CN102493319B - 一种螺旋布料系统、控制设备、方法以及工程机械设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种螺旋布料系统、控制设备、方法以及工程机械设备，该系统包括螺旋驱动装置、布料螺旋杆以及摊铺槽，该布料螺旋杆位于所述摊铺槽内，且由所述螺旋驱动装置驱动旋转，该控制设备包括：接收装置，用于接收所述摊铺槽的左侧端部及右侧端部中的一端部的料位及该端部与所述摊铺槽中部之间一非端部位置处的料位；以及控制器，与所述接收装置及螺旋驱动装置相连，用于将所述端部的料位与端部料位预设值进行比较，将所述非端部位置处的料位与非端部料位预设值进行比较，并根据比较结果，控制所述螺旋驱动装置。本发明可根据不同的料位情形以不同方式控制所述螺旋驱动装置工作，可使摊铺槽各部分的物料得到补充，实现自动控制。

Description

一种螺旋布料系统、控制设备、方法以及工程机械设备

技术领域

本发明涉及工程机械领域，具体地，涉及一种螺旋布料系统、控制设备、方法以及工程机械设备。

背景技术

图1为螺旋布料系统的结构示意图。如图1所示，该系统包括螺旋驱动装置1、布料螺旋杆2以及摊铺槽3，该布料螺旋杆2位于所述摊铺槽3内，且由所述螺旋驱动装置1（该螺旋旋转装置1可包括液压马达及减速机）驱动旋转。注意，该图仅示出了位于摊铺机左侧的一螺旋布料系统的结构。右侧螺旋布料系统大致相同。通过螺旋驱动装置1驱动布料螺旋杆2旋转，可将刮板向该系统输送的物料通过螺旋接力输送到摊铺宽度上，即将物料输送到摊铺槽的两端，使物料均匀覆盖所述摊铺槽，并从该摊铺槽落到地面，以达到均匀摊铺的目的。

目前对该螺旋布料系统的控制主要通过一用于检测所述摊铺槽端部（对于摊铺机左侧的螺旋布料系统而言，该端部为摊铺槽的左侧端部；对于摊铺机右侧的螺旋布料系统而言，该端部为摊铺槽的右侧端部）料位的料位检测装置实现，当端部料位较高时，控制布料螺旋杆低速或停止转动，以防止物料堆积在端部；当端部料位较低时，控制布料螺旋杆快速旋转，以补充物料。

然而，在实际施工过程中，出于各种原因，经常会出现摊铺槽端部物料过多而非端部物料过少的情况。在此情况下，料位检测装置仅可检测端部物料的料位，系统无法针对非端部物料过少而做出相应的控制，此时仅能由人工操作进行补料。故，亟需一种可使物料在整个摊铺槽内布料均匀且使系统实现自动控制的螺旋布料系统。

发明内容

本发明的目的是提供一种螺旋布料系统、控制设备、方法以及工程机械设备。其可使物料在整个摊铺槽内布料均匀且使系统实现自动控制。

为实现上述目的，本发明提供了一种螺旋布料系统的控制设备，该系统包括螺旋驱动装置、布料螺旋杆以及摊铺槽，该布料螺旋杆位于所述摊铺槽内，且由所述螺旋驱动装置驱动旋转，该设备包括：接收装置，用于接收所述摊铺槽的左侧端部及右侧端部中的一端部的料位及该端部与所述摊铺槽中部之间一非端部位置处的料位；以及控制器，与所述接收装置及螺旋驱动装置相连，用于将所述端部的料位与端部料位预设值进行比较，将所述非端部位置处的料位与非端部料位预设值进行比较，并根据比较结果，控制所述螺旋驱动装置以控制所述布料螺旋杆的转速。

相应地，本发明还提供一种螺旋布料系统的控制方法，该系统包括螺旋驱动装置、布料螺旋杆以及摊铺槽，该布料螺旋杆位于所述摊铺槽内，且由所述螺旋驱动装置驱动旋转，该方法包括：接收所述摊铺槽的左侧端部及右侧端部中的一端部的料位及该端部与所述摊铺槽中部之间一非端部位置处的料位；以及将所述端部的料位与端部料位预设值进行比较，将所述非端部位置处的料位与非端部料位预设值进行比较，并根据比较结果，控制所述螺旋驱动装置以控制所述布料螺旋杆的转速。

