CN103422521A - 应用于铲刀的摊铺方法及摊铺系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开的一种应用于铲刀的摊铺方法,包括以下步骤:获取摊铺厚度;控制所述铲刀的刀刃与摊铺基准面之间的垂直距离等于所述摊铺厚度;控制车体前进,以形成与所述摊铺厚度相对应的摊铺目标面。本发明提供的摊铺方法首先获取摊铺厚度,然后控制铲刀的刀刃与摊铺基准面之间的垂直距离等于摊铺厚度,接着控制车体前进,进而形成与摊铺厚度相对应的摊铺目标面。相比于背景技术中所介绍的内容,操作人员无需频繁手动调整铲刀的位置,亦无需手动控制铲刀前进。显然,上述摊铺方法减少了操作人员的劳动量,从而降低操作人员的劳动强度。本发明还公开了一种应用于铲刀的摊铺方法。
Description
技术领域
本发明涉及铲刀控制技术领域,尤其涉及一种应用于铲刀的摊铺方法。本发明还涉及一种应用于铲刀的摊铺系统。
背景技术
铲刀是推土机、平地机等工程机械的重要工作部件之一,其铰接于工程机械的车体上,并可通过驱动机构相对于车体转动,以根据不同的工况调整自身倾角,保证其正常工作。
当铲刀用于将土方、垃圾等摊铺为具有一定厚度的摊铺层时,操作人员需要进行调整铲刀位置、控制铲刀前进、摊铺完成后提升铲刀、控制铲刀后退等等操作,而随着摊铺量的不断增大,操作人员需要频繁操作,致使操作人员的劳动强度较大。
另外,由于人工操作存在较大的误差,导致铲刀的摊铺效果不理想,成形后的摊铺层平整度较差。
综上所述,如何解决操作人员的劳动强度较大的问题,已成为本领域技术人员亟待解决的技术难题。
发明内容
本发明的目的是提供一种应用于铲刀的摊铺方法,该方法能够降低操作人员的劳动强度。本发明的另一目的是提供一种应用于铲刀的摊铺系统。
为了实现上述目的,本发明提供如下技术方案:
一种应用于铲刀的摊铺方法,包括以下步骤:
S11、获取摊铺厚度;
S12、控制所述铲刀的刀刃与摊铺基准面之间的垂直距离等于所述摊铺厚度;
S13、控制车体前进,以形成与所述摊铺厚度相对应的摊铺目标面。
优选地,在上述摊铺方法中,所述步骤S12具体包括以下步骤:
控制所述刀刃及所述车体位于所述摊铺基准面内;
根据所述摊铺厚度计算所述铲刀的摊铺起始角,所述摊铺起始角为所述铲刀自第一状态提升至第二状态的倾角变化值,所述第一状态为所述刀刃位于所述摊铺基准面内,当所述摊铺厚度为恒定值时,所述第二状态为所述刀刃与所述摊铺基准面之间的垂直距离等于所述摊铺厚度;
提升所述铲刀,直至所述铲刀的倾角变化值等于所述摊铺起始角。
优选地,在上述摊铺方法中,还包括以下步骤:
当所述刀刃处于所述第一状态时,检测车体初始倾角;
当所述摊铺厚度为恒定值时,所述控制车体前进之后还包括以下步骤:检测车体当前倾角,当所述车体当前倾角等于所述车体初始倾角时,控制铲刀当前倾角等于所述车体初始倾角。
优选地,在上述摊铺方法中,当所述摊铺厚度为变量时:
所述第二状态为所述刀刃与所述摊铺基准面之间的垂直距离等于起始摊铺厚度,所述起始摊铺厚度为所述摊铺目标面的起始段所对应的摊铺厚度;
所述步骤S12还包括以下步骤:
根据所述摊铺厚度计算目标倾角,所述目标倾角为所述摊铺目标面与所述摊铺基准面之间的夹角;
所述步骤S13具体包括以下步骤:
控制车体前进,检测车体当前倾角;
当所述车体当前倾角等于所述目标倾角时,控制所述刀刃位于车体当前所处的平面内,以形成与所述摊铺厚度相对应的摊铺目标面。
优选地,在上述摊铺方法中,所述步骤S11具体包括以下步骤:
获取目标摊铺厚度H';
根据公式H=H'/η计算所述摊铺厚度,其中,H为所述摊铺厚度;η为车体的压实率。
优选地,在上述摊铺方法中,所述控制车体前进之后还包括以下步骤:
检测铲刀的负载压力是否等于空载压力,如果是,则控制车体反向前进。
优选地,在上述摊铺方法中,所述控制车体前进之后还包括以下步骤:
检测车体的实时速度ν,根据公式S=∫νdt计算车体的行走距离S,其中,dt为车体的行走时间t的微分;
当所述行走距离S等于摊铺距离时,控制车体反向前进。
一种应用于铲刀的摊铺系统,包括:
摊铺厚度获取单元;
铲刀控制单元,用于控制铲刀的刀刃与摊铺基准面之间的垂直距离等于摊铺厚度;
车体控制单元,用于控制车体前进,以形成与所述摊铺厚度相对应的摊铺目标面。
优选地,在上述摊铺系统中,所述铲刀控制单元具体包括:
铲刀复位单元,用于控制所述刀刃及车体位于所述摊铺基准面内;
角度计算单元,用于根据所述摊铺厚度计算所述铲刀的摊铺起始角,所述摊铺起始角为所述铲刀自第一状态提升至第二状态的倾角变化值,所述第一状态为所述铲刀的刀刃位于所述摊铺基准面内,当所述摊铺厚度为恒定值时,所述第二状态为所述刀刃与所述摊铺基准面之间的垂直距离等于所述摊铺厚度;
倾角检测单元,用于检测所述铲刀的倾角变化值;
铲刀提升单元,用于提升所述铲刀,直至所述铲刀的倾角变化值等于所述摊铺起始角。
优选地,在上述摊铺系统中,所述摊铺系统包括远程子系统、无线通讯子系统和车载子系统,所述铲刀控制单元和所述车体控制单元设置于所述车载子系统上,所述摊铺厚度获取单元设置于所述远程子系统上,所述车载子系统通过所述无线通讯子系统与所述远程子系统相连。
在上述技术方案中,本发明提供的摊铺方法首先获取摊铺厚度,然后控制铲刀的刀刃与摊铺基准面之间的垂直距离等于摊铺厚度,接着控制车体前进,进而形成与摊铺厚度相对应的摊铺目标面。相比于背景技术中所介绍的内容,操作人员无需频繁手动调整铲刀的位置,亦无需手动控制铲刀前进。显然,上述摊铺方法减少了操作人员的劳动量,从而降低操作人员的劳动强度。
由于上述摊铺方法具有上述技术效果,应用该摊铺方法的摊铺系统也应具有相应的技术效果。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对本发明实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的应用于铲刀的摊铺方法的流程图;
图2为本发明实施例提供的应用于铲刀的摊铺方法的又一流程图;
图3为本发明实施例提供的应用于铲刀的摊铺方法的再一流程图;
图4为本发明实施例提供的应用于铲刀的摊铺系统的结构框图;
图5为本发明实施例提供的铲刀控制单元的结构框图;
图6为本发明实施例提供的应用于铲刀的摊铺系统的又一结构框图。
具体实施方式
本发明的核心是提供一种应用于铲刀的摊铺方法,该方法能够降低操作人员的劳动强度。本发明的另一核心是提供一种应用于铲刀的摊铺系统。
为了使本领域的技术人员更好地理解本发明提供的技术方案,下面将结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。
如图1所示,本发明实施例提供的应用于铲刀的摊铺方法包括以下步骤:
S100、获取摊铺厚度;
在摊铺未进行时,裸露的平面记为摊铺基准面,铲刀应用于该摊铺方法后将摊铺介质铺设于摊铺基准面上,进而形成摊铺层,该摊铺层的上表面为摊铺目标面,而上述摊铺厚度为摊铺基准面与摊铺目标面之间的垂直距离,该垂直距离为摊铺目标面上的任一点与摊铺基准面之间的垂直距离。具体地,该摊铺厚度可由操作人员直接输入,也可根据操作人员输入的摊铺参数计算得到,该摊铺参数一般为摊铺总量、铲刀宽度和摊铺距离,其中:摊铺总量为单次所需摊铺的摊铺介质的总体积;铲刀宽度为铲刀两侧边之间的距离;摊铺距离为最终形成的摊铺层的长度。
