CN108277730B - 一种自动输料的多功能公路养护车 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种自动输料的多功能公路养护车，其包括底盘，在底盘上设置有废料输送槽、混合料输料槽、平衡转台和控制系统，在平衡转台上通过关节机械臂连接机具集中平台，在平衡转台的下方设置有压实机构，在废料上料槽内设置有废料上料机构，废料上料槽通过废料粉碎筒与加热搅拌筒连通，在废料粉碎筒内腔设置有废料粉碎机构，在废料粉碎筒上设置有出料控制机构，在加热搅拌筒上设置有混合料出料控制液压缸、内腔设置有加热组件和搅拌机构，本发明是以养护公路常见病害小裂缝和小面积坑槽为目的，适用于早期的路面病害养护，可以精准定位，灵活修复，结构轻便，工作效率高，智能化程度高，人工作业少，节省人力，其养护的养护针对性更强。
Description
技术领域
本发明属于沥青路面养护设备研究技术领域，具体涉及一种带关节机械臂和自动输料装置的多功能公路养护车。
背景技术
随着我国城市、农村和山区公路的大量修筑，目前，我国公路通车里程已经跃居世界第二，公路修筑高潮已经接近尾声，随着这些已经修筑公路通车年限的增加，大批量公路即将进入养护阶段。然而，我国对于公路养护的重视和公路养护设备的发展都落后于国外，目前，国内已有的公路养护车主要存在如下问题：
(1)公路养护车在养护过程中，需要采用专用的起吊设备，将压实设备、道路铣刨设备、切割设备、灌缝设备等进行吊到车上固定和车下进行施工，但这些养护设备往往质量较大(如许多压实设备质量超过300kg)，因此必须选择更大功率的发电机组为起吊提供动力，大功率大电机组质量大、成本高、占用车厢空间大，因此必须采用具有更大空间的汽车底盘，这些因素造成的综合后果，不但增加了公路养护车的成本，而且在养护设备起吊过程存在安全隐患，并且增加了养护施工人员的体力消耗。
(2)自动化程度低。目前公路养护车的养护设备在养护过程中需要工人去直接操作，这些设备质量大、施工过程中振动大、切割和破碎过程中灰尘多，对工人身体损害大，养护设备自动控制程度低，没有实现养护设备的自动控制。
(3)养护设备之间动力合理优化程度低。目前许多公路养护车采用在通用的汽车底盘上配置切割机、铣刨机等养护设备，每个设备采用独立柴油机提供动力，这样虽然使用方便，但是没有对动力进行整体优化，因此资源浪费严重。
(4)目前公路养护车养护针对性差，很多公路养护车都是“功能全而不专”，因此针对特定公路损害养护的效率差。
(5)混合料加热装置效率低，加热准备时间长。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明提供了一种自动输料的多功能公路养护车，该公路养护车可以完成路面压实、铣刨、切割、吹高压热空气清理和吹干裂缝、喷热沥青灌缝、铣刨后废料重新拌合二次利用、废料粉碎、沥青加热保温等任务，智能化程度高，工作效率高。
为了实现上述任务，本发明采用如下技术方案予以实现：
一种自动输料的多功能公路养护车，包括底盘1，在底盘1的两侧分别设置有废料输送槽9和混合料输料槽2，在废料输送槽9的尾端设置有废料收集斗，与废料收集斗相对的一端与废料上料槽13连通，在废料输送槽9内设置有水平传送的废料输送机构，在废料上料槽13内设置有可将废料纵向传输的废料上料机构26，废料上料槽13的顶部出料口通过废料粉碎筒14与加热搅拌筒15连通，加热搅拌筒15的进出料斗上方还设置有与常温沥青箱10连通的沥青定量泵24，在废料粉碎筒14内腔设置有废料粉碎机构27，在废料粉碎筒14上设置有控制粉碎废料输出的出料控制机构，在加热搅拌筒15的外壁上设置有可驱动加热搅拌筒15转动的混合料出料控制液压缸31，在加热搅拌筒15内腔设置有加热组件30和搅拌机构29，废料粉碎机构27与搅拌机构29分别通过粉碎离合器16与搅拌离合器18连接在粉碎搅拌电机20的动力输出端，加热搅拌筒15的进出料口与混合料输料槽2正对，在混合料输料槽2内设置有可将混合料输出的混合料输送机构，将混合料输出；在废料输送槽9和混合料输料槽2之间的底盘1尾部设置有平衡转台3和安装在平衡转台3上的控制系统4，在平衡转台3上通过关节机械臂5连接机具集中平台8，在平衡转台3的下方设置有压实路面的压实机构25；
