CN113585003A - 摊铺机及其摊铺方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种摊铺机及摊铺方法，包括主机、熨平板、大臂、提升油缸，还包括状态切换阀、电调节助力阀、沉降传感器和摊铺控制器，所述状态切换阀和电调节助力阀均连接提升油缸；所述状态切换阀用于改变提升油缸提升腔、下降腔的状态，电调节助力阀用于调节摊铺停止状态时提升油缸提升腔的压力；所述沉降传感器设置于大臂或熨平板上，用于测量熨平板在摊铺停止状态时的沉降量；所述摊铺控制器分别与状态切换阀、电调节助力阀、沉降传感器电连接。本发明可以由摊铺控制器自动控制提升油缸的状态，调节熨平板助力压力至合理值以补偿摊铺材料支撑力的减小，从而避免出现停机压痕。本方案不依赖于操作人员经验，节省操作人员精力，确保施工质量。

Description

摊铺机及其摊铺方法

技术领域

本发明属于路面施工机械技术领域，更具体地，涉及一种摊铺机及其摊铺方法。

背景技术

摊铺机是用来摊铺各种等级公路、市政道路等基层稳定材料与面层沥青混合材料的专用施工设备，它对路面的施工质量具有重大影响。摊铺机包括主机、熨平板和大臂，并在大部分情况下还包括自动找平系统。主机用于提供动力并牵引熨平板前进，大臂铰接于主机并连接后方的熨平板，熨平板用于对摊铺材料初步压实、抹平并最终成形路面。主机一般还包括找平油缸和提升油缸，找平油缸用于调节大臂与主机的铰接点的高度，提升油缸用于提升或降低熨平板。

摊铺机通常采用浮动摊铺原理，也即在正常摊铺工况下，提升油缸的两腔联通且处于无压力状态(指相对于大气压不存在压力差)，熨平板在自重、牵引力、物料作用力等的作用下处于平衡状态。自动找平系统包括找平传感器和找平控制器，找平传感器可以检测熨平板相对于找平基准的高度偏差，找平控制器接收找平传感器检测到高度偏差信号并通过控制找平油缸来最终控制熨平板的高度从而保证摊铺厚度和平整度。

为本领域技术人员所熟知的是，当摊铺机处于正常摊铺状态时，熨平板在自重、牵引力、摊铺材料支撑力和阻力的共同作用下处于平衡状态，由于摊铺材料的粘性效应和熨平板前进所产生的动浮力，当摊铺过程中当由于等待料车等原因而使得摊铺机处于摊铺停止状态(前进速度为0但摊铺机仍具有控制功能)时，摊铺材料对于熨平板的支撑力会变小，熨平板会缓慢下降并在路面上形成一条压痕，此条压痕会影响路面的最终施工质量。目前的解决方式有：1)摊铺停止状态时把提升油缸提升腔下腔闭锁，但实际效果并不理想；2)摊铺停止状态时给提升油缸提升腔加压，相当于减轻熨平板重量也即熨平板助力。

对于熨平板助力方案，当助力压力设置合理时有较好的效果，但如何设置助力压力有赖于操作人员的经验且占用操作人员的精力，此外即使最富有经验的操作人员也无法确保得知每种特定工况所对应的最佳助力压力。

发明内容

本发明的目的是针对以上不足，提供一种摊铺机及其摊铺方法，可以由摊铺控制器通过电调节助力阀自动调节熨平板助力压力至合理值，以补偿摊铺材料支撑力的减小，从而避免出现停机压痕。本方案不依赖于操作人员经验，节省操作人员精力，并能确保施工质量。

为实现上述目的，本发明是通过以下技术方案实现的：

一种摊铺机，包括主机、熨平板、大臂、提升油缸，

同常规的摊铺机一样，主机用于提供动力并牵引熨平板前进，大臂铰接于主机并连接后方的熨平板，熨平板用于对摊铺材料初步压实、抹平并最终成形路面，提升油缸铰接于主机并连接至大臂后部以便调节熨平板的高低；

