CN103526673A - 一种沥青洒布摊铺机喷洒接缝自动对齐控制装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种沥青洒布摊铺机喷洒接缝自动对齐控制装置及方法，针对沥青洒布摊铺机的分段式喷洒杆布局，在喷洒摊铺的开始阶段和停止阶段，通过程序控制和分段延时，实现喷洒接缝自动对齐。该控制装置包括控制器、触控显示器、速度传感器、角度传感器、前部喷嘴阀组、侧部喷嘴阀组和后部喷嘴阀组。控制方法为：(1)采集指令与数据；(2)计算前部喷嘴阀组到侧部喷嘴阀组前端的延时时间t₁；(3)计算侧部喷嘴阀组中相邻两个喷嘴阀的延时时间t₂；(4)计算侧部喷嘴阀组后端到后部喷嘴阀组的延时时间t₃；(5)喷洒摊铺开始阶段，控制器延时控制；(6)喷洒摊铺结束阶段，控制器延时控制。通过以上延时控制过程，完美实现喷洒边缘在路面接缝处自动对齐，避免了材料浪费和路面污染。

Description

一种沥青洒布摊铺机喷洒接缝自动对齐控制装置及方法

技术领域

本发明属于沥青洒布摊铺机技术领域，特别涉及到分段式喷洒杆布局的沥青洒布摊铺机技术领域。

背景技术

沥青洒布摊铺机是一种实现改性乳化沥青与沥青混合料同步洒布与摊铺的路面施工机械，主要用于道路的普通面层和超薄磨耗层的施工。乳化沥青的喷洒靠喷洒杆上安装的多个喷嘴阀实现，喷洒杆的安装需保证喷洒到地面上的乳化沥青材料不被机器的行走履带碾压破坏。鉴于此，喷洒杆一般采取以下两种布局：一种是一体式喷洒杆布局，所有喷嘴阀安装在同一根固定角度的喷洒杆上，并将此喷洒杆放置在履带后方；另一种是分段式喷洒杆布局，将喷嘴阀安装在多根喷洒杆上，喷洒杆分别放置在机身前部、机身两侧、履带后部，放置在机身前部、履带后部的喷洒杆角度固定，放置在机身两侧的喷洒杆与机身之间成一定夹角，且角度可变。

以往，多采用一体式喷洒杆布局，但这种布局在喷洒摊铺宽度改变的情况下，喷嘴阀不可避免的产生重叠，重叠部位需采用回收装置，在回收过程中，乳化沥青材料容易破乳损坏。因此这种喷洒杆布局使得机器结构复杂，且喷洒量的控制难度大，精度低。

分段式喷洒杆布局是一种新式结构，放置在机身前部和履带后部的喷洒杆宽度与机身宽度一致，因此在喷洒摊铺宽度改变的情况下，只需靠侧部喷洒杆与机身之间的夹角改变即可。这种喷洒杆布局无需回收装置，结构简单，喷洒量控制较容易，精度高。与前者一体式喷洒杆布局相比，具有很大的优势，是沥青洒布摊铺机发展的方向。

但分段式喷洒杆布局在前进方向上不在同一水平线上，当喷洒摊铺开始或喷洒摊铺结束时，若不采取特殊控制，无法保证喷洒边缘在路面接缝处对齐，这会造成局部位置乳化沥青缺少或多余，影响效果造成浪费，同时，喷洒出来多余的乳化沥青还会使得待铺路面以外的地方受到污染。

