CN110453572A - 电控智能液压振动压路机系统及其控制方法 - Google Patents

电控智能液压振动压路机系统及其控制方法 Download PDF

Info

Publication number
CN110453572A
CN110453572A CN201910694264.4A CN201910694264A CN110453572A CN 110453572 A CN110453572 A CN 110453572A CN 201910694264 A CN201910694264 A CN 201910694264A CN 110453572 A CN110453572 A CN 110453572A
Authority
CN
China
Prior art keywords
road
compacting
complete machine
machine controller
walking
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201910694264.4A
Other languages
English (en)
Other versions
CN110453572B (zh
Inventor
严世榕
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sunshine Institute
Original Assignee
Sunshine Institute
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sunshine Institute filed Critical Sunshine Institute
Priority to CN201910694264.4A priority Critical patent/CN110453572B/zh
Publication of CN110453572A publication Critical patent/CN110453572A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN110453572B publication Critical patent/CN110453572B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E01CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
    • E01CCONSTRUCTION OF, OR SURFACES FOR, ROADS, SPORTS GROUNDS, OR THE LIKE; MACHINES OR AUXILIARY TOOLS FOR CONSTRUCTION OR REPAIR
    • E01C19/00Machines, tools or auxiliary devices for preparing or distributing paving materials, for working the placed materials, or for forming, consolidating, or finishing the paving
    • E01C19/22Machines, tools or auxiliary devices for preparing or distributing paving materials, for working the placed materials, or for forming, consolidating, or finishing the paving for consolidating or finishing laid-down unset materials
    • E01C19/23Rollers therefor; Such rollers usable also for compacting soil
    • E01C19/28Vibrated rollers or rollers subjected to impacts, e.g. hammering blows
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E01CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
    • E01CCONSTRUCTION OF, OR SURFACES FOR, ROADS, SPORTS GROUNDS, OR THE LIKE; MACHINES OR AUXILIARY TOOLS FOR CONSTRUCTION OR REPAIR
    • E01C19/00Machines, tools or auxiliary devices for preparing or distributing paving materials, for working the placed materials, or for forming, consolidating, or finishing the paving
    • E01C19/22Machines, tools or auxiliary devices for preparing or distributing paving materials, for working the placed materials, or for forming, consolidating, or finishing the paving for consolidating or finishing laid-down unset materials
    • E01C19/23Rollers therefor; Such rollers usable also for compacting soil
    • E01C19/28Vibrated rollers or rollers subjected to impacts, e.g. hammering blows
    • E01C19/282Vibrated rollers or rollers subjected to impacts, e.g. hammering blows self-propelled, e.g. with an own traction-unit
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E01CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
    • E01CCONSTRUCTION OF, OR SURFACES FOR, ROADS, SPORTS GROUNDS, OR THE LIKE; MACHINES OR AUXILIARY TOOLS FOR CONSTRUCTION OR REPAIR
    • E01C19/00Machines, tools or auxiliary devices for preparing or distributing paving materials, for working the placed materials, or for forming, consolidating, or finishing the paving
    • E01C19/22Machines, tools or auxiliary devices for preparing or distributing paving materials, for working the placed materials, or for forming, consolidating, or finishing the paving for consolidating or finishing laid-down unset materials
    • E01C19/23Rollers therefor; Such rollers usable also for compacting soil
    • E01C19/28Vibrated rollers or rollers subjected to impacts, e.g. hammering blows
    • E01C19/282Vibrated rollers or rollers subjected to impacts, e.g. hammering blows self-propelled, e.g. with an own traction-unit
    • E01C19/283Vibrated rollers or rollers subjected to impacts, e.g. hammering blows self-propelled, e.g. with an own traction-unit pedestrian-controlled, e.g. with safety arrangements for operator
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15BSYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B11/00Servomotor systems without provision for follow-up action; Circuits therefor
    • F15B11/16Servomotor systems without provision for follow-up action; Circuits therefor with two or more servomotors
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15BSYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B13/00Details of servomotor systems ; Valves for servomotor systems
    • F15B13/02Fluid distribution or supply devices characterised by their adaptation to the control of servomotors
    • F15B13/06Fluid distribution or supply devices characterised by their adaptation to the control of servomotors for use with two or more servomotors
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15BSYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B19/00Testing; Calibrating; Fault detection or monitoring; Simulation or modelling of fluid-pressure systems or apparatus not otherwise provided for
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15BSYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B2211/00Circuits for servomotor systems
    • F15B2211/20Fluid pressure source, e.g. accumulator or variable axial piston pump
    • F15B2211/205Systems with pumps
    • F15B2211/2053Type of pump
    • F15B2211/20546Type of pump variable capacity

Abstract

本发明涉及一种电控智能液压振动压路机系统及其控制方法,该系统包括整机控制器、发动机控制器、发动机、变速器、行走系统、行走制动控制器、行走制动器、驾驶方式选择及手动操纵装置、机器状态显示屏、声光警示系统、无线通讯装置、加速度传感器、行驶速度传感器、视觉传感器、测距传感器、振动轮、激振装置、电控离合器、电控变量泵、行走液压马达、振动液压马达、转向液压缸、电控安全阀、电控压力阀、压力传感器和流量传感器。该系统及其控制方法可以实现液压振动压路机的振动压实参数的智能自适应控制和无人驾驶,提高振动压实质量和自动化水平,减轻劳动强度。