本发明所述摊铺机还包括状态切换阀、电调节助力阀、沉降传感器和摊铺控制器，

所述状态切换阀和电调节助力阀均连接提升油缸；

所述状态切换阀用于改变提升油缸提升腔、下降腔的状态，电调节助力阀用于调节摊铺停止状态时提升油缸提升腔的压力；

所述沉降传感器设置于大臂或熨平板上，用于测量熨平板在摊铺停止状态时的沉降量；

所述摊铺控制器分别与状态切换阀、电调节助力阀、沉降传感器电连接。

优选的，所述状态切换阀可以是单个液压阀，也可以是多个液压阀的组合。

沉降传感器可以是距离传感器，通过测量熨平板相对于固定位置(例如已摊铺完路面或者摊铺前路面)的距离既可以得知摊铺停止状态时熨平板的沉降量。此外由于熨平板是绕大臂铰接点旋转形成的沉降，所以通过在大臂(或熨平板)上设置一倾角传感器来测量大臂倾角的变化也可以获知熨平板的沉降量。目前而言，通过距离传感器来测量熨平板沉降量的测量精度更高一些。本发明优选采用距离传感器。

优选的，摊铺机上通常还会设置有自动找平系统，自动找平系统包括用于检测熨平板相对于找平基准的距离的找平传感器，此时沉降传感器和找平传感器可以集成为一体。即，同一个距离传感器在正常摊铺过程中作为找平传感器，在摊铺停止状态下则作为沉降传感器。如此无需设置额外的传感器，无需增加成本，即可实现熨平板沉降的测量。

优选的，所述电调节助力阀优选为电比例定值减压阀，可以通过电压或电流直接调节定值减压阀的出口压力也即提升油缸提升腔的压力，此种方案相对而言实现较为简单。通过电比例溢流阀或者其他液压阀来实现提升油缸提升腔的压力调节也是可行的。

本发明所述摊铺控制器可以是额外设置的控制器，但优选利用摊铺机上现有的控制器，可以不增加任何成本。

当前摊铺机的控制器上通常都具有计时功能，因此通常无需另外专门设置计时器来对摊铺停止状态时间进行计数。如果控制器上没有，则可安装计时器。

提升油缸通常是缸筒一侧连接于主机上、活塞杆一侧连接于大臂上，此时油缸下腔为提升腔、上腔为下降腔。然而，反过来设置理论上也是可行的。

一种上述摊铺机的摊铺方法，包括以下内容；

当摊铺机处于摊铺前进状态时，摊铺控制器控制状态切换阀使得提升油缸的提升腔和下降腔相通并处于无压力状态；

当摊铺机处于摊铺停止状态时，摊铺控制器控制状态切换阀使得提升油缸的提升腔、下降腔分别处于有压力状态和无压力状态；通过测量摊铺停止状态时的熨平板沉降量既可以知道电调节助力阀的助力压力设置是否合理，如熨平板沉降量超出容许范围则可以对助力压力进行调节。

对于助力压力的调节可以基于一次摊铺停止过程中总的熨平板沉降量来进行，并在下一次摊铺停止过程中进行验证与迭代改进，如此经过少则一两次多则三五次的调节即可以将助力压力调节至合理值，从而确保后续摊铺路面无停机压痕或者使得停机压痕处于较轻微的容许范围内。具体操作为：所述摊铺控制器根据前一次摊铺停止状态时的熨平板沉降量来控制电调节助力阀以调节提升油缸提升腔的压力，并检测后一次摊铺停止状态时的熨平板沉降量并判定熨平板沉降量是否处于容许范围内，如不处于容许范围内，则继续调节提升腔的压力并检测后续摊铺停止状态时的熨平板沉降量并进行调节以使得摊铺停止状态时的熨平板沉降量处于容许范围内。

对于助力压力的调节，也可以在一次摊铺停止过程中多次基于设定时间迭代进行，例如可以每个30s即测量熨平板在此时间段内的沉降量，并在下一个30s内进行验证并迭代改进，如此有可能通过一次摊铺停止状态即将助力压力调节至合理值。具体操作为：摊铺控制器根据摊铺停止状态时前一设定时间内的熨平板沉降量来控制电调节助力阀以调节提升油缸提升腔的压力，并在后一设定时间内继续检测熨平板沉降量并判定熨平板沉降量是否处于容许范围内，如不处于容许范围内，则继续调节提升腔的压力并在后续的设定时间内继续检测熨平板沉降量并进行调节以使得设定时间内的熨平板沉降量处于容许范围内。

上述两种助力压力的调节模式也可以结合使用。

通过电调节助力阀控制的提升油缸提升腔的初始压力可以是上次同样摊铺工况时摊铺机系统迭代优化后的合理值，也可以由操作人员根据以前的施工经验人工输入，或者在无合理参考的情况下可以由系统程序自动设定一个较低的数值例如助力压力最大值的20％。

每次通过电调节助力阀调节的提升油缸提升腔的压力调节幅度，可以由人工输入，也可以在程序中内置一个固定值例如为助力压力最大值的10％或20％。当根据每次摊铺停止状态总的熨平板沉降量来进行助力压力调节时，每次调节的幅度可以取稍大值；当在一次摊铺停止过程中多次基于设定时间进行助力压力调节时，每次调节的幅度可以取稍小值。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