所述机具集中平台8包括固定平台8-2和转动平台8-6，在固定平台8-2上设置有固定齿盘，在转动平台8-6上与固定齿盘相应的位置上设置有可与固定齿盘相互啮合的活动齿盘8-5；固定平台8-2和转动平台8-6通过工位丝杠螺母机构8-4连接，工位丝杠螺母机构8-4通过涡轮蜗杆组件8-7与工位变换齿轮组8-8连接，工位变换齿轮组8-8通过变换工位离合器8-9连接，变换工位离合器8-9通过安装在液压马达8-10输出轴上的驱动传动齿轮组连接，驱动传动齿轮组通过切割旋转离合器8-14和铣刨旋转离合器8-15分别与切割组件8-11、铣刨组件8-12连接并驱动切割组件8-11和铣刨组件8-12工作；在转动平台8-6上还设置有灌缝组件8-13，灌缝组件8-13通过管道与安装在底盘1上的沥青箱连通；灌缝组件8-13与切割组件8-11、铣刨组件8-12分别分布在转动平台8-6的不同侧面上，并且通过转动平台8-6调整灌缝组件8-13、切割组件8-11以及铣刨组件8-12与待养护工作面相对；
所述粉碎离合器16、搅拌离合器18、变换工位离合器8-9、切割旋转离合器8-14和铣刨旋转离合器8-15以及粉碎出料控制液压缸28、混合料出料控制液压缸31分别与控制系统4电连接。
进一步，上述废料上料机构26包括纵向排布固定在传动辊26-1、设置在上料槽内顶部的大链轮26-3、驱动大链轮26-3转动的上料驱动马达26-5以及传动链条26-2和设置在传动链条26-2上的集料板26-4；传动辊26-1与大链轮26-3之间通过传动链条26-2连接传动。
进一步，上述集料板26-4的两端与废料上料槽13的内壁密封连接，并且集料板26-4与传动链条26-2之间形成45°的夹角，集料板26-4的边沿厚度小于根部厚度。
进一步，上述灌缝组件8-13包括用于监控路面的灌缝位置的灌缝监控图像传感器8-13-1、通过沥青控制阀与沥青箱连通的沥青喷头8-13-2以及通过高压空气控制阀与空气加热加压装置21连通的高压空气喷头8-13-3，灌缝监控图像传感器8-13-1、沥青控制阀以及高压空气控制阀分别通过导线与控制系统4连接。
进一步，上述切割组件8-11是由切割面保护轮8-11-1、切割齿轮传动组件8-11-4、切割升降离合器8-11-6、切割监控图像传感器8-11-2、切割丝杠传动机构8-11-3以及切割刀具8-11-5组成，切割面保护轮8-11-1设置在转动平台8-6切割面上，并且固定在其边缘或者顶角位置，切割刀具8-11-5设置在转动平台8-6的切割面中部，切割刀具8-11-5的转轴通过切割齿轮传动组件8-11-4与切割丝杠传动机构8-11-3连接，切割齿轮传动组件8-11-4用于实现切割组件8-11中的动力传动，其通过传动齿轮或者转轴将切割丝杠传动机构8-11-3与切割升降离合器8-11-6连接、切割升降离合器8-11-6与切割旋转离合器8-14连接，切割监控图像传感器8-11-2用于采集切割深度信息，切割监控图像传感器8-11-2与切割升降离合器8-11-6分别与控制系统4电连接。
进一步，上述铣刨组件8-12是由铣刨面支撑轮8-12-1、铣刨齿轮传动组件8-12-5、铣刨升降离合器8-12-3、铣刨监控图像传感器8-12-2、铣刨丝杠传动机构8-12-6以及铣刨刀具8-12-4组成，铣刨面支撑轮8-12-1安装在转动平台8-6上的铣刨面上，并固定在铣刨面的边缘或者顶角位置，铣刨齿轮传动组件8-12-5用于实现铣刨组件8-12中的动力传动，其通过传动齿轮或者转轴分别将铣刨升降离合器8-12-3与铣刨丝杠传动机构8-12-6连接、铣刨丝杠传动机构8-12-6与铣刨刀具8-12-4连接以及铣刨升降离合器8-12-3与铣刨旋转离合器8-15连接，铣刨监控图像传感器8-12-2用于采集路面铣刨深度和铣刨面积信息，并通过导线与控制系统4连接。
进一步，上述压实机构25包括压实滚轮25-5、压实控制液压缸25-4、压实摆杆25-6、压实动导轨25-2、压实静导轨25-1、压实驱动滚珠丝杠副25-3以及导轨压板25-7；所述压实静导轨25-1固定在底盘1的尾部，压实动导轨25-2与压实静导轨25-1之间通过导轨压板25-7连接，在压实动导轨25-2与压实静导轨25-1之间还设置有压实驱动滚珠丝杠副25-3，由压实驱动滚珠丝杠副25-3驱动压实动导轨25-2沿着压实静导轨25-1作相对运动，压实摆杆25-6的一端固定在压实动导轨25-2上，另一端与压实滚轮25-5的转轴连接，压实控制液压缸25-4的缸筒固定在压实动导轨25-2的另一端、伸缩杆固定在压实摆杆25-6的中部。
本发明的自动输料的多功能公路养护车，与现有技术相比具有以下区别：
(1)本发明将在关节机械臂的手部的养护机具集中平台上集成了铣刨、切割等多种功能，相比于传统在养护车上配置小型铣刨机、切割机的办法，通过一个动力源，给铣刨装置和切割装置提供动力，不但节约了动力源的成本，而且设备体积更小，通过关节机械臂对其操作更加方便，施工过程中，最大限度的避免了搬运起吊铣刨机、切割机等设备的体力消耗，施工过程更加安全。
