CN102644232B - 铣刨机的控制方法和控制装置与铣刨机 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种铣刨机的控制方法和控制装置与铣刨机。该铣刨机包括：测距装置，安装于铣刨机的车身上，用于测量测距装置与地面之间的距离，该测距装置与地面之间的距离随后支腿的升降相应变化；控制装置，与测距装置和铣刨机的后支腿驱动机构分别连接，用于根据测距装置与地面之间的距离计算铣刨鼓底部与地面之间的距离，当铣刨鼓底部与地面之间的距离小于预设距离阈值时，通过后支腿驱动机构控制铣刨机的后支腿停止下降。采用本发明的技术方案，避免了铣刨鼓在未启动的状态下接触到地面而导致铣刨鼓支撑车身造成的安全隐患和铣刨刀口损伤，提高了铣刨机的可靠性和安全性，解决了铣刨机可能出现铣刨鼓支撑车身重量而出现安全隐患的问题。

Description

铣刨机的控制方法和控制装置与铣刨机

技术领域

本发明涉及工程机械领域，特别地，涉及一种铣刨机的控制方法和控制装置与铣刨机。

背景技术

铣刨机是沥青路面养护施工机械的主要机种之一，主要用于公路、城市道路等沥青砼面层清除拥包、油浪、网纹、车辙等。由于铣刨机工作效率高、施工工艺简单、铣削深度易于控制、操作方便灵活、机动性能好、铣削的旧料能直接回收利用等，因而广泛用于城镇市政道路和高速公路养护工程中。

铣刨机性能的好坏直接影响着路面铣刨工作的质量。施工过程中为保证施工质量，铣刨机工作时由调平装置控制支腿自动升降，目前的铣刨机的控制方法是：预先完成刀头对零和深度设置，开始作业时，支腿自动下降至设定高度，操作人员手动启动铣刨鼓，铣刨鼓与支腿同时下降，实现刨铣深度即为设定深度。

按照现有的铣刨机控制方法，铣刨机在施工过程中，需要操作人员手动启动铣刨鼓进行作业，如果支腿开始自动下降后没有及时启动铣刨鼓，或由于支腿下降速度过快以至未能及时启动铣刨鼓，则会出现安全隐患。

一种安全隐患是两个后支腿已经同时下降到铣刨鼓接触地面的高度，车身的重量由两前支腿和铣刨鼓支撑，而不是正常的由两个前支腿和两个后支腿共同支撑，而且在该过程中由于后支腿的实际高度值一直没有达到设定高度而导致驱动油缸一直收缩至极限状态。另一种安全隐患是两侧后支腿的下降高度不一致，导致车身倾斜，铣刨鼓一侧着地。上述两种情况存在着重大的安全隐患，而且对铣刨刀头会造成损害。

针对现有技术中存在的铣刨机可能出现铣刨鼓支撑车身重量导致安全隐患的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

发明内容

本发明的主要目的是提供一种铣刨机的控制方法和控制装置与铣刨机，以解决现有技术中的铣刨机可能出现铣刨鼓支撑车身重量导致安全隐患问题。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种刨铣机。

本发明提供的铣刨机包括：测距装置，安装于铣刨机的车身上，用于测量测距装置与地面之间的距离，测距装置与地面之间的距离随后支腿的升降相应变化；控制装置，与测距装置和铣刨机的后支腿驱动机构分别连接，用于根据测距装置与地面之间的距离计算铣刨鼓底部与地面之间的距离，当铣刨鼓底部与地面之间的距离小于预设距离阈值时，通过后支腿驱动机构控制铣刨机的后支腿停止下降。

