CN116557388A - 摊铺机熨平板控制系统及控制方法 - Google Patents

摊铺机熨平板控制系统及控制方法 Download PDF

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CN116557388A CN202310547112.8A CN202310547112A CN116557388A CN 116557388 A CN116557388 A CN 116557388A CN 202310547112 A CN202310547112 A CN 202310547112A CN 116557388 A CN116557388 A CN 116557388A
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门新延
赵力铭
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李梦丹
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Abstract

本发明提供了一种摊铺机熨平板控制系统及控制方法，摊铺机熨平板控制系统包括多个第一传感器、多个第二传感器、多个液压控制装置和控制器；多个第一传感器分别设置于两个找平油缸上，第一传感器用于实时监测找平油缸的伸缩量；多个第二传感器分别设置于两个提升油缸上，第二传感器用于实时监测提升油缸的伸缩量；多个液压控制装置分别与找平油缸和提升油缸连接；控制器与多个液压控制装置、多个第一传感器和多个第二传感器均连接，控制器用于根据找平油缸的伸缩量和提升油缸的伸缩量以通过液压控制装置控制找平油缸和提升油缸的工作状态以调节熨平板达到预设参数。本发明解决了现有技术中无法精确控制摊铺机的摊铺厚度和熨平板仰角的问题。

Description

摊铺机熨平板控制系统及控制方法
技术领域
本发明涉及摊铺机技术领域，具体而言，涉及一种摊铺机熨平板控制系统及控制方法。
背景技术
摊铺机在摊铺作业之前需要设置熨平板高度和起始仰角，现阶段，都是通过垫相应厚度的枕木的形式来完成，实际起始摊铺厚度和熨平板仰角多靠经验获得，处于一种半手动状态，即便使用工具进行测量，也十分不便，无法实现较高的自动化和便捷性。
摊铺作业开始后，工地现场对摊铺厚度的判断大多是通过钢钎、卷尺进行测量，只能对一点的厚度进行测量，费时费力，且精度较差，只能粗略统计摊铺厚度；市面上现在有通过摊铺机平衡梁进行厚度换算的方法，但此种方法的实现需要在摊铺机外侧加装平衡梁系统，结构庞大且造价高昂。
摊铺机在摊铺过程中仰角的适当和稳定对摊铺的平整度起着非常大的作用，可以这么说，各厂家对熨平板控制实际就是在对熨平板仰角动态平衡的控制。而外置找平系统实际上是在摊铺机开始摊铺前或者某一个间断的节点上对找平油缸进行调节，得到一个相对接近操作者期望的仰角值，通过外置的找平系统设定好摊铺厚度，然后通过找平仪与路沿或钢丝绳这一参照物接触反馈基准信号，以此调节找平油缸上下，尽量接近起始设置的基准，但实际上系统并不知道实际仰角值到底是多少，实际操作者也并不知道仰角实时值是多少，无论是从仰角的调节还是系统控制精度的提高都殊为不易。
无论测量厚度还是找平都需要借助外部装置或人工来完成，增加路面摊铺工作难度的同时也增加了用户对摊铺机的使用成本。
在人机交互性上来说，市面上的摊铺机基本没有图形化的摊铺厚度汇报或方量计算汇总，也没有对仰角的实时显示，无法让操作手掌握摊铺要素性的关键信息。
公布号为CN 104141274A的中国专利公布了一种摊铺机的找平系统、摊铺机及找平方法，通过检测熨平板后沿处的第一高度或第一高度偏差和大臂铰接点处的第二高度或第二高度偏差，调整大臂铰接点以消除第一高度偏差或第二高度偏差。该专利无法测量到实时的熨平板仰角值。