(2)本发明是以养护公路常见病害小裂缝和小面积坑槽为目的，适用于早期的路面病害养护，可以精准定位，灵活修复，结构轻便，占用体积小，工作效率高，智能化程度高，人工作业少，节省人力，其养护的养护针对性更强。
(3)本发明将沥青混合料加热和灌缝沥青加热保温的方案采用电磁式加热，这种加热方式的传递效率更好，更加环保，加热时间更短。
(4)本发明所设计的关节机械臂通过控制系统进行控制，养护工人通过控制室内的控制系统即可控制和观察整个过程，施工过程自动化程度更高，使工人可以远离恶劣的施工环境。
(5)本发明涉及智能化程度高和操作方便的废料收集系统，铣刨和切割所产生的沥青废料，人工放入公路养护车尾部的废料收集斗，即可废料废料上料机构将废料回收后经粉碎后与新的沥青料拌和，通过输料槽送到公路养护车尾部二次利用，整个过程都在养护车尾部完成，最大限度的减少了公路养护过程对正常交通的影响，养护过程更加安全，同时实现废料二次利用，节能环保，并且废料纵向传输在占用体积小的同时传输效率高，上料高效。
(6)本发明所设计的关节机械臂手部的养护机具集中平台上，设计有图像传感器、位置传感器等监测元件，因此可以根据监测到的信息，实现自动清理裂缝、自动灌缝、自动清理坑槽等操作，因此智能化程度高。
(7)本发明在压实滚轮的压实控制液压缸和压实摆杆一端设计滑动导轨，滑动导轨可以在滚珠丝杠副的驱动下移动，因此可以在公路养护车不移动的情况进行压实作业，扩大压实作业范围，提高工作效率。
(8)本发明通过固定平台和转动平台之间齿盘啮合、工位丝杠螺母机构活动连接，保证工作时旋转平台连接牢固，不容易松动，确保定位精准，利用涡轮蜗杆组件传动使旋转平台能够正向反向旋转调整工作界面，实现各个工作面灵活调整，将铣刨、切割和灌缝一体化。
附图说明
图1是实施例中养护车的结构示意图。
图2是图1的俯视图。
图3是图1的左视图。
图4是图1中废料粉碎筒14的内部结构。
图5是图1中加热搅拌筒15的内部结构。
图6为图1中机具集中平台8的传动原理示意图。
图7为图6的俯视图。
图8为图6的左视图。
图9为图1中压实机构25的结构示意图。
具体实施方式
现结合附图和实施例对本发明的技术方案进行进一步说明。
参见图1和图2，在养护车的底盘1上车厢的两侧设置有突出的废料输送槽9和混合料输料槽2，在底盘1的尾部安装有平衡转台3，在平衡转台3的上安装有控制系统4和关节机械臂5，控制系统4用于实现整个养护车的自动化控制。关节机械臂5铰接在平衡转台3的侧部，本实施例的关节机械臂5包括第一臂5-1和第二臂5-4，第一臂5-1通过第一液压缸5-2与平衡转台3连接，由第一液压缸5-2控制第一臂5-1的变幅，第二臂5-4通过第二液压缸5-3与第一臂5-1连接，由第二液压缸5-3控制第二臂5-4与第一臂5-1之间的角度，在第二臂5-4的末端连接有两个连接杆6和平衡液压缸7，通过连接杆6、平衡液压缸7与机具集中平台8连接，通过关节机械臂5调整机具集中平台8的位置。
在废料输送槽9的底部设置有皮带式的废料输送机构，废料输送机构采用水平输送的皮带式输送机或者网链式输送机均可，在废料输送槽9靠近车尾的一端安装有废料收集斗，并与废料收集斗底部连通，可以通过废料收集斗收集废料，在废料输送槽9的另一端与废料上料槽13连通，废料上料槽13纵向分布，与废料输送槽9垂直，废料上料槽13的顶部呈圆弧面结构，其圆心角为270°，在废料上料槽13的一侧壁上开设有出料口，废料上料槽13的出料方向与废料上料槽13侧壁相切，即沿着废料上料槽13的切线方向出料。在废料上料槽13内安装有废料上料机构26，废料上料机构26的输送方向与废料输送机构的输送方向垂直。参见图3，废料上料机构26包括传动辊26-1、大链轮26-3、上料驱动马达26-5、传动链条26-2以及集料板26-4，上料驱动马达26-5固定于安装在车厢底部的固定架12上，上料驱动马达26-5的输出轴通过轴套与延伸至废料上料槽13外的大链轮26-3的转轴连接，在大链轮26-3的下方布设有安装在废料上料槽13壁上的传动辊26-1，传动辊26-1的两端嵌装在废料上料槽13壁的两侧，呈纵向分布，在传动辊26-1上有传动链条26-2传动，并通过传动链条26-2与大链轮26-3连接。在传动链条26-2上设置有集料板26-4，集料板26-4倾斜设置，与传动链条26-2之间形成45°的夹角，集料板26-4的两侧边与废料上料槽13侧两侧壁之间密封连接，并且边沿的厚度大于根部厚度，呈刀刃状，便于铲料。本实施例的大链轮26-3的传动直径是传动辊26-1直径的9倍，保证顶部驱动力强，带动废料上行。在废料上料槽13的出料口安装有废料落料管，通过废料落料管与废料粉碎筒14的进料口连通。