本发明所述摊铺机及其摊铺方法，可以根据摊铺机的工作状态，由摊铺控制器控制状态切换阀改变提升油缸的状态，还可以由摊铺控制器根据熨平板沉降量来控制电调节助力阀自动调节熨平板助力压力至合理值，以补偿摊铺材料支撑力的减小，从而避免出现停机压痕。本方案不依赖于操作人员经验，节省操作人员精力，并能确保施工质量。

附图说明

图1为本发明实施例所提供的一种摊铺机的结构示意图。

图2为本发明实施例所述的摊铺机上液压调节原理示意图。

图中：1-主机，2-熨平板，3-大臂，4-提升油缸，51-状态切换阀一，52-状态切换阀二，6-电调节助力阀，7-沉降传感器，8-摊铺控制器。

具体实施方式

下面将结合具体实施例更详细地描述本发明的优选实施方式。

实施例1

如图1所示的一种摊铺机，包括主机1、熨平板2、大臂3和两个提升油缸4，所述大臂铰接于主机并连接后方的熨平板，提升油缸铰接于主机并连接至大臂后部；还包括状态切换阀、电调节助力阀6、沉降传感器7、摊铺控制器8；所述状态切换阀和电调节助力阀6均连接提升油缸4，所述沉降传感器7设置于熨平板2上，所述摊铺控制器8分别与状态切换阀、电调节助力阀6、沉降传感7器电连接。

本实施例所述状态切换阀包括状态切换阀一51和状态切换阀二52，所述状态切换阀一51为两位四通电磁换向阀，状态切换阀二52为两位三通电磁换向阀，电调节助力阀6为电比例定值减压阀。

本实施例所述沉降传感器7为距离传感器，同时可以作为找平传感器。

本实施例所述摊铺机的摊铺方法，如图2所示：

摊铺机进入正常摊铺状态时，摊铺控制器8控制状态切换阀一51、状态切换阀52均不得电，两个提升油缸4的两腔均连接至T口(即连接回油箱)处于无压力状态；此时电调节助力阀6设置到初始设定值(也即电调节控制量例如电压为初始状态)，但不起实际作用。

当摊铺机由正常摊铺状态切换到摊铺停止状态时，摊铺控制器8控制状态切换阀一51和状态切换阀二52均得电，此时两个提升油缸4的下降腔(上腔)均连接至T口处于无压力状态，P口(压力油)经状态切换阀二52和电调节助力阀6连通至两个提升油缸4的提升腔(下腔)，此时提升油缸4提升腔的压力为电调节助力阀设定压力，沉降传感器7持续监测熨平板的沉降量。

当摊铺机由摊铺停止状态切换到正常摊铺状态时，摊铺控制器8再次控制状态切换阀一51、状态切换阀52均不得电，摊铺控制器8获取沉降传感器7检测到的上次摊铺停止状态时的熨平板沉降量(也即上次摊铺停止状态开始时与结束时沉降传感器6的检测值的差值)。如熨平板沉降量处于容许范围内，则保持电调节助力阀6压力不变；如熨平板沉降量超出容许范围，则摊铺控制器8控制电调节助力阀6按照预先设置好的压力调节幅度(也即电调节控制量的调节幅度)增大。

当摊铺机再次由正常摊铺状态切换到摊铺停止状态时，之前调节过的电调节助力阀6的设定压力会影响本次摊铺停止状态时的熨平板沉降量。当摊铺机再次由摊铺停止状态切换到正常摊铺状态时，摊铺控制器8便可以获取沉降传感器7检测到的新的摊铺停止状态时的熨平板沉降量，并再次根据其是否位于容许范围内来决定是否调节电调节助力阀6的助力压力。

如此循环，经过少则一两次多则三五次的调节即可以将电调节助力阀6的助力压力调节至合理值并使得后续摊铺停止状态时的熨平板沉降量处于容许范围内。

实施例2

本实施例提供一种摊铺机的摊铺方法，所述摊铺机的结构同实施例1，本实施例所述摊铺机的摊铺方法为：

摊铺机进入正常摊铺状态时，摊铺控制器8控制状态切换阀一51、状态切换阀52均不得电，两个提升油缸4的两腔均连接至T口(即连接回油箱)处于无压力状态；此时电调节助力阀6设置到初始设定值(也即电调节控制量例如电压为初始状态)，但不起实际作用。