Description

电控智能液压振动压路机系统及其控制方法
技术领域
本发明属于压路机技术领域,具体涉及一种电控智能液压振动压路机系统及其控制方法。
背景技术
科学合理的振动压实,是路基和路面修筑质量和使用寿命的重要保障。通常修路时,人们基于经验通过限制振动压实频率、振幅和压实遍数各自满足一定的数量来保证筑路压实度和筑路质量的。但是,不同地区的筑路使用的材质不同、待振动压实的筑路材料温度也不一样,即使在同一遍的振动压实过程,后面被压实的筑路材料的温度与刚开始压实的筑路材料温度也有较大的偏差,仅仅基于经验制定的振动压实工艺参数,难以保证筑路质量。为此,为了保证任何地区的路基和路面的基于振动压实工艺的修筑质量,可利用振动压实过程中,压路机上检测的振动加速度及其频率大小、压实行走速度、压实遍数和当时筑路材料压实度的关系,实时调整压路机的激振频率、激振强度、行走速度,使压实过程更合理、振动压实质量更有保证。
为更好更方便地调控液压振动压路机的工作参数,有必要将通常的液压压路机的行走液压子系统、转向液压子系统和激振液压子系统改造成完全独立工作的,且将它们各自的泵阀的液控或电液联合控制改造成完全电控的,这样更有利于计算机的精确控制,使振动压路机的压实工艺参数的调整更简单、更精确、更可靠。本发明技术的出现正是基于上述考虑的。
发明内容
本发明的目的在于提供一种电控智能液压振动压路机系统及其控制方法,该系统及其控制方法可以实现液压振动压路机的振动压实参数的智能自适应控制和无人驾驶,提高振动压实质量和自动化水平,减轻劳动强度。
为实现上述目的,本发明采用的技术方案是:一种电控智能液压振动压路机系统,包括整机控制器、发动机控制器、发动机、变速器、行走系统、行走制动控制器、行走制动器、驾驶方式选择及手动操纵装置、机器状态显示屏、声光警示系统、无线通讯装置、若干加速度传感器、若干行驶速度传感器、设于压路机前部和后部的若干视觉传感器、设于压路机前部和后部的若干测距传感器、振动轮、激振装置、4个电控离合器、3个电控变量泵、行走液压马达、振动液压马达、转向液压缸、3个电控安全阀、3个电控压力阀、3个压力传感器和3个流量传感器;
所述整机控制器分别与发动机控制器、行走制动控制器、驾驶方式选择及手动操纵装置、机器状态显示屏、声光警示系统、无线通讯装置、各加速度传感器、各行驶速度传感器、各视觉传感器、各测距传感器、各电控离合器、各电控变量泵、各电控安全阀、各电控压力阀、各压力传感器和各流量传感器以接口电路或总线形式电性连接,以实时监测发动机状态、压实参数、行走参数、3个液压子系统的流量和压力参数;所述3个液压子系统包括行走液压子系统、转向液压子系统和振动液压子系统,各液压子系统的流量和压力参数可独立调控;
所述发动机通过电控主离合器直接连接变速器的输入轴,并通过变速器的3个输出轴及其对应的3个电控离合器,与发动机控制器及整机控制器一起,分别独立驱动和监测行走液压子系统、转向液压子系统和振动液压子系统;所述4个电控离合器的通断,完全由整机控制器控制,且可相互独立通断;所述行走液压子系统由电控行走变量泵、第一电控安全阀、第一电控压力阀、行走液压马达、第一压力传感器和第一流量传感器组成,借助第一电控离合器和变速器的第一输出轴的连接或断开,实现由发动机获得或失去动力,由行走液压马达驱动行走系统工作;所述振动液压子系统由电控振动变量泵、第三电控安全阀、第三电控压力阀、振动液压马达、第三压力传感器和第三流量传感器组成,借助第三电控离合器和变速器的第三输出轴的连接或断开,实现由发动机获得或失去动力,由振动液压马达驱动激振装置工作;所述转向液压子系统由电控转向变量泵、第二电控安全阀、第二电控压力阀、转向液压缸、第二压力传感器和第二流量传感器组成,借助第二电控离合器和变速器的第二输出轴的连接或断开,实现由发动机获得或失去动力,由转向油缸驱动实现转弯;
所述加速度传感器固定在压路机机架上,其纵轴垂直于地面,用于监测机架铅垂方向的振动加速度和振动频率,用于实时识别压实度和检测筑路振动强度;所述行驶速度传感器为转速传感器,安装在机架上,用于监测压路机的驱动轮和被动轮的转速;所述视觉传感器分为两组,一组安装在驾驶室前侧,朝向压路机前下方即将被压实的路面,用于监视压路机前下方的路面和道路状况,另一组安装在机架后部,朝向压路机振动轮后面刚被压实过的筑路表面,用于测取道路压实状态和质量图像信息;所述测距传感器分成两组,一组固定在压路机前部,用于监测前方障碍物的有无及距离,另一组固定在压路机后部,用于监测后部来物距离及其速度,所述声光警示系统用于必要时发出警示信号。
本发明还提供了所述电控智能液压振动压路机系统的控制方法,所述整机控制器实时自动调整振动压实工作和行走运动参数的原理为:通过事先获取的振动压实行走的实物实验数据和收集的相关经验数据,包括筑路材料成分、材料温度、筑路季节时间、每遍振动频率及强度、每遍行走速度、压实路表面图像特征参数、总压实遍数、每遍压实度、液压振动压路机、发动机工作参数和运动参数、道路第一次修缮时间数据,基于人工神经网络和深度学习算法,结合加权修正方法,建立调控模型;工作时,输入第i遍振动压实的相关参数,包括频率、振动加速度、行走速度、压实路表面图像特征参数、筑路材料成分及其温度及筑路季节时间,所述整机控制器经过计算,给出保证压实质量的该遍振动压实合理的频率、振动加速度、行走速度及预期的压实度,在判断为必须立即对初设的压实工艺参数进行调整后,所述整机控制器联合发动机控制器,对相关液压子系统的流量、压力以及发动机工作参数进行相应的调整;
所述发动机控制器直接监测并控制发动机的工作,与所述整机控制器一起,在行走液压子系统、振动液压子系统和转向液压子系统中的一个或多个工作参数发生变化时,经过分析计算后,实时通过调整发动机的节气门大小、空燃比中的一个或两个参数或保持全部参数不变,使发动机处于节能和低排放状态。
进一步地,所述驾驶方式选择及手动操纵装置,用于开机时选择现场手动操纵、无人驾驶或远距离遥控操作中的任一种工作方式,即本系统可用于现场人工操作,可用于远距离遥控操作,也可用于无人驾驶的全自动智能振动压路机工作方式;当选择现场手动操纵时,由操作员坐在压路机上,通过操纵手动操纵装置,并经整机控制器,实现振动压实与行走的人工控制;当选择遥控操作时,则操纵员借助操纵带视屏的手动遥控器或智能手机或计算机,远离压路机,借助与整机控制器直接连接的无线通讯装置相联系,根据压实遍数和监测该压路机的实时压实状态及其参数,将相关控制指令发给整机控制器,并通过整机控制器实现该液压振动压路机的行走与压实的控制;
当任何时候,现场人工操作员或遥控操作员选择的压实及行走参数与整机控制器的相应预期值的差值大于预设值时,在得到依设定时间规律测得的振动频率、振动加速度、压实遍数、行走速度、筑路表面视频信号相关信息后,通过计算判断需要进行实时调整振动频率、振动加速度、行走速度中的一个、两个或全部参数时,所述整机控制器立即通过调控相关液压子系统中的流量和压力大小以及发动机工作参数,使液压压路机的振动压实行走效果更佳;
当选择无人驾驶时,压路机的工作过程完全由压路机的整机控制器接管控制,实现行走、振动压路、转向全过程的自动智能监管与控制;此时,针对筑路材料成分和筑路季节时间,每遍振动压实时,所述整机控制器先按预存或预选的该遍的工作参数、运动参数和平缓节能启动规律,控制行走液压子系统、振动液压子系统、以及发动机工作,使该液压振动压路机的运动和压实参数逐渐调整到预设的相应初值进行振动压实行走;在接下来的无人操作的振动压实过程中,所述整机控制器按设定规律不断查取压路机前后距离、压路机振动频率和加速度、行走速度、路面压实质量,结合压实遍数和筑路材料成分及季节时间,经其计算分析,根据设定程序自动智能调整相关参数,使所述电控智能液压振动压路机系统的各液压系统和发动机处于最佳或次优工作状态,满足不同路基或路面的振动压实工艺与行走需求;
