CN102337719A - 摊铺机及其控制方法、控制装置和控制系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种摊铺机及其控制方法、控制装置和控制系统，用以解决现有技术中在骨料不能支撑起摊铺机的熨平板的情况下，成型路面的密实性和平整度不足的问题。该方法包括：在摊铺机的工作过程中，当所述摊铺机的调平油缸向上运动时，所述摊铺机的找平仪的传感臂与垂直方向的夹角增大，则根据所述调平油缸当前的位移与调平油缸在最近稳定时的位移之间的位移差值、所述夹角与所述夹角的预设的整定值之间的夹角差值进行计算，得出所述提升油缸的补偿提升压强增量；按所述补偿提升压强增量增大所述提升油缸补偿提升压强以控制所述摊铺机的提升油缸向上运动。采用本发明的技术方案，有助于提高成型路面的密实性和平整度。
Description
技术领域
本发明涉及工程机械技术领域，特别地涉及一种摊铺机及其控制方法、控制装置和控制系统。
背景技术
摊铺机是将沥青混合料均匀摊铺在道路基层上，并进行初步振实和整平的机械。摊铺机的熨平板是对路面进行初步振实和整平的主要部件。在骨料完全可以支撑起熨平板的重量的情况下，提升油缸的拉力等于0，成型路面的平整度由调平油缸来调节完成，具体动作如下：熨平板不上下移动时可以认为熨平板在垂直方向处于平衡状态，即熨平板的重量与骨料的支撑力达到平衡状态；当路基出现凹坑时，调平油缸下沉，熨平板仰角变小，熨平板下沉，找平仪也下沉，导致传感臂与垂直方向的夹角将变大，此时，找平仪会检测到角度变化而输出一个让调平油缸向上运动的信号，调平油缸往上运动时，熨平板的仰角变大，进入熨平板底部的骨料偏多，意味着骨料的压缩比更大，骨料的支撑力就会变大，熨平板就会失去平衡而向上运动，传感臂与垂直方向的夹角将变小，直到该角度恢复到初始值，也就是熨平板与基准钢绳相对位置回到初始值，从而，成型路面相对基准钢绳的相对高度回到初始值，基准钢绳是平整的，因此路面也就是平整的。
在骨料不能支撑起熨平板的重量的情况下，当调平油缸向上运动时，熨平板仍然下沉，此时目前通常的做法是由摊铺机驾驶员根据经验增加提升油缸的补偿提升压强以控制提升油缸向上运动，这种做法的准确性较低，使成型路面的密实性和平整度不足。
在现有技术中，在摊铺机作业过程中，成型路面的密实性和平整度不足。对于该问题，目前尚未提出有效解决方案。
发明内容
本发明的主要目的是提供一种摊铺机的控制方法、控制装置和控制系统，以解决现有技术中在骨料不能支撑起摊铺机的熨平板的情况下，成型路面的密实性和平整度不足的问题。
为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种摊铺机的控制方法。
本发明的摊铺机的控制方法包括：在摊铺机的工作过程中，当所述摊铺机的调平油缸向上运动时，所述摊铺机的找平仪的传感臂与垂直方向的夹角增大，则根据所述调平油缸当前的位移与调平油缸在最近稳定时的位移之间的位移差值、所述夹角与所述夹角的预设的整定值之间的夹角差值进行计算，得出所述提升油缸的补偿提升压强增量；按所述补偿提升压强增量增大所述提升油缸补偿提升压强以控制所述摊铺机的提升油缸向上运动。
根据本发明的另一方面，提供了一种摊铺机的控制装置。
本发明的摊铺机的控制装置包括：接收设备，用于接收所述摊铺机的找平仪的传感臂与垂直方向的夹角的信息、所述摊铺机的调平油缸的位移的信息；计算设备，用于当所述摊铺机的调平油缸向上运动时所述摊铺机的找平仪的传感臂与垂直方向的夹角增大，则根据所述调平油缸当前的位移与调平油缸在最近稳定时的位移之间的位移差值、所述夹角与所述夹角的预设的整定值之间的夹角差值进行计算，得出所述提升油缸的补偿提升压强增量；控制设备，用于按所述补偿提升压强增量增大所述提升油缸补偿提升压强以控制所述摊铺机的提升油缸向上运动。
