CN107794828B - 找平仪器及具有其的摊铺机 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种找平仪器及具有其的摊铺机，找平仪器包括：转角传感器；传感臂，传感臂的第一端与转角传感器连接，传感臂的第二端绕其第一端可转动地设置；其中，转角传感器与传感臂连接以检测传感臂的转动角度，并根据转动角度确定传感臂的第二端相对于转角传感器的升降高度。本发明中的找平仪器解决了现有技术中的摊铺机难以保证摊铺的路面的平整性的问题。

Description

找平仪器及具有其的摊铺机

技术领域

本发明涉及路面施工领域，具体而言，涉及一种找平仪器及具有其的摊铺机。

背景技术

随着人类生活水平的提高，乘车驾车出行已经成为人们生活中不可或缺的一部分，而公路的好坏也严重的影响到了出行质量。

在使用摊铺机对路面进行摊铺时，由于原路面的坑洼起伏，纯粹的机械施工无法保证路基的平整，全凭人眼和施工人员工作经验是无法保证路面前进方向的平整性，这就需要在施工的过程中通过辅助性电子仪器来提高摊铺机的工作精度。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种找平仪器及具有其的摊铺机，以解决现有技术中的摊铺机难以保证摊铺的路面的平整性的问题。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种找平仪器，包括：转角传感器；传感臂，传感臂的第一端与转角传感器连接，传感臂的第二端绕其第一端可转动地设置；其中，转角传感器与传感臂连接以检测传感臂的转动角度，并根据转动角度确定传感臂的第二端相对于转角传感器的升降高度。

进一步地，找平仪器还包括：找准件，找准件与传感臂的第二端连接，找准件用于放置在基准体上。

进一步地，找准件为传感滑靴，基准体为路沿石或已经摊铺好的路面。

进一步地，找准件为传感滑杆，基准体为基准绳。

进一步地，转角传感器包括：电位器，传感臂与电位器的转轴传动连接以带动电位器的转轴转动。

进一步地，转角传感器还包括：壳体；传动轴，传动轴可转动地穿设在壳体上，传动轴与电位器的转轴传动连接，传感臂与传动轴连接。

进一步地，传动轴上设置有第一传动轮，电位器的转轴上设置有第二传动轮，第一传动轮和第二传动轮通过传动带连接。

进一步地，传动轴的位于壳体外侧的杆体上具有定位部，传感臂上设置有与定位部相适配的定位孔。

进一步地，传动轴为圆柱体，定位部为圆柱体的端部，定位部的外周面设置有定位切面。

根据本发明的另一方面，提供了一种摊铺机，包括机身，机身包括上述的找平仪器，找平仪器安装在机身上。

进一步地，机身上设置有熨平板，熨平板的两端均设置有找平仪器。

进一步地，摊铺机还包括：控制装置，与找平仪器的转角传感器信号连接，用于获取转角传感器确定的找平仪器的传感臂的第二端的升降高度，并根据升降高度确定路面的凹凸变化。

进一步地，摊铺机还包括用于控制其熨平板运动的找平油缸，控制装置与找平油缸通讯连接，并根据路面的凹凸变化控制找平油缸的伸缩。

本发明中的找平仪器包括转角传感器和传感臂，由于传感臂与转角传感器连接，这样，当传感臂转动时，转角传感器便可以检测出传感臂的转动角度，进而可以获得传感臂的第二端相对于转角传感器上升或下降的高度。在此基础上，将该找平仪器安装在摊铺机上，便可以检测出路面的凹凸变化，实现对路面的找平，从而解决现有技术中的摊铺机难以保证摊铺的路面的平整性的问题。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1示出了根据本发明的找平仪器的实施例的结构示意图；

图2示出了图1中的找平仪器的转角传感器的结构示意图；

图3示出了图1中的找平仪器的传感臂与传感滑靴连接的结构示意图；

图4示出了图1中的找平仪器的传感臂与传感滑杆连接的结构示意图；以及

图5示出了根据本发明的摊铺机的实施例的结构示意图。

其中，上述附图包括以下附图标记：

10、转角传感器；11、壳体；12、电位器；121、转轴；13、传动轴；131、定位切面；14、第一传动轮；15、第二传动轮；16、传动带；20、传感臂；30、找准件；40、路沿石；50、熨平板；60、找平油缸；70、大臂。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

