CN103946453A - 用于气动压实机的自动接地压力系统 - Google Patents

Abstract

一种接地压力控制器(50)，控制器可被构造成自动管理气动压实机器(10)中的轮胎充气压力。控制器(50)可按照尤其是机器重量(62)、机器(10)上的轮胎(64)的数量、轮胎的接地面积、压实表面(12)的类型以及环境温度(66)的参数而确定机器(10)的目标轮胎充气压力。机器(10)可包括压缩和排气单元，压缩和排气单元联接于气动轮胎，压缩和排气单元可被构造为按照目标胎压(60)调节气动轮胎的胎压。联接于压缩和排气单元的统一压力子系统(104)可被构造成测量轮胎的压力，并将胎压调节到目标压力。

Description

用于气动压实机的自动接地压力系统

技术领域

本发明涉及气动压实机器，更特别地，涉及一种用于自动控制所述压实机在其操作过程中的接地压力的装置。

背景技术

压实机器(也称为压土机和夯土机)被经常用于压实土、碎石、沥青以及其他与路床和其他陆上区域相关的可压实表面。一种这样类型的压实机器为鼓型压实机，其具有一个或多个鼓，所述鼓适于压实特定表面，所述压实机在所述特定表面上驱动。为了压实所述表面，所述鼓型压实机可包括具有振动机构的鼓组件，所述振动机构包括内外偏心块，所述偏心块设置在位于所述鼓内的可旋转轴上。振动的振幅和频率均可被控制以确定压实度。

压实机器的另一种类型为气动轮辊型压实机，为了获得有效的压实，所述气动轮辊型压实机依赖轮胎压力。为了成功操作所述气动压实机，接地压力应按照压实表面类型进行控制。典型地，操作者根据机器的重量、轮胎气压并且依据由机器制造商提供的表格而定的压实条件预估接地压力。依照特定路面压实任务，所述机器的总重可通过增加压载物(例如砂和/或水)而被控制。然而，用于指定压实表面条件和类型的合适胎压的错误预估可降低所述压实机的性能。

因此，提供一种用于控制气动压实机的系统将是有益的，所述系统无需操作者干预，并且从而完全自动化并能动态实现用于任何指定压实表现类型的合适胎压。

发明内容

按照本发明的一方面，披露了一种在气动压实机器中使用的接地压力系统。所述装置可包括控制器，所述控制器被构造成按照机器重量、轮胎数量、轮胎接地面积、压实表面类型以及环境温度确定目标胎压。所述控制器还可被构造成从统一胎压子系统接收当前胎压，从而按照所述当前胎压与所述目标胎压之间的差确定轮胎调节压力，并将所述轮胎调节压力传输到所述统一压力子系统。

按照本发明的另一方面，所述接地压力系统可用在压实机器中以有效和自动地为任何指定类型的压实表面提供合适的轮胎充气压力，并提供实时接地压力读取显示。

按照本发明的另一方面，所述接地压力系统可通过机器悬挂位移的测量自动提供当前机器重量。

按照本发明的另一方面，一种控制接地压力的方法包括输入装置，所述输入装置用于接收所述压实机器的重量、轮胎数量、总轮胎接地面积、环境温度以及压实表面类型的输入，从而用压缩和排气单元充气或放气胎压确定并做出合适的胎压调节，进而获得期望的胎压。

按照本发明的另一方面，一种压实机器包括气动轮胎和与所述气动轮胎相联的压缩和排气单元，其中所述排气单元被构造为按照当前胎压与目标胎压间的差调节胎压。

按照本发明的另一方面，一种压实机器可包括一种系统，其中所述轮胎在统一压力控制系统下，在所述控制系统下，多个压实机轮胎可被共同地逐渐充气和/或放气以提供公共的动态地确定的轮胎充气压力目标。

附图说明

图1为包含本发明部件的气动压实机器的透视图；

图2为示出包含在图1的压实机器中的接地压力系统的一优选操作的算法的框图；以及

图3为可包含在图1的物理压实机器中的几个子系统和单元的示意图。

具体实施方式

首先参见图1，气动压实机器10可用于压实和/或增加压实表面12(例如土、碎石和/或沥青混合物)的密度。机器10可具有一系列前压实轮以及一系列后压实轮，所述前压实轮包括气动充气轮胎14(前系列轮胎14)，所述后压实轮也包括气动充气轮胎16(后系列轮胎16)，前后系列轮胎14、16均可旋转地安装在机器10的主框架18上。