相应地，本发明还提供一种螺旋布料系统，该系统包括螺旋驱动装置、布料螺旋杆以及摊铺槽，该布料螺旋杆位于所述摊铺槽内，且由所述螺旋驱动装置驱动旋转，该系统还包括：上述控制设备；以及料位检测装置，与所述接收装置相连，用于检测所述摊铺槽的左侧端部及右侧端部中的一端部的料位及该端部与所述摊铺槽中部之间一非端部位置处的料位。

相应地，本发明还提供工程机械设备，该设备包括上述螺旋布料系统。

通过上述技术方案，可通过检测摊铺槽的左侧端部及右侧端部中的一端部的料位，并结合该端部与所述摊铺槽中部之间一非端部位置处的料位，针对所述摊铺槽的左侧端部及右侧端部中的一端部及非端部位置处的料位情形时，以不同方式控制所述螺旋驱动装置工作，可使摊铺槽各部分的物料得到补充，实现自动控制。

本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1为螺旋布料系统的结构示意图；

图2为本发明提供的螺旋布料系统的控制设备的结构示意图

图3为本发明提供的螺旋布料系统的控制设备的控制流程图；以及

图4为本发明提供的螺旋布料系统的结构示意图。

附图标记说明

1    螺旋驱动装置     2    布料螺旋杆

3    摊铺槽           10   接收装置

20   控制器           30   料位检测装置

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

图2为本发明提供的螺旋布料系统的控制设备的结构示意图。如图2所述，本发明提供了一种螺旋布料系统的控制设备，该系统包括螺旋驱动装置、布料螺旋杆以及摊铺槽，该布料螺旋杆位于所述摊铺槽内，且由所述螺旋驱动装置驱动旋转，该设备包括：接收装置10，用于接收所述摊铺槽的左侧端部及右侧端部中的一端部的料位及该端部与所述摊铺槽中部之间一非端部位置处（可包含摊铺槽中部）的料位；以及控制器20，与所述接收装置10及螺旋驱动装置相连，用于将所述端部的料位与端部料位预设值进行比较，将所述非端部位置处的料位与非端部料位预设值进行比较，并根据比较结果，控制所述螺旋驱动装置。藉此，可针对所述摊铺槽非端部及端部的料位情形时，以不同方式控制所述螺旋驱动装置工作，可使摊铺槽非端部的物料得到补充，实现自动控制。

需要说明的是，摊铺机一般具有位于其左右侧的两个独立的螺旋布料系统，该两个独立的螺旋布料系统共用一摊铺槽，分别使用该摊铺槽的左侧与右侧。当所述螺旋布料系统用作摊铺机左侧的螺旋布料系统时，所述端部的料位为摊铺槽的左侧端部的料位；当所述螺旋布料系统用作摊铺机右侧的螺旋布料系统时，所述端部的料位为摊铺槽的右侧端部的料位。

图3为本发明提供的螺旋布料系统的控制设备的控制流程图。如图3所示，优选地，用于在所述端部的料位大于或等于端部料位预设值且所述非端部位置处的料位小于非端部料位预设值时（即，端部不缺料，非端部缺料），控制所述螺旋驱动装置以间断方式工作，即控制布料螺旋杆旋转，之后暂停，之后再旋转，再暂停等。藉此，可避免在补充非端部物料时导致端部物料的过度堆积。

优选地，所述控制器20在控制所述螺旋驱动装置以间断方式工作时，控制布料螺旋杆在转动时的转速为40-70转/分钟。藉此，可避免物料在快速旋转的螺旋叶片的推动下而出现离析现象（即骨料与粉料分离的现象），另外由于对转速进行了限定，亦可避免螺旋驱动装置启动过程中出现负荷过大启动困难的现象。

其中，所述控制器20还用于：在所述端部的料位小于端部料位预设值且所述非端部位置处的料位小于所述非端部料位预设值时（即，端部与非端部均缺料），控制所述布料螺旋杆在较高转速范围内旋转（例如，80-130转/分钟），转速为

或在所述端部的料位小于端部料位预设值且所述非端部位置处的料位大于或等于所述非端部料位预设值时（即，端部缺料，非端部不缺料），控制所述布料螺旋杆在中等转速范围内旋转（例如，40-79转/分钟），转速为

