CN106702864A - 一种摊铺机自动找平控制装置、方法及摊铺机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种摊铺机自动找平控制装置、方法及摊铺机。该装置包括：自动找平装置，用于检测路面的平整度，并输出与找平偏差信号对应脉宽的PWM信号；主控制器，用于将所述PWM信号与其它系统输出的信号进行匹配处理及运算处理，并将处理后的信号传输至找平电磁阀；找平电磁阀，用于响应于所述处理后的信号，从而控制找平油缸工作实现自动找平；其中，所述自动找平装置通过所述主控制器与所述找平电磁阀电连接。本发明可以大幅降低摊铺机自动找平系统与其它系统的匹配难度，缩短找平电磁阀的响应时间，并提高了摊铺作业的稳定性，进而确保摊铺路面的平整度。

Description

一种摊铺机自动找平控制装置、方法及摊铺机

技术领域

本发明涉及工程机械技术领域，尤其涉及一种摊铺机自动找平控制装置、方法及摊铺机。

背景技术

在人们对高速、舒适的不断追求下，高速公路施工质量的要求也日益提高，尤其是对路面平整度的要求越来越高。沥青混凝土摊铺机作为高等级路面铺筑的核心设备，对路面施工质量具有重要影响。摊铺机自动找平技术作为摊铺机的一项关键技术，其性能的好坏直接影响着路面的平整度。

现有技术中，由于找平仪的控制信号直接输出控制电磁换向阀，不经过摊铺机的主控制器，因此，不易对自动找平系统与摊铺机的行走系统、提升系统等其它系统进行系统匹配，影响摊铺路面的平整度。此外，由于找平仪只有在控制电磁换向阀换向时才会输出控制信号，控制信号对电磁换向阀电磁铁需励磁一段时间电磁换向阀才能换向，所以，电磁换向阀的响应会存在一段时间的延时，不能及时迅速的抑制找平传感器检测到的找平偏差，同样影响摊铺路面的平整度。

发明内容

本发明要解决的技术问题是自动找平系统与其它系统不匹配，影响摊铺路面的平整度。

根据本发明的一方面，提出一种摊铺机自动找平控制装置，包括：自动找平装置，用于检测路面的平整度，并输出与找平偏差信号对应脉宽的PWM信号；主控制器，用于将所述PWM信号与其它系统输出的信号进行匹配处理，并将处理后的信号传输至找平电磁阀；找平电磁阀，用于响应于所述处理后的信号，从而控制找平油缸工作实现自动找平；其中，所述自动找平装置通过所述主控制器与所述找平电磁阀电连接。

根据本发明的一个实施例，进一步，所述其它系统包括：行走系统；其中，所述行走系统，用于将摊铺机的行走参数传输至所述主控制器，所述行走系统与所述主控制器电连接；所述主控制器用于根据所述行走参数控制所述自动找平装置的启停操作，并控制所述自动找平装置根据需要输出所述PWM信号。

根据本发明的一个实施例，进一步，设置在所述主控制器内的高速数据处理模块，用于降低所述PWM信号的振幅，并在降低振幅后的PWM信号上叠加高频低幅的载波信号。

根据本发明的一个实施例，进一步，还包括信号放大器：所述信号放大器与所述主控制器和所述找平电磁阀电连接，用于将叠加高频低幅载波信号的PWM信号的振幅还原为所述自动找平装置输出的PWM信号的振幅，并将还原后的信号传输至所述找平电磁阀。

根据本发明的一个实施例，进一步，所述主控制器与所述自动找平装置、所述信号放大器通过屏蔽电缆连接；所述信号放大器与所述找平电磁阀通过屏蔽电缆连接。

根据本发明的另一方面，还提出一种摊铺机，包括如上所述的摊铺机自动找平控制装置。

根据本发明的另一方面，还提出一种摊铺机自动找平控制方法，包括：自动找平装置检测路面的平整度，并输出与找平偏差信号对应脉宽的PWM信号；主控制器将所述PWM信号与其它系统输出的信号进行匹配处理，并将处理后的信号传输至找平电磁阀；所述找平电磁阀响应于所述处理后的信号，从而控制找平油缸工作实现自动找平。

