CN201843059U - 用于摊铺机的等振距控制系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于摊铺机的等振距控制系统，控制驱动单元的输入端分别与指令设定单元、行走检测单元和振捣频率检测单元的输出端相连，控制驱动单元的输出端分别与行走液压动力单元和振捣液压动力单元的输入端相连，行走液压动力单元的输出端与行走执行单元的输入端相连，行走执行单元的输出端与行走检测单元的输入端相连，振捣液压动力单元的输出端与振捣执行单元的输入端相连，振捣执行单元的输出端与振动频率检测单元的输入端相连。本实用新型使摊铺机的操作变得简单方便，并最大可能的保证了摊铺机的摊铺施工效果。

Description

用于摊铺机的等振距控制系统

技术领域

本实用新型涉及一种控制系统，特别涉及一种用于摊铺机的等振距控制系统。

背景技术

目前，摊铺机做为一种高等级路面摊铺施工机械，已经成为高速公路等高等级公路建设施工中必不可少的自动化工程机械，众所周知，摊铺机在摊铺施工中，行走机构起步前进的同时，要求熨平板的振捣装置配合执行相应的捣实动作来配合行走。

在正常情况下，摊铺机在施工中要求以稳定速度行驶，禁止突然加，减速，并要求以稳定频率振捣来进行捣实工作，禁止在行进间进行加、减振捣频率等调整操作，其原因不难想象：以稳定速度行进的摊铺机，在行走中进行加、减振捣频率操作，肯定会使的加振捣频率的地方因单位时间内振捣次数较多而致密实度较高，相反，减振捣频率的地方则是密实度较低，压路机碾压后，就会出现波浪型路面，密实度高的地方压路机压不下去，高出基准面，密实度低的地方很虚，碾压后形成凹坑下陷。

所以，如何使摊铺机振捣频率配合行走速度，达到任何速度下均能保证单位距离上振捣次数相同，一直是困扰摊铺施工的一个难题。如果有某种方法使摊铺机能够克服加、减速时振捣频率的匹配问题，则可以最大限度减少摊铺机行走速度变化所带来的类似与行走中加、减速或这加，减振捣频率导致波浪路面的问题。

为此，摊铺机操作规范及摊铺机施工规范中特别规定：1、摊铺进行中禁止突然加、减速度，必须保证匀速行驶；2、摊铺进行中禁止调整振捣频率。规范的目的就是为了保证振捣与行走的尽可能匹配，但是，这种匹配在以下条件下，就出现了问题：

1、起步到稳速必须要有一个时间。为减小液压系统的流量由零突然增加至某一定值时对相应的行走执行机械系统带来的冲击，所有的行走比例增量系统都设置有行走加，减速度斜坡值，以减少这种冲击，这一加速度斜坡值的存在，不可避免的的使行走速度由零变化到某一定值时必须有一个时间，所有行走或者加速过程都不可能使速度从零跳变到一个定值。

2、摊铺机起步前进时自身的负载情况。如料斗内的带料多少及熨平板料槽内的料位高低，料槽的宽窄等负载情况决定了摊铺机从起步到稳速这一过程(即所谓起步时间)的差异。

3、摊铺机自身机械差异。如摊铺机行走履带板胶块的磨损情况。摊铺机行走履带板胶块是为增加摊铺机与地面摩擦配置的，该胶块磨损不同，导致摊铺机与地面的附著力不同，所以在摊铺机摊铺施工中，履带板打滑是几乎是经常发生，司空见惯的现象，这一情况的存在，严重影响了摊铺平整度的提高，也是制约进一步提高摊铺平整度的一个较难克服的瓶颈问题。

