CN106017964B - 一种摊铺机自动调平系统模拟实验装置及实验方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种摊铺机自动调平系统模拟实验装置，包括：信号发生器（11），用于产生路基不平度变化的模拟信号；伺服油缸（3），使活塞杆位移；纵坡传感器（8），用于检测伺服油缸（3）模拟的路面不平度变化；位移传感器（5），用于检测纵坡传感器（8）的高程变化；纵坡控制器（9），用于控制调平油缸（1）的动作；调平油缸（1），用于驱动调平大臂（6），进而调节熨平板（7）的仰角；工控机（10），用来采集路基不平度变化值、纵坡传感器（8）高度变化值及纵坡控制器（9）输出的信号。本发明还提供了一种相应的摊铺机自动调平系统模拟实验方法，本发明具有可真实模拟接触式自动调平系统运行过程、成本低、占地面积小等优点。

Description

一种摊铺机自动调平系统模拟实验装置及实验方法
技术领域
本发明属于工程机械技术领域，具体涉及一种摊铺机自动调平系统模拟实验装置及实验方法。
背景技术
沥青混凝土摊铺机是一种沥青路面施工中广泛应用的路面机械，用来将沥青混合料均匀摊铺在道路基层上，并进行初步振实和整平。路面平整度是沥青混凝土路面的一个很重要的技术指标，沥青混凝土摊铺机仅仅靠自身的找平能力已远远不能满足高等级路面施工的要求，为此，现代沥青混凝土摊铺机都另外加装了自动调平系统。
在摊铺机自动调平系统开发阶段需要调平系统实验装置来测试控制器等器件的性能参数，而目前通常是通过计算机软件仿真或将调平装置直接装到摊铺机上进行实验，软件仿真简单、成本低且容易实现，但实际效果和实物实验还是有很大区别的；而装到摊铺机上进行实际实验测试，成本高、不方便、耗时多、开发周期长。因此就需要一种简单、实用，能够模拟实际运行过程的摊铺机自动调平系统实验装置，从而可有效地缩短调平装置的研发周期。这种模拟实验装置同样也适合于各类学校相关专业的实验教学工作。
发明内容
本发明针对目前摊铺机自动调平系统实验装置所存在的上述问题，提供了一种摊铺机接触式自动调平系统模拟实验装置及实验方法，可有效的解决系统开发阶段调平系统运行过程模拟和器件性能参数的测试问题。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种摊铺机自动调平系统模拟实验装置，包括调平油缸、伺服油缸、位移传感器、调平大臂、纵坡传感器、纵坡控制器、工控机、信号发生器。
所述信号发生器，用于产生路基不平度变化的模拟信号，控制伺服油缸的活塞位移，并接收位移传感器的信号。
所述伺服油缸，根据输入信号的大小和方向使活塞杆做相应大小和方向的位移，并将位移信号输送到工控机。
所述纵坡传感器，用于检测伺服油缸模拟的路面不平度变化，并将检测值送至纵坡控制器。
所述位移传感器，用于检测纵坡传感器的高程变化，其输出信号分别传至工控机和信号发生器。
所述纵坡控制器，用于控制调平油缸的动作，并将输出的控制信号送至工控机。
所述调平油缸，用于驱动调平大臂，进而调节熨平板的仰角。
所述工控机，用来采集路基不平度变化值、纵坡传感器高度变化值及纵坡控制器输出的信号。
作为本发明的进一步改进，所述摊铺机自动调平系统模拟实验装置还包括电磁换向阀，电磁换向阀位于调平油缸和液压系统之间，用于执行纵坡控制器对调平油缸的控制动作。
所述伺服油缸，其位移量的检测靠自身所带的位移传感器实现。
所述的纵坡传感器通过立柱固定在调平大臂上，其摆动臂的下端搭在伺服油缸活塞杆上端的平台上。
所述位移传感器与纵坡传感器刚性连接。
