CN107988886A - 一种路面找平机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种路面找平机，包括机体，所述机体上设置有控制器、驱动机构、容纳机构、喷涂机构、检测机构以及凝结机构；所述控制器连接所述驱动机构、容纳机构、检测机构、喷涂机构以及凝结机构，所述控制器包括凝结策略，所述凝结策略包括根据所述检测机构获取的路坑的体积，通过喷涂机构将体积对应所述路坑的体积的硅酮胶挤入对应的路坑，并控制所述凝结机构上的凝结辊将冷量传递到所述硅酮胶。检测机构可以检测路坑，模拟路坑的形状获得地面模型，而后就可以配合喷涂机构、凝结机构工作以完成对路坑的填充，凝结固定，以不影响道路的正常使用。

Description

一种路面找平机

技术领域

本发明涉及市政道路建设设备，更具体地说，涉及一种路面找平机。

背景技术

但是对于实际市政道路而言，会存在一种情况，在市政道路维修的过程中，容易出现需要返修的情况，特别是通信电路，电力线缆的敷设，一旦出现问题，则需要通过在预埋的道路上开设路坑，而这样大大小小的路坑在整个通信和电路检修的过程中是不会被填平的，而由于路坑的大小不同、深度不同，难以通过一种机构实现路坑填平，而路坑不被填平，势必会影响交通行驶，特别是自行车和摩托车，路坑甚至容易导致车辆侧翻，而因为检修产生的路坑封闭整个道路又不切实际，所以一般都是采用石块、木板短时间对路坑进行填平，但是路坑的不规则的特性，使得石块和木板难以达到较佳的效果，且实际获取较为困难。

发明内容

有鉴于此，本发明目的是提供一种路面找平机，能够自动识别路坑并进行填平，较为简单便利。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是：一种路面找平机，包括机体，所述机体上设置有控制器、驱动机构、容纳机构、喷涂机构、检测机构以及凝结机构；

所述驱动机构用于带动所述机体运动；

所述检测机构包括模型构建组件以及模型处理器，所述模型构建组件包括阵列设置的若干红外测距传感器，每一所述红外测距传感器向下设置并生成一检测反馈值，所述模型构建组件根据所述红外测距传感器检测形成的检测反馈值构建所述检测机构下方的地面模型，所述模型处理器设置有捕获策略以及处理策略，所述捕获策略用于从所述地面模型中捕获路坑的位置，所述处理策略用于计算得到对应路坑的体积；

所述容纳机构包括容置腔、加热装置以及搅拌装置，所述容置腔设置有硅酮胶，所述加热装置设置于所述容置腔内部用于加热所述硅酮胶以使所述硅酮胶呈液态或膏状设置，所述搅拌装置用于搅拌所述硅酮胶；

所述喷涂机构包括设置于所述容纳机构的喷涂管以及设置于所述喷涂管的喷涂压阀，所述喷涂管连通所述容置腔且所述喷涂管的喷涂口向下设置，所述喷涂压阀开启时，将所述容置腔内的硅酮胶从所述喷涂管中挤出；

所述凝结机构包括凝结辊以及制冷装置，所述凝结辊设置于所述机体的下方并与地面直接接触，所述制冷装置用于为所述凝结辊提供冷量；

所述控制器连接所述驱动机构、容纳机构、检测机构、喷涂机构以及凝结机构，所述控制器包括凝结策略，所述凝结策略包括根据所述检测机构获取的路坑的体积，通过喷涂机构将体积对应所述路坑的体积的硅酮胶挤入对应的路坑，并控制所述凝结机构上的凝结辊将冷量传递到所述硅酮胶。

进一步地：所述驱动机构具有一行驶方向，所述凝结机构、所述喷涂机构以及所述检测机构依次地设置于所述行驶方向上。

进一步地：所述模型构建组件配置有模型拼接策略，所述模型构建组件具有第一检测范围，所述第一检测范围为具有第一长度值以及具有第一宽度值的矩形区域，所述模型拼接策略包括每间隔第一预设时间控制所述驱动结构向长度方向运动第一长度值或向宽度方向运动第一宽度值，并控制每一红外测距传感器工作以获取若干具有相对位置关系的地面模型，拼接所述地面模型。