4、待施工路面的状态不同。高等级公路施工无一例外都采取也只能采取分层施工，例如水泥稳定层摊铺，就分为底层，基配层(中层)，及稳定层(上层)三次摊铺，沥青摊铺中也大多采取底，中，上面层等三次摊铺工艺进行，每次所使用的材料，厚度等均不相同，每次摊铺均在上次摊铺的路面上进行，这种不同的待施工路面使得机器与路面的附著情况发生了改变，这种改变靠调整机械装置及频繁调整机器参数来改善是较困难的也是不现实的，毕竟机器绝大多数是在野外施工并由操作人员而非设计人员来操作。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服上述现有技术中的不足，提供一种用于摊铺机的等振距控制系统。本实用新型使摊铺机的操作变得简单方便，并最大可能的保证了摊铺机的摊铺施工效果。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：用于摊铺机的等振距控制系统，其特征在于：包括控制驱动单元、行走液压动力单元、行走执行单元、行走检测单元、振捣液压动力单元、振捣执行单元、振捣频率检测单元和指令设定单元；所述控制驱动单元的输入端分别与指令设定单元、行走检测单元和振捣频率检测单元的输出端相连，所述控制驱动单元的输出端分别与行走液压动力单元和振捣液压动力单元的输入端相连，所述行走液压动力单元的输出端与行走执行单元的输入端相连，所述行走执行单元的输出端与行走检测单元的输入端相连，所述振捣液压动力单元的输出端与振捣执行单元的输入端相连，所述振捣执行单元的输出端与振动频率检测单元的输入端相连，所述控制驱动单元、行走液压动力单元、行走执行单元和行走检测单元构成一个闭环系统；所述控制驱动单元、振捣液压动力单元、振捣执行单元和振捣频率检测单元构成一个闭环系统。

上述的用于摊铺机的等振距控制系统，所述控制驱动单元连接有显示单元。

上述的用于摊铺机的等振距控制系统，所述行走液压动力单元为电控比例液压泵。

上述的用于摊铺机的等振距控制系统，所述行走执行单元包括液压变量马达和与液压变量马达相连的减速机构。

上述的用于摊铺机的等振距控制系统，所述振捣液压动力单元为电比例液压泵。

上述的用于摊铺机的等振距控制系统，所述振动频率检测单元为振捣马达测速传感器。

本实用新型与现有技术相比具有以下优点：本实用新型该系统成本低廉，既可使摊铺机在功能上实现大的进步，使摊铺机的操作变得非常简单，并最大可能的保证了摊铺机的摊铺施工效果。使行走系统与振捣系统在由零速到达稳定预设速度上的最佳匹配；使摊铺机负载变化导致的行走与振捣起步存在时间差的问题便迎刃而解；施工中加减速度将不再受限制。这将使目前摊铺机的便于操作性，智能化发挥到最佳程度；当在不同的待施工面进行施工作业时，只需要根据施工面确定一个合适的“振距”值即可，设定好后，不再需要考虑行走速度与振捣的值及起步关系。不同的施工面，只需要设置一个不同的“振距”值，操作变得非常简单。

下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

图1为本实用新型的整体结构示意图。

附图标记说明：

1-控制驱动单元；    2-行走液压动力单元；3-振捣液压动力单元；

4-行走执行单元；    5-振捣执行单元；    6-行走检测单元；

7-振捣频率检测单元；8-显示单元；        9-指令设定单元。

具体实施方式

如图1所示的一种用于摊铺机的等振距控制系统，包括控制驱动单元1、行走液压动力单元2、行走执行单元4、行走检测单元6、振捣液压动力单元3、振捣执行单元5、振捣频率检测单元7和指令设定单元9；所述控制驱动单元1的输入端分别与指令设定单元9、行走检测单元6和振捣频率检测单元7的输出端相连，所述控制驱动单元1的输出端分别与行走液压动力单元2和振捣液压动力单元3的输入端相连，所述行走液压动力单元2的输出端与行走执行单元4的输入端相连，所述行走执行单元4的输出端与行走检测单元6的输入端相连，所述振捣液压动力单元3的输出端与振捣执行单元5的输入端相连，所述振捣执行单元5的输出端与振捣频率检测单元7的输入端相连，所述控制驱动单元1、行走液压动力单元2、行走执行单元4和行走检测单元6构成一个闭环系统；所述控制驱动单元1、振捣液压动力单元3、振捣执行单元5和振捣频率检测单元7构成一个闭环系统。所述控制驱动单元1连接有显示单元8。所述行走液压动力单元2为电控比例液压泵。所述行走执行单元4包括液压变量马达和与液压变量马达相连的减速机构。所述振捣液压动力单元3为电比例液压泵。

