CN102653934B - 一种摊铺机料斗的控制系统、方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及工程机械领域，提供一种摊铺机料斗的控制技术，用于实现摊铺机料斗的自动控制。为此本发明实施例提供如下技术方案：一种摊铺机料斗的控制系统，包括用于控制料斗开的阀门和料斗合的阀，还包括：测距仪，安装在所述摊铺机上，用于测量料车与摊铺机上设定位置之间的距离；控制器，分别连接两个阀门的控制回路以及测距仪，用于根据所述测距仪的测量结果，确定料车与摊铺机设定位置之间的距离逐渐减小且小于等于设定的第一距离门限值时，控制开阀门得电动作以打开摊铺机料斗，或者确定料车与摊铺机之间的距离逐渐增大且大于等于设定的距离第二门限值且料位高度小于等于设定高度门限值时，控制闭阀门得电动作以关闭摊铺机料斗。

Description

一种摊铺机料斗的控制系统、方法和装置

技术领域

本发明涉及工程机械领域，特别涉及一种摊铺机料斗的控制技术。

背景技术

工程机械，是土石方施工工程、路面建设与养护、流动式起重装卸作业和各种建筑工程所需的综合性机械化施工工程所必需的机械装备的统称。主要用于国防建设工程、交通运输建设，能源工业建设和生产、矿山等原材料工业建设和生产、农林水利建设、工业与民用建筑、城市建设、环境保护等领域。

摊铺机是一种主要用于高速公路上基层和面层各种材料摊铺作业的施工设备。类型主要包括多功能摊铺机和沥青混凝土摊铺机。多功能摊铺机是路面施工机械之一，能够将稳定土均匀地摊铺在路基上的施工机械。沥青混凝土摊铺机用于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。分履带式和轮胎式两种。由牵引、摊铺和振实、熨平两部分组成。前者包括机架、动力装置、行走装置、料斗、料门、刮板输送器、螺旋摊铺器和驾驶室等。后者包括牵引臂、振实机构和熨平装置。

在摊铺机的实际作业过程中，料斗完成的工作是摊铺机完成循环作业的第一步，它接受来自料车倾卸的沥青或者稳定土，使之落入刮板输料器直至被输送到主机后方的料槽中，然后通过螺旋布料装置将料填满整个料槽。当卸料完毕，将料导入摊铺机料斗(不是一次性导入)，然后通过摊铺机推辊推动货车前进，等料用完了，需要机手操纵料斗闭合，将料送入刮板。

目前，基本都采用手动控制料斗阀门的开合，操作摊铺机的机手目测料车位置，当料车与摊铺机设定位置之间的距离逐渐减小时，机手手动控制阀门将料斗打开，待料车卸料完毕，料车离开摊铺机，机手再次手动控制阀门将料斗关闭，确保沥青料全部导入刮板输料器。手动控制料斗的开合一般通过点动板钮控制阀门控制回路来实现。现有技术中，因为需要根据机手人为目测结果进行控制，因此操作的精确性和可靠性较差，并且频繁操作料斗开关的工作也增大了机手的劳动强度。

发明内容

本发明提供一种摊铺机料斗的控制系统、方法和装置，用于实现料斗的自动控制。为此本发明提供如下技术方案：

一种摊铺机的料斗控制系统，包括用于控制摊铺机料斗打开的开阀门和控制摊铺机料斗闭合的闭阀门，还包括：

测距仪，安装在所述摊铺机上，用于测量料车与摊铺机上设定位置之间的距离；

控制器，分别连接所述开阀门和闭阀门的控制回路，以及测距仪，用于根据所述测距仪的测量结果，确定料车与摊铺机设定位置之间的距离逐渐减小且小于等于设定的第一距离门限值时，通过开阀门的控制回路使开阀门得电动作以打开摊铺机料斗；

料位测量器，位于所述摊铺机料斗中并连接所述控制器，用于测量摊铺机料斗中的料位高度，并将测量结果发送给所述控制器；

所述控制器进一步根据料位高度的测量结果，当料车与摊铺机设定位置之间的距离逐渐增大且大于等于设定的第二距离门限值，并且料位高度小于等于设定高度门限值时，通过闭阀门的控制回路使闭阀门得电动作以关闭摊铺机料斗，所述第一距离门限值小于第二距离门限值。