进一步地，上述控制装置还用于检测铣刨鼓是否已启动，并在检测到铣刨鼓已启动后，停止计算刨铣鼓底部与地面之间的距离。

进一步地，上述测距装置为两个，分别安装于铣刨机的车身后部的两侧。

进一步地，上述测距装置为一个，安装于铣刨机的车身后部的中间位置。

进一步地，上述测距装置为一个，安装于铣刨机的车身后部的一侧。

进一步地，本发明提供的铣刨机还包括：倾角测量装置，用于测量铣刨机的车身相对地面的倾斜角；上述控制装置，与倾角测量装置连接，还用于当铣刨机的车身相对地面的倾斜角大于预设倾角阈值时，通过后支腿驱动机构控制铣刨机的后支腿停止上升或下降。

为了实现上述目的，根据本发明的另一个方面，提供了一种刨铣机的控制方法。

本发明提供的铣刨机的控制方法包括：获取测距装置与地面之间的距离；根据测距装置与地面之间的距离计算铣刨鼓底部与地面之间的距离；当铣刨鼓底部与地面之间的距离小于预设距离阈值时，控制铣刨机的后支腿停止下降。

进一步地，在获取测距装置与地面之间的距离之前还包括：检测铣刨鼓是否已启动，若铣刨鼓已启动，停止计算刨铣鼓底部与地面之间的距离，结束控制。

进一步地，在获取测距装置与地面之间的距离之前还包括：根据铣刨机的后支腿下降的速度设置预设距离阈值，后支腿下降的速度越快，预设距离阈值越大。

进一步地，在获取测距装置与地面之间的距离之后还包括：获取铣刨机的车身相对地面的倾斜角；当铣刨机的车身相对地面的倾斜角大于预设倾角阈值时，控制铣刨机的后支腿停止上升或下降。

为了实现上述目的，根据本发明的另一个方面，提供了一种刨铣机的控制装置。

本发明提供的铣刨机的控制装置包括：距离获取模块，用于获取测距装置与地面之间的距离；距离计算模块，用于根据测距装置与地面之间的距离计算铣刨鼓底部与地面之间的距离；控制模块，用于当铣刨鼓底部与地面之间的距离小于预设距离阈值时，控制铣刨机的后支腿停止下降。

进一步地，本发明提供的铣刨机的控制装置还包括：倾斜角获取模块，用于获取铣刨机的车身相对地面的倾斜角；控制模块，还用于当铣刨机的车身相对地面的倾斜角大于预设倾角阈值时，控制铣刨机的后支腿停止上升或下降。

根据本发明的技术方案，铣刨机设置有测距装置和控制装置，其中测距装置安装于铣刨机的车身上，用于测量测距装置与地面之间的距离，该测距装置与地面之间的距离随后支腿的升降相应变化；控制装置与测距装置和铣刨机的后支腿驱动机构分别连接，用于根据测距装置与地面之间的距离计算铣刨鼓底部与地面之间的距离，当铣刨鼓底部与地面之间的距离小于预设距离阈值时，通过后支腿驱动机构控制铣刨机的后支腿停止下降。从而避免铣刨鼓在未启动的状态下接触到地面，导致铣刨鼓支撑车身造成的安全隐患和铣刨刀口损伤，提高了铣刨机的可靠性和安全性，解决了铣刨机可能出现铣刨鼓支撑车身重量而出现安全隐患的问题。

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是根据本发明实施例的铣刨机的结构示意图；

图2是根据本发明第一实施例的铣刨机的测距装置安装位置的示意图；

图3是根据本发明第二实施例的铣刨机的测距装置安装位置的示意图；

图4是根据本发明第三实施例的铣刨机的测距装置安装位置的示意图；

图5是根据本发明实施例的铣刨机的控制方法的示意图；

图6是根据本发明实施例的铣刨机的控制装置的示意图；

图7是根据本发明实施例的铣刨机的信号传输的示意图；

图8是根据本发明实施例的铣刨机的控制流程图。

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。

图1是根据本发明实施例的铣刨机的结构示意图，如图所示，铣刨机的前支腿和后支腿13共同支撑车身17，铣刨鼓15设置在车身17后部，在施工过程中，在后支腿的驱动机构的驱动下，后支腿13自动下降，操作人员启动铣刨鼓15，铣刨鼓15随后支腿的下降而下降，对地面进行铣刨。本发明的实施例的铣刨机在车身上安装了测距装置，用于测量测距装置与地面之间的距离，该测距装置与地面之间的距离，随后支腿的升降相应变化。也就是当后支腿上升时，测距装置距离地面的距离相应增加；当后支腿下降时，测距装置距离地面的距离相应减小。