鉴于不同场合下的摊铺要求,摊铺基准面与摊铺目标面之间的垂直距离可能为恒定值,也可能为变量,因此,可进一步提示操作人员进行选择,以判断摊铺厚度是否为恒定值,如果是,则将该摊铺厚度作为控制量,如果否,则可提示用户输入起始厚度、终止厚度,然后将这两个厚度值作为控制量。
S110、控制铲刀的刀刃与摊铺基准面之间的垂直距离等于摊铺厚度;
在实际操作过程中,刀刃可能高于摊铺基准面,即铲刀处于正状态,也有可能陷入摊铺基准面以下,即铲刀处于负状态,也有可能位于摊铺基准面内,即铲刀处于零状态。当铲刀位于正状态时,检测刀刃与摊铺基准面之间的垂直距离,如果该垂直距离大于摊铺厚度,则控制铲刀下降,直至刀刃与摊铺基准面之间的垂直距离等于摊铺厚度;如果该垂直距离小于摊铺厚度,则控制铲刀上升,直至刀刃与摊铺基准面之间的垂直距离等于摊铺厚度;如果该垂直距离等于摊铺厚度,则不动作。当铲刀处于负状态或零状态时,则直接控制铲刀上升,直至刀刃与摊铺基准面之间的垂直距离等于摊铺厚度。
S120、控制车体前进,以形成与摊铺厚度相对应的摊铺目标面。
上述车体为铲刀的安装基础,铲刀可相对于车体转动;此步骤中,控制车体前进后不进行其他操作时,将形成摊铺厚度为恒定值的摊铺目标面,而根据起始厚度和终止厚度的变化关系,不断调整铲刀,即可形成摊铺厚度为变量的摊铺目标面。
相比于背景技术中所介绍的内容,上述摊铺方法根据摊铺厚度即可调整铲刀的位置,并在位置调整结束后自动控制车体前进,使得操作人员无需频繁手动调整铲刀的位置,亦无需手动控制铲刀前进。显然,上述摊铺方法减少了操作人员的劳动量,从而降低操作人员的劳动强度。
如图2所示,在另一实施例中,上述步骤S110具体包括以下步骤:
S210、控制刀刃及车体位于摊铺基准面内;
刀刃及车体均位于摊铺基准面内,即铲刀处于零状态,此步骤即可理解为对铲刀进行复位,具体实施时,需检测铲刀当前所处的状态,如果为正状态或负状态,则控制铲刀复位至零状态,如果为零状态,则不动作。
S220、根据摊铺厚度计算铲刀的摊铺起始角,摊铺起始角为铲刀自第一状态提升至第二状态的倾角变化值,其中:第一状态为刀刃位于摊铺基准面内;当摊铺厚度为恒定值时,第二状态为刀刃与摊铺基准面之间的垂直距离等于摊铺厚度;
上述摊铺起始角为铲刀在摊铺的初始位置处的角度,当摊铺厚度为恒定值时,铲刀保持这一角度进行摊铺,当摊铺厚度为变量时,则需要不断调整铲刀的角度,以满足摊铺厚度的要求。需要说明的是,步骤S220还可与步骤S210同时进行,或者步骤S220在步骤S210之前进行。
具体计算摊铺厚度起始角时,当摊铺厚度为恒定值时,可根据公式δ=arcsin(H/c)计算,其中:δ为摊铺起始角,H为摊铺厚度,c为刀刃至铲刀与车体的铰点的距离(为了简化计算,可由铲刀臂长度代替)。
S230、提升铲刀,直至铲刀的倾角变化值等于摊铺起始角。
具体操作时,可向电磁比例阀发送控制信号,以控制升降液压缸动作,使得升降液压缸带动铲刀上升。以铲刀处于正状态为例,向电磁比例阀发送的控制信号的计算过程可参考以下方式:
1)、在铲刀处于正状态时,根据余弦定理可知,由升降液压缸、铲刀臂和车体铰接所组成的三角形中存在以下关系:
L2=b2+a2-2*b*a*cosε
L——当前液压缸长度;a——三角形的一个边长;b——三角形的另一边长;ε——正状态下以升降液压缸为边长所对的角,即a与b形成的夹角;
2)、当铲刀运动至零状态时,根据余弦定理可知,由升降液压缸、铲刀臂和车体铰接所组成的三角形中存在以下关系:
(L+△L)2=b2+a2-2*b*a*cosα
L——当前液压缸长度;a——三角形的一个边长;b——三角形另一边长;α——零状态下以升降液压缸为边长所对的角,即a与b形成的夹角;