根据本发明的一个实施例，进一步，所述其它系统包括：行走系统，所述行走系统将摊铺机的行走参数传输至所述主控制器；所述主控制器根据所述行走参数控制所述自动找平装置的启停操作，并控制所述自动找平装置根据需要输出所述PWM信号。

根据本发明的一个实施例，进一步，设置在所述主控制器的高速数据处理模块降低所述PWM信号的振幅，并在降低振幅后的PWM信号上叠加高频低幅的载波信号。

根据本发明的一个实施例，进一步，还包括信号放大器：所述信号放大器将叠加高频低幅载波信号的PWM信号的振幅还原为所述自动找平控制器输出的PWM信号的振幅，并将还原后的信号传输至所述找平电磁阀。

与现有技术相比，本发明由于自动找平装置输出的低频PWM信号以及行走系统输出的行走参数传输至主控制器，主控制器根据行走系统输出的行走参数判断自动找平装置的启停时刻，并根据需要输出不同找平偏差信号下对应脉宽的低频PWM信号，进而控制找平电磁阀迅速换向，及时抑制找平偏差。因此，能够确保摊铺机在启动过程中，自动找平装置能及时、稳定的开始工作；在摊铺机停车的过程中，自动找平装置也能够及时、准确的停止工作。本发明可以大幅降低摊铺机自动找平装置与其它系统的匹配难度，提高摊铺作业的稳定性，进而确保摊铺路面的平整度。

另外，由于无论找平电磁阀需不需要换向，带有高频载波的控制信号对找平电磁阀一直存在一定程度的励磁，所以在需要找平电磁阀换向时，励磁时间缩短了，解决找平电磁换向阀不能迅速响应找平控制信号的问题，缩短了找平电磁阀的响应时间，提高了摊铺路面的平整度。

通过以下参照附图对本发明的示例性实施例的详细描述，本发明的其它特征及其优点将会变得清楚。

附图说明

构成说明书的一部分的附图描述了本发明的实施例，并且连同说明书一起用于解释本发明的原理。

参照附图，根据下面的详细描述，可以更加清楚地理解本发明，其中：

图1为本发明摊铺机自动找平控制装置的一个实施例的结构示意图。

图2为本发明摊铺机自动找平控制装置的另一个实施例的结构示意图。

图3为本发明摊铺机自动找平控制方法的一个实施例的流程示意图。

图4为本发明摊铺机自动找平控制方法的另一个实施例的流程示意图。

具体实施方式

现在将参照附图来详细描述本发明的各种示例性实施例。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。

同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。

以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。

对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。

在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明进一步详细说明。

图1为本发明摊铺机自动找平控制装置的一个实施例的结构示意图。包括：自动找平装置110，主控制器120和找平电磁阀130，其中：

自动找平装置110通过主控制器120与找平电磁阀130电连接。

自动找平装置110，用于检测路面的平整度，并输出与找平偏差信号对应脉宽的PWM信号。

其中，自动找平装置110可以包括找平传感器和自动找平控制器。找平传感器，可以设置在摊铺机的熨平板侧板的找平支架上，例如，熨平板左右两侧可以分别安装一个，其中，找平传感器可以是转角传感器也可以是超声波滑靴式传感器。找平传感器用于检测路面的平整度，并将找平偏差信号传输至自动找平控制器。自动找平控制器用于读取找平传感器的找平偏差信号，并根据找平偏差信号与PWM信号的脉宽比例对应关系，输出不同找平偏差信号下对应脉宽的PWM信号，PWM信号为低频信号。

