CN112211073B - 滑模摊铺机 - Google Patents

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Abstract

一种滑模摊铺机机器，其包括侧模板模具，左侧模板组件和右侧模板组件，左侧模板组件和右侧模板组件在侧面闭合滑动模板模具。每个侧模板组件包括安装部、侧模板、和侧模板致动器，侧模板致动器配置为将侧模板相对于安装部上下移动，以相对于地面表面调节侧模板的高度。至少一个侧模板高度传感器配置为检测侧模板的高度。控制器配置为接收来自侧模板高度传感器的输入信号，并且将控制信号发送到侧模板致动器，以控制侧模板相对于地面表面的高度。

Description

滑模摊铺机
技术领域
本申请涉及滑模摊铺机装置，并且更具体地涉及用于滑模摊铺机装置的侧模板组件，其提供了侧模板组件的侧模板的改进的控制。
背景技术
滑模摊铺机器设计为横跨地面表面在摊铺方向上移动，并且将混凝土成型为成品混凝土结构。
插入式滑模摊铺机器使其滑动模板在机器的轨道之间，并且配置为将混凝土摊开、整平且修整成如成品混凝土结构的板，成品混凝土结构具有成品上表面和成品横向侧面。偏置式滑模摊铺机器使其滑动模板在机器的一侧上偏置到轨道的外侧，并且配置为使得成品混凝土结构具有终止于横向的混凝土侧面的轮廓。在任一情况下，横向侧面由侧模板成型，该侧模板相对于滑动模板模具向下伸出。通常，侧模板旨在沿着地面表面滑动，以控制在侧模板之间的混凝土材料。
伴随着现有侧模板的操作，遇到了各种问题。一个问题是，当横越不平坦的地面时，滑动模板可能会撞击或掘入地面上的升起位置，特别是如果在侧模板上维持相当高的向下的力，因此破坏了平滑的滑动成型操作、并且降低了成品混凝土结构的质量。
另一方面，如果在侧模板上维持的向下的力太小，则侧模板可能不足以执行其控制混凝土材料的功能，并且一些混凝土材料可能从侧模板下方横向流出。当这种情况发生时，使侧模板返回到其相对于地面表面的期望位置时变得困难，因为此时必须向下推动滑动模板通过混凝土材料，该混凝土材料在滑动模板下方已经漏出。
因此，在滑动成型操作期间，维持侧模板对地面表面的合适的向下的压力是重要的，以便防止混凝土材料在侧模板的底边缘下方向外流动，并且同时不会对侧模板施加太大的向下的压力，因为这可能造成滑动模板深入地面表面，并且实际上还可能相对于地面表面举起滑模摊铺机器。
对于该问题，现有技术的典型方法是，当执行摊铺操作时，使人工操作员沿着滑模摊铺机器旁边行走。该人工操作员观察侧模板相对于地面表面的位置，并且利用多个控制致动器手动地调节侧模板相对于地面表面的高度，控制致动器设置在滑模摊铺机器上。可用的控制致动器通常允许人工操作员举起或降低侧模板，并且调节相对于地面表面保持滑动模板的向下的力。如前所述，如果向下的力太小，则混凝土材料可能在侧模板下方横向向外流动，这是不期望的。为了避免该问题，人工操作员通常施加太大的向下的压力，因此实际上提升了摊铺机器并且与摊铺机器的水平控制系统相互作用，导致了摊铺操作的精度的恶化。
伴随着滑模摊铺机器，遇到的另一问题是，需要周期性地循环侧模板，以防止精细的混凝土材料在侧模板中凝结。因此沿着滑模摊铺机器旁边行走的人工操作员可以简单地上下循环每个侧模板，以摆脱正在侧模板机构中凝结的任何精细的材料。但是这种操作再次遇到了避免混凝土材料在侧模板下方横向向外地泄露的困难。
在对最后的摊铺的混凝土结构要求高质量和非常接近的公差的摊铺情况下，这些问题是特别重要的，例如其中使用现代的三维摊铺引导系统以控制摊铺操作的这些情况。
此处公开的滑模摊铺机器提供了用于这种问题的方案。
发明内容
在一个实施例中，滑模摊铺机装置配置成横跨地面表面在摊铺方向上移动，用于将混凝土成型为成品混凝土结构。滑模摊铺机装置能够包括：主框架；滑模摊铺机模具，其由主框架支撑；和至少一个侧模板组件，其配置为在滑模摊铺机模具的至少一侧上闭合滑模摊铺机模具，以使成品混凝土结构上的一个横向混凝土侧面成型。该至少一个侧模板组件能够包括：安装部，其由主框架支撑或由滑模摊铺机模具支撑；侧模板，其由安装部支撑，并且能够相对于安装部竖向移动以接合地面表面；和侧模板致动器，其配置为将侧模板相对于安装部上下移动，以调节侧模板相对于地面表面的高度。装置能够包括至少一个侧模板高度传感器，其配置为直接地或间接地检测侧模板相对于地面表面的高度。控制器能够配置为接收来自所述至少一个侧模板高度传感器的输入信号，并且至少部分基于输入信号将控制信号发送到侧模板致动器，以控制侧模板相对于地面表面的高度。
该至少一个侧模板高度传感器相对于侧模板固定，使得该至少一个侧模板高度传感器配置成直接地检测侧模板相对于地面表面的高度。
可选地，至少一个侧模板高度传感器相对于安装部固定，使得至少一个侧模板高度传感器配置成间接地检测侧模板相对于地面表面的高度。
任何以上实施例还可以包括至少一个侧模板延伸传感器，其配置成检测在侧模板和安装部之间的距离的变化。
侧模板致动器能够是液压活塞缸单元；并且该至少一个侧模板延伸传感器能够集成地形成在侧模板致动器的液压活塞缸单元中。也能够使用其他类型的线形致动器作为侧模板致动器。
在任何以上实施例中，至少一个侧模板高度传感器能够包括在摊铺方向上对齐的非接触式线性扫描器，并且配置成检测侧模板和在地面表面上的多个点之间的距离。
在任何以上实施例中，非接触式线性扫描器能够是激光扫描器。
在任何以上实施例中，非接触式线性扫描器能够包括一排超声传感器。
在任何以上实施例中，装置还能够包括外护罩，其横向向外地与侧模板间隔，使得非接触式线性扫描器横向地位于侧模板和外护罩之间，使得非接触式线性扫描器在侧模板和外护罩之间扫描地面表面。
在任何以上实施例中，外护罩能够配置成以浮动的方式滑过地面表面滑动。