优选地，测距装置可以安装在车身的后部，图1中阴影区域19为测距装置可以安装的位置。当测距装置安装位置位于在后支腿的延伸线时，该测距装置与地面之间的距离最能反映后支腿的运动情况，从而对铣刨机控制更加精确。本发明的实施例的铣刨机还包括控制装置，与测距装置和铣刨机的后支腿驱动机构分别连接，根据测距装置与地面之间的距离计算铣刨鼓15底部与地面之间的距离，当铣刨鼓15底部与地面之间的距离小于预设距离阈值且铣刨鼓未启动时，通过后支腿驱动机构控制铣刨机的后支腿13停止下降。

本发明实施例的铣刨机的控制装置还可以用于铣刨鼓是否已启动，并在检测到铣刨鼓已启动后，停止计算刨铣鼓底部与地面之间的距离。具体方法可以是检测铣刨鼓的启动信号，并在接收到铣刨鼓的启动信号后，停止计算铣刨鼓15底部与地面之间的距离，退出根据距离控制后支腿13下降的控制过程。也就是说仅在铣刨鼓15处于未启动而且后支腿13处于下降状态的情况下，才开始根据测距装置测量到的距离计算铣刨鼓15底部与地面之间的距离，并与预设距离阈值进行比较。

后支腿驱动机构是在控制装置的控制下，驱动后支腿13进行下降或上升操作，所以控制装置本身可以获取后支腿13的运动状态。铣刨鼓15是通过操作人员的操纵启动的，操作人员通过对如按钮、拉杆、或者旋钮等操纵装置进行操作，在满足启动条件情况下发出启动控制信号，铣刨鼓13在接收到启动信号后启动，本发明实施例中的铣刨机的控制装置可以在后支腿13开始下降后，实时检测铣刨鼓15的启动信号，来判断铣刨鼓15是处于运行状态还是停止状态，未检测到启动信号认为铣刨鼓15仍然处于停止状态，检测到启动信号认为铣刨鼓15已经启动。一般而言，控制装置在后支腿13处于下降状态且铣刨鼓15处于停止状态时，才开始计算刨铣鼓15底部与地面之间的距离。这样控制更具有目标性，可以更加精确地避免铣刨鼓15在未启动的状态下接触到地面。本实施例的铣刨机也可以设置专门的后支腿动作状态检测装置和铣刨鼓运行状态检测装置，其中，后支腿动作状态检测装置用于检测后支腿13处于上升、下降、或停止的状态，铣刨鼓运行状态检测装置用于检测铣刨鼓是否启动，控制装置获取这两个装置的状态信号。这种方式由于增加了两个独立装置，相对复杂。

上述后支腿的驱动机构可以为液压驱动机构，具体形式为液压下降阀。上述铣刨鼓15底部与地面之间的预设距离阈值可以根据后支腿的下降速度进行设置，下降速度越快，预设距离阈值需要设置得越大。其中后支腿的下降速度可以根据液压油的流量得出，或者预先测量后支腿的平均下降速度以确定距离阈值。

图2是根据本发明第一实施例的铣刨机的测距装置安装位置的示意图，如图所示，第一实施例的铣刨机在车身后部的中央位置安装了一个测距装置21，测距装置21具体的安装高度可以根据车身情况和该测距装置21的测量范围确定，测距装置21安装位置固定后，与铣刨鼓15底部的距离也就相对固定，假设测距装置21距离铣刨鼓15底部的高度为H2，测距装置21测量到该测距装置21到地面的高度为H1，那么控制装置就可以根据H1和H2计算的铣刨鼓15底部距离地面的高度为H3=H1-H2。控制装置在后支腿13处于下降状态且铣刨鼓15处于停止状态时，根据测量到的H1开始计算刨铣鼓15底部与地面之间的距离H3，当H3小于预设距离阈值时，通过后支腿驱动机构控制铣刨机的后支腿13停止下降，防止铣刨鼓15在未启动的状态下接触地面。其中测距装置可以选择使用超声波测距装置、激光测距装置、或者红外线测距装置等形式。