不论是采用现场人工操作、远距离遥控操作、还是无人驾驶,在所述电控智能液压振动压路机系统工作前,所述整机控制器通过机器状态显示屏提示输入筑路相关信息,包括筑路商信息、筑路地段位置信息、本次信息输入人个人信息、筑路材质成分、材料温度、筑路厚度、最多压实遍数、目标压实度、压路机直线压实行驶距离、激振频率、振动加速度、行走速度、激振频率调整极限范围和行走速度调整极限范围;只有所述整机控制器获得所述全部参数后,所述电控智能液压振动压路机系统才能开始振动压路行走,否则,整机控制器将通过机器显示屏不断提示输入尚未输入的相关参数,直至输入完这些参数为止。
进一步地,开始无人驾驶振动压路行走工作前,整机控制器通过前后测距传感器和视觉传感器,监测判断压路机前后没有影响压路机工作的物体或人员时,立即激发声光警示系统工作,给周边发出该压路机马上开始无人驾驶振动压路行走的警示信息,并同时启动发动机;当时间达到预设的警示工作时间且整机控制器没有获得影响压路机工作的信息后,所述整机控制器立即关停该警示系统;当发动机启动时间达到预设时间后,整机控制器让第三电控离合器接通,使电控振动变量泵与变速器连接起来,同时调整包括电控振动变量泵、第三电控安全阀、第三电控压力阀的工作参数达到各自的预设初始值,然后,接通电控主离合器,通过发动机控制器调整发动机转速达到wf0,使振动液压马达的转速达到预设值wy30,在此过程,若振动液压马达的转速与wy30有较大偏差,则调整电控振动变量泵排量和第三电控压力阀的出口压力大小,直至振动液压马达的转速与wy30的偏差小于预设值,接着整机控制器调整电控行走变量泵、第一电控安全阀、第一电控压力阀的相关参数达到预设值,然后接通第一电控离合器,使行走液压马达转动起来,驱使振动压路机前行且振动着;若振动压路机的行走速度v与预设速度vg0的偏差大于其预设值,则整机控制器通过调整电控行走变量泵排量和第一电控压力阀的压力的大小,使振动压路机的行走速度v与预设速度vg0的偏差不大于其预设值;
当所述电控振动压路机无人驾驶行走到待压实路面或路基的起始点的正中位置时候,即前置视觉传感器发现压路机即将开始振动压实路面或路基时,所述整机控制器联合发动机控制器立即按其预设的控制算法同步调整电控振动变量泵排量、发动机节气门开度和第三电控压力阀的出口压力大小,直至振动液压马达的转速与wy31的偏差小于预设值,同时调整电控行走变量泵排量和第一电控压力阀的压力的大小,使振动压路机的行走速度v与预设速度vg1的偏差不大于其预设值;
不论是现场人工操作、远距离遥控、还是无人驾驶,当所述电控智能液压振动压路机开始振动压实行走时,所述整机控制器通过其无线通讯装置,立即自动地将振动压路机代码、修路位置及其筑路材质信息、压实遍数及测取的激振转速、加速度、行走速度、环境参数和估算的压实度信息传回给筑路管理机构的计算机监管系统,同时保存在压路机整机控制器附带的永久存储器上;在整个筑路压实行走过程中,每隔一个预设的时段,均自动发送实时的上述相关数据信息给筑路管理机构的计算机监管系统及保存在压路机整机控制器附带的永久存储器上,直至该段修筑的道路全部振动压实行走结束为止;
在整个振动行走压实过程中,若压实遍数、振动频率、加速度、行走速度和视觉图像及估算的压实度数据经综合计算表明,振动压路机的压实强度偏大或偏小,则整机控制器就以其预设的控制算法和逻辑,同时自动调整电控振动变量泵排量、电控行走变量泵排量和第三电控压力阀及第一电控压力阀的出口压力大小,使该振动压路机的振动压实强度达到预定的设定值范围;必要时整机控制器还通过发动机控制器同时也调整发动机节气门开度和空燃比,直至满足要求为止;在整个直线振动压实过程,始终保持压路机转向系统不工作。
进一步地,无人驾驶状态时,当前置视觉传感器发现所述液压振动压路机即将完成预设的振动压实路段时,整机控制器则马上启动声光警示系统,及时警示前方人员,直至完成该路段的该遍振动压实,然后,在继续保留警示系统工作一段时间的同时,整机控制器自动调整发动机节气门大小、电控振动变量泵排量和第三电控压力阀的压力大小,使振动液压马达的转速逐渐降为零,同时,调整电控行走变量泵排量和第一电控压力阀的出口压力,让压路机行走速度变为vg0;
无人驾驶状态时,当视觉传感器和测距传感器发现所述压路机前方有人员或障碍物时,整机控制器同时自动调整发动机节气门大小、电控振动变量泵排量、电控行走变量泵排量和第三电控压力阀及第一电控压力阀的出口压力大小,使该液压振动压路机减少振动强度、降低行走速度,并同时激发声光报警系统工作;当视觉传感器和测距传感器发现所述压路机后方有人员或来物快速靠近该压路机时,整机控制器立即激发声光警示系统工作,直至来人或来物减速且远离它为止;
在无人驾驶完成特定路段的该遍前行振动压实作业、前行速度降低为vgz且离开被压实道路段的结束距离达到预定值时,所述整机控制器立即激发声光警示系统工作一定时间,同时,调整电控转向变量泵、第二电控安全阀、第二电控压力阀工作参数,接通第二电控离合器,使转向液压缸工作,并联合行走制动控制器,按预设规律,实现压路机转弯、掉头、移动、制动,直至该压路机整机和机头正对着且位于刚才压实的那段道路的正中央的端头,做好了回程直线振动压实准备;然后,整机控制器断开第二电控离合器,恢复电控转向变量泵的流量和第二电控压力阀的出口压力为预设的压路机直线压实时的对应参数;最后,整机控制器将将保存压实遍数的变量数值增加1,松开行走制动器。
进一步地,在无人驾驶状态,根据原先输入的筑路材料成分、温度、季节时间参数,按其整机控制器中选定的第2遍振动压实的振动参数和行走速度,由整机控制器联合发动机控制器,自动智能调整发动机节气门开度、空燃比、电动行走变量泵流量、电控振动变量泵流量、第一电控压力阀出口压力、第三电控压力阀出口压力,使该振动压路机的振动强度与行走速度达到相应的各自预设值;然后,该无人驾驶电控智能液压振动压路机按类似第1遍直线振动压实的智能控制方法,开始了进行返程形式的振动压实即第2遍的直线振动压实过程;在其压实过程,结合加速度传感器和视觉传感器实时监测信息,发现该压路机振动强度与行走速度难以保证期望的道路压实状态,则整机控制器将根据其监控逻辑和相应的智能控制算法,自动智能调整电动行走变量泵流量、电控振动变量泵流量、第一电控压力阀出口压力、第三电控压力阀出口压力中的一个参数、二个参数甚至全部参数,直至满足振动压实工艺要求。
进一步地,在无人驾驶第i遍振动压实行走过程中,结合加速度传感器、行走速度传感器和视觉传感器实时监测信息和估算的压实度,发现该压路机此时振动强度与行走速度难以保证期望的道路压实状态,则整机控制器将根据其监控逻辑和相应的智能控制算法,自动调整相应的电控行走变量泵流量、电控振动变量泵流量、第一电控压力阀出口压力、第三电控压力阀出口压力中的一个参数、二个参数甚至全部参数,直至满足振动压实工艺要求;若发现正在振动压实的被压实整段道路已经都达到最终预期的压实度大小且压实总遍数不少于其预设值,则整机控制器在压路机该遍振动压实完成后,在显示屏上给出该段道路完成压实作业、压实遍数、相应的压实度估算值及其偏差范围,同时,整机控制器通过其无线通讯装置,立即自动地将此时的振动压路机代码、激振转速、加速度传感器数值、估算的压实度、行走速度、压实次数、修路位置及其筑路材质信息、环境参数信息传回给筑路管理机构的计算机监管系统,同时保存在压路机整机控制器附带的永久存储器上,且激发声光警示系统工作一段时间,同时逐渐自动智能减小发动机节气门大小、电动行走变量泵流量、电控振动变量泵流量、第一电控压力阀出口压力、第三电控压力阀出口压力大小,直至它们各自小于其对应的预设值,然后,行走制动器抱闸,关掉发动机。
进一步地,在无人驾驶模式下自动智能振动压实行走过程中,可以借助专用遥控器,通过整机控制器远距离改变其当时的发动机节气门、各液压子系统的流量、压力等参数大小,然后立即退出遥控模式,接下来的振动压实行走控制权又归回给整机控制器,实现短暂人工干预下的无人驾驶智能振动压实;此外,还允许中途借助专用的遥控器,通过整机控制器远距离将原先的完全无人驾驶的智能控制模式改变成全人工遥控操作模式,让该专用的遥控器使用者接管该液压振动压路机的控制权,此后,该无人驾驶模式立即变成了遥控操作模式,此时所述整机控制器的自动智能调整功能自动退出。