对本领域技术人员可理解的是，根据轮胎充气压力和被压实表面的柔度和硬度，气动压实机的真实性能将会不同。因此，例如低轮胎充气压力通常将改进压实机在较软地面上的牵引和耐久性，而较高的轮胎充气压力在较坚固的表面将提供更有益的结果。在这个意义上，所述压实表面在压实过程的早期阶段可能较软且密度较低，所述表面通常将变得逐渐密实并因此在所述压实机在所述表面上几个来回后更坚固。因此，可能有利的是根据压实表面的实时密度改变轮胎充气压力。

主框架18还可支撑压载物或压载箱(未示出)，以便根据和/或满足表面压实要求而向机器10提供额外重量。这样的压载箱在寒冷冬季操作期间可填充有砂或水或包含防冻液的其他物质。各前后系列轮胎14、16的多个轮胎可在结构和操作上相同，或者在一些情况下，前后轮胎的尺寸和结构可彼此存在偏差。一般地，无论前轮胎系列与后轮胎系列是否不同，所描述的操作性和功能效果各方面将以相同力施加。

现在参见图1和图2，按照在此的实施例，机器10可包括电子接地压力控制器50，所述控制器用作机载轮胎充气管理系统。所述控制器50适于测量真实轮胎充气压力，并自动实现并保持任何指定目标轮胎充气压力。为了实现该结果，机器10包括空气压缩机以及至少一个排气阀(描述于下)以管理前后系列轮胎14、16的胎压。此外，每个轮胎可气动地互连，以便每个轮胎内的所有压力可相同或按照任何特定希望的操作而改变。

在图2所披露的实施例中，所述控制器50可编程有机器10的关联参数，包括例如压实表面12、压实机总重62、轮胎数量64、环境温度66以及轮胎接地面积70。拥有所述参数，控制器50可被编程以自动计算合适的接地压力，为操作者显示所述压力同时记录该压力以便将来参考，并实时调节所述接地压力以实现最大压实效率。

例如，并进一步参照图2，控制器50可被如图所示地编程以利用被识别参数确定以60所示的目标胎压，所述参数包括压实表面12、压实机总重62、轮胎数量64、环境温度66以及轮胎接地面积70。一旦作出这样的确定，所述控制器50而后可通过比较任何当前胎压68的输入与任何既定目标胎压60而确定以72所示的目标胎压。之后，如80所示，所述控制器可使用所述确定目标胎压以提供信号去为所述轮胎充气或放气，从而实现所述目标胎压。

控制器50还可编程有额外优化。特别地，机器驾驶室数据显示单元(描述于下)可提供真实接地压力而非真实胎压、直接控制参数的实时读取。控制器50可支持接收仅一个轮胎的接地面积的能力，但随后可根据轮胎的真实数量将所述接地面积转换为总接地面积。

此外，通过利用机器悬挂位移的电子感应，控制器50可支持确定并显示机器10的当前重量的能力。如前所述，根据预定压实要求，使用压载物(包括砂、水)等可用于有效改变总机器重量。

控制器50可为综合系统的一部分，其中多个轮胎可在统一压力子系统下被共同管理，在所述子系统下，所述压实机轮胎可被共同逐渐充气和/或排气以实现公共的动态地确定的轮胎充气压力目标。所述控制器50还可被构造为记录接地压力以为将来参考。此外，所述控制器50可具有如下所述的操作者改写能力。

参见图3，压实机系统100可包含控制器50、输入装置102、统一压力子系统104以及压缩和排气单元106以调节前后系列轮胎14、16中的胎压。所述系统100还可包括可选的重量确定单元62’、可选的温度传感器66’以及可选的胎压传感器68’，并提供动态驾驶室内数据显示单元110，从而为了帮助操作者而显示所有相关系统参数。

输入装置102可适用于接收各种输入信号，所述信号关乎多种标记，包括目标压力改写参数、轮胎数量、压实表面和/或机器统计资料，例如机器重量和/或压载物重量。此外，除了任何增加的荷载(例如压载物或操作者)之外，可选的重量确定单元62’可动态确定所述压实机的重量。

在所披露的实施例中，虽然所述控制器和系统可独立操作或以一些改型的组合方式工作，但所述控制器50和所述系统100可一起工作。

压实机系统100的统一压力子系统104可包括气动管道结构，所述结构被构造成确保所有单独轮胎压力保持基本相等。所述子系统104因此可提供物理机构，通过所述机构，每个单独轮胎与所述压缩和排气单元106保持开放和直接的连通。

