CN104074122A - 深度模拟控制器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种深度模拟控制器，包括壳体(13)、安装在该壳体(13)中的第一旋转轴(11)和第二旋转轴(12)以及设在该壳体(13)外的指针(14)和刻度盘(15)，所述第一旋转轴(11)上设有第一传动轮(17)、卷绳轮(16)和复位弹簧(18)，所述第二旋转轴(12)上设有与所述第一传动轮(17)传动连接的第二传动轮(19)，其中，所述卷绳轮(16)上卷绕有卷绳(2)，所述复位弹簧(18)用于当所述卷绳轮(16)转动时对所述第一旋转轴(11)施加复位旋紧力，所述指针(14)安装于所述第二旋转轴(12)上以跟随旋转。这种深度模拟控制器能够显示卷绳的伸缩变化并即时地反映伸缩变化量，结构简单、方便操作且显示方式直观。

Description

深度模拟控制器

本发明是申请日为2012年9月24日，申请号为201210357751.X，发明名称为“路面铣刨机及其作业方法”的发明专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及一种路面铣刨机，具体地，涉及一种能精确显示铣刨深度的路面铣刨机及其铣刨作业方法。

背景技术

如图1和图2所示，常见的用于市政道路的小面积养护铣刨施工的小型路面铣刨机中，在铣刨作业时普遍采用带刻度的标尺10(圆圈放大部分)直接安装于铣刨机后支腿油缸4的外套筒内，当标尺10按一定的安装要求(即在平整地面上，当铣刨鼓7降至与地面均匀接触时，标尺10的伸出刻度值为0)安装完毕以后，铣刨深度直接反映到标尺10的伸出刻度上，即随着铣刨的加深，标尺10上伸出部分的刻度代表实际铣刨深度。

但这种标尺需要在出厂时按要求安装准确并且之后难以更改，而且考虑到小型路面铣刨机的作业范围和一般作业要求，这种标尺10的刻度精度通常不高，只能粗略反映铣刨深度。标尺10刻度直接反映铣刨深度也只适用于该路面铣刨机的左右车轮6处于同一平面施工的情形，该情形下的标尺10伸出刻度才反映实际铣刨深度，如图1所示。然而在实际铣刨作业时，左右车轮6往往并不处于同一平面施工，如图2所示，右边标尺10的刻度反映了实际铣刨深度，而左边标尺10的刻度则不能反映实际铣刨深度。操作人员显然难以直观地参照刻度标尺10，不便于操作，而且由于标尺10刻度的精度不足，虽然在铣第一刀时能在铣刨宽度内铣削平整，但在铣第二刀时通过标尺的读数计算第二刀的铣刨深度同样会存在误差，导致难于将第二刀铣削路面与第一刀铣削路面衔接平整。

发明内容

本发明的目的是提供一种路面铣刨机及其作业方法，该路面铣刨机在作业时能够精确地反映铣刨深度，方便操作，铣刨路面更为平整。

为了实现上述目的，本发明提供一种路面铣刨机，该路面铣刨机包括支腿油缸、车轮安装架、机架和安装在该机架下方的铣刨鼓，所述车轮安装架通过所述支腿油缸支撑所述机架，其中，该路面铣刨机还包括铣刨深度显示与调平装置，该铣刨深度显示与调平装置包括深度模拟控制器和卷绳，该卷绳的一端卷绕于所述深度模拟控制器内，另一端连接到所述车轮安装架上，所述深度模拟控制器安装于所述机架上，以检测和显示所述卷绳的伸出长度的变化量。

优选地，所述深度模拟控制器包括壳体、安装在该壳体中的第一旋转轴和第二旋转轴以及设在该壳体外的指针和刻度盘，所述第一旋转轴上设有第一传动轮、卷绳轮和复位弹簧，所述第二旋转轴上设有与所述第一传动轮传动连接的第二传动轮，其中，所述卷绳卷绕于所述卷绳轮上，所述复位弹簧用于当所述卷绳轮转动时对所述第一旋转轴施加复位旋紧力，所述指针安装于所述第二旋转轴上以跟随旋转。

