CN111379208B - 可变高度偏移模具 - Google Patents

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Abstract

一种滑模摊铺机，其包括偏移模具和模具框架致动器，其使得可以控制偏移模具相对于摊铺机的高度。模具内的内部致动器使得可以对侧模板组件进行相应的控制，以控制所得到的滑模混凝土结构的高度和轮廓。

Description

可变高度偏移模具
技术领域
总体而言，本发明涉及滑模摊铺机，并且更具体地，涉及一种这样的偏移滑模摊铺机，其使用具有可变模具高度和可变内部截面积的相对大的模具。
背景技术
使用相对大型的可变高度偏移模具来邻近高速公路摊铺或形成可变高度混凝土屏障是已知的。这些模具包括至少一个模板插件和两个侧板，所述模板插件相对于模具框架高度可变，所述侧板用于改变模具模板轮廓的下部。这些现有的机器通过使用支撑摊铺机的升降柱来改变模具模板的轮廓高度。在一些情况下，模具的可变高度超过了升降柱的可用支腿行程。以前已经这样解决了该问题：在达到最大支腿行程时停止摊铺操作，然后从机器上拆下模具，再将其重新锚定到摊铺机的其他位置，使得摊铺机的支腿可以降低，并且可以恢复铺路。该过程需要大量的手动工作。另外，当模具相对于机器框架的位置改变时，进给螺旋钻或皮带相对于机器框架的位置也必须改变。
另一个复杂之处在于，不希望使用摊铺机的整个支腿行程用于调节模具高度的目的。这是因为这些相对大型的模具非常重，从而如果支腿伸展到其最大高度，则摊铺机可能会不稳定。因此，仅可以使用支腿行程的一部分，并且这可能需要另外步骤来将模具拆下并重新附接到机器框架。
这些现有技术的装置通常要求至少一个基于地面的操作员在模具旁边行走并手动调节左侧模板插件和右侧模板插件和/或左侧板和右侧板的位置。在一些情况下，可能需要两名基于地面的操作员，一名沿着模板的每一侧行走。
通过遵循沿着待构造混凝土屏障的路径的侧方而构造的弦线参考，这些现有的机器可以控制机器框架的高度，从而控制附接的偏移模具的高度。还已知利用第二弦线参考来控制偏移模具的模板插件的一个的高度。
因此，需要改善的滑膜摊铺机，旨在改善大型可变高度的偏移模具的使用。
发明内容
在一个实施例中，滑模摊铺机包括机器框架和多个地面接合单元，用于从地面支撑滑模摊铺机。多个高度可调节的机器框架支撑部可以从多个地面接合单元支撑机器框架。每个机器框架支架可以包括机器框架支撑部致动器，其配置成调节机器框架相对于相应一个地面接合单元的高度。每个机器框架支撑部可以包括机器框架支撑部传感器，其配置成提供与机器框架相对于相应一个地面接合单元的高度相对应的信号。摊铺机进一步包括模具框架的偏移模具。模具框架致动器可以配置成调节模具框架相对于机器框架的高度。模具框架传感器可以配置成提供模具框架相对于机器框架的高度相对应的信号。可以设置外部参考传感器，并配置成提供表示滑模摊铺机相对于外部参考系统的位置的信号。该机器可以包括控制器，该控制器配置成接收来自外部参考传感器的信号，并且控制机器框架支撑部致动器和模具框架致动器的伸展，以控制模具框架相对于地面的高度。
可以包括输送机，并且该输送机布置成将待模制的材料排出到模具中。输送机致动器可以配置成调节输送机相对于机器框架的位置。输送机传感器可以配置成提供与输送机相对于机器框架的位置相对应的信号。
在以上任何实施例中，摊铺机可以进一步具有控制器，该控制器配置成，至少部分地根据来自模具框架传感器的信号和来自至少一个机器框架支撑部传感器的信号，来控制输送机致动器的伸展。
在以上任何实施例中，滑模摊铺机可以进一步配置成，使得外部参考传感器包括弦线传感器。控制器可以配置成，至少部分地响应于来自弦线传感器的信号，控制机器框架支撑部致动器和模具框架致动器的伸展，以控制模具框架相对于地面的高度。
在以上任何实施例中，摊铺机可以进一步配置成，使得外部参考传感器是三维引导系统的一部分，并且控制器可以配置成以至少部分地响应于来自外部参考传感器的信号，控制机器框架支撑部致动器和模具框架致动器的伸展，以控制模具框架相对于地面的高度。
在以上任何实施例中，滑模摊铺机可以具有配置成升降柱的高度可调节的框架支撑。机器框架支撑部致动器可以包括位于其各自的升降柱内的液压活塞缸单元。机器框架支撑部传感器可以集成在它们各自的液压活塞缸单元中。模具框架致动器可以包括液压活塞缸单元，并且模具框架传感器可以集成在模具框架致动器的液压活塞缸单元中。
在以上任何实施例中，控制器可以配置成经由机器框架支撑部致动器控制模具框架相对于地面的高度的较小变化，并且经由模具框架致动器控制模具框架相对于地面的高度的较大变化。
在以上任何实施例中，模具可以进一步包括第一侧模板组件和第二侧模板组件。第一侧模板组件可以包括第一模板插件、配置成调节第一模板插件相对于模具框架的高度的第一模板插件致动器、配置成提供与第一模板插件相对于模具框架的高度相对应的信号的第一模板插件传感器、第一侧板和配置成调节第一侧板的高度的第一侧板致动器。类似地，第二侧模板组件可以包括第二模板插件，配置成调节第二模板插件相对于模具框架的高度的第二模板插件致动器、配置成提供与第二模板插件相对于模具框架的高度相对应的信号的第二模板插件传感器、第二侧板和配置成调节第二侧板的高度的第二侧板致动器。
在以上任何实施例中，第一侧模板组件可以进一步包括第一侧板传感器，其配置成提供与第一侧板的高度相对应的信号，并且第二侧模板组件可以进一步包括第二侧板传感器，其配置成提供与第二侧板的高度相对应的信号。
在以上任何实施例中，控制器可以进一步配置成响应于模具框架相对于地面的高度变化，控制第一模板插件致动器和第一侧板致动器中的至少一个的位置变化，并且控制第二模板插件致动器和第二侧板致动器中的至少一个的位置变化。