根据本发明的另一方面，提供了一种摊铺机的控制系统。
本发明的摊铺机的控制系统包括：调平油缸位移传感器，与所述摊铺机的调平油缸连接；控制器，包括本发明的摊铺机的控制装置。
根据本发明的另一方面，提供了一种摊铺机，该摊铺机包括本发明的摊铺机的控制系统。
根据本发明的技术方案，在摊铺机的调平油缸向上运动时摊铺机的找平仪的传感臂与垂直方向的夹角增大的情况下计算提升油缸的补偿提升压强增量，再按该补偿提升压强增量控制所述摊铺机的提升油缸向上运动，这种较之于按照人员的经验调整提升油缸的补偿提升压强来说更为准确，能够避免通常人工调整提升油缸的补偿提升压强导致的补偿提升压强过大，有助于保证成型路面被充分压实和平整度，并且能够减轻摊铺机驾驶员在驾驶摊铺机过程中的工作负担。
附图说明
说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1是根据现有技术中的摊铺机的熨平板工作状态的示意图；
图2是根据本发明实施例的摊铺机的控制系统的示意图；
图3是根据本发明实施例的摊铺机的控制方法的示意图；以及
图4是根据本发明实施例的摊铺机的控制装置的基本结构示意图。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
本实施例中，摊铺机的工作状态如图1所示，图1是根据现有技术中的摊铺机的熨平板工作状态的示意图。图1中，1为调平油缸，2为提升油缸，3为熨平板，4为找平仪，5为找平仪的传感臂，6为基准钢绳，7为成型路面，8为路基，9为骨料。找平仪固定在熨平板上，即找平仪和熨平板之间的相对位置固定不变；传感臂可绕找平仪的中心点自由转动，在传感臂的重力作用下，传感臂末端始终停靠在基准钢绳上；基准钢绳用钢钎固定在路基上，基准钢绳相对大地静止。
在摊铺机的工作过程中，如果摊铺机的调平油缸1向上运动，那么此时考察夹角b的变化情况，如果夹角b变大，则认为骨料不能承载起熨平板重量。本实施例中，在摊铺机上加装了调平油缸位移传感器，这样与控制器一起构成了摊铺机的控制系统，如图2所示，图2是根据本发明实施例的摊铺机的控制系统的示意图，图中摊铺机的控制系统20包括控制器21和调平油缸位移传感器22，其中控制器21还与调平油缸的控制阀门28、提升油缸的控制阀门29以及摊铺机的找平仪23连接。调平油缸的控制阀门28和提升油缸的控制阀门29分别用于控制调平油缸和提升油缸，在调平油缸控制阀门打开时调平油缸向上运动或向下运动，在提升油缸的控制阀门开度发生变化时补偿提升压强增大或减小。
在整定找平仪的输出时，可以在传感臂放置在基准钢绳上之后，将此时传感臂与垂直方向的夹角作为夹角整定值，并使此时找平仪的输出为零，例如可以按下找夹仪上的归零按钮使其在此时输出为零。
在做了上述的整定工作之后，得到夹角b的初始整定值，接下来可以参考图3进行摊铺机工作的控制。图3是根据本发明实施例的摊铺机的控制方法的示意图。根据图3所示的流程，在控制流程开始后，判断夹角b是否大于初始整定值(步骤S31)，若是，则调平油缸向上运动(步骤S32)，接下来判断调平油缸往向上运动时夹角b是否增大(步骤S33)，若是，则根据调平油缸位移和夹角b偏差计算补偿提升压强增量，增大补偿提升压强(步骤S34)，这样根据补偿提升压强增量控制提升油缸向上运动，可以提升熨平板。
在图3的控制流程中，若步骤S31的判断结果为否，则判断夹角b是否小于初始整定值(步骤S35)，若是，则调平油缸向下运动(步骤S36)，否则返回步骤S31。