以及在所述端部的料位大于或等于端部料位预设值且所述非端部位置处的料位大于或等于所述非端部料位预设值时（即，端部与非端部均不缺料），控制所述布料螺旋杆在较低转速范围内（例如，0-39转/分钟）旋转，转速为V_hmix和V_hmax分别为所述较高转速范围的最小转速和最大转速，V_mmix和V_mmax分别为所述中等转速范围的最小转速和最大转速，V_lmix和V_lmax分别为所述较低转速范围的最小转速和最大转速，l_end为所述端部的料位，l_edesired为所述端部料位预设值，l_middle为所述非端部位置处的料位，l_mdesired为所述非端部料位预设值。

藉此，可实现无级比例控制，例如，就端部缺料、非端部不缺料的情形而言，当端部缺料非常严重时，可以以中等转速范围内的较大转速控制布料螺旋杆旋转，当端部缺料较少时，可以以中等转速范围内的较小转速控制布料螺旋杆旋转，从而实现无级比例送料，使得摊铺槽端部物料得到快速补充。

以上给出的控制策略为根据不同工况，控制布料螺旋杆在不同转速范围内旋转，本发明还可为根据不同工况，控制布料螺旋杆以不同的转速旋转。具体而言，在所述端部的料位小于端部料位预设值且所述非端部位置处的料位小于所述非端部料位预设值时，控制所述布料螺旋杆以较高转速（例如，100转/分钟）旋转；在所述端部的料位小于端部料位预设值且所述非端部位置处的料位大于或等于所述非端部料位预设值时，控制所述布料螺旋杆以中等转速（例如，60转/分钟）旋转；以及在所述端部的料位大于或等于端部料位预设值且所述非端部位置处的料位大于或等于所述非端部料位预设值时，控制所述布料螺旋杆以较低转速（例如，20转/分钟）旋转或停止旋转。

需要说明的是，所述非端部料位预设值、端部料位预设值可根据实际料位需要进行设定，本发明并不限于其具体的数值，该非端部料位预设值与端部料位预设值可相同，亦可不同。

相应地，本发明还提供了一种螺旋布料系统的控制方法，该系统包括螺旋驱动装置、布料螺旋杆以及摊铺槽，该布料螺旋杆位于所述摊铺槽内，且由所述螺旋驱动装置驱动旋转，该方法包括：接收所述摊铺槽的左侧端部及右侧端部中的一端部的料位及该端部与所述摊铺槽中部之间一非端部位置处的料位；以及将所述端部的料位与端部料位预设值进行比较，将所述非端部位置处的料位与非端部料位预设值进行比较，并根据比较结果，控制所述螺旋驱动装置。

其中，在所述端部的料位大于或等于端部料位预设值且所述非端部位置处的料位小于非端部料位预设值时，控制所述螺旋驱动装置以间断方式工作。

其中，该方法还包括：在所述端部的料位小于端部料位预设值且所述非端部位置处的料位小于所述非端部料位预设值时，控制所述布料螺旋杆在较高转速范围内旋转，转速为或在所述端部的料位小于端部料位预设值且所述非端部位置处的料位大于或等于所述非端部料位预设值时，控制所述布料螺旋杆在中等转速范围内旋转，转速为

以及在所述端部的料位大于或等于端部料位预设值且所述非端部位置处的料位大于或等于所述非端部料位预设值时，控制所述布料螺旋杆在较低转速范围内旋转，转速为

其中，V_hmix和V_hmax分别为所述较高转速范围的最小转速和最大转速，V_mmix和V_mmax分别为所述中等转速范围的最小转速和最大转速，V_lmix和V_lmax分别为所述较低转速范围的最小转速和最大转速，l_end为所述端部的料位，l_edesired为所述端部料位预设值，l_middle为所述非端部位置处的料位，l_mdesired为所述非端部料位预设值。

其中，该方法还可包括：在所述端部的料位小于端部料位预设值且所述非端部位置处的料位小于所述非端部料位预设值时，控制所述布料螺旋杆以较高转速旋转；在所述端部的料位小于端部料位预设值且所述非端部位置处的料位大于或等于所述非端部料位预设值时，控制所述布料螺旋杆以中等转速旋转；以及在所述端部的料位大于或等于端部料位预设值且所述非端部位置处的料位大于或等于所述非端部料位预设值时，控制所述布料螺旋杆以较低转速旋转或停止旋转。