在以上任何实施例中，控制器可以配置成提供一种操作模式，其中对于模具框架相对于地面的高度的给定变化，在第一侧模板组件和第二侧模板组件之一上，相应的模板插件致动器位置固定，并且相应的侧板致动器提供相应的位置变化，并且在第一侧模板组件和第二侧模板组件中的另一个上，相应的模板插件致动器提供相应的位置变化，而相应的侧板致动器保持固定。
在以上任何实施例中，控制器可以配置成提供一种操作模式，其中对于模具框架相对于地面的高度的给定变化，在第一侧模板组件和第二侧模板组件的每一个上，相应的模板插件致动器位置均固定，并且相应的侧板致动器提供相应的位置变化。
在以上任何实施例中，控制器可以配置成提供一种操作模式，其中对于模具框架相对于地面的高度的给定变化，在第一侧模板组件和第二侧模板组件的每一个上，相应的模板插件致动器均提供相应的位置变化，而相应的侧板致动器保持固定。
在以上任何实施例中，控制器可以配置成，使得对于模具框架相对于地面的高度的给定增加，存在第一模板插件和第一侧板相对于模具框架的组合的向下伸展的等同增加，并且存在第二模板插件和第二侧板相对于模具框架的组合的向下伸展的等同增加。
在以上任何实施例中，第一模板插件致动器和第二模板插件致动器中的每一个可以包括液压活塞缸单元，并且第一模板插件传感器和第二模板插件传感器中的每一个可以集成在其相应致动器的液压活塞缸单元中。
在以上任何实施例中，左侧第一板致动器可配置成调节第一侧板相对于第一模板插件的高度，并且第二侧板致动器可配置成调节第二侧板相对于第二模板插件的高度。
在本发明的另一个实施例中，提供了一种用于操作滑模摊铺机的方法。摊铺机可以包括机器框架、从地面支撑摊铺机的多个地面接合单元、和从多个地面接合单元支撑机器框架的多个高度可调节的机器框架支撑部。每个机器框架支撑部均可以包括机器框架支撑部致动器，该机器框架支撑部致动器配置成调节机器框架相对于相应一个地面接合单元的高度。每个机器框架支撑部均可以包括机器框架支撑部传感器，该机器框架支撑部传感器配置成提供与机器框架相对于相应一个地面接合单元的高度相对应的信号。机器可以进一步包括：包括模具框架的偏移模具、配置成调节模具框架相对于机器框架的高度的模具框架致动器、和配置成提供与模具框架相对于机器框架的高度相对应的信号的模具框架传感器。机器可以进一步包括外部参考传感器，其配置成提供表示滑模摊铺机相对于外部参考系统的位置的信号。机器可以进一步包括控制器。该方法可以包括以下步骤：
(a)在控制器中接收来自外部参考传感器的信号；并且
(b)利用控制器来控制机器框架支撑部致动器和模具框架致动器的伸展，以控制模具框架相对于地面的高度。
滑模摊铺机可以进一步包括：输送机，其布置成将待模制的材料排出到模具中；输送机致动器，其配置成调节输送机相对于机器框架的位置；和输送机传感器，可配置成提供与输送机相对于机器框架的位置相对应的信号，并且该方法可以进一步包括：响应于模具机器框架相对于地面的高度变化，利用控制器控制输送机致动器的伸展，以将输送机的上端维持在模具入口上方。
在以上任何实施例中，模具可以进一步包括第一侧模板组件和第二侧模板组件。第一侧模板组件可以包括第一模板插件、配置成调节第一模板插件相对于模具框架的高度的第一模板插件致动器、配置成提供与第一模板插件相对于模具框架的高度相对应的信号的第一模板插件传感器、第一侧板和配置成调节第一侧板的高度的第一侧板致动器。类似地，第二侧模板组件可以包括第二模板插件、配置成调节第二模板插件相对于模具框架的高度的第二模板插件致动器、配置成提供与第二模板插件相对于模具框架的高度相对应的信号的第二模板插件传感器、第二侧板和配置成调节第二侧板的高度的第二侧板致动器。该方法可以进一步包括利用控制器控制每个第一和第二侧模板组件的一个或多个致动器，使得侧模板组件的伸展对应于模具框架的高度变化。
一旦结合附图阅读以下公开，本发明的许多目的、特征和优点就对本领域技术人员将是显而易见的。
附图说明
图1是包括大型偏移模具的滑膜摊铺机的前立体图；
图2A是处于第一取向的图1的摊铺机的前立视示意图；
图2B是处于第二取向的图2A的摊铺机的前立视示意图；
图2C是处于第三取向的图2A的摊铺机的前立视示意图；
图2D是处于第四取向的图2A的摊铺机的前立视示意图；
图2E是处于第五取向的图2A的摊铺机的前立视示意图；
图2F是处于第六取向的图2A的摊铺机的前立视示意图；
图3是如图2A中示出的摊铺机的前立视示意图，其中进一步增加了各种致动器的示意性示出和相关控制系统的示意性示出；
图4是与图3类似的示意性说明，其示出了左侧板致动器和右侧板致动器的可选布置；
图5是包括集成的位置传感器的典型的液压活塞缸单元的示意性立视剖视图，其代表图3中示出的任意致动器；
图6是由图1的摊铺机形成的混凝土分隔壁的示意性立视图；
图7A-7C示出了在屏障壁的相对侧上改变道路高度的几种可能的情况。
具体实施方式
图1示出了滑模摊铺机10的前立体图，该滑模摊铺机例如可以是维特根SP60型机器。滑模摊铺机10包括机器框架12，在示出的实施例中，机器框架12包括四个摆臂，例如14。多个升降柱16经由摆臂14附接到机器框架12。每个升降柱16的下部具有安装在其上的履带式轨道18。履带式轨道18可以称为地面接合单元18，用于从地面20支撑滑模摊铺机10。可选地，地面接合单元可以是轮子。
每个升降柱16可以称为高度可调节的机器框架支撑部16，用于从地面接合单元18中的一个支撑机器框架12。
偏移模具22由机器10支撑。模具22是通常称为“大型”偏移模具的类型。这种大型偏移模具可能重8至12公吨的量级。这与更传统的偏移模具形成对比，其通常具有1-2公吨量级的重量。
