CN111764228A - 侧平石保护装置及同步跟随施工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种侧平石保护装置，包括用于罩设于侧平石上的罩体，罩体外侧向下弯折设有外侧护板；罩体包括水平设置的水平板和与水平板垂直相连的竖直板；竖直板上部与侧平石的内侧壁之间设有内定向滚轮装置，外侧护板与侧平石的外侧壁之间设有外定向滚轮装置，水平板与侧平石的顶壁之间设有支撑滚轮装置；罩体通过支撑滚轮装置滚动支撑于侧平石上；罩体后端通过传动杆连接有电动小车。本发明还公开了相应的同步跟随施工方法。本发明跟随施工车辆移动，从而有效防侧平石被污染或被破坏。当施工车辆的速度出现变化后，侧平石保护装置能够在电动小车的带动下实现同步跟随，侧平石保护装置始终不离开施工车辆施工区域，从而对侧平石进行有效防护。
Description
技术领域
本发明涉及施工技术领域，尤其是一种道路路面摊铺过程中侧平石保护装置及摊铺高程控制方法。
背景技术
为叙述方便，本发明使用“侧平石”指代“侧石和/或平石”。
在道路面层铺装时，沥青路面各层的摊铺过程中，钢轮压路机控制不好行程路线时，容易碾压到两侧的侧石及平石或者碾压不到位造成边缘压实度不够，且边缘高程无法精确控制；
沥青粘层油及透层油喷洒和防水施工时，喷洒车行进时离侧石及平石太近，若保护不到位，会对侧石及平石造成严重污染，离得较远时，会造成边缘喷洒不均匀或者喷洒不到。
另外，后期对侧石及平石的打磨将会耗费大量的时间、人力和经费，不仅耽误工期而且增加了施工成本。
后期修补过程中若打磨不到位会有明显色差，打磨过度会严重损坏侧石及平石的表面外观。
对于有侧平石的水泥混凝土路面施工时，保护不到位同样会对侧石及平石造成严重污染和破坏。
发明内容
本发明的目的在于提供一种侧平石保护装置，在施工过程中有效保护侧平石，提高施工效率。
为实现上述目的，本发明提供了一种侧平石保护装置，以靠近路面施工方向的方向为内向，反向为外向，包括用于罩设于侧平石上的罩体，罩体外侧向下弯折设有外侧护板；
罩体包括水平设置的水平板和与水平板垂直相连的竖直板；
竖直板下部与侧平石的水平间距小于等于3毫米，且竖直板底端高于侧平石底端；
竖直板上部与侧平石的内侧壁之间设有内定向滚轮装置，外侧护板与侧平石的外侧壁之间设有外定向滚轮装置，水平板与侧平石的顶壁之间设有支撑滚轮装置；
罩体通过支撑滚轮装置滚动支撑于侧平石上，罩体通过内定向滚轮装置与侧平石的内侧壁滚动连接，罩体通过外定向滚轮装置与侧平石的外侧壁滚动连接；
以施工前进的方向为前向，罩体后端通过传动杆连接有电动小车。
支撑滚轮装置、内定向滚轮装置和外定向滚轮装置的结构相同，均包括滚轮，滚轮的轮轴通过轴承安装在安装架上；
支撑滚轮装置的安装架向上与罩体的水平板固定连接，支撑滚轮装置的滚轮滚动支撑在侧平石的顶壁上；
内定向滚轮装置的安装架与罩体的竖直板固定连接，内定向滚轮装置的滚轮与侧平石的内侧壁滚动配合；
外定向滚轮装置的安装架与罩体的外侧护板固定连接，外定向滚轮装置的滚轮与侧平石的外侧壁滚动配合；
支撑滚轮装置、内定向滚轮装置和外定向滚轮装置均设置于罩体前后两端部的位置。
电动小车具有用于控制电动小车启停和运行速度的电控装置；
罩体前后方向的中部朝内设置有第二接收光电传感器，第二接收光电传感器前后的罩体上对称设有第一接收光电传感器和第三接收光电传感器，第一接收光电传感器位于第二接收光电传感器前方，第三接收光电传感器位于第二接收光电传感器后方；第二接收光电传感器距离第一接收光电传感器和第三接收光电传感器的距离均为0.1－0.15米；