本发明提供了一种找平仪器，请参考图1至图5，该找平仪器包括：转角传感器10；传感臂20，传感臂20的第一端与转角传感器10连接，传感臂20的第二端绕其第一端可转动地设置；其中，转角传感器10与传感臂20连接以检测传感臂20的转动角度，并根据转动角度确定传感臂20的第二端相对于转角传感器10的升降高度。

本发明中的找平仪器包括转角传感器10和传感臂20，由于传感臂20与转角传感器10连接，这样，当传感臂20转动时，转角传感器10便可以检测出传感臂20的转动角度，进而可以获得传感臂20的第二端相对于转角传感器10上升或下降的高度。在此基础上，将该找平仪器安装在摊铺机上，便可以检测出路面的凹凸变化，实现对路面的找平，从而解决现有技术中的摊铺机难以保证摊铺的路面的平整性的问题。

在本实施例中，如图1、图3和图4所示，找平仪器还包括：找准件30，找准件30与传感臂20的第二端连接，找准件30用于放置在基准体上。本实施例通过设置找准件30，并使其与传感臂20的第二端连接，可以给该传感臂20的第二端找到一个基准，进而有利于检测出路面的凹凸变化。此处的传感臂20的第二端相对于转角传感器10上升或下降的高度即为转角传感器10的浮动高度。

作为本实施例的一种实施方式，如图1和图3所示，找准件30为传感滑靴，基准体为路沿石40或已经摊铺好的路面。

作为本实施例的另一种实施方式，如图4所示，找准件30为传感滑杆，基准体为基准绳。

根据摊铺机在工作过程中的工作环境不同，该仪器(找平仪器)有三种工作模式，这三种模式分别是通过转角传感器10与传感臂20，传感滑杆，传感滑靴三者之前的不同组合来配合完成的。这两种组合方式分别应用到仪器的三种工作模式中，这三种模式是路面模式、路沿石模式和准绳模式。

下面具体介绍这三种模式：

(一)路面模式

这种模式应用于多幅路面同时摊铺的时候。虽然摊铺机的熨平板长度最大可以覆盖十二米的路面宽度，但是由于重力的作用，摊铺机的熨平板会以摊铺机本身为基准点向两侧下塌，越到两端越严重，这就可能导致摊铺出来的路面横向是拱形的而不是平的。因此，在多幅路面需要摊铺的时候，通常采用的是两台摊铺机一前一后，左、右错开配合摊铺的形式来完成，以减轻因为熨平板下塌而造成的路面横向变形。

由于熨平板的底面是平的，所以我们通常认为其铺出来的没有碾压的路面是平的。熨平板是平的，所以直接从熨平板下来出来的路面也是平的，但是由于此时的路面是虚的，而不是压实的，所以经过压路机碾压压实以后，原来的路基的凹陷或者凸起就会显现出来，找平的目的就是为了在凹陷处多铺料、在凸起处少铺料来实现压实以后的找平。

此时，会将传感臂连接到转角传感器上去，将传感滑靴连接到传感臂的另外一段上去，传感滑靴上翘起的一端朝向摊铺机前进的方向，放置到摊铺好未压实的路面上去工作，这种模式成为路面模式。

(二)路沿石模式

通常应用于单一摊铺机工作的时候，例如小区街道，中间为沥青道路，两边有路沿石，上面是方砖甬道，沥青路面的摊铺通常都是在方砖甬道铺设完成，路沿石铺设好以后才开始的。

在铺设路沿石的时候，工人会以确定好的基准线为基准来铺设，这样在路沿石铺设好以后，可以认为路沿石面是水平、平整的。以路沿石为基准面来使用仪器。同样是传感臂和传感滑靴按照前述的方法安装好，并放置到路沿石上去，传感滑靴的前端翘起部分朝向摊铺机的前进方向，此为路沿石模式。

(三)准绳模式

在应用于单一的摊铺机工作的时候，例如一些乡道，国道，是没有铺设路沿石的，道路的两旁直接就是草皮或者排水沟，此时，就需要利用准绳模式了。施工人员沿着需要铺设的道路前进方向，在道路的两侧，用水平仪器确立基准面，每隔几米在地面插设竖立的钢筋，并且按照水平仪器确认好的基准面在钢筋上帮上绳子，绷紧，以此作为基准面来摊铺道路。

