CN206570655U - 智能调向振动压路机及其振动轮 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种智能调向振动压路机及其振动轮，该振动轮包括振动轮本体、用于带动振动轮本体行走的行走驱动装置和设置在振动轮本体内的振动单元，振动单元与振动轮本体拆卸式连接，振动单元包括与振动轮本体相平行的筒体和设置在筒体内的振子，筒体一端设置有筒毂端盖，筒体另一端设置有筒盖，筒毂端盖上设置有用于向振子输入动力的振动驱动装置和用于带动振子绕振动轮本体轴线正反向转动以调节振子激振力方向的调向机构。该振动轮能有效改变对基面的压实强度，对松软刚度差的地方增大振动钢轮的压实强度；对实硬刚度强的地方则减小振动钢轮的压实强度，以此来提高压实的均衡性和平整度，提高施工质量，避免过压实和弹跳现象的发生。

Description

智能调向振动压路机及其振动轮

技术领域

本实用新型属于振动压路机技术领域，具体是涉及一种智能调向振动压路机及其振动轮。

背景技术

目前大多数振动压路机对压实基面的激振压力为一定值，不可实时调节，但压实材料在基面的分布和各处承载刚度的不均匀性客观存在，压实过程中必然产生对材料基面压实的不均衡、不平整现象，硬处凸出软处凹陷，随着压实次数的增加压实基面较硬承载刚度较强的地方可能出现过压实现象形成开裂、松散、骨料粉碎等危害，并易形成钢轮弹跳损坏设备的零部件，而压实基面较软承载刚度较低的地方却尚未达到所要求的压实度，目前一般的压路机都不能有效解决这一问题。由于技术进步和施工质量标准的提高，对压实的均衡性和平整度要求也随之提高，普通的压路机已不能满足高标准的施工要求。

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，提供一种智能调向振动压路机的振动轮。该振动轮能够有效改变对基面的压实强度，对松软刚度差的地方增大振动钢轮的压实强度；对实硬刚度强的地方则减小振动钢轮的压实强度，以此来提高压实的均衡性和平整度，提高施工质量，避免过压实和弹跳现象的发生。

为实现上述目的，本实用新型振动轮采用的技术方案是：智能调向振动压路机的振动轮，其特征在于：包括振动轮本体、用于带动所述振动轮本体行走的行走驱动装置和设置在所述振动轮本体内的振动单元，所述振动单元与所述振动轮本体拆卸式连接，所述振动单元包括与所述振动轮本体相平行的筒体和设置在所述筒体内的振子，所述筒体的一端设置有筒毂端盖，所述筒体的另一端设置有筒盖，所述筒毂端盖上设置有用于向所述振子输入激振力的振动驱动装置和用于带动所述振子绕振动轮本体轴线正反向转动以调节所述振子激振力方向的调向机构。

上述的智能调向振动压路机的振动轮，其特征在于：所述振子包括支撑体以及转动安装在所述支撑体上的第一偏心振动块、第二偏心振动块、第三偏心振动块和第四偏心振动块，所述第二偏心振动块和第三偏心振动块均位于所述第一偏心振动块和第四偏心振动块之间，所述第一偏心振动块和第四偏心振动块沿支撑体的轴线方向呈左右对称布设，所述第二偏心振动块和第三偏心振动块关于支撑体的轴线方向呈上下对称布设，所述第一偏心振动块的质量矩、第二偏心振动块的质量矩、第三偏心振动块的质量矩和第四偏心振动块的质量矩均相等，所述第一偏心振动块、第二偏心振动块、第三偏心振动块和第四偏心振动块的初始相位均相同、偏心方向均指向一致，所述第一偏心振动块和第四偏心振动块构成第一偏心振动组，所述第二偏心振动块和第三偏心振动块构成第二偏心振动组，所述第一偏心振动组和第二偏心振动组同步转动、转向相反且作用力共面。

上述的智能调向振动压路机的振动轮，其特征在于：所述调向机构包括调向齿轮箱、调向小齿轮、调向大齿轮和用于带动所述调向小齿轮转动的摆动油缸，所述调向小齿轮与所述调向大齿轮相啮合，所述调向齿轮箱安装在筒毂端盖上，所述调向小齿轮和调向大齿轮均设置在所述调向齿轮箱内，所述调向齿轮箱内设置有用于安装所述调向小齿轮的调向齿轮轴，所述调向齿轮轴与摆动油缸输出轴以键联结,所述振子靠近筒毂端盖的一侧设置有伸入调向齿轮箱的连接体，所述调向大齿轮安装在所述连接体上，所述连接体与筒毂端盖转动配合，所述调向齿轮箱通过橡胶减振器连接在振动压路机机架上，所述调向齿轮箱与筒毂端盖转动配合。