施工车辆上与第一接收光电传感器、第二接收光电传感器和第一接收光电传感器相对应设有发射光电传感器；
电控装置与第一接收光电传感器、第二接收光电传感器和第一接收光电传感器相连接。
本发明还公开了使用上述侧平石保护装置的同步跟随施工方法，施工车辆包括沥青洒布车和钢轮压路机；
沥青洒布车用于洒布路面粘层油和透层油，钢轮压路机用于路面摊铺后将路面压实压平；
一套侧平石保护装置跟随沥青洒布车移动，一套侧平石保护装置跟随钢轮压路机移动；
侧平石保护装置跟随施工车辆移动的方法是：
第一接收光电传感器与第二接收光电传感器在前后方向上的距离是n米，第二接收光电传感器与第三接收光电传感器在前后方向上的距离也为n米；
沥青洒布车的洒布范围为沥青洒布车的作业区域，钢轮压路机的钢轮所在位置为钢轮压路机的作业区域，罩体在前后方向上的长度长于施工车辆的作业区域2n米；
发射光电传感器安装在施工车辆的作业区域前后方向上的中间位置；
施工开始时，侧平石保护装置的第二接收光电传感器正对施工车辆的发射光电传感器，启动施工车辆向前施工，同时启动相应的侧平石保护装置向前跟随保护侧平石；
施工车辆与侧平石保护装置同步运行时，第二接收光电传感器持续接收到发射光电传感器的信号，电控装置控制电动小车恒速持续运行；
经过一段时间的运行，第一接收光电传感器接收到发射光电传感器的信号时，表明施工车辆快于侧平石保护装置，电控装置记录此时电动小车的速度v米/秒，并控制电动小车以2v米/秒的速度运行，直到第二接收光电传感器接收到发射光电传感器的信号，电控装置记录从电动小车此次提速到第二接收光电传感器接收到发射光电传感器的信号之间的时间t秒；
电控装置按以下公式计算出施工车辆的速度v1，并将电动小车的速度调节为v1；
v1=2v－n/t；
经过一段时间的运行，第三接收光电传感器接收到发射光电传感器的信号时，表明施工车辆慢于侧平石保护装置，电控装置记录此时电动小车的速度v米/秒，并控制电动小车以0.5v米/秒的速度运行，直到第二接收光电传感器接收到发射光电传感器的信号，电控装置记录从电动小车此次降速到第二接收光电传感器接收到发射光电传感器的信号之间的时间t秒；
电控装置按以下公式计算出施工车辆的速度v1，并将电动小车的速度调节为v1；
v1=0.5v＋n/t。
本发明具有如下的优点：
本发明结构简单，使用方便，施工时将侧平石保护装置罩在侧平石上，跟随施工车辆移动，从而有效防侧平石被污染或被破坏，节约施工后打磨侧平石时的大量人力、时间和经费，缩短工期，减小施工成本，具有良好的推广应用价值。
支撑滚轮装置、内定向滚轮装置和外定向滚轮装置结构简单，成本较低，便于制造和安装。电动小车可以代替人力驱动侧平石保护装置，便于使用。
采用本发明的同步跟随施工方法，当施工车辆的速度出现变化后，侧平石保护装置能够在电动小车的带动下实现同步跟随，侧平石保护装置与施工车辆施工区域的前后相对位置的位移量小于n（0.1-0.15米）。由于罩体在前后方向上的长度长于施工车辆的作业区域2n米，因此侧平石保护装置始终不离开施工车辆施工区域，对施工区域范围内的侧平石进行有效防护。
本发明的同步跟随施工方法中算法简单，运算量非常小，单片机、PLC甚至集成电路均可以实现该算法，硬件要求低，无须专用设备，从而能够以低成本实现同步跟随控制。
附图说明
图1是本发明的侧平石保护装置的结构示意图；
图2是本发明的侧平石保护装置的俯视示意图；
图3是图1中A处的放大图。
具体实施方式
如图1至图3所示，本发明的侧平石保护装置以靠近路面施工方向的方向为内向，反向为外向，包括用于罩设于侧平石上的罩体，罩体外侧向下弯折设有外侧护板1；