进一步地：所述驱动机构连接有水平陀螺仪，所述水平陀螺仪用于检测所述机体的倾斜角度并配置有基准倾斜角，当所述倾斜角度大于所述基准倾斜角时，所述驱动结构运动以使所述倾斜角度小于所述基准倾斜角。

进一步地：所述容置机构还包括设置于所述搅拌装置的阻旋测力计，所述阻旋测力计用于检测所述搅拌装置搅拌时所受到的阻力Fu，所述容置结构设置有第一温度传感器，所述第一温度传感器用于检测所述容置腔内的硅酮胶的温度并输出第一温度值T1，所述容置结构配置有加热算法，所述加热算法用于控制所述加热装置的输出功率PT，PT=P-a（T1-T）+b（Fu-F），其中,P为预设的加热装置的基础输出功率，a为预设的温度调节参数，b为预设的阻力调节参数，T为预设的基础临界温度值，F为预设的基础临界阻力值。

进一步地：所述凝结辊通过一摆臂结构连接于所述机体，所述摆臂结构包括摆臂电机，第一转臂以及第二转臂，所述凝结辊固定于所述第二转臂上，所述第二转臂和第一转臂铰接，所述摆臂电机用于带动所述第一转臂转动以使所述凝结辊在所述第二转臂的带动下做水平往复运动。

进一步地：所述凝结辊包括辊轴以及辊套，所述制冷装置固定于所述辊轴上，所述制冷装置的导冷端与所述辊轴直接接触。

进一步地：所述凝结策略还包括计算对应路坑的坑口的面积，根据所述坑口的面积控制所述摆臂电机往复运动的幅度，以使所述凝结辊往复运动的区域覆盖所述路坑。

进一步地：所述制冷装置设置为所述斯特林电机，所述加热装置设置为热循环管路，所述斯特林电机的冷端连接所述凝结辊，所述热循环管路的一部分设置于所述容置腔内部，另一部分盘绕于所述斯特林电机的热端。

本发明技术效果主要体现在以下方面：通过这样设置，检测机构可以检测路坑，模拟路坑的形状获得地面模型，而后就可以配合喷涂机构、凝结机构工作以完成对路坑的填充，凝结固定，以不影响道路的正常使用。

附图说明

图1：本发明路面找平机的机体结构示意图一；

图2：本发明路面找平机的机体结构示意图二；

图3：本发明检测机构原理图；

图4：本发明容纳机构原理图；

图5：本发明凝结机构原理图；

图6：本发明凝结机构结构示意图一；

图7：本发明凝结机构结构示意图二；

图8：本发明开坑机构结构示意图。

附图标记：100、机体；200、驱动机构；300、检测机构；400、容纳机构；410、容置腔；420、加热装置；430、搅拌装置；431、阻旋测力计；500、凝结机构；511、摆臂电机；512、第一转臂；513、第二转臂；521、辊套；522、辊轴；530、斯特林电机；531、冷端；532、热端；533、加热盘管；600、喷涂机构；610、喷涂管；620、喷涂压阀；700、开坑机构；710、开坑支架；720、开坑电机；730、开坑钻。

具体实施方式

以下结合附图，对本发明的具体实施方式作进一步详述，以使本发明技术方案更易于理解和掌握。

参照图1和图2所示，一种路面找平机，包括机体100，所述机体100上设置有控制器、驱动机构200、容纳机构400、喷涂机构600、检测机构300以及凝结机构500；

所述驱动机构200用于带动所述机体100运动；

所述检测机构300包括模型构建组件以及模型处理器，所述模型构建组件包括阵列设置的若干红外测距传感器，每一所述红外测距传感器向下设置并生成一检测反馈值，所述模型构建组件根据所述红外测距传感器检测形成的检测反馈值构建所述检测机构300下方的地面模型，所述模型处理器设置有捕获策略以及处理策略，所述捕获策略用于从所述地面模型中捕获路坑的位置，所述处理策略用于计算得到对应路坑的体积；