优选地，所述第一传动轮和第二传动轮为齿轮。

优选地，所述复位弹簧为卷簧或扭簧。

优选地，所述深度模拟控制器还包括用于调节所述复位弹簧的初始预紧力的调节件，该调节件安装于所述壳体外并连接于所述复位弹簧的端部。

优选地，所述深度模拟控制器还包括安装在所述壳体内的多个轴承，所述第一旋转轴和第二旋转轴的两端分别穿设于所述轴承中。

优选地，所述深度模拟控制器还包括指针调节螺母，所述第二旋转轴上安装有所述指针的一端形成为螺纹端，该螺纹端上设有台阶部，所述指针调节螺母螺接于所述螺纹端上并将所述指针抵靠在所述螺纹端的台阶部上。

优选地，该路面铣刨机还包括设在所述支腿油缸上方的安装支架，所述深度模拟控制器设置为固定安装在所述安装支架上以使得所述卷绳紧绷且竖直地连接于所述车轮安装架。

此外，本发明还相应地提供了一种路面铣刨机的作业方法，该路面铣刨机为本发明上述的路面铣刨机，该路面铣刨机的机架两侧的车轮安装架上分别设置有所述铣刨深度显示与调平装置，该作业方法包括：在进行铣刨作业之前对所述深度模拟控制器进行清零，即通过所述支腿油缸将所述铣刨鼓下降至接触待铣路面，同时将两个所述深度模拟控制器的铣刨深度显示值清零；在进行铣刨作业时，通过所述支腿油缸将所述铣刨鼓下降，直至所述深度模拟控制器的铣刨深度显示值为预设铣刨深度值时停止下降，而后操纵所述路面铣刨机向前铣刨。

优选地，若所述机架两侧的车轮安装架中安装的两个车轮分别处于第一刨铣面和比该第一刨铣面更高的第二刨铣面上并对所述第二刨铣面进行刨铣作业时，先获取所述第一刨铣面与第二刨铣面之间的高度差A，而后将所述路面铣刨机停靠在同一水平面上，将处于所述第二刨铣面一侧的所述深度模拟控制器进行清零，同时将处于所述第一刨铣面一侧的所述深度模拟控制器的铣刨深度显示值设置为所述高度差A的负值，最后对所述第二刨铣面进行所述铣刨作业。

通过上述技术方案，根据本发明的路面铣刨机上安装有铣刨深度显示与调平装置，卷绳一端连接到车轮安装架，另一端卷绕在深度模拟控制器内，深度模拟控制器跟随机架和铣刨鼓一起上下动作，从而可通过检测卷绳的伸出量变化值而反映出铣刨深度。这种机械式装置可人工调节或清零，方便操作，尤其方便操作人员进行多刀铣刨作业，铣刨精度更高，平整性好。

本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1为现有技术中常见的小型路面铣刨机的结构示意图，其中，该路面铣刨机的两侧车轮处于同一平面上，并且标尺部分作了放大示意；

图2是图1所示的小型路面铣刨机的结构示意图，其中，该路面铣刨机的两侧车轮分别处于不同高度的两个平面上；

图3为根据本发明的一种优选实施方式的路面铣刨机的结构示意图，其中，该路面铣刨机的两侧车轮处于同一平面上；

图4为根据本发明的一种优选实施方式的深度模拟控制器的结构示意图；

图5为图4所示的深度模拟控制器中的指针和刻度盘的结构示意图；

图6为图3所示的路面铣刨机的结构示意图，其中，该路面铣刨机的两侧车轮分别处于不同高度的两个平面上。

附图标记说明

1      深度模拟控制器       2      卷绳

3      拉钩                 4      支腿油缸

5      车轮安装架           6      车轮

7      铣刨鼓               8      机架

9      安装支架             10     标尺

11     第一旋转轴           12     第二旋转轴

13     壳体                 14     指针

15     刻度盘               16     卷绳轮

17     第一传动轮           18     复位弹簧

19     第二传动轮           20     调节件

21     轴承                 22     指针调节螺母

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

在本发明中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下”通常是针对附图所示的方向而言的或者是针对竖直、垂直或重力方向上而言的各部件相互位置关系描述用词。