所述控制驱动单元1为目前绝大多数多功能摊铺机均配备的行走控制器，简称ECU。控制驱动单元1的功能是：接收行走检测单元6发送来的转速信号，与指令设定单元9预设指令信号进行比较，形成驱动指令输出到行走液压动力单元2，控制行走能源泵的排量，行走能源泵排量的变化，引起行走执行单元4内液压马达的转速变化，进而决定了机器行走速度的变化，行走执行单元4内液压马达转速的变化，引起行走检测单元6信号的改变，此改变又被输送到控制驱动单元1进行比较再进行驱动，形成一个闭环系统，最终使得行走速度稳定在操作预设指令速度，完成加速及稳速过程。

行走液压动力单元2为行走系统提供动力。主要靠电控比例液压泵来实现，该单元功能是接收控制驱动单元1的驱动信号，在控制驱动单元1驱动信号的作用下，行走液压动力单元2内液压泵会根据相应控制驱动信号改变自己的输出排量。

行走执行单元4的功能包括位于其内部的液压变量马达及减速机构。接收行走液压动力单元2液压泵的排量变化，将行走液压动力单元2排量的变化在负载力的作用下，变化为单元内液压马达的相应转速，液压马达驱动减速机械，最终变化为机器行走速度。如前所述，所述行走马达内配备有转速传感器，并已将行走马达转速信号引出并送入了控制驱动单元1。

振捣液压动力单元3为是电比例液压泵。功能类同与行走液压动力单元2，接受控制驱动单元1的控制信号，在控制信号的驱动下，改变振捣泵的输出排量。

振捣执行单元5类同与行走执行单元4，接收振捣液压动力单元3的变化流量，在负载作用下，变化为变化的机械振捣动作，并将该动作的反馈信号(振捣马达转速信号)，输送到控制驱动单元1并与预设指令信号进行比较，并形成闭环控制。

振捣频率检测单元7为等振距能否应用的核心单元。检测振捣马达的转速，并输送到控制驱动单元1运算处理。

本实用新型用于摊铺机的等振距控制系统的工作过程是：操作人员在施工开始前对机器进行设定，设定一、行走速度，例如3米/分钟；二、振距：0.2厘米。

控制驱动单元1根据设定值进行计算：机器每分钟行走的距离是3米，那么每秒钟行走的距离是0.05米，即5厘米，已知行走马达(行走执行单元4转一圈，机器行走距离是0.5米，又已知马达每转一圈，马达转速传感器产生50个脉冲信号，那么，行走检测单元6每产生一个脉冲信号，机器的行走距离是定值：0.01米，即1厘米。那么，检测行走马达的转速信号频率，即对行走检测单元6取样分析，就等于是测到了机器的行走速度，例如控制驱动单元1检测到行走马达传感器的频率是2个脉冲/秒钟，那么机器的行走速度肯定是1秒钟2厘米，即1.2米/分钟，机器要达到3米/分钟的速度，行走马达传感器的频率需要达到5个脉冲/秒钟，即5赫兹。

类似相同计算，假如振捣马达(振捣执行单元5)每转一圈，振捣机械动作一次。

所谓振距，就是两次振捣动作之间的距离。那么可以得出振距是0.02厘米，机器以3米/分钟行走时振捣执行单元5需要每秒转动250转，如果每转也是50个脉冲，那么振捣频率检测单元7的脉冲频率就是12500个脉冲/秒钟，即12500赫兹。

到此，不难看出，只要能精确检测并形成闭环控制住行走及振捣，就能将行走和振捣控制在一个较精确的稳定值之下。

如果将行走检测单元6的行走速度反馈信号在控制驱动单元1内部参与控制振捣液压动力单元3，则可以将行走速度的变化反映在振捣执行单元5的频率变化上，当行走速度发生变化是，行走检测单元6发生变化，行走检测单元6的变化参与控制了振捣液压动力单元3的变化，最终导致振捣执行单元5的变化符合最初设定的“等振距”功能。