上述的智能调向振动压路机的振动轮，其特征在于：所述振动驱动装置包括振动马达、主动太阳齿轮、第一驱动齿轮、第二驱动齿轮、第三驱动齿轮、第四驱动齿轮和被动太阳齿轮，以及用于连接所述振动马达输出轴和第一偏心振动块安装轴的联轴器，所述振动马达安装在调向齿轮箱上，所述联轴器穿过所述连接体，所述主动太阳齿轮安装在第一偏心振动块安装轴的一端，所述第一驱动齿轮安装在第二偏心振动块安装轴的一端，所述第二驱动齿轮安装在第二偏心振动块安装轴的另一端，所述第三驱动齿轮安装在第三偏心振动块的安装轴一端，所述第四驱动齿轮安装在第三偏心振动块安装轴的另一端，所述被动太阳齿轮安装在第四偏心振动块安装轴的一端，所述主动太阳齿轮位于第一驱动齿轮和第三驱动齿轮之间，所述第一驱动齿轮和第三驱动齿轮均与所述主动太阳齿轮相啮合，所述被动太阳齿轮位于第二驱动齿轮和第四驱动齿轮之间，所述第二驱动齿轮和第四驱动齿轮均与所述被动太阳齿轮相啮合。

上述的智能调向振动压路机的振动轮，其特征在于：还包括用于对所述调向机构进行控制的调向控制系统，所述调向控制系统包括第一控制子系统和第二控制子系统，以及用于使该调向控制系统在所述第一控制子系统和所述第二控制子系统之间切换的切换开关；

所述第一控制子系统包括：

加速度传感器，用于检测压路机振动轮的实时振动加速度；

数据处理器，用于接收所述实时振动加速度信号并将所述振动加速度信号处理成实时压实反馈值；

中央控制器，用于将所述实时压实反馈值与压实密度预设值相比较，如果所述实时压实反馈值大于或小于所述压实密度预设值，则控制所述调向机构转动进而调整振动轮的激振力在竖直方向上的分力，以使所述智能压实值与所述压实密度预设值相匹配；

所述切换开关与所述中央控制器相接；

所述第二控制子系统包括：

用于检测压路机振动轮的振子相对于竖直方向的偏转角度的角度传感器；

所述角度传感器与所述数据处理器相接；

所述数据处理器接收所述角度信号并计算出振动轮激振力在竖直方向上的分力；

所述中央控制器接收所述数据处理器输出的激振力在竖直方向上的分力，并将激振力在竖直方向上的分力与压实激振力预设值相比较，当激振力在竖直方向上的分力大于压实激振力预设值时，则控制压路机振动轮的振子转动进而减小振动轮的激振力在竖直方向上的分力，直至激振力在竖直方向上的分力等于压实激振力预设值；当激振力在竖直方向上的分力小于压实激振力预设值时，则控制压路机振动轮的振子转动进而增大振动轮的激振力在竖直方向上的分力，直至激振力在竖直方向上的分力等于压实激振力预设值。

上述的智能调向振动压路机的振动轮，其特征在于：所述中央控制器通过液压控制系统控制压路机振动轮的振子转动，所述液压控制系统包括油箱、液压泵、第一电磁阀、第二电磁阀、第三电磁阀、第四电磁阀和用于带动压路机振动轮的振子转动的摆动油缸，所述第一电磁阀、第二电磁阀、第三电磁阀和第四电磁阀均与所述中央控制器相接，所述第一电磁阀、第二电磁阀、第三电磁阀和第四电磁阀均为二位二通电磁阀，所述液压泵的进口通过第一油路与油箱连接，所述液压泵的出口通过第二油路与第一电磁阀的进油口相连接，所述第二油路靠近所述第一电磁阀的部位设置有第一单向阀，所述第一电磁阀的出油口通过第三油路与摆动油缸的工作油口B相连接，所述摆动油缸的工作油口A通过第四油路与第二电磁阀的进油口相连接，所述第二电磁阀的出油口通过第五油路与油箱连接；所述第三电磁阀的进油口通过第六油路与第二油路相连接，所述第六油路上设置有第二单向阀，所述第三电磁阀的出油口与所述第四油路相连接，所述第四电磁阀的进油口与所述第三油路相连接，所述第四电磁阀的出油口通过第七油路与所述第五油路相连接；所述摆动油缸的润滑进油口P通过第八油路与第二油路相连接，所述摆动油缸的润滑回油口T通过第九油路与第五油路连接。