主控制器120，用于将自动找平装置110输出的PWM信号与其它系统输出的信号进行匹配处理，并将处理后的信号传输至找平电磁阀130。

其中，其它系统例如是行走系统，在摊铺机启停过程中，由于自动找平装置110输出的低频PWM信号以及行走系统输出的行走参数传输至主控制器120，主控制器120就可以根据实时读取的行走系统启停时刻，行走控制电流、行走速度、振捣电流、振捣转速等摊铺机行走系统的相关参数，判断自动找平装置110的启停时刻，然后自动找平装置110根据需要输出不同找平偏差信号下对应脉宽的低频PWM信号。

找平电磁阀130，用于响应于匹配处理后的信号，从而控制找平油缸工作，实现自动找平。其中，找平电磁阀130为电磁换向阀。

在该实施例中，由于自动找平装置输出的低频PWM信号以及行走系统输出的行走参数传输至主控制器，主控制器根据行走系统输出的行走参数判断自动找平装置的启停时刻，并根据需要输出不同找平偏差信号下对应脉宽的低频PWM信号，进而控制找平电磁阀迅速换向，及时抑制找平偏差。因此，能够确保摊铺机在启动过程中，自动找平装置能及时、稳定的开始工作；在摊铺机停车的过程中，自动找平装置也能够及时、准确的停止工作。本发明可以大幅降低摊铺机自动找平装置与其它系统的匹配难度，提高摊铺作业的稳定性，进而确保摊铺路面的平整度。

图2为本发明摊铺机自动找平控制装置的另一个实施例的结构示意图。包括：

找平传感器210、自动找平控制器220、主控制器230、信号放大器240和找平电磁阀250，其中：

找平传感器210通过CAN总线连接到自动找平控制器220的信号接收端；自动找平控制器220的信号输出端通过屏蔽电缆连接到主控制器230的数字量输入端；主控制器230的模拟量输出端通过屏蔽电缆连接到信号放大器240的信号输入端；信号放大器240的输出端通过屏蔽电缆连接到找平电磁阀250的电磁铁上。本领域的技术人员应当理解，屏蔽电缆具有抗干扰功能，在此只是用于举例，不应理解为对本发明的限制，本发明还可以利用其它电缆进行连接。

找平传感器210，用于检测路面的平整度，并将找平偏差信号传输至自动找平控制器220。其中，找平传感器210可以设置在摊铺机的熨平板侧板的找平支架上，例如，熨平板左右两侧可以分别安装一个，找平传感器210可以是转角传感器也可以是超声波滑靴式传感器。

自动找平控制器220，用于读取找平传感器210的找平偏差信号，并根据找平偏差信号与PWM信号的脉宽比例对应关系，输出不同找平偏差信号下对应脉宽的PWM信号，PWM信号为低频信号。

主控制器230，用于通过高速数字量输入通道读取自动找平控制器220输出的低频PWM信号，然后将低频PWM信号与其它系统输出的信号进行匹配处理，并将处理后的信号通过高速模拟量输出通道传输至信号放大器240。

其中，其它系统例如是行走系统，在摊铺机启停过程中，由于自动找平控制器220输出的低频PWM信号以及行走系统输出的行走参数传输至主控制器230，主控制器230就可以根据实时读取的行走系统启停时刻，行走控制电流、行走速度、振捣电流、振捣转速等摊铺机行走系统的相关参数，判断自动找平控制器220的启停时刻，然后自动找平控制器220根据需要输出不同找平偏差信号下对应脉宽的低频PWM信号。

主控制器230内设置有高速数据处理模块231，用于还原通过高速数字量输入通道读取的自动找平控制器220输出的低频PWM信号为模拟量，并降低PWM信号的振幅，并且在降低振幅后的PWM信号上叠加高频低幅的载波信号。由于自动找平控制器220输出的找平偏差信号的振幅为24V，主控制器230需通过高速数字量输入通道采集该信号，然后通过高速数据处理模块231还原该信号。

信号放大器240，用于将叠加高频低幅载波信号的PWM信号还原为自动找平控制器220输出的PWM信号的振幅，并将还原后的信号传输至找平电磁阀250。其中，信号放大器240的最大输出功率不小于28w。

