CN113818318A - 转子深度视觉指示区域 - Google Patents

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CN113818318A CN202110637665.3A CN202110637665A CN113818318A CN 113818318 A CN113818318 A CN 113818318A CN 202110637665 A CN202110637665 A CN 202110637665A CN 113818318 A CN113818318 A CN 113818318A
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S·R·拉克勒夫
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Abstract

一种冷刨机可以包括：机架；联接到机架并包括监视器的操作者站；联接到机架的切割转子，该切割转子配置为按选定距离降低到表面中以限定切割深度；从切割转子接收材料的传送器；以及切割转子位置指示系统，该切割转子位置指示系统包括：联接到机架且定向来显示机架一侧的区域的摄像头；以及视觉指示符系统，该视觉指示符系统配置为从摄像头接收第一图像并在监视器上显示切割转子的前缘和后缘相对于表面的位置的视觉图像。

Description

转子深度视觉指示区域
技术领域
本发明总体上涉及一种铣床。更具体地，本发明涉及一种用于确定切割转子的位置的系统和方法。
背景技术
铣床可以包括冷刨机和回收机等机器。例如，冷刨机是用于去除铺砌区域(如道路、桥梁或停车场)的至少一部分表面的动力机器。通常，冷刨机包括机架、动力源、位于机架下方的铣削组件以及传送系统。铣削组件包括其上设置有数个切割钻头的切割转子。当来自动力源的动力被传递到铣削组件时，该动力被进一步传递到切割转子，从而使切割转子绕其轴线旋转。当转子旋转时，转子的切割钻头与铺砌区域现有表面的硬化沥青、混凝土或其他材料接合，从而去除这些现有结构的层。切割钻头的旋转动作将这些被去除的层转移到传送系统，而传送系统将被去除的材料传输到单独的动力机器(如拖运卡车)，以便从作业现场移走。
在某些铣床上，从操作者站无法看到鼓壳体的侧板，因此很难与要切割的障碍物或线对齐。此外，如果能够看到，则有助于确定不同切割深度下的切割转子位置。
US 2019/0210525讨论了一种机器，该机器包括一个或多个摄像头，用以提供显示机器当前位置和当前方向的视觉显示。
发明内容
在根据本发明的示例中，一种冷刨机可以包括：机架；联接到机架并包括监视器的操作者站；联接到机架的切割转子，该切割转子配置为按选定距离降低到表面中以限定切割深度；从切割转子接收材料的传送器；以及切割转子位置指示系统，该切割转子位置指示系统包括联接到机架的且定向来显示机架一侧的区域的摄像头；以及视觉指示符系统，该视觉指示符系统配置为从摄像头接收第一图像并在监视器上显示切割转子的前缘和后缘相对于表面的位置的视觉图像。
在一个示例中，一种铣床可以包括：机架；联接到机架并包括监视器的操作者站；联接到机架的切割转子，该切割转子配置为按选定距离降低到表面中以限定切割深度；切割转子位置指示系统，该切割转子位置指示系统包括：联接到机架的且定向来显示机架一侧的区域的摄像头；以及视觉指示符系统，该视觉指示符系统配置为从摄像头接收第一图像并在监视器上显示切割转子的前缘和后缘相对于表面的位置的视觉图像。
在一个示例中，一种用于向铣床的操作者提供切割转子位置的方法可以包括：将摄像头联接到铣床的机架，该摄像头定位成捕获靠近铣床的切割转子的区域的第一图像；以及在铣床的操作者站中的监视器上显示切割转子的前缘和后缘相对于切割表面的位置的视觉图像。
附图说明
在不一定按比例绘制的附图中，相同的数字可以在不同的视图中描述相似的部件。具有不同字母后缀的相同数字可以代表相似部件的不同实例。附图通过示例而非限制的方式大体地示出了本文献中讨论的各种实施例。
图1示出了根据一个实施例的铣床的侧视图。
图2示出了根据一个实施例的监视器上的视觉显示的视图。
图3示出了根据一个实施例的监视器上的视觉显示的视图。