罩体包括水平设置的水平板2和与水平板2垂直相连的竖直板3；在同时保护侧石7和平石8的情况下，水平板2和竖直板3对应侧石7和平石8分别设有两个。本发明中将侧石7和平石8作为一个整体（需要保护的对象），路旁只有侧石，则本发明中的侧平石仅指侧石；路旁既有侧石7又有平石8，则本发明中的侧平石指代侧石7和平石8。
竖直板3下部与侧平石的水平间距小于等于3毫米，且竖直板3底端高于侧平石底端；
竖直板3上部与侧平石的内侧壁之间设有内定向滚轮装置4，外侧护板1与侧平石的外侧壁之间设有外定向滚轮装置5，水平板2与侧平石的顶壁之间设有支撑滚轮装置6；
罩体通过支撑滚轮装置6滚动支撑于侧平石上，罩体通过内定向滚轮装置4与侧平石的内侧壁滚动连接，罩体通过外定向滚轮装置5与侧平石的外侧壁滚动连接，图1所示具体是罩体通过外定向滚轮装置5与侧石7的外侧壁滚动连接。
以施工前进的方向为前向，罩体后端通过传动杆连接有电动小车9，电动小车9用于沿侧平石的顶壁向前移动并驱动侧平石保护装置。
支撑滚轮装置6、内定向滚轮装置4和外定向滚轮装置5的结构相同，均包括滚轮10，滚轮10的轮轴11通过轴承安装在安装架12上；轴承为常规零件，图未示。
支撑滚轮装置6的安装架12向上与罩体的水平板2固定连接，支撑滚轮装置6的滚轮10滚动支撑在侧平石的顶壁上；
内定向滚轮装置4的安装架12与罩体的竖直板3固定连接，内定向滚轮装置4的滚轮10与侧平石的内侧壁滚动配合；
外定向滚轮装置5的安装架12与罩体的外侧护板1固定连接，外定向滚轮装置5的滚轮10与侧平石的外侧壁滚动配合；
支撑滚轮装置6、内定向滚轮装置4和外定向滚轮装置5均设置于罩体前后两端部的位置。
电动小车9具有用于控制电动小车9启停和运行速度的电控装置；电动小车9由变频电机驱动时，电控装置通过控制变频电机的运行频率来调节电动小车9的车速；
罩体前后方向的中部朝内设置有第二接收光电传感器13，第二接收光电传感器13前后的罩体上对称设有第一接收光电传感器14和第三接收光电传感器15，第一接收光电传感器14位于第二接收光电传感器13前方，第三接收光电传感器15位于第二接收光电传感器13后方；第二接收光电传感器13距离第一接收光电传感器14和第三接收光电传感器15的距离均为0.1－0.15米（包含两端值）；
施工车辆上与第一接收光电传感器14、第二接收光电传感器13和第一接收光电传感器14相对应设有发射光电传感器；施工车辆和发射光电传感器为现有技术，图未示。
电控装置与第一接收光电传感器14、第二接收光电传感器13和第一接收光电传感器14相连接。
施工车辆包括沥青洒布车或钢轮压路机。
沥青洒布车用来喷洒粘层油（粘油层沥青）和透层油（透油层沥青）。粘层油和透层油可由同一辆沥青洒布车洒布，也可由两辆沥青洒布车分别洒布粘层油和透层油。
本发明还公开了上述侧平石保护装置的同步跟随施工方法，施工车辆包括沥青洒布车和钢轮压路机；钢轮压路机用于路面摊铺（沥青摊铺或混凝土摊铺）后将路面压实压平；
一套侧平石保护装置跟随沥青洒布车移动，另一套侧平石保护装置跟随钢轮压路机移动；
侧平石保护装置跟随施工车辆移动的方法是：
第一接收光电传感器14与第二接收光电传感器13在前后方向上的距离是n米，第二接收光电传感器13与第三接收光电传感器15在前后方向上的距离也为n米；
沥青洒布车的洒布范围为沥青洒布车的作业区域，钢轮压路机的钢轮所在位置为钢轮压路机的作业区域，罩体在前后方向上的长度长于施工车辆的作业区域2n米；
发射光电传感器安装在施工车辆的作业区域前后方向上的中间位置；
