CN114922036A - 一种铣刨机的作业方法、控制系统及铣刨机 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种铣刨机的作业方法、控制系统及铣刨机，涉及铣刨机的作业方法领域，采用的方案是：包括以下步骤：S01：使铣刨机开始移动，使铣刨鼓工作，使机架带动铣刨鼓下降；S02：检测铣刨鼓实际下降深度，将实际下降深度与设定槽深对比；S03：铣刨机进行铣刨槽底的作业；S04：启动升降装置，使机架带动铣刨鼓上升，铣刨机继续移动；S05：检测铣刨鼓实际上升距离，当实际上升距离等于或大于设定槽深，控制升降装置使铣刨鼓停止上升，关闭动力系统，使铣刨鼓停止工作；S06：当铣刨机移动到指定位置，关闭行走装置。本发明能够根据不同的铣刨深度和任意需求的坡道角度，可铣刨形成斜坡路面，省去工人铺设坡道满足车辆应急通行需求。

Description

一种铣刨机的作业方法、控制系统及铣刨机

技术领域

本发明涉及铣刨机的作业方法领域，尤其涉及一种铣刨机的作业方法、控制系统及铣刨机。

背景技术

铣刨机属于路面养护施工设备，广泛适用于高速公路、市政交通的各等级沥青路面、机场跑道和港口码头等面层病害的大面积清除和剥离作业，以及水泥路面的拉毛，是现代成熟路面养护施工工艺中不可或缺的大型路面养护设备；铣刨机通常由机架、动力系统、工作装置、行走装置、升降装置(即支腿)、输料装置等组成，机架通过行驶装置和升降装置支撑在路面上，工作装置主要包括铣刨仓、铣刨鼓，铣刨仓设置在机架上，铣刨鼓装在铣刨仓上，动力系统为铣刨机提供动力，作业时，在行走装置的驱使下，铣刨机沿路面行进，升降装置控制机架的升降进而控制铣削深度，铣刨机的工作装置铣刨鼓为圆筒状，通过车身的升降，实现铣刨鼓对路面材质进行切削，因结构特点，铣刨产生的铣刨槽的两个槽壁为圆弧形，如附图1所示，为保证应急通行需要，通常需要在两个槽壁处人工进行用废料铺设坡道(尤其是大深度铣刨时)，这样一来，费时费力还增加相应的人工成本。

因此，针对上述现有技术存在的现状，研发一种铣刨机的作业方法、控制系统及铣刨机是急需解决的问题。

发明内容

为了克服上述现有技术中的不足，本发明提供了一种铣刨机的作业方法、控制系统及铣刨机，能够根据不同的铣刨深度和需求的斜坡角度，可自动铣刨形成斜坡路面。

本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案是：一种铣刨机的作业方法，包括以下步骤：

S01：启动行走装置，使铣刨机开始移动，启动动力系统，使铣刨鼓工作，启动升降装置，使机架带动铣刨鼓下降；

S02：检测铣刨鼓实际下降深度，将实际下降深度与设定槽深对比，当实际下降深度小于设定槽深，继续控制升降装置使铣刨鼓下降，行走装置继续工作；当实际下降深度等于或大于设定槽深，控制升降装置使铣刨鼓停止下降；

S03：铣刨机进行铣刨槽底的作业；

S04：当槽底作业宽度达到设定宽度后，启动升降装置，使机架带动铣刨鼓上升，铣刨机继续移动；

S05：检测铣刨鼓实际上升距离，将实际上升距离与设定槽深对比：当实际上升距离小于设定槽深时，继续控制升降装置使铣刨鼓上升，行走装置继续工作，当实际上升距离等于或大于设定槽深，控制升降装置使铣刨鼓停止上升，关闭动力系统，使铣刨鼓停止工作；

S06：当铣刨机移动到指定位置，关闭行走装置。

通过本作业方法，实现铣刨鼓前后方向和上下方向的合成作业，能够形成带有两侧均为坡面的铣刨槽，满足应急通行的需求，省去人工在传统铣刨槽内铺设坡面的工序，节省了人力物力。

进一步的，所述步骤S01中，所述铣刨机以速度v匀速移动，所述铣刨鼓匀速下降，所述铣刨鼓的下降速度Δh＝vtanA，其中，A为槽壁的设定坡度。能够保证槽壁的设定坡度，且具有较快的开槽效率。

进一步的，所述步骤S01中，所述铣刨机为匀减速运动，初始速度v，终止速度为0m/s，所述铣刨鼓匀速下降，所述铣刨鼓的下降速度Δh＝vtanA/2，其中，A为槽壁的设定坡度。随着铣刨机下降深度的增加，工作阻力加大，降低速度能够减少工作阻力，防止铣刨机超过额定载荷进行工作，有利于保护铣刨机同时保证槽壁的设定坡度。

进一步的，所述步骤S02和所述步骤S06中，所述步骤S02和所述步骤S06中，实际下降深度和实际上升距离均为h，设定槽深为H，设定间隔时间为Δt，每间隔Δt检测一次铣刨鼓实际下降深度，当h<2H/3时，1s<Δt≤2s，当h>2H/3时，Δt≤1s。能够精准地进行下降深度和上升距离的判断，保证判断的及时，防止超过设定槽深。

进一步的，所述步骤S02和所述步骤S06中，每间隔时间Δt检测一次铣刨机的实际移动速度vt，当vt≠v时，控制所述行走装置进行速度调整。能够保证实际移动速度vt为设定速度或者满足匀减速的vt-t关系，进一步地保证槽壁的坡度，防止与设定坡度存在误差。

进一步的，所述步骤S06中，所述铣刨鼓的上升速度和所述铣刨机的移动速度均与所述步骤S01中相同。能够保证两个槽壁的坡度相同，便于应急车辆通行。

本发明还提供了一种铣刨机的作业控制系统，用于实施上述的铣刨机的作业方法，包括控制装置、升降油缸和行走马达，所述控制装置包括计时模块和计算模块，所述控制装置能够控制所述升降油缸匀速升降，所述升降油缸控制所述铣刨鼓匀速升降，所述升降油缸上设置有位移传感器，所述位移传感器与所述计时模块电连接，所述位移传感器能够检测所述升降油缸的位移并传输给所述控制装置，所述控制装置能够控制所述铣刨机的移动速度，所述行走马达能够驱动所述行走装置移动，所述铣刨机上设置有速度传感器，所述速度传感器能够检测所述铣刨机的实际移动速度vt并传输给所述控制装置。能够实现对移动速度和下降深度的控制调整，保证铣刨槽的深度和槽壁坡度均为设定数值。

进一步的，还包括显示装置和输入装置，所述显示装置和所述输入装置均与控制装置电连接。能够实现人机交互，便于操作人员控制和调整。

本发明还提供了一种铣刨机，包括上述的铣刨机的作业控制系统，还包括操作台，所述控制装置、所述显示装置和所述输入装置均设置在所述操作台上。方便操作人员操作。

从以上技术方案可以看出，本发明具有以下优点：

本方案提供了一种铣刨机的作业方法、控制系统及铣刨机，通过控制铣刨鼓同时在前后方向和上下方向进行移动，合成斜向路线进行作业，能够形成带有两侧均为坡面的铣刨槽，满足应急通行的需求，省去人工在传统铣刨槽内铺设坡面的工序，节省了人力物力；通过设定铣刨鼓的下降速度能够保证槽壁的坡度为设定坡度，防止坡度不合格；通过设置定时采集下降深度或者上升高度h及实际移动速度vt，能够防止铣刨鼓前后方向和上下方向上移动超差，不符合设定深度或者设定坡度的要求。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为背景技术中铣刨槽结构示意图。

图2为本发明具体实施方式一的流程图。

图3为采取本发明具体实施方式一获得的铣刨槽结构示意图。

图4为本发明具体实施方式一中铣刨鼓移动路线的示意图。

图5为本发明具体实施方式三中的铣刨机的结构示意图。

图中，2、显示装置，3、控制装置，4、升降装置，4.1、升降油缸，4.2、位移传感器，5、行走装置，6、行走马达，7、速度传感器。

具体实施方式

为使得本发明的目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本具体实施例中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，下面所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而非全部的实施例。基于本专利中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本专利保护的范围。

具体实施方式一

如图2所示，本具体实施方式提供了一种铣刨机的作业方法，本作业方法提供了一种匀速移动的作业方法，包括以下步骤：

S01：启动行走装置，使铣刨机开始移动，铣刨机以设定速度v匀速移动，启动动力系统，使铣刨鼓工作，启动升降装置，使机架带动铣刨鼓下降，铣刨鼓匀速下降，铣刨鼓的下降速度Δh＝vtanA，其中，A为槽壁的设定坡度；

S02：每间隔一定时间检测一次铣刨鼓实际下降深度和铣刨机实际移动速度vt，实际下降深度为h，设定槽深为H，当h<2H/3时，设定间隔时间1s<Δt≤2s，当h>2H/3时，设定间隔时间Δt≤1s，当实际移动速度vt与设定速度不相同时，控制行走装置进行速度调整，保证实际移动速度vt满足设定速度v，将实际下降深度与设定槽深对比：当实际下降深度小于设定槽深，继续控制升降装置使铣刨鼓下降，行走装置继续工作；当实际下降深度等于或大于设定槽深，控制升降装置使铣刨鼓停止下降；

S03：铣刨机进行铣刨槽底的作业；

S04：当槽底作业宽度达到设定宽度后，启动升降装置，使机架带动铣刨鼓上升，铣刨机继续移动，铣刨鼓的上升速度、铣刨机的移动速度均与步骤S01中相同；

S05：每间隔一定时间检测一次铣刨鼓实际下降深度和铣刨机实际移动速度vt，实际下降深度为h，设定槽深为H，当h<2H/3时，设定间隔时间1s<Δt≤2s，当h>2H/3时，设定间隔时间Δt≤1s，当实际移动速度vt与设定速度不相同时，控制行走装置进行速度调整，且将实际上升距离与设定槽深对比，当实际上升距离小于设定槽深时，继续控制升降装置使铣刨鼓上升，行走装置继续工作，当实际上升距离等于或大于设定槽深，控制升降装置使铣刨鼓停止上升，关闭动力系统，使铣刨鼓停止工作；

S06：当铣刨机移动到指定位置，关闭行走装置。

能够通过本作业方法，使铣刨鼓前后方向和上下方向合成一个新的作业方向，相比传统直接向下开槽能够实现铣刨槽两个槽壁均为坡面，省去人工在原有弧面铣刨槽内铺设坡道的工序，方便应急行车；设置下降速度与移动速度之间的数量关系，能够保证槽壁的坡度为设定坡度；设置铣刨机为匀速运动，能够提高开槽效率。

如图3所示，通过设置下降速度与移动速度之间的数量关系，保证槽壁的坡度为设定坡度的原理如下：

铣刨鼓的工作时间为t，其沿水平方向的移动距离：

s＝vt

其沿竖直方向的移动距离为：

h＝Δht

结合三角函数关系可知：

tanA＝h/s＝Δh/v

可推导出：

Δh＝vtanA

即当控制Δh与v满足以上数量关系时，就能保证槽壁的坡度为设定坡度A。

具体实施方式二

本具体实施方式与具体实施方式一种的步骤基本相同，区别在于本具体实施方式提供了一种匀减速移动的作业方法，本具体实施方式中的步骤S01中，铣刨机为匀减速运动，初始设定速度v，终止设定速度为0m/s，铣刨鼓保持匀速下降，铣刨鼓匀速下降，铣刨鼓的下降速度Δh＝vtanA/2，其中，A为槽壁的设定坡度。在本具体实施方式中，铣刨机为匀减速运动，随着铣刨鼓的铣刨深度增加阻力增大，通过减慢水平移动速度，能够减少铣刨鼓受到的工作阻力，延长设备的使用寿命。

通过设置下降速度与移动速度之间的数量关系，保证槽壁的坡度为设定坡度的原理如下：

铣刨鼓的工作时间为t，初始设定速度v，终止设定速度为0m/s，其沿水平方向的移动距离：

s＝vt-at²/2＝vt/2

其沿竖直方向的移动距离为：

h＝Δht

结合三角函数关系可知：

tanA＝h/s＝2Δh/v

可推导出：

Δh＝vtanA/2

即当控制Δh与初始设定速度v满足以上数量关系时，就能保证槽壁的坡度为设定坡度A。

具体实施方式三

本具体实施方式提供了一种铣刨机的作业控制系统，用于实施具体实施方式一和具体实施方式二的铣刨机的作业方法，包括控制装置3、升降油缸4.1、行走马达6、输入装置和显示装置2，控制装置3包括计时模块和计算模块，计算模块能够将实际下降深度、实际上升距离、实际移动速度vt与对应的设定数值对比，当铣刨机为匀减速运动时，计算模块还能够根据vt—t关系(初始设定速度v，终止设定速度为0m/s，设定时间内减速到零)计算铣刨机的实时速度，控制装置3能够控制升降油缸4.1匀速升降，升降油缸4.1控制铣刨鼓按照Δh匀速升降，升降油缸4.1上设置有位移传感器4.2，位移传感器4.2能够检测升降油缸4.1的位移并传输给控制装置3，控制装置3能够控制铣刨机的移动速度，行走马达6能够驱动行走装置5移动，铣刨机上设置有速度传感器7，速度传感器7能够检测铣刨机的移动速度并传输给控制装置3，位移传感器4.2和速度传感器7均与计时模块电连接，显示装置2和输入装置均与控制装置3电连接，显示装置2显示Δh、实际移动速度vt、实际下降深度和实际上升距离；其中位移传感器4.2采用磁尺传感器，速度传感器7采用线速度传感器7。

铣刨机的作业控制系统的工作过程为：

首先通过输入装置将设定槽深H、设定坡度A和设定移动速度v输入控制装置3中，并确定采用匀速作业还是匀减速作业；控制装置3控制行走马达6工作带动铣刨机移动，控制升降油缸4.1带动铣刨鼓匀速下降，控制装置3控制位移传感器4.2检测升降油缸4.1的实际下降深度h和铣刨机的实际移动速度vt，根据实际下降深度判断时间间隔Δt大小及是否控制升降油缸4.1继续向下移动，根据实际移动速度vt判断与设定移动速度v或者与计算模块根据匀减速vt-t关系计算的实时速度是否存在偏差进而是否控制行走马达6调整移动速度；当实际下降深度达到设定槽深H后，控制升降油缸4.1停止下降，行走马达6继续移动，铣刨鼓继续转动，进行铣刨槽底作业；当槽底作业完成后，控制装置3控制行走马达6继续工作带动铣刨机移动，控制升降油缸4.1带动铣刨鼓匀速上升，加工另一个带有坡度的槽壁，其工作过程与才开始铣刨槽壁相同，不再赘述；当上升距离达到设定槽深H后，控制升降油缸4.1和铣刨鼓停止工作，当铣刨机移动到设定位置，铣刨机停止移动。

本具体实施方式还提供了一种铣刨机，包括上述的铣刨机的作业控制系统，还包括操作台，控制装置3、显示装置2和输入装置均设置在操作台上。

从以上具体实施方式中可以看出本发明具有以下有益效果：

1、通过控制铣刨鼓前后方向和上下方向的合成作业，能够形成带有两侧均为坡面的铣刨槽，满足应急通行的需求，省去人工在传统铣刨槽内铺设坡面的工序，节省了人力物力；

2、通过设定铣刨鼓的下降速度能够保证槽壁的坡度为设定坡度，防止坡度不合格；

3、通过设置定时采集下降或者上升高度及实际移动速度vt，能够防止铣刨鼓前后方向和上下方向上移动超差，不符合设定深度或者设定坡度的要求

4、通过设置匀速和匀减速两种作业方法，能够使操作人员根据作业需要灵活进行选择，分别满足效率和设备使用的要求。

本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“上”、“下”、“外侧”、“内侧”等(如果存在)是用于区别位置上的相对关系，而不必给予定性。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (9)

1.一种铣刨机的作业方法，其特征在于，包括以下步骤：

S01：启动行走装置，使铣刨机开始移动，启动动力系统，使铣刨鼓工作，启动升降装置，使机架带动铣刨鼓下降；

S02：检测铣刨鼓实际下降深度，将实际下降深度与设定槽深对比，当实际下降深度小于设定槽深，继续控制升降装置使铣刨鼓下降，行走装置继续工作；当实际下降深度等于或大于设定槽深，控制升降装置使铣刨鼓停止下降；

S03：铣刨机进行铣刨槽底的作业；

S04：当槽底作业宽度达到设定宽度后，启动升降装置，使机架带动铣刨鼓上升，铣刨机继续移动；

S05：检测铣刨鼓实际上升距离，将实际上升距离与设定槽深对比：当实际上升距离小于设定槽深时，继续控制升降装置使铣刨鼓上升，行走装置继续工作，当实际上升距离等于或大于设定槽深，控制升降装置使铣刨鼓停止上升，关闭动力系统，使铣刨鼓停止工作；

S06：当铣刨机移动到指定位置，关闭行走装置。

2.如权利要求1所述的铣刨机的作业方法，其特征在于，所述步骤S01中，所述铣刨机以设定速度v匀速移动，所述铣刨鼓匀速下降，所述铣刨鼓的下降速度Δh＝vtanA，其中，A为槽壁的设定坡度。

3.如权利要求1所述的铣刨机的作业方法，其特征在于，所述步骤S01中，所述铣刨机为匀减速运动，初始设定速度v，终止设定速度为0m/s，所述铣刨鼓匀速下降，所述铣刨鼓的下降速度Δh＝vtanA/2，其中，A为槽壁的设定坡度。

4.如权利要求2所述的铣刨机的作业方法，其特征在于，所述步骤S02和所述步骤S06中，实际下降深度和实际上升距离均为h，设定槽深为H，设定间隔时间为Δt，每间隔Δt检测一次铣刨鼓实际下降深度，当h<2H/3时，1s<Δt≤2s，当h>2H/3时，Δt≤1s。

5.如权利要求4所述的铣刨机的作业方法，其特征在于，所述步骤S02和所述步骤S06中，每间隔时间Δt检测一次铣刨机的实际移动速度vt，当vt≠v时，控制所述行走装置进行速度调整。

6.如权利要求5所述的铣刨机的作业方法，其特征在于，所述步骤S06中，所述铣刨鼓的上升速度和所述铣刨机的移动速度均与所述步骤S01中相同。

7.一种铣刨机的作业控制系统，其特征在于，用于实施如权利要求1-6任一项所述的铣刨机的作业方法，包括控制装置(3)、升降油缸(4.1)和行走马达(6)，所述控制装置(3)包括计时模块和计算模块，所述控制装置(3)能够控制所述升降油缸(4.1)匀速升降，所述升降油缸(4.1)控制所述铣刨鼓匀速升降，所述升降油缸(4.1)上设置有位移传感器(4.2)，所述位移传感器(4.2)与所述计时模块电连接，所述位移传感器(4.2)能够检测所述升降油缸(4.1)的位移并传输给所述控制装置(3)，所述控制装置(3)能够控制所述铣刨机的移动速度，所述行走马达(6)能够驱动所述行走装置(5)移动，所述铣刨机上设置有速度传感器(7)，所述速度传感器(7)能够检测所述铣刨机的实际移动速度vt并传输给所述控制装置(3)。

8.如权利要求7所述的铣刨机的作业控制系统，其特征在于，还包括显示装置(2)和输入装置，所述显示装置(2)和所述输入装置均与控制装置(3)电连接。

9.一种铣刨机，其特征在于，包括如权利要求8所述的铣刨机的作业控制系统，还包括操作台，所述控制装置(3)、所述显示装置(2)和所述输入装置均设置在所述操作台上。

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