在另一实施例中，至少一个侧模板高度传感器能够包括探针元件，其配置成接合地面表面，探针元件附接到侧模板，使得当侧模板相对于地面表面的高度小于预定的最小值时，探针元件被偏转。
在任何以上实施例中，控制器能够包括操作员界面，其配置成使得人工操作员能够输入侧模板相对于地面表面的高度的设定点。
在任何以上实施例中，控制器能够包括侧模板循环模式，其配置成使得侧模板自动地从其先前控制的相对于地面表面的高度举起，并且然后下降回到其先前控制的相对于地面表面的高度，以防止混凝土材料抵靠侧模板凝结。
在任何以上实施例中，侧模板能够至少包括在摊铺方向上对齐的第一侧模板部分和第二侧模板部分，并且侧模板致动器包括第一侧模板致动器和第二侧模板致动器，第一侧模板致动器和第二侧模板致动器分别与第一侧模板部分和第二侧模板部分相关联。所述至少一个侧模板高度传感器能够与第一侧模板部分相关联。第二侧模板致动器能够包括集成的延伸传感器，其配置成检测第二侧模板致动器的伸出距离。控制器配置成，接收来自该至少一个侧模板高度传感器和第二侧模板致动器的集成的延伸传感器的输入信号，并且至少部分地基于输入信号确定第二侧模板部分相对于地面表面的高度。
在任何以上的实施例中，侧模板能够包括第三侧模板部分，第三侧模板部分与第一侧模板部分和第二侧模板部分对齐，并且侧模板致动器包括第三侧模板致动器，第三侧模板致动器和第三侧模板部分相关联。
在任何以上的实施例中，滑模摊铺机装置能够是插入式滑模摊铺机装置，其配置成使得成品混凝土结构具有大体上向上暴露的混凝土表面，并且终止于横向混凝土侧面。该至少一个侧模板组件可以配置成使成品混凝土结构上的至少一个横向混凝土侧面成型。
在任何以上的实施例中，滑模摊铺机装置能够是偏置式滑模摊铺机装置，其配置成使得成品混凝土结构具有终止于横向混凝土侧面的轮廓。该至少一个侧模板组件配置成使成品混凝土结构上的至少一个横向混凝土侧面的下部成型。
在另一实施例中，提供了操作滑模摊铺机装置的方法。滑模摊铺机装置能够包括：主框架；滑模摊铺机模具，其由主框架支撑；至少一个侧模板组件，其在滑模摊铺机模具的至少一侧上闭合滑模摊铺机模具。至少一个侧模板组件能够包括：安装部，其由主框架支撑或由滑模摊铺机模具支撑；侧模板，其由安装部支撑，并且能够相对于安装部竖向移动以接合地面表面；和侧模板致动器，其配置为将侧模板相对于安装部上下移动，以调节侧模板相对于地面表面的高度。装置还能够包括至少一个侧模板高度传感器，其配置为直接地或间接地检测侧模板相对于地面表面的高度。该方法包括以下步骤：
(a)使滑模摊铺机装置横跨地面表面在摊铺方向上移动，并且将混凝土成型为成品混凝土结构；
(b)在控制器中接收来自至少一个侧模板高度传感器的输入信号，输入信号对应于侧模板相对于地面表面的高度；并且
(c)将来自控制器的控制信号发送到侧模板致动器，并且因此至少部分地基于输入信号自动地控制侧模板相对于地面表面的高度。
在以上方法中，所述至少一个侧模板高度传感器能够相对于侧模板固定；并且在步骤(b)中，输入信号直接地对应于侧模板相对于地面表面的高度。
在另一实施例中，至少一个侧模板高度传感器相对于安装部固定；并且在步骤(b)中，输入信号间接地对应于侧模板相对于地面表面的高度。
该方法还能够包括以下步骤：
在控制器中接收来自侧模板延伸传感器的输入信号，其对应于侧模板和安装部之间的距离；并且
其中在步骤(c)中，控制信号至少部分地基于来自侧模板延伸传感器的输入信号。
在另一实施例中，该方法还能够包括：
至少一个侧模板高度传感器包括在摊铺方向上对齐的非接触式线性扫描器；并且
在步骤(b)中，来自非接触式线性扫描器的输入信号对应于侧模板和在地面表面上的多个点之间的距离。
该方法还能够包括防护非接触式线性扫描器的步骤，其中外护罩横向向外地与侧模板间隔，使得非接触式扫描器横向地位于侧模板和外护罩之间，使得非接触式线性扫描器在侧模板和外护罩之间扫描地面表面。
该方法还能够包括以下步骤：调节侧模板相对于地面表面的高度到初始高度；并且其中步骤(c)能够包括控制侧模板相对于地面表面的高度，以维持初始高度。
该方法还包括以下步骤：在控制器的控制下，将侧模板自动地从当前高度举起，并且然后将侧模板降低回到当前高度，并且因此防止混凝土材料抵靠侧模板凝结。
侧模板能够至少包括在摊铺方向上对齐的第一侧模板部分和第二侧模板部分，并且侧模板致动器能够包括第一侧模板致动器和第二侧模板致动器，第一侧模板致动器和第二侧模板致动器分别与第一侧模板部分和第二侧模板部分相关联。至少一个侧模板高度传感器与第一侧模板部分相关联；并且第二侧模板致动器包括延伸传感器，其配置成检测第二侧模板致动器的伸出距离的变化。在步骤(b)中，控制器接收来自至少一个侧模板高度传感器和第二侧模板致动器的延伸传感器的输入信号。在步骤(c)中，控制信号至少部分地基于来自至少一个侧模板高度传感器和第二侧模板致动器的延伸传感器的输入信号。
当结合附图阅读以下公开内容时，此处阐述的实施例的许多目的、特征和优点对于本领域技术人员将是显而易见的。
附图说明
图1是插入式(inset type)滑模摊铺机装置的右侧前立体图。图1示出了侧模板组件，该侧模板组件具有类似于图10的侧模板截面。应当注意，此处术语“左”和“右”是从操作者的角度使用的，操作者驱动滑模摊铺机装置并在摊铺方向上面向前方；
图2是图1的滑模摊铺机装置的左侧正视图；
图3是滑模摊铺机模具与左侧模板组件和右侧模板组件的左侧前立体图，左侧模板组件和右侧模板组件为如图4到图9的类型；
图3A是图3中的标识为3A的矩形区域部分的放大图；
图4是附接到图3的滑模摊铺机模具的左侧模板组件的放大图；
图5是左侧模板组件的左侧正视图，其中滑动模板处于下部位置或伸出位置；
图6是左侧模板组件的左侧正视图，其中滑动模板处于上部位置或缩回位置；
图7是图5的左侧模板组件的后正视图，该左侧模板组件附接到滑模摊铺机模具的左侧部，其中滑动模板处于下部位置或伸出位置；