发明内容

基于以上现有技术中存在的缺陷，本发明要解决的技术问题在于：提供一种沥青洒布摊铺机喷洒接缝自动对齐控制装置及方法以解决现有分段式喷洒杆布局所造成的喷洒边缘在路面接缝处无法对齐问题，使得摊铺机在喷洒摊铺开始或喷洒摊铺结束时，保证喷洒边缘在路面接缝处对齐，实现完美的喷洒效果，避免材料浪费和路面污染。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种沥青洒布摊铺机喷洒接缝自动对齐控制装置，该控制装置包括控制器、触控显示器、速度传感器、角度传感器、前部喷嘴阀组、侧部喷嘴阀组和后部喷嘴阀组；触控显示器与控制器连接，向控制器发出指令；控制器分别与速度传感器、角度传感器、前部喷嘴阀组、侧部喷嘴阀组和后部喷嘴阀组连接；控制器实时采集速度传感器和角度传感器的测量结果，并对前部喷嘴阀组、侧部喷嘴阀组和后部喷嘴阀组的开闭进行延时控制。

进一步的，速度传感器用于测量摊铺机前进速度；角度传感器用于测量侧部喷嘴阀组与摊铺机机身之间的夹角。

进一步的，控制器具有记录功能，能够记录摊铺机暂停前各喷嘴阀组的开、闭状态及延时状态，并在摊铺机继续前进时自动恢复暂停前各喷嘴阀组的状态。

一种沥青洒布摊铺机喷洒接缝自动对齐控制方法，该方法的具体步骤是：

(1)采集指令与数据：当前部喷洒杆对齐路面接缝时，通过触控显示器发给控制器“喷洒摊铺开始”或“喷洒摊铺结束”指令，控制器实时采集角度传感器检测的两侧喷嘴阀组与机身之间的夹角δ，和速度传感器检测的机器前进速度V；

(2)计算前部喷嘴阀组到侧部喷嘴阀组前端的延时时间t₁：

$t_1=\frac{L_1}{V}\×60$

其中，t₁为从前部喷嘴阀组到侧部喷嘴阀组前端的延时时间，单位为s；L₁为从前部喷嘴阀组到侧部喷嘴阀组前端的距离，单位为m；V为机器前进速度，单位m/min；

(3)计算侧部喷嘴阀组中，相邻两个喷嘴阀的延时时间t₂：

$t_2=\frac{L_2\·\cos \mathrm{\δ}}{V\·(n-1)}\×60$

其中，t₂为侧部喷嘴阀组中相邻两个喷嘴阀的延时时间，单位为s；L₂为侧部喷嘴阀组的长度，单位为m；V为机器前进速度，单位m/min；δ为侧部喷嘴阀组与机身之间的夹角；n为侧部喷嘴阀组上喷嘴阀的个数；

(4)计算侧部喷嘴阀组后端到后部喷嘴阀组的延时时间t₃：

$t_3=\frac{L_3-L_2\·\cos \mathrm{\δ}}{V}\×60$

其中，t₃为侧部喷嘴阀组后端到后部喷嘴阀组的延时时间，单位为s；L₃为从侧部喷嘴阀组前端到后部喷嘴阀组的距离，单位为m；L₂为侧部喷嘴阀组的长度，单位为m；V为机器前进速度，单位m/min；δ为侧部喷嘴阀组与机身之间的夹角；

(5)喷洒摊铺开始阶段，控制器接收到触控显示器发出的“喷洒摊铺开始”的指令时，控制器开启前部喷嘴阀组，经延时时间t₁后，控制器开始启动侧部喷嘴阀组，并控制侧部喷嘴阀组从前往后每隔延时时间t₂开启一个侧部喷嘴阀；侧部喷嘴阀全部打开后，再经延时时间t₃，控制器开启后部喷嘴阀组；

(6)喷洒摊铺结束阶段，控制器接收到触控显示器发出的“喷洒摊铺结束”的指令时，控制器首先关闭前部喷嘴阀组，经延时时间t₁后，控制器开始关闭侧部喷嘴阀组，并控制侧部喷嘴阀组从前往后每隔延时时间t₂关闭一个侧部喷嘴阀；侧部喷嘴阀全部关闭后，再经延时时间t₃，控制器关闭后部喷嘴阀组。

进一步的，在喷洒摊铺开始阶段和喷洒摊铺结束阶段，摊铺机可随时暂停前进，控制器会记录暂停前各喷嘴阀组的开、闭状态及延时状态，并在摊铺机继续前进时自动恢复暂停前的状态。