△L——铲刀自正状态复位至零状态的过程中,升降液压缸的伸长长度;
3)根据升降液压缸的伸长长度△L确定控制器输出电流I,参考以下公式:
V=Sn△L
V——升降液压缸内所需流体体积;Sn——无杆腔截面积;
△L——铲刀自正状态复位至零状态的过程中,升降液压缸的伸长长度;
Q=CA(2△p/ρ)1/2
Q——流体流量,数值上等于上述公式中的V;C——流量系数;△p——电磁比例阀进出口的压力差;A——电磁比例阀开口面积;ρ——流体密度;
A=kI+m(即假设电磁比例阀开口面积和电流大小成线性对应关系)
k——系数;I——控制器输出电流;m——系数;A——比例阀开口面积。
由上述各公式即可计算并调节电磁比例阀的电流大小及通断时间完成铲刀自正状态复位到零状态的过程。同理地,铲刀自负状态复位至零状态、自零状态提升至铲刀的倾角变化值为摊铺起始角的状态等等与铲刀位置相关的位置调节均可参考上述计算方法。
可见,本实施例首先将铲刀复位,以便于铲刀的控制,提高铲刀的控制精度,其次通过铲刀的倾角变化值控制铲刀的状态,经过较为简单的计算即可进一步简化铲刀的控制。
需要说明的是,本实施例中的步骤S200和步骤S240分别与第一个实施例中的步骤S100和步骤S120一一对应,且内容基本相同,相应部分对应参考即可,此处不再赘述。
为了提高摊铺目标面的平整度,本发明实施例提供的摊铺方法中,当刀刃处于第一状态时,可进一步检测车体初始倾角,据此,当摊铺厚度为恒定值时,控制车体前进之后还包括以下步骤:
检测车体当前倾角,当车体当前倾角等于车体初始倾角时,控制铲刀当前倾角等于车体初始倾角。
上述车体初始倾角即车体位于摊铺基准面上时的倾角,该倾角为车体的纵向截面中,车体底部所处平面与预设平面之间的夹角,该预设平面可以是水平面;车体当前倾角为车体前进后,车体在检测时间点的倾角。
可以理解地,控制车体前进后,摊铺介质在摊铺基准面上堆置,车体前进的过程中不可避免地将与摊铺介质接触,并在摊铺介质的作用下呈现爬坡状态,此时,车体的倾角将发生变化;当整个车体上升至摊铺目标面内时,车体的倾角将恢复至车体初始倾角,而此时,如若铲刀的倾角仍然为摊铺起始角,那么摊铺目标面的厚度将发生一定变化。因此,为了避免摊铺基准面的摊铺厚度出现过大误差,当车体当前倾角等于车体初始倾角时,控制铲刀当前倾角等于车体初始倾角,此时,铲刀的刀刃与车体位于同一平面内,进而达到上述目的。
由于上述车体呈爬坡状态时,铲刀的位置将随之发生变化,为了降低铲刀位置的变化对摊铺目标面的平整度产生的不良影响,可控制铲刀下降,下降的角度可与车体在爬升过程中相对于摊铺基准面的倾角变化值相等。
当摊铺厚度为变量时,需要对摊铺起始角进行调整,具体地,上述第二状态为刀刃与摊铺基准面之间的垂直距离等于起始摊铺厚度,该起始摊铺厚度为摊铺目标面的起始段所对应的摊铺厚度,据此,如图3所示,上一实施例中的步骤S210之后具体包括以下步骤:
S320、判断摊铺厚度是否为恒定值,如果是,则进入步骤S330,否则进入步骤S331;
S330、计算第一摊铺起始角;
该第一摊铺起始角为铲刀的第二状态为刀刃与摊铺基准面之间的垂直距离等于摊铺厚度时计算得到的摊铺起始角。
S340、控制车体前进;
S331、计算第二摊铺起始角和目标倾角α;
该第二摊铺起始角为铲刀的第二状态为刀刃与摊铺基准面之间的垂直距离等于起始摊铺厚度时计算得到的摊铺起始角,该起始摊铺厚度为摊铺目标面的起始段所对应的摊铺厚度,起始段的具体位置由操作人员灵活确定;目标倾角α为摊铺目标面与摊铺基准面之间的夹角,该夹角可根据操作人员输入的起始厚度和终止厚度计算。
S341、控制车体前进;
S350、检测车体当前倾角β;