相较于现有技术,本发明的有益效果是:本发明在改进的液压振动压路机基础上,引进了实时监测压实工艺参数如频率、振动加速度、筑路表面质量,利用固化在整机控制器上的智能自动调控软件,在振动压实过程实时调整激振频率、振动强度、压实行走速度、以及发动机中的一个或数个参数,使振动压实全过程自适应控制,力求达到最佳压实效果,且发动机能耗减少。本发明技术既可以作为液压振动压路机的智能辅助驾驶系统,也可以充当智能无人驾驶系统使用,具有较好的实用价值和应用前景。
附图说明
图1是本发明实施例的压路机系统示意图。
图2是本发明实施例的控制系统示意图。
具体实施方式
下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步的详细说明。
本发明提供一种电控智能液压振动压路机系统,如图1所示,包括整机控制器、发动机控制器、发动机、变速器、行走系统、行走制动控制器、行走制动器、驾驶方式选择及手动操纵装置、机器状态显示屏、声光警示系统、无线通讯装置、若干加速度传感器、若干行驶速度传感器、设于压路机前部和后部的若干视觉传感器、设于压路机前部和后部的若干测距传感器、振动轮、激振装置、4个电控离合器、3个电控变量泵、行走液压马达、振动液压马达、转向液压缸、3个电控安全阀、3个电控压力阀、3个压力传感器和3个流量传感器。
所述4个电控离合器包括电控主离合器、电控离合器1、电控离合器2和电控离合器3,所述3个电控变量泵包括电控行走变量泵、电控振动变量泵和电控转向变量泵。
如图2所示,所述整机控制器分别与发动机控制器、行走制动控制器、驾驶方式选择及手动操纵装置、机器状态显示屏、声光警示系统、无线通讯装置、各加速度传感器、各行驶速度传感器、各视觉传感器、各测距传感器、各电控离合器、各电控变量泵、各电控安全阀、各电控压力阀、各压力传感器和各流量传感器以接口电路或总线形式电性连接,以实时监测发动机状态、压实参数、行走参数、3个液压子系统的流量和压力参数;所述3个液压子系统包括行走液压子系统、转向液压子系统和振动液压子系统,各液压子系统的流量和压力参数可独立调控。
所述发动机通过电控主离合器直接连接变速器的输入轴,并通过变速器的3个输出轴及其对应的3个电控离合器,与发动机控制器及整机控制器一起,分别独立驱动和监测行走液压子系统、转向液压子系统和振动液压子系统;所述4个电控离合器的通断,完全由整机控制器控制,且可相互独立通断;所述行走液压子系统由电控行走变量泵、电控安全阀1、电控压力阀1、行走液压马达、压力传感器1和流量传感器1组成,借助电控离合器1和变速器的第一输出轴的连接或断开,实现由发动机获得或失去动力,由行走液压马达驱动行走系统工作;所述振动液压子系统由电控振动变量泵、电控安全阀3、电控压力阀3、振动液压马达、压力传感器3和流量传感器3组成,借助电控离合器3和变速器的第三输出轴的连接或断开,实现由发动机获得或失去动力,由振动液压马达驱动激振装置工作;所述转向液压子系统由电控转向变量泵、电控安全阀2、电控压力阀2、转向液压缸、压力传感器2和流量传感器2组成,借助电控离合器2和变速器的第二输出轴的连接或断开,实现由发动机获得或失去动力,由转向油缸驱动实现转弯。
所述加速度传感器为单轴压电式传感器,其纵轴垂直于地面,固定在压路机机架上,用于监测机架铅垂方向的振动加速度和振动频率,用于实时识别压实度和检测筑路振动强度;所述行驶速度传感器为转速传感器,安装在机架上,用于监测压路机的驱动轮和被动轮的转速;所述视觉传感器分为两组,一组安装在驾驶室前侧,朝向压路机前下方即将被压实的路面,用于监视压路机前下方的路面和道路状况,另一组安装在机架后部,朝向压路机振动轮后面刚被压实过的筑路表面,用于测取道路压实状态和质量图像信息;所述测距传感器分成两组,一组固定在压路机前部,用于监测前方障碍物的有无及距离,另一组固定在压路机后部,用于监测后部来物距离及其速度,所述声光警示系统用于必要时发出警示信号。
本发明还提供了上述电控智能液压振动压路机系统的控制方法,所述整机控制器实时自动调整振动压实工作和行走运动参数的原理为:通过事先获取的振动压实行走的实物实验数据和收集的相关经验数据,包括筑路材料成分、材料温度、筑路季节时间、每遍振动频率及强度、每遍行走速度、压实路表面图像特征参数、总压实遍数、每遍压实度、液压振动压路机、发动机工作参数和运动参数、道路第一次修缮时间数据,基于人工神经网络和深度学习算法,结合加权修正方法,建立调控模型;工作时,输入第i遍振动压实的相关参数,包括频率、振动加速度、行走速度、压实路表面图像特征参数、筑路材料成分及其温度及筑路季节时间,所述整机控制器经过计算,给出保证压实质量的该遍振动压实合理的频率、振动加速度、行走速度及预期的压实度,在判断为必须立即对初设的压实工艺参数进行调整后,所述整机控制器联合发动机控制器,对相关液压子系统的流量、压力以及发动机工作参数进行相应的调整。
所述发动机控制器直接监测并控制发动机的工作,与所述整机控制器一起,在行走液压子系统、振动液压子系统和转向液压子系统中的一个或多个工作参数发生变化时,经过分析计算后,实时通过调整发动机的节气门大小、空燃比中的一个或两个参数或保持全部参数不变,使发动机处于节能和低排放状态。
所述驾驶方式选择及手动操纵装置,用于开机时选择现场手动操纵、无人驾驶或远距离遥控操作中的任一种工作方式,即本系统可用于现场人工操作,可用于远距离遥控操作,也可用于无人驾驶的全自动智能振动压路机工作方式;当选择现场手动操纵时,由操作员坐在压路机上,通过操纵手动操纵装置,并经整机控制器,实现振动压实与行走的人工控制;当选择遥控操作时,则操纵员借助操纵带视屏的手动遥控器或智能手机或计算机,远离压路机,借助与整机控制器直接连接的无线通讯装置相联系,根据压实遍数和监测该压路机的实时压实状态及其参数,将相关控制指令发给整机控制器,并通过整机控制器实现该液压振动压路机的行走与压实的控制。
当任何时候,现场人工操作员或遥控操作员选择的压实及行走参数与整机控制器的相应预期值的差值大于预设值时,在得到依设定时间规律测得的振动频率、振动加速度、压实遍数、行走速度、筑路表面视频信号相关信息后,通过计算判断需要进行实时调整振动频率、振动加速度、行走速度中的一个、两个或全部参数时,所述整机控制器立即通过调控相关液压子系统中的流量和压力大小以及发动机工作参数,使液压压路机的振动压实行走效果更佳。
当选择无人驾驶时,压路机的工作过程完全由压路机的整机控制器接管控制,实现行走、振动压路、转向全过程的自动智能监管与控制;此时,针对筑路材料成分和筑路季节时间,每遍振动压实时,所述整机控制器先按预存或预选的该遍的工作参数、运动参数和平缓节能启动规律,控制行走液压子系统、振动液压子系统、以及发动机工作,使该液压振动压路机的运动和压实参数逐渐调整到预设的相应初值进行振动压实行走;在接下来的无人操作的振动压实过程中,所述整机控制器按设定规律不断查取压路机前后距离、压路机振动频率和加速度、行走速度、路面压实质量,结合压实遍数和筑路材料成分及季节时间,经其计算分析,必要时,根据设定程序自动智能调整相关参数,使所述电控智能液压振动压路机系统的各液压系统和发动机处于最佳或次优工作状态,满足不同路基或路面的振动压实工艺与行走需求。
不论是采用现场人工操作、远距离遥控操作、还是无人驾驶,在所述电控智能液压振动压路机系统工作前,所述整机控制器通过机器状态显示屏提示输入筑路相关信息,包括筑路商信息、筑路地段位置信息、本次信息输入人个人信息、筑路材质成分、材料温度、筑路厚度、最多压实遍数、目标压实度、压路机直线压实行驶距离、激振频率、振动加速度、行走速度、激振频率调整极限范围和行走速度调整极限范围;只有所述整机控制器获得所述全部参数后,所述电控智能液压振动压路机系统才能开始振动压路行走,否则,整机控制器将通过机器显示屏不断提示输入尚未输入的相关参数,直至输入完这些参数为止。