工控机主机内插有模拟量和数字量接口板卡，用来采集信号。
工控机在屏幕上实时显示检测的数据。
本发明还提供了一种摊铺机自动调平系统模拟实验方法，包括如下步骤：
步骤1，信号发生器产生摊铺机工作时路基不平度变化的模拟信号，并传送至伺服油缸。
步骤2，伺服油缸，根据输入信号的大小和方向使活塞杆做相应大小和方向的位移，其输出的位移信号输送到工控机。
步骤3，当伺服油缸活塞杆在基准高度附近变化时，纵坡传感器将其转换成与路基不平度相对应的电信号，然后传送给纵坡控制器。
步骤4，纵坡控制器控制调平油缸的动作，直至纵坡传感器又恢复到原来的高度值。
步骤5，信号发生器输出一次路面不平度信号后便保持不变，直到在调平油缸的调节下纵坡传感器的高程又回到原来的标准高度，再输出下一个路基不平度模拟信号。
所述步骤3中，纵坡传感器的摆动臂的下端搭在伺服油缸活塞杆上端的平台上，当伺服油缸活塞杆在基准高度附近变化时，纵坡传感器的摆动臂做相应的摆动。
所述步骤4中，纵坡控制器通过电磁换向阀控制调平油缸的动作。
与现有技术相比，本发明具有可真实模拟接触式自动调平系统运行过程、成本低、占地面积小等优点。
附图说明
图1是本发明摊铺机自动调平系统模拟实验装置结构组成图。
其中，1、调平油缸；2、电磁换向阀；3、伺服油缸；4、液压系统；5、位移传感器；6、调平大臂；7、熨平板；8、纵坡传感器；9、纵坡控制器；10、工控机；11、信号发生器。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明做进一步说明。
参见图1，模拟装置包括调平油缸1、电磁换向阀2、伺服油缸3、液压系统4、位移传感器5、调平大臂6、熨平板7、纵坡传感器8、纵坡控制器9、工控机10、信号发生器11。
所述的伺服油缸3自身带有位移传感器（图中未画出），其信号输入端与信号发生器11的信号输出端连接，用来模拟摊铺路面不平度的变化；其位移信号输出端与工控机10内嵌接口板卡的信号输入端相连，用来将伺服油缸3活塞杆的位移变化送入工控机10。
所述的纵坡传感器8通过立柱固定在调平大臂6上，其摆动臂的下端搭在伺服油缸3活塞杆上端的平台上，用于检测伺服油缸3模拟的路面不平度变化，并将检测值通过连线送至纵坡控制器9。
所述位移传感器5与纵坡传感器8刚性连接，用于检测纵坡传感器8在基准高度附近的高程变化，其输出信号通过连线分别传至工控机10和信号发生器11。
所述的纵坡控制器9信号输出端分别与电磁换向阀2和工控机10相连，用于控制调平油缸1的动作，同时将控制器输出的脉冲控制信号送至工控机10。
工控机10主机内插有模拟量和数字量接口板卡，用来采集路基不平度变化值、纵坡传感器高度变化值及纵坡控制器输出的驱动电磁换向阀的脉冲信号，并在屏幕上实时显示检测的数据。
所述的信号发生器11用来产生路基不平度变化的模拟信号，控制伺服油缸3的活塞位移，并接收与纵坡传感器8刚性连接的位移传感器5的信号。
摊铺机工作时路基不平度变化的模拟信号由信号发生器11产生，并传送至伺服油缸3。伺服油缸3根据输入信号的大小和方向使活塞杆做相应大小和方向的位移，位移量的检测靠自身所带的位移传感器实现，其输出的位移信号通过连线输送到工控机10。
纵坡传感器8通过立柱固定在调平大臂6上，其摆动臂的下端搭在伺服油缸3活塞杆上端的平台上，当伺服油缸3活塞杆在基准高度附近变化时，纵坡传感器8的摆动臂做相应的摆动，并将其转换成与路基不平度相对应的电信号，然后传送给纵坡控制器9。纵坡控制器9通过电磁换向阀2控制调平油缸1的动作，直至纵坡传感器8又恢复到原来的高度值。