图1中的摊铺机10的行进方向是箭头24的方向，从而参照驾驶员的视角，在图1示出的实施例中，偏移模具22安装在机器框架12的左手侧。将理解的是，模具22和摊铺机10构造成使得如果需要的话，模具22也可以安装在机器框架12的右手侧。
输送机26也安装在机器框架12上，并且布置成将待模制的材料(例如混凝土)从其上端28排出到模具22中。如本领域技术人员将理解的，输送机26可以是皮带式输送机，或者可选地，它可以是螺旋式输送机。输送机26的下端30将接收来自供应卡车等的待模制的材料，并将该材料向上输送到其上端28，从而进入模具22。
图3是图1的滑模摊铺机10的前立视示意图，其进一步示出了偏移模具22的内部部件，并且进一步示出了用于控制滑模摊铺机10的各种部件的相对位置的各种致动器。
如图3可见，每个升降柱或机器框架支撑部16均包括机器框架支撑部致动器32，该机器框架支撑部致动器32配置成调节机器框架12相对于相应一个地面接合单元18的高度。每个致动器32包括位于其各自的升降柱16内的液压活塞缸单元。如图3可见，机器框架支撑部致动器32包括附接到升降柱16的上管状部分36上的缸部分34和附接到升降柱16的下管状部分39上的活塞部分38。
图5进一步示意性地示出了致动器32的内部构造，并且也表示此处描述的其他致动器的内部构造。在示出的实施例中，致动器32是有时称为“智能缸”的类型，其包括集成的传感器32S，该传感器32S配置成提供与活塞构件38相对于致动器32的缸构件34的伸展相对应的信号。
传感器32S包括位置传感器电子壳体44和位置传感器线圈元件46。
致动器32的活塞部分38包括活塞48和杆50。活塞48和杆50具有限定在其中的孔52，位置传感器线圈元件46容纳在孔52中。
致动器32构造成使得在连接器53处提供表示活塞48相对于位置传感器线圈元件46的位置的信号。
这种智能缸可以按照几种不同的物理原理运行。这种智能缸的示例包括但不限于磁致伸缩感测、磁阻感测、电阻(电位)感测、霍尔效应感测、使用线性可变差分变压器的感测以及使用线性可变电感换能器的感测。
图3通过与用于致动器的相同的编号并添加后缀“S”，示意性地示出了与每个致动器相关联的传感器。因此，每个机器框架支撑部致动器32包括传感器32S。
与机器框架支撑部致动器32相关联的传感器32S可以称为机器框架支撑部传感器32S，其配置成提供与机器框架12相对于相应一个地面接合单元18的高度相对应的信号。将理解的是，传感器32S不需要直接测量机器框架相对于地面接合单元的高度，而是致动器32的伸展的改变是机器框架相对于地面接合单元的高度的间接反映，因为机器框架相对于地面接合单元的高度发生的变化与测量的致动器32的伸展相同。鉴于已知的摊铺机10其他部件的尺寸和几何形状，可以从传感器信号确定期望的高度。
可变高度偏移模具
正如图3中示意性示出的，偏移模具22包括模具框架54。模具框架致动器56连接在模具框架22和机器框架12之间，并且配置成调节模具框架22相对于机器框架12的高度。模具框架传感器56S配置成提供与模具框架54相对于机器框架12的高度相对应的信号。以与刚刚参照图5描述致动器32相同的方式，模具框架传感器56S优选地集成在模具框架致动器56中。
将理解的是，模具框架传感器56S不需要直接测量模具框架相对于机器框架的高度，而是致动器56的伸展的改变是模具框架相对于机器框架的高度的间接指示，因为模具框架相对于机器框架的高度发生的变化与测量的致动器56的伸展相同。鉴于已知的摊铺机10的其他部件的尺寸和几何形状，可以从传感器信号确定期望的高度。
如图3示意性示出的，滑模摊铺机10可以进一步包括输送机致动器58，该输送机致动器58配置成调节输送机26相对于机器框架12的位置。在示出的实施例中，输送机26相对于机器框架12的位置变化可能导致输送机26的倾斜角60的变化，使得其下端部分30相对于地面20保持在基本上相同的高度，并且使得其上端28处于合适的高度，以便将材料排出到模具22的上端中，不管模具22相对于地面20的高度的变化。
输送机致动器58可以具有集成在其中的输送机传感器58S，如图3示意性所示。输送机传感器58S可以配置成提供与输送机26相对于机器框架12的位置相对应的信号。以与参考图5对致动器32的描述相同的方式，将输送机传感器58S优选地集成在输送机致动器58中。
将理解的是，输送机传感器58S不需要直接测量输送机26相对于机器框架12的位置，而是致动器58的伸展的改变是输送机26相对于机器框架12的位置的间接指示，因为输送机26在枢轴点59处相对于机器框架12的位置的高度的变化与测量的致动器58的伸展相同。鉴于已知的摊铺机10的其他部件的尺寸和几何形状，可以从传感器信号确定所需位置。
摊铺机10可以进一步包括外部参考传感器60，该外部参考传感器60配置成提供表示滑模摊铺机10相对于外部参考系统62的位置的信号。例如，外部参考系统62可以包括弦线64，所述弦线64构造在地面20上，邻近希望形成滑动成形结构(例如屏障壁90)的位置。
外部参考传感器60可以采用传统的棒型传感器臂68的形式，当滑模摊铺设备10沿地面平行于弦线64移动时，其接合并跟随弦线64。如本领域技术人员将理解的是，这种弦线型外部参考系统62可以提供这样的参考，其适合于引导滑模摊铺机10的方向，并且还适合于控制滑模摊铺机10的高度，从而控制附接的偏移模具22的高度。
在一系列图2A-2F和图3中进一步示意性地示出了偏心模具22的构造细节，特别是其内部部件。在一系列图2A-2F中，各种致动器，例如先前标识的升降柱支腿致动器32和模具框架致动器56，在致动器的近似位置中由双箭头指示，并指示由致动器提供的相关部件的运动的总体方向。在图3中，实际致动器的示意图示提供为液压活塞缸单元的形式，其示意性地示出了致动器和与其连接的部件之间的总体物理连接。