另外，在本实施例的控制方法中，如果当调平油缸向上运动并且夹角b不再继续增大，如果长时间保持此状态，则降低熨平板补偿提升压强P，以免影响成型路面的充分压实。在控制程序中可以在调平油缸向上运动并且夹角b不再增大的情况下设定延时，该延时可以根据现场试验或经验预先设定。延时之后仍可降低熨平板补偿提升压强P，可按照试验或经验设定降低的步长值，在每次按步长降低熨平板补偿提升压强P之后检测夹角b的值，如果又出现夹角b继续增大的现象，则再次进入步骤S34。
控制器在计算补偿提升压强增量时，具体可以按照如下公式计算：ΔP＝Kp×(k1×Δx+k2×Δb)。其中ΔP表示提升油缸的补偿提升压强增量，表示预设的比例系统，k1和k2表示预设的权重因子，Δx表示调平油缸当前的位移和调平油缸位移整定值之间的位移差值，Δb表示夹角b与夹角整定值之间的夹角差值。Kp、k1和k2可以在施工之前在现场调试整定。
在图2所示的摊铺机的控制系统20中，控制器21主要用于在摊铺机的工作过程中，当摊铺机的调平油缸向上运动，并且此时摊铺机的找平仪的传感臂与垂直方向的夹角继续增大，则根据调平油缸当前的位移与调平油缸在最近稳定时的位移之间的位移差值、所述夹角与夹角b的预设的整定值之间的夹角差值进行计算，得出提升油缸的补偿提升压强增量；以及根据得出的补偿提升压强增量控制摊铺机的提升油缸向上运动。
图4是根据本发明实施例的摊铺机的控制装置的基本结构示意图。该控制装置可以使用计算机软件实现，安装在上述的控制器中。如图4所示，摊铺机的控制装置40主要包括如下设备：接收设备41，用于接收摊铺机的找平仪的传感臂与垂直方向的夹角的信息、摊铺机的调平油缸的位移的信息；计算设备42，用于当摊铺机的调平油缸向上运动时摊铺机的找平仪的传感臂与垂直方向的夹角增大，则根据调平油缸当前的位移与调平油缸在最近稳定时的位移之间的位移差值、上述夹角与该夹角的预设的整定值之间的夹角差值进行计算，得出提升油缸的补偿提升压强增量；控制设备43，用于按补偿提升压强增量增大提升油缸补偿提升压强以控制摊铺机的提升油缸向上运动。
计算设备42还可用于在控制设备43按补偿提升压强增量增大提升油缸补偿提升压强以控制摊铺机的提升油缸向上运动之后，判断在预设的延时期间内上述夹角是否增大；这样，控制设备43还可用于在计算设备42进行上述判断后确认上述夹角增大的情况下，根据预设值减小提升油缸的补偿提升压强以控制提升油缸向下运动。
摊铺机的控制装置40还可以包括保存设备(图中未示出)，用于存储在摊铺机启动工作后，根据成型路面高度和基准钢绳对找平仪输出的传感臂与垂直方向的夹角进行整定得到的值。计算设备43具体可以根据如下公式进行计算：ΔP＝Kp×(k1×Δx+k2×Δb)；其中，ΔP表示提升油缸的补偿提升压强增量，Kp表示预设的比例系统，k1和k2表示预设的权重因子，Δx表示所述位移差值，Δb表示所述夹角差值。
根据本发明实施例的技术方案，在摊铺机的调平油缸向上运动时摊铺机的找平仪的传感臂与垂直方向的夹角增大的情况下计算提升油缸的补偿提升压强增量，再按该补偿提升压强增量控制摊铺机的提升油缸向上运动，这种较之于按照人员的经验调整提升油缸的补偿提升压强来说更为准确，能够避免通常人工调整提升油缸的补偿提升压强导致的补偿提升压强过大，有助于保证成型路面被充分压实和平整度，并且能够减轻摊铺机驾驶员在驾驶摊铺机过程中的工作负担。
显然，本领域的技术人员应该明白，上述的本发明的各设备或各步骤可以用通用的计算装置来实现，它们可以集中在单个的计算装置上，或者分布在多个计算装置所组成的网络上，可选地，它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现，从而，可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行，或者将它们分别制作成各个集成电路设备，或者将它们中的多个设备或步骤制作成单个集成电路设备来实现。这样，本发明不限制于任何特定的硬件和软件结合。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种摊铺机的控制方法，其特征在于，包括：