进一步的，在喷洒摊铺开始阶段和喷洒摊铺结束阶段，可通过触控显示器随时关闭“喷洒摊铺开始”或“喷洒摊铺结束”指令，关闭指令后所有喷嘴阀组可共同打开或共同关闭。

本发明的有益效果是：该喷洒接缝自动对齐控制装置及方法自动化程度高，仅仅需输入“喷洒摊铺开始”或“喷洒摊铺结束”指令，即可通过对各组喷嘴阀的程序控制和分段延时，实现喷洒边缘在路面接缝处自动对齐，实现完美的喷洒效果，避免材料浪费和路面污染。

附图说明

图1是本发明的控制装置原理框图；

图2是喷洒摊铺开始时示意图；

图3是喷洒摊铺开始阶段示意图；

图4是喷洒摊铺结束时示意图；

图5是喷洒摊铺结束阶段示意图；

图中：1为前部喷嘴阀组、2为侧部喷嘴阀组、3为后部喷嘴阀组、L₁为从前部喷嘴阀组到侧部喷嘴阀组前端的距离、L₂为侧部喷嘴阀组的长度、L₃为从侧部喷嘴阀组前端到后部喷嘴阀组的距离、δ为侧部喷嘴阀组与机身之间的夹角。

具体实施方式

一种沥青洒布摊铺机喷洒接缝自动对齐控制装置及方法，针对沥青洒布摊铺机的分段式喷洒杆布局，在喷洒摊铺的开始阶段和停止阶段，通过对各组喷嘴阀的程序控制和分段延时，实现喷洒边缘在路面接缝处自动对齐。下面结合附图对本发明做进一步详细说明。

如图1所示，该喷洒接缝自动对齐控制装置包括控制器、触控显示器、速度传感器、角度传感器、前部喷嘴阀组、侧部喷嘴阀组和后部喷嘴阀组；触控显示器与控制器连接，触控显示器向控制器发出“喷洒摊铺开始”或“喷洒摊铺结束”指令；控制器分别与速度传感器、角度传感器、前部喷嘴阀组、侧部喷嘴阀组和后部喷嘴阀组连接；控制器实时采集速度传感器和角度传感器的测量结果，并对前部喷嘴阀组、侧部喷嘴阀组和后部喷嘴阀组的开闭进行实时控制；速度传感器用于测量摊铺机前进速度；角度传感器用于测量侧部喷嘴阀组与摊铺机机身之间的夹角；控制器具有记录功能，摊铺机暂停前进时，控制器会记录暂停前各喷嘴阀组的开、闭状态及延时状态，并在摊铺机继续前进时自动恢复暂停前各喷嘴阀组的所有状态。

如图2至图5所示，该喷洒接缝自动对齐控制方法的具体步骤是：

(1)采集指令与数据：当前部喷洒杆对齐待摊铺路面接缝时，触控显示器发给控制器“喷洒摊铺开始”或“喷洒摊铺结束”指令，控制器实时采集角度传感器检测的两侧喷嘴阀组与机身之间的夹角δ，和速度传感器检测的机器前进速度V；

(2)计算前部喷嘴阀组到侧部喷嘴阀组前端的延时时间t₁：其关系式可表示为，

$t_1=\frac{L_1}{V}\×60$

其中，t₁为从前部喷嘴阀组到侧部喷嘴阀组前端的延时时间，单位为s；L₁为从前部喷嘴阀组到侧部喷嘴阀组前端的距离，单位为m；V为机器前进速度，单位m/min；

(3)计算侧部喷嘴阀组中，相邻两个喷嘴阀的延时时间t₂：其关系式可表示为：

$t_2=\frac{L_2\·\cos \mathrm{\δ}}{V\·(n-1)}\×60$

其中，t₂为侧部喷嘴阀组中相邻两个喷嘴阀的延时时间，单位为s；L₂为侧部喷嘴阀组的长度，单位为m；V为机器前进速度，单位m/min；δ为侧部喷嘴阀组与机身之间的夹角；n为侧部喷嘴阀组上喷嘴阀的个数；