摊铺机“等振距”功能的实现，可以有效的克服以下因行走与振捣匹配导致的问题：

1、行走系统速度由零到稳定速度V1必须要有一个时间T1的问题：

行走系统要将速度由零增加到稳定预设速度V1，必然要有一个时间T1，假设振捣需要达到的稳定速度是V2，那么只需要将振捣由零速达到V2速度的时间设置成与行走系统相同的时间T1即可，当摊铺机控制驱动单元1接到行走开始指令后，以T1时间加速，T1时间末时，行走速度达到V1值，在行走系统开始执行指令同时，振捣系统也按T1时间执行加速度指令，T1末时，振捣频率同时达到预设值V2。

解决了行走系统与振捣系统在由零速到达稳定预设速度上的最佳匹配。

2、摊铺机因自身负荷情况导致的由零速起步到稳定速度时的时间差异情况：

当因料斗内的带料多少及熨平板料槽内的料位高低，料槽的宽窄等负载情况决定了摊铺机从起步到稳速这一过程(即所谓起步时间)有肯定不尽相同，即起步时间随负载变化经常变化，因为采取了振捣频率跟随行走速度的“等振距控制”方式，当行走加速快时，振捣加速度也快，反之，行走负载大，起步慢，振捣也相应减慢，摊铺机负载变化导致的行走与振捣起步存在时间差的问题便迎刃而解。

3、摊铺施工中间不能随意加减速度问题：

采取“等振距”控制方式，摊铺机摊铺施工进行当中，振捣频率关联行走速度，并保证“等振距”，此时，施工中加减速度将不再受限制。这将使目前摊铺机的便于操作性，智能化发挥到最佳程度。

4、当在不同的待施工面进行施工作业时，只需要根据施工面确定一个合适的“振距”值即可，设定好后，不再需要考虑行走速度与振捣的值及起步关系。不同的施工面，只需要设置一个不同的“振距”值，操作变得非常简单。

上述四种情况的有效解决，“等振距”实现及应用，可以非常好的解决上述问题，使摊铺机向智能化方向前进了一大步，该系统成本低廉，既可使摊铺机在功能上实现大的进步，使摊铺机的操作变得非常简单，并最大可能的保证了摊铺机的摊铺施工效果。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型作任何限制，凡是根据本实用新型技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变换，均仍属于本实用新型技术方案的保护范围内。

Claims (6)

1.用于摊铺机的等振距控制系统，其特征在于：包括控制驱动单元(1)、行走液压动力单元(2)、行走执行单元(4)、行走检测单元(6)、振捣液压动力单元(3)、振捣执行单元(5)、振捣频率检测单元(7)和指令设定单元(9)；所述控制驱动单元(1)的输入端分别与指令设定单元(9)、行走检测单元(6)和振捣频率检测单元(7)的输出端相连，所述控制驱动单元(1)的输出端分别与行走液压动力单元(2)和振捣液压动力单元(3)的输入端相连，所述行走液压动力单元(2)的输出端与行走执行单元(4)的输入端相连，所述行走执行单元(4)的输出端与行走检测单元(6)的输入端相连，所述振捣液压动力单元(3)的输出端与振捣执行单元(5)的输入端相连，所述振捣执行单元(5)的输出端与振动频率检测单元(7)的输入端相连，所述控制驱动单元(1)、行走液压动力单元(2)、行走执行单元(4)和行走检测单元(6)构成一个闭环系统；所述控制驱动单元(1)、振捣液压动力单元(3)、振捣执行单元(5)和振捣频率检测单元(7)构成一个闭环系统。

2.根据权利要求1所述的用于摊铺机的等振距控制系统，其特征在于：所述控制驱动单元(1)连接有显示单元(8)。

3.根据权利要求1所述的用于摊铺机的等振距控制系统，其特征在于：所述行走液压动力单元(2)为电控比例液压泵。

4.根据权利要求1所述的用于摊铺机的等振距控制系统，其特征在于：所述行走执行单元(4)包括液压变量马达和与液压变量马达相连的减速机构。

5.根据权利要求1所述的用于摊铺机的等振距控制系统，其特征在于：所述振捣液压动力单元(3)为电比例液压泵。

6.根据权利要求1所述的用于摊铺机的等振距控制系统，其特征在于：所述振捣频率检测单元(7)为振捣马达测速传感器。

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