如图3所示，本发明提供了一种路面铣刨机，该路面铣刨机包括支腿油缸4、车轮安装架5、机架8和安装在该机架8下方的铣刨鼓7，车轮安装架5通过支腿油缸4支撑机架8。其中，该路面铣刨机还包括铣刨深度显示与调平装置，该装置包括深度模拟控制器1和卷绳2，该卷绳2卷绕于深度模拟控制器1内且从中伸出并固定连接到车轮安装架5上，深度模拟控制器1用于检测和显示卷绳2的伸出长度的变化量并且安装到机架8上以跟随铣刨鼓7的升降运动。作为总的构思，本发明意在避免如图1所示的利用固定标尺来显示铣刨深度的缺点，使路面铣刨机在铣刨作业时能够精确地反映铣刨深度，并且方便操作。因此，对于路面铣刨机尤其是小型路面铣刨机，特设计一种能够检测和显示铣刨深度的机械式铣刨深度显示与调平装置，相对于现有的固定标尺形式的铣刨深度显示而言可具有更高精度和安装、操作的灵活性，如以下将叙述地，可通过调平操作能反映出真实的铣刨深度，而非机械的刻度值。而且更高精度的铣刨深度显示值可提高多刀铣刨时的平整度。其中，通过将卷绳2的一端可通过如图3中所示的拉钩3连接到车轮安装架5，从而处于相对固定位置，而另一端卷绕在深度模拟控制器1内。在铣刨机的操作过程时，铣刨鼓7和机架8一起向上或向下移动，深度模拟控制器1则跟随进行铣刨方向的垂直移动。铣刨鼓7向下铣刨时，卷绳2则回缩至深度模拟控制器1内，铣刨鼓7向上提升时，卷绳2则从深度模拟控制器1中拉出，深度模拟控制器1通过检测卷绳2的伸出长度则可换算出铣刨深度，因而这种机械式铣刨深度显示与调平装置的原理和安装都较为简单，但相较于固定式标尺，显然可具有更高精度，且安装和显示值都可人为控制或操作。

其中本领域技术人员可以理解的是，用于检测和显示卷绳2的伸出长度变化量的深度模拟控制器1可设计成各种电子式产品，例如通过位移感应器感应并精确检测卷绳2的伸出长度，而后通过显示屏显示。这种电子式产品往往需要结合控制系统进行复杂设计，开发和生产成本较高，例如大型路面铣刨机上采用的电子式调平装置，单个产品成本高达若干万元。因此作为一种优选实施方式，在此设计一种相应于伸缩式卷绳的机械式深度模拟控制器1。如图4和图5所示，该深度模拟控制器1包括壳体13、安装在该壳体13中的第一旋转轴11和第二旋转轴12以及设在该壳体13外的指针14和刻度盘15，第一旋转轴11上设有第一传动轮17、卷绳轮16和复位弹簧18，第二旋转轴12上设有与第一传动轮17传动连接的第二传动轮19，其中卷绳2卷绕于卷绳轮16上，复位弹簧18用于当卷绳轮16转动时对第一旋转轴11施加复位旋紧力，指针14安装于第二旋转轴12上以跟随旋转。这种机械式深度模拟控制器1的工作原理是：当卷绕在卷绳轮16上的张紧卷绳2(例如钢绳)在复位弹簧18的张紧作用下随铣刨深度的改变而伸缩时，与此同时，与卷绳轮16同轴的第一传动轮17带动第二传动轮19以一定的传动比旋转，而与第二传动轮19同轴的指针14随着第二传动轮19的旋转而摆动，此时如图5所示，指针14在摆动时所指示的刻度盘15上的刻度值可精确地换算成铣刨深度。

上述的深度模拟控制器的机械式构造中，为使得指针14指示值能精确反映出铣刨深度，则需要各机械部件之间的运行尤其是传动的精准和精确度高。其中尤为重要的是卷绳2的伸缩带动第一旋转轴11的旋转以及第一和第二旋转轴之间的传动。因此，第一传动轮11与第二传动轮12之间优选为结构简单且相对于带轮传递等传动更精准的齿轮传动方式。其中，第二传动轮19与第一传动轮17之间齿数比越大，即在第一传动轮17的齿数不变的情况下，第二传动轮19的齿数越多，则刻度盘15上整圈所显示的铣刨深度值越大，测量范围更大，但在整圈上的刻度相对精度小，装置尺寸正比放大。若所需测量的铣刨深度值小，则第二传动轮19与第一传动轮17之间的齿数比可减小，即在第一传动轮17的齿数不变的情况下，第二传动轮19的齿数可减小，刻度盘15上整圈显示的铣刨深度范围小，但精度提高，装置也更小巧。因此，可根据铣刨机的类型、铣刨机尺寸尤其是铣刨深度等参数，选择第二传动轮19与第一传动轮17之间的合适齿数比，以保证具有足够的测量范围的同时，保证更优的测量精度和深度模拟控制器的合理尺寸。