更进一步所述的料斗控制系统，还包括：手动控制开关以及手动/自动模式的转换开关，所述控制器和手动控制开关分别通过转换开关连接摊铺机料斗阀门的控制回路。

较佳的，所述转换开关为手动切换开关；或者

所述转换开关为自动控制开关且其控制回路连接所述控制器。

较佳的，所述测距仪为：雷达测距仪、红外线测距仪或者激光测距仪，安装在所述料斗上方与料车卸料口高度平齐的位置；

本发明实施例还提供一种摊铺机料斗的控制方法，包括：

接收测距仪测量的料车与摊铺机上设定位置之间距离的测量结果；

根据所述测距仪的测量结果，确定料车与摊铺机设定位置之间的距离逐渐减小且小于等于设定的第一距离门限值时，打开摊铺机料斗；

接收位于所述摊铺机料斗中的料位测量器测量的摊铺机料斗中的料位高度的测量结果；以及

根据料位高度的测量结果，当料车与摊铺机设定位置之间的距离逐渐增大且所述设定位置之间的距离大于等于设定的第二距离门限值且料位高度小于等于设定高度门限值时，关闭摊铺机料斗，所述第一距离门限值小于第二距离门限值。

本发明实施例还根据上述方法提供一种摊铺机的料斗控制装置，包括：

第一接收模块，用于接收测距仪测量的料车与摊铺机上设定位置之间距离的测量结果；

控制模块，用于根据所述测距仪的测量结果，确定料车与摊铺机设定位置之间的距离逐渐减小且所述设定位置之间的距离小于等于设定的第一距离门限值时，打开摊铺机料斗；

第二接收模块，用于接收位于所述摊铺机料斗中的料位测量器测量的料斗中的料位高度的测量结果；以及

所述控制模块，进一步用于根据料位高度的测量结果，当料车与摊铺机设定位置之间的距离逐渐增大且大于等于设定第二距离门限值，并且料位高度小于等于设定高度门限值时，关闭所述摊铺机料斗，所述第一距离门限值小于第二距离门限值。

应用本发明实施例提供的上述技术方案，当料车接近料斗到可以卸料的位置时，自动打开料斗，当卸料完毕，料车离开料斗一定距离时，摊铺机料斗内内余料不足时关闭料斗，从而提高控制料斗开合的精确性和可靠性，并减少机手频繁手动控制料斗的工作强度。

进一步利用安装在料斗中的料位测量器测量料位高度，根据料位的高度判断是否闭闭阀门。这样当料斗料位高度低于设定高度门限值时，需要关闭料斗，将料斗两侧的料送入刮板中，防止可能导致的断料，等下车料车过来时，再重新打开料斗，全程实现自动控制料斗的开合。

更进一步考虑到摊铺机可能在隧道等特殊地段施工，在这些特殊地段中，隧道壁等可能影响到测距仪的测量精度，或者单边料斗不能完全打开，这时采用手动控制模式更为合适，本发明实施例提供的料斗控制系统利用转换开关实现了自动控制模式和手动控制模式的转换。

附图说明

图1为本发明实施例提供的第一种料斗控制系统结构示意图；

图2为本发明实施例提供的第二种料斗控制系统结构示意图；

图3为本发明实施例提供的料斗控制方法具体示例流程示意图；

图4为本发明实施例提供的料斗控制装置结构示意图。

具体实施方式

针对现有技术中，摊铺机料斗控制需要根据机手人为目测结果进行，导致操作的精确性和可靠性较差，并且频繁操作摊铺机料斗开关的工作也增大了机手的劳动强度的问题，本发明实施例提供一种摊铺机料斗控制方法，利用测距仪自动测量料车与摊铺机之间的距离，并根据测量结果自动控制摊铺机料斗的开合，从而提高摊铺机料斗控制的精确性和可靠性，并降低机手的劳动强度。