信号发生器11输出一次路面不平度信号后便保持不变，直到在调平油缸1的调节下纵坡传感器8的高程又回到原来的标准高度，再输出下一个路基不平度模拟信号。

Claims (8)

1.一种摊铺机自动调平系统模拟实验装置，其特征是，包括调平油缸（1）、伺服油缸（3）、位移传感器（5）、调平大臂（6）、纵坡传感器（8）、纵坡控制器（9）、工控机（10）、信号发生器（11）；
所述信号发生器（11），用于产生路基不平度变化的模拟信号，控制伺服油缸（3）的活塞位移，并接收位移传感器（5）的信号；
所述伺服油缸（3），根据输入信号的大小和方向使活塞杆做相应大小和方向的位移，并将位移信号输送到工控机（10）；
所述纵坡传感器（8），用于检测伺服油缸（3）模拟的路面不平度变化，并将检测值送至纵坡控制器（9）；
所述位移传感器（5），用于检测纵坡传感器（8）的高程变化，其输出信号分别传至工控机（10）和信号发生器（11）；
所述纵坡控制器（9），用于控制调平油缸（1）的动作，并将输出的控制信号送至工控机（10）；
所述调平油缸（1），用于驱动调平大臂（6），进而调节熨平板(7)的仰角；
所述工控机（10），用来采集路基不平度变化值、纵坡传感器（8）高度变化值及纵坡控制器（9）输出的信号；
所述的纵坡传感器（8）通过立柱固定在调平大臂（6）上，其摆动臂的下端搭在伺服油缸（3）活塞杆上端的平台上。
2.如权利要求1所述的摊铺机自动调平系统模拟实验装置，其特征是，所述摊铺机自动调平系统模拟实验装置还包括电磁换向阀（2），电磁换向阀（2）位于调平油缸（1）和液压系统（4）之间，用于执行纵坡控制器（9）对调平油缸（1）的控制动作。
3.如权利要求1所述的摊铺机自动调平系统模拟实验装置，其特征是，所述伺服油缸（3），其位移量的检测靠自身所带的位移传感器实现。
4.如权利要求1所述的摊铺机自动调平系统模拟实验装置，其特征是，所述位移传感器（5）与纵坡传感器（8）刚性连接。
5.如权利要求1所述的摊铺机自动调平系统模拟实验装置，其特征是，工控机（10）主机内插有模拟量和数字量接口板卡，用来采集信号。
6.如权利要求1或5所述的摊铺机自动调平系统模拟实验装置，其特征是，工控机（10）在屏幕上实时显示检测的数据。
7.一种摊铺机自动调平系统模拟实验方法，其特征是，包括如下步骤：
步骤1，信号发生器（11）产生摊铺机工作时路基不平度变化的模拟信号，并传送至伺服油缸（3）；
步骤2，伺服油缸（3），根据输入信号的大小和方向使活塞杆做相应大小和方向的位移，其输出的位移信号输送到工控机（10）；
步骤3，当伺服油缸（3）活塞杆在基准高度附近变化时，纵坡传感器（8）将其转换成与路基不平度相对应的电信号，然后传送给纵坡控制器（9）；
步骤4，纵坡控制器（9）控制调平油缸（1）的动作，直至纵坡传感器（8）又恢复到原来的高度值；
步骤5，信号发生器（11）输出一次路面不平度信号后便保持不变，直到在调平油缸（1）的调节下纵坡传感器（8）的高程又回到原来的标准高度，再输出下一个路基不平度模拟信号；
所述步骤3中，纵坡传感器（8）的摆动臂的下端搭在伺服油缸（3）活塞杆上端的平台上，当伺服油缸（3）活塞杆在基准高度附近变化时，纵坡传感器（8）的摆动臂做相应的摆动。
8.如权利要求7所述的摊铺机自动调平系统模拟实验方法，其特征是，所述步骤4中，纵坡控制器（9）通过电磁换向阀（2）控制调平油缸（1）的动作。
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