图8是图6的左侧模板组件的后正视图，该左侧模板组件附接到滑模摊铺机模具的左侧部，其中滑动模板处于上部位置或缩回位置；
图9是使第一侧模板部分和第二侧模板部分在摊铺方向上对齐的类型的右侧模板组件的示意性右侧正视图，第一侧模板部分的底边缘举起到比第二侧模板部分更高的高度；
图10是右侧模板组件的可选实施例的示意性右侧正视图，右侧模板组件为仅具有一个侧模板部分的类型；
图11是侧模板和非接触式线性扫描器的示意性横截面正视图，非接触式线性扫描器附接到侧模板并在侧模板和外护罩之间的地面表面进行扫描；
图12是类似于图11的示意性横截面正视图，但非接触式线性扫描器附接到安装部；
图13是图11和图12的装置的平面图，沿图12的线13-13截取；
图14是激光扫描器类型的非接触式线性扫描器的示意性侧视图；
图15是超声类型的非接触式线性扫描器的示意性侧视图；
图16是利用探针元件作为侧模板高度传感器的可选实施例的示意图；
图17是控制器的示意图，控制器具有相关联的输入传感器和到相关联的致动器的输出信号；
图18是偏置类型的滑模摊铺机装置的示意性右前立体图；
图19是图18的滑模摊铺机装置的偏置滑模摊铺机模具的左上侧立体图；
图20是沿着图19的线20-20截取的偏置滑模摊铺机模具的示意性前正视截面图。
具体实施方式
现在参考附图并且特别是参考图1，示出了滑模摊铺机装置并且通常由数字10指代。正如在图2中示意性示出的，装置10配置为横跨地面表面在摊铺方向12上移动，用于将混凝土摊开、整平且修整成如成品混凝土结构16，成品混凝土结构通常具有向上暴露的混凝土表面18，并且终止于横向的混凝土侧面例如20。
滑模摊铺机装置10包括主框架22和滑模摊铺机模具24，滑模摊铺机模具由主框架22支撑。左侧模板组件26和右侧模板组件28连接到滑模摊铺机模具24，以在左侧和右侧闭合滑模摊铺机模具24，以形成横向的混凝土侧面，例如成品混凝土结构16的20。图1中示出的滑模摊铺机装置10是插入式类型的滑模摊铺机装置。
在图1和图2中示出的左侧模板组件26和右侧模板组件28是单个侧模板部分类型，正如在图10中更详细地示出。可选地，摊铺机器10能够使用多个侧模板部分类型的侧模板组件，正如在图3到图9更详细地示出。
主框架22通过多个地面接合单元例如30由地面表面支撑，在示出的实施例中这些地面接合单元是履带的地面接合单元30。地面接合单元30的每一个均通过提升柱例如32连接到主框架22，提升柱附接到例如34的摆臂。操作员的平台36位于主框架22。犁装置或摊开器装置38由主框架22支撑在滑模摊铺机模具24前。在滑模摊铺机模具24之后，能够设置传力杆插入器装置40。在传力杆插入器装置40之后，可以设置振荡梁41和超平滑装置42。
现在参考图5，示出了两个侧模板部分类型的左侧模板组件26的左侧正视图，左侧模板组件处于伸出位置或下部位置，其中侧模板组件的侧模板与地面表面14接合。此处将给出左侧模板组件26的描述的细节，应理解的是，右侧模板组件28以基本相同的方式构造。
侧模板组件26包括安装板44，其由滑模摊铺机模具支撑。安装板也可以称为安装部。滑模摊铺机模具24可以通过用螺栓向上面对凸缘例如50固定到主框架22，来固定地附接到主框架22。安装板44可以通过多个螺栓或其他的紧固件例如54(见图7)附接到滑模摊铺机模具24。可选地，安装板44可以由主框架22直接支撑。
侧模板组件26还包括侧模板46，侧模板由安装板44支撑，并且能够相对于安装板44竖向移动以与地面表面14接合。
至少一个侧模板致动器48在安装板44和侧模板46之间延伸，以相对于安装板44上下移动侧模板46，以相对于地面表面14调节侧模板46的高度。
在图5和图6中示出的实施例中，侧模板46包括第一侧模板部分46A和第二侧模板部分46B，第一侧模板部分46A和第二侧模板部分46B在摊铺方向上对齐，并且侧模板致动器48包括第一侧模板致动器48A和第二侧模板致动器48B，第一侧模板致动器48A和第二侧模板致动器48B分别与第一侧模板部分46A和第二侧模板部分46B相关联。第一侧模板致动器48A能够包括一对液压活塞缸致动器48A'和48A”。类似地，第二侧模板致动器48B能够包括一对液压活塞缸致动器48B'和48B”。侧模板46能够包括比两个侧模板部分更多的侧模板部分，侧模板部分在摊铺方向上对齐。每个侧模板部分均可以通过其相关联的侧模板致动器而单独地控制。
虽然侧模板致动器48示出为液压活塞缸单元，但是可以使用任何其他的合适的致动器类型。例如，致动器48可以是其他类型的线形致动器，包括液压驱动或电动驱动的引导螺杆、电动驱动或液压驱动的齿条和齿轮、气动致动器等。
在示出的实施例中，安装板44包括第一安装板部分44A和第二安装板部分44B，每个安装板部分均单独用螺栓固定到滑模摊铺机模具24。在示出的实施例中，第一侧模板部分46A和第二侧模板部分46B分别地连接到安装板部分44A和安装板部分44B。
第一安装板部分44A包括竖向板部56和两个外箱框架58和60，外箱框架焊接到或以其他方式固定到竖向板部56。第一侧模板部分46A包括第一内箱框架62和第二内箱框架64，第一内箱框架62和第二内箱框架64分别地被接收在外箱框架58和60内，以引导第一侧模板部分46A相对于第一安装板部分44A的竖向移动。两个致动器48A'和48A”可以被接收在外箱框架58和60以及内箱框架62和64的内部。
因此，通过两个致动器48A'和48A”，可以将第一侧模板部分46A相对于第一安装板部分44A举起和降低。类似地，通过侧模板致动器48B'和48B”的伸出和缩回，可以将第二侧模板部分46B相对于第二安装板部分44B举起和降低。
引导板66附接到第二侧模板部分46B，并且从第二侧模板部分46B向前伸出。引导板66引导未成型的混凝土材料进入滑模摊铺机模具24的路径。