图4示出了根据一个实施例的监视器上的视觉显示的视图。
图5示出了根据一个实施例的监视器上的视觉显示的视图。
图6示出了根据一个实施例的控制系统的示意图。
图7示出了根据一个实施例的控制系统的示意图。
图8示出了根据一个实施例的回收机的侧视图。
图9示出了根据一个实施例的方法的流程图。
具体实施方式
图1示出了根据一个实施例的铣床5的侧视图。在本示例中，铣床5包括冷刨机10。冷刨机10包括机架12以及连接到机架12的动力源14。动力源14可以以任何数量的不同形式提供，包括但不限于：奥托和狄塞尔循环内燃机、电动机、混合动力发动机等。
机架12通过升降柱18由运输装置16支撑。运输装置16可以是允许在地面34(例如，铺砌道路或已经由冷刨机10处理过的地面)上向前移动冷刨机10的任何类型的地面接合装置。例如，在所示实施例中，运输装置16是配置为轨道组件。升降柱18配置为相对于运输装置和地面升高和降低机架12。
冷刨机10还包括连接到机架12的铣削组件20。铣削组件20包括鼓壳体28，其容纳可操作地连接到动力源14的可旋转切割转子22。切割转子22可以绕在与机架轴线垂直的方向上延伸的鼓轴线旋转。当可旋转切割转子22绕其鼓轴线旋转时，切割转子22上的切割钻头可以接合硬化材料，例如，现有道路、桥梁、停车场等的沥青和混凝土。当切割钻头接合这种硬化材料时，切割钻头去除这些硬化材料的层。随后，可旋转鼓22及其切割钻头的旋转动作将硬化材料经由鼓壳体28上的排出口32传送到第一级传送器26。第一级传送器26可以联接到机架12并位于排出口32处或附近。
为了将切割转子22降低到表面中，通过相应地调节升降柱18来达到期望的切割深度。一个或多个传感器50可以位于机架12上以感测升降柱18的位置，并且可以将该信息传送到控制器36以确定切割转子22的切割深度。在另一个示例中，传感器50可以附接到机器的侧板29以确定切割转子22的深度。
鼓壳体28包括前壁和后壁以及位于切割转子22上方的顶盖。此外，鼓壳体28包括相对于冷刨机10的行进方向在切割转子22的左侧和右侧的侧板29。鼓壳体28朝向地面敞开，使得切割转子22可以从鼓壳体28接合到地面中。鼓壳体包括前壁中的排出口32，用以将材料排出到位于排出口32处或附近的第一级传送器26。
冷刨机10还包括操作者站或平台30，其包括用于向控制系统输入命令以控制冷刨机10的控制面板以及向操作者显示图像的监视器42。
如上所述，在某些铣床上，从操作者站无法看到鼓壳体的侧板，因此很难与要切割的障碍物或线对齐。此外，如果能够看到，则有助于确定不同切割深度下的切割转子位置。
因此，本系统提供了一种切割转子位置指示系统。例如，该系统可以包括联接到机架12且定向来显示在靠近切割转子22的区域附近的机架12一侧的区域的摄像头44，这样一来，摄像头44显示靠近切割转子22的地面以及机器侧面的各部分，如侧板29。
切割转子位置指示系统可以包括视觉指示符系统，该视觉指示符系统包括控制器36，其配置为从摄像头44接收第一图像并在监视器42上显示视觉图像，该视觉图像指示切割转子22的前缘和后缘相对于切割表面34的位置。因此，监视器42上的图像将显示转子22的前缘和后缘在对表面34进行切割时的位置。视觉指示符可以是任何类型的视觉图像，以向操作者指示切割转子22的位置的前缘和后缘。如将要讨论的，视觉图像可以包括一条或多条叠加在监视器42上的线，其显示切割转子22的前缘和后缘。在其他示例中，屏幕图像可以包括叠加的红色及绿色区域，其向操作者显示危险操作区域和安全操作区域所在的位置。此信息有助于操作者因为某些原因(比如，靠近检修孔盖)而操纵机器。如果操作者知道切割转子22的前缘位于何处，则操作者可以根据需要尽可能地靠近检修孔盖而不会撞到它。
图2示出了根据一个实施例的监视器42。在此，监视器42显示来自摄像头44的视图，该视图示出了机架12侧面的部分以及靠近切割转子的切割表面34。监视器上的视觉图像可以包括线60，其中线的末端显示转子的前缘62和后缘64相对于切割表面34的位置。在此，线60显示在表面34上，但该线可以位于表面34上，位于机架12的侧面，或者两者皆可。