如图2A-2F和图3可见，模具22包括第一侧模板组件70和第二侧模板组件72。参照图2A-2F和图3的观察者的视角，第一侧模板组件70和第二侧模板组件72可以分别称为左侧组件和右侧组件。另一方面，从摊铺机10的操作者的视角来看，这些左侧和右侧的指定可以颠倒。总体而言，将理解的是，诸如关于侧模板组件的左侧和右侧的指定仅仅是方便的指定。尤其是当认为模具22可以安装在摊铺机10的左侧或右侧时。因此，该进一步的描述将仅称第一侧模板组件70和第二侧模板组件72，并且将理解的是，根据观察者的视角，这些也可以称为左侧和右侧，或右侧和左侧。
第一侧模板组件70包括第一模板插件74和第一侧板76。第二侧模板组件72包括第二模板插件78和第二侧板80。
第一侧模板组件70进一步包括第一模板插件致动器82，该第一模板插件致动器82配置成调节第一模板插件74相对于模具框架54的高度。第一模板插件致动器82在其中一体地包括第一模板插件传感器82S，其在图3中示意性地示出，并且配置成提供与第一模板插件74相对于模具框架54的高度相对应的信号。
第一侧模板组件70进一步包括第一侧板致动器84，其配置成调节第一侧板76的高度。
如在图3的实施例中可见，第一侧板致动器84连接在第一模板插件74和第一侧板76之间，从而配置成调节第一侧板76相对于第一模板插件74的高度。
然而，在图4的可选实施例中，第一侧板致动器84连接在第一侧板76和模具框架54之间，从而配置成调节第一侧板76相对于模具框架54的高度。
第一侧板致动器84在其中一体地形成了第一侧板传感器84S，其在图3中示意性地示出，并且提供与第一侧板76的高度相对应的信号。
类似地，第二侧模板组件72进一步包括第二模板插件致动器86，其配置成调节第二模板插件78相对于模具框架54的高度。第二模板插件致动器86在其中一体地形成了第二模板插件传感器86S，其在图3中示意性地示出，并且配置成提供与第二模板插件76相对于模具框架54的高度相对应的信号。
第二侧模板组件72进一步包括第二侧板致动器88，其配置成调节第二侧板80的高度。在图3的实施例中，第二侧板致动器88连接在第二侧板80和第二模板插件78之间，从而调节第二侧板80相对于第二模板插件78的高度。在图4的可选实施例中，第二侧板致动器88连接在第二侧板80和模具板54之间，从而配置成调节第二侧板80相对于模具框架54的高度。
第二侧板致动器88在其中一体地形成了第二侧板传感器88S，其在图3中示意性示出，并且配置成提供与第二侧板80的高度相对应的信号。
尽管在图3中仅示出了单个模具框架致动器56，但是应该理解，模具框架致动器56通常将包括成对的间隔的前后致动器，其在机器框架12和模具框架54之间连接。类似地，第一模板插件致动器82通常将是成对的前后间隔的模板插件致动器中的一个。对于第一侧板致动器84、第二模板插件致动器86和第二侧板致动器88也是如此。
除了图4的可选实施例，还可以直接从模具框架54支撑侧板，并且从第一侧板76支撑第一模板插件74，并且从第二侧板88支撑第二模板插件78。
在另一个实施例中，第一侧板致动器84和第二侧板致动器88可以不包括传感器，或者第一侧板致动器84和第二侧板致动器88可以以“浮动模式”操作，使得不是控制第一侧板致动器84和第二侧板致动器88的特定伸展，而是可以向下推动那些致动器，使得第一侧板76和第二侧板80的底边缘沿着地面20滑动。
可变直度混凝土分隔墙
偏移模具22特别设计用于混凝土屏障壁的构造，以分隔沿相反方向流动的高速公路的车道。屏障壁的总体形状在图3中示出，并且屏障壁指定为90。在图6中可见与模具22分开的成品屏障壁90。屏障壁90可以描述为具有地面以上的高度92。将理解的是，地面实际上可以是已经预先浇筑的底层的混凝土坯。屏障壁90具有由第一侧模板组件70限定的第一侧轮廓94和由第二侧模板组件72限定的第二侧轮廓96。
注意，第一侧轮廓94包括第一台阶98，第二侧轮廓96包括台阶100。如本领域技术人员将理解的是，对于典型的屏障壁，高度92可能需要沿高速公路的路径变化，并且第一侧轮廓94和第二侧轮廓96可以变化，因为它们的台阶98和100相对于地面20的相对高度也可以相对于彼此变化。
图7A、图7B和图7C示意性地示出了模具轮廓的变型的多个示例。在图7A中，在标准情况下示出了屏障90，其中两个交通车道102和104处于相同水平面，并且屏障90具有左右对称的轮廓。
在图7B的示例中，示出了左手曲线，其中交通车道向左倾斜，并且左侧或第一侧屏障轮廓94高于右侧或第二侧屏障轮廓94。
然后在图7C中，示出了右曲线，其中交通车道向右倾斜，并且右侧或第二侧屏障轮廓96高于左侧或第一侧屏障轮廓94。
除了如图7B和图7C中示出的屏障轮廓的变型之外，可能有必要改变屏障壁90的高度92。
模具高度的控制
在此公开的偏移模具22能够通过使用控制器110自动执行模制的屏障壁90的高度以及第一侧轮廓和第二侧轮廓中的所有这些变化，该控制器110示意性地在图3中示出。控制器110可以是摊铺机10的机器控制系统的一部分，或者它可以是单独的控制模块。控制器110可以安装为偏移模具22的一部分。
控制器110从以下部分接收输入信号：机器框架支撑部传感器32S、模具框架传感器56S、输送机传感器58S、第一模板插件传感器82S、第一侧板传感器84S、第二模板插件传感器86S、第二侧板传感器88S和外部参考传感器60，所有传感器如图3中示意性所示。
控制器110还可以接收指示摊铺机10的各种功能的其他信号。在图3中通过将传感器连接于控制器的虚线示意性地示出了从各种传感器传输到控制器110的信号，该虚线用箭头指示信号从传感器流向控制器。