正如在图7和图8中最佳看到的，第一侧模板部分46A具有平滑的内表面68，该内表面使成品混凝土结构16的横向混凝土侧面20成型。
正如在图3中、并且示意性地在图17中看到的，左侧板组件26还可以包括第三侧模板部分46C，第三侧模板部分以拖曳侧模板或尾随侧模板的形式。第三侧模板部分46C，经由两个致动器48C'和48C”，在高度上能够相对于安装部44C调节，两个致动器可以包括集成的延伸传感器80C'和80C”。安装部44C可以在枢轴连接45处枢轴地连接到主框架22。
图9示出了右侧板组件28的右侧正视图，右侧板组件28以与图5和图6的左侧板组件26相同的方式构造。正如在图9中示意性示出的，这允许将侧模板部分的一个例如侧模板部分46B相对于其他的侧模板部分46A举起。
图10是仅具有一个侧模板部分的类型的右侧模板组件的可选实施例的示意性右侧前视图，该右侧模板组件正如也在图1和图2中示出的。
正如在图11和图12中示意性示出的，装置10还包括至少一个侧模板高度传感器70，侧模板高度传感器配置为直接地或间接地检测侧模板46相对于地面表面14的高度。
图11示意性示出了一个实施例，其中侧模板高度传感器70相对于侧模板46固定，使得侧模板高度传感器70配置为直接地检测侧模板46相对于地面表面14的高度。
图12示意性地示出了第二实施例，其中侧模板高度传感器70相对于安装板44固定，使得侧模板高度传感器70配置为间接地检测侧模板46相对于地面表面14的高度。这也称为间接方法，因为除了来自侧模板高度传感器的信息外，还需要具有侧模板46相对于安装板44的位置的信息。虽然图12示出了安装在安装板44上的侧模板高度传感器70，但是将理解为，侧模板高度传感器70也可以安装在主框架22上或相对于安装板44固定的任何其他结构上，并且侧模板高度传感器70将仍然相对于安装板44固定。
将理解为，当侧模板高度传感器70描述为配置成检测侧模板46相对于地面表面14的高度时，不要求传感器70检测侧模板46的任何特定部分相对于地面表面的高度。并且不要求传感器实际定量地测量检测的高度。传感器70将产生信号，该信号能够代表传感器相对于地面表面的高度或者高度变化。传感器相对于侧模板46的整体的位置将是几何已知的，然后在侧模板46上的任何点相对于地面表面的位置可以根据需要确定。
可以检测的侧模板46的一个高度是侧模板46的底表面47相对于地面表面的相对位置。该底表面47通常是有点像滑雪板的宽表面。正如以下进一步描述的，可以控制侧模板46的位置，使得底表面结合地面表面14，但不是被强制向下进入地面表面14。
在图11和图12的实施例中，侧模板高度传感器70包括非接触式线性扫描器，非接触式线性扫描器在摊铺方向12上对齐并且配置成检测侧模板46和沿着地面表面14的多个点之间的距离。此外，在图11和图12的实施例中，外护罩72示意性地示出为从侧模板46横向向外地间隔的，使得非接触式线性扫描器70横向位于侧模板46和外护罩72之间。这允许非接触式线性扫描器在侧模板46和外护罩72之间扫描地面表面。线性扫描器优于单个的点传感器，因为它避免了对在地面表面14中的相对小的不连续性的反应。
外护罩72示意性地示出为由安装板44支撑。优选地，外护罩72由安装板44以浮动的方式支撑。例如，这可以通过将外护罩72利用竖向取向的液压致动器连接到安装板44来完成，液压致动器以73示意性地代表，该液压致动器可以以浮动的模式设置。因此，外护罩72可以以浮动的方式在摊铺方向12上滑过地面表面14，使得外护罩72通常接合地面表面14而没有深入地面表面14。可选地，外护罩72可以固定到侧模板46，以随着侧模板46上下移动。
外护罩72用于保护侧模板高度传感器70免于外部工具的干扰，无论它们是碎屑或甚至是人工操作员误入侧模板高度传感器70的路径。因此，来自侧模板高度传感器70的扫描束74可以在侧模板46和外护罩72之间扫描地面表面14。
正如在图13的平面图中示意性示出的，外护罩72的前端部71可以朝侧模板46伸出或伸出到侧模板46，以在正被侧模板高度传感器70扫描的地面表面14的那部分之前，提供犁功能或碎屑扫清功能。
可以用于非接触式线性扫描器70的一种技术是激光扫描器。这种扫描器能够以至少两种不同的方式测量到目标的距离。激光扫描器的一种类型使用三角法测量距离。一种合适的三角类型的激光轮廓扫描器是LPS36激光测量系统，其可从德国欧文(Owen)的莱泽电子有限公司(Leuze electronic GmbH&Co.KG)获得。另一种类型的激光扫描器使用反射信号的飞行时间直接测量距离。一种市售的飞行时间类型的扫描器是LMS100激光测量系统，其可从德国瓦德奇(Waldkirch)的西克公司(Sick,AG)获得。使用激光扫描器技术的扫描器70在图14中以侧视图示意性地示出。
另一种类型的非接触式线性扫描器还是CCD相机传感器。使用CCD相机传感器，可以使用解析CCD相机记录的图像的算法来检测轮廓。
另一种类型的非接触式线性扫描器还是光子混合元件(PMD)装置，该装置提供使用飞行时间PMD传感器的3D图像。
另一种类型的非接触式线性扫描器还包括一排超声传感器。使用超声传感器的侧模板高度传感器70在图15中以侧视图示意性地示出。多个超声传感器76沿着安装条78安装，安装条78连接到如图11中示出的侧模板46，或连接到如图12中示出的安装板44。