上述的智能调向振动压路机的振动轮，其特征在于：所述支撑体上开设有多个润滑油喷淋孔，所述筒体的内壁设置有多个用于在其转动时将其底部的润滑油斗起并倾倒在支撑体上的油斗。

上述的智能调向振动压路机的振动轮，其特征在于：所述油斗的横截面为U形，多个所述油斗两两一组，每组中的两个油斗背靠背布设且两个所述油斗之间设置有安装在筒体上的固定板，两个所述油斗和所述固定板通过一个螺栓连接。

上述的智能调向振动压路机的振动轮，其特征在于：所述振动轮本体的内壁上设置有用于与所述筒毂端盖螺栓连接的第一环形板和用于与所述筒盖螺栓连接的第二环形板。

上述的智能调向振动压路机的振动轮，其特征在于：所述筒毂端盖和所述筒盖均与筒体螺栓连接。

上述的智能调向振动压路机的振动轮，其特征在于：所述行走驱动装置包括设置在所述筒盖外侧的行走马达减速机和连接在所述行走马达减速机输出轴上的驱动盘，所述驱动盘通过橡胶减振器与所述振动轮本体相连接，所述行走马达减速机固定安装在振动压路机机架上。

智能调向振动压路机，其特征在于：包括上述的振动轮。

本实用新型与现有技术相比具有以下优点：

1、本实用新型振动轮通过振动驱动装置给振子输入动力，带动振子振动，通过调向机构调节振子的振动方向，从而能够对振子激振力在竖直方向上分力的大小进行调节，从而可以根据压实基面软硬程度和承载刚度高低进行有效的调节，进而改变对基面的压实强度，对松软刚度差的地方增大振动钢轮的压实强度；对实硬刚度强的地方则减小振动钢轮的压实强度，以此来提高压实的均衡性和平整度，提高施工质量，避免过压实和弹跳现象的发生。

2、本实用新型振动轮通过第一环形板与筒毂端盖的螺栓连接，以及第二环形板与筒盖的螺栓连接，实现了所述振动单元与振动轮本体的拆卸式连接，当需要更换所述振动轮本体时，可以将振动单元从第一环形板和第二环形板上拆卸下来，进而方便了对振子的维修和对振动轮本体的更换。

3、本实用新型振动轮通过在筒体内壁上设置油斗，能够在振动轮本体旋转行走时，不断带起筒体内的润滑油液在一定位置倾倒而下，透过支撑体上的润滑油喷淋孔对第一偏心振动块、第二偏心振动块、第三偏心振动块和第四偏心振动块的安装轴承进行有效的淋浴润滑。

4、本实用新型振动轮通过将多个油斗两两一组布设，这样能在该振动轮前进时和后退时，都能通过油斗将筒体内的润滑油斗起并倾倒在支撑体上。

5、本实用新型振动轮的调向机构和振动马达均位于筒毂端盖的一侧，所述行走驱动装置位于筒盖的另一侧，这种布设结构合理，和振动压路机本身结构布设相匹配。

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为本实用新型振动轮的结构示意图。

图2为图1的A-A剖视图。

图3为图2中的B处放大图。

图4为本实用新型各偏心振动块处于初始位置时的位置关系示意图。

图5为本实用新型各偏心振动块旋转90°时的位置关系示意图。

图6为本实用新型各偏心振动块旋转180°时的位置关系示意图。

图7为本实用新型各偏心振动块旋转270°时的位置关系示意图。

图8为本实用新型各偏心振动块旋转360°时的位置关系示意图。

图9为本实用新型调向机构带动振子转动δ角度时的工作状态示意图。

图10为本实用新型调向控制系统的电路原理框图。

图11为本实用新型液压控制系统的结构示意图。

附图标记说明:

1—振动轮本体； 2—筒体； 3—振子；

3-1—支撑体； 3-2—第一偏心振动块； 3-3—第二偏心振动块；

3-4—第三偏心振动块； 3-5—第四偏心振动块； 3-6—润滑油喷淋孔；

4—第二环形板； 5—橡胶减振器； 6—驱动盘；

7—振动压路机机架； 8—被动太阳齿轮； 9—行走马达减速机；

10—筒盖； 11—第四驱动齿轮； 12—油斗；

13—第三驱动齿轮； 14—延伸板； 15—调向齿轮箱；

16—调向大齿轮； 17—振动马达； 18—摆动油缸；

19—调向小齿轮； 20—筒毂端盖； 21—主动太阳齿轮；

22—第一环形板； 23—第一驱动齿轮； 24—第二驱动齿轮；

25—连接体； 26—联轴器； 27—固定板；

28—地面； 29—加速度传感器； 30—角度传感器；

31—振动频率传感器； 32—数据处理器； 33—中央控制器；

34—振动泵； 35—第一电磁阀； 36—第二电磁阀；

37—第三电磁阀； 38—第四电磁阀； 39—GPS接收器；

40—GPRS模块； 41—WIFI网络模块； 42—打印机；

43—切换开关； 44—压实频率预设电位器； 45—第一过滤器；

46—液压泵； 47—第二过滤器； 48—第一溢流阀；

49—第二油路； 50—第十二油路； 51—第三单向阀；

52—第五油路； 53—第二单向阀； 54—第七油路；

55—第六油路； 56—第一单向阀； 57—第二溢流阀；

58—第十一油路； 59—第三油路； 60—第一蓄能器；

61—第一油路； 62—第四油路； 63—第八油路；

64—第二蓄能器； 65—第九油路； 66—第三溢流阀；

67—第十油路； 68—油箱； 69—第十三油路。

具体实施方式

如图1和图2所示的一种智能调向振动压路机的振动轮，包括振动轮本体1、用于带动所述振动轮本体1行走的行走驱动装置和设置在所述振动轮本体1内的振动单元，所述振动单元与所述振动轮本体1拆卸式连接，所述振动单元包括与所述振动轮本体1相平行的筒体2和设置在所述筒体2内的振子3，所述筒体2的一端设置有筒毂端盖20，所述筒体2的另一端设置有筒盖10，所述筒毂端盖20上设置有用于向所述振子3输入动力的振动驱动装置和用于带动所述振子3绕振动轮本体1轴线正反向转动以调节所述振子3激振力方向的调向机构。

本实施例中，该振动轮在工作时，通过所述行走驱动装置带动振动轮本体1行走，通过所述振动驱动装置给振子3输入动力，带动振子3振动，通过所述调向机构调调节所述振子3的振动方向，从而能够对振子3激振力在竖直方向上分力的大小进行调节，以适应压实基面软硬程度和承载刚度高低的不同，进而改变对基面的压实强度，对松软刚度差的地方增大振动钢轮的压实强度；对实硬刚度强的地方则减小振动钢轮的压实强度，以此来提高压实的均衡性和平整度，提高施工质量，避免过压实和弹跳现象的发生。

本实施例中，该振动轮的振动单元与振动轮本体1为拆卸式连接，这样可以在所述振动轮本体1需要更换时，方便将所述振动单元从所述振动轮本体1上拆卸下来。

本实施例中，所述激振力在竖直方向的分力，此处的竖直是指通常意义上的垂直地面，朝向地心。

如图1和图2所示，所述振子3包括支撑体3-1以及转动安装在所述支撑体3-1上的第一偏心振动块3-2、第二偏心振动块3-3、第三偏心振动块3-4和第四偏心振动块3-5，所述第二偏心振动块3-3和第三偏心振动块3-4均位于所述第一偏心振动块3-2和第四偏心振动块3-5之间，所述第一偏心振动块3-2和第四偏心振动块3-5沿支撑体3-1的轴线方向呈左右对称布设，所述第二偏心振动块3-3和第三偏心振动块3-4关于支撑体3-1的轴线方向呈上下同向布设，所述第一偏心振动块3-2的质量矩、第二偏心振动块3-3的质量矩、第三偏心振动块3-4的质量矩和第四偏心振动块3-5的质量矩均相等，所述第一偏心振动块3-2、第二偏心振动块3-3、第三偏心振动块3-4和第四偏心振动块3-5的初始相位均相同、偏心方向均指向一致，所述第一偏心振动块3-2和第四偏心振动块3-5构成第一偏心振动组，所述第二偏心振动块3-3和第三偏心振动块3-4构成第二偏心振动组，所述第一偏心振动组和第二偏心振动组同步转动、转向相反且作用力共面。