类似地，控制器110将生成用于控制各种致动器的操作的指令信号，在图3中通过将控制器连接到各种致动器的虚线示意性地表示该指令信号，该虚线用箭头指示该指令信号从控制器110流向各个致动器。将理解的是，在此公开的各种致动器可以是液压活塞缸单元，并且来自控制器110的电子控制信号将实际上由与致动器相关联的液压控制阀接收，并且该液压控制阀响应于来自控制器10的指令信号，控制液压流体来自液压致动器和到液压致动器的流动，以而控制其致动。
此外，控制器110可以通过经由常规转向系统(未示出)的地面接合单元18的转向来控制滑模摊铺机10的行进方向。这种转向信号从控制器110到各种转向地面接合单元的通信以常规方式执行。
控制器110包括或可以相关联于处理器112、计算机可读介质114、数据库116以及输入/输出模块或具有显示器120的控制面板118。输入/输出装置122，例如键盘或其他用户界面，可以设置为使得人类操作员可以向控制器输入指令。将理解的是，在此描述的控制器110可以是具有所有描述的功能的单个控制器，或者它可以包括多个控制器，其中描述的功能分布在多个控制器之间。
结合控制器110描述的各种操作、步骤或算法可以直接实现在硬件中、计算机程序产品124(例如由处理器112执行的软件模块)中、或两者的结合中。计算机程序产品124可以驻留在RAM存储器、闪存、ROM存储器、EPROM存储器、EEPROM存储器、寄存器、硬盘、可移动磁盘或本领域已知的任何其他形式的计算机可读介质114中。示例性的计算机可读介质114可以耦合到处理器112，使得处理器可以从存储器/存储介质读取信息，并且可以向存储器/存储介质写入信息。可选地，介质可以与处理器是一体的。处理器和介质可以驻留在专用集成电路(ASIC)中。ASIC可以驻留在用户终端中。可选地，处理器和介质可以作为分离部件驻留在用户终端中。
如在此使用的术语“处理器”可以至少指通用或专用处理装置和/或逻辑，如本领域技术人员可以理解的，其包括但不限于微处理器、微控制器、状态机等。处理器还可以实现为计算装置的结合，例如，DSP和微处理器的结合、多个微处理器、与DSP核心结合的一个或多个微处理器、或任何其他这种配置。
关于控制偏移模具22的操作，控制操作通常可以分为两类。首先，通过经由升降柱16内的致动器32控制机器框架12相对于地面20的高度，并且通过经由模具框架致动器56控制模具22相对于机器框架12的高度，来控制模具22相对于地面20的高度，从而控制所得到的混凝土屏障壁90的高度92。项目计划将确定屏障壁90应位于地球表面的某个位置，并且确定随着屏障壁的构造沿着预定路径进行，并且其高度和侧面轮廓应该具有变化的规格，其是项目计划的一部分。因此，控制器110通常将接收来自外部参考传感器60的信号，响应于该信号，控制器110将控制机器框架支撑部致动器32和模具框架致动器56的伸展，以控制模具框架54相对于地面20的高度，从而控制所得到的模制屏障壁90的所得到的高度92。
因此，控制器110可以描述为配置成接收来自外部参考传感器60的信号并控制机器框架支撑部致动器32和模具框架致动器56的伸展以控制模具框架54相对于地面20的高度。
偏移模具内侧模板组件的伸展的控制
由控制器110提供的控制的第二方面是，控制与第一侧模板组件70和第二侧模板组件72相关联的致动器82、84、86和88的致动，以适应模具框架54相对于地面20的高度的变化，并适应模制的屏障壁90的第一侧轮廓94和第二侧轮廓96的变化。当模具22的高度增加时，对模具22的内部致动器的这种控制通常需要侧模板组件的总高度的伸展，使得侧模板组件一直向下伸展到地面20。另外，可以修改模板插件和侧板的相对位置，以改变屏障壁的台阶98和100相对于地面的位置。
将理解的是，对于模具框架54相对于地面20的高度的给定变化，存在与模具22的内部部件相关联的致动器82、84、86和88的作用的许多不同组合，其可以用于提供第一侧模板组件70和第二侧模板组件72的高度的相应变化。
存在至少九种可以利用的可能的作用的组合，正如下表示出的并被指定为模式1-9。
Figure BDA0002307178200000141
Figure BDA0002307178200000151
这些操作模式中的每一个通常可以描述为具有这样的控制器：该控制器配置成，响应于模具框架54相对于地面20的高度的变化，控制第一模板插件致动器82和第一侧板致动器84的至少一个的位置变化，并且控制第二模板插件致动器86和第二侧板致动器88的至少一个的位置变化。
上表中的模式1可描述为具有这样的控制器110：该控制器110配置成提供一种操作模式，其中对于模具框架54相对于地面20的高度的给定变化，在第一侧模板组件70和第二侧模板组件72的每一个上，相应的模板插件致动器均提供相应的位置变化，而相应的侧板致动器均保持固定。
上表中的模式2和3表示了另一个优选的控制技术。模式2和3通常可以描述为具有这样的控制器110：该控制器110配置成提供一种操作模式，其中对于模具框架54相对于地面20的高度的给定变化，在第一侧模板组件70和第二侧模板组件72的一个上，相应的模板插件致动器位置是固定的，并且相应的侧板致动器提供相应的位置变化，并且在第一侧模板组件70和第二侧模板组件72的另一个上，相应的模板插件致动器提供相应的位置变化，而相应的侧板致动器保持固定。
另一个优选的控制技术是由模式4表示的技术，该技术可以描述为具有这样的控制器110：其配置成提供一种操作模式，其中对于模具框架54相对于地面20的高度的给定变化，在第一侧模板组件70和第二侧模板组件72中的每个上，相应的模板插件致动器位置是固定的，并且相应的侧板致动器提供相应的位置变化。