开始无人驾驶振动压路行走工作前,整机控制器通过前后测距传感器和视觉传感器,监测判断压路机前后没有影响压路机工作的物体或人员时,立即激发声光警示系统工作,给周边发出该压路机马上开始无人驾驶振动压路行走的警示信息,并同时启动发动机;当时间达到预设的警示工作时间且整机控制器没有获得影响压路机工作的信息后,所述整机控制器立即关停该警示系统;当发动机启动时间达到预设时间后,整机控制器让电控离合器3接通,使电控振动变量泵与变速器连接起来,同时调整包括电控振动变量泵、电控安全阀3、电控压力阀3的工作参数达到各自的预设初始值,然后,接通电控主离合器,通过发动机控制器调整发动机转速达到wf0,使振动液压马达的转速达到预设值wy30,在此过程,若振动液压马达的转速与wy30有较大偏差,则调整电控振动变量泵排量和电控压力阀3的出口压力大小,直至振动液压马达的转速与wy30的偏差小于预设值,接着整机控制器调整电控行走变量泵、电控安全阀1、电控压力阀1的相关参数达到预设值,然后接通电控离合器1,使行走液压马达转动起来,驱使振动压路机前行且振动着;若振动压路机的行走速度v与预设速度vg0的偏差大于其预设值,则整机控制器通过调整电控行走变量泵排量和电控压力阀1的压力的大小,使振动压路机的行走速度v与预设速度vg0的偏差不大于其预设值。
当所述电控振动压路机无人驾驶行走到待压实路面或路基的起始点的正中位置时候,即前置视觉传感器发现压路机即将开始振动压实路面或路基时,所述整机控制器联合发动机控制器立即按其预设的控制算法同步调整电控振动变量泵排量、发动机节气门开度(通过发动机控制器实现)和电控压力阀3的出口压力大小,直至振动液压马达的转速与wy31的偏差小于预设值,同时调整电控行走变量泵排量和电控压力阀1的压力的大小,使振动压路机的行走速度v与预设速度vg1的偏差不大于其预设值。
不论是现场人工操作、远距离遥控、还是无人驾驶,当所述电控智能液压振动压路机开始振动压实行走时,所述整机控制器通过其无线通讯装置,立即自动地将振动压路机代码、修路位置及其筑路材质信息、压实遍数及测取的激振转速、加速度、行走速度、环境参数(温度、湿度)和估算的压实度信息传回给筑路管理机构的计算机监管系统,同时保存在压路机整机控制器附带的永久存储器上;在整个筑路压实行走过程中,每隔一个预设的时段,均自动发送实时的上述相关数据信息给筑路管理机构的计算机监管系统及保存在压路机整机控制器附带的永久存储器上,直至该段修筑的道路全部振动压实行走结束为止。
在整个振动行走压实过程中,若压实遍数、振动频率、加速度、行走速度和视觉图像及估算的压实度数据经综合计算表明,振动压路机的压实强度偏大或偏小,则整机控制器就以其预设的控制算法和逻辑,同时自动调整电控振动变量泵排量、电控行走变量泵排量和电控压力阀3及电控压力阀1的出口压力大小,使该振动压路机的振动压实强度达到预定的设定值范围;整机控制器还通过发动机控制器同时也调整发动机节气门开度和空燃比,直至满足要求为止;在整个直线振动压实过程,始终保持压路机转向系统不工作。
无人驾驶状态时,当前置视觉传感器发现所述液压振动压路机即将完成预设的振动压实路段时,整机控制器则马上启动声光警示系统,及时警示前方人员,直至完成该路段的该遍振动压实,然后,在继续保留警示系统工作一段时间的同时,整机控制器自动调整发动机节气门大小、电控振动变量泵排量和电控压力阀3的压力大小,使振动液压马达的转速逐渐降为零,同时,调整电控行走变量泵排量和第一电控压力阀的出口压力,让压路机行走速度变为vg0。
无人驾驶状态时,当视觉传感器和测距传感器发现所述压路机前方有人员或障碍物时,整机控制器同时自动调整发动机节气门大小、电控振动变量泵排量、电控行走变量泵排量和电控压力阀3及电控压力阀1的出口压力大小,使该液压振动压路机减少振动强度、降低行走速度,并同时激发声光报警系统工作;当视觉传感器和测距传感器发现所述压路机后方有人员或来物快速靠近该压路机时,整机控制器立即激发声光警示系统工作,直至来人或来物减速且远离它为止。
在无人驾驶完成特定路段的该遍前行振动压实作业、前行速度降低为vgz且离开被压实道路段的结束距离达到预定值时,所述整机控制器立即激发声光警示系统工作一定时间,同时,调整电控转向变量泵、电控安全阀2、电控压力阀2工作参数,接通电控离合器2,使转向液压缸工作,并联合行走制动控制器,按预设规律,实现压路机转弯、掉头、移动、制动,直至该压路机整机和机头正对着且位于刚才压实的那段道路的正中央的端头,做好了回程直线振动压实准备;然后,整机控制器断开电控离合器2,恢复电控转向变量泵的流量和电控压力阀2的出口压力为预设的压路机直线压实时的对应参数;最后,整机控制器将将保存压实遍数的变量数值增加1,松开行走制动器。
在无人驾驶状态,根据原先输入的筑路材料成分、温度、季节时间参数,按其整机控制器中选定的第2遍振动压实的振动参数和行走速度,由整机控制器联合发动机控制器,自动智能调整发动机节气门开度、空燃比、电动行走变量泵流量、电控振动变量泵流量、电控压力阀1出口压力、电控压力阀3出口压力,使该振动压路机的振动强度与行走速度达到相应的各自预设值;然后,该无人驾驶电控智能液压振动压路机按类似第1遍直线振动压实的智能控制方法,开始了进行返程形式的振动压实即第2遍的直线振动压实过程;在其压实过程,结合加速度传感器和视觉传感器实时监测信息,发现该压路机振动强度与行走速度难以保证期望的道路压实状态,则整机控制器将根据其监控逻辑和相应的智能控制算法,自动智能调整电动行走变量泵流量、电控振动变量泵流量、电控压力阀1出口压力、电控压力阀3出口压力中的一个参数、二个参数甚至全部参数,直至满足振动压实工艺要求。
在无人驾驶第i遍振动压实行走过程中,结合加速度传感器、行走速度传感器和视觉传感器实时监测信息和估算的压实度,发现该压路机此时振动强度与行走速度难以保证期望的道路压实状态,则整机控制器将根据其监控逻辑和相应的智能控制算法,自动调整相应的电控行走变量泵流量、电控振动变量泵流量、电控压力阀1出口压力、电控压力阀3出口压力中的一个参数、二个参数甚至全部参数,直至满足振动压实工艺要求;若发现正在振动压实的被压实整段道路已经都达到最终预期的压实度大小且压实总遍数不少于其预设值,则整机控制器在压路机该遍振动压实完成后,在显示屏上给出该段道路完成压实作业、压实遍数、相应的压实度估算值及其偏差范围,同时,整机控制器通过其无线通讯装置,立即自动地将此时的振动压路机代码、激振转速、加速度传感器数值、估算的压实度、行走速度、压实次数、修路位置及其筑路材质信息、环境参数(温度、湿度)信息传回给筑路管理机构的计算机监管系统,同时保存在压路机整机控制器附带的永久存储器上,且激发声光警示系统工作一段时间,同时逐渐自动智能减小发动机节气门大小、电动行走变量泵流量、电控振动变量泵流量、电控压力阀1出口压力、电控压力阀3出口压力大小,直至它们各自小于其对应的预设值,然后,行走制动器抱闸,关掉发动机。
在无人驾驶模式下自动智能振动压实行走过程中,必要时,还可以借助专用遥控器,通过整机控制器远距离改变其当时的发动机节气门、各液压子系统的流量、压力等参数大小,然后立即退出遥控模式,接下来的振动压实行走控制权又归回给整机控制器,实现短暂人工干预下的无人驾驶智能振动压实;此外,还允许中途借助专用的遥控器,通过整机控制器远距离将原先的完全无人驾驶的智能控制模式改变成全人工遥控操作模式,让该专用的遥控器使用者接管该液压振动压路机的控制权,此后,该无人驾驶模式立即变成了遥控操作模式,此时所述整机控制器的自动智能调整功能自动退出。
凡由本发明上述实施例派生出来或增或删其中的一个或多个构成成分包括传感器、离合器、压力阀、液压泵、油缸、液压马达而产生的专利技术,均构成侵权本发明专利。