(4)计算侧部喷嘴阀组后端到后部喷嘴阀组的延时时间t₃，其关系式可表示为：

$t_3=\frac{L_3-L_2\·\cos \mathrm{\δ}}{V}\×60$

其中，t₃为侧部喷嘴阀组后端到后部喷嘴阀组的延时时间，单位为s；L₃为从侧部喷嘴阀组前端到后部喷嘴阀组的距离，单位为m；L₂为侧部喷嘴阀组的长度，单位为m；V为机器前进速度，单位m/min；δ为侧部喷嘴阀组与机身之间的夹角；

(5)开始阶段，控制器的延时控制。当控制器接收到触控显示器发出的“喷洒摊铺开始”的指令时，控制器开启前部喷嘴阀组，经延时时间t₁后，控制器开始启动侧部喷嘴阀组，并控制侧部喷嘴阀组从前往后每隔延时时间t₂开启一个侧部喷嘴阀；侧部喷嘴阀全部打开后，再经延时时间t₃，控制器开启后部喷嘴阀组。自此，摊铺机的所有喷嘴阀组延时开启完毕，喷嘴阀组全部打开。“喷洒摊铺开始”阶段结束后，喷洒边缘在路面接缝处全部对齐。

(6)结束阶段，控制器的延时控制。当控制器接收到触控显示器发出的“喷洒摊铺结束”的指令时，控制器首先关闭前部喷嘴阀组，经延时时间t₁后，控制器开始关闭侧部喷嘴阀组，并控制侧部喷嘴阀组从前往后每隔延时时间t₂关闭一个侧部喷嘴阀；侧部喷嘴阀全部关闭后，再经延时时间t₃，控制器关闭后部喷嘴阀组。自此，摊铺机的所有喷嘴阀组延时关闭完毕，喷嘴阀组全部关闭。“喷洒摊铺结束”阶段结束后，喷洒边缘在路面接缝处全部对齐。

(7)在“喷洒摊铺开始”或“喷洒摊铺结束”阶段，摊铺机可随时暂停前进，此时控制器会记录暂停前各喷嘴阀组的开、闭状态及延时状况，并在继续前进时自动恢复暂停前的状态。

(8)在“喷洒摊铺开始”或“喷洒摊铺结束”阶段，可通过触控显示器随时关闭“喷洒摊铺开始”或“喷洒摊铺结束”指令，关闭指令后所有喷嘴阀组可共同打开或共同关闭。

如图3所示，喷洒摊铺开始阶段示意图，阶段1所示为前部喷嘴阀组先开启，阶段2所示为侧部喷嘴阀组相邻两个喷嘴阀依次打开，阶段3所示为后部喷嘴阀组开启，自此，所有喷嘴阀组全部打开。喷洒摊铺开始阶段结束后，喷洒边缘在路面接缝处全部对齐。

如图5所示，喷洒摊铺结束阶段示意图，阶段1所示为前部喷嘴阀组先关闭，阶段2所示为侧部喷嘴阀组相邻两个喷嘴阀依次关闭，阶段3所示为侧部喷嘴阀组已关闭，正在等待延时，延时后关闭后部喷嘴阀组。喷洒摊铺结束阶段结束后，喷洒边缘在路面接缝处全部对齐。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用于限制本发明，凡在本发明的原理和原则之内，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 (6)

1.一种沥青洒布摊铺机喷洒接缝自动对齐控制装置，其特征在于：该控制装置包括控制器、触控显示器、速度传感器、角度传感器、前部喷嘴阀组、侧部喷嘴阀组和后部喷嘴阀组；触控显示器与控制器连接，向控制器发出指令；控制器分别与速度传感器、角度传感器、前部喷嘴阀组、侧部喷嘴阀组和后部喷嘴阀组连接；控制器实时采集速度传感器和角度传感器的测量结果，并对前部喷嘴阀组、侧部喷嘴阀组和后部喷嘴阀组的开闭进行延时控制。