S360、判断α是否等于β,如果是,则进入步骤370,如果否,则进入步骤S350;
S370、控制刀刃位于车体当前所处的平面内,以形成与摊铺厚度相对应的摊铺目标面。
当α等于β时,则表征车体目前处于摊铺目标面内,此时控制刀刃位于车体当前所处的平面内,随着车体不断前进,即可修正车体位置变化对摊铺目标面的影响,以形成所需的摊铺目标面。
显然,上述方法为摊铺厚度为变量的工况提供一种较为优选的摊铺方法,使得铲刀能够根据需求摊铺出所需的摊铺目标面。
由于车体本身具有一定的重量,当车体爬升至摊铺层上之后,其将向介质施加压力,使得摊铺目标面与摊铺基准面之间的垂直距离小于摊铺厚度,为此,第一个实施例中的步骤S100具体包括以下步骤:
获取目标摊铺厚度H';
根据公式H=H'/η计算摊铺厚度,其中,H为摊铺厚度;η为车体的压实率。
上述压实率为车体经过后,摊铺目标面与摊铺基准面之间的垂直距离与理想情况下摊铺目标面与摊铺基准面之间的垂直距离(即目标摊铺厚度H')的比值。
在车体前进的过程中,常常出现摊铺介质从铲刀的两侧漏出的情况,致使车体的行驶距离未达到预设距离时,铲刀内已无摊铺介质,此时,如若铲刀依然沿原方向前进,无疑会导致驱动力的浪费。因此,进一步的技术方案中,上述各实施例中,控制车体前进之后还包括以下步骤:
检测铲刀的负载压力是否等于空载压力,如果是,则控制车体反向前进,如果否,则不动作。
铲刀的负载压力为摊铺介质施加于铲刀的作用力,当负载压力等于空载压力时,即表征铲刀内已不存在摊铺介质,即可控制车体反向前进,回复至摊铺原点。
当然,检测车体的行驶距离是否达到摊铺距离,还可通过在车体前进之后进行下述步骤实现:
检测车体的实时速度ν,根据公式S=∫νdt计算车体的行走距离S,其中,dt为车体的行走时间t的微分;
当行走距离S等于摊铺距离时,控制车体反向前进。
可见,上述方式通过对实时速度ν的积分实现车体行驶速度的精确计算,使得铲刀的摊铺质量更好,摊铺效率更高。具体地,车体的实时速度ν可采用速度传感器测得。
下面对本发明实施例提供的应用于铲刀的摊铺系统进行说明,下文描述的摊铺系统与上文描述的摊铺方法相对应,两者可相互参照。
如图3所示,本发明实施例提供的应用于铲刀的摊铺系统包括:
摊铺厚度获取单元100,其用于获取摊铺厚度,具体可检测用户直接输入的摊铺厚度值,也可以根据用户输入的其他参数计算摊铺厚度;
铲刀控制单元200,用于控制铲刀的刀刃与摊铺基准面之间的垂直距离等于摊铺厚度;
车体控制单元300,用于控制车体前进,以形成与摊铺厚度相对应的摊铺目标面。
由于上述摊铺系统是针对本发明第一个实施例提供的摊铺方法相对应的系统,所以其取得的有益效果请参考第一个实施例相应部分的描述即可,此处不再赘述。
如图5所示,优选的技术方案中,铲刀控制单元200具体包括:
铲刀复位单元210,用于控制刀刃及车体位于摊铺基准面内;
角度计算单元220,用于根据摊铺厚度计算铲刀的摊铺起始角,摊铺起始角为铲刀自第一状态提升至第二状态的倾角变化值,第一状态为铲刀的刀刃位于摊铺基准面内,当摊铺厚度为恒定值时,第二状态为刀刃与摊铺基准面之间的垂直距离等于摊铺厚度;
倾角检测单元230,用于检测铲刀的倾角;
铲刀提升单元240,用于提升铲刀,直至铲刀的倾角变化值等于摊铺起始角。
上述铲刀控制单元200首先将铲刀进行复位,以便于准确、方便地控制铲刀的位置,同时通过铲刀的倾角直接控制铲刀的位置,以形成所需的摊铺目标面,进而简化铲刀的控制程序。