施工开始时，侧平石保护装置的第二接收光电传感器13正对施工车辆的发射光电传感器，启动施工车辆向前施工，同时启动相应的侧平石保护装置向前跟随保护侧平石；
施工车辆与侧平石保护装置同步运行时，第二接收光电传感器13持续接收到发射光电传感器的信号，电控装置控制电动小车9恒速持续运行；
经过一段时间的运行，第一接收光电传感器14接收到发射光电传感器的信号时，表明施工车辆快于侧平石保护装置，电控装置记录此时电动小车9的速度v米/秒，并控制电动小车9以2v米/秒的速度运行，直到第二接收光电传感器13接收到发射光电传感器的信号，电控装置记录从电动小车9此次提速到第二接收光电传感器13接收到发射光电传感器的信号之间的时间t秒；
电控装置按以下公式计算出施工车辆的速度v1，并将电动小车9的速度调节为v1；
v1=2v－n/t；
经过一段时间的运行，第三接收光电传感器15接收到发射光电传感器的信号时，表明施工车辆慢于侧平石保护装置，电控装置记录此时电动小车9的速度v米/秒，并控制电动小车9以0.5v米/秒的速度运行，直到第二接收光电传感器13接收到发射光电传感器的信号，电控装置记录从电动小车9此次降速到第二接收光电传感器13接收到发射光电传感器的信号之间的时间t秒；
电控装置按以下公式计算出施工车辆的速度v1，并将电动小车9的速度调节为v1；
v1=0.5v＋n/t。
在理论上，施工车辆是电动小车9的初始速度的两倍以上或相反时，本同步跟随施工方法会失灵；但事实上，初始启动时，工作人员不可能使施工车辆的初始速度与电动小车9的初始速度相差过大，工作人员会尽量使两者初始速度相同；施工过程中施工车辆的运行速度基本是平稳的，不会出现大幅提速或降速的现象，本发明不考虑通常情况下不会发生的极端情况，因此本发明不针对施工车辆是电动小车9的初始速度的两倍以上的情况进行处理。
采用本发明的同步跟随施工方法，当施工车辆的速度出现变化后，侧平石保护装置能够在电动小车9的带动下实现同步跟随，侧平石保护装置与施工车辆施工区域的前后相对位置的位移量小于n（0.1-0.15米）。由于罩体在前后方向上的长度长于施工车辆的作业区域2n米，因此侧平石保护装置始终不离开施工车辆施工区域，对施工区域范围内的侧平石进行有效防护。
本发明的同步跟随施工方法中算法简单，运算量非常小，单片机、PLC甚至集成电路均可以实现该算法，硬件要求低，无须专用设备，从而能够以低成本实现同步跟随控制。
电动小车9的车速，可以由安装在电动小车9上的速度传感器获取，也可以在电动小车9的轮轴11安装转速传感器，由电动小车9的车轮转速以及车轮直径换算出电动小车9的车速。车辆的电控装置获取本车的车速是常规技术，本发明不再详述电控装置获取电动小车9的车速的具体技术。
以上实施例仅用以说明而非限制本发明的技术方案，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明进行修改或者等同替换，而不脱离本发明的精神和范围的任何修改或局部替换，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (4)
1.侧平石保护装置，其特征在于：以靠近路面施工方向的方向为内向，反向为外向，包括用于罩设于侧平石上的罩体，罩体外侧向下弯折设有外侧护板；
罩体包括水平设置的水平板和与水平板垂直相连的竖直板；
竖直板下部与侧平石的水平间距小于等于3毫米，且竖直板底端高于侧平石底端；
竖直板上部与侧平石的内侧壁之间设有内定向滚轮装置，外侧护板与侧平石的外侧壁之间设有外定向滚轮装置，水平板与侧平石的顶壁之间设有支撑滚轮装置；
罩体通过支撑滚轮装置滚动支撑于侧平石上，罩体通过内定向滚轮装置与侧平石的内侧壁滚动连接，罩体通过外定向滚轮装置与侧平石的外侧壁滚动连接；