以上是本发明的较佳实施例,凡依本发明技术方案所作的改变,所产生的功能作用未超出本发明技术方案的范围时,均属于本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种电控智能液压振动压路机系统,其特征在于,包括整机控制器、发动机控制器、发动机、变速器、行走系统、行走制动控制器、行走制动器、驾驶方式选择及手动操纵装置、机器状态显示屏、声光警示系统、无线通讯装置、若干加速度传感器、若干行驶速度传感器、设于压路机前部和后部的若干视觉传感器、设于压路机前部和后部的若干测距传感器、振动轮、激振装置、4个电控离合器、3个电控变量泵、行走液压马达、振动液压马达、转向液压缸、3个电控安全阀、3个电控压力阀、3个压力传感器和3个流量传感器;
所述整机控制器分别与发动机控制器、行走制动控制器、驾驶方式选择及手动操纵装置、机器状态显示屏、声光警示系统、无线通讯装置、各加速度传感器、各行驶速度传感器、各视觉传感器、各测距传感器、各电控离合器、各电控变量泵、各电控安全阀、各电控压力阀、各压力传感器和各流量传感器以接口电路或总线形式电性连接,以实时监测发动机状态、压实参数、行走参数、3个液压子系统的流量和压力参数;所述3个液压子系统包括行走液压子系统、转向液压子系统和振动液压子系统,各液压子系统的流量和压力参数可独立调控;
所述发动机通过电控主离合器直接连接变速器的输入轴,并通过变速器的3个输出轴及其对应的3个电控离合器,与发动机控制器及整机控制器一起,分别独立驱动和监测行走液压子系统、转向液压子系统和振动液压子系统;所述4个电控离合器的通断,完全由整机控制器控制,且可相互独立通断;所述行走液压子系统由电控行走变量泵、第一电控安全阀、第一电控压力阀、行走液压马达、第一压力传感器和第一流量传感器组成,借助第一电控离合器和变速器的第一输出轴的连接或断开,实现由发动机获得或失去动力,由行走液压马达驱动行走系统工作;所述振动液压子系统由电控振动变量泵、第三电控安全阀、第三电控压力阀、振动液压马达、第三压力传感器和第三流量传感器组成,借助第三电控离合器和变速器的第三输出轴的连接或断开,实现由发动机获得或失去动力,由振动液压马达驱动激振装置工作;所述转向液压子系统由电控转向变量泵、第二电控安全阀、第二电控压力阀、转向液压缸、第二压力传感器和第二流量传感器组成,借助第二电控离合器和变速器的第二输出轴的连接或断开,实现由发动机获得或失去动力,由转向油缸驱动实现转弯;
所述加速度传感器固定在压路机机架上,其纵轴垂直于地面,用于监测机架铅垂方向的振动加速度和振动频率,用于实时识别压实度和检测筑路振动强度;所述行驶速度传感器为转速传感器,安装在机架上,用于监测压路机的驱动轮和被动轮的转速;所述视觉传感器分为两组,一组安装在驾驶室前侧,朝向压路机前下方即将被压实的路面,用于监视压路机前下方的路面和道路状况,另一组安装在机架后部,朝向压路机振动轮后面刚被压实过的筑路表面,用于测取道路压实状态和质量图像信息;所述测距传感器分成两组,一组固定在压路机前部,用于监测前方障碍物的有无及距离,另一组固定在压路机后部,用于监测后部来物距离及其速度,所述声光警示系统用于必要时发出警示信号。
2.一种基于权利要求1所述的电控智能液压振动压路机系统的控制方法,其特征在于,所述整机控制器实时自动调整振动压实工作和行走运动参数的原理为:通过事先获取的振动压实行走的实物实验数据和收集的相关经验数据,包括筑路材料成分、材料温度、筑路季节时间、每遍振动频率及强度、每遍行走速度、压实路表面图像特征参数、总压实遍数、每遍压实度、液压振动压路机、发动机工作参数和运动参数、道路第一次修缮时间数据,基于人工神经网络和深度学习算法,结合加权修正方法,建立调控模型;工作时,输入第i遍振动压实的相关参数,包括频率、振动加速度、行走速度、压实路表面图像特征参数、筑路材料成分及其温度及筑路季节时间,所述整机控制器经过计算,给出保证压实质量的该遍振动压实合理的频率、振动加速度、行走速度及预期的压实度,在判断为必须立即对初设的压实工艺参数进行调整后,所述整机控制器联合发动机控制器,对相关液压子系统的流量、压力以及发动机工作参数进行相应的调整;
所述发动机控制器直接监测并控制发动机的工作,与所述整机控制器一起,在行走液压子系统、振动液压子系统和转向液压子系统中的一个或多个工作参数发生变化时,经过分析计算后,实时通过调整发动机的节气门大小、空燃比中的一个或两个参数或保持全部参数不变,使发动机处于节能和低排放状态。
3.根据权利要求1或2所述的电控智能液压振动压路机系统的控制方法,其特征在于,所述驾驶方式选择及手动操纵装置,用于开机时选择现场手动操纵、无人驾驶或远距离遥控操作中的任一种工作方式,即本系统可用于现场人工操作,可用于远距离遥控操作,也可用于无人驾驶的全自动智能振动压路机工作方式;当选择现场手动操纵时,由操作员坐在压路机上,通过操纵手动操纵装置,并经整机控制器,实现振动压实与行走的人工控制;当选择遥控操作时,则操纵员借助操纵带视屏的手动遥控器或智能手机或计算机,远离压路机,借助与整机控制器直接连接的无线通讯装置相联系,根据压实遍数和监测该压路机的实时压实状态及其参数,将相关控制指令发给整机控制器,并通过整机控制器实现该液压振动压路机的行走与压实的控制;
当任何时候,现场人工操作员或遥控操作员选择的压实及行走参数与整机控制器的相应预期值的差值大于预设值时,在得到依设定时间规律测得的振动频率、振动加速度、压实遍数、行走速度、筑路表面视频信号相关信息后,通过计算判断需要进行实时调整振动频率、振动加速度、行走速度中的一个、两个或全部参数时,所述整机控制器立即通过调控相关液压子系统中的流量和压力大小以及发动机工作参数,使液压压路机的振动压实行走效果更佳;
当选择无人驾驶时,压路机的工作过程完全由压路机的整机控制器接管控制,实现行走、振动压路、转向全过程的自动智能监管与控制;此时,针对筑路材料成分和筑路季节时间,每遍振动压实时,所述整机控制器先按预存或预选的该遍的工作参数、运动参数和平缓节能启动规律,控制行走液压子系统、振动液压子系统、以及发动机工作,使该液压振动压路机的运动和压实参数逐渐调整到预设的相应初值进行振动压实行走;在接下来的无人操作的振动压实过程中,所述整机控制器按设定规律不断查取压路机前后距离、压路机振动频率和加速度、行走速度、路面压实质量,结合压实遍数和筑路材料成分及季节时间,经其计算分析,根据设定程序自动智能调整相关参数,使所述电控智能液压振动压路机系统的各液压系统和发动机处于最佳或次优工作状态,满足不同路基或路面的振动压实工艺与行走需求;
不论是采用现场人工操作、远距离遥控操作、还是无人驾驶,在所述电控智能液压振动压路机系统工作前,所述整机控制器通过机器状态显示屏提示输入筑路相关信息,包括筑路商信息、筑路地段位置信息、本次信息输入人个人信息、筑路材质成分、材料温度、筑路厚度、最多压实遍数、目标压实度、压路机直线压实行驶距离、激振频率、振动加速度、行走速度、激振频率调整极限范围和行走速度调整极限范围;只有所述整机控制器获得所述全部参数后,所述电控智能液压振动压路机系统才能开始振动压路行走,否则,整机控制器将通过机器显示屏不断提示输入尚未输入的相关参数,直至输入完这些参数为止。
4.根据权利要求3所述的电控智能液压振动压路机系统的控制方法,其特征在于,开始无人驾驶振动压路行走工作前,整机控制器通过前后测距传感器和视觉传感器,监测判断压路机前后没有影响压路机工作的物体或人员时,立即激发声光警示系统工作,给周边发出该压路机马上开始无人驾驶振动压路行走的警示信息,并同时启动发动机;当时间达到预设的警示工作时间且整机控制器没有获得影响压路机工作的信息后,所述整机控制器立即关停该警示系统;当发动机启动时间达到预设时间后,整机控制器让第三电控离合器接通,使电控振动变量泵与变速器连接起来,同时调整包括电控振动变量泵、第三电控安全阀、第三电控压力阀的工作参数达到各自的预设初始值,然后,接通电控主离合器,通过发动机控制器调整发动机转速达到wf0,使振动液压马达的转速达到预设值wy30,在此过程,若振动液压马达的转速与wy30有较大偏差,则调整电控振动变量泵排量和第三电控压力阀的出口压力大小,直至振动液压马达的转速与wy30的偏差小于预设值,接着整机控制器调整电控行走变量泵、第一电控安全阀、第一电控压力阀的相关参数达到预设值,然后接通第一电控离合器,使行走液压马达转动起来,驱使振动压路机前行且振动着;若振动压路机的行走速度v与预设速度vg0的偏差大于其预设值,则整机控制器通过调整电控行走变量泵排量和第一电控压力阀的压力的大小,使振动压路机的行走速度v与预设速度vg0的偏差不大于其预设值;