本领域的技术人员应当理解，本发明也可以直接将主控制器设置成带有功率放大功能的放大器，从而代替本发明的主控制器230和信号放大器240。

找平电磁阀250，用于响应于信号放大器240输出的信号，进而迅速换向，及时抑制找平传感器210检测到的找平偏差，确保摊铺路面的平整度。其中，找平电磁阀250为电磁换向阀。

在该实施例中，主控制器在降低振幅后的PWM信号上叠加高频低幅的载波信号，并通过信号放大器将带有高频载波信号的PWM信号作用于找平电磁阀，因此，无论找平电磁阀需不需要换向，带有高频载波的控制信号对找平电磁阀一直存在一定程度的励磁，所以在需要找平电磁阀换向时，励磁时间缩短了，解决找平电磁换向阀不能迅速响应找平控制信号的问题，缩短了找平电磁阀的响应时间，提高了摊铺路面的平整度。另外，本发明操作简单，自动化程度高，在不增加现场操作难度的情况下，即可大幅提高自动找平系统的找平效果。

图3为本发明摊铺机自动找平控制方法的一个实施例的流程示意图。该方法包括以下步骤：

在步骤310，自动找平装置检测路面的平整度，并输出与找平偏差信号对应脉宽的PWM信号。

其中，自动找平装置可以包括找平传感器和自动找平控制器。找平传感器检测路面的平整度，并将找平偏差信号传输至自动找平控制器。其中，找平传感器，可以设置在摊铺机的熨平板侧板的找平支架上，例如，熨平板左右两侧可以分别安装一个，其中，找平传感器可以是转角传感器也可以是超声波滑靴式传感器。自动找平控制器读取找平传感器的找平偏差信号，并根据找平偏差信号与PWM信号的脉宽比例对应关系，输出不同找平偏差信号下对应脉宽的PWM信号，PWM信号为低频信号。

在步骤320，主控制器将自动找平装置输出的PWM信号与其它系统输出的信号进行匹配处理，并将处理后的信号传输至找平电磁阀。

其中，其它系统例如是行走系统，在摊铺机启停过程中，由于自动找平装置输出的低频PWM信号以及行走系统输出的行走参数传输至主控制器，主控制器就可以根据实时读取的行走系统启停时刻，行走控制电流、行走速度、振捣电流、振捣转速等摊铺机行走系统的相关参数，判断自动找平装置的启停时刻，然后自动找平装置根据需要输出不同找平偏差信号下对应脉宽的低频PWM信号。

在步骤330，找平电磁阀响应于匹配处理后的信号，从而控制找平油缸工作，实现自动找平。其中，找平电磁阀为电磁换向阀。

在该实施例中，由于自动找平装置输出的低频PWM信号以及行走系统输出的行走参数传输至主控制器，主控制器根据行走系统输出的行走参数判断自动找平装置的启停时刻，并根据需要输出不同找平偏差信号下对应脉宽的低频PWM信号，进而控制找平电磁阀迅速换向，及时抑制找平偏差。因此，能够确保摊铺机在启动过程中，自动找平装置能及时、稳定的开始工作；在摊铺机停车的过程中，自动找平装置也能够及时、准确的停止工作。本发明可以大幅降低摊铺机自动找平装置与其它系统的匹配难度，提高摊铺作业的稳定性，进而确保摊铺路面的平整度。

图4为本发明摊铺机自动找平控制方法的另一个实施例的流程示意图。

其中，找平传感器通过CAN总线连接到自动找平控制器的信号接收端；自动找平控制器的信号输出端通过屏蔽电缆连接到主控制器的数字量输入端；主控制器的模拟量输出端通过屏蔽电缆连接到信号放大器的信号输入端；信号放大器的输出端通过屏蔽电缆连接到找平电磁阀的电磁铁上。本领域的技术人员应当理解，屏蔽电缆具有抗干扰功能，在此只是用于举例，不应理解为对本发明的限制，本发明还可以利用其它电缆进行连接。

