CN104532723B - 摊铺机料位监测系统及监测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种摊铺机料位监测系统及监测方法，摊铺机料位监测系统包括用于获取刮板马达的进油口的压力信号的马达压力传感器、控制器及缺料报警灯，控制器根据压力信号控制缺料报警灯启闭。摊铺机料位监测方法，包括以下步骤：S1：利用马达压力传感器采集刮板马达的进油口处的压力信号；S2：将压力信号传送至控制器；S3：控制器将压力信号与其内部储存的压力设定值进行比较，若进油口处的压力小于或等于压力设定值，控制器控制缺料报警灯开启。本发明利用料位与刮板输料系统的负载之间的变化关系，通过监测刮板马达的进油口的压力的变化来判断摊铺机在作业过程中是否缺料并及时反馈给摊铺机驾驶员，以防止摊铺机在缺料状态下摊铺路面。
Description
技术领域
本发明涉及一种摊铺机料位监测系统及监测方法，属于工程机械技术领域。
背景技术
随着国家经济的发展，摊铺机已广泛应用于道路施工。摊铺机是移动作业设备，如图1所示，在摊铺过程中，混合料由料车运送到施工现场后，料车的仓门2打开，由料车的车斗1卸到摊铺机的料斗3中，摊铺机以一定的摊铺速度沿摊铺方向行驶，其刮板输料系统将混合料输送到摊铺机机身尾部，混合料被均匀地摊铺在路面上，由摊铺机进行初步压实后再由压路机反复压实，形成平整、均匀、坚实的路面。
摊铺机的刮板输料系统通常为半机械半液压式传动系统，主要包括刮板马达4，驱动总成5和刮板输送链6。摊铺机的液压系统驱动刮板马达4进而驱动驱动总成5，通过刮板输送链6实现输料作业。
摊铺机连续摊铺对路面的平整度具有重要的意义，连续输料又是摊铺机连续摊铺作业的前提。一般地，料车完成向摊铺机送料后驶离，摊铺机的料斗3随即合拢，刮板输送链6会将料斗3内的残留混合料输走，下一辆料车驶入，及时继续向摊铺机供料，通常料车之间的轮转由摊铺机机手指挥完成。在这一过程中，刮板输送链6上的料位高度应保持不变，如果料位降低且未及时补料造成刮板输料系统供料不足，将会严重影响成形路面的平整度。通常摊铺机机手通过观察料车的车斗1内混合料是否全部卸完来判断料车是否驶离，如果料车卸完料未能及时驶离，摊铺机的料斗3就不能正常合拢，料斗3中残余的混合料将不能及时补给刮板输料系统，这样供料不足现象就会发生。同样的，在前后料车的轮转作业中，当一辆料车驶离，摊铺机料斗已经将所有残余混合料补给刮板输料系统，下一辆料车未能及时驶入补料，也将会导致刮板输料系统供料不足。因此，摊铺机机手能否及时发现刮板输料系统上料位的变化对于该系统能否连续输料是非常重要的。在日常摊铺机作业中，机手通过观察料车的仓门2处的料位就可以判断出料车是否卸料完 毕。然而，摊铺机在进行夜间作业时，昏暗的灯光会影响摊铺机手的视觉，特别是在摊铺沥青混合料时，散发出来的烟尘在灯光照射下会遮挡机手的视线并影响其判断，发生刮板输料系统供料不足的现象较为频繁，严重影响施工质量。
为了避免由于机手误判造成的摊铺机缺料现象的发生，公开号为CN103411647A的中国专利提出，在摊铺机料斗处安装用以检测料位高度的料位检测传感器来采集信号，控制器对采集到的信号进行分析后，信号灯和喇叭发出指令，指导料车司机向摊铺机送料的整个工作循环。这种方案使得料车向摊铺机供料更加及时，有利于摊铺机作业效率的提高，同时降低了摊铺机机手的劳动强度。然而这种方案存在缺点：首先，料位检测传感器多为超声波传感器，环境温度的变化对其灵敏度会造成影响。其次，料位检测传感器安装于料斗上，料车卸料时混合料对其造成磨损，当料斗开合时容易对其产生磕碰。再次，料斗内的料位不是均匀地升高或降低，料位检测传感器也只能检测料斗内局部面积混合料的料位高度，所采集到料位信号并不能反映料位的整体变化。同时，通过信号灯和喇叭输出的指令没有通过摊铺机机手而直接传递给料车司机进行执行，提高了施工中由于机手之间不能有效交流发生错误操作的风险。因此，有必要设计一种能够更为直接有效地监测料位变化并指导机手作业的摊铺机料位监测系统。
发明内容