公布号为CN 104195928A的中国专利公布了一种摊铺机及其摊铺厚度的识别装置、系统和方法，通过对提升油缸长度进行检测，计算提升油缸与垂直面夹角的方式，计算熨平板离地高度，从而得出摊铺厚度，但此专利未考虑熨平板仰角对厚度的影响，实际测量效果不会理想。
公布号为CN 102337719A的中国专利公布了一种摊铺机及其控制方法、控制装置和控制系统，通过熨平板后置找平仪及找平仪传感臂的方式，计算找平仪传感臂与垂直方向的夹角实时值和整定值之间差异，结合找平油缸变化量，对提升油缸进行控制，达到缩减该夹角的目的。该专利通过调节提升油缸消除找平仪传感臂与垂直方向夹角的差异，该夹角在仰角变化时，其变化不大，不能近似的视为仰角，同时该专利忽略了路基为坡道的情况。并且该专利中没有对摊铺厚度的检测。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种摊铺机熨平板控制系统及控制方法，能实现自动化、便捷地控制摊铺机的摊铺厚度和熨平板仰角，以至少解决现有技术中无法精确控制摊铺机的摊铺厚度和熨平板仰角的问题。
为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种摊铺机熨平板控制系统，包括熨平板、两个牵引臂、两个找平油缸、两个提升油缸和两个伸缩油缸，两个找平油缸分别与两个牵引臂连接同时两个提升油缸分别与两个牵引臂连接以驱动熨平板动作，两个伸缩油缸分别设置于熨平板内部的两端以驱动熨平板动作；控制系统还包括多个第一传感器、多个第二传感器、多个液压控制装置和控制器；多个第一传感器设置于找平油缸上，第一传感器用于实时监测找平油缸的伸缩量；多个第二传感器设置于提升油缸上，第二传感器用于实时监测提升油缸的伸缩量；多个液压控制装置分别与找平油缸和提升油缸连接；控制器与多个液压控制装置、多个第一传感器和多个第二传感器均连接，控制器用于根据找平油缸的伸缩量和提升油缸的伸缩量以通过液压控制装置控制找平油缸和提升油缸的工作状态以调节熨平板达到预设参数；其中，预设参数包括熨平板仰角和摊铺厚度。
进一步地，摊铺机熨平板控制系统还包括多个第三传感器，多个第三传感器分别设置于两个伸缩油缸上，第三传感器用于实时监测伸缩油缸的伸缩量，第三传感器与控制器连接，控制器还用于根据伸缩油缸的伸缩量以计算熨平板的摊铺方量。
进一步地，第一传感器、第二传感器和第三传感器均为磁致伸缩传感器，第一传感器设置于找平油缸的活塞杆的杆头上，第二传感器设置于提升油缸的活塞杆的杆头上，第三传感器设置于伸缩油缸的活塞杆的杆头上。
进一步地，控制系统还包括显示模块，显示模块与控制器连接，显示模块用于显示控制器采集的找平油缸的伸缩量、提升油缸的伸缩量、预设参数和摊铺方量。
进一步地，控制系统还包括标定模块、存储模块和输入模块；标定模块与控制器连接，标定模块用于标定找平油缸、提升油缸的最小伸缩量和熨平板正平状态时找平油缸、提升油缸的测量长度；存储模块与控制器连接，存储模块用于存储找平油缸、提升油缸的最小伸缩量和熨平板正平状态时找平油缸、提升油缸的测量长度；输入模块与控制器连接，输入模块用于向控制器输入预设参数。
根据本发明的另一方面，提供了一种摊铺机熨平板控制方法，摊铺机熨平板控制方法应用于摊铺机熨平板控制系统，摊铺机熨平板控制方法包括标定并存储找平油缸的最小伸缩量和提升油缸的最小伸缩量以确定熨平板正平状态时找平油缸的伸缩长度和提升油缸的伸缩长度；根据熨平板正平状态时找平油缸的伸缩长度和提升油缸的伸缩长度、预设的摊铺厚度和预设的熨平板仰角计算得到提升油缸的预设伸缩量和找平油缸的预设伸缩量；驱动提升油缸到达预设伸缩量以及驱动找平油缸到达预设伸缩量以使熨平板处于预设高度和预设仰角；保持熨平板处于预设高度和预设仰角并在摊铺机带动下沿预设路径进行移动。
进一步地，确定熨平板正平状态时找平油缸的伸缩长度和提升油缸的伸缩长度包括将熨平板完全正平放置在水平的平整地面上并标定熨平板处于正平状态；接收找平油缸的测量长度和提升油缸的测量长度；根据找平油缸的最小伸缩量、找平油缸的测量长度、提升油缸的最小伸缩量和提升油缸的测量长度计算得到找平油缸的伸缩长度和提升油缸的伸缩长度。