关于任何以上类型的传感器，当使用图11的实施例(其中侧模板高度传感器70相对于侧模板46固定)时，由侧模板高度传感器70产生的信号可以直接地代表侧模板46相对于地面表面14的高度、或者该高度的变化。然而，当使用图12的实施例(其中侧模板高度传感器70相对于安装板44固定，并且因此相对于主框架22固定)时，由侧模板高度传感器70产生的信号可以被描述为间接地代表侧模板46的高度、或者高度变化。为了确定侧模板46相对于地面表面14的实际的高度或实际的高度变化，需要知道侧模板46相对于安装板44的位置。侧模板46相对于安装板44的位置优选地利用至少一个侧模板延伸传感器80确定。例如，侧模板延伸传感器80可以，以液压活塞缸单元通常被称为“智能缸”的方式，集成地成型在侧模板致动器48的液压活塞缸单元。正如先前所述，侧模板致动器48可以是除了液压活塞缸单元之外的另一类型的致动器。这些类型的侧模板致动器48的任何一个可以包括集成的延伸传感器80，或它们可以包括单独的延伸传感器80，延伸传感器80可操作地与侧模板致动器48相关联。
图16的替代实施例
图16示出了一种替代实施例，其中侧模板高度传感器70包括探针元件110，探针元件配置成接合地面表面14。探针元件类型的侧模板高度传感器70附接到侧模板46，使得当侧模板46相对于地面表面14的高度小于预定的最小值时，探针元件110偏转。例如，当正在被摊铺的地面表面是相对较硬的表面，例如先前摊铺的表面时，探针元件类型的高度传感器70可以是有用的。
在图16的实施例中，探针元件110是弹性元件，其连接到优选电感性的或电容性的接近开关112。弹性探针元件包括螺旋拉伸弹簧114。探针元件110包括下端部116，下端部朝地面表面14延伸。探针元件110用下端部116感知地面表面14。在滑模摊铺机器的操作期间，侧模板46横跨地面表面14滑动，其中探针元件110在地面表面14上或正好在地面表面14上方滑动。这样，在侧模板46和地面表面14之间限定了预定的距离。如果侧模板46深入地面表面14，则该距离下降，使得探针元件110偏转并且接近开关112被致动。
图17的控制器
正如在图17中示出的，装置10包括控制器82，其配置成接收来自侧模板高度传感器70的输入信号84，并且配置成将以86表示的控制信号发送到侧模板致动器48，以控制侧模板46相对于地面表面14的高度。控制信号86至少部分地基于来自侧模板高度传感器70的输入信号84。控制器82可以是滑模摊铺机装置10的机器控制系统的一部分，或者可以是单独的控制模块。控制器82可以安装在操作员驾驶舱36中。可选地，控制器82可以作为滑模摊铺机模具24的一部分安装，以能够通过基于地面的人工操作员接触。
将理解的是，当此处说到侧模板46时，这可以包括此处描述的任何一个或多个的侧模板46A、46B或46C。当此处说到致动器48时，这可以包括此处描述的任何一个或多个的致动器48A'、48A”、48B'、48B”、48C'、48C”。当此处说到传感器70时，这可以包括与此处描述的任何一个或多个的侧模板46相关联的传感器70。当此处说到延伸传感器80时，这可以包括此处描述的任何一个或多个的延伸传感器80A'、80A”、80B'、80B”、80C'、80C”。当此处说到命令信号86时，这可以包括与此处描述的任何一个或多个的致动器48相关联的命令信号86。
控制器82接收来自侧模板高度传感器70和来自侧模板延伸传感器80的输入信号。控制器82也可以接收表示滑模摊铺机器10的各种功能的其他信号。从各种传感器传输到控制器82的信号，通过将传感器连接到控制器的虚线，在图17中示意性地示出，其中箭头表示从传感器到控制器82的信号流。
类似地，控制器将产生命令信号86用于控制各种致动器的操作，该命令信号，通过将控制器82连接到各种致动器的虚线，在图17中示意性示出，其中个箭头表示命令信号从控制器82到相应的致动器的流程。将理解的是，此处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82的电子控制信号将实际上通过与致动器相关联的电动-液压控制阀接收，并且电动-液压控制阀将控制液压流体进出液压致动器的流动，以响应来自控制器82的命令信号控制其致动。
此外，通过地面接合单元30经由常规的转向系统(未示出)的转向，控制器82可以控制滑模摊铺机器10的行进方向。从控制器82到各种转向的地面接合单元的这种转向信号的通信以常规的方式执行。
控制器82包括处理器90、计算机可读介质92、数据库94和输入/输出模块或具有显示器98的控制板96，或能够与处理器90、计算机可读介质92、数据库94和输入/输出模块或具有显示器98的控制板96相关联。设置输入/输出装置100例如键盘或其他用户界面，使得人工操作员可以向控制器输入指令。应理解的是，此处描述的控制器82可以是具有描述的所有功能的单个控制器，或者它可以包括多个控制器，其中描述的功能被分配在多个控制器之间。
输入/输出装置100提供操作员界面，操作员界面配置成使得人工操作员能够输入侧模板46相对于地面表面14的高度的设定点。在一种操作模式中，人工操作员可以，通过人工调节每个侧模板46的位置到相对于地面表面14的初始高度，设置滑模摊铺机器10，然后向控制器82输入侧模板的当前位置作为设定点或零点。然后控制器82能够配置成控制侧模板到设定点的高度。将理解的是，对于具有多个侧模板部分例如46A和46B的侧模板46，每一个侧模板部分均可以具有不同的设定点。
侧模板46相对于地面表面14的初始高度可以是一种高度，该高度是侧模板46的底表面47接合地面表面14，但不是被强制向下进入地面表面14。如前所述，在设置滑模摊铺机器期间，这种位置可以通过人工操作员视觉地选择为高度的设定点。侧模板致动器48经由命令信号86的随后的控制，可以至少部分地基于来自侧模板高度传感器70的输入信号84。
命令信号86也可以部分地基于代表在侧模板致动器48中的液压压力的压力输入信号87(，例如为了限制液压压力以防止滑模摊铺机器10相对于地面表面14提升。这种压力输入信号87可以通过压力传感器85集成，压力传感器85与侧模板致动器48相关联。将意识到的是，至少部分地基于来自侧模板高度传感器70的输入信号84的侧模板致动器的控制，优于能够仅基于监控侧模板致动器48中的压力监测来完成的任何控制。虽然理想地，期望地是优化由侧模板46对地面表面14施加的压力，但是这种优化的压力基于地面表面14的变化的地面条件而改变。