当摊铺机由正常摊铺状态切换到摊铺停止状态时，摊铺控制器8控制状态切换阀一51和状态切换阀二52均得电，此时两个提升油缸4的下降腔(上腔)均连接至T口处于无压力状态，P口(压力油)经状态切换阀二52和电调节助力阀6连通至两个提升油缸4的提升腔(下腔)，此时提升油缸4提升腔的压力为电调节助力阀6设定压力。每经过一设定时间，铺控制器8便获取沉降传感器7检测到的设定时间内的熨平板沉降量(也即设定时间开始时与结束时沉降传感器6的检测值的差值)。如熨平板沉降量处于容许范围内，则保持电调节助力阀6压力不变；如熨平板沉降量超出容许范围，则摊铺控制器8控制电调节助力阀6按照预先设置好的压力调节幅度(也即电调节控制量的调节幅度)增大。当进入下一设定时间时，之前调节过的电调节助力阀6的设定压力会影响本设定时间时的熨平板沉降量，摊铺控制器8便可以获取沉降传感器7检测到的新的设定时间内的熨平板沉降量，并再次根据其是否位于容许范围内来决定是否调节电调节助力阀6的助力压力。

如此循环，通常通过一次停机状态时的少则一两个多则三五个设定时间内的调节即可以将电调节助力阀6的助力压力调节至合理值并使得后续摊铺停止状态时的熨平板沉降量处于容许范围内。

以上已经描述了本发明的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和技术原理的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的，这些修改和变更也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种摊铺机，包括主机、熨平板、大臂、提升油缸，其特征在于，还包括状态切换阀、电调节助力阀、沉降传感器和摊铺控制器，

所述状态切换阀和电调节助力阀均连接提升油缸；

所述状态切换阀用于改变提升油缸提升腔、下降腔的状态，电调节助力阀用于调节摊铺停止状态时提升油缸提升腔的压力；

所述沉降传感器设置于大臂或熨平板上，用于测量熨平板在摊铺停止状态时的沉降量；

所述摊铺控制器分别与状态切换阀、电调节助力阀、沉降传感器电连接。

2.根据权利要求1所述的摊铺机，其特征在于，所述沉降传感器为距离传感器。

3.根据权利要求2所述的摊铺机，其特征在于，所述摊铺机上还设有找平传感器，用于检测熨平板相对于找平基准的距离。

4.根据权利要求3所述的摊铺机，其特征在于，所述找平传感器与沉降传感器集成为一体。

5.根据权利要求1所述的摊铺机，其特征在于，所述电调节助力阀为电比例定值减压阀。

6.根据权利要求1所述的摊铺机，其特征在于，所述摊铺机上还具有用于对摊铺停止状态时间进行计数的计时器。

7.权利要求1～6中任一项所述的摊铺机的摊铺方法，其特征在于，

当摊铺机处于摊铺前进状态时，摊铺控制器控制状态切换阀使得提升油缸的提升腔和下降腔相通并处于无压力状态；

当摊铺机处于摊铺停止状态时，摊铺控制器控制状态切换阀使得提升油缸的提升腔、下降腔分别处于有压力状态和无压力状态；

摊铺控制器根据熨平板在摊铺停止状态时的沉降量来控制电调节助力阀以调节提升油缸提升腔的压力。

8.根据权利要求7所述的摊铺机的摊铺方法，其特征在于，所述摊铺控制器根据前一次摊铺停止状态时的熨平板沉降量来控制电调节助力阀以调节提升油缸提升腔的压力，并检测后一次摊铺停止状态时的熨平板沉降量并判定熨平板沉降量是否处于容许范围内，如不处于容许范围内，则继续调节提升腔的压力并检测后续摊铺停止状态时的熨平板沉降量并进行调节以使得摊铺停止状态时的熨平板沉降量处于容许范围内。

9.根据权利要求7所述的摊铺机的摊铺方法，其特征在于，所述摊铺控制器根据摊铺停止状态时前一设定时间内的熨平板沉降量来控制电调节助力阀以调节提升油缸提升腔的压力，并在后一设定时间内继续检测熨平板沉降量并判定熨平板沉降量是否处于容许范围内，如不处于容许范围内，则继续调节提升腔的压力并在后续的设定时间内继续检测熨平板沉降量并进行调节以使得设定时间内的熨平板沉降量处于容许范围内。

10.根据权利要求8或9所述的摊铺机的摊铺方法，其特征在于，所述摊铺停止状态时下通过电调节助力阀控制的提升油缸提升腔的初始压力和每次的压力调节幅度为人工输入或程序设定。

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