在一个实施例中，线60在监视器上形成为由控制器36创建的并叠加在摄像头44所捕获的图像上的虚拟图像。例如，控制器36可以从摄像头44接收第一图像，并从传感器50接收切割深度信息。传感器50感测侧板29或升降柱18的移动量，以确定切割转子22处于什么深度。在一些示例中，操作者可以手动输入切割深度，尤其是在感测到的深度不在操作者想要避开的实际区域内时。该切割深度信息被送到控制器36，控制器36随后确定线60的长度，其指示转子22的前缘和后缘相对于切割表面34的位置。之后，控制器36向监视器42输出第二图像以便在监视器42上显示切割转子22的前缘62和后缘64的位置的视觉图像，作为由摄像头44传送的图像的叠加图像。
控制器36可以包括硬件和软件并且可以配置为接收、处理和发送信息。在本实施例中，线60是由控制器36创建的并且随后叠加在摄像头44所发送的图像上的虚拟图像。控制器36基于由传感器50中继的切割深度信息来确定线60的长度。
图3示出了切割转子22没有深入切割到切割表面34中的示例。在这种情况下，线60更短，这是因为切割转子22的前缘和后缘不会相距很远地进入或离开切割表面。切割转子22切入到切割表面中越深，线60将越长。
在监视器42上显示给操作者的视觉图像可以包括在监视器42上显示的一条或多条线。例如，图4示出了其中描绘了从机架12垂直伸出的两条线65的实施例。这两条线65描绘了切割转子22的前缘62和后缘64。也可以采用其他指示符或视觉图像。例如，X、圆圈或其他视觉指示符。如上所述，切割转子的前缘和后缘的位置的视觉图像在切割深度增大时变长，反之亦然。
图6示出了该实施例的示意图，其中传感器50向控制器36发送切割深度信息，并且控制器36可以确定切割转子的前缘和后缘位于何处。摄像头44将机器侧面和切割表面的图像发送到控制器36。控制器36随后将图像中继到监视器42，其中视觉指示符60、65叠加在图像上。
再次参考图1，在一个示例中，切割转子位置指示系统可以包括灯52(诸如一个或多个激光器)，其联接到机架12并且配置为将光照射到切割表面34或机架12侧面上。所照射的光表示切割转子22的前缘和后缘(并且对应于图2至图4中所示的线60、65)。
同样，控制器36配置为从传感器50接收切割深度信息。本示例中的控制器配置为根据切割深度来改变所照射的光的大小。此处，摄像头44所看到的图像包括切割表面34、机器的侧面以及由灯52照射的光。然后，将摄像头的图像中继到监视器42。这为操作者提供了切割转子22的前缘和后缘的位置的视觉图像。在一些示例中，图像可以由摄像头直接发送到监视器42。在其他示例中，图像可以经由控制器36中继到监视器42。因此，在本示例中，视觉图像包括实际在切割表面34和/或机架12上的物理图像，以向操作者指示切割转子22的前缘和后缘位于何处。物理图像由摄像头44捕获并中继到监视器42。
在此，一个或多个灯52可以配置为发光以显示图2至图4中示出的任何类型的线，诸如线60，或两条线65，或显示前缘和后缘的任何其他类型的视觉指示符。
再次参考图1，在一个示例中，切割转子位置指示系统可以包括联接到机架12的灯条54。例如，灯条54可以在切割转子22的鼓壳体28的侧板附近联接到机架12。灯条54可以配置为显示光，其中灯条54内光的长度表示切割转子22的前缘和后缘。如前所述，控制器36从传感器50接收切割深度信息，并且控制器36根据切割深度改变在灯条54上显示的光的长度。摄像头44捕获切割表面34、机器侧面和灯条54的图像，并将该图像发送到监视器42以在监视器42上显示切割转子22的前缘和后缘的位置的视觉图像。在一个示例中，从操作者站可以看到灯条54并且可能不需要摄像头44。换言之，操作者可以只依靠灯条而不必参考监视器42。
图5示出了可以发送到监视器42的视觉图像。此处，摄像头44捕获包括切割表面34、机器侧面和由灯条52显示的光的图像。在一个示例中，灯条54可以包括多个LED 56，控制器36可以根据需要关闭和打开这些LED，从而从视觉上描绘切割转子的前缘和后缘的位置。例如，点亮的LED可以是光的总长度或者只是对线的开始和结束进行标记的部分，该线从视觉上描绘了切割转子的前缘和后缘的位置。
图7示出了灯52和灯条54实施例的示意图。在此，传感器50向控制器50发送切割深度信息，使得控制器36可以确定切割转子的前缘和后缘位于何处。控制器相应地改变灯52或灯条54。之后，摄像头44拍摄表面34、机器侧面和光的图像，然后将该图像直接地或间接地中继到监视器42。
再次参考图1，在一个示例中，切割转子位置指示系统可以包括多个刻度标记31，这些刻度标记位于鼓壳体28的侧板29上。刻度标记31是取决于切割深度的切割转子22的后缘和前缘的视觉指示符。可以由控制器36通过操作者站30中的显示器(诸如计量器)或在监视器42上向铣床5的操作者告知切割深度。摄像头44捕获机器的切割表面34和侧板29的图像，该图像显示了刻度标记31。所捕获的图像可以在监视器42上显示，并且操作者在看到标记31并知晓切割深度之后可以基于刻度标记31来从视觉上确定切割转子22的前缘和后缘的位置。
图8示出了根据一个实施例的作为回收机100的铣床的侧视图。回收机100也可以称为旋转混合器或土壤稳定器。回收机100通常包括机架110、附接到机架110并包含在鼓壳体122内的转子120以及附接到机架110以用于移动旋转混合器100的四个轮子130、131、132、133。旋转混合器100还可以包括驱动各个部件的动力源140(诸如柴油发动机)，以及可以包括用以控制旋转混合器100的操作的各种控件的操作者站150。
转子120在预定深度下旋转以对土壤表面或沥青表面进行挖掘，然后再将土壤或碎沥青填回，为路基或者其他整地工作做好准备。在一些示例中，可以将其他稳定材料添加到土壤或碎沥青中，以便混合到路基中。
在本示例中，回收机100可以包括如上所述的切割转子位置系统。例如，回收机100可以包括传感器50、摄像头44以及可选的灯44、灯条54和机架12上的刻度标记中的一个或多个，如上所述。按照与上面讨论的类似的方式，可以在操作者站150中设置监视器，并且这些部件允许回收机的操作者看到在监视器上显示的切割转子120的前缘和后缘相对于切割表面的位置的视觉图像。
工业实用性
本系统适用于冷刨机或回收机等铣床。如上所述，在某些铣床上，从操作者站无法看到鼓壳体的侧板，因此很难与要切割的障碍物或线对齐。此外，如果能够看到，则有助于确定不同切割深度下的切割转子位置。
图9描绘了向铣床的操作者提供切割转子位置的方法。该方法可以包括将摄像头44联接(902)到铣床的机架12，其中该摄像头定位成捕获机器的切割转子22附近区域的第一图像。该方法还包括在铣床的操作者站30中的监视器42上显示(904)切割转子22的前缘和后缘的位置的视觉图像。
该方法可以包括提供控制器36，该控制器配置为从摄像头44接收第一图像，从机架12上的传感器50接收切割深度信息，并且将第二图像输出到监视器42以在监视器42上显示切割转子22的前缘和后缘的位置的视觉图像。
在另一实施例中，该方法可以包括灯52或灯条54，其联接到机架并且配置为显示表示切割转子22的前缘和后缘的光。控制器36可以从传感器50接收切割深度信息，并且控制器36随后可以根据切割深度改变光的大小。摄像头44可以捕获光的图像并将该图像发送到监视器42以在监视器上显示切割转子的前缘和后缘的位置的视觉图像。
如上所述，可以通过灯52将光照射到地面上或者可以将光显示在联接到机架的灯条54上。
通过使用摄像头来可视地查看工作机器的侧板并创建切割转子的位置的视觉指示，本系统能让操作者更好地控制铣床的操作。
可以在铣床上(例如，通过侧板上的视觉标记)或者在地面/机器上(通过激光或其他光源，或者通过灯条)提供转子位置的视觉指示，并且该视觉指示可以由指向该区域的摄像头拍摄并向操作者显示。在另一示例中，视觉指示可以是由控制器创建的并叠加在监视器上的虚拟图像。
上面的详细描述旨在是说明性的，而不是限制性的。因此，本发明的范围应参考所附权利要求以及这些权利要求所享有的等效物的完整范围来确定。

Claims (15)

1.一种冷刨机，包括：
机架；
联接到所述机架并包括监视器的操作者站；
联接到所述机架的切割转子，所述切割转子配置为按选定距离降低到表面中以限定切割深度；
从所述切割转子接收材料的传送器；以及
切割转子位置指示系统，所述切割转子位置指示系统包括：
联接到所述机架且定向来显示所述机架一侧的区域的摄像头；以及
视觉指示符系统，所述视觉指示符系统配置为从所述摄像头接收第一图像并在所述监视器上显示所述切割转子的前缘和后缘相对于所述表面的位置的视觉图像。
2.根据权利要求1所述的冷刨机，其中所述切割转子位置指示系统还包括控制器，所述控制器配置为从所述摄像头接收所述第一图像，从所述冷刨机上的传感器接收切割深度信息，并且向所述监视器输出第二图像以在所述监视器上显示所述切割转子的所述前缘和所述后缘的所述位置的所述视觉图像。
3.根据权利要求2所述的冷刨机，其中所述第一图像包括表面和所述冷刨机靠近所述切割转子的一侧的一部分的视图。
4.根据权利要求2所述的冷刨机，其中所述视觉图像包括在所述监视器上显示的一条或多条线。
5.根据权利要求2所述的冷刨机，其中所述切割转子的所述前缘和所述后缘的所述位置的所述视觉图像在所述切割深度增大时变长。
6.根据权利要求1所述的冷刨机，其中所述切割转子位置指示系统还包括：灯，所述灯联接到所述机架并且配置为照射表示所述切割转子的所述前缘和所述后缘的光；以及控制器，所述控制器配置为从所述机架上的传感器接收切割深度信息；并且其中所述控制器配置为根据所述切割深度来改变所照射的所述光的大小；并且其中所述摄像头捕获所照射的所述光的所述第一图像并将所述第一图像中继到所述监视器以在所述监视器上显示所述切割转子的所述前缘和所述后缘的所述位置的所述视觉图像。
7.根据权利要求6所述的冷刨机，其中灯包括一个或多个激光器，其配置为在靠近所述冷刨机的切割表面上或在所述冷刨机机架上显示光的一条或多条线。
8.根据权利要求1所述的冷刨机，其中所述切割转子位置指示系统还包括：灯条，所述灯条联接到所述机架并且配置为显示光，其中所述光的长度表示所述切割转子的所述前缘和所述后缘；以及控制器，所述控制器配置为从所述机架上的传感器接收切割深度信息；并且其中所述控制器配置为基于所述切割深度改变在所述灯条上显示的所述光的所述长度；并且其中所述摄像头捕获所述灯条的所述第一图像并将所述第一图像发送到所述监视器以在所述监视器上显示所述切割转子的所述前缘和所述后缘的所述位置的所述视觉图像。
9.根据权利要求8所述的冷刨机，其中所述灯条在所述切割转子的壳体的侧板附近联接到所述机架。
10.一种铣床，包括：
机架；
联接到所述机架并包括监视器的操作者站；
联接到所述机架的切割转子，所述切割转子配置为按选定距离降低到表面中以限定切割深度；
切割转子位置指示系统，所述切割转子位置指示系统包括：
联接到所述机架且定向来显示所述机架一侧的区域的摄像头；以及
视觉指示符系统，所述视觉指示符系统配置为从所述摄像头接收第一图像并在所述监视器上显示所述切割转子的前缘和后缘相对于所述表面的位置的视觉图像。
11.根据权利要求10所述的铣床，其中所述切割转子位置指示系统还包括控制器，所述控制器配置为从所述摄像头接收所述第一图像，从所述机架上的传感器接收切割深度信息，并且向所述监视器输出第二图像以在所述监视器上显示所述切割转子的所述前缘和所述后缘的所述位置的所述视觉图像。
12.根据权利要求11所述的铣床，其中所述第一图像包括切割表面和所述铣床的靠近所述切割转子的一侧的一部分的视图。
13.一种向铣床的操作者提供切割转子位置的方法，所述方法包括：
将摄像头联接到所述铣床的机架，所述摄像头定位成捕获靠近所述铣床的切割转子的区域的第一图像；以及
在所述铣床的操作者站中的监视器上显示所述切割转子的前缘和后缘相对于切割表面的位置的视觉图像。
14.根据权利要求13所述的方法，其中所述方法还包括提供控制器，所述控制器配置为从所述摄像头接收所述第一图像，从所述机架上的传感器接收切割深度信息，并且将第二图像输出到所述监视器以在所述监视器上显示所述切割转子的所述前缘和所述后缘的所述位置的所述视觉图像。
15.根据权利要求13所述的方法，其中所述方法还包括：灯，所述灯联接到所述机架并且配置为显示表示所述切割转子的所述前缘和所述后缘的光；以及控制器，所述控制器用以从所述机架上的传感器接收切割深度信息；并且其中所述控制器配置为根据所述切割深度改变所述光的大小；并且其中所述摄像头捕获所述光的图像并将所述图像发送到所述监视器以在所述监视器上显示所述切割转子的所述前缘和所述后缘的所述位置的所述视觉图像。
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