2.如权利要求1所述的沥青洒布摊铺机喷洒接缝自动对齐控制装置，所述速度传感器用于测量摊铺机前进速度；角度传感器用于测量侧部喷嘴阀组与摊铺机机身之间的夹角。

3.如权利要求1或2所述的沥青洒布摊铺机喷洒接缝自动对齐控制装置，所述控制器具有记录功能，能够记录摊铺机暂停前各喷嘴阀组的开闭状态及延时状态，并在摊铺机继续前进时自动恢复暂停前各喷嘴阀组的状态。

4.一种如权利要求1所述的沥青洒布摊铺机喷洒接缝自动对齐控制装置的控制方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

(1)采集指令与数据：当前部喷洒杆对齐路面接缝时，通过触控显示器发给控制器“喷洒摊铺开始”或“喷洒摊铺结束”指令，控制器实时采集角度传感器检测的两侧喷嘴阀组与机身之间的夹角δ，和速度传感器检测的机器前进速度V；

(2)计算前部喷嘴阀组到侧部喷嘴阀组前端的延时时间t₁：

$t_1=\frac{L_1}{V}\×60$

其中，t₁为从前部喷嘴阀组到侧部喷嘴阀组前端的延时时间，单位为s；L₁为从前部喷嘴阀组到侧部喷嘴阀组前端的距离，单位为m；V为机器前进速度，单位m/min；

(3)计算侧部喷嘴阀组中，相邻两个喷嘴阀的延时时间t₂：

$t_2=\frac{L_2\·\cos \mathrm{\δ}}{V\·(n-1)}\×60$

其中，t₂为侧部喷嘴阀组中相邻两个喷嘴阀的延时时间，单位为s；L₂为侧部喷嘴阀组的长度，单位为m；V为机器前进速度，单位m/min；δ为侧部喷嘴阀组与机身之间的夹角；n为侧部喷嘴阀组上喷嘴阀的个数；

(4)计算侧部喷嘴阀组后端到后部喷嘴阀组的延时时间t₃：

$t_3=\frac{L_3-L_2\·\cos \mathrm{\δ}}{V}\×60$

其中，t₃为侧部喷嘴阀组后端到后部喷嘴阀组的延时时间，单位为s；L₃为从侧部喷嘴阀组前端到后部喷嘴阀组的距离，单位为m；L₂为侧部喷嘴阀组的长度，单位为m；V为机器前进速度，单位m/min；δ为侧部喷嘴阀组与机身之间的夹角；

(5)喷洒摊铺开始阶段，控制器接收到触控显示器发出的“喷洒摊铺开始”的指令时，控制器开启前部喷嘴阀组，经延时时间t₁后，控制器开始启动侧部喷嘴阀组，并控制侧部喷嘴阀组从前往后每隔延时时间t₂开启一个侧部喷嘴阀；侧部喷嘴阀全部打开后，再经延时时间t₃，控制器开启后部喷嘴阀组；

(6)喷洒摊铺结束阶段，控制器接收到触控显示器发出的“喷洒摊铺结束”的指令时，控制器首先关闭前部喷嘴阀组，经延时时间t₁后，控制器开始关闭侧部喷嘴阀组，并控制侧部喷嘴阀组从前往后每隔延时时间t₂关闭一个侧部喷嘴阀；侧部喷嘴阀全部关闭后，再经延时时间t₃，控制器关闭后部喷嘴阀组。

5.如权利要求4所述的控制方法，在步骤5和步骤6中，摊铺机可随时暂停前进，控制器会记录暂停前各喷嘴阀组的开、闭状态及延时状态，并在摊铺机继续前进时自动恢复暂停前的状态。

6.如权利要求4或5所述的控制方法，在步骤5和步骤6中，触控显示器可以随时关闭“喷洒摊铺开始”或“喷洒摊铺结束”指令，关闭指令后所有喷嘴阀组可共同打开或共同关闭。

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