所述容纳机构400包括容置腔410、加热装置420以及搅拌装置430，所述容置腔410设置有硅酮胶，所述加热装置420设置于所述容置腔410内部用于加热所述硅酮胶以使所述硅酮胶呈液态或膏状设置，所述搅拌装置430用于搅拌所述硅酮胶；

所述喷涂机构600包括设置于所述容纳机构400的喷涂管610以及设置于所述喷涂管610的喷涂压阀620，所述喷涂管610连通所述容置腔410且所述喷涂管610的喷涂口向下设置，所述喷涂压阀620开启时，将所述容置腔410内的硅酮胶从所述喷涂管610中挤出；

所述凝结机构500包括凝结辊以及制冷装置，所述凝结辊设置于所述机体100的下方并与地面直接接触，所述制冷装置用于为所述凝结辊提供冷量；

所述控制器连接所述驱动机构200、容纳机构400、检测机构300、喷涂机构600以及凝结机构500，所述控制器包括凝结策略，所述凝结策略包括根据所述检测机构300获取的路坑的体积，通过喷涂机构600将体积对应所述路坑的体积的硅酮胶挤入对应的路坑，并控制所述凝结机构500上的凝结辊将冷量传递到所述硅酮胶。

为了方便理解本发明根据机构不同分别详述，由于大部分执行机构均设置在机体100的底部，为了方便理解，底盘上的支撑结构、布线原理都未视出，仅仅将执行机构进行显示：

1、驱动机构200，所述驱动机构200用于带动所述机体100运动；驱动机构200的设置目的是为了带动机体100运动，可以设置为四轮驱动，而通过控制器控制驱动机构200的行驶距离，而驱动机构200除了寻找路坑以外，还需要将对应的其他机构移动到路坑的位置，起到切换的效果，驱动机构200与一般的汽车的驱动机构200可以相同，区别在于，本驱动机构200的底盘设置较高，保证其他机构都可以固定在底盘上以实现运动。所述模型构建组件配置有模型拼接策略，所述模型构建组件具有第一检测范围，所述第一检测范围为具有第一长度值以及具有第一宽度值的矩形区域，所述模型拼接策略包括每间隔第一预设时间控制所述驱动结构向长度方向运动第一长度值或向宽度方向运动第一宽度值，并控制每一红外测距传感器工作以获取若干具有相对位置关系的地面模型，拼接所述地面模型，根据移动的位置设置水平的方向。所述驱动机构200连接有水平陀螺仪，所述水平陀螺仪用于检测所述机体100的倾斜角度并配置有基准倾斜角，当所述倾斜角度大于所述基准倾斜角时，所述驱动结构运动以使所述倾斜角度小于所述基准倾斜角

2、参照图3所示，检测机构300，所述检测机构300包括模型构建组件以及模型处理器，所述模型构建组件包括阵列设置的若干红外测距传感器，每一所述红外测距传感器向下设置并生成一检测反馈值，所述模型构建组件根据所述红外测距传感器检测形成的检测反馈值构建所述检测机构300下方的地面模型，所述模型处理器设置有捕获策略以及处理策略，所述捕获策略用于从所述地面模型中捕获路坑的位置，所述处理策略用于计算得到对应路坑的体积；检测机构300起到一个非常重要的作用，如图所示，检测机构300设置于底盘上，是阵列设置的红外测距传感器，每一红外测距传感器都会生成一个距离值，而由于路面与检测机构300是相互平行的，且检测机构300距离地面的高度为已知量，所以非常容易就可以根据检测的结果构建地面模型，当遇到路坑时，由于检测机构300检测获得的距离值与检测机构300所在的高度的差值即是每一检测机构300对应位置路坑的深度，而检测机构300的区域所检测的区域也为已知量，通过积分算法就可以获得路坑的体积，通过建立模型就可以获得路坑形状，具体可以通过首先建立一个三维基准模型，以地面为X-Y所在的平面，每一红外测距传感器输出的测距值为Z的值，这样配合驱动机构200在机体100在X-Y平面移动的过程中，根据每一测距传感器反馈的量以及其所在的位置就可以在三维基准模型中获得若干个点，通过平滑拟合积分算法连接每一点以在三维基准模型上形成曲面，这个曲面即路坑的形状，而接下来就非常容易的就可以获得路坑的体积、中心位置或其他的参数，误差较小，可以保证喷涂后的路面的平滑。