最后，如果和/或当可能被视为合适的，用户界面装置108可适用于使机器10的使用者改写控制器50的任何输出。如参见图3可理解的是，通过所述压缩和排气单元106与所述前后系列轮胎14、16互连的统一压力子系统104可由控制器50有效管理，从而按需连续执行不同胎压调整。

工业实用性

一般地，本发明可被证明对气动压实机特别有用。其还可能对其他工业机器是有用的，所述其他工业机器包括但不局限于特定装载机或在施工、农业和工业环境中使用的各种工作机器。

在操作中，所述气动压实机10可用于压实可压实表面，例如沥青路床、泥土填埋，或者用于机场跑道的碎石垫层。通过选择性地对机器10的所述前后系列轮胎14、16加压和放气，所述相关电子接地压力控制器50对自动保持期望或目标接地压力可能是有用的。通过利用至少总机器重量、轮胎数量、当前胎压、当前轮胎接触面积和环境温度的输入值，所述控制器50可适用于保持这样的目标接地压力。在所披露的实施例中，操作者可具有直接从车辆驾驶室管理目标接地压力的好处，并且在一些情况下，当被认为对机器操作者合适时，所述操作者可能能够通过用户界面装置108故意改写控制器输出。例如，如果压实表面条件明显超出正常或预期范围时，控制器50可提供实时调整其基础算法的能力。

最后，实时接地压力记录的其他特征以及由悬挂位移确定机器总重在操作者的改写决定中对操控者可能是有利的。

Claims (13)

1.一种接地压力控制器(50)，其能够根据：气动压实机重量、气动压实机的轮胎(64)的数量、轮胎的接地面积(70)、压实表面(12)类型以及环境温度(66)确定气动压实机的目标轮胎充气压力。

2.如权利要求1所述的控制器(50)，其中，所述控制器(50)还能够：

从统一压力子系统(104)接收当前胎压(68)；

根据所述当前胎压(68)与目标胎压(60)间的差确定轮胎调节压力；以及

将所述轮胎调节压力传输到所述统一压力子系统(104)。

3.如权利要求2所述的控制器(50)，所述控制器还能够将所述当前胎压(68)传输到显示装置。

4.如权利要求1所述的控制器(50)，所述控制器还能够根据所述压实机的悬挂位移确定所述气动压实机的重量。

5.如权利要求1所述的控制器(50)，所述控制器还能够：

接收改写的目标胎压(60)；

从统一胎压子系统接收当前胎压(68)；

根据所述当前胎压(68)与所述改写的目标胎压(60)间的差确定轮胎调节压力；以及

将所述轮胎调节压力传输到所述统一压力子系统(104)。

6.一种压实机器(10)，包括：

气动轮胎；

联接于所述气动轮胎的压缩和排气单元，所述压缩和排气单元能够根据目标胎压(60)调节所述气动轮胎的胎压；

联接于所述压缩和排气单元的统一压力子系统(104)，所述统一压力子系统(104)能够：

测量所述气动轮胎的胎压以及将调节胎压传输到所述压缩和排气单元；以及

控制器(50)，其能够：

根据气动压实机重量、所述气动压实机的轮胎(64)的数量、所述轮胎的接地面积(70)、压实表面(12)类型以及环境温度(66)确定气动压实机的目标轮胎充气压力；

根据所述当前胎压(68)与目标胎压(60)间的差确定轮胎调节压力；以及

将所述轮胎调节压力传输到所述统一压力子系统(104)。

7.如权利要求6所述的压实机器(10)，还包括输入装置(102)，其能够从至少温度传感器、胎压传感器和重量确定单元接收输入。

8.如权利要求6所述的压实机器(10)，还包括用户界面装置(108)，其包括控制器(50)改写能力。

9.如权利要求6所述的压实机器(10)，还包括当前胎压(68)显示单元(110)。

10.如权利要求7所述的压实机器(10)，还包括：所述输入装置(102)能够接收与目标压力改写参数相关的附加输入，所述参数包括所述压实表面(12)和总机器(10)重量。

11.如权利要求8所述的压实机器(10)，还包括：所述控制器(50)改写能力至少为所述压实表面(12)类型和总机器重量(62)的函数。

12.如权利要求7所述的压实机器(10)，还包括：所述重量确定单元能够根据所述机器(10)的悬挂位移确定所述压实机器(10)的重量。

13.如权利要求6所述的压实机器(10)，还包括多个气动压实机轮胎，所述轮胎的压力在所述统一压力子系统(104)下进行管理，在所述统一压力子系统(104)下，所述轮胎可被共同逐渐充气和/或放气，以提供公共的动态地确定的轮胎充气压力目标。