该废料粉碎筒14是水平安装的圆形筒状结构，其两侧端通过轴套在固定架12上，如图4所示，该废料粉碎筒14可以采用内外套筒式结构，即是由粉碎内筒14-2和粉碎外筒14-1组成，粉碎内筒14-2同轴安装在粉碎外筒14-1的内侧，在粉碎外筒14-1的筒壁上分别开设有进料口14a和出料口14b，在粉碎内筒14-2上开设有进出料口，该进出料口在进料时与粉碎外筒14-1的进料口14a重合，出料时与出料口14b重合。粉碎内筒14-2的筒壁与粉碎出料控制液压缸28的活塞杆连接，粉碎出料控制液压缸28的缸筒固定在固定架12上，由粉碎出料控制液压缸28的活塞杆伸缩带动粉碎内筒14-2转动120°，使其进出料口与粉碎外筒14-1的出料口14b重合，将粉碎的废料倒出。在废料粉碎筒14的内腔安装有粉碎废料的废料粉碎机构27，废料粉碎机构27采用反击式粉碎方式，其包括粉碎反击板27-1、板锤27-2、过滤筛27-3和转子27-4组成，利用转子27-4转动带动板锤27-2在转动过程中与废料成反方向运动，一部分废料是在与板锤27-2接触时被粉碎，另一部分是在随后抛击到粉碎反击板27-1上时部分破碎，还有一部分是在运动过程中相互撞击进一步粉碎，本实施例选用破碎能力在80～120kg/h，过滤筛直径为12～55㎜范围的反击式板锤粉碎机。废料粉碎机构27的转子27-4的转轴延伸至废料粉碎筒14外并通过粉碎离合器16、粉碎传送带17与安装在固定架12上的粉碎搅拌电机20连接，即当粉碎离合器16闭合时，粉碎搅拌电机20驱动通过粉碎传送带17将动力传送至废料粉碎机构27，驱动废料粉碎机构27工作，采用反击式破碎原理将废料粉碎。
在废料粉碎筒14的出料口下方还固定有加热搅拌筒15，参见图5，加热搅拌筒15的两侧端与固定架12连接，在加热搅拌筒15的内筒壁15-2与外筒壁15-1之间安装有电磁加热线圈作为加热组件30，在加热搅拌筒15的内筒内安装有搅拌机构29，搅拌机构29是采用普通螺旋叶片式搅拌方式，即其是在搅拌主轴29-1上安装有螺旋式搅拌叶片29-2，搅拌主轴29-1的一端延伸至加热搅拌筒15的外侧并固定在固定架12上，搅拌主轴29-1的一轴端通过搅拌离合器18、搅拌传送带19与粉碎搅拌电机20连接，即当搅拌离合器18闭合时，粉碎搅拌电机20将动力通过搅拌传送带19传递至搅拌机构29，驱动搅拌机构29工作，加热组件30、粉碎搅拌电机20、搅拌离合器18以及粉碎离合器16分别通过导线与控制系统4电连接，由控制系统4控制搅拌机构29与废料粉碎机构27交替工作。在加热搅拌筒15的进出料斗15a与废料粉碎筒14的出料口对接，并且在加热搅拌筒15的进出料斗15a上方固定架12上还安装有与常温沥青箱10连通的沥青定量泵24，常温沥青箱10安装在底盘1上，用于存储沥青，沥青定量泵24的出口与加热搅拌筒15的进出料斗15a相对，通过沥青定量泵24对沥青定量添加。在加热搅拌筒15的外壁上连接有混合料出料控制液压缸31，混合料出料控制液压缸31的缸筒固定在固定架12上、活塞杆与加热搅拌筒15连接，通过活塞杆伸缩带动加热搅拌筒15转动60°，可将搅拌混匀的混合料倒出。加热搅拌筒15的进出料斗15a与混合料输料槽2的进料口相对，将加热搅拌好的混合料排至混合料输料槽2内，在混合料输料槽2内底部安装有混合料输送带，通过混合料输送带将拌和的沥青和废料通过安装在混合料输料槽2尾端的混合料出料斗排出，便于人工上料。
对于废料粉碎筒也可以采用直筒式，在废料粉碎筒14的出料口处安装有出料控制阀，该出料控制阀与控制系统4电连接，由控制系统4控制出料，也能够实现可控出料。
上述的机具集中平台8包括固定平台8-2和转动平台8-6，参见图6～8，固定平台8-2的中心通过固定铰8-3与其中一个连接杆6固定连接，在固定平台8-2的侧面安装有固定齿盘8-1，在固定平台8-2的中心位置通过工位丝杠螺母机构8-4与转动平台8-6连接，转动平台8-6是一个四方箱体结构，其一个侧面与固定平台8-2相对，剩余三个侧面分别为切割工作面、铣刨工作面以及灌缝工作面，分别安装切割组件8-11、铣刨组件8-12、灌缝组件8-13。转动平台8-6与固定平台8-2相对的一侧面上也安装有可以与固定齿盘啮合的活动齿盘8-5，通过固定齿盘和活动齿盘8-5啮合可以使固定平台8-2和转动平台8-6连接牢固，在工作过程中不容易松动。工位丝杠螺母机构8-4的丝杠一端延伸至固定在固定平台8-2中部的螺母中，通过丝杠在螺母中转动使螺母产生的水平位移，将转动平台8-6向外侧推移，与固定平台8-2之间形成一定的空间距离。