3、参照图4所示，容纳机构400，所述容纳机构400包括容置腔410、加热装置420以及搅拌装置430，所述容置腔410设置有硅酮胶，所述加热装置420设置于所述容置腔410内部用于加热所述硅酮胶以使所述硅酮胶呈液态或膏状设置，所述搅拌装置430用于搅拌所述硅酮胶；容纳机构400是用于存储硅酮胶，首先，由于硅酮胶具有容易在常温下快速凝固的特性，且具备一定的硬度，所以硅酮胶作为路坑的填充物更加可靠，且可以实现对路坑的快速敷设，但是为了保证硅酮胶能够被喷涂，在存储时，需要适当加热硅酮胶，且使硅酮胶不会出现凝结核，要保证硅酮胶处于流动状态，所以设置了加热装置420以及搅拌装置430，使硅酮胶不易凝结同时具有流动性，方便喷涂，而容置腔410由保温材料制成，同时所述容置机构还包括设置于所述搅拌装置430的阻旋测力计431，所述阻旋测力计431用于检测所述搅拌装置430搅拌时所受到的阻力Fu，所述容置结构设置有第一温度传感器，所述第一温度传感器用于检测所述容置腔410内的硅酮胶的温度并输出第一温度值T1，所述容置结构配置有加热算法，所述加热算法用于控制所述加热装置420的输出功率PT，PT=P-a（T1-T）+b（Fu-F），其中,P为预设的加热装置420的基础输出功率，a为预设的温度调节参数，b为预设的阻力调节参数，T为预设的基础临界温度值，F为预设的基础临界阻力值。例如设置基础临界温度值为40摄氏度，而基础临界阻力值为200N，a为100瓦每摄氏度，b为20瓦每牛的情况下，如果实际的阻力值Fu为210牛，而实际温度值T1为37摄氏度，在加热装置420的基础输出功率为2000瓦时，那么根据上式PT=2000+100（37-40）+20（210-200）=2500瓦，所以实际的温度越高，那么加热装置420的功率可以适当减小，而实际的阻力越大，加热装置420的输出功率越大，保证加热装置420可以工作在一个最佳的功率，起到节能效果。

4、参照图6、图7所示，喷涂机构600，所述喷涂机构600包括设置于所述容纳机构400的喷涂管610以及设置于所述喷涂管610的喷涂压阀620，所述喷涂管610连通所述容置腔410且所述喷涂管610的喷涂口向下设置，所述喷涂压阀620开启时，将所述容置腔410内的硅酮胶从所述喷涂管610中挤出；喷涂机构600的原理较为简单，通过喷涂压阀620将定量的硅酮胶从容置机构通过喷涂管610中挤出路坑，而配合检测机构300，路坑的体积和位置为已知量，那么控制驱动机构200动作根据路坑的位置非常容易地就可以将喷涂管610对准路坑，而例如路坑的体积为1立方分米，那么喷涂的硅酮胶的体积也可以在1立方分米的取值上下波动，起到一个较为便捷的喷涂目的，保证喷涂效果。