第一实施例的铣刨机仅使用了一个测距装置，经济性好，但是没有考虑刨铣机因支脚动作不一致或路面不平导致的倾斜的问题。

图3是根据本发明第二实施例的铣刨机的测距装置安装位置的示意图，如图所示，第二实施例的铣刨机在车身后部的中央位置安装了两个测距装置31、33，测距装置31、33具体的安装高度可以根据车身和该测距装置31、33的测量范围确定，两个测距装置31、33安装高度保持一致，当铣刨机的车身平稳，两个测距装置测量到的至地面的距离一致，此时第二实施例的铣刨机的工作方式与第一实施例的铣刨机的工作步骤一致。

当铣刨机的车身出现倾斜时，两个测距装置31、33分别测量至地面的距离，控制装置根据两个测距装置31、33至地面的距离分别计算铣刨鼓15底部两侧距离地面的距离，当铣刨鼓15底部两侧中任一侧的距离小于预设距离阈值时，通过后支腿驱动机构控制铣刨机的后支腿13停止下降，防止铣刨鼓15在未启动的状态下接触地面。

优选地，控制装置还可以计算两个测距装置至地面之间的距离差，当该距离差超过一定数值时，控制后支腿13停止动作，防止铣刨机的倾斜角度过大。

图4是根据本发明第三实施例的铣刨机的测距装置安装位置的示意图，如图所示，本实施例的铣刨机在车身的一侧安装了倾角测量装置43，与控制装置连接，用于测量刨铣机车身的倾斜角度。本实施例中测距装置41可以如第一实施例中安装在车身的中央位置，也可以按照第二实施例中安装在车身的一侧，控制装置根据倾角测量装置43测量到的刨铣机车身相对地面的倾斜角α、以及测距装置41测量到该测距装置41到地面的高度为H3计算得出刨铣鼓15底部两侧至地面的距离，当任一侧距地的距离小于预设距离阈值时，通过后支腿驱动机构控制铣刨机的后支腿13停止下降，防止铣刨鼓15在未启动的状态下接触地面。

优选地，第三实施例的铣刨机还可以通过设置倾角阈值防止出现铣刨机的倾斜角度过大的问题，控制装置还可以用于当铣刨机的车身相对地面的倾斜角大于预设倾角阈值时，通过后支腿驱动机构控制铣刨机的后支腿停止上升或下降，防止铣刨机的倾斜角度过大，导致铣刨机倾覆等严重后果。

以上三个实施例中的测距装置均可以选择使用超声波测距装置、激光测距装置、或者红外线测距装置等形式，将声光等与距离有关的物理量转换为相应的距离信号传输给控制装置。

本发明的实施例还可以选择开关量测距装置，当所测得距离达到某一值时，测距装置输出开关量信号，此信号可以驱动继电器，由继电器控制支腿动作；或者将此开关量信号传输至控制装置实现控制。

上述的实施例铣刨机可以通过下面的控制方法进行控制，图5是根据本发明实施例的铣刨机的控制方法的示意图，如图5所示，该方法主要包括如下步骤：

步骤S51：获取测距装置与地面之间的距离；

步骤S53：根据测距装置与地面之间的距离计算铣刨鼓底部与地面之间的距离；

步骤S55：当铣刨鼓底部与地面之间的距离小于预设距离阈值时，控制铣刨机的后支腿停止下降。

其中，步骤S55中的预设距离阈值，可以在进行控制之前，根据后支腿下降的速度进行设置，以保证在铣刨鼓未接触地面之前，控制后支腿停止下降。

在上述步骤S55中还可以包括：检测所述铣刨鼓的启动信号，在接收到铣刨鼓的启动信号后，停止计算所述刨铣鼓底部与地面之间的距离，结束控制。从而避免在铣刨鼓启动后仍然进行距离的计算和判断，出现误判断对铣刨机正常工作造成影响。