当所述电控振动压路机无人驾驶行走到待压实路面或路基的起始点的正中位置时候,即前置视觉传感器发现压路机即将开始振动压实路面或路基时,所述整机控制器联合发动机控制器立即按其预设的控制算法同步调整电控振动变量泵排量、发动机节气门开度和第三电控压力阀的出口压力大小,直至振动液压马达的转速与wy31的偏差小于预设值,同时调整电控行走变量泵排量和第一电控压力阀的压力的大小,使振动压路机的行走速度v与预设速度vg1的偏差不大于其预设值;
不论是现场人工操作、远距离遥控、还是无人驾驶,当所述电控智能液压振动压路机开始振动压实行走时,所述整机控制器通过其无线通讯装置,立即自动地将振动压路机代码、修路位置及其筑路材质信息、压实遍数及测取的激振转速、加速度、行走速度、环境参数和估算的压实度信息传回给筑路管理机构的计算机监管系统,同时保存在压路机整机控制器附带的永久存储器上;在整个筑路压实行走过程中,每隔一个预设的时段,均自动发送实时的上述相关数据信息给筑路管理机构的计算机监管系统及保存在压路机整机控制器附带的永久存储器上,直至该段修筑的道路全部振动压实行走结束为止;
在整个振动行走压实过程中,若压实遍数、振动频率、加速度、行走速度和视觉图像及估算的压实度数据经综合计算表明,振动压路机的压实强度偏大或偏小,则整机控制器就以其预设的控制算法和逻辑,同时自动调整电控振动变量泵排量、电控行走变量泵排量和第三电控压力阀及第一电控压力阀的出口压力大小,使该振动压路机的振动压实强度达到预定的设定值范围;必要时整机控制器还通过发动机控制器同时也调整发动机节气门开度和空燃比,直至满足要求为止;在整个直线振动压实过程,始终保持压路机转向系统不工作。
5.根据权利要求4所述的电控智能液压振动压路机系统的控制方法,其特征在于,无人驾驶状态时,当前置视觉传感器发现所述液压振动压路机即将完成预设的振动压实路段时,整机控制器则马上启动声光警示系统,及时警示前方人员,直至完成该路段的该遍振动压实,然后,在继续保留警示系统工作一段时间的同时,整机控制器自动调整发动机节气门大小、电控振动变量泵排量和第三电控压力阀的压力大小,使振动液压马达的转速逐渐降为零,同时,调整电控行走变量泵排量和第一电控压力阀的出口压力,让压路机行走速度变为vg0;
无人驾驶状态时,当视觉传感器和测距传感器发现所述压路机前方有人员或障碍物时,整机控制器同时自动调整发动机节气门大小、电控振动变量泵排量、电控行走变量泵排量和第三电控压力阀及第一电控压力阀的出口压力大小,使该液压振动压路机减少振动强度、降低行走速度,并同时激发声光报警系统工作;当视觉传感器和测距传感器发现所述压路机后方有人员或来物快速靠近该压路机时,整机控制器立即激发声光警示系统工作,直至来人或来物减速且远离它为止;
在无人驾驶完成特定路段的该遍前行振动压实作业、前行速度降低为vgz且离开被压实道路段的结束距离达到预定值时,所述整机控制器立即激发声光警示系统工作一定时间,同时,调整电控转向变量泵、第二电控安全阀、第二电控压力阀工作参数,接通第二电控离合器,使转向液压缸工作,并联合行走制动控制器,按预设规律,实现压路机转弯、掉头、移动、制动,直至该压路机整机和机头正对着且位于刚才压实的那段道路的正中央的端头,做好了回程直线振动压实准备;然后,整机控制器断开第二电控离合器,恢复电控转向变量泵的流量和第二电控压力阀的出口压力为预设的压路机直线压实时的对应参数;最后,整机控制器将保存压实遍数的变量数值增加1,松开行走制动器。
6.根据权利要求5所述的电控智能液压振动压路机系统的控制方法,其特征在于,在无人驾驶状态,根据原先输入的筑路材料成分、温度、季节时间参数,按其整机控制器中选定的第2遍振动压实的振动参数和行走速度,由整机控制器联合发动机控制器,自动智能调整发动机节气门开度、空燃比、电动行走变量泵流量、电控振动变量泵流量、第一电控压力阀出口压力、第三电控压力阀出口压力,使该振动压路机的振动强度与行走速度达到相应的各自预设值;然后,该无人驾驶电控智能液压振动压路机按类似第1遍直线振动压实的智能控制方法,开始了进行返程形式的振动压实即第2遍的直线振动压实过程;在其压实过程,结合加速度传感器和视觉传感器实时监测信息,发现该压路机振动强度与行走速度难以保证期望的道路压实状态,则整机控制器将根据其监控逻辑和相应的智能控制算法,自动智能调整电动行走变量泵流量、电控振动变量泵流量、第一电控压力阀出口压力、第三电控压力阀出口压力中的一个参数、二个参数甚至全部参数,直至满足振动压实工艺要求。
7.根据权利要求6所述的电控智能液压振动压路机系统的控制方法,其特征在于,在无人驾驶第i遍振动压实行走过程中,结合加速度传感器、行走速度传感器和视觉传感器实时监测信息和估算的压实度,发现该压路机此时振动强度与行走速度难以保证期望的道路压实状态,则整机控制器将根据其监控逻辑和相应的智能控制算法,自动调整相应的电控行走变量泵流量、电控振动变量泵流量、第一电控压力阀出口压力、第三电控压力阀出口压力中的一个参数、二个参数甚至全部参数,直至满足振动压实工艺要求;若发现正在振动压实的被压实整段道路已经都达到最终预期的压实度大小且压实总遍数不少于其预设值,则整机控制器在压路机该遍振动压实完成后,在显示屏上给出该段道路完成压实作业、压实遍数、相应的压实度估算值及其偏差范围,同时,整机控制器通过其无线通讯装置,立即自动地将此时的振动压路机代码、激振转速、加速度传感器数值、估算的压实度、行走速度、压实次数、修路位置及其筑路材质信息、环境参数信息传回给筑路管理机构的计算机监管系统,同时保存在压路机整机控制器附带的永久存储器上,且激发声光警示系统工作一段时间,同时逐渐自动智能减小发动机节气门大小、电动行走变量泵流量、电控振动变量泵流量、第一电控压力阀出口压力、第三电控压力阀出口压力大小,直至它们各自小于其对应的预设值,然后,行走制动器抱闸,关掉发动机。
8.根据权利要求7所述的电控智能液压振动压路机系统的控制方法,其特征在于,在无人驾驶模式下自动智能振动压实行走过程中,可以借助专用遥控器,通过整机控制器远距离改变其当时的发动机节气门、各液压子系统的流量、压力等参数大小,然后立即退出遥控模式,接下来的振动压实行走控制权又归回给整机控制器,实现短暂人工干预下的无人驾驶智能振动压实;此外,还允许中途借助专用的遥控器,通过整机控制器远距离将原先的完全无人驾驶的智能控制模式改变成全人工遥控操作模式,让该专用的遥控器使用者接管该液压振动压路机的控制权,此后,该无人驾驶模式立即变成了遥控操作模式,此时所述整机控制器的自动智能调整功能自动退出。
CN201910694264.4A 2019-07-30 2019-07-30 电控智能液压振动压路机系统及其控制方法 Active CN110453572B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910694264.4A CN110453572B (zh) 2019-07-30 2019-07-30 电控智能液压振动压路机系统及其控制方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910694264.4A CN110453572B (zh) 2019-07-30 2019-07-30 电控智能液压振动压路机系统及其控制方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN110453572A true CN110453572A (zh) 2019-11-15
CN110453572B CN110453572B (zh) 2023-11-17