5、参照图5、图6、图7所示，凝结机构500，所述凝结机构500包括凝结辊以及制冷装置，所述凝结辊设置于所述机体100的下方并与地面直接接触，所述制冷装置用于为所述凝结辊提供冷量；如图所示，凝结机构500的原理是通过凝结辊与刚刚喷涂入路坑的硅酮胶接触使制冷装置产生的冷量可以快速导入硅酮胶，实现硅酮胶的快速固化，保证固化效果，同时可以将不规则的硅酮胶压平，起到一个固定的效果，凝结机构500的具体设置还包括所述凝结辊通过一摆臂结构连接于所述机体100，所述摆臂结构包括摆臂电机511，第一转臂512以及第二转臂513，所述凝结辊固定于所述第二转臂513上，所述第二转臂513和第一转臂512铰接，所述摆臂电机511用于带动所述第一转臂512转动以使所述凝结辊在所述第二转臂513的带动下做水平往复运动；如图所示，通过两个转臂的设置，保证凝结辊是在水平方向上运动的，起到一个抹平效果，而摆臂结构的具体设置可以形变为其他方式，目的在于保证凝结辊可以在路坑上方往复运动即可，所述凝结辊包括辊轴522以及辊套521，所述制冷装置固定于所述辊轴522上，而辊套521和辊轴522是分体设置的，这样一来，水平运动时，辊套521可以在运动过程中自由转动，而辊轴522相对辊套521固定不动，所述制冷装置的导冷端531与所述辊轴522直接接触，这样提高导冷效率；所述凝结策略还包括计算对应路坑的坑口的面积，根据所述坑口的面积控制所述摆臂电机511往复运动的幅度，以使所述凝结辊往复运动的区域覆盖所述路坑，由于路坑的模型以及路坑的位置已知，非常容易得到路坑的开口的位置及面积，保证抹平以及导冷效果，通过凝结策略的设置，最大程度提高效率，节约能耗。所述制冷装置设置为所述斯特林电机530，所述加热装置420设置为热循环管路，所述斯特林电机530的冷端531连接所述凝结辊，所述热循环管路的一部分设置于所述容置腔410内部，另一部分盘绕于所述斯特林电机530的热端532。通过斯特林电机530实现制冷，制冷效果较佳，而震动较小，具体通过斯特林电机530的冷端531直接通过一个冷却盒与辊轴522连接，冷量向下传递到辊轴522上，而热端532产生的热量会通过热循环管路连接到容置腔410，保证节能效果最佳，同时起到一个能量控制的作用。通过冷凝机构配合硅酮胶的设置，可以达到快速凝结的效果，对于体积为1立方分米的路坑，仅仅需要15.7秒就可以完成凝结固定，且较为坚固。通过斯特林电机530的设置，可以提高制冷效果，且可以为容置机构中的加热装置420提供300瓦每小时的热能节约。

6、参照图7所示，开坑机构700，所述开坑机构700用于开设路坑，所述开坑机构700包括开坑钻730以及开坑电机720，所述开坑电机720工作时带动所述开坑钻730上下往复运动以开设路坑，开坑钻730安装在开坑支架710上。这样可以在开设路坑的同时直接进行扫描以便于后续的敷设工作以及回收工作，开坑机构700类似道路打孔设备，安装在机体100上，在此不做赘述。

而敷设机至少包括容置机构、驱动机构200、检测机构300、喷涂机构600以及凝结机构500，可选择的设置开坑机构700，在此不做赘述。

硅酮胶是一种类似软膏，一旦接触空气中的水分就会固化成一种坚韧的橡胶类固体的材料。主要分为脱醋酸型，脱醇型，脱氨型，脱丙型。硅酮胶因为常被用于玻璃方面的粘接和密封，所以俗称玻璃胶。单组份硅酮玻璃胶是一种类似软膏，一旦接触空气中的水分就会固化成一种坚韧的橡胶类固体的材料。而可以在低温情况下快速凝结，且呈块状，不易渗入地面，同时粘接效果较低，所以非常适合应用在本发明中作为路坑的填充物使用，方便回收。

当然，以上只是本发明的典型实例，除此之外，本发明还可以有其它多种具体实施方式，凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求保护的范围之内。

Claims (9)

1.一种路面找平机，其特征在于：包括机体，所述机体上设置有控制器、驱动机构、容纳机构、喷涂机构、检测机构以及凝结机构；

所述驱动机构用于带动所述机体运动；

所述检测机构包括模型构建组件以及模型处理器，所述模型构建组件包括阵列设置的若干红外测距传感器，每一所述红外测距传感器向下设置并生成一检测反馈值，所述模型构建组件根据所述红外测距传感器检测形成的检测反馈值构建所述检测机构下方的地面模型，所述模型处理器设置有捕获策略以及处理策略，所述捕获策略用于从所述地面模型中捕获路坑的位置，所述处理策略用于计算得到对应路坑的体积；