针对现有技术中存在的上述技术问题，本发明提供一种直接有效监测料位变化并指导摊铺机驾驶员作业的摊铺机料位监测系统及监测方法。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：
一种摊铺机料位监测系统，摊铺机包括刮板输料系统、料斗以及行走系统，所述刮板输料系统包括刮板马达、驱动总成以及刮板输送链，所述摊铺机料位监测系统包括用于获取所述刮板马达的进油口的液压油的压力信号的马达压力传感器、控制器以及缺料报警灯，所述马达压力传感器与控制器电连接，所述控制器与缺料报警灯电连接，所述马达压力传感器的压力信号传送至所述控制器，所述控制器将所述压力信号转变成控制信号控制所述缺料报警灯启闭。
优选地，所述摊铺机料位监测系统还包括安装于所述摊铺机的机身上，用于指挥料车轮转的料车作业指示灯。
优选地，所述摊铺机料位监测系统还包括延时开关，所述延时开关电连接于所述缺料报警灯与所述料车作业指示灯之间以使所述缺料报警灯开启预定时间后开启所述料车作业指示灯。
优选地，所述控制器与所述行走系统电连接以控制所述行走系统的启动或停止。
优选地，所述马达压力传感器设置于刮板马达进油口一侧，所述缺料报警灯设置于摊铺机操作室的操作面板上。
本发明还公开了一种摊铺机料位监测方法，包括以下步骤：
S1：利用马达压力传感器采集刮板马达的进油口处的压力信号；
S2：将采集到的压力信号传送至控制器；
S3：控制器将压力信号与其内部储存的压力设定值进行比较，若进油口处的压力小于或等于压力设定值，控制器控制缺料报警灯开启，警示摊铺机驾驶员缺料。
优选地，所述摊铺机料位监测方法还包括步骤S4：缺料报警灯警示摊铺机驾驶员缺料后，开启料车作业指示灯，警示料车驾驶员轮换料车。
优选地，步骤S4中的开启料车作业指示灯由摊铺机驾驶员手动开启。
优选地，步骤S4中，缺料报警灯通过延时开关控制料车作业指示灯开启。
优选地，所述摊铺机料位监测方法还包括步骤S5：缺料报警灯开启超过预定时间后，行走系统停止。
与现有技术中相比，本发明的摊铺机料位监测系统及监测方法具有的有益效果是：
1、利用料位与刮板输料系统的负载之间的变化关系，通过监测刮板马达的进油口的压力的变化来判断摊铺机在作业过程中是否缺料并及时反馈给摊铺机驾驶员，以防止摊铺机在缺料状态下摊铺路面。
2、压力传感器布置在刮板马达上，处远离混合料，避免了环境温度和磨损对料位检测传感器造成的影响，所采集到的刮板马达处的压力信号能够更加真实、有效地反映出料位的变化。
3、缺料报警灯开启一段时间后，开启料车作业指示灯进而通过料车作业指示灯警示料车轮转，并且在本发明的一个优选实施例中，缺料报警灯通过延时开关控制料车作业指示灯开启，以防止摊铺机驾驶员没有及时看到缺料报警灯的提示延误料车作业指示灯开启，从而导致摊铺机在缺料状态下摊 铺路面。
4、在摊铺机缺料报警灯开启一段时间(10s)后，控制器自动关闭行走系统，避免了由于摊铺机缺料对成形路面质量的影响。
附图说明
图1为现有技术中摊铺机输料系统的示意图；
图2为本发明的摊铺机料位监测系统的结构框图；
图3为本发明的摊铺机料位监测系统的工作流程图。
图中：1-车斗；2-仓门；3-料斗；4-刮板马达；5-驱动总成；6-刮板输送链；11-控制器；12-马达压力传感器；13-缺料报警灯；14-延时开关；15-料车作业指示灯；16-行走系统；17-料位监测开关。
具体实施方式
为使本领域技术人员更好的理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施例对本发明作详细说明。
如图2所示，本发明的实施例公开了一种摊铺机料位监测系统，摊铺机包括刮板输料系统、料斗以及行走系统16，刮板输料系统包括刮板马达、驱动总成以及刮板输送链，摊铺机料位监测系统包括马达压力传感器12、控制器11以及缺料报警灯13，马达压力传感器12与控制器11电连接，控制器11与缺料报警灯13电连接，马达压力传感器12获取刮板马达的进油口的压力信号并发送给控制器11，控制器11存储有压力预定值，控制器11将压力信号与压力预定值比较并控制缺料报警灯13启闭。具体地，马达压力传感器12设置于刮板马达进油口一侧，缺料报警灯13设置于摊铺机操作室的操作面板上。