当本实施例的铣刨机在车身两侧分别设置测距装置或增加倾角测量装置43的情况下，在步骤S51之后，本实施例的铣刨机的控制方法还可以包括：获取铣刨机的车身相对地面的倾斜角；当铣刨机的车身相对地面的倾斜角大于预设倾角阈值时，控制铣刨机的后支腿停止上升或下降。从而防止铣刨机的倾斜角度过大，导致铣刨机倾覆等严重后果。

上述实施例的铣刨机的控制方法可以通过下面的控制装置来实现，图6是根据本发明实施例的铣刨机的控制装置的示意图，如图6所示，该装置主要包括：距离获取模块61，用于获取测距装置与地面之间的距离；距离计算模块63，用于根据测距装置与地面之间的距离计算铣刨鼓底部与地面之间的距离；控制模块65，用于当铣刨鼓底部与地面之间的距离小于预设距离阈值时，控制铣刨机的后支腿停止下降。

进一步地，当本实施例的铣刨机在车身两侧分别设置测距装置或增加倾角测量装置43的情况下，本发明实施例的铣刨机的控制装置还可以包括倾斜角获取模块，用于获取铣刨机的车身相对地面的倾斜角；控制模块，还用于当铣刨机的车身相对地面的倾斜角大于预设倾角阈值时，控制铣刨机的后支腿停止上升或下降。

图7是根据本发明实施例的铣刨机的信号传输的示意图，如图7所示，测距装置将测量得到的距离信号传送给控制装置，控制装置经过计算和逻辑判断将控制信号传输给后支腿驱动机构。

图8是根据本发明实施例的铣刨机的控制流程图的示意图，如图8所示，铣刨机开始工作后，该控制流程包括：

S81，检测后支腿是否处于下降状态，若后支腿没有处于下降状态，则定时重复进行检测后支腿的状态，若后支腿开始下降，则开始执行S82；

S82，检测刨铣鼓是否已启动，如果刨铣鼓已经启动，那么结束控制流程，如果刨铣鼓没有启动，则执行S83，其中检测刨铣鼓是否启动的方法为是否检测刨铣鼓的启动控制信号，若检测到启动控制信号则可认为刨铣鼓已经启动，具体的方法可以是铣刨机开始工作后将刨铣鼓15的状态进行赋值，实时监测刨铣鼓的启动控制信号，当检测到该启动控制信号后，改变铣刨鼓的状态值，检测铣刨鼓15是否已启动时，只需要检查铣刨鼓15的状态值即可；

S83，获取测距装置测量到的该测距装置到地面的距离H1；

S84，根据H1以及测距装置距离铣刨鼓15底部的高度H2，计算的铣刨鼓底部距离地面的高度为H3=H1-H2；

S85，将H3与预设距离阈值进行比较，如果H3大于预设距离阈值，返回执行S82检测刨铣鼓是否已启动，如果H3小于预设距离阈值，执行步骤S86。

S86，通过后支腿驱动机构控制后支腿停止下降。

通过以上步骤，可以避免铣刨鼓在未启动的状态下接触到地面。

在车身两侧分别设置测距装置或增加倾角测量装置的情况下，还可以增加根据比较车身倾角与预设倾角阈值大小的步骤，当倾角大于预设倾角阈值时控制支脚停止动作，以防止出现因车身倾角过大导致倾翻或者铣刨鼓一侧触地的情况。