相应地，图4为本发明提供的螺旋布料系统的结构示意图，如图4所述，本发明还提供了一种螺旋布料系统，该系统包括螺旋驱动装置、布料螺旋杆以及摊铺槽，该布料螺旋杆位于所述摊铺槽内，且由所述螺旋驱动装置驱动旋转，该系统还包括：上述控制设备；料位检测装置30，与所述接收装置10相连，用于检测所述摊铺槽的左侧端部及右侧端部中的一端部的料位及该端部与所述摊铺槽中部之间一非端部位置处的料位。该料位检测装置30可为一可同时检测所述摊铺槽的左侧端部及右侧端部中的一端部及非端部位置处的料位的检测装置，亦可为两个分别检测所述摊铺槽的左侧端部及右侧端部中的一端部及非端部位置处的料位的检测装置。

相应地，本发明还提供了一种工程机械设备，该设备包括上述螺旋布料系统。

有关本发明提供的螺旋布料系统的控制方法、螺旋布料系统以及工程机械设备的具体细节及益处，请参照之前针对螺旋布料系统的控制设备的描述，于此不再赘述。

通过本发明的上述技术方案，可实现螺旋布料系统针对其所有工况的自动控制，并避免螺旋叶片高速旋转引起的离析现象，可使物料在整个摊铺槽内布料均匀。

以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。

Claims (10)

1.一种螺旋布料系统的控制设备，该系统包括螺旋驱动装置、布料螺旋杆以及摊铺槽，该布料螺旋杆位于所述摊铺槽内，且由所述螺旋驱动装置驱动旋转，其特征在于，该设备包括：

接收装置，用于接收所述摊铺槽的左侧端部及右侧端部中的一端部的料位及该端部与所述摊铺槽中部之间一非端部位置处的料位；以及

控制器，与所述接收装置及螺旋驱动装置相连，用于将所述端部的料位与端部料位预设值进行比较，将所述非端部位置处的料位与非端部料位预设值进行比较，并根据比较结果，控制所述螺旋驱动装置以控制所述布料螺旋杆的转速。

2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述控制器还用于在所述端部的料位大于或等于端部料位预设值且所述非端部位置处的料位小于非端部料位预设值时，控制所述螺旋驱动装置以间断方式工作。

3.根据权利要求1或2所述的设备，其特征在于，所述控制器还用于：

在所述端部的料位小于端部料位预设值且所述非端部位置处的料位小于所述非端部料位预设值时，控制所述布料螺旋杆在较高转速范围内旋转，转速为 $V_h=V_{\mathrm{hmix}}+\frac{l_{\mathrm{edesired}}-l_{\mathrm{end}}}{l_{\mathrm{edesired}}}*(V_{h\max }-V_{\mathrm{hmix}})$ 或 $V_h=V_{\mathrm{hmix}}+\frac{l_{\mathrm{mdesired}}-l_{\mathrm{middle}}}{l_{\mathrm{mdesired}}}*(V_{h\max }-V_{\mathrm{hmix}});$

在所述端部的料位小于端部料位预设值且所述非端部位置处的料位大于或等于所述非端部料位预设值时，控制所述布料螺旋杆在中等转速范围内旋转，转速为 $V_m=V_{\mathrm{mmix}}+\frac{l_{\mathrm{edesired}}-l_{\mathrm{end}}}{l_{\mathrm{edesired}}}*(V_{m\max }-V_{\mathrm{mmix}});$ 以及

在所述端部的料位大于或等于端部料位预设值且所述非端部位置处的料位大于或等于所述非端部料位预设值时，控制所述布料螺旋杆在较低转速范围内旋转，转速为 $V_l=V_{\mathrm{lmix}}+\frac{l_{\mathrm{mdesired}}-l_{\mathrm{middle}}}{l_{\mathrm{mdesired}}}*(V_{l\max }-V_{\mathrm{lmix}}),$

其中，V_hmix和V_hmax分别为所述较高转速范围的最小转速和最大转速，V_mmix和V_mmax分别为所述中等转速范围的最小转速和最大转速，V_lmix和V_lmax分别为所述较低转速范围的最小转速和最大转速，l_end为所述端部的料位，l_edesired为所述端部料位预设值，l_middle为所述非端部位置处的料位，l_mdesired为所述非端部料位预设值。