工位丝杠螺母机构8-4的丝杠另一端与涡轮蜗杆组件8-7的涡轮固定，涡轮在蜗杆上传动带动丝杠转动，涡轮蜗杆组件8-7的蜗杆与工位变换齿轮组8-8连接，通过工位变换齿轮组8-8、变换工位离合器8-9与液压马达8-10连接。液压马达8-10为所有工作装置提供动力，通过液压油管与液压动力系统连接，液压马达8-10的启动开关通过导线与控制系统4连接，通过控制系统4自动控制液压马达8-10转动。液压马达8-10的输出轴上安装工位变换齿轮组8-8，通过工位变换齿轮组8-8的齿轮传动将动力传输到切割组件8-11或者铣刨组件8-12或者通过涡轮蜗杆组件8-7传动带动转动平台8-6转动，调整工位。本实施例的工位变换齿轮组8-8是由锥齿轮和圆柱齿轮配合组成，在液压马达8-10的输出轴上安装有锥齿轮组，将液压马达8-10的动力从不同方向传递，一是通过与锥齿轮同轴的圆柱齿轮、变换工位离合器8-9与涡轮蜗杆组件8-7连接，调整转动平台8-6的工作面；二是通过切割旋转离合器8-14驱动切割组件8-11工作；三是通过铣刨旋转离合器8-15驱动铣刨组件8-12工作。为了实现自动控制，变换工位离合器8-9、切割旋转离合器8-14和铣刨旋转离合器8-15均采用电控离合器，其分别与控制系统4电连接。
上述的切割组件8-11是由切割面保护轮8-11-1、切割齿轮传动组件8-11-4、切割升降离合器8-11-6、切割监控图像传感器8-11-2、切割丝杠传动机构8-11-3以及切割刀具8-11-5组成，切割面保护轮8-11-1设置在转动平台8-6的切割面的四个顶角位置，当切割面位于工作位置时，切割面保护轮8-11-1在路面上，能够支撑切割面并将切割面与路面之间保持一定的距离，使安装在切割面上的切割刀具8-11-5等其他部件免受伤害。切割刀具8-11-5采用双刀片式切割刀具8-11-5，切割速度快、效率高，也可以采用单刀片切割刀具8-11-5，其通过转轴固定在切割面的中心位置处，转轴的一端通过切割齿轮传动组件8-11-4与切割丝杠传动机构8-11-3连接，本实施例的切割齿轮传动组件8-11-4也是由切割大锥齿轮、切割小锥齿轮、多个圆柱齿轮、切割连接轴以及齿轮组相互啮合形成连接和传动组件，其具体的组装方式是：切割刀具8-11-5的转轴与第一圆柱齿轮的中心轴连接，该第一圆柱齿轮通过与之啮合的第二圆柱齿轮以及切割连接轴与切割小锥齿轮连接，通过该切割小锥齿轮与另一个切割大锥齿轮连接，该切割大锥齿轮的轴采用内外花键连接的两根连接轴、第三圆柱齿轮与切割旋转离合器8-14连接。同时，与切割旋转离合器8-14连接的第三圆柱齿轮通过与之啮合的第四圆柱齿轮与切割升降离合器8-11-6连接，切割升降离合器8-11-6通过第五圆柱齿轮与切割丝杠传动机构8-11-3的丝杠连接，切割丝杠传动机构8-11-3的螺母推动切割大锥齿轮移动，从而控制切割刀具8-11-5的升降即切割的深度，为了能够实时监控切割刀具8-11-5的切割位置和切割深度信息，在切割刀具8-11-5的一侧的切割面上还安装有切割监控图像传感器8-11-2，该切割监控图像传感器8-11-2和切割升降离合器8-11-6均与控制系统4电连接，将切割信号实时反馈到控制系统4并由控制系统4发出指令给切割升降离合器8-11-6，控制切割升降离合器8-11-6的闭合和断开以及闭合后控制切割刀具8-11-5的上升、下降幅度。
上述的铣刨组件8-12是由铣刨面支撑轮8-12-1、铣刨齿轮传动组件8-12-5、铣刨升降离合器8-12-3、铣刨监控图像传感器8-12-2、铣刨丝杠传动机构8-12-6以及铣刨刀具8-12-4组成，铣刨面支撑轮8-12-1与切割面保护轮8-11-1的作用相同，安装在转动平台8-6的铣刨面的四个角上，用于支撑铣刨面，铣刨齿轮传动组件8-12-5用于实现铣刨组件8-12中的动力传动，其具体的组装方式与上述的切割齿轮传动组件8-11-4的组装方式相同，通过锥齿轮、圆柱齿轮以及连接轴的配合将铣刨升降离合器8-12-3与铣刨丝杠传动机构8-12-6连接、铣刨丝杠传动机构8-12-6与铣刨刀具8-12-4连接以及铣刨升降离合器8-12-3与铣刨旋转离合器8-15连接，其具体的组装方式是：铣刨刀具8-12-4的转轴与第六圆柱齿轮的中心轴连接，该第六圆柱齿轮通过与之啮合的第七圆柱齿轮以及铣刨连接轴与铣刨小锥齿轮连接，通过该铣刨小锥齿轮与另一个铣刨大锥齿轮连接，该铣刨大锥齿轮的中心通过铣刨内外花键连接的两根连接轴、第八圆柱齿轮与铣刨旋转离合器8-15连接。同时，与铣刨旋转离合器8-15连接的第八圆柱齿轮通过与之啮合的第九圆柱齿轮与铣刨升降离合器8-12-3连接，铣刨升降离合器8-12-3通过第十圆柱齿轮与铣刨丝杠传动机构8-12-6的丝杠连接，铣刨丝杠传动机构8-12-6的螺母推动铣刨大锥齿轮移动，从而控制铣刨刀具8-12-4的升降即铣刨的深度。由此可知，即铣刨升降离合器8-12-3、铣刨丝杠传动机构8-12-6、铣刨刀具8-12-4以及铣刨旋转离合器8-15之间的连接方式与切割组件8-11中对应部件的连接方式相同，其工作原理也对应相同。在铣刨面上还安装有铣刨监控图像传感器8-12-2用于采集路面铣刨深度和铣刨面积信息，该铣刨监控图像传感器8-12-2和铣刨升降离合器8-12-3分别通过导线与控制系统4连接，控制系统4发出指令给铣刨升降离合器8-12-3，控制铣刨升降离合器8-12-3的闭合和断开以及闭合后控制铣刨刀具8-12-4的上升、下降幅度。