在刮板输料系统中，刮板马达的压力大小主要取决于刮板输料系统工作时负载的大小，当混合料的料位降低，刮板输料系统负载减小，刮板马达的输出扭矩减小，刮板马达的进油口压力就会减小，所以通过监测刮板马达进油口处液压油的压力变化就能够监测出料位的变化。本发明选择在刮板马达进油口一侧加装马达压力传感器12用以采集刮板马达进油口处压力信号，马达压力传感器12数据输出端连接控制器11，控制器11接收马达压力传感器12所采集的压力信号，并分析出刮板马达的进油口的压力，将其与控制器11 存储的压力设定值比较，若进油口的压力小于压力设定值，控制器11控制缺料报警灯13开启以警示摊铺机驾驶员缺料。
值得说明的是：所述的压力设定值约等于当料位降低至设定高度时，刮板马达的进油口压力。如此，该压力设定值便可作为摊铺机是否缺料反映到刮板马达的进油口压力的比较基准。
在本发明的一个优选实施例中，摊铺机料位监测系统还包括安装在摊铺机机身上，用于指挥料车轮转的料车作业指示灯15，缺料报警灯13开启警示摊铺机驾驶员缺料后，料车作业指示灯15开启，警示料车驾驶员料车轮转，料车作业指示灯15可以通过摊铺机驾驶员手动控制，具体地，当摊铺机驾驶员看到缺料报警灯13报警，并确认料车车斗无料后手动开启料车作业指示灯15，料车驾驶员按照料车作业指示灯15的警示料车轮转，摊铺机驾驶员并在料车轮转期间(即上一料车正在驶离作业现场，下一料车尚未驶入作业现场的期间)合拢料斗，刮板输料系统开启输送料斗中的残余料。
所述的“料车轮转”是指卸载完摊铺料的料车驶离作业现场，载有摊铺料的料车驶入作业现场以为料斗供料。如图 3所示，在本发明的另一个优选实施例中，缺料报警灯13通过延时开关14控制料车作业指示灯15以使缺料报警灯13开启预定时间后开启料车作业指示灯15，具体地，将延时开关14电连接于缺料报警灯13与料车作业指示灯15之间。如此，当摊铺机驾驶员没有及时看到缺料报警灯13提示，在预定的时间(一般为5s)后，延时开关14将自动闭合，料车作业指示灯15开启以警示料车轮转。
在本发明又一个优选实施例中，控制器11与行走系统电连接，并控制行走系统16的启动或停止，即：控制器11根据压力信号与压力预定值比较结果，分析出摊铺机缺料并控制缺料报警灯13开启预定时间(一般为10s)后，控制器11关闭行走系统16，如此，能够有效防止下一辆料车未能及时向摊铺机供料而摊铺机却一直在缺料的状态进行摊铺的情况的发生。
为能够使摊铺机驾驶员根据施工现场选择是否使用上述实施例提供的料位监测系统，采用料位监测开关17控制料位监测系统的控制回路的通断。如此，需要使用料位监测系统时，闭合料位监测开关17即可。
本发明还提供了一种摊铺机料位监测方法,该方法为：利用马达压力传感器12采集刮板马达的进油口压力；将采集到的压力信号传送至控制器11；控制器11将压力信号(即刮板马达的进油口的压力)与其内部存储的压力设 定值进行比较，若进油口压力小于或等于压力设定值，控制器11控制缺料报警灯13开启，警示摊铺机驾驶员缺料；若进油口压力大于压力设定值，对摊铺机驾驶员不作警示。
为能够指挥料车轮转，以补充所缺摊铺料，在缺料报警灯13警示摊铺机驾驶员缺料后，开启料车作业指示灯15以警示料车轮转，从而使料车尽快补充所缺摊铺料。
控制料车作业指示灯15开启的方式有两种，一种是，由摊铺机驾驶员手动开启料车作业指示灯15；另一种是缺料报警灯13通过延时开关14控制料车作业指示灯15开启。
为避免摊铺机在一个相当长的时间内始终在缺料状态下进行摊铺，进而影响路面摊铺质量，将缺料报警灯13与摊铺机的行走系统16相关联，即在缺料报警灯13开启超过预定时间(一般为10s)后，利用控制器11关闭行走系统16。