将理解的是，剩余的操作模式5-9的每一个均提供了各种致动器的运动的更复杂的相互作用，其中在左侧模板组件70和右侧模板组件72中的至少一个上，两个相关联的致动器都是变化的，以便实现侧模板组件的期望的总体伸展，并在所得到的形成的混凝土屏障壁上提供相关联的台阶的适当位置变化。
在本发明的另一个实施例中，根据模制结构90的高度和轮廓的变化的大小和/或性质，可以从上表中选择优选的操作模式。这种选择还可以根据升降柱16的伸展的当前状态。
正如先前指出的，与偏移模具22的高度的任何变化相关联要实现的一个结果是，第一侧模板组件70和第二侧模板组件72必须在长度上伸展或缩回以对应于模具22的高度的变化，使得侧板84和88一直向下伸展到或基本上向下伸展到地面20。这可以描述为具有这样的控制器110，所述控制器110配置成使得对于模具框架54相对于地面20的高度的给定增加，存在第一模板插件和第一侧板相对于模具框架的组合的向下伸展的等同增加，并且存在第二模板插件78和第二侧板80相对于模具框架54的组合的向下伸展的等同增加。
将理解的是，具有其模具框架致动器56的偏移模具22构造为提供偏移模具22相对于地面的高度的变化，该变化远大于仅通过升降柱16内的致动器32的使用能够实现的任何变化。另一方面，将理解的是，通过升降柱16的致动器32的使用，或通过模具框架致动器56的使用，可以实现模具22相对于地面20的高度的相对较小的变化。例如，升降柱16的典型的致动器32可能能够移动通过最大约42英寸的支腿行程。另一方面，模具框架致动器56可构造成实现模具框架54相对于机器框架12的高度的大得多的变化，其处于多达九英尺(108英寸)的数量级。还将理解的是，由于关注摊铺机10的稳定性，并且由于相对大型的偏移模具22的高重量，可能希望不将升降柱16的致动器32伸展至其最大可能的伸展。因此，可能期望仅在可能为24英寸的相对小的范围内利用致动器32。
控制器110可以配置成经由机器框架支撑部致动器32控制模具框架54相对于地面20的高度的较小变化，并且经由模具框架致动器56控制模具框架54相对于地面20的高度的较大变化。
输送机控制
正如图2A的示例示出的，对于偏移模具22及其模具框架54相对于地面20的给定高度，输送机26将相对于机器框架12定位，使得其下端30可以通过混凝土供应卡车等接近，并且使得其上端28位于模具22上方，以便将待形成的混凝土材料排出到模具22中的接收入口中，用于将其引导到待形成混凝土屏障墙结构90的模板框架70和模板框架72之间。正如先前关于图3描述的，输送机26相对于机器框架12的位置至少部分地由输送机致动器58控制。通常，输送机26的下部将由机器框架12可枢转地支撑，例如在图3中示意性可见的枢轴连接57处。输送机26还可具有中间点，其在例如枢轴连接59(见图3)处可枢转地连接于输送机致动器58。因此，随着通过致动器32改变机器框架12相对于地面的高度，和/或随着通过模具框架致动器56改变模具框架54相对于机器框架12的高度，必须相对于机器框架12重新定向输送机26，使得其下端30保持为可由混凝土供应卡车接近的，并且其上端28保持为位于模具22的上入口上方。通常，通过伸展和缩回输送机致动器58来完成取向变化，以便改变输运机相对于机器框架12的角度60。控制器110通常可以描述为配置成，至少部分地根据来自模具框架传感器56S的信号和来自至少一个机器框架支撑部传感器32S的信号的至少一个来控制输送机致动器58的伸展。
图2A-图2F的示例
图2A-2F示意性地示出了可以用机器10完成的控制模式的多个示例。在图2A中，模具框架54相对于地面和机器框架12处于相对低的位置。
在图2B中，与图2A相比，升降柱致动器32已伸出，从而抬高了机器框架12和附接的输送机26和模具框架54。侧板76和80已经相对于侧模板插件74和78向下伸展，以保持侧板的下边缘靠近地面20。注意，这些变化导致在图6中标识的模制结构90的高度92的变化。
在图2C中，与图2B相比，升降柱致动器32仍进一步伸展。模具致动器56已经相对于机器框架12降低了模具框架54。
在图2D中，与图2C相比，模具致动器56已经相对于机器框架12提升了模具框架54。已经使用致动器84和88使得侧板76和80相对于侧模板插件74和78进一步向下伸展，以保持侧板的下边缘靠近地面20。
在图2E中，与图2D相比，第二插件模板78已经使用致动器86相对于模具框架54升高，已经使用致动器88使得第二侧板80相对于第二插件模板78进一步伸展，并且输送机26已经使用输送机致动器58而升高。注意，这些变化已经导致模制结构90的右侧轮廓96变化，而没有改变模制结构90的高度92。
在图2F中，与图2E相比，模具框架54已经使用模具致动器56相对于机器框架12进一步升高，第二模板插件78已经使用致动器86相对于模具框架54降低，第一侧板76已经使用致动器84相对于第一模板插件74下降，并且机器框架12已经使用升降柱致动器32相对于轨道16进一步升高。
外部参考系统
先前已经注意到的外部参考系统的一种形式是弦线62的使用，该弦线62构造在地面20上，邻近期望的滑模混凝土结构90的路径。对于这种外部参考系统，外部参考传感器60可以包括弦线传感器，如图3中示意性地示出的。利用这种系统，控制器110可以描述为配置成，至少部分地响应于来自弦线传感器60的信号，控制机器框架支撑部致动器32和模具框架致动器56的伸展，以控制模具框架54相对于地面20的高度。
结合弦线的使用，摊铺机10可以使用交叉坡度控制，以从弦线控制机器的相对侧的高度。
当使用外部参考系统的弦线类型时，弦线62可以输送关于模制结构90的期望总高度92的信息。用于控制由模板插件74和78形成的台阶98和100的位置的信息可以以各种方式传送到控制器110。一种技术是利用第二弦线(未示出)，其沿着屏障壁90的路径构造，该第二弦线用于传送关于模板插件76和78的一个或两个的期望位置的信息。