一般地,倾角检测单元可采用倾角传感器,该倾角传感器所测得的数值是被测物相对于水平面的倾角。为了方便计算,以简化控制程序,增加程序运行的可靠性,当铲刀处于零状态时,倾角传感器所测得的数值为0,即此时倾角传感器的安装面位于水平面内。由此,铲刀由零状态开始抬升时,其倾角变化值即为倾角传感器所测数值,当倾角传感器所测的数值与摊铺起始角相等时,则表征铲刀的位置已经到达预定位置。同理地,用于检测车体当前倾角的另一倾角检测单元也可采用上述方式设置。
为了节省操作人员自身的计算量,本发明实施例提供的摊铺厚度获取单元100具体包括:
参数输入单元400,用于输入摊铺总量Q、摊铺距离S和铲刀宽度W;
厚度计算单元500,用于根据公式H=Q/(S*W)计算摊铺厚度H。
一般情况下,操作人员已知的摊铺参数为摊铺总量Q、摊铺距离S和铲刀宽度W,操作人员可根据上述三个量计算出摊铺厚度,然后人工输入。然而人工计算不仅增加操作人员的劳动强度,还会降低计算结果的准确性,而上述参数输入单元400和厚度计算单元500则仅需操作人员输入已知参数,计算工作则由厚度计算单元500承担,以此降低操作人员的劳动强度,并提高计算结果的准确性。
更优选的技术方案中,上述摊铺系统包括远程子系统11、无线通讯子系统12和车载子系统13,铲刀控制单元和车体控制单元设置于车载子系统13上,摊铺厚度获取单元100设置于远程子系统11上,进一步地,在上一方案的基础上,即将参数输入单元400和厚度计算单元500设置于远程子系统11上,车载子系统13通过无线通讯子系统12与远程子系统11相连。此方案将摊铺系统分为远程子系统11、无线通讯子系统12和车载子系统13三大模块,其中:
远程子系统11一般设置于车体之外的位置,其能够处理操作人员输入的信号,然后将上述信号转化为CAN(Controller Area Network,控制器局域网络)数据信号,并将这一CAN数据信号发送至无线通讯子系统12;
无线通讯子系统12包括远程端和车载端,远程端和车载端均负责CAN数据信号和无线电波的相互转换,以便于远程子系统11发出的CAN数据信号能够传递至车载子系统13;
车载子系统13中主要设置于车体和铲刀的运动相关的机构,如车载接收器、铲刀控制器、铲刀状态参数采集单元、铲刀电液一体执行机构等,以实现远程数据的接受、解析、运算控制、反馈、修正等智能自动摊铺的控制。显然,铲刀的控制无需操作人员处于车体内进行,无需操作人员进行驾驶等操作,进而更大幅度地降低操作人员的劳动强度,同时防止意外情况的发生。
上述摊铺系统可应用于遥控推土机中,以提高设备的自动化性能。
为了增加程序的安全性,可在远程子系统11中设置摊铺确认使能开关,当刀刃与摊铺基准面之间的垂直距离等于摊铺厚度时,操作人员确认可以进行摊铺后,按下摊铺确认使能开关,车体前进。上述摊铺确认使能开关可避免其他外部干扰物对摊铺进程的影响,或车体前进后对周围事物造成意外损害。进一步地,还可在远程子系统11中设置摊铺功能开关,该摊铺功能开关处于开启状态时,本发明实施例提供的摊铺方法开始运行,该摊铺功能开关处于关闭状态时,本发明实施例提供的摊铺方法不执行,此时操作人员手动调整铲刀的位置并控制车体前进等操作,以此便于操作人员根据不同的工况选择铲刀的控制方式。
当然,车载子系统13可以独立完成自动摊铺任务,也可以接受远程子系统11的指令完成自动摊铺任务。
以上对本发明所提供的应用于铲刀的摊铺方法及摊铺系统进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述,以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以对本发明进行若干改进和修饰,这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。
Claims (10)
1.一种应用于铲刀的摊铺方法,其特征在于,包括以下步骤:
S11、获取摊铺厚度;
S12、控制所述铲刀的刀刃与摊铺基准面之间的垂直距离等于所述摊铺厚度;
S13、控制车体前进,以形成与所述摊铺厚度相对应的摊铺目标面。
2.根据权利要求1所述的摊铺方法,其特征在于,所述步骤S12具体包括以下步骤:
控制所述刀刃及所述车体位于所述摊铺基准面内;
根据所述摊铺厚度计算所述铲刀的摊铺起始角,所述摊铺起始角为所述铲刀自第一状态提升至第二状态的倾角变化值,所述第一状态为所述刀刃位于所述摊铺基准面内,当所述摊铺厚度为恒定值时,所述第二状态为所述刀刃与所述摊铺基准面之间的垂直距离等于所述摊铺厚度;
提升所述铲刀,直至所述铲刀的倾角变化值等于所述摊铺起始角。
3.根据权利要求2所述的摊铺方法,其特征在于,还包括以下步骤:
当所述刀刃处于所述第一状态时,检测车体初始倾角;
当所述摊铺厚度为恒定值时,所述控制车体前进之后还包括以下步骤:检测车体当前倾角,当所述车体当前倾角等于所述车体初始倾角时,控制铲刀当前倾角等于所述车体初始倾角。
4.根据权利要求2所述的摊铺方法,其特征在于,当所述摊铺厚度为变量时:
所述第二状态为所述刀刃与所述摊铺基准面之间的垂直距离等于起始摊铺厚度,所述起始摊铺厚度为所述摊铺目标面的起始段所对应的摊铺厚度;
所述步骤S12还包括以下步骤:
根据所述摊铺厚度计算目标倾角,所述目标倾角为所述摊铺目标面与所述摊铺基准面之间的夹角;
所述步骤S13具体包括以下步骤:
控制车体前进,检测车体当前倾角;
当所述车体当前倾角等于所述目标倾角时,控制所述刀刃位于车体当前所处的平面内,以形成与所述摊铺厚度相对应的摊铺目标面。
5.根据权利要求1所述的摊铺方法,其特征在于,所述步骤S11具体包括以下步骤:
获取目标摊铺厚度H';
根据公式H=H'/η计算所述摊铺厚度,其中,H为所述摊铺厚度;η为车体的压实率。
6.根据权利要求1-5中任一项所述的摊铺方法,其特征在于,所述控制车体前进之后还包括以下步骤:
检测铲刀的负载压力是否等于空载压力,如果是,则控制车体反向前进。
7.根据权利要求1-5中任一项所述的摊铺方法,其特征在于,所述控制车体前进之后还包括以下步骤:
检测车体的实时速度ν,根据公式S=∫νdt计算车体的行走距离S,其中,dt为车体的行走时间t的微分;
当所述行走距离S等于摊铺距离时,控制车体反向前进。
8.一种应用于铲刀的摊铺系统,其特征在于,包括:
摊铺厚度获取单元;
铲刀控制单元,用于控制铲刀的刀刃与摊铺基准面之间的垂直距离等于摊铺厚度;
车体控制单元,用于控制车体前进,以形成与所述摊铺厚度相对应的摊铺目标面。
9.根据权利要求8所述的摊铺系统,其特征在于,所述铲刀控制单元具体包括:
铲刀复位单元,用于控制所述刀刃及车体位于所述摊铺基准面内;
角度计算单元,用于根据所述摊铺厚度计算所述铲刀的摊铺起始角,所述摊铺起始角为所述铲刀自第一状态提升至第二状态的倾角变化值,所述第一状态为所述铲刀的刀刃位于所述摊铺基准面内,当所述摊铺厚度为恒定值时,所述第二状态为所述刀刃与所述摊铺基准面之间的垂直距离等于所述摊铺厚度;
倾角检测单元,用于检测所述铲刀的倾角变化值;
铲刀提升单元,用于提升所述铲刀,直至所述铲刀的倾角变化值等于所述摊铺起始角。
10.根据权利要求8或9所述的摊铺系统,其特征在于,所述摊铺系统包括远程子系统、无线通讯子系统和车载子系统,所述铲刀控制单元和所述车体控制单元设置于所述车载子系统上,所述摊铺厚度获取单元设置于所述远程子系统上,所述车载子系统通过所述无线通讯子系统与所述远程子系统相连。
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