在使用时，传感臂仍按照上述的办法安装到转角传感器上，传感臂的另一端，连接传感滑杆，将滑杆搭到绳子上，滑杆的方向横向水平垂直于摊铺机的前进方向，此为准绳模式。

本实施例中的转角传感器10的具体结构为，如图2所示，转角传感器10包括：电位器12，传感臂20与电位器12的转轴传动连接以带动电位器12的转轴转动。这样，通过带动电位器12转动，便可以将机械信号转化为电信号，便于对路面凹凸情况的检测。

在本实施例中，如图2所示，转角传感器10还包括：壳体11；传动轴13，传动轴13可转动地穿设在壳体11上，传动轴13与电位器12的转轴121传动连接，传感臂20与传动轴13连接。该传动轴13通过轴承安装在该壳体11上。

为了实现传动轴13与电位器12之间的传动，如图2所示，传动轴13上设置有第一传动轮14，电位器12的转轴121上设置有第二传动轮15，第一传动轮14和第二传动轮15通过传动带16连接。优选地，第一传动轮14和第二传动轮15均为齿轮，传动带16为带齿的传动带。

该找平仪器中的转角传感器为仪器的中心部件，包含了机械传感部分、信号接收电路、放大电路、计算电路、转换电路和输出电路。

其机械传感部分构成为：一根传动轴贯穿了仪器的整个外壳，由两个轴承座固定安装在仪器外壳上，并可以自由的转动，在传动轴处于外壳内部的部分上，有一个钢制的传动齿轮用顶丝固定在传动轴上，齿轮上套有皮带，皮带的另一端与电位器的转轴上的齿轮连接，该电位器固定在外壳内，齿轮用顶丝固定的转轴上。由此，轴的转动就可以带动固定其上的齿轮转动，齿轮带动皮带转动，皮带带动电位器上的齿轮转动，再带动电位器转动，从而将机械动作变成了电信号。

在将机械动作转换成电信号后，通过接收电路接受信号，通过放大电路放大信号，计算电路计算输出大小，再有转换电路将产生的模拟信号转换成数字信号，通过转角传感器与摊铺机之间的连接电缆，用CAN bus的通讯方式将输出传递到机器控制器中去，控制机器的找平油缸的动作，从而达到控制机器找平，是路面趋于平整的目的。

为了实现传动轴13与传感臂20之间的连接，如图1所示，传动轴13的位于壳体11外侧的杆体上具有定位部，传感臂20上设置有与定位部相适配的定位孔。

具体地，传动轴13为圆柱体，定位部为圆柱体的端部，定位部的外周面设置有定位切面131。通过在定位部的外周面设置定位切面131，可以保证传动轴13与传感臂20之间的连接强度。

可见，贯穿转角传感器的外壳的传动轴的两端分别伸出在外壳外面，并且伸出的部分分别有一个平面，即轴的处在仪器内部的部分是圆的，但是伸出的部分不是完整的圆，而是圆缺形状的，两个圆缺的平面部分是是共同处在一个大平面上，这一点可以从图3和图5中看出。

本实施例设置定位切面131具有如下目的：

第一，转角传感器本身虽然可以通过机器上的控制器来确定新的零位(零位即零点位置，在此位置处，传感器本身无任何的输出)，但是仪器本身也是具有一个自身的零位，这个零位是设计好的，在仪器生产完毕后就确认了的。

当客户拿到仪器之后，将仪器置于水平面上，使轴的两个圆缺平面背向仪器工作时摊铺机的前进方向，并使圆缺平面垂直于水平面，这时就是仪器本身零点位置。确认此零点位置的目的是，因为当仪器处在其本身零点位置时，仪器本身是处在其自身能测量的高度的中间位置上的，能够保证最大程度的利用传感器的测量区间。

另外，在后续的描述中，因为会涉及到传感臂的使用，这个零位的确认也对传感臂的使用造成巨大的影响，会在后续描述传感臂使用的时候详细描述。

第二，由于转角传感器需要配合传感臂使用，传感臂是直接连接到传动轴的两端的，传感臂两端各有一个孔，其中的一个孔是用来与传动轴连接的，这个位置的孔是与传动轴两端圆缺的形状完全一致的，尺寸紧密配合，使传动轴与传感臂紧密结合在一起，并且在传感臂的圆缺形状的孔的圆缺平面一侧，有顶丝完全贯穿到孔里面，用于顶紧轴平面，使传动轴和传感臂结合的更加紧密，使地面的高度变化能够精准的传递到传感器中去。