外部参考系统的一种可选形式是使用三维引导系统。如本领域技术人员将理解的，这种三维引导系统可以包括一个或多个GPS传感器，该GPS传感器相对于机器框架12或模具框架54安装或固定，并从全球导航卫星系统(GNSS)接收信号，由此可以在三维参考系内建立该传感器的位置。在这样的系统中，外部参考传感器可以描述为三维引导系统的一部分，并且控制器110可以描述为配置成，至少部分地响应于来自外部参考传感器的信号，来控制机器框架支撑部致动器32和模具框架致动器56的伸展，以控制模具框架54相对于地面20的高度。
外部参考系统的另一可选形式是全站仪的使用，这是另一种类型的三维导航系统。全站仪可以放置在外部参考系统内已知位置处的地面上，并且一个或多个反射棱镜可以安装在滑模摊铺机上。全站仪测量到反射器的距离和方向，从而确定滑模摊铺机在外部参考系统内的位置和取向。全站仪可以将信号传输到滑模摊铺机的控制器，该信号表示滑模摊铺机相对于外部参考系统的位置。与全站仪相关联的反射棱镜可以认为是外部参考传感器，其配置成提供表示滑模摊铺机相对于外部参考系统的位置的信号。
对于在此描述的任何外部参考系统，一个或多个外部参考传感器可以安装在模具框架54上、或安装在机器框架12上、或安装在滑模摊铺机10上。重要的是，模具框架54相对于一个或多个外部参考传感器的位置是已知的，或者可以根据滑模摊铺机10的几何形状和各种致动器的已知位置来确定。不管一个或多个外部参考传感器的位置如何，一个或多个外部参考传感器可以描述为配置成提供表示滑模摊铺机相对于外部参考系统的位置的信号。
结合来自弦线或三维引导系统或全站仪的输入信号，控制器110可以利用预编程指令(例如，经由软件124)，在沿摊铺机10的路径的各个位置处，确定结构90的期望总高度和滑膜结构90的期望的侧轮廓94和96。
操作方法
当用上述的滑模摊铺机10构造模制的屏障壁90时，控制器110将执行以下步骤：在控制器110中接收来自外部参考传感器60的信号，然后控制机器框架支撑部致动器32和模具框架致动器56的伸展，以控制模具框架54相对于地面20的高度。
进一步响应于模具框架54相对于地面20的高度变化，控制器110可以控制输送机致动器58的伸展，以重新定位输送机26，以保持其上端28适当地定位在模具22上端的材料入口上方。
而且，在改变模具框架54相对于地面20的高度的同时，控制器110可以控制与第一侧模板组件70和第二侧模板组件72相关联的各种致动器82、84、86和88，使得侧模板组件70和72的伸展与模具框架54的高度的变化相对应，使得侧模板组件仍然基本上向下伸展到地面20。
此外，控制器110可以控制各种致动器82、84、86和88，以相对于地面20将模板插件74和78定位在适当的高度处，以在适当高度处形成滑模混凝土结构90的台阶98和100，如构造计划所期望的。
因此，可以看出，本发明的设备和方法容易实现上述目的和优点以及其中固有的目的和优点。尽管出于本公开的目的已经示出和描述了本发明的某些优选实施例，但是本领域技术人员可以在部件和步骤的布置和构造上进行许多改变，这些改变包括在本发明的范围和精神内，正如所附权利要求所限定的。

Claims (20)

1.一种滑模摊铺机，包括:
机器框架；
多个地面接合单元，其用于从地面支撑滑模摊铺机；
多个高度能够调节的机器框架支撑部，其从多个地面接合单元支撑机器框架，每个机器框架支撑部包括机器框架支撑部致动器，所述机器框架支撑部致动器配置成调节机器框架相对于相应的一个地面接合单元的高度，并且每个机器框架支撑部包括机器框架支撑部传感器，所述机器框架支撑部传感器配置成提供与机器框架相对于相应的一个地面接合单元的高度相对应的信号；
偏移模具，所述偏移模具相对于所述机器框架是偏移的，所述偏移模具包括模具框架；
模具框架致动器，其配置成调节模具框架相对于机器框架的高度；
模具框架传感器，其配置成提供与模具框架相对于机器框架的高度相对应的信号；
外部参考传感器，其配置成提供表示滑模摊铺机相对于外部参考系统的位置的信号；和
控制器，其配置成：
接收来自外部参考传感器的信号；和
控制机器框架支撑部致动器和模具框架致动器的伸展，以控制模具框架相对于地面的高度。
2.根据权利要求1所述的滑模摊铺机，进一步包括：
输送机，其布置成将待模制的材料排出到模具中；
输送机致动器，其配置成调节输送机相对于机器框架的位置；和
输送机传感器，其配置成提供与输送机相对于机器框架的位置相对应的信号。
3.根据权利要求2所述的滑模摊铺机，其特征在于：
控制器进一步配置成，至少部分地根据来自模具框架传感器的信号和来自至少一个机器框架支撑部传感器的信号中的至少一个，控制输送机致动器的伸展。
4.根据权利要求1所述的滑模摊铺机，其特征在于：
外部参考传感器包括弦线传感器；并且
控制器配置成，至少部分地响应于来自弦线传感器的信号，控制机器框架支撑部致动器和模具框架致动器的伸展，以控制模具框架相对于地面的高度。
5.根据权利要求1所述的滑模摊铺机，其特征在于：
外部参考传感器是三维引导系统的一部分；并且
控制器配置成，至少部分地响应于来自外部参考传感器的信号，控制机器框架支撑部致动器和模具框架致动器的伸展，以控制模具框架相对于地面的高度。
6.根据权利要求1所述的滑模摊铺机，其特征在于：
高度能够调节的机器框架支撑部是升降柱，机器框架支撑部致动器包括位于其各个升降柱内的液压活塞缸单元，机器框架支撑部传感器集成在其相应的液压活塞缸单元中；并且
模具框架致动器包括液压活塞缸单元，并且模具框架传感器集成在模具框架致动器的液压活塞缸单元中。
7.根据权利要求1所述的滑模摊铺机，其特征在于：