根据本发明的技术方案，铣刨机设置有测距装置和控制装置，其中测距装置安装于铣刨机的车身后部，用于测量测距装置与地面之间的距离；控制装置与测距装置和铣刨机的后支腿驱动机构分别连接，用于根据测距装置与地面之间的距离计算铣刨鼓底部与地面之间的距离，当铣刨鼓底部与地面之间的距离小于预设距离阈值时，通过后支腿驱动机构控制铣刨机的后支腿停止下降。从而避免铣刨鼓在未启动的状态下接触到地面，导致铣刨鼓支撑车身造成的安全隐患和铣刨刀口损伤，提高了铣刨机的可靠性和安全性。

显然，本领域的技术人员应该明白，上述的本发明的各模块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模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。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)

1.一种铣刨机，其特征在于，包括：

测距装置，安装于铣刨机的车身上，用于测量所述测距装置与地面之间的距离，所述测距装置与地面之间的距离随后支腿的升降相应变化；

控制装置，与所述测距装置和铣刨机的后支腿驱动机构分别连接，用于根据所述测距装置与地面之间的距离计算铣刨鼓底部与地面之间的距离，当所述铣刨鼓底部与地面之间的距离小于预设距离阈值时，通过所述后支腿驱动机构控制所述铣刨机的后支腿停止下降；所述控制装置还用于检测所述铣刨鼓是否已启动，并在检测到所述铣刨鼓已启动后，停止计算所述刨铣鼓底部与地面之间的距离。

2.根据权利要求1所述的铣刨机，其特征在于，所述测距装置为两个，分别安装于铣刨机的车身后部的两侧。

3.根据权利要求1所述的铣刨机，其特征在于，所述测距装置为一个，安装于铣刨机的车身后部的中间位置。

4.根据权利要求1所述的铣刨机，其特征在于，所述测距装置为一个，安装于铣刨机的车身后部的一侧。

5.根据权利要求3或4所述的铣刨机，其特征在于，还包括：

倾角测量装置，用于测量所述铣刨机的车身相对地面的倾斜角；

所述控制装置，与所述倾角测量装置连接，还用于当所述铣刨机的车身相对地面的倾斜角大于预设倾角阈值时，通过所述后支腿驱动机构控制所述铣刨机的后支腿停止上升或下降。

6.一种铣刨机的控制方法，其特征在于，包括：

获取测距装置与地面之间的距离；

根据测距装置与地面之间的距离计算铣刨鼓底部与地面之间的距离；

当所述铣刨鼓底部与地面之间的距离小于预设距离阈值时，控制所述铣刨机的后支腿停止下降；

在获取所述测距装置与地面之间的距离之前还包括：检测所述铣刨鼓是否已启动，若所述铣刨鼓已启动，停止计算所述刨铣鼓底部与地面之间的距离，结束控制。

7.根据权利要求6所述的控制方法，其特征在于，在获取所述测距装置与地面之间的距离之前还包括：

根据所述铣刨机的后支腿下降的速度设置所述预设距离阈值，所述后支腿下降的速度越快，所述预设距离阈值越大。

8.根据权利要求6所述的控制方法，其特征在于，在获取所述测距装置与地面之间的距离之后还包括：

获取所述铣刨机的车身相对地面的倾斜角；

当所述铣刨机的车身相对地面的倾斜角大于预设倾角阈值时，控制所述铣刨机的后支腿停止上升或下降。

9.一种铣刨机的控制装置，其特征在于，包括：

距离获取模块，用于获取测距装置与地面之间的距离；

距离计算模块，用于根据测距装置与地面之间的距离计算铣刨鼓底部与地面之间的距离；

控制模块，用于当所述铣刨鼓底部与地面之间的距离小于预设距离阈值时，控制所述铣刨机的后支腿停止下降；

其中，所述铣刨机的控制装置还用于检测所述铣刨鼓是否已启动，若所述铣刨鼓已启动，停止计算所述刨铣鼓底部与地面之间的距离，结束控制。

10.根据权利要求9所述的控制装置，其特征在于，还包括：

倾斜角获取模块，用于获取所述铣刨机的车身相对地面的倾斜角；

所述控制模块，还用于当所述铣刨机的车身相对地面的倾斜角大于预设倾角阈值时，控制所述铣刨机的后支腿停止上升或下降。