卷绳2的伸缩要带动第一旋转轴11的同步旋转，则需要通过复位弹簧18对第一旋转轴11施加一定的预紧力。这种复位弹簧18可以是卷簧或扭簧等。如图4所示，为安装方便，本实施方式中采用发条式卷簧，卷簧对第一旋转轴11施加的预紧力大小应可根据需要调节，尤其是初始预紧力。因此，本实施方式中的深度模拟控制器1还可包括用于调节复位弹簧18的初始预紧力的调节件20，该调节件20安装于壳体13外并能够作用于复位弹簧18上，例如连接于复位弹簧18的端部。当复位弹簧18为卷簧时，调节件20可为钩形件并钩挂在卷簧的内端，以通过旋动调节件20来旋紧卷簧或使之放松，以调节卷簧的初始预紧力。如图4所示，本实施方式中的这种调节件20形成为钩状元件，设置在壳体13外以便人工操作，该钩状元件可用来旋紧壳体13内的卷簧，以调整卷绳2在卷簧作用下的初始张紧力。此外如图4所示，第一旋转轴11和第二旋转轴12分别支承在壳体13内的多个轴承21上，该轴承21可安装在壳体13中的轴承安装座上。

为安装指针14并使之跟随第二旋转轴12同步旋转，在图4所示的指针14的一种优选安装结构中，该第二旋转轴12上安装有指针14的一端形成为螺纹端，螺纹端上螺接有指针调节螺母22，指针14可通过其安装环套设在该螺纹端上(例如退刀槽上)，并通过指针调节螺母22的旋紧而压靠在螺纹端的台阶部上。这样在指针调节螺母22拧紧时，指针14跟随第二旋转轴12同步旋转，在需要人工调节指针14的指示位置时，可松开指针调节螺母22，拨动指针14以指示所要对应的指示位置，而后拧紧指针调节螺母22即可。

上述的铣刨深度显示与调平装置在使用时，卷绳2需要紧绷且竖直拉伸，因此深度模拟控制器1也应设置在卷绳2的正上方，即车轮安装架5的正上方。为方便深度模拟控制器1的安装，该路面铣刨机还可包括设在支腿油缸4上方的安装支架9，深度模拟控制器1可方便地安装在该安装支架9上并调节横向安装位置，以使得卷绳2紧绷且竖直地连接于车轮安装架5。当然在特定的结构中，深度模拟控制器1也可安装在其它结构部件上，例如支腿油缸4的外套筒上，但这种结构部件至少应能够与机架8和铣刨鼓7同步上下移动。

此外，本发明还相应提供了一种采用本发明上述的路面铣刨机的作业方法，该路面铣刨机的机架8两侧的车轮安装架5上分别设置有上述铣刨深度显示与调平装置，该作业方法包括：在进行铣刨作业之前对深度模拟控制器1进行清零，即通过支腿油缸4将铣刨鼓7下降至接触待铣路面，同时将两个深度模拟控制器1的铣刨深度显示值清零，即待铣刨鼓7的刀尖均匀接触到地面时，松开指针调节螺母22，将指针14拨向刻度盘15上的0刻度位置，而后拧紧指针调节螺母22。在完成清理步骤后，可升起机架8和铣刨鼓7，铣刨机进入待铣刨状态。此时，若铣刨机的左右车轮6处于同一平面上进行铣刨施工，则在进行铣刨作业时，可在待铣路面之外的平地上通过支腿油缸4将铣刨鼓7下降，直至深度模拟控制器1的铣刨深度显示值为预设铣刨深度值时停止下降，而后操纵路面铣刨机向前铣刨即可。这种铣刨作业方法，可以在铣刨前先清零，铣刨时所铣深度将直接显示在模拟控制器上，很大程度上方便了操作人员的作业。