在摊铺机的工作过程中，当所述摊铺机的调平油缸向上运动时，所述摊铺机的找平仪的传感臂与垂直方向的夹角增大，则根据所述调平油缸当前的位移与调平油缸在最近稳定时的位移之间的位移差值、所述夹角与所述夹角的预设的整定值之间的夹角差值进行计算，得出所述提升油缸的补偿提升压强增量；
按所述补偿提升压强增量增大所述提升油缸补偿提升压强以控制所述摊铺机的提升油缸向上运动。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在按所述补偿提升压强增量增大所述提升油缸补偿提升压强以控制所述摊铺机的提升油缸向上运动之后，还包括：确认在预设的延时期间内向上运动所述夹角不再增大；然后根据预设值减小所述提升油缸的补偿提升压强以控制所述提升油缸向下运动。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述夹角的预设的整定值包括：在所述摊铺机启动工作后，根据成型路面高度和基准钢绳对找平仪的传感臂与垂直方向的夹角进行整定得到的值。
4.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述计算包括根据如下公式进行计算：
ΔP＝Kp×(k1×Δx+k2×Δb)；
其中，ΔP表示所述提升油缸的补偿提升压强增量，Kp表示预设的比例系数，k1和k2表示预设的权重因子，Δx表示所述位移差值，Δb表示所述夹角差值。
5.一种摊铺机的控制装置，其特征在于，包括：
接收设备，用于接收所述摊铺机的找平仪的传感臂与垂直方向的夹角的信息、所述摊铺机的调平油缸的位移的信息；
计算设备，用于当所述摊铺机的调平油缸向上运动时所述摊铺机的找平仪的传感臂与垂直方向的夹角增大，则根据所述调平油缸当前的位移与调平油缸在最近稳定时的位移之间的位移差值、所述夹角与所述夹角的预设的整定值之间的夹角差值进行计算，得出所述提升油缸的补偿提升压强增量；
控制设备，用于按所述补偿提升压强增量增大所述提升油缸补偿提升压强以控制所述摊铺机的提升油缸向上运动。
6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，
所述计算设备还用于：在所述控制设备按所述补偿提升压强增量增大所述提升油缸补偿提升压强以控制所述摊铺机的提升油缸向上运动之后，判断在预设的延时期间内所述夹角是否增大；
所述控制设备还用于：在所述计算设备进行所述判断后确认所述夹角增大的情况下，根据预设值减小所述提升油缸的补偿提升压强以控制所述提升油缸向下运动。
7.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，还包括保存设备，用于存储在所述摊铺机启动工作后，根据成型路面高度和基准钢绳对找平仪输出的传感臂与垂直方向的夹角进行整定得到的值。
8.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述计算设备还用于根据如下公式进行计算：
ΔP＝Kp×(k1×Δx+k2×Δb)；
其中，ΔP表示所述提升油缸的补偿提升压强增量，Kp表示预设的比例系数，k1和k2表示预设的权重因子，Δx表示所述位移差值，Δb表示所述夹角差值。
9.一种摊铺机的控制系统，其特征在于，包括：
调平油缸位移传感器，与所述摊铺机的调平油缸连接；
控制器，包括权利要求5至8中任一项所述的摊铺机的控制装置。
10.一种摊铺机，其特征在于，包括权利要求9所述的摊铺机的控制系统。
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