Family

ID=68483977

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201910694264.4A Active CN110453572B (zh) 2019-07-30 2019-07-30 电控智能液压振动压路机系统及其控制方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN110453572B (zh)

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112252292A (zh) * 2020-10-15 2021-01-22 河北工业大学 一种基于人工神经网络的高速公路压实度实时监测方法
CN112327734A (zh) * 2020-10-29 2021-02-05 工业互联网创新中心(上海)有限公司 一种基于互联网的工程机械远程监控系统
CN113374663A (zh) * 2021-06-28 2021-09-10 太原理工大学 一种基于高速开关阀的液压泵流量调节装置及调控方法
WO2022001704A1 (zh) * 2020-06-28 2022-01-06 三一汽车制造有限公司 压路机械的控制方法和压路机械
WO2022022590A1 (zh) * 2020-07-29 2022-02-03 四川鼎鸿智电装备科技有限公司 工程机械
CN114197275A (zh) * 2022-01-21 2022-03-18 山推工程机械股份有限公司 一种压路机的控制系统及方法
CN114371706A (zh) * 2021-12-31 2022-04-19 江苏徐工工程机械研究院有限公司 一种压路机控制系统及控制方法
CN114457650A (zh) * 2022-01-25 2022-05-10 天津职业技术师范大学(中国职业培训指导教师进修中心) 一种压路机无人驾驶执行系统及控制方法

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2786739A1 (fr) * 1998-12-02 2000-06-09 Luk Getriebe Systeme Gmbh Vehicule a moteur
CN101576738A (zh) * 2009-06-15 2009-11-11 长安大学 一种新型节能双钢轮振动压路机用功率匹配控制系统
CN103135621A (zh) * 2013-01-21 2013-06-05 长安大学 振动压路机用恒速控制系统及方法
CN106245706A (zh) * 2016-08-02 2016-12-21 福州大学 装载机智能控制方法
US20170121917A1 (en) * 2015-10-30 2017-05-04 Caterpillar Paving Products Inc. Compaction System and Method for Determining Roller Decoupling
CN106677032A (zh) * 2017-03-07 2017-05-17 陕西中大机械集团有限责任公司 一种智能调向振动压路机的激振力控制系统和控制方法
CN108130849A (zh) * 2018-02-22 2018-06-08 长安大学 具有报警功能的路基连续压实实时测量监控系统及方法

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2786739A1 (fr) * 1998-12-02 2000-06-09 Luk Getriebe Systeme Gmbh Vehicule a moteur
CN101576738A (zh) * 2009-06-15 2009-11-11 长安大学 一种新型节能双钢轮振动压路机用功率匹配控制系统
CN103135621A (zh) * 2013-01-21 2013-06-05 长安大学 振动压路机用恒速控制系统及方法
US20170121917A1 (en) * 2015-10-30 2017-05-04 Caterpillar Paving Products Inc. Compaction System and Method for Determining Roller Decoupling
CN106245706A (zh) * 2016-08-02 2016-12-21 福州大学 装载机智能控制方法
CN106677032A (zh) * 2017-03-07 2017-05-17 陕西中大机械集团有限责任公司 一种智能调向振动压路机的激振力控制系统和控制方法
CN108130849A (zh) * 2018-02-22 2018-06-08 长安大学 具有报警功能的路基连续压实实时测量监控系统及方法

Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2022001704A1 (zh) * 2020-06-28 2022-01-06 三一汽车制造有限公司 压路机械的控制方法和压路机械
WO2022022590A1 (zh) * 2020-07-29 2022-02-03 四川鼎鸿智电装备科技有限公司 工程机械
CN112252292A (zh) * 2020-10-15 2021-01-22 河北工业大学 一种基于人工神经网络的高速公路压实度实时监测方法
CN112252292B (zh) * 2020-10-15 2021-05-28 河北工业大学 一种基于人工神经网络的高速公路压实度实时监测方法
CN112327734A (zh) * 2020-10-29 2021-02-05 工业互联网创新中心(上海)有限公司 一种基于互联网的工程机械远程监控系统
CN112327734B (zh) * 2020-10-29 2021-06-29 工业互联网创新中心(上海)有限公司 一种基于互联网的工程机械远程监控系统
CN113374663A (zh) * 2021-06-28 2021-09-10 太原理工大学 一种基于高速开关阀的液压泵流量调节装置及调控方法
CN114371706A (zh) * 2021-12-31 2022-04-19 江苏徐工工程机械研究院有限公司 一种压路机控制系统及控制方法
CN114197275A (zh) * 2022-01-21 2022-03-18 山推工程机械股份有限公司 一种压路机的控制系统及方法
CN114197275B (zh) * 2022-01-21 2023-04-25 山推工程机械股份有限公司 一种压路机的控制系统及方法
CN114457650A (zh) * 2022-01-25 2022-05-10 天津职业技术师范大学(中国职业培训指导教师进修中心) 一种压路机无人驾驶执行系统及控制方法
CN114457650B (zh) * 2022-01-25 2023-09-12 天津职业技术师范大学(中国职业培训指导教师进修中心) 一种压路机无人驾驶执行系统及控制方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN110453572B (zh) 2023-11-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN110453572A (zh) 电控智能液压振动压路机系统及其控制方法
EP3779071B1 (en) Construction machine operation assistance system, and construction machine
CN110453573A (zh) 电动智能振动压路机系统及其控制方法
CN102304887B (zh) 在铺设材料时用于控制过程的方法和道路修整机
RU2300602C2 (ru) Контроллер для смачивающей системы уплотняющего транспортного средства
CN101139830A (zh) 通过基于压实状态数据和测绘信息的路线计划操纵压实机的方法
EP3779059B1 (en) Shovel
CN108897311A (zh) 一种碾压机集群无人驾驶筑坝系统
CN106068352B (zh) 用于确定压实状态的系统和方法
KR102077246B1 (ko) 살수량 자동 조절시스템 및 살수정보 모니터링시스템이 적용된 살수차
CN108729489A (zh) 一种智能遥控推土机及其控制方法
CN108797277A (zh) 一种应用于水利工程施工的振动碾压机无人驾驶方法
JP6876547B2 (ja) 自律走行システム
CN105926418A (zh) 薄层活性粉末混凝土摊铺机智能控制方法及专用控制系统
CN110409530A (zh) 一种推土机自动控制系统及控制方法
CN110042735A (zh) 一种智能摊铺机控制系统
US20230071015A1 (en) Construction assist system for shovel
CN110306406A (zh) 一种用于控制液体横向均匀性的装置及方法
CN210797198U (zh) 电控液压振动压路机
CN100361033C (zh) 摊铺机智能控制系统
CN106978772A (zh) 用于确定辊轮解耦的压实系统和方法
CN102995591B (zh) 一种洒水车冲洗控制装置、系统、方法和洒水车
CN211256578U (zh) 电动振动压路机
CN202347405U (zh) 智能型单钢轮压路机
US20230228050A1 (en) Snow Groomer Vehicle and Method of Controlling a Snow Groomer Vehicle

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant