CN112609541B - 一种摊铺机熨平板抗扭曲变形自动调节系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了摊铺机技术领域的一种摊铺机熨平板抗扭曲变形自动调节系统及方法，能够在摊铺机工作过程中对熨平板两端拉紧力和牵引点高度进行实时调节，提高了熨平板的抗扭曲变形的能力。调节装置包括分别与摊铺机的前端铰接的左拉伸油缸和右拉伸油缸，左拉伸油缸通过左钢丝绳与左牵引点高度调节机构连接；右拉伸油缸通过右钢丝绳与右牵引点高度调节机构连接；左牵引点高度调节机构与熨平板左侧末端连接，右牵引点高度调节机构与熨平板右侧末端连接；熨平板左、右侧基础段分别设置传感器一和传感器二；左、右侧末端分别设置传感器三和传感器四；液压控制系统根据各传感器的检测信号，驱动左、右拉伸油缸和左、右牵引点高度调节机构。

Description

一种摊铺机熨平板抗扭曲变形自动调节系统及方法

技术领域

本发明属于摊铺机技术领域，具体涉及一种摊铺机熨平板抗扭曲变形自动调节系统及方法。

背景技术

摊铺机在摊铺路面工作过程中，熨平板的性能对摊铺路面的平整度和密实度均匀性起着至关重要的作用。熨平板影响摊铺平整度和密实度均匀性的最主要因素是抗扭曲变形。由于熨平板前侧的摊铺材料在螺旋叶片作用下对熨平板进行挤压，且熨平板摊铺宽度的增加使其两端扭曲变形量较大出现负仰角，导致路面出现连续的短波浪；其次，即使未出现负仰角，如果熨平板抵抗扭曲变形的能力较差，当负载变化时，熨平板扭曲变形量会不断发生变化并引起路面不平整；再次，当使用安装在熨平板两端的找平传感器进行找平时，找平传感器的高度变化量相对于熨平板本身的变形量具有放大效应，会引起路面平整度的进一步恶化。

发明内容

为解决现有技术中的不足，本发明提供一种摊铺机熨平板抗扭曲变形自动调节系统及方法，能够在摊铺机工作过程中对熨平板两端拉紧力和牵引点高度进行实时调节，提高了熨平板的抗扭曲变形的能力。

为达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：一种摊铺机熨平板抗扭曲变形自动调节系统，包括调节装置和液压控制系统；所述调节装置包括分别与摊铺机的前端铰接的左拉伸油缸和右拉伸油缸，所述左拉伸油缸通过左钢丝绳与左牵引点高度调节机构连接；所述右拉伸油缸通过右钢丝绳与右牵引点高度调节机构连接；所述左牵引点高度调节机构与熨平板左侧末端连接，所述右牵引点高度调节机构与熨平板右侧末端连接；熨平板左侧基础段设置传感器一，熨平板右侧基础段设置传感器二，熨平板左侧末端设置传感器三，熨平板右侧末端设置传感器四；液压控制系统根据传感器一、传感器二、传感器三和传感器四的检测信号，驱动左拉伸油缸、右拉伸油缸、左牵引点高度调节机构和右牵引点高度调节机构。

进一步地，所述左牵引点高度调节机构包括左调节油缸，所述左调节油缸的缸筒与左油缸支架铰接，所述左油缸支架与左熨平板托架固定连接，所述左熨平板托架与左调节导套固定连接；所述左调节油缸的活塞杆与左调节滑块的一端铰接，所述左调节滑块的另一端与左调节活结铰接，所述左调节活结与左钢丝绳固定连接；所述左调节滑块与所述左调节导套滑动连接；所述右牵引点高度调节机构与所述左牵引点高度调节机构结构相同。

进一步地，所述液压控制系统包括液压控制阀块，所述液压控制阀块中的主溢流阀并联连接在主油路和回油路之间，电磁换向阀一、电磁换向阀二的高压口、回油口分别和主油路、回油路相联通，一控制口分别和左拉伸油缸、右拉伸油缸的无杆腔相连接，另一控制口分别与减压阀一、减压阀二串联连接后与左拉伸油缸、右拉伸油缸的有杆腔及压力传感器一、压力传感器二相连接；电磁换向阀三、电磁换向阀四的高压口、回油口分别和主油路、回油路相联通，两个控制口与液压锁一、液压锁二串联连接后分别与左调节油缸、右调节油缸相连接。

进一步地，所述主溢流阀为常开恒压溢流阀。

进一步地，所述减压阀一、减压阀二为电比例单向减压阀。

进一步地，所述电磁换向阀三、电磁换向阀四为电磁开关换向阀或电磁比例换向阀。

进一步地，所述传感器一、传感器二、传感器三和传感器四为激光传感器。

进一步地，所述左调节油缸、右调节油缸内置位移传感器。

进一步地，所述左牵引点高度调节机构包括左液压马达，所述左液压马达固定在左熨平板托架上，所述左液压马达的输出轴驱动齿轮，所述齿轮与固定在左调节滑块上的齿条啮合，所述左调节滑块与左调节导套滑动连接，所述左调节导套固定在左熨平板托架上，所述左调节滑块的一端与左调节活结铰接，所述左调节活结与左钢丝绳固定连接；所述右牵引点高度调节机构与所述左牵引点高度调节机构结构相同。

一种摊铺机熨平板抗扭曲变形自动调节方法，采用前述的摊铺机熨平板抗扭曲变形自动调节系统，包括：工作前，液压控制系统依据自标定指令，驱动左拉伸油缸和右拉伸油缸对熨平板两端拉紧力进行预设；驱动左牵引点高度调节机构和右牵引点高度调节机构对熨平板在宽度方向上保持仰角一致；工作中，采集传感器一、传感器二、传感器三和传感器四的实时检测信号，获取熨平板的仰角误差变化量和熨平板的向后弯曲误差变化量；当熨平板的仰角误差变化量超过设定值时，液压控制系统驱动左牵引点高度调节机构和右牵引点高度调节机构补偿熨平板的仰角误差变化量；当熨平板的向后弯曲误差变化量超过设定值时，液压控制系统驱动左拉伸油缸和右拉伸油缸补偿熨平板的向后弯曲误差变化量。

与现有技术相比，本发明所达到的有益效果：本发明通过在熨平板的底面设置多个传感器用于实时检测熨平板的当前状态，并根据检测结果控制左拉伸油缸、右拉伸油缸、左牵引点高度调节机构和右牵引点高度调节机构对熨平板两端拉紧力和牵引点高度进行实时调节，提高了熨平板的抗扭曲变形的能力。

附图说明

图1是本发明实施例提供的一种摊铺机熨平板抗扭曲变形自动调节系统的调节装置示意图；

图2是图1中的左牵引点高度调节机构的示意图；

图3是本发明实施例提供的一种摊铺机熨平板抗扭曲变形自动调节系统的液压控制系统示意图；

图4是本发明实施例提供的一种摊铺机熨平板抗扭曲变形自动调节方法的控制流程示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。

实施例一：

一种摊铺机熨平板抗扭曲变形自动调节系统，包括调节装置和液压控制系统；如图1所示，调节装置包括分别与摊铺机1的前端铰接的左拉伸油缸2A和右拉伸油缸2B，左拉伸油缸2A通过左钢丝绳3A与左牵引点高度调节机构4A连接；右拉伸油缸2B通过右钢丝绳3B与右牵引点高度调节机构4B连接；左牵引点高度调节机构4A与熨平板左侧末端连接，右牵引点高度调节机构4B与熨平板右侧末端连接；熨平板左侧基础段的底平面设置传感器一5A，熨平板右侧基础段的底平面设置传感器二5B，熨平板左侧末端的底平面设置传感器三6A，熨平板右侧末端的底平面设置传感器四6B；传感器一5A和传感器二5B用于检测熨平板状态的参考信号，传感器一5A和传感器三6A配合用于检测熨平板左侧末端相对基础段的弯曲变形量；传感器二5B和传感器四6B配合用于检测熨平板右侧末端相对基础段的弯曲变形量。本实施例中，传感器一5A、传感器二5B、传感器三6A和传感器四6B选用具有双向倾角测量功能的激光传感器。

液压控制系统根据传感器一5A、传感器二5B、传感器三6A和传感器四6B的检测信号，驱动左拉伸油缸2A、右拉伸油缸2B、左牵引点高度调节机构4A和右牵引点高度调节机构4B。

如图2所示，左牵引点高度调节机构4A包括左调节油缸4.2A，左调节油缸4.2A的缸筒通过销轴一4.1A与左油缸支架4.7A铰接，左油缸支架4.7A与左熨平板托架4.8A固定连接（焊接或螺栓装配连接），左熨平板托架4.8A与左调节导套4.5A固定连接；左调节油缸4.2A的活塞杆通过销轴二4.3A与左调节滑块4.4A的一端铰接，左调节滑块4.4A的另一端与左调节活结4.6A铰接，左调节活结4.6A与左钢丝绳3A固定连接；左调节滑块4.4A与左调节导套4.5A滑动连接。

本实施例中，右牵引点高度调节机构4B与左牵引点高度调节机构4A结构相同。

如图3所示，液压控制系统包括液压控制阀块H1，液压控制阀块H1中的主溢流阀H11并联连接在主油路和回油路之间，电磁换向阀一H12A的高压口、回油口分别和主油路、回油路相连通，一控制口和外部接口B1相连通，外部接口B1与左拉伸油缸2A的无杆腔相连接；另一控制口与减压阀一H13A串联连接后与外部接口A1相连通，外部接口A1与左拉伸油缸2A的有杆腔相连接；电磁换向阀二H12B的高压口、回油口分别和主油路、回油路相联通，一控制口和外部接口B2相连通，外部接口B2与右拉伸油缸2B的无杆腔相连通；另一控制口与减压阀二H13B串联连接后与外部接口A2相连通，外部接口A2与右拉伸油缸2B的有杆腔连接；压力传感器一H16A安装在接口M1上，接口M1与减压阀一H13A的出口相连通；压力传感器二H16B安装在接口M2上，接口M2与减压阀二H13B的出口相连通。电磁换向阀三H14A的高压口、回油口分别和主油路、回油路相连通，两个控制口与液压锁一H15A串联连接后分别与外部接口A3、B3相连通，外部接口A3与右调节油缸4.2B的无杆腔相连通，外部接口B3与右调节油缸4.2B的有杆腔相连通；电磁换向阀四H14B的高压口、回油口分别和主油路、回油路相连通，两个控制口与液压锁二H15B串联连接后分别与外部接口A4、B4相连通，外部接口A4与左调节油缸4.2A的无杆腔相连通，外部接口B4与右调节油缸4.2A的有杆腔相连通。图中，T表示阀块回油；P表示阀块进油。

本实施例中，主溢流阀H11为常开恒压溢流阀。减压阀一H13A、减压阀二H13B为电比例单向减压阀，根据检测熨平板向后弯曲变形量自动调节减压阀压力进而调节拉伸油缸2A、2B拉紧力来减小熨平板变形量。电磁换向阀三H14A、电磁换向阀四H14B为电磁开关换向阀或电磁比例换向阀，可以根据检测熨平板末端仰角变化量自动调节牵引点高度，进而使熨平板在宽度方向上保持仰角一致。左调节油缸4.2A、右调节油缸4.2B均内置位移传感器，可以监测牵引点高度变化量，用于故障报警或位移内反馈。压力传感器一H16A和压力传感器二H16B为开关量或模拟量输出，可以监测减压阀输出压力，用于故障报警或压力内反馈。

本实施例通过在熨平板的底面设置多个传感器用于实时检测熨平板的当前状态，并根据检测结果控制左拉伸油缸、右拉伸油缸、左牵引点高度调节机构和右牵引点高度调节机构对熨平板两端拉紧力和牵引点高度进行实时调节，提高了熨平板的抗扭曲变形的能力。

实施例二：

本实施例与实施例一的区别在于，左牵引点高度调节机构4A和右牵引点高度调节机构4B均采用齿轮齿条机构。本实施例中，左牵引点高度调节机构4A包括左液压马达，左液压马达固定在左熨平板托架4.8A上，左液压马达的输出轴驱动齿轮，齿轮与固定在左调节滑块4.4A上的齿条啮合，左调节滑块4.4A与左调节导套4.5A滑动连接，左调节导套4.5A固定在左熨平板托架4.8A上，左调节滑块4.4A的一端与左调节活结4.6A铰接，左调节活结4.6A与左钢丝绳3A固定连接。

右牵引点高度调节机构4B与左牵引点高度调节机构4A结构相同。

本实施例中，液压控制系统和实例一完全一样，只需将调节油缸4.2A/4.2B更换为液压马达即可。

实施例三：

基于实施例一和实施例二所述的一种摊铺机熨平板抗扭曲变形自动调节系统，本实施例提供一种摊铺机熨平板抗扭曲变形自动调节方法，包括：工作前，液压控制系统依据自标定指令，驱动左拉伸油缸2A和右拉伸油缸2B对熨平板两端拉紧力进行预设；驱动左牵引点高度调节机构4A和右牵引点高度调节机构4B对熨平板在宽度方向上保持仰角一致；工作中，采集传感器一5A、传感器二5B、传感器三6A和传感器四6B的实时检测信号，获取熨平板的仰角误差变化量和熨平板的向后弯曲误差变化量；当熨平板的仰角误差变化量超过设定值时，液压控制系统驱动左牵引点高度调节机构4A和右牵引点高度调节机构4B补偿熨平板的仰角误差变化量；当熨平板的向后弯曲误差变化量超过设定值时，液压控制系统驱动左拉伸油缸2A和右拉伸油缸2B补偿熨平板的向后弯曲误差变化量。

如图4所示，本实施例所述摊铺机熨平板抗扭曲变形自动调节方法的控制策略，包括以下步骤：

1）操作手在摊铺施工前触发摊铺前自标定指令；

2）液压控制系统会通过减压阀一H13A、减压阀二H13B自动对拉伸油缸2A/2B拉紧压力进行设定，即对熨平板两端拉紧力进行预设，设定压力通过压力传感器一H16A、压力传感器二H16B反馈至显示界面并形成闭环；紧接着液压控制系统会根据安装在熨平板两端传感器三6A、传感器四6B相对基础段传感器一5A、传感器二5B的检测误差量控制调节油缸4.2A/4.2B上下移动，使熨平板在宽度方向上保持仰角一致，即对牵引点高度进行自动预设置；

3）触发摊铺指令后，熨平板就会进入到抗扭曲变形自动调节状态；

4）安装在熨平板两端传感器三6A、传感器四6B会实时检测相对基础段传感器一5A、传感器二5B的误差变化量。首先会检测仰角误差变化量，如果误差超出设定范围，液压控制系统就会首先自动调节牵引点高度位置来补偿仰角误差变化；其次诊断熨平板向后弯曲变化误差量，如果误差超出设定范围，液压控制系统会自动调节拉伸油缸拉紧力对弯曲变化值进行补偿；当然以上两种检测量和相对应的调节方式会交叉循序进行，以便采用自学习控制方式使熨平板状态达到最佳。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种摊铺机熨平板抗扭曲变形自动调节系统，其特征是，包括调节装置和液压控制系统；

所述调节装置包括分别与摊铺机的前端铰接的左拉伸油缸和右拉伸油缸，所述左拉伸油缸通过左钢丝绳与左牵引点高度调节机构连接；所述右拉伸油缸通过右钢丝绳与右牵引点高度调节机构连接；所述左牵引点高度调节机构与熨平板左侧末端连接，所述右牵引点高度调节机构与熨平板右侧末端连接；

熨平板左侧基础段设置传感器一，熨平板右侧基础段设置传感器二，熨平板左侧末端设置传感器三，熨平板右侧末端设置传感器四；

液压控制系统根据传感器一、传感器二、传感器三和传感器四的检测信号，驱动左拉伸油缸、右拉伸油缸、左牵引点高度调节机构和右牵引点高度调节机构。

2.根据权利要求1所述的摊铺机熨平板抗扭曲变形自动调节系统，其特征是，所述左牵引点高度调节机构包括左调节油缸，所述左调节油缸的缸筒与左油缸支架铰接，所述左油缸支架与左熨平板托架固定连接，所述左熨平板托架与左调节导套固定连接；所述左调节油缸的活塞杆与左调节滑块的一端铰接，所述左调节滑块的另一端与左调节活结铰接，所述左调节活结与左钢丝绳固定连接；所述左调节滑块与所述左调节导套滑动连接；

所述右牵引点高度调节机构与所述左牵引点高度调节机构结构相同。

3.根据权利要求2所述的摊铺机熨平板抗扭曲变形自动调节系统，其特征是，所述液压控制系统包括液压控制阀块，所述液压控制阀块中的主溢流阀并联连接在主油路和回油路之间，电磁换向阀一、电磁换向阀二的高压口、回油口分别和主油路、回油路相联通，一控制口分别和左拉伸油缸、右拉伸油缸的无杆腔相连接，另一控制口分别与减压阀一、减压阀二串联连接后与左拉伸油缸、右拉伸油缸的有杆腔及压力传感器一、压力传感器二相连接；电磁换向阀三、电磁换向阀四的高压口、回油口分别和主油路、回油路相联通，两个控制口与液压锁一、液压锁二串联连接后分别与左调节油缸、右调节油缸相连接。

4.根据权利要求3所述的摊铺机熨平板抗扭曲变形自动调节系统，其特征是，所述主溢流阀为常开恒压溢流阀。

5.根据权利要求3所述的摊铺机熨平板抗扭曲变形自动调节系统，其特征是，所述减压阀一、减压阀二为电比例单向减压阀。

6.根据权利要求3所述的摊铺机熨平板抗扭曲变形自动调节系统，其特征是，所述电磁换向阀三、电磁换向阀四为电磁开关换向阀或电磁比例换向阀。

7.根据权利要求1所述的摊铺机熨平板抗扭曲变形自动调节系统，其特征是，所述传感器一、传感器二、传感器三和传感器四为激光传感器。

8.根据权利要求3所述的摊铺机熨平板抗扭曲变形自动调节系统，其特征是，所述左调节油缸、右调节油缸内置位移传感器。

9.根据权利要求1所述的摊铺机熨平板抗扭曲变形自动调节系统，其特征是，所述左牵引点高度调节机构包括左液压马达，所述左液压马达固定在左熨平板托架上，所述左液压马达的输出轴驱动齿轮，所述齿轮与固定在左调节滑块上的齿条啮合，所述左调节滑块与左调节导套滑动连接，所述左调节导套固定在左熨平板托架上，所述左调节滑块的一端与左调节活结铰接，所述左调节活结与左钢丝绳固定连接；

所述右牵引点高度调节机构与所述左牵引点高度调节机构结构相同。

10.一种摊铺机熨平板抗扭曲变形自动调节方法，其特征是，采用权利要求1~9任一项所述的摊铺机熨平板抗扭曲变形自动调节系统，包括：

工作前，液压控制系统依据自标定指令，驱动左拉伸油缸和右拉伸油缸对熨平板两端拉紧力进行预设；驱动左牵引点高度调节机构和右牵引点高度调节机构对熨平板在宽度方向上保持仰角一致；

工作中，采集传感器一、传感器二、传感器三和传感器四的实时检测信号，获取熨平板的仰角误差变化量和熨平板的向后弯曲误差变化量；

当熨平板的仰角误差变化量超过设定值时，液压控制系统驱动左牵引点高度调节机构和右牵引点高度调节机构补偿熨平板的仰角误差变化量；当熨平板的向后弯曲误差变化量超过设定值时，液压控制系统驱动左拉伸油缸和右拉伸油缸补偿熨平板的向后弯曲误差变化量。

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