本发明还提供了一种摊铺机，如图5所示，包括机身，包括上述的找平仪器，找平仪器安装在机身上。本发明中的摊铺机可以检测出路面的凹凸变化，实现对路面的找平。

在本实施例中，机身上设置有熨平板50，熨平板50的两端均设置有找平仪器。

为了确定路面的凹凸变化，摊铺机还包括：控制装置，与找平仪器的转角传感器10信号连接，用于获取转角传感器10确定的找平仪器的传感臂20的第二端的升降高度，并根据升降高度确定路面的凹凸变化。

为了保证路面的平整化，摊铺机还包括用于控制其熨平板50运动的找平油缸60，控制装置与找平油缸60通讯连接，并根据路面的凹凸变化控制找平油缸60的伸缩。这样，找平油缸60可以带动大臂70运动，进而使大臂70带动熨平板50运动。

摊铺机在工作过程中主要是通过熨平板将沥青物料摊开压平到路面上的，熨平板是与摊铺机的机身脱离开的，仅是由熨平板的大臂通过提升油缸和找平油缸连接到机身上。

在工作过程中，提升油缸是锁死的，且不受找平装置的控制，而浮动油缸是浮动的，通过对浮动油缸的控制带动大臂的上、下动作，从而带动熨平板的上、下动作。

本申请涉及到一种用于路面摊铺机的纵向找平仪器，纵向找平仪器包含了转角传感器、传感臂、传感滑竿、传感滑靴和用于连接的电缆各一个。

在使用的过程中，仪器中的转角传感器用电缆连接于摊铺机，并利用处于转角传感器顶部的顶紧固件安装固定在摊铺机的熨平板的两端(一端为一套仪器，两端需要两套，摊铺机熨平板的两端需要分开控制)。

摊铺机的熨平板两端的用于固定仪器的支架是提前设计好并安装在熨平板两端，如图5所示，转角传感器被安装到位于摊铺机的熨平板的两端竖杆支架上。该支架上面有手动螺旋把手，在转动把手的时候，支架可以带动仪器上下移动，用于调节仪器零位。

当机器遇到凸起或者凹陷的时候，机身会相对的升高或者降低，这时候仪器的传感滑靴或者传感滑杆会相应的下降或者上升，带动传感臂相应的向下或者向上旋转，从而产生信号到控制器来控制摊铺机的找平油缸向下或者向上提升，找平油缸带动大臂向下或者向上移动。

熨平板与大臂70之间是连接在仪器并且相对可以活动的，熨平板的下面是有一个小缺角的，沥青物料就是从这个小缺角下面挤入熨平板下面的。当大臂70向下或者向上动作时，就会带动熨平板的小缺角端向下或者向上动作，进而使挤入熨平板下面的沥青物料变少或者变多，熨平板就会相应的因为无聊的肩上或者增多而向下或者向上移动，带动通过竖杆支架安装到熨平板两端的仪器向下或者向上移动，从而抵消掉机器本身因为凸起或者凹陷而产生的向上或者向下所产生距离差，使机器在凸起的位置少铺料，在凹陷的位置多铺料，达到压实以后平整的目的。

由于仪器本身是悬挂在机器熨平板两端的，当摊铺机遇到凸起或者凹陷的时候，摊铺机会相应的向上或者向下，仪器因为传感滑靴或者传感滑杆的带动相应的产生向下或者向上的动作，进而发出了向下或者向上的输出，控制器为控制找平油缸产生与仪器输出相同方向的动作，从而熨平板也产生了与输出方向相同的动作。

当熨平板完全抵消掉机器的动作产生的高低变化的影响后，也会带动仪器本身产生相应的动作来抵消掉因传感臂和传感滑靴或者传感滑杆向下或者向上高低变化，使仪器恢复初始的零点状态，从而形成一个闭环反应，达到完整的控制目的。

在具体工作过程中，无论使用哪种模式，仪器的工作原理和过程是一致的。

前面已经描述过，仪器自身是有一个零位状态的。当其传动轴的圆缺平面背向摊铺机的前进方向，并且垂直于水平面的时候，就达到了仪器零位。而且在仪器的传感臂上也有一个与仪器传动轴相同的圆缺形状的孔，使二者可以紧密的结合，更好的将地面高度变化传递到仪器中去。