上述灌缝组件8-13包括用于监控路面的灌缝位置的灌缝监控图像传感器8-13-1、通过沥青控制阀与安装在底盘1上的加热沥青箱11连通的沥青喷头8-13-2以及通过高压空气控制阀与安装在底盘1上的空气加热加压装置21连通的高压空气喷头8-13-3，空气加热加压装置21可对空气加热和增压，灌缝监控图像传感器8-13-1、沥青控制阀以及高压空气控制阀分别通过导线与控制系统4连接，灌缝监控图像传感器8-13-1向控制系统4反馈灌缝信息，控制系统4控制沥青控制阀以及高压空气控制阀的开启与关闭，由高压空气喷头8-13-3对路面进行吹干或清理，沥青喷头8-13-2进行灌缝。
控制系统4控制液压马达8-10工作、变换工位离合器8-9闭合，液压马达8-10驱动工位变换齿轮组8-8和涡轮蜗杆组件8-7传动，带动工位丝杠螺母机构8-4的丝杠转动，推动转动平台8-6与固定平台8-2分开，再通过涡轮蜗杆组件8-7驱动转动平台8-6正向或者反向转动90°变换到切割工作面上，转动平台8-6旋转到位后重新通过工位丝杠螺母机构8-4调整使固定平台8-2与转动平台8-6通过固定齿盘、活动齿盘8-5啮合，变换工位离合器8-9断开，控制系统4控制切割旋转离合器8-14和切割升降离合器8-11-6闭合，并通过切割齿轮传动组件8-11-4传动调整切割刀具8-11-5到合适位置，控制系统4根据切割监控图像传感器8-11-2反馈的路面切割信息对切割升降离合器8-11-6发送命令，通过切割丝杠传动机构8-11-3调整切割刀具8-11-5的高度即控制切割刀具8-11-5的切割深度并驱动切割刀具8-11-5对路面进行切缝。直至达到要求的切割深度。切割完成后，变换工位离合器8-9再次闭合使转动平台8-6旋转180°，利用灌缝监控图像传感器8-13-1，灌缝沥青喷头8-13-2和高压空气喷口，对切割的缝隙进行清理和灌缝。若需要对路面铣刨时，变换工位离合器8-9闭合，液压马达8-10驱动工位变换齿轮组8-8和涡轮蜗杆组件8-7传动，调整转动平台8-6的铣刨面到工作面，与工作路面平行，变换工位离合器8-9断开，铣刨面支撑轮8-12-1支撑铣刨面，控制系统4控制铣刨旋转离合器8-15和铣刨升降离合器8-12-3闭合，并通过铣刨齿轮传动组件8-12-5传动调整铣刨刀具8-12-4到合适位置，控制系统4根据铣刨监控图像传感器8-12-2反馈的路面铣刨信息对铣刨升降离合器8-12-3发送命令，通过铣刨丝杠传动机构8-12-6调整铣刨刀具8-12-4的高度即控制铣刨刀具8-12-4的铣刨深度，驱动铣刨刀具8-12-4对坑槽路面进行铣刨。
在底盘1上平衡转台3的下方还设置有压实路面的压实机构25，如图9所示，该压实机构25包括压实滚轮25-5、压实控制液压缸25-4、压实摆杆25-6、压实动导轨25-2、压实静导轨25-1、压实驱动滚珠丝杠副25-3以及导轨压板25-7；压实静导轨25-1用螺栓固定在底盘1的尾部，压实动导轨25-2与压实静导轨25-1之间通过导轨压板25-7连接，在压实动导轨25-2与压实静导轨25-1之间还设置有压实驱动滚珠丝杠副25-3，即压实驱动滚珠丝杠副25-3的丝杠一端与压实静导轨25-1上连接，压实驱动滚珠丝杠副25-3的螺母与压实动导轨25-2连接，由压实驱动滚珠丝杠副25-3驱动压实动导轨25-2沿着压实静导轨25-1作相对运动，在养护车固定的不移动的情况进行压实作业，扩大压实作业范围，提高工作效率。压实摆杆25-6的一端固定在压实动导轨25-2上，另一端与压实滚轮25-5的转轴连接，压实控制液压缸25-4的缸筒固定在压实动导轨25-2的另一端、伸缩杆固定在压实摆杆25-6的中部，由压实控制液压缸25-4控制压实滚轮25-5的起落以及压实。
在底盘1上还安装有发电机组22，发电机组22通过导线与加热组件30以及控制系统4电连接，为加热组件30和控制系统4等提供动力。
上述的自动输料的多功能公路养护车适用于小裂缝或者小坑槽等路面早期病害的养护，具体使用过程如下：