所述容纳机构包括容置腔、加热装置以及搅拌装置，所述容置腔设置有硅酮胶，所述加热装置设置于所述容置腔内部用于加热所述硅酮胶以使所述硅酮胶呈液态或膏状设置，所述搅拌装置用于搅拌所述硅酮胶；

所述喷涂机构包括设置于所述容纳机构的喷涂管以及设置于所述喷涂管的喷涂压阀，所述喷涂管连通所述容置腔且所述喷涂管的喷涂口向下设置，所述喷涂压阀开启时，将所述容置腔内的硅酮胶从所述喷涂管中挤出；

所述凝结机构包括凝结辊以及制冷装置，所述凝结辊设置于所述机体的下方并与地面直接接触，所述制冷装置用于为所述凝结辊提供冷量；

所述控制器连接所述驱动机构、容纳机构、检测机构、喷涂机构以及凝结机构，所述控制器包括凝结策略，所述凝结策略包括根据所述检测机构获取的路坑的体积，通过喷涂机构将体积对应所述路坑的体积的硅酮胶挤入对应的路坑，并控制所述凝结机构上的凝结辊将冷量传递到所述硅酮胶。

2.如权利要求1所述的一种路面找平机，其特征在于：所述驱动机构具有一行驶方向，所述凝结机构、所述喷涂机构以及所述检测机构依次地设置于所述行驶方向上。

3.如权利要求1所述的一种路面找平机，其特征在于：所述模型构建组件配置有模型拼接策略，所述模型构建组件具有第一检测范围，所述第一检测范围为具有第一长度值以及具有第一宽度值的矩形区域，所述模型拼接策略包括每间隔第一预设时间控制所述驱动结构向长度方向运动第一长度值或向宽度方向运动第一宽度值，并控制每一红外测距传感器工作以获取若干具有相对位置关系的地面模型，拼接所述地面模型。

4.如权利要求1所述的一种路面找平机，其特征在于：所述驱动机构连接有水平陀螺仪，所述水平陀螺仪用于检测所述机体的倾斜角度并配置有基准倾斜角，当所述倾斜角度大于所述基准倾斜角时，所述驱动结构运动以使所述倾斜角度小于所述基准倾斜角。

5.如权利要求1所述的一种路面找平机，其特征在于：所述容置机构还包括设置于所述搅拌装置的阻旋测力计，所述阻旋测力计用于检测所述搅拌装置搅拌时所受到的阻力Fu，所述容置结构设置有第一温度传感器，所述第一温度传感器用于检测所述容置腔内的硅酮胶的温度并输出第一温度值T1，所述容置结构配置有加热算法，所述加热算法用于控制所述加热装置的输出功率PT，PT=P-a（T1-T）+b（Fu-F），其中,P为预设的加热装置的基础输出功率，a为预设的温度调节参数，b为预设的阻力调节参数，T为预设的基础临界温度值，F为预设的基础临界阻力值。

6.如权利要求1所述的一种路面找平机，其特征在于：所述凝结辊通过一摆臂结构连接于所述机体，所述摆臂结构包括摆臂电机，第一转臂以及第二转臂，所述凝结辊固定于所述第二转臂上，所述第二转臂和第一转臂铰接，所述摆臂电机用于带动所述第一转臂转动以使所述凝结辊在所述第二转臂的带动下做水平往复运动。

7.如权利要求6所述的一种路面找平机，其特征在于：所述凝结辊包括辊轴以及辊套，所述制冷装置固定于所述辊轴上，所述制冷装置的导冷端与所述辊轴直接接触。

8.如权利要求7所述的一种路面找平机，其特征在于：所述凝结策略还包括计算对应路坑的坑口的面积，根据所述坑口的面积控制所述摆臂电机往复运动的幅度，以使所述凝结辊往复运动的区域覆盖所述路坑。

9.如权利要求7所述的一种路面找平机，其特征在于：所述制冷装置设置为所述斯特林电机，所述加热装置设置为热循环管路，所述斯特林电机的冷端连接所述凝结辊，所述热循环管路的一部分设置于所述容置腔内部，另一部分盘绕于所述斯特林电机的热端。