如图1和图2所示，所述调向机构包括调向齿轮箱15、调向小齿轮19、调向大齿轮16和用于带动所述调向小齿轮19转动的摆动油缸18，所述调向小齿轮19与所述调向大齿轮16相啮合，所述调向齿轮箱15安装在筒毂端盖20上，所述调向小齿轮19和调向大齿轮16均设置在所述调向齿轮箱15内，所述调向齿轮箱15内设置有用于安装所述调向小齿轮19的调向齿轮轴，所述调向齿轮轴与摆动油缸18输出轴以键联结,所述振子3靠近筒毂端盖20的一侧设置有伸入调向齿轮箱15的连接体25，所述调向大齿轮16安装在所述连接体25上，所述连接体25与筒毂端盖20转动配合，所述调向齿轮箱15通过橡胶减振器5连接在振动压路机机架7上，所述调向齿轮箱15与筒毂端盖20转动配合。

本实施例中，所述调向齿轮箱15上设置有延伸板14，所述调向齿轮箱15上的延伸板14通过橡胶减振器5连接在所述振动压路机机架7上。

如图1和图2所示，所述振动驱动装置包括振动马达17、主动太阳齿轮21、第一驱动齿轮23、第二驱动齿轮24、第三驱动齿轮13、第四驱动齿轮11和被动太阳齿轮8，以及用于连接所述振动马达17输出轴和第一偏心振动块3-2安装轴的联轴器26，所述振动马达17安装在调向齿轮箱15上，所述联轴器26穿过所述连接体25，所述主动太阳齿轮21安装在第一偏心振动块3-2安装轴的一端，所述第一驱动齿轮23安装在第二偏心振动块3-3安装轴的一端，所述第二驱动齿轮24安装在第二偏心振动块3-3安装轴的另一端，所述第三驱动齿轮13安装在第三偏心振动块3-4的安装轴一端，所述第四驱动齿轮11安装在第三偏心振动块3-4安装轴的另一端，所述被动太阳齿轮8安装在第四偏心振动块3-5安装轴的一端，所述主动太阳齿轮21位于第一驱动齿轮23和第三驱动齿轮13之间，所述第一驱动齿轮23和第三驱动齿轮13均与所述主动太阳齿轮21相啮合，所述被动太阳齿轮8位于第二驱动齿轮24和第四驱动齿轮11之间，所述第二驱动齿轮24和第四驱动齿轮11均与所述被动太阳齿轮8相啮合。

本实施例中，所述振动驱动装置在使用时，所述振动马达17通过联轴器26驱动第一偏心振动块3-2旋转，安装在第一偏心振动块3-2上的主动太阳齿轮21分别驱动第一驱动齿轮23和第三驱动齿轮13，从而分别带动第二偏心振动块3-3和第三偏心振动块3-4旋转，所述第二偏心振动块3-3旋转时带动第二驱动齿轮24旋转，所述第三偏心振动块3-4旋转时带动第四驱动齿轮11旋转，所述第二驱动齿轮24和第四驱动齿轮11同时驱动被动太阳齿轮8旋转，进而使第四偏心振动块3-5旋转。

如图4～图8所示的第一偏心振动块3-2、第二偏心振动块3-3、第三偏心振动块3-4和第四偏心振动块3-5的运动关系，当第一偏心振动块3-2和第四偏心振动块3-5作为一组向一方向旋转时，所述第二偏心振动块3-3和第三偏心振动块3-4作为另一组则同步向另一方向旋转同样的角度，使在x’轴方向的合力为0，而在y’轴方向的合力为F，即保证第一偏心振动块3-2和第四偏心振动块3-5构成的第一偏心振动组与第二偏心振动块3-3和第三偏心振动块3-4构成的第二偏心振动组转向同步、转向相反且共同作用力共面。

本实施例中，所述调向机构在使用时，通过所述摆动油缸18带动所述调向小齿轮19转动，再通过调向小齿轮19带动所述调向大齿轮16转动，所述调向大齿轮16和所述连接体25一起相对于筒毂端盖20转动，进而带动与所述连接体25相连接的振子3整体转动。通过所述调向机构能够有效地带动振子3整体进行正反转，当所述振子3整体进行正反转的同时，所述振子3上的两个偏心振动组一直处于旋转工作状态，所述调向机构带动所述振子3的转动幅度与所述摆动油缸18的行程有关。

