铁路维护有限责任公司 Orbit measurement device
FR3028267A1 (en) * 2014-11-10 2016-05-13 Alstom Transp Tech IMPROVED METHOD FOR GUIDING A DEVICE FOR INSERTING ELEMENTS INTO THE GROUND FOR PRODUCING A WORK; INSERTION DEVICE AND VEHICLE THEREFOR.
EP3031983A1 (en) * 2014-11-10 2016-06-15 ALSTOM Transport Technologies An improved method for guiding a device for inserting elements into the ground for the building of a structure; insertion device and associated vehicle
US9909263B2 (en) 2014-11-10 2018-03-06 Alstom Transport Technologies Method for guiding a device for inserting elements into the ground for the building of a structure; insertion device and associated vehicle
CN105758376A (en) * 2016-05-25 2016-07-13 中铁上海设计院集团有限公司 Remote elevation measuring method based on similar triangles
CN105758376B (en) * 2016-05-25 2018-02-16 中铁上海设计院集团有限公司 Suspension surveying method based on similar triangles
CN106087678A (en) * 2016-06-08 2016-11-09 中建七局安装工程有限公司 Elevation control method in a kind of road construction
CN108086067A (en) * 2016-11-23 2018-05-29 中国铁建高新装备股份有限公司 A kind of continous way circuit track switch stablizes vehicle
CN108086067B (en) * 2016-11-23 2023-10-17 中国铁建高新装备股份有限公司 Continuous type circuit switch stabilization car
CN108425294A (en) * 2018-05-09 2018-08-21 廊坊合力天机械设备有限公司 It automates the transport of track framed bent and just spreads control device
CN114837026A (en) * 2022-05-27 2022-08-02 安徽兴宇轨道装备有限公司 Intelligent fine adjustment vehicle and fine adjustment method
CN114837026B (en) * 2022-05-27 2023-10-17 安徽兴宇轨道装备有限公司 Intelligent fine tuning vehicle and fine tuning method
WO2023226825A1 (en) * 2022-05-27 2023-11-30 安徽兴宇轨道装备有限公司 Intelligent precision-adjustment vehicle and precision-adjustment method
CN117167612A (en) * 2023-11-02 2023-12-05 四川数字交通科技股份有限公司 road monitoring system
CN117167612B (en) * 2023-11-02 2024-01-19 四川数字交通科技股份有限公司 Road monitoring system
CN118518052A (en) * 2024-07-17 2024-08-20 辽宁金晟科技股份有限公司 Efficient monitoring method and system for pipeline safety evaluation
CN118621637A (en) * 2024-08-14 2024-09-10 中国铁建高新装备股份有限公司 Railway line track lifting control system and method

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