进一步地，摊铺机熨平板控制方法还包括感应路面的起伏状况，根据路面的起伏状况控制找平油缸以使找平油缸的伸缩量对应变化，根据变化的找平油缸的伸缩量以控制摊铺厚度并保持熨平板仰角不变。
进一步地，摊铺机熨平板控制方法还包括实时输出显示摊铺厚度、熨平板仰角和摊铺方量。
进一步地，实时输出显示摊铺厚度、熨平板仰角和摊铺方量包括以坐标轴图像输出显示摊铺厚度随摊铺机的移动摊铺距离的变化趋势。
本发明技术方案的摊铺机熨平板控制系统包括熨平板、两个牵引臂、两个找平油缸、两个提升油缸和两个伸缩油缸，两个找平油缸分别与两个牵引臂连接同时两个提升油缸分别与两个牵引臂连接以驱动熨平板动作，两个伸缩油缸分别设置于熨平板内部的两端以驱动熨平板动作；控制系统还包括多个第一传感器、多个第二传感器、多个液压控制装置和控制器；多个第一传感器设置于找平油缸上，第一传感器用于实时监测找平油缸的伸缩量；多个第二传感器设置于提升油缸上，第二传感器用于实时监测提升油缸的伸缩量；多个液压控制装置分别设置于找平油缸和提升油缸上；控制器与多个液压控制装置、多个第一传感器和多个第二传感器均连接，控制器用于根据找平油缸的伸缩量和提升油缸的伸缩量以通过液压控制装置控制找平油缸和提升油缸的工作状态以调节熨平板达到预设参数；其中，预设参数包括熨平板仰角和摊铺厚度。本发明提供的摊铺机熨平板控制系统及控制方法能实现自动化、便捷地控制摊铺机的摊铺厚度和熨平板仰角，解决了现有技术中无法精确控制摊铺机的摊铺厚度和熨平板仰角的问题。
附图说明
构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1是根据本发明实施例可选的一种摊铺机熨平板控制系统的结构框图；
图2是根据本发明实施例可选的一种摊铺机熨平板控制方法的流程图；
图3是根据本发明实施例可选的一种摊铺机熨平板控制系统的固定点与铰点在摊铺机上的位置布置示意图；
图4是根据本发明实施例可选的一种摊铺机熨平板控制系统的固定点与铰点的连线关系示意图；
图5是根据本发明实施例可选的一种摊铺机熨平板控制系统的固定点与铰点的连线关系变化示意图；
图6是根据本发明实施例可选的一种摊铺机熨平板控制系统的熨平板长度关系示意图；
图7是根据本发明实施例可选的一种摊铺机熨平板控制系统的熨平板长度与摊铺高度对应关系示意图；
图8是根据本发明实施例可选的一种摊铺机熨平板控制方法的摊铺厚度随摊铺机的移动摊铺距离的变化趋势示意图。
其中，上述附图包括以下附图标记：
10、找平油缸；20、提升油缸；30、伸缩油缸；40、熨平板；50、第一传感器；60、第二传感器；70、液压控制装置；80、控制器；90、第三传感器；100、显示模块；110、标定模块；120、存储模块；130、输入模块。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
如图1所示，一种摊铺机熨平板控制系统，包括熨平板40、两个牵引臂、两个找平油缸10、两个提升油缸20和两个伸缩油缸30，两个找平油缸10分别与两个牵引臂连接同时两个提升油缸20分别与两个牵引臂连接以驱动熨平板40动作，两个伸缩油缸30分别设置于熨平板40内部的两端以驱动熨平板40动作；控制系统还包括多个第一传感器50、多个第二传感器60、多个液压控制装置70和控制器80；多个第一传感器50设置于找平油缸10上，第一传感器50用于实时监测找平油缸10的伸缩量；多个第二传感器60设置于提升油缸20上，第二传感器60用于实时监测提升油缸20的伸缩量；多个液压控制装置70分别与找平油缸10和提升油缸20连接；控制器80与多个液压控制装置70、多个第一传感器50和多个第二传感器60均连接，控制器80用于根据找平油缸10的伸缩量和提升油缸20的伸缩量以通过液压控制装置70控制找平油缸10和提升油缸20的工作状态以调节熨平板40达到预设参数；其中，预设参数包括熨平板仰角和摊铺厚度。