如图6所示，当第一刀先铣刨了左边路面，而后需要对右边路面进行第二刀铣刨作业时，则机架8两侧的车轮安装架5中安装的两个车轮6分别处于第一刨铣面(左边路面)和比该第一刨铣面更高的第二刨铣面(右边路面)上并对第二刨铣面进行刨铣作业。此时，可先获取第一刨铣面与第二刨铣面之间的高度差A(可通过左右两侧的深度模拟控制器1的铣刨深度显示值之差来获得该高度差A或者直接通过测量来获得该高度差A)，而后将路面铣刨机停靠在平地上，将处于第二刨铣面一侧的深度模拟控制器1进行清零，同时将处于第一刨铣面一侧的深度模拟控制器1的铣刨深度显示值设置为高度差A的负值(-A)，这样就完成在铣第二刀之前的调整。这样，在将车辆左右两侧的车轮6分别停靠在第一铣刨面和第二铣刨面上并将机架8和铣刨鼓7调平(即将左侧支腿油缸4的活塞杆向下调整高度A)后，当铣刨鼓7下降至第二铣刨面上时，左右两边的深度模拟控制器1的显示值均为0。当铣刨鼓7铣刨至第一铣刨面上时，右边的深度模拟控制器1的显示值为A，而左边的深度模拟控制器1的显示值也为A。因此，在对左右两侧的深度模拟控制器1做出上述调整后，可进行上述的铣刨作业，也就是可在已铣路面(第一铣刨面)上通过支腿油缸4将铣刨鼓7下降，直至左右两侧的两个深度模拟控制器1的铣刨深度显示值均为预设铣刨深度值(即A)时停止下降，而后操纵路面铣刨机向前铣刨，将第二铣刨面铣刨成与第一铣刨面平行。这样，在操作时较为简单方便，不会出错。在铣刨多刀时，依据深度模拟控制器1对铣刨深度的高精度检测和人工检测高度差A以及人工调整，从而获得连续两刀铣刨的衔接路面的高平整度。

以上所述的铣刨深度显示与调平装置尤其适用于小型路面铣刨机，也就是车轮式铣刨机并且铣刨鼓设置在两后车轮中间的路面铣刨机。当然，这种铣刨深度显示与调平装置也可用在铣刨鼓通常设置在铣刨机底盘中间的大型路面铣刨机中。相对于带标尺的常见小型路面铣刨机而言，本发明的路面铣刨机具有更高精度和更直观的操作性。相对于采用价格高昂的电子式调平装置的大型路面铣刨机而言，本发明的路面铣刨机中的铣刨深度显示与调平装置的价格极为低廉，而精度同样较高。

以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。

Claims (6)

1.一种深度模拟控制器，其特征在于，该深度模拟控制器(1)包括壳体(13)、安装在该壳体(13)中的第一旋转轴(11)和第二旋转轴(12)以及设在该壳体(13)外的指针(14)和刻度盘(15)，所述第一旋转轴(11)上设有第一传动轮(17)、卷绳轮(16)和复位弹簧(18)，所述第二旋转轴(12)上设有与所述第一传动轮(17)传动连接的第二传动轮(19)，其中，所述卷绳轮(16)上卷绕有卷绳(2)，所述复位弹簧(18)用于当所述卷绳轮(16)转动时对所述第一旋转轴(11)施加复位旋紧力，所述指针(14)安装于所述第二旋转轴(12)上以跟随旋转。

2.根据权利要求1所述的深度模拟控制器，其特征在于，所述第一传动轮(17)和第二传动轮(19)为齿轮。

3.根据权利要求1所述的深度模拟控制器，其特征在于，所述复位弹簧(18)为卷簧或扭簧。

4.根据权利要求1所述的深度模拟控制器，其特征在于，所述深度模拟控制器(1)还包括用于调节所述复位弹簧(18)的初始预紧力的调节件(20)，该调节件(20)安装于所述壳体(13)外并连接于所述复位弹簧(18)的端部。

5.根据权利要求1所述的深度模拟控制器，其特征在于，所述深度模拟控制器(1)还包括安装在所述壳体内的多个轴承(21)，所述第一旋转轴(11)和第二旋转轴(12)的两端分别穿设于所述轴承(21)中。

6.根据权利要求1所述的深度模拟控制器，其特征在于，所述深度模拟控制器(1)还包括指针调节螺母(22)，所述第二旋转轴(12)上安装有所述指针(14)的一端形成为螺纹端，该螺纹端上设有台阶部，所述指针调节螺母(22)螺接于所述螺纹端上并将所述指针(14)抵靠在所述螺纹端的台阶部上。