以施工前进的方向为前向，罩体后端通过传动杆连接有电动小车。
2.根据权利要求1所述的侧平石保护装置，其特征在于：支撑滚轮装置、内定向滚轮装置和外定向滚轮装置的结构相同，均包括滚轮，滚轮的轮轴通过轴承安装在安装架上；
支撑滚轮装置的安装架向上与罩体的水平板固定连接，支撑滚轮装置的滚轮滚动支撑在侧平石的顶壁上；
内定向滚轮装置的安装架与罩体的竖直板固定连接，内定向滚轮装置的滚轮与侧平石的内侧壁滚动配合；
外定向滚轮装置的安装架与罩体的外侧护板固定连接，外定向滚轮装置的滚轮与侧平石的外侧壁滚动配合；
支撑滚轮装置、内定向滚轮装置和外定向滚轮装置均设置于罩体前后两端部的位置。
3.根据权利要求1或2所述的侧平石保护装置，其特征在于：电动小车具有用于控制电动小车启停和运行速度的电控装置；
罩体前后方向的中部朝内设置有第二接收光电传感器，第二接收光电传感器前后的罩体上对称设有第一接收光电传感器和第三接收光电传感器，第一接收光电传感器位于第二接收光电传感器前方，第三接收光电传感器位于第二接收光电传感器后方；第二接收光电传感器距离第一接收光电传感器和第三接收光电传感器的距离均为0.1－0.15米；
施工车辆上与第一接收光电传感器、第二接收光电传感器和第一接收光电传感器相对应设有发射光电传感器；
电控装置与第一接收光电传感器、第二接收光电传感器和第一接收光电传感器相连接。
4.权利要求3中所述侧平石保护装置的同步跟随施工方法，其特征在于：施工车辆包括沥青洒布车和钢轮压路机；
沥青洒布车用于洒布路面粘层油和透层油，钢轮压路机用于路面摊铺后将路面压实压平；
一套侧平石保护装置跟随沥青洒布车移动，一套侧平石保护装置跟随钢轮压路机移动；
侧平石保护装置跟随施工车辆移动的方法是：
第一接收光电传感器与第二接收光电传感器在前后方向上的距离是n米，第二接收光电传感器与第三接收光电传感器在前后方向上的距离也为n米；
沥青洒布车的洒布范围为沥青洒布车的作业区域，钢轮压路机的钢轮所在位置为钢轮压路机的作业区域，罩体在前后方向上的长度长于施工车辆的作业区域2n米；
发射光电传感器安装在施工车辆的作业区域前后方向上的中间位置；
施工开始时，侧平石保护装置的第二接收光电传感器正对施工车辆的发射光电传感器，启动施工车辆向前施工，同时启动相应的侧平石保护装置向前跟随保护侧平石；
施工车辆与侧平石保护装置同步运行时，第二接收光电传感器持续接收到发射光电传感器的信号，电控装置控制电动小车恒速持续运行；
经过一段时间的运行，第一接收光电传感器接收到发射光电传感器的信号时，表明施工车辆快于侧平石保护装置，电控装置记录此时电动小车的速度v米/秒，并控制电动小车以2v米/秒的速度运行，直到第二接收光电传感器接收到发射光电传感器的信号，电控装置记录从电动小车此次提速到第二接收光电传感器接收到发射光电传感器的信号之间的时间t秒；
电控装置按以下公式计算出施工车辆的速度v1，并将电动小车的速度调节为v1；
v1=2v－n/t；
经过一段时间的运行，第三接收光电传感器接收到发射光电传感器的信号时，表明施工车辆慢于侧平石保护装置，电控装置记录此时电动小车的速度v米/秒，并控制电动小车以0.5v米/秒的速度运行，直到第二接收光电传感器接收到发射光电传感器的信号，电控装置记录从电动小车此次降速到第二接收光电传感器接收到发射光电传感器的信号之间的时间t秒；
电控装置按以下公式计算出施工车辆的速度v1，并将电动小车的速度调节为v1；
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