按照前部分的描述，可以看到传感臂是以传动轴为中心点来回的转动的，但是这个转动不是三百六十度无限转动，而是有一个范围，当传感臂完全水平或者完全竖直的时候，就到达了其极限。

按照前部分的描述可以得到，当传感臂水平的时候，仪器就会接触到地面，使传感臂没有再向上的区间，而当传感臂达到竖直的时候，再继续向上，就会将传感滑靴或者传感滑杆完全吊起来，其实脱离了基准面，失去了找平的意义，也就是说传感臂的活动范围就是九十度。

如果以仪器的传动轴为坐标零点建立平面直角坐标系，x轴正向为摊铺机前进的方向，y轴是竖直垂直于摊铺机前进方向向上为正向，那么传感臂的活动范围就是坐标轴的第三象限的九十度范围。按照前述，传动轴两端有圆缺形状的平面，而传感臂上也有贯穿的顶丝顶紧圆缺面，但是还是在传感臂上有圆缺形状的孔用来定位，就是因为当用两个圆缺固定传动轴与传感臂的位置之后，当仪器处于自身零位的时候，传感臂正好处在第三象限角分线的位置，保证其可以上下转动到极限位置的时候的转动距离是一样的，更加准确的保证仪器的测量范围。

本方案中的仪器的传输信号采用的是CAN通讯的数字信号，可以更加准确地传输数据，方便仪器的维修检测，更能保证施工探测的准确性。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种找平仪器，其特征在于，包括：

转角传感器(10)；

传感臂(20)，所述传感臂(20)的第一端与所述转角传感器(10)连接，所述传感臂(20)的第二端绕其第一端可转动地设置；

其中，所述转角传感器(10)与所述传感臂(20)连接以检测所述传感臂(20)的转动角度，并根据所述转动角度确定所述传感臂(20)的第二端相对于所述转角传感器(10)的升降高度；

找准件(30)，所述找准件(30)与所述传感臂(20)的第二端连接，所述找准件(30)用于放置在基准体上；

所述转角传感器(10)包括：电位器(12)，所述传感臂(20)与所述电位器(12)的转轴传动连接以带动所述电位器(12)的转轴转动；壳体(11)；传动轴(13)，所述传动轴(13)可转动地穿设在所述壳体(11)上，所述传动轴(13)与所述电位器(12)的转轴(121)传动连接，所述传感臂(20)与所述传动轴(13)连接；

所述传动轴(13)上设置有第一传动轮(14)，所述电位器(12)的转轴(121)上设置有第二传动轮(15)，所述第一传动轮(14)和所述第二传动轮(15)通过传动带(16)连接；

所述传动轴(13)的位于所述壳体(11)外侧的杆体上具有定位部，所述传感臂(20)上设置有与所述定位部相适配的定位孔。

2.根据权利要求1所述的找平仪器，其特征在于，所述找准件(30)为传感滑靴，所述基准体为路沿石(40)或已经摊铺好的路面。

3.根据权利要求1所述的找平仪器，其特征在于，所述找准件(30)为传感滑杆，所述基准体为基准绳。

4.根据权利要求1所述的找平仪器，其特征在于，所述传动轴(13)为圆柱体，所述定位部为所述圆柱体的端部，所述定位部的外周面设置有定位切面(131)。

5.一种摊铺机，包括机身，其特征在于，包括权利要求1至4中任一项所述的找平仪器，所述找平仪器安装在所述机身上。

6.根据权利要求5所述的摊铺机，其特征在于，所述机身上设置有熨平板(50)，所述熨平板(50)的两端均设置有所述找平仪器。

7.根据权利要求5所述的摊铺机，其特征在于，所述摊铺机还包括：

控制装置，与所述找平仪器的转角传感器(10)信号连接，用于获取所述转角传感器(10)确定的所述找平仪器的传感臂(20)的第二端的升降高度，并根据所述升降高度确定路面的凹凸变化。

8.根据权利要求7所述的摊铺机，其特征在于，所述摊铺机还包括用于控制其熨平板(50)运动的找平油缸(60)，所述控制装置与所述找平油缸(60)通讯连接，并根据所述路面的凹凸变化控制所述找平油缸(60)的伸缩。

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