4.根据权利要求1或2所述的设备，其特征在于，所述控制器还用于：

在所述端部的料位小于端部料位预设值且所述非端部位置处的料位小于所述非端部料位预设值时，控制所述布料螺旋杆以较高转速旋转；

在所述端部的料位小于端部料位预设值且所述非端部位置处的料位大于或等于所述非端部料位预设值时，控制所述布料螺旋杆以中等转速旋转；以及

在所述端部的料位大于或等于端部料位预设值且所述非端部位置处的料位大于或等于所述非端部料位预设值时，控制所述布料螺旋杆以较低转速旋转或停止旋转。

5.一种螺旋布料系统的控制方法，该系统包括螺旋驱动装置、布料螺旋杆以及摊铺槽，该布料螺旋杆位于所述摊铺槽内，且由所述螺旋驱动装置驱动旋转，其特征在于，该方法包括：

接收所述摊铺槽的左侧端部及右侧端部中的一端部的料位及该端部与所述摊铺槽中部之间一非端部位置处的料位；以及

将所述端部的料位与端部料位预设值进行比较，将所述非端部位置处的料位与非端部料位预设值进行比较，并根据比较结果，控制所述螺旋驱动装置以控制所述布料螺旋杆的转速。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，在所述端部的料位大于或等于端部料位预设值且所述非端部位置处的料位小于非端部料位预设值时，控制所述螺旋驱动装置以间断方式工作。

7.根据权利要求5或6所述的方法，其特征在于，该方法还包括：

在所述端部的料位小于端部料位预设值且所述非端部位置处的料位小于所述非端部料位预设值时，控制所述布料螺旋杆在较高转速范围内旋转，转速为 $V_h=V_{\mathrm{hmix}}+\frac{l_{\mathrm{edesired}}-l_{\mathrm{end}}}{l_{\mathrm{edesired}}}*(V_{h\max }-V_{\mathrm{hmix}})$ 或 $V_h=V_{\mathrm{hmix}}+\frac{l_{\mathrm{mdesired}}-l_{\mathrm{middle}}}{l_{\mathrm{mdesired}}}*(V_{h\max }-V_{\mathrm{hmix}});$

在所述端部的料位小于端部料位预设值且所述非端部位置处的料位大于或等于所述非端部料位预设值时，控制所述布料螺旋杆在中等转速范围内旋转，转速为 $V_m=V_{\mathrm{mmix}}+\frac{l_{\mathrm{edesired}}-l_{\mathrm{end}}}{l_{\mathrm{edesired}}}*(V_{m\max }-V_{\mathrm{mmix}});$ 以及

在所述端部的料位大于或等于端部料位预设值且所述非端部位置处的料位大于或等于所述非端部料位预设值时，控制所述布料螺旋杆在较低转速范围内旋转，转速为 $V_l=V_{\mathrm{lmix}}+\frac{l_{\mathrm{mdesired}}-l_{\mathrm{middle}}}{l_{\mathrm{mdesired}}}*(V_{l\max }-V_{\mathrm{lmix}}),$

其中，V_hmix和V_hmax分别为所述较高转速范围的最小转速和最大转速，V_mmix和V_mmax分别为所述中等转速范围的最小转速和最大转速，V_lmix和V_lmax分别为所述较低转速范围的最小转速和最大转速，l_end为所述端部的料位，l_edesired为所述端部料位预设值，l_middle为所述非端部位置处的料位，l_mdesired为所述非端部料位预设值。

8.根据权利要求5或6所述的方法，其特征在于，该方法还包括：

在所述端部的料位小于端部料位预设值且所述非端部位置处的料位小于所述非端部料位预设值时，控制所述布料螺旋杆以较高转速旋转；

在所述端部的料位小于端部料位预设值且所述非端部位置处的料位大于或等于所述非端部料位预设值时，控制所述布料螺旋杆以中等转速旋转；以及

在所述端部的料位大于或等于端部料位预设值且所述非端部位置处的料位大于或等于所述非端部料位预设值时，控制所述布料螺旋杆以较低转速旋转或停止旋转。

9.一种螺旋布料系统，该系统包括螺旋驱动装置、布料螺旋杆以及摊铺槽，该布料螺旋杆位于所述摊铺槽内，且由所述螺旋驱动装置驱动旋转，其特征在于，该系统还包括：

根据权利要求1-4中任一项权利要求所述的控制设备；以及

料位检测装置，与所述接收装置相连，用于检测所述摊铺槽的左侧端部及右侧端部中的一端部的料位及该端部与所述摊铺槽中部之间一非端部位置处的料位。

10.一种工程机械设备，其特征在于，该设备包括根据权利要求9所述的系统。

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