由上述可知，如图3所示，并继续参考图2，本发明的优选实施例所提供的摊铺机料位监测系统的工作流程为：摊铺机驾驶员根据施工现场状况，闭合料位监测开关17启动料位监测系统，马达压力传感器12开始采集刮板马达的进油口的压力，并将所采集的压力信号发送给控制器11，控制器11接收到压力信号，分析出刮板马达的进油口的压力，并与控制器11所存储的压力设定值进行比较，若进油口的压力大于压力设定值，控制器11不发出任何指令，若进油口的压力小于或等于压力设定值，控制器11发出指令指示缺料报警灯13开启，缺料报警灯13在开启预定时间(一般为5s)后，通过延时开关14的闭合，使料车作业指示灯15开启，并且在预定时间(一般为10s)内，若进油口的压力始终小于或等于压力设定值，控制器11发出指令控制行走系统16关闭。
综上，本发明的摊铺机料位监测系统以及监测方法的优点是：
1、利用料位与刮板输料系统的负载之间的变化关系，通过监测刮板马达的进油口的压力的变化来判断摊铺机在作业过程中是否缺料并及时反馈给摊铺机驾驶员，以防止摊铺机在缺料状态下摊铺路面。
2、压力传感器布置在刮板马达上，处远离混合料，避免了环境温度和磨损对料位检测传感器造成的影响，所采集到的刮板马达处的压力信号能够更加真实、有效地反映出料位的变化。
3、缺料报警灯13开启一段时间后，开启料车作业指示灯15，进而通过料车作业指示灯15警示料车轮转，并且在本发明的一个优选实施例中，缺料报警灯13通过延时开关14控制料车作业指示灯15开启，以防止摊铺机驾驶员没有及时看到缺料报警灯13的提示延误料车作业指示灯15开启，从而导致摊铺机在缺料状态下摊铺路面。
4、在摊铺机缺料报警灯13开启一段时间(10s)后，控制器11自动关闭行走系统16，避免了由于摊铺机缺料对成形路面质量的影响。
Claims (10)
1.一种摊铺机料位监测系统，摊铺机包括刮板输料系统、料斗以及行走系统，所述刮板输料系统包括刮板马达、驱动总成以及刮板输送链，其特征在于，所述摊铺机料位监测系统包括用于获取所述刮板马达的进油口的液压油的压力信号的马达压力传感器、控制器以及缺料报警灯，所述马达压力传感器与控制器电连接，所述控制器与缺料报警灯电连接，所述马达压力传感器的压力信号传送至所述控制器，所述控制器将所述压力信号转变成控制信号控制所述缺料报警灯启闭。
2.根据权利要求1所述的摊铺机料位监测系统，其特征在于，还包括安装于所述摊铺机的机身上，用于指挥料车轮转的料车作业指示灯。
3.根据权利要求2所述的摊铺机料位监测系统，其特征在于，还包括延时开关，所述延时开关电连接于所述缺料报警灯与所述料车作业指示灯之间以使所述缺料报警灯开启预定时间后开启所述料车作业指示灯。
4.根据权利要求1所述的摊铺机料位监测系统，其特征在于，所述控制器与所述行走系统电连接以控制所述行走系统的启动或停止。
5.根据权利要求1所述的摊铺机料位监测系统，其特征在于，所述马达压力传感器设置于刮板马达进油口一侧，所述缺料报警灯设置于摊铺机操作室的操作面板上。
6.一种摊铺机料位监测方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：利用马达压力传感器采集刮板马达的进油口处的压力信号；
S2：将采集到的压力信号传送至控制器；
S3：控制器将压力信号与其内部储存的压力设定值进行比较，若进油口处的压力小于或等于压力设定值，控制器控制缺料报警灯开启，警示摊铺机驾驶员缺料。
7.根据权利要求6所述的摊铺机料位监测方法，其特征在于，还包括步骤S4：缺料报警灯警示摊铺机驾驶员缺料后，开启料车作业指示灯，警示料车驾驶员轮换料车。
8.根据权利要求7所述的摊铺机料位监测方法，其特征在于，步骤S4中的开启料车作业指示灯由摊铺机驾驶员手动开启。
9.根据权利要求7所述的摊铺机料位监测方法，其特征在于，步骤S4中，缺料报警灯通过延时开关控制料车作业指示灯开启。
10.根据权利要求7所述的摊铺机料位监测方法，其特征在于，还包括步骤S5：缺料报警灯开启超过预定时间后，行走系统停止。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20160928 Termination date: 20201224 |
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