如图1所示，本发明实施例提供的一种摊铺机的料斗控制系统，包括：

控制摊铺机料斗打开的开阀门1011及控制摊铺机料斗闭合的闭阀门1012；

测距仪102，安装在摊铺机上，用于测量料车与摊铺机上设定位置之间的距离；

控制器103，分别连接开阀门1011和闭阀门1012的控制回路，以及测距仪102，用于根据测距仪102的测量结果，确定料车与摊铺机设定位置之间的距离逐渐减小且小于等于设定的第一距离门限值时，通过开阀门1011的控制回路使开阀门1011得电动作以打开摊铺机料斗，或者确定料车与摊铺机设定位置之间的距离逐渐增大且大于等于设定的第二距离门限值时，且料位高度小于等于设定高度门限值时，通过闭阀门1012的控制回路使闭阀门1012得电动作以关闭摊铺机料斗。

上述方案中，设定的第一距离门限值是料车到达卸料位置的距离，该第一距离门限值根据实际需要设定，摊铺机上设定位置一般是指测量仪所在位置，也可以是与测量仪所在位置有一定间距的特定位置，总之可以判断料车与摊铺机料斗位置关系的特定位置都可以作为基准位置，并以选定的基准位置计算料车和摊铺机之间的距离，根据距离控制是否打开摊铺机料斗。第二距离门限是料车离开时可以闭合摊铺机料斗的位置，第一距离门限值应小于第二距离门限值。判断料车接近或者远离摊铺机的方法为，如果测量到得到之间的距离逐渐减小，则可以判定料车逐渐接近摊铺机，反之则在逐渐远离摊铺机。

应用上述技术方案，当料车与摊铺机设定位置之间的距离逐渐减小料斗到可以卸料的位置时，自动打开摊铺机料斗，当卸料完毕，料车离开摊铺机料斗一定距离时，关闭摊铺机料斗，从而提高控制摊铺机料斗开合的精确性和可靠性，并减少机手频繁手动控制摊铺机料斗的工作强度。

在上述方案中，测距仪102可以选择雷达测距仪、红外线测距仪或者激光测距仪等，如果选择这些类型的测距仪，一般安装在摊铺机料斗上方与料车的卸料口平齐的位置，可以精确测量小车卸料口与摊铺机料斗之间的距离。这些类型测距仪的工作原理基本相同，以雷达测距为例进行说明，雷达测距仪利用电磁波的反射原理测量距离，并将测量结果发送给控制器，控制器当测量料车与摊铺机之间小于设定阀值距离时，控制摊铺机料斗阀门的控制回路自动打开摊铺机料斗。

摊铺机料斗的开阀门和闭阀门一般选择电磁阀，采用电磁阀实现对摊铺机料斗液压回路的控制，控制器控制电磁阀回路电源的通断即可实现对阀门的开关控制，具体原理为本领域技术人员所熟知，这里不再详细说明。

利用测距仪自动测量料车和摊铺机某点之间的距离，当测量的距离从大至小变化且小于或等于设定距离门限值时，打开摊铺机料斗，反之当测量的距离从小至大变化且大于或等于设定距离门限值时，关闭摊铺机料斗。

为了防止非连续施工情况下，摊铺机料斗内装满料而摊铺机料斗自动模式下会自动闭合的特殊情况，从而导致摊铺机料斗撒料的情况发生。本发明实施例提供的摊铺机料斗控制系统中，可以进一步利用安装在摊铺机料斗中的料位测量器测量料位高度，根据料位的高度判断是否闭闭阀门。这样当摊铺机料斗料位高度低于设定高度门限值时，需要关闭摊铺机料斗，将摊铺机料斗两侧的料送入刮板中，防止可能导致的断料，等下车料车过来时，再重新打开摊铺机料斗，全程实现自动控制摊铺机料斗的开合。

仍参见图1所示，本发明实施例提供的摊铺机料斗控制系统进一步包括：

料位测量器104，位于摊铺机料斗中并连接控制器103，用于测量摊铺机料斗中的料位高度，并将测量结果发送给控制器103；

控制器103进一步根据料位高度的测量结果，当料车与摊铺机设定位置之间的距离逐渐增大且大于等于第一设定距离门限值，并且料位高度小于等于设定高度门限值时，通过闭阀门1012的控制回路使闭阀门得电动作以关闭摊铺机料斗。

考虑到摊铺机可能在隧道等特殊地段施工，在这些特殊地段中，隧道壁等可能影响到测距仪的测量精度，这时采用手动控制模式更为合适，鉴于此，参见图2所示，本发明实施例提供的摊铺机料斗控制系统，进一步还可以包括：