在步骤410，找平传感器检测路面的平整度，并将找平偏差信号传输至自动找平控制器。其中，找平传感器可以设置在摊铺机的熨平板侧板的找平支架上，例如，熨平板左右两侧可以分别安装一个，找平传感器可以是转角传感器也可以是超声波滑靴式传感器。

在步骤420，自动找平控制器读取找平传感器的找平偏差信号，并根据找平偏差信号与PWM信号的脉宽比例对应关系，输出不同找平偏差信号下对应脉宽的PWM信号，PWM信号为低频信号。

在步骤430，主控制器通过高速数字量输入通道读取自动找平控制器输出的低频PWM信号，然后将低频PWM信号与其它系统输出的信号进行匹配处理，并将处理后的信号通过高速模拟量输出通道传输至信号放大器。

其中，其它系统例如是行走系统，在摊铺机启停过程中，由于自动找平控制器输出的低频PWM信号以及行走系统输出的行走参数传输至主控制器，主控制器就可以根据实时读取的行走系统启停时刻，行走控制电流、行走速度、振捣电流、振捣转速等摊铺机行走系统的相关参数，判断自动找平控制器的启停时刻，然后自动找平控制器根据需要输出不同找平偏差信号下对应脉宽的低频PWM信号。

主控制器内设置有高速数据处理模块，高速数据处理模块还原通过高速数字量输入通道读取的自动找平控制器220输出的低频PWM信号为模拟量，并对自动找平控制器输出的低频PWM信号进行逻辑运算处理，如降低PWM信号的振幅，并在降低振幅后的PWM信号上叠加高频低幅的载波信号。由于自动找平控制器输出的找平偏差信号的振幅为24V，主控制器需通过高速数字量输入通道采集该信号，然后通过高速数据处理模块231还原该信号。

在步骤440，信号放大器将叠加高频低幅载波信号的PWM信号还原为自动找平控制器输出的PWM信号的振幅，并将还原后的信号传输至找平电磁阀。其中，信号放大器的最大输出功率不小于28w。

本领域的技术人员应当理解，本发明也可以直接将主控制器设置成带有功率放大功能的放大器，从而代替本发明的主控制器和信号放大器。

在步骤450，找平电磁阀响应于信号放大器输出的信号，进而迅速换向，及时抑制找平传感器检测到的找平偏差，确保摊铺路面的平整度。其中，找平电磁阀为电磁换向阀。

在该实施例中，主控制器在降低振幅后的PWM信号上叠加高频低幅的载波信号，并通过信号放大器将带有高频载波信号的PWM信号作用于找平电磁阀，因此，无论找平电磁阀需不需要换向，带有高频载波的控制信号对找平电磁阀一直存在一定程度的励磁，所以在需要找平电磁阀换向时，励磁时间缩短了，解决找平电磁换向阀不能迅速响应找平控制信号的问题，缩短了找平电磁阀的响应时间，提高了摊铺路面的平整度。另外，本发明操作简单，自动化程度高，在不增加现场操作难度的情况下，即可大幅提高自动找平系统的找平效果。

本发明的另一个实施例涉及一种摊铺机，包括如上的摊铺机自动找平控制装置，该装置的各部件已在前面的各实施例中进行了详细介绍。本发明的摊铺机可以大幅降低摊铺机自动找平系统与其它系统的匹配难度，提高摊铺作业的稳定性，进而确保摊铺路面的平整度。同时，解决了找平电磁换向阀不能迅速响应找平控制信号的问题，缩短了找平电磁阀的响应时间，提高了摊铺路面的平整度。另外，本发明操作简单，自动化程度高，在不增加现场操作难度的情况下，即可大幅提高自动找平系统的找平效果。