结合控制器82描述的各种操作、步骤或算法，能够直接地在硬件中、在计算机程序产品102例如通过处理器90执行的软件模块中、或者在二者的组合中实施。计算机程序产品102能够驻留在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92中。示例性的计算机可读介质92能够耦合到处理器90，使得处理器能够从存储器/储存介质中读取信息并且向存储器/储存介质写入信息。在替代实施例中，介质能够集成到处理器。处理器和介质能够驻留在专用集成电路(ASIC)中。ASIC能够驻留在用户终端。在替代实施例中，处理器和介质能够作为在用户终端中的离散部件驻留。
本文使用的术语“处理器”可以至少指通用目的或专用目的的处理装置和/或逻辑，如本领域技术人员理解的，包括但不限于微处理器、微控制器、状态机器等。处理器也能够实施为计算装置的组合，例如DSP和微处理器的组合、多个微处理器、与DSP内核结合的一个或多个微处理器、或任何其他的这种配置。
同样，当使用图5的侧模板46时，正如在图17中进一步示意性示出的，包括在摊铺方向12上对齐的第一侧模板部分46A和第二侧模板部分46B，侧模板高度传感器70，例如可以与第一侧模板部分46A相关联，并且用于第二侧模板部分46B的侧模板致动器48B中的集成的延伸传感器80，能够用于检测第二侧模板致动器48B的伸出距离，并且因此检测第二侧模板部分46B的伸出距离。来自延伸传感器80的延伸信号88被控制器82接收。控制器82能够接收来自侧模板高度传感器70和来自集成的延伸传感器80的输入信号，侧模板高度传感器70与第一侧模板部分46A相关联，延伸传感器80与第二侧模板部分46B的第二侧模板致动器48B相关联，以基于输入信号确定个第二侧模板部分46B相对于地面表面14的高度。
如所指出的，伴随着滑模摊铺机器通常遇到的一个问题是，可移动的侧模板可能相对于它们的相应的安装板44变成卡住的，因为正被处理的精细的混凝土材料可能会进入移动部分之间的小空间，并且可能会凝结，因此使侧模板难以进一步运动。为了避免这种问题，需要周期性地使侧模板通过上下运动循环，以破坏正处于凝结过程中的松散的混凝土材料。在所公开的装置的一个实施例中，控制器82包括侧模板循环模式，其配置成使得侧模板46自动地从其先前控制的相对于地面表面14的高度举起、并且然后降低回到其先前控制的相对于地面表面14的高度，以防止混凝土材料在安装板和侧模板之间凝结。用于这种循环模式的上下行程，例如可以是侧模板的5到10mm运动的量级。侧模板循环模式的使用允许侧模板46回到期望的高度，即使它必须被向下推动通过一层混凝土材料，侧模板循环模式基于侧模板46相对于地面表面的检测的高度提供高度控制，当侧模板46被举起时，该混凝土材料已经在侧模板下表面47下方横向向外流动。
图18-图20的偏置式摊铺机(OFFSET PAVER)
图18示意性地示出了偏置类型的滑模摊铺机装置210。装置210配置成横跨地面表面移动，并且使成品混凝土结构216成型，成品混凝土结构216具有在图20中示意性示出的轮廓。轮廓终止于横向的混凝土侧面220A和220B。
该滑模摊铺机装置210包括主框架222和偏置滑模摊铺机模具224，偏置滑模摊铺机模具224由主框架222支撑。正如在图20中示意性示出的，左侧模板组件226和右侧模板组件228连接到滑模摊铺机模具224，以至少形成在成品混凝土结构216上的横向的混凝土侧面220A和220B的下部。正如先前所述，参考“左”和“右”是从机器210的操作员面向向前的方向的角度来看的。
主框架222通过多个地面接合单元例如230由地面表面支撑，在示出的实施例中，地面接合单元是履带的地面接合单元230。每一个地面接合单元230均通过提升柱例如232连接到主框架222，提升柱附接到摆臂例如234。操作者的平台236位于主框架222。输运机239接收来自供应卡车等(未示出)的混凝土混合物，并且将混合物输运进入偏置式滑模摊铺机模具224的料斗225的上端。
图19是偏置滑模摊铺机模具224的左侧立体图。可以看见左侧模板组件226的细节。右侧模板组件228被类似构造。
左侧模板组件226包括安装支架244'和244”，其附接到滑模摊铺机模具224的主体223。安装支架244'和244”也可以称为安装部244'和244”。侧模板组件226还包括侧模板246A，侧模板246A经由侧模板致动器248'和248”由安装部244'和244”支撑，使得侧模板246A能够相对于支架244'和244”竖向移动，以接合地面表面14。致动器248'和248”可以具有与其集成设置的延伸传感器280'和280”。
图20是沿图19的线20-20截取的示意性前截面正视图，示意性地示出了侧模板高度传感器和外护罩，类似于先前针对插入式摊铺机器实施例描述的那些。每个左侧模板组件226和右侧模板组件228分别具有与其相关联的侧模板高度传感器270A或B，其分别地配置成直接地或间接地检测侧模板246A或246B相对于地面表面的高度。
在图20中，右侧模板组件228示出为使其侧模板高度传感器270B附接到侧模板246B，以直接地检测侧模板246B相对于地面表面的高度。
左侧模板组件示出为使其侧模板高度传感器270A附接到模具224的主体223，以通过组合来自侧模板高度传感器270A的信息和来自与致动器248'和248”相关联的延伸传感器的信息，间接地检测侧模板256A相对于地面表面的高度。
外护罩272A和272B经由液压致动器273A和273B由偏置模具224支撑，以分别防护来自侧模板高度传感器270A和270B的扫描束274A和274B。