手动控制开关105以及手动/自动模式的转换开关106，控制器103和手动控制开关105分别通过转换开关106连接摊铺机料斗的开阀门1011和闭阀门1012的控制回路，转换开关106的作用是将手动控制开关105或者控制器103与摊铺机料斗的开阀门1011和闭阀门1012的控制回路连通。

根据图2，当转换开关106连通控制器103的开闭两路控制输出端与开阀门1011和闭阀门1012的控制回路时，通过控制器103自动控制摊铺机料斗的开合。当转换开关连通手动控制开关105的两路与开阀门1011和闭阀门1012的控制回路时，由手动控制开关105控制摊铺机料斗的开合。转换开关105可以是电动开关，该电动开关的控制回路连接控制器103，例如继电器开关，由控制器103控制电动开关动作。转换开关106也可以是手动转换开关，由机手控制其工作状态。

根据图2所示方案，本发明实施例提供的摊铺机料斗控制系统实际上有两种工作模式，一种是手动工作模式，一种是自动工作模式，两种工作模式可以利用转换开关106切换，两种工作模式根据不同的应用场景选择使用，非常灵活。

根据上述系统，本发明实施例提供的一种摊铺机料斗控制方法，在自动工作模式下，控制器的控制流程包括以下步骤：

步骤一、接收测距仪测量的料车与摊铺机上设定位置之间距离的测量结果；

步骤二、根据测距仪的测量结果，确定料车与摊铺机设定位置之间的距离逐渐减小且小于等于设定的第一距离门限值时，通过摊铺机料斗开阀门的控制回路使开阀门得电动作以打开摊铺机料斗，以及

步骤三、确定料车与摊铺机设定位置之间的距离逐渐增大且大于等于设定的第二距离门限值时，进一步根据料位高度是否低于设定的第二距离门限值，通过摊铺机料斗闭阀门的控制回路使闭阀门得电动作以关闭摊铺机料斗。

步骤一还包括：

接收位于连接摊铺机料斗中的料位测量器测量的摊铺机料斗中的料位高度的测量结果；以及

步骤三具体包括：根据料位高度的测量结果，当料车与摊铺机设定位置之间的距离逐渐增大且大于等于设定距离门限值，并且料位高度小于等于设定高度门限值时，通过摊铺机料斗闭阀门的控制回路使闭阀门得电动作以关闭摊铺机料斗。

如图3所示，以雷达测距仪为例，为本发明实施例提供的摊铺机料斗控制方法的一个具体示例，包括如下步骤：

S301、分别接收测距仪测量并发送的距离d，接收料位测量器发送并发送的料位高度h；

S302、判断雷达测距仪测量的距离d是否逐渐减小并小于等于第一距离门限D1，如果是则执行步骤S306打开摊铺机料斗；

S303、判断雷达测距仪测量的距离d是否逐渐增大并大于等于第二距离门限D2，如果是继续；

S304、判断料位测量器测量的料位高度h是否小于等于高度门限值H，如果是则执行步骤S305关闭摊铺机料斗；

S305、关闭摊铺机料斗；

S306、打开摊铺机料斗。

如图4所示，根据上述料斗的自动控制方法，本发明实施例还提供一种摊铺机的料斗控制装置，包括：

第一接收模块401，用于接收测距仪测量的料车与摊铺机上设定位置之间距离的测量结果；

控制模块402，用于根据测距仪的测量结果，确定料车与摊铺机设定位置之间的距离逐渐减小且距离小于等于设定距离门限值时，且料位高度小于等于设定高度门限值时,通过摊铺机料斗开阀门的控制回路使开阀门得电动作以打开摊铺机料斗，以及确定料车与摊铺机设定位置之间的距离逐渐增大且大于等于设定距离门限值时，通过摊铺机料斗闭阀门的控制回路使闭阀门得电动作以关闭摊铺机料斗。

进一步料斗控制装置，还包括：

第二接收模块403，用于接收位于摊铺机料斗中的料位测量器测量的摊铺机料斗中的料位高度的测量结果；以及

控制模块402，进一步用于根据料位高度的测量结果，当料车与摊铺机设定位置之间的距离逐渐增大且大于等于设定距离门限值，并且料位高度小于等于设定高度门限值时，通过闭阀门的控制回路使闭阀门得电动作以关闭摊铺机料斗。