至此，已经详细描述了本发明。为了避免遮蔽本发明的构思，没有描述本领域所公知的一些细节。本领域技术人员根据上面的描述，完全可以明白如何实施这里公开的技术方案。

可能以许多方式来实现本发明的方法以及装置。例如，可通过软件、硬件、固件或者软件、硬件、固件的任何组合来实现本发明的方法以及装置。用于所述方法的步骤的上述顺序仅是为了进行说明，本发明的方法的步骤不限于以上具体描述的顺序，除非以其它方式特别说明。此外，在一些实施例中，还可将本发明实施为记录在记录介质中的程序，这些程序包括用于实现根据本发明的方法的机器可读指令。因而，本发明还覆盖存储用于执行根据本发明的方法的程序的记录介质。

虽然已经通过示例对本发明的一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技术人员应该理解，以上示例仅是为了进行说明，而不是为了限制本发明的范围。本领域的技术人员应该理解，可在不脱离本发明的范围和精神的情况下，对以上实施例进行修改。本发明的范围由所附权利要求来限定。

Claims (10)

1.一种摊铺机自动找平控制装置，其特征在于，包括：

自动找平装置，用于检测路面的平整度，并输出与找平偏差信号对应脉宽的PWM信号；

主控制器，用于将所述PWM信号与其它系统输出的信号进行匹配处理，并将处理后的信号传输至找平电磁阀；

找平电磁阀，用于响应于所述处理后的信号，从而控制找平油缸工作实现自动找平；

其中，所述自动找平装置通过所述主控制器与所述找平电磁阀电连接。

2.根据权利要求1所述的摊铺机自动找平控制装置，其特征在于：

所述其它系统包括：行走系统；

其中，所述行走系统，用于将摊铺机的行走参数传输至所述主控制器，所述行走系统与所述主控制器电连接；

所述主控制器用于根据所述行走参数控制所述自动找平装置的启停操作，并控制所述自动找平装置根据需要输出所述PWM信号。

3.根据权利要求2所述的摊铺机自动找平控制装置，其特征在于，还包括：

设置在所述主控制器内的高速数据处理模块，用于降低所述PWM信号的振幅，并在降低振幅后的PWM信号上叠加高频低幅的载波信号。

4.根据权利要求3所述的摊铺机自动找平控制装置，其特征在于，还包括信号放大器：

所述信号放大器与所述主控制器和所述找平电磁阀电连接，用于将叠加高频低幅载波信号的PWM信号的振幅还原为所述自动找平装置输出的PWM信号的振幅，并将还原后的信号传输至所述找平电磁阀。

5.根据权利要求4所述的摊铺机自动找平控制装置，其特征在于：

所述主控制器与所述自动找平装置、所述信号放大器通过屏蔽电缆连接；

所述信号放大器与所述找平电磁阀通过屏蔽电缆连接。

6.一种摊铺机，包括权利要求1至5任一所述的摊铺机自动找平控制装置。

7.一种摊铺机自动找平控制方法，其特征在于，包括：

自动找平装置检测路面的平整度，并输出与找平偏差信号对应脉宽的PWM信号；

主控制器将所述PWM信号与其它系统输出的信号进行匹配处理，并将处理后的信号传输至找平电磁阀；

所述找平电磁阀响应于所述处理后的信号，从而控制找平油缸工作实现自动找平。

8.根据权利要求7所述的摊铺机自动找平控制方法，其特征在于：

所述其它系统包括：行走系统，所述行走系统将摊铺机的行走参数传输至所述主控制器；

所述主控制器根据所述行走参数控制所述自动找平装置的启停操作，并控制所述自动找平装置根据需要输出所述PWM信号。

9.根据权利要求8所述的摊铺机自动找平控制方法，其特征在于：

设置在所述主控制器的高速数据处理模块降低所述PWM信号的振幅，并在降低振幅后的PWM信号上叠加高频低幅的载波信号。

10.根据权利要求9所述的摊铺机自动找平控制方法，其特征在于，还包括信号放大器：

所述信号放大器将叠加高频低幅载波信号的PWM信号的振幅还原为所述自动找平控制器输出的PWM信号的振幅，并将还原后的信号传输至所述找平电磁阀。