偏置类型的滑模摊铺机器210的各种传感器270A、270B、280'和280”以及各种致动器248'和248”，可以以类似于先前描述的用于插入类型的滑模摊铺机器10的传感器和致动器的方式，与图17的控制器82相关联。
操作方法
滑模摊铺机装置10的操作方法可以包括以下步骤：
(a)使滑模摊铺机装置10横跨地面表面14在摊铺方向12上移动，并且使成品混凝土结构16成型；
(b)在控制器82中接收来自至少一个侧模板高度传感器70的输入信号84，输入信号84对应于侧模板46相对于地面表面14的高度；并且
(c)将来自控制器82的控制信号86发送到侧模板致动器48，并且因此至少部分地基于输入信号84自动地控制侧模板46相对于地面表面14的高度。
在该方法的一个变型中，至少一个侧模板高度传感器70相对于侧模板46固定，并且在步骤(b)中，输入信号84直接地对应于侧模板46相对于地面表面14的高度。
在该方法的另一变型中，至少一个侧模板高度传感器70相对于安装板44固定，正如在图12中示意性示出的，并且在步骤(b)中，输入信号间接地对应于侧模板46相对于地面表面14的高度。
该方法还可以包括以下步骤：
在控制器82中接收来自侧模板延伸传感器80的输入信号88，其对应于侧模板46和安装板44之间的距离；并且
其中在步骤(c)中，控制信号至少部分地基于来自侧模板延伸传感器80的输入信号88。
在该方法的另一实施例中，至少一个侧模板高度传感器46包括在摊铺方向12上对齐的非接触式线性扫描器70，并且在步骤(b)中，来自非接触式线性扫描器70的输入信号84对应于侧模板和在地面表面14上的多个点之间的距离。
该方法还能够包括防护非接触式线性扫描器70，其中外护罩82横向向外地与侧模板46间隔，使得非接触式扫描器70横向地位于侧模板46和外护罩82之间，使得非接触式线性扫描器70在侧模板46和外护罩82之间扫描地面表面14。
该方法还能够包括：
调节侧模板46相对于地面表面14的高度到初始高度；并且
其中步骤(c)包括控制侧模板46相对于地面表面14的高度，以维持初始高度。
该方法还能够包括在控制器82的控制下，自动地从当前高度举起侧模板46，并且然后将侧模板46降低回到当前高度，并且因此防止混凝土材料在安装板44和侧模板46之间凝结。
在该方法的另一实施例中：
侧模板46至少包括在摊铺方向12上对齐的第一侧模板部分46A和第二侧模板部分46B，并且侧模板致动器48包括第一侧模板致动器48A和第二侧模板致动器48B，第一侧模板致动器48A和第二侧模板致动器48B分别地与第一侧模板部分46A和第二侧模板部分46B相关联；
至少一个侧模板高度传感器70与第一侧模板部分46A相关联；
第二侧模板致动器48B包括延伸传感器80，其配置成检测第二侧模板致动器48B的伸出距离的变化；并且
其中在步骤(b)中，控制器82接收来自至少一个侧模板高度传感器70和第二侧模板致动器48B的延伸传感器80的输入信号；并且
其中在步骤(c)中，控制信号86至少部分地基于来自至少一个侧模板高度传感器70和来自第二侧模板致动器48B的延伸传感器80的输入信号84和88。
因此可见，本发明的装置和方法轻松地实现提及的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，但是本领域的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，这些改变包括在正如所附权利要求书所定义的本发明的范围和精神内。

Claims (27)

1.滑模摊铺机装置，其配置为横跨地面表面在摊铺方向上移动，用于将混凝土成型为成品混凝土结构，滑模摊铺机装置包括：
主框架；
滑模摊铺机模具，其由主框架支撑；
至少一个侧模板组件，其配置为在滑模摊铺机模具的至少一侧上闭合滑模摊铺机模具，所述至少一个侧模板组件包括：
安装部，其由主框架支撑或由滑模摊铺机模具支撑；
侧模板，其由安装部支撑，并且能够相对于安装部竖向移动以接合地面表面；和
侧模板致动器，其配置为将侧模板相对于安装部上下移动，以调节侧模板相对于地面表面的高度；
至少一个侧模板高度传感器，其配置为直接地或间接地检测侧模板相对于地面表面的高度；和
控制器，其配置为接收来自所述至少一个侧模板高度传感器的输入信号，并且至少部分地基于输入信号将控制信号发送到侧模板致动器，以控制侧模板相对于地面表面的高度。
2.根据权利要求1所述的滑模摊铺机装置，其特征在于，
所述至少一个侧模板高度传感器相对于侧模板固定，使得所述至少一个侧模板高度传感器配置成直接地检测侧模板相对于地面表面的高度。
3.根据权利要求1所述的滑模摊铺机装置，其特征在于，
所述至少一个侧模板高度传感器相对于安装部固定，使得所述至少一个侧模板高度传感器配置成间接地检测侧模板相对于地面表面的高度。
4.根据权利要求3所述的滑模摊铺机装置，其特征在于，还包括：
至少一个侧模板延伸传感器，其配置成检测在侧模板和安装部之间的距离的变化。
5.根据权利要求4所述的滑模摊铺机装置，其特征在于，
侧模板致动器是液压活塞缸单元；并且
所述至少一个侧模板延伸传感器集成地形成在侧模板致动器的液压活塞缸单元中。
6.根据权利要求1所述的滑模摊铺机装置，其特征在于，
所述至少一个侧模板高度传感器包括非接触式线性扫描器，其在摊铺方向上对齐并且配置成检测侧模板和在地面表面上的多个点之间的距离。
7.根据权利要求6所述的滑模摊铺机装置，其特征在于，
非接触式线性扫描器是激光扫描器。
8.根据权利要求6所述的滑模摊铺机装置，其特征在于，
非接触式线性扫描器包括一排超声传感器。
9.根据权利要求6所述的滑模摊铺机装置，其特征在于，还包括：
外护罩，其横向向外地与侧模板间隔，使得非接触式线性扫描器横向地位于侧模板和外护罩之间，使得非接触式线性扫描器在侧模板和外护罩之间扫描地面表面。
10.根据权利要求9所述的滑模摊铺机装置，其特征在于，