应用上述技术方案，当料车接近料斗到可以卸料的位置时，自动打开料斗，当卸料完毕，料车离开料斗一定距离，且料位高度小于等于设定高度门限值时,关闭料斗，从而提高控制料斗开合的精确性和可靠性，并减少机手频繁手动控制料斗的工作强度。

进一步利用安装在料斗中的料位测量器测量料位高度，根据料位的高度判断是否闭闭阀门。这样当料斗料位高度低于设定高度门限值时，需要关闭料斗，将料斗两侧的料送入刮板中，防止可能导致的断料，等下车料车过来时，再重新打开料斗，全程实现自动控制料斗的开合。

更进一步考虑到摊铺机可能在隧道等特殊地段施工，在这些特殊地段中，隧道壁等可能影响到测距仪的测量精度，这时采用手动控制模式更为合适，本发明实施例提供的料斗控制系统利用转换开关实现了自动控制模式和手动控制模式的转换。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (7)

1.一种摊铺机料斗的控制系统，包括用于控制摊铺机料斗打开的开阀门和控制摊铺机料斗闭合的闭阀门，其特征在于，还包括：

测距仪，安装在所述摊铺机上，用于测量料车与摊铺机上设定位置之间的距离；

控制器，分别连接所述开阀门和闭阀门的控制回路以及测距仪，用于根据所述测距仪的测量结果，确定料车与摊铺机设定位置之间的距离逐渐减小且小于等于设定的第一距离门限值时，通过开阀门的控制回路使开阀门得电动作以打开摊铺机料斗；

料位测量器，位于所述摊铺机料斗中并连接所述控制器，用于测量摊铺机料斗中的料位高度，并将测量结果发送给所述控制器；

所述控制器进一步根据料位高度的测量结果，当料车与摊铺机设定位置之间的距离逐渐增大且大于等于设定的第二距离门限值，并且料位高度小于等于设定高度门限值时，通过闭阀门的控制回路使闭阀门得电动作以关闭摊铺机料斗，所述第一距离门限值小于第二距离门限值。

2.如权利要求1所述的控制系统，其特征在于，还包括：手动控制开关以及手动/自动模式的转换开关，所述控制器和手动控制开关分别通过转换开关连接摊铺机料斗阀门的控制回路。

3.如权利要求2所述的控制系统，其特征在于，所述转换开关可将控制回路切换为手动控制；或者

所述转换开关可将控制回路切换为自动控制，即其控制回路连接所述控制器。

4.如权利要求3所述的控制系统，其特征在于：

所述测距仪为：雷达测距仪、红外线测距仪或者激光测距仪，安装在所述料斗上方与料车卸料口高度平齐的位置。

5.如权利要求1所述的控制系统，其特征在于，所述料位测量器为料位高度传感器。

6.一种摊铺机料斗控制的方法，其特征在于，包括：

接收测距仪测量的料车与摊铺机上设定位置之间距离的测量结果；

根据所述测距仪的测量结果，确定料车与摊铺机设定位置之间的距离逐渐减小且小于等于设定的第一距离门限值时，打开摊铺机料斗；

接收位于所述摊铺机料斗中的料位测量器测量的摊铺机料斗中的料位高度的测量结果；以及

根据料位高度的测量结果，当料车与摊铺机设定位置之间的距离逐渐增大且所述设定位置之间的距离大于等于设定的第二距离门限值且料位高度小于等于设定高度门限值时，关闭摊铺机料斗，所述第一距离门限值小于第二距离门限值。

7.一种摊铺机料斗的控制装置，其特征在于，包括：

第一接收模块，用于接收测距仪测量的料车与摊铺机上设定位置之间距离的测量结果；

控制模块，用于根据所述测距仪的测量结果，确定料车与摊铺机设定位置之间的距离逐渐减小且小于等于设定的第一距离门限值时，打开摊铺机料斗；

第二接收模块，用于接收位于所述摊铺机料斗中的料位测量器测量的摊铺机料斗中的料位高度的测量结果；以及

所述控制模块，进一步用于根据料位高度的测量结果，当料车与摊铺机设定位置之间的距离逐渐增大且大于等于设定第二距离门限值，并且料位高度小于等于设定高度门限值时，关闭所述摊铺机料斗，所述第一距离门限值小于第二距离门限值。