本发明在使用时，通过设置于找平油缸10上的多个第一传感器50实时监测找平油缸10的伸缩量，通过设置于提升油缸20上的多个第二传感器60实时监测提升油缸20的伸缩量，向控制器80预先输入预设的熨平板仰角和摊铺厚度，控制器80根据找平油缸10的伸缩量和提升油缸20的伸缩量以通过液压控制装置70控制找平油缸10和提升油缸20的工作状态以调节熨平板40达到预设的熨平板仰角和摊铺厚度，此过程中多个第一传感器50和多个第二传感器60不断地进行实时反馈以实现控制器80高精度闭环控制。本发明提供的摊铺机熨平板控制系统能实现自动化、便捷地控制摊铺机的摊铺厚度和熨平板仰角，解决了现有技术中无法精确控制摊铺机的摊铺厚度和熨平板仰角的问题。除找平油缸、提升油缸内的位移传感器(如磁致伸缩位移传感器)外，伸缩熨平板伸缩油缸内也有位移传感器。找平油缸、提升油缸、熨平板伸缩油缸左右成对布置，油缸具有进油口和出油口，由液压胶管连接于液压阀组或液压油箱上，油缸由液压控制装置70供能，通过阀组对应阀块的开度变化，改变油缸伸缩量。
优选的，液压控制装置70为比例量电磁阀，比例量电磁阀安装在阀组上，阀组安装在摊铺机机架内，阀组通过液压胶管与油缸相连，比例量电磁阀通过控制阀组对应阀块的开度来精确控制油缸动作。控制器80控制比例量电磁阀使得找平油缸10和提升油缸20能够精确运动以确保找平油缸10的伸缩量和提升油缸20的伸缩量足够精确。
作为本发明的一种优化方案，如图1所示，摊铺机熨平板控制系统还包括多个第三传感器90，多个第三传感器90设置于伸缩油缸30上，第三传感器90用于实时监测伸缩油缸30的伸缩量，第三传感器90与控制器80连接，控制器80还用于根据伸缩油缸30的伸缩量以计算熨平板40的摊铺方量。优选的，第三传感器90向控制器80提供伸缩油缸30的伸缩量，伸缩油缸30的伸缩量不参与和影响控制器80对于摊铺机的摊铺厚度和熨平板仰角的计算。伸缩油缸30的伸缩量用于控制器80计算摊铺机的摊铺宽度和摊铺方量。控制器80根据第三传感器90提供的数据计算熨平板长度或可能存在的熨平板横向倾斜角度，从而实现摊铺方量的计算。通过伸缩油缸30的伸缩量可以得到，熨平板40的总长度、牵引臂左绞点左侧熨平板的长度、牵引臂右绞点右侧熨平板的长度，结合熨平板两个摊铺厚度值即牵引臂左绞点、牵引臂右绞点相对于基准平面的高度，从而得到摊铺层截面积，从而计算出摊铺方量。
作为本发明的一种优化方案，第一传感器50、第二传感器60和第三传感器90均为磁致伸缩传感器，第一传感器50设置于找平油缸10的活塞杆的杆头上，第二传感器60设置于提升油缸20的活塞杆的杆头上，第三传感器90设置于伸缩油缸30的活塞杆的杆头上。优选的，磁致伸缩传感器由于作为确定位置的活动磁环和敏感元件并无直接接触，因此传感器可应用在极恶劣的工业环境中，不易受油渍、溶液、尘埃或其它污染的影响。
作为本发明的一种优化方案，控制系统还包括显示模块100，显示模块100与控制器80连接，显示模块100用于显示控制器80采集的找平油缸10的伸缩量、提升油缸20的伸缩量和预设参数。控制系统还包括标定模块110、存储模块120和输入模块130；标定模块110与控制器80连接，标定模块110用于标定找平油缸10、提升油缸20的最小伸缩量和熨平板40正平状态时找平油缸10、提升油缸20的测量长度；存储模块120与控制器80连接，存储模块120用于存储找平油缸10、提升油缸20的最小伸缩量和熨平板40正平状态时找平油缸10、提升油缸20的测量长度；输入模块130与控制器80连接，输入模块130用于向控制器80输入预设参数。优选的，如图1所示，显示模块100就是显示器或称为人机交互界面，显示模块100安装于摊铺机的操作面板内，是独立的；标定模块110、存储模块120和输入模块130集成在控制器80上；标定模块110是控制器80通过对输入信号进行逻辑运算的过程，这一过程需要在显示器上进行观察和操作，实现标定功能；存储模块120是控制器80内存储单元对数据进行存储的过程；输入模块130是控制器80上自带的输入端口，以插接件的形式展现。
优选的，显示器的显示界面也就是人机交互界面，人机交互界面具有工作页面、标定界面和方量界面；在工作页面上显示运算后所得出的左摊铺厚度、右摊铺厚度、平均摊铺厚度、左侧仰角值、右侧仰角值，正常情况下左右找平油缸、提升油缸应是同步动作，否则会导致熨平板姿态出现问题，影响摊铺效果。关键显示参数是平均摊铺厚度、左侧仰角值、右侧仰角值，同时左右两侧仰角值应基本一致。在标定界面上应显示找平油缸、提升油缸、熨平板伸缩油缸的实时值、零位标定值，并在此界面上进行对应油缸的标定。在方量界面上显示摊铺方量、摊铺距离。控制器80用其上输入端子接收传感器模拟量信号，并执行逻辑运算，执行标定功能，存储参数，用其上输出端子控制电比例阀从而控制液压系统。显示器用于数据显示、参数设定、标定操作等功能，显示器通过CAN总线与控制器80通信，将标定功能标志位、各参数值发送到控制器80，并接受控制器80逻辑运算后需要显示的数值数据。
以下详细地说明控制器80计算摊铺厚度、熨平板仰角、摊铺宽度和摊铺方量的工作原理。
如图3所示，提升油缸20与机架的固定点为A；找平油缸10与机架的固定点为B；找平油缸10与牵引臂之间铰链连接，铰点为C；提升油缸20与牵引臂之间铰链连接，铰点为D；熨平板40后侧下沿为E；AB与BC之间的夹角为α；AC与CD之间的夹角为β；AC与CB之间的夹角为γ；BC与CB之间的夹角为δ；CE与水平方向之间的夹角为θ。
对于任意型号摊铺机，一旦机架确定，那么A与B之间的连接线c是确定的；牵引臂上C与D之间的连接线e是确定的；AB与BC之间的夹角α是确定的，同时找平油缸10的长度a可由第一传感器50反馈所得，提升油缸20的长度d可由第二传感器60反馈得到；
则对于AC连接线b有计算公式：
b e之间的夹角β计算公式为：
β＝cos-1((b2+e2-d2)/2be)
ab之间的夹角γ计算公式为：
γ＝cos-1((b2+a2-c2)/2ab)
ae之间的夹角δ计算公式为：
δ＝β+γ
如果标定熨平板40整平时的δ角度值为δ0，同时熨平板40和牵引臂是一个刚性整体，那么C到E的连线f就是一个确定的值，f与与熨平板40下底面的夹角θ是一个确定值，当熨平板仰角发生变化时，可视为熨平板40后沿E围绕牵引臂前铰点C以f为半径做圆弧运动，如图4所示，
f的旋转角度就是δ与δ0的差值，即：
Δδ＝δ-δ0
同时如图4所示，按照几何关系中的内错角，可知熨平板仰角等于Δδ，即：
熨平板仰角Δδ＝δ-δ0
如果标定熨平板40正平时a的长度为a0，找平油缸10变化量Δa＝a0-a，如图5所示，有下式关系：
上述计算指的是通过单侧牵引臂、熨平板40、车架、找平油缸10、提升油缸20运算所得的熨平板仰角Δδ和摊铺厚度H，理想状态下双侧应该是同步运动，但因为基层路面的凹凸不平导致两侧有一定差异，所以我们设两侧摊铺厚度分别为左侧H1和右侧H2，那么如图6和图7所示，有：
熨平板40最左侧摊铺厚度为H左，熨平板40最右侧摊铺厚度为H右，基本板长度L，左伸缩熨平板长度L左，右伸缩熨平板长度L右，左加长节长度L左加，右加长节长度L右加，平均厚度为H平均，当前摊铺截面积ΔS，对于上述数据有如下公式计算：
设速度为x，单位时间内的沥青料方量ΔV＝ΔS×x，所以摊铺方量计算公式如下：
上述过程即为控制器80计算摊铺厚度、熨平板仰角、摊铺宽度和摊铺方量的工作原理，在找平油缸10、提升油缸20、伸缩油缸30中加入线性位移传感器(如磁滞伸缩位移传感器)，即可做到无需改变摊铺机原有结构的情况下对找平油缸10的伸缩量、提升油缸20的伸缩量、伸缩油缸30的伸缩量进行测量。
通过设置于找平油缸10上的多个第一传感器50实时监测找平油缸10的伸缩量，通过设置于提升油缸20上的多个第二传感器60实时监测提升油缸20的伸缩量，控制器80可以根据上述过程利用找平油缸10的伸缩量和提升油缸20的伸缩量计算得到实时的熨平板仰角和摊铺厚度，控制器80通过液压控制装置70控制找平油缸10和提升油缸20的工作状态以调节熨平板40达到预设的熨平板仰角和摊铺厚度，在控制器80得到熨平板仰角实时数值的情况下，通过驱动阀组上安装的比例量电磁阀精确调节找平油缸10伸缩量，实现对熨平板仰角的实时调节，从而实现熨平板仰角的稳定性，保证摊铺平整度。
通过设置于伸缩油缸30上的多个第三传感器90实时监测伸缩油缸30的伸缩量，控制器80根据伸缩油缸30的伸缩量可以计算出摊铺机的摊铺宽度和摊铺方量并实时显示输出于人机交互界面。
如图2所示，一种摊铺机熨平板控制方法，摊铺机熨平板控制方法应用于摊铺机熨平板控制系统，摊铺机熨平板控制方法包括如下步骤：
步骤S102：标定并存储找平油缸10的最小伸缩量和提升油缸20的最小伸缩量以确定熨平板40正平状态时找平油缸10的伸缩长度和提升油缸20的伸缩长度；
步骤S104：根据熨平板40正平状态时找平油缸10的伸缩长度和提升油缸20的伸缩长度、预设的摊铺厚度和预设的熨平板仰角计算得到提升油缸20的预设伸缩量和找平油缸10的预设伸缩量；
步骤S106：驱动提升油缸20到达预设伸缩量以及驱动找平油缸10到达预设伸缩量以使熨平板40处于预设高度和预设仰角；
步骤S108：保持熨平板40处于预设高度和预设仰角并在摊铺机带动下沿预设路径进行移动。
控制器80既可以实现通过根据找平油缸10的伸缩量和提升油缸20的伸缩量实时计算摊铺机的摊铺厚度和熨平板仰角，同时也可以根据预设的摊铺厚度和预设的熨平板仰角计算得到提升油缸20的预设伸缩量和找平油缸10的预设伸缩量。本发明提供的摊铺机熨平板控制方法可以有效实现摊铺机施工前熨平板准备工作的自动化。
作为本发明的一种优化方案，步骤S102中确定熨平板40正平状态时找平油缸10的伸缩长度和提升油缸20的伸缩长度包括将熨平板40完全正平放置在水平的平整地面上并标定熨平板40处于正平状态；接收找平油缸10的测量长度和提升油缸20的测量长度；根据找平油缸10的最小伸缩量、找平油缸10的测量长度、提升油缸20的最小伸缩量和提升油缸20的测量长度计算得到找平油缸10的伸缩长度和提升油缸20的伸缩长度。找平油缸10的最小伸缩量和提升油缸20的最小伸缩量分别作为第一传感器50和第二传感器60基准零位值，在加工精度有保证的情况下，每个油缸的最小伸缩量是一定的，上述操作可以消除传感器自身系统误差和因传感器安装而造成的误差。
作为本发明的一种优化方案，摊铺机熨平板控制方法还包括感应路面的起伏状况，根据路面的起伏状况控制找平油缸10以使找平油缸10的伸缩量对应变化，根据变化的找平油缸10的伸缩量以控制摊铺厚度并保持熨平板仰角不变。在正常施工时分为两种情况：强制摊铺和浮动摊铺。对于路基平整度高或者短距离摊铺或是对平整度要求不高的路段，可使用强制摊铺。对于较长距离的摊铺或路基平整度不高的情况下，则采用浮动摊铺。强制摊铺即是在完成摊铺准备状态后，液压缸上下闭锁，使得熨平板、牵引臂、主机成为一个刚性整体，熨平板被控制在起始摊铺厚度所需要的离地高度上，通过熨平板后沿抹过沥青料。这种摊铺方式受路基影响非常大。浮动摊铺即是在完成摊铺准备状态后，提升油缸液压缸上下导通，提升油缸自由伸缩。摊铺作业中，主机行驶在基层上，通过牵引臂前铰点拖拽着漂浮在物料中的熨平板一起运行，在熨平板下面形成具有一定厚度的摊铺层，这就是摊铺机浮动摊铺的工作过程。在浮动摊铺过程中，最开始起步摊铺时，由于熨平板下方填料量不足，密实度不够，往往会出现起步摊铺厚度偏薄的问题。这时，在开始起步十几米内采用强制摊铺会有较好摊铺效果。再如：为防止停机后再摊铺时出现路面不平整的现象，摊铺机会采取防爬措施，也就是应用了强制摊铺，延迟几秒改为浮动摊铺。而在正常的浮动摊铺过程中，当发动机转速、摊铺速度、物料级配、物料温度基本一致的情况下，保证仰角基本不变，也就是保证了摊铺厚度相对于初设基准零点不变，从而保证了摊铺的平整性。在控制器80得到熨平板仰角实时数值的情况下，通过驱动阀组上的比例量电磁阀精确调节找平油缸10伸缩量，实现对熨平板仰角的实时调节，从而实现熨平板仰角的稳定性，保证摊铺平整度。
作为本发明的一种优化方案，如图8所示，摊铺机熨平板控制方法还包括实时输出显示摊铺厚度、熨平板仰角和摊铺方量。实时输出显示摊铺厚度、熨平板仰角和摊铺方量包括以坐标轴图像输出显示摊铺厚度随摊铺机的移动摊铺距离的变化趋势。优选的，人机交互界面摊铺记录页中会显示图线化的摊铺平均厚度显示，横坐标为摊铺距离，纵坐标为摊铺厚度，以此直观的显示摊铺厚度变化的趋势，将问题路段直观的反馈给操作手或客户。可以看出，在摊铺机运行45m到100m的距离之间，摊铺机的摊铺厚度几乎以直线形式表现，摊铺厚度基本保持在30mm，在摊铺距离为60m附近时，摊铺厚度略微上升说明摊铺道路可能出现凹陷，在摊铺距离为75m附近时，摊铺厚度略微降低说明摊铺道路可能出现凸起，从图8可以直观的看出路段状况。
本发明方案提供了：
1、一种由摊铺机熨平板提升油缸、找平油缸、熨平板伸缩油缸内部线性位移传感器反馈信号确定摊铺机熨平板仰角、摊铺厚度、摊铺宽度的方法。
2、一种通过获取摊铺机熨平板仰角，并通过闭环方式调节找平油缸电磁阀，从而调节找平油缸伸缩量，保证熨平板仰角稳定性，进而改善摊铺机摊铺平整性的方法。
3、一种设计获取摊铺机熨平板仰角、摊铺厚度、摊铺宽度，并用于标定摊铺机正平状态零位，显示仰角、摊铺厚度、摊铺宽度、摊铺方量、平均摊铺厚度图表并且闭环控制找平油缸的电气系统的技术方案。
本发明方案的优点：
1、本技术方案提供一种采用内置线性位移传感器在不改变摊铺机原有结构的基础上，对摊铺厚度、熨平板仰角、摊铺方量进行测量的一种方法，实现对摊铺前熨平板准备工作的自动化；
2、本技术方案提供一种通过传感器、控制器、人机交互界面实现对摊铺厚度、熨平板仰角、摊铺方量进行测量的一种装置，及实现此功能的控制逻辑，通过人机交互界面实时监控摊铺厚度、熨平板仰角、摊铺方量，同时在人机交互界面以图形方式反映平均摊铺厚度的变化趋势；
3、本技术方案提供一种通过获取熨平板仰角值，提高摊铺机熨平板仰角稳定性，从而在不接入外置找平仪、平衡梁等装置的情况下提高摊铺平整度。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种摊铺机熨平板控制系统，包括熨平板(40)、两个牵引臂、两个找平油缸(10)、两个提升油缸(20)和两个伸缩油缸(30)，两个所述找平油缸(10)分别与两个所述牵引臂连接同时两个所述提升油缸(20)分别与两个所述牵引臂连接以驱动所述熨平板(40)动作，两个伸缩油缸(30)分别设置于所述熨平板(40)内部的两端以驱动所述熨平板(40)动作，其特征在于，所述控制系统还包括：
多个第一传感器(50)，多个所述第一传感器(50)分别设置于两个所述找平油缸(10)上，所述第一传感器(50)用于实时监测所述找平油缸(10)的伸缩量；
多个第二传感器(60)，多个所述第二传感器(60)分别设置于两个所述提升油缸(20)上，所述第二传感器(60)用于实时监测所述提升油缸(20)的伸缩量；
多个液压控制装置(70)，多个所述液压控制装置(70)分别与所述找平油缸(10)和所述提升油缸(20)连接；
控制器(80)，所述控制器(80)与多个所述液压控制装置(70)、多个所述第一传感器(50)和多个所述第二传感器(60)均连接，所述控制器(80)用于根据所述找平油缸(10)的伸缩量和所述提升油缸(20)的伸缩量以通过所述液压控制装置(70)控制所述找平油缸(10)和所述提升油缸(20)的工作状态以调节所述熨平板(40)达到预设参数；
其中，所述预设参数包括熨平板仰角和摊铺厚度。
2.根据权利要求1所述的摊铺机熨平板控制系统，其特征在于，所述摊铺机熨平板控制系统还包括：
多个第三传感器(90)，多个所述第三传感器(90)分别设置于两个所述伸缩油缸(30)上，所述第三传感器(90)用于实时监测所述伸缩油缸(30)的伸缩量，所述第三传感器(90)与所述控制器(80)连接，所述控制器(80)还用于根据所述伸缩油缸(30)的伸缩量以计算所述熨平板(40)的摊铺方量。
3.根据权利要求2所述的摊铺机熨平板控制系统，其特征在于，
所述第一传感器(50)、所述第二传感器(60)和所述第三传感器(90)均为磁致伸缩传感器，所述第一传感器(50)设置于所述找平油缸(10)的活塞杆的杆头上，所述第二传感器(60)设置于所述提升油缸(20)的活塞杆的杆头上，所述第三传感器(90)设置于所述伸缩油缸(30)的活塞杆的杆头上。
4.根据权利要求1所述的摊铺机熨平板控制系统，其特征在于，所述控制系统还包括：
显示模块(100)，所述显示模块(100)与所述控制器(80)连接，所述显示模块(100)用于实时显示所述控制器(80)采集的所述找平油缸(10)的伸缩量、所述提升油缸(20)的伸缩量、所述预设参数和所述摊铺方量。
5.根据权利要求1所述的摊铺机熨平板控制系统，其特征在于，所述控制系统还包括：
标定模块(110)，所述标定模块(110)与所述控制器(80)连接，所述标定模块(110)用于标定所述找平油缸(10)、所述提升油缸(20)的最小伸缩量和所述熨平板(40)正平状态时所述找平油缸(10)、所述提升油缸(20)的测量长度；
存储模块(120)，所述存储模块(120)与所述控制器(80)连接，所述存储模块(120)用于存储所述找平油缸(10)、所述提升油缸(20)的最小伸缩量和所述熨平板(40)正平状态时所述找平油缸(10)、所述提升油缸(20)的测量长度；
输入模块(130)，所述输入模块(130)与所述控制器(80)连接，所述输入模块(130)用于向所述控制器(80)输入所述预设参数。
6.一种摊铺机熨平板控制方法，其特征在于，所述摊铺机熨平板控制方法应用于权利要求1至5中任一项的所述摊铺机熨平板控制系统，所述摊铺机熨平板控制方法包括：
标定并存储所述找平油缸(10)的最小伸缩量和所述提升油缸(20)的最小伸缩量以确定所述熨平板(40)正平状态时所述找平油缸(10)的伸缩长度和所述提升油缸(20)的伸缩长度；
根据所述熨平板(40)正平状态时所述找平油缸(10)的伸缩长度和所述提升油缸(20)的伸缩长度、预设的所述摊铺厚度和预设的所述熨平板仰角计算得到所述提升油缸(20)的预设伸缩量和所述找平油缸(10)的预设伸缩量；
驱动所述提升油缸(20)到达所述预设伸缩量以及驱动所述找平油缸(10)到达所述预设伸缩量以使所述熨平板(40)处于预设高度和预设仰角；
保持所述熨平板(40)处于预设高度和预设仰角并在所述摊铺机带动下沿预设路径进行移动。
7.根据权利要求6所述的摊铺机熨平板控制方法，其特征在于，所述确定所述熨平板(40)正平状态时所述找平油缸(10)的伸缩长度和所述提升油缸(20)的伸缩长度包括：
将所述熨平板(40)完全正平放置在水平的平整地面上并标定所述熨平板(40)处于正平状态；
接收所述找平油缸(10)的测量长度和所述提升油缸(20)的测量长度；
根据所述找平油缸(10)的最小伸缩量、所述找平油缸(10)的测量长度、所述提升油缸(20)的最小伸缩量和所述提升油缸(20)的测量长度计算得到所述找平油缸(10)的伸缩长度和所述提升油缸(20)的伸缩长度。
8.根据权利要求6所述的摊铺机熨平板控制方法，其特征在于，所述摊铺机熨平板控制方法还包括：
感应路面的起伏状况，根据路面的起伏状况控制所述找平油缸(10)以使所述找平油缸(10)的伸缩量对应变化，根据变化的所述找平油缸(10)的伸缩量以控制所述摊铺厚度并保持所述熨平板仰角不变。
9.根据权利要求8所述的摊铺机熨平板控制方法，其特征在于，所述摊铺机熨平板控制方法还包括：
实时输出显示所述摊铺厚度、所述熨平板仰角和所述摊铺方量。
10.根据权利要求9所述的摊铺机熨平板控制方法，其特征在于，所述实时输出显示所述摊铺厚度、所述熨平板仰角和所述摊铺方量包括以坐标轴图像输出显示所述摊铺厚度随所述摊铺机的移动摊铺距离的变化趋势。
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