外护罩配置成以浮动的方式滑过地面表面。
11.根据权利要求1所述的滑模摊铺机装置，其特征在于，
所述至少一个侧模板高度传感器包括探针元件，其配置成接合地面表面，探针元件附接到侧模板，使得当侧模板相对于地面表面的高度小于预定的最小值时，探针元件偏转。
12.根据权利要求1所述的滑模摊铺机装置，其特征在于，
控制器包括操作员界面，其配置成使得人工操作员能够输入侧模板相对于地面表面的高度的设定点。
13.根据权利要求1所述的滑模摊铺机装置，其特征在于，
控制器包括侧模板循环模式，其配置成使得侧模板自动地从其先前控制的相对于地面表面的高度举起，并且然后下降回到其先前控制的相对于地面表面的高度，以防止混凝土材料相对于侧模板凝结。
14.根据权利要求1所述的滑模摊铺机装置，其特征在于，
侧模板至少包括在摊铺方向上对齐的第一侧模板部分和第二侧模板部分，并且侧模板致动器包括第一侧模板致动器和第二侧模板致动器，第一侧模板致动器和第二侧模板致动器分别地与第一侧模板部分和第二侧模板部分相关联；
所述至少一个侧模板高度传感器与第一侧模板部分相关联；
所述至少一个侧模板组件包括延伸传感器，其配置成检测第二侧模板致动器的伸出距离；并且
控制器配置成，接收来自至少一个侧模板高度传感器和延伸传感器的输入信号，并且至少部分地基于输入信号确定第二侧模板部分相对于地面表面的高度。
15.根据权利要求1所述的滑模摊铺机装置，其特征在于，
侧模板至少包括在摊铺方向上对齐的第一侧模板部分和第二侧模板部分，并且侧模板致动器包括第一侧模板致动器和第二侧模板致动器，第一侧模板致动器和第二侧模板致动器分别地与第一侧模板部分和第二侧模板部分相关联。
16.根据权利要求15所述的滑模摊铺机装置，其特征在于，
侧模板包括第三侧模板部分，第三侧模板部分与第一侧模板部分和第二侧模板部分对齐，并且侧模板致动器包括第三侧模板致动器，第三侧模板致动器和第三侧模板部分相关联。
17.根据权利要求1所述的滑模摊铺机装置，其特征在于，
滑模摊铺机装置是插入式滑模摊铺机装置，其配置成使得成品混凝土结构具有向上暴露的混凝土表面，并且终止于横向混凝土侧面；并且
所述至少一个侧模板组件配置成至少使成品混凝土结构上的一个横向混凝土侧面成型。
18.根据权利要求1所述的滑模摊铺机装置，其特征在于，
滑模摊铺机装置是偏置式滑模摊铺机装置，其配置成使得成品混凝土结构具有终止于横向混凝土侧面的轮廓；并且
所述至少一个侧模板组件配置成至少使成品混凝土结构上的一个横向混凝土侧面的下部成型。
19.操作滑模摊铺机装置的方法，滑模摊铺机装置包括，
主框架；
滑模摊铺机模具，其由主框架支撑；
至少一个侧模板组件，其配置为在滑模摊铺机模具的至少一侧上闭合滑模摊铺机模具，至少一个侧模板组件包括：
安装部，其由主框架支撑或由滑模摊铺机模具支撑；
侧模板，其由安装部支撑，并且能够相对于安装部竖向移动以接合地面表面；和
侧模板致动器，其配置为将侧模板相对于安装部上下移动，以调节侧模板相对于地面表面的高度；
至少一个侧模板高度传感器，其配置为直接地或间接地检测侧模板相对于地面表面的高度；
该方法包括以下步骤：
(a)使滑模摊铺机装置横跨地面表面在摊铺方向上移动，并且使成品混凝土结构成型；
(b)在控制器中接收来自所述至少一个侧模板高度传感器的输入信号，输入信号对应于侧模板相对于地面表面的高度；并且
(c)将来自控制器的控制信号发送到侧模板致动器，并且因此至少部分地基于输入信号自动地控制侧模板相对于地面表面的高度。
20.根据权利要求19所述的方法，其特征在于，
至少一个侧模板高度传感器相对于侧模板固定；并且
在步骤(b)中，输入信号直接地对应于侧模板相对于地面表面的高度。
21.根据权利要求19所述的方法，其特征在于，
至少一个侧模板高度传感器相对于安装部固定；并且
在步骤(b)中，输入信号间接地对应于侧模板相对于地面表面的高度。
22.根据权利要求21所述的方法，其特征在于，还包括：
在控制器中接收来自侧模板延伸传感器的输入信号，其对应于侧模板和安装部之间的距离；并且
其中在步骤(c)中，控制信号至少部分地基于来自侧模板延伸传感器的输入信号。
23.根据权利要求19所述的方法，其特征在于，
至少一个侧模板高度传感器包括在摊铺方向上对齐的非接触式线性扫描器；并且
在步骤(b)中，来自非接触式线性扫描器的输入信号对应于侧模板和在地面表面上的多个点之间的距离。
24.根据权利要求23所述的方法，其特征在于，还包括：
利用外护罩来防护非接触式线性扫描器，所述外护罩横向向外地与侧模板间隔，使得非接触式扫描器横向地位于侧模板和外护罩之间，使得非接触式线性扫描器在侧模板和外护罩之间扫描地面表面。
25.根据权利要求19所述的方法，其特征在于，还包括：
调节侧模板相对于地面表面的高度到初始高度；并且
其中步骤(c)包括控制侧模板相对于地面表面的高度，以维持初始高度。
26.根据权利要求19所述的方法，其特征在于，还包括：
在控制器的控制下，自动地从当前高度举起侧模板，并且然后将侧模板降低回到当前高度，并且因此防止混凝土材料相对于侧模板凝结。
27.根据权利要求19所述的方法，其特征在于，
侧模板至少包括在摊铺方向上对齐的第一侧模板部分和第二侧模板部分，并且侧模板致动器包括第一侧模板致动器和第二侧模板致动器，第一侧模板致动器和第二侧模板致动器分别与第一侧模板部分和第二侧模板部分相关联；
至少一个侧模板高度传感器与第一侧模板部分相关联；
至少一个侧模板组件包括延伸传感器，其配置成检测第二侧模板致动器的伸出距离的变化；并且
其中在步骤(b)中，控制器接收来自至少一个侧模板高度传感器和延伸传感器的输入信号；并且
其中在步骤(c)中，控制信号至少部分地基于来自至少一个侧模板高度传感器和延伸传感器的输入信号。
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