1)宽度小于5mm的裂缝养护过程
首先把养护车调整到待养护区域前方，通过控制系统4使养护机具集中平台8旋转，目的是将养护机具集中平台8上的灌缝工作面调整到工作位置，依靠灌缝监控图像传感器8-13-1定位，启动高压空气喷头8-13-3对小裂缝进行高压清理，吹干净裂缝中的异物，之后灌缝监控图像传感器8-13-1配合沥青喷头8-13-2，一起完成灌缝工作。
2)宽度大于5mm的裂缝养护过程
首先把养护车调整到待养护区域前方，通过控制系统4使养护机具集中平台8旋转，目的是将养护机具集中平台8上的切割工作面调整到工作位置，依靠切割监控图像传感器8-11-2和双刀片切割刀具8-11-5，沿着裂缝走势切除裂缝；然后，通过控制系统4使高压空气喷头8-13-3转动到裂缝上，并对裂缝进行高压清理，吹干净裂缝中切割产生的废料，最后，灌缝监控图像传感器8-13-1配合沥青喷头8-13-2，一起完成灌缝工作。
3)小坑槽养护过程
首先把养护车调整到待养护区域前方，通过控制系统4使养护机具集中平台8旋转，目的是将养护机具集中平台8上的切割工作面调整到工作位置，依靠切割监控图像传感器8-11-2和双刀片切割机切割刀具8-11-5，在坑槽四周切割出矩形坑槽范围并对矩形范围内进行切割，目的是为了提高后边铣刨的效率。然后，通过控制系统4使养护机具集中平台8旋转，铣刨刀具8-12-4在铣刨监控图像传感器8-12-2的配合下，调整到矩形区域上方，进行铣刨，铣刨之后人工清理铣刨所产生的废料，接着，通过控制系统4，使高压空气喷头8-13-3转动到坑槽上，并对坑槽进行高压清理，然后，通过控制系统4使沥青喷头8-13-2对坑槽四周喷少量沥青，目的为了提高坑槽修补效果，再把混合料输料槽2送来的沥青和废料的拌合料人工加到坑槽，控制系统4控制关节机械臂5收起，并控制压实滚轮25-5对卸入新料的坑槽进行反复压实即可完成坑槽养护任务。
上述是本发明的具体实施例，需要说明的是本发明并不局限于上述的具体实施例，凡在本申请技术方案基础上做的等同变换均落入本发明的保护范围。
Claims (7)
1.一种自动输料的多功能公路养护车，包括底盘(1)，其特征在于：在底盘(1)的两侧分别设置有废料输送槽(9)和混合料输料槽(2)，废料输送槽(9)的尾端设置有废料收集斗、与废料收集斗相对的一端与废料上料槽(13)连通，在废料输送槽(9)内设置有水平传送的废料输送机构，在废料上料槽(13)内设置有可将废料纵向传输的废料上料机构(26)，废料上料槽(13)的顶部出料口通过废料粉碎筒(14)与加热搅拌筒(15)连通，加热搅拌筒(15)的进出料斗上方还设置有与常温沥青箱(10)连通的沥青定量泵(24)，废料粉碎筒(14)是水平安装的圆形筒状结构，在废料粉碎筒(14)内腔设置有废料粉碎机构(27)，在废料粉碎筒(14)上设置有控制粉碎废料输出的出料控制机构，在加热搅拌筒(15)的外壁上设置有可驱动加热搅拌筒(15)转动的混合料出料控制液压缸(31)，在加热搅拌筒(15)内腔设置有加热组件(30)和搅拌机构(29)，废料粉碎机构(27)与搅拌机构(29)分别通过粉碎离合器(16)与搅拌离合器(18)连接在粉碎搅拌电机(20)的动力输出端，加热搅拌筒(15)的进出料口与混合料输料槽(2)正对，在混合料输料槽(2)内设置有可将混合料输出的混合料输送机构，将混合料输出；在废料输送槽(9)和混合料输料槽(2)之间的底盘(1)尾部设置有平衡转台(3)和安装在平衡转台(3)上的控制系统(4)，在平衡转台(3)上通过关节机械臂(5)连接机具集中平台(8)，在平衡转台(3)的下方设置有压实路面的压实机构(25)；
所述机具集中平台(8)包括固定平台(8-2)和转动平台(8-6)，在固定平台(8-2)上设置有固定齿盘，在转动平台(8-6)上与固定齿盘相应的位置上设置有可与固定齿盘相互啮合的活动齿盘(8-5)；固定平台(8-2)和转动平台(8-6)通过工位丝杠螺母机构(8-4)连接，工位丝杠螺母机构(8-4)通过涡轮蜗杆组件(8-7)与工位变换齿轮组(8-8)连接，工位变换齿轮组(8-8)通过变换工位离合器(8-9)连接，变换工位离合器(8-9)通过安装在液压马达(8-10)输出轴上的驱动传动齿轮组连接，驱动传动齿轮组通过切割旋转离合器(8-14)和铣刨旋转离合器(8-15)分别与切割组件(8-11)、铣刨组件(8-12)连接并驱动切割组件(8-11)和铣刨组件(8-12)工作；在转动平台(8-6)上还设置有灌缝组件(8-13)，灌缝组件(8-13)通过管道与安装在底盘(1)上的沥青箱连通；灌缝组件(8-13)与切割组件(8-11)、铣刨组件(8-12)分别分布在转动平台(8-6)的不同侧面上，并且通过转动平台(8-6)调整灌缝组件(8-13)、切割组件(8-11)以及铣刨组件(8-12)与待养护工作面相对；