控制器配置成经由机器框架支撑部致动器控制模具框架相对于地面的高度的较小变化，并且经由模具框架致动器控制模具框架相对于地面的高度的较大变化。
8.根据权利要求1所述的滑模摊铺机，其特征在于，模具进一步包括：
第一侧模板组件，其包括：
第一模板插件；
第一模板插件致动器，其配置成调节第一模板插件相对于模具框架的高度；
第一模板插件传感器，其配置成提供与第一模板插件相对于模具框架的高度相对应的信号；
第一侧板；和
第一侧板致动器，其配置成调节第一侧板的高度；以及
第二侧模板组件，其包括：
第二模板插件；
第二模板插件致动器，其配置成调节第二模板插件相对于模具框架的高度；
第二模板插件传感器，其配置成提供与第二模板插件相对于模具框架的高度相对应的信号；
第二侧板；和
第二侧板致动器，其配置成调节第二侧板的高度。
9.根据权利要求8所述的滑模摊铺机，进一步包括：
第一侧板传感器，其配置成提供与第一侧板的高度相对应的信号；和
第二侧板传感器，其配置成提供与第二侧板的高度相对应的信号。
10.根据权利要求8所述的滑模摊铺机，其特征在于：
控制器进一步配置成，响应于模具框架相对于地面的高度变化，控制第一模板插件致动器和第一侧板致动器中的至少一个的位置变化，并且控制第二模板插件致动器和第二侧板致动器中的至少一个的位置变化。
11.根据权利要求10所述的滑模摊铺机，其特征在于：
控制器配置成提供一种操作模式，其中对于模具框架相对于地面的高度的给定变化，在第一侧模板组件和第二侧模板组件中的每个上，相应的模板插件致动器提供相应的位置变化，而相应的侧板致动器保持固定。
12.根据权利要求10所述的滑模摊铺机，其特征在于：
控制器配置成提供一种操作模式，其中对于模具框架相对于地面的高度的给定变化，在第一侧模板组件和第二侧模板组件中的一个上，相应的模板插件致动器位置固定，并且相应的侧板致动器提供相应的位置变化，并且在第一侧模板组件和第二侧模板组件中的另一个上，相应的模板插件致动器提供相应的位置变化，而相应的侧板致动器保持固定。
13.根据权利要求10所述的滑模摊铺机，其特征在于：
控制器配置成提供一种操作模式，其中对于模具框架相对于地面的高度的给定变化，在第一侧模板组件和第二侧模板组件中的每个上，相应的模板插件致动器位置均固定，并且相应的侧板致动器提供相应的位置变化。
14.根据权利要求10所述的滑模摊铺机，其特征在于：
控制器进一步配置成使得对于模具框架相对于地面的高度的给定增加，存在第一模板插件和第一侧板相对于模具框架的组合向下伸展的等同增加，并且存在第二模板插件和第二侧板相对于模具框架的组合向下伸展的等同增加。
15.根据权利要求10所述的滑模摊铺机，其特征在于：
第一模板插件致动器和第二模板插件致动器中的每一个包括液压活塞缸单元；并且
第一模板插件传感器和第二模板插件传感器中的每一个集成在其各自的致动器的液压活塞缸单元中。
16.根据权利要求10所述的滑模摊铺机，其特征在于：
第一侧板致动器配置成调节第一侧板相对于第一模板插件的高度；并且
第二侧板致动器配置成调节第二侧板相对于第二模板插件的高度。
17.一种操作滑模摊铺机的方法，机器包括：
机器框架；
多个地面接合单元，其从地面支撑滑模摊铺机；
多个高度能够调节的机器框架支撑部，其从多个地面接合单元支撑机器框架，每个机器框架支撑部包括机器框架支撑部致动器，所述机器框架支撑部致动器配置成调节机器框架相对于相应一个地面接合单元的高度，并且每个机器框架支撑部包括机器框架支撑部传感器，所述机器框架支撑部传感器配置成提供与机器框架相对于相应一个地面接合单元的高度相对应的信号；
偏移模具，所述偏移模具相对于所述机器框架是偏移的，所述偏移模具包括模具框架；
模具框架致动器，其配置成调节模具框架相对于机器框架的高度；
模具框架传感器，其配置成提供与模具框架相对于机器框架的高度相对应的信号；
外部参考传感器，其配置成提供表示滑模摊铺机相对于外部参考系统的位置的信号；和
控制器；
该方法包括以下步骤：
(a)在控制器中接收来自外部参考传感器的信号；并且
(b)利用控制器来控制机器框架支撑部致动器和模具框架致动器的伸展，控制模具框架相对于地面的高度。
18.根据权利要求17所述的方法，其特征在于，机器进一步包括：
输送机，其布置成将待模制的材料排出到模具中；
输送机致动器，其配置成调节输送机相对于机器框架的位置；和
输送机传感器，其配置成提供与输送机相对于机器框架的位置相对应的信号；并且
该方法进一步包括：
响应于模具框架相对于地面的高度变化，利用控制器控制输送机致动器的伸展，以将输送机的上端维持在模具的入口上方。
19.根据权利要求17所述的方法，其特征在于，机器进一步包括：
第一侧模板组件，包括：
第一模板插件；
第一模板插件致动器，其配置成调节第一模板插件相对于模具框架的高度；
第一模板插件传感器，其配置成提供与第一模板插件相对于模具框架的高度相对应的信号；
第一侧板；和
第一侧板致动器，其配置成调节第一侧板的高度；和
第二侧模板组件，包括：
第二模板插件；
第二模板插件致动器，其配置成调节第二模板插件相对于模具框架的高度；
第二模板插件传感器，其配置成提供与第二模板插件相对于模具框架的高度相对应的信号；
第二侧板；和
第二侧板致动器，其配置成调节第二侧板的高度；
该方法进一步包括：
利用控制器控制第一侧模板组件和第二侧模板组件中的每个的一个或多个致动器，使得侧模板组件的伸展与模具框架的高度变化相对应。
20.根据权利要求19所述的方法，其特征在于，机器进一步包括：
第一侧板传感器，其配置成提供与第一侧板的高度相对应的信号；和第二侧板传感器，其配置成提供与第二侧板的高度相对应的信号。
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