所述粉碎离合器(16)、搅拌离合器(18)、变换工位离合器(8-9)、切割旋转离合器(8-14)和铣刨旋转离合器(8-15)以及粉碎出料控制液压缸(28)、混合料出料控制液压缸(31)分别与控制系统(4)电连接。
2.根据权利要求1所述的自动输料的多功能公路养护车，其特征在于：所述废料上料机构(26)包括纵向排布固定在传动辊(26-1)、设置在上料槽内顶部的大链轮(26-3)、驱动大链轮(26-3)转动的上料驱动马达(26-5)以及传动链条(26-2)和设置在传动链条(26-2)上的集料板(26-4)；传动辊(26-1)与大链轮(26-3)之间通过传动链条(26-2)连接传动。
3.根据权利要求2所述的自动输料的多功能公路养护车，其特征在于：所述集料板(26-4)的两端与废料上料槽(13)的内壁密封连接，并且集料板(26-4)与传动链条(26-2)之间形成45°的夹角，集料板(26-4)的边沿厚度小于根部厚度。
4.根据权利要求1所述的自动输料的多功能公路养护车，其特征在于：所述灌缝组件(8-13)包括用于监控路面的灌缝位置的灌缝监控图像传感器(8-13-1)、通过沥青控制阀与沥青箱连通的沥青喷头(8-13-2)以及通过高压空气控制阀与空气加热加压装置(21)连通的高压空气喷头(8-13-3)，灌缝监控图像传感器(8-13-1)、沥青控制阀以及高压空气控制阀分别通过导线与控制系统(4)连接。
5.根据权利要求1所述的自动输料的多功能公路养护车，其特征在于：所述切割组件(8-11)是由切割面保护轮(8-11-1)、切割齿轮传动组件(8-11-4)、切割升降离合器(8-11-6)、切割监控图像传感器(8-11-2)、切割丝杠传动机构(8-11-3)以及切割刀具(8-11-5)组成，切割面保护轮(8-11-1)设置在转动平台(8-6)的切割面上，并且固定在其边缘或者顶角位置，切割刀具(8-11-5)设置在转动平台(8-6)的切割面中部，切割刀具(8-11-5)的转轴通过切割齿轮传动组件(8-11-4)与切割丝杠传动机构(8-11-3)连接，切割齿轮传动组件(8-11-4)用于实现切割组件(8-11)中的动力传动，其通过传动齿轮或者转轴将切割丝杠传动机构(8-11-3)与切割升降离合器(8-11-6)连接、切割升降离合器(8-11-6)与切割旋转离合器(8-14)连接，切割监控图像传感器(8-11-2)用于采集切割深度信息，切割监控图像传感器(8-11-2)、切割升降离合器(8-11-6)分别与控制系统(4)电连接。
6.根据权利要求1所述的自动输料的多功能公路养护车，其特征在于：所述铣刨组件(8-12)是由铣刨面支撑轮(8-12-1)、铣刨齿轮传动组件(8-12-5)、铣刨升降离合器(8-12-3)、铣刨监控图像传感器(8-12-2)、铣刨丝杠传动机构(8-12-6)以及铣刨刀具(8-12-4)组成，铣刨面支撑轮(8-12-1)安装在转动平台(8-6)的铣刨面上，并固定在铣刨面的边缘或者顶角位置，铣刨齿轮传动组件(8-12-5)用于实现铣刨组件(8-12)中的动力传动，其通过传动齿轮或者转轴分别将铣刨升降离合器(8-12-3)与铣刨丝杠传动机构(8-12-6)连接、铣刨丝杠传动机构(8-12-6)与铣刨刀具(8-12-4)连接以及铣刨升降离合器(8-12-3)与铣刨旋转离合器(8-15)连接，铣刨监控图像传感器(8-12-2)用于采集路面铣刨深度和铣刨面积信息，并通过导线与控制系统(4)连接。
7.根据权利要求1所述的自动输料的多功能公路养护车，其特征在于：所述压实机构(25)包括压实滚轮(25-5)、压实控制液压缸(25-4)、压实摆杆(25-6)、压实动导轨(25-2)、压实静导轨(25-1)、压实驱动滚珠丝杠副(25-3)以及导轨压板(25-7)；所述压实静导轨(25-1)固定在底盘(1)的尾部，压实动导轨(25-2)与压实静导轨(25-1)之间通过导轨压板(25-7)连接，在压实动导轨(25-2)与压实静导轨(25-1)之间还设置有压实驱动滚珠丝杠副(25-3)，由压实驱动滚珠丝杠副(25-3)驱动压实动导轨(25-2)沿着压实静导轨(25-1)作相对运动，压实摆杆(25-6)的一端固定在压实动导轨(25-2)上，另一端与压实滚轮(25-5)的转轴连接，压实控制液压缸(25-4)的缸筒固定在压实动导轨(25-2)的另一端、伸缩杆固定在压实摆杆(25-6)的中部。
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