如图9所示，由第一偏心振动块3-2和第四偏心振动块3-5构成的第一偏心振动组，以及由第二偏心振动块3-3和第三偏心振动块3-4构成的第二偏心振动组这两个振动源，其运转产生的激振力F可随振动方向δ的变化对压实基面产生不同的垂直压实力Fv，Fv＝Fcosδ，其中δ为激振力F与地面28垂直方向的夹角，当δ＝0°时Fv值最大，Fvmax＝F；当δ＝90°时Fv值最小，Fvmin＝0,一般使δ＝±90°，这样对压实基面产生的压实力就可以在0～F之间进行调节了，于是，通过所述调向机构，有效地实现了对所述振子3激振力方向的调节。

如图1和图2所示，所述支撑体3-1上开设有多个润滑油喷淋孔3-6，所述筒体2的内壁设置有多个用于在其转动时将其底部的润滑油带起并倾倒在支撑体3-1上的油斗12。

本实施例中，通过在筒体2内壁上设置油斗12，能够在振动轮本体1旋转行走时，不断带起筒体2内的润滑油液在一定位置倾倒而下，透过支撑体3-1上的润滑油喷淋孔3-6对第一偏心振动块3-2、第二偏心振动块3-3、第三偏心振动块3-4和第四偏心振动块3-5的安装轴承进行有效的淋浴润滑，同时第一偏心振动块3-2、第二偏心振动块3-3、第三偏心振动块3-4和第四偏心振动块3-5在旋转运动过程中也会不断激起润滑油液对轴承进行飞溅润滑。

如图2和图3所示，所述油斗12的横截面为U形，多个所述油斗12两两一组，每组中的两个油斗12背靠背布设且两个所述油斗12之间设置有安装在筒体2上的固定板27，两个所述油斗12和所述固定板27通过一个螺栓连接。

本实施例中，通过将多个油斗12两两一组布设，这样能在该振动轮前进时和后退时，都能通过油斗12将筒体2内的润滑油带起并倾倒在支撑体3-1上。

如图1所示，所述振动轮本体1的内壁上设置有用于与所述筒毂端盖20螺栓连接的第一环形板22和用于与所述筒盖10螺栓连接的第二环形板4。通过第一环形板22与筒毂端盖20的螺栓连接，以及第二环形板4与筒盖10的螺栓连接，实现了所述振动单元与振动轮本体1的拆卸式连接，当需要更换所述振动轮本体1时，可以将振动单元从第一环形板22和第二环形板4上拆卸下来，进而方便了对振子3的维修和对振动轮本体1的更换。

如图1所示，所述行走驱动装置包括设置在所述筒盖10外侧的行走马达减速机9和连接在所述行走马达减速机9输出轴上的驱动盘6，所述驱动盘6通过橡胶减振器5与所述振动轮本体1相连接，所述行走马达减速机9固定安装在振动压路机机架7上。

本实施例中，所述行走驱动装置在工作时，通过行走马达减速机9带动驱动盘6并经橡胶减振器5带动振动轮本体1旋转行走。本实施例中，所述调向机构和振动马达17均位于筒毂端盖20的一侧，所述行走驱动装置位于筒盖10的另一侧，这种布设结构合理，和振动压路机本身结构布设相匹配。

如图10所示，该振动轮还包括用于对所述调向机构进行控制的调向控制系统，所述调向控制系统包括第一控制子系统和第二控制子系统，以及用于使该调向控制系统在所述第一控制子系统和所述第二控制子系统之间切换的切换开关43；

所述第一控制子系统包括：

加速度传感器29，用于检测压路机振动轮的实时振动加速度；

数据处理器32，用于接收所述实时振动加速度信号并将所述振动加速度信号处理成实时压实反馈值；

中央控制器33，用于将所述实时压实反馈值与压实密度预设值相比较，如果所述实时压实反馈值大于或小于所述压实密度预设值，则控制所述调向机构转动进而调整振动轮的激振力在竖直方向上的分力，以使所述智能压实值与所述压实密度预设值相匹配；

所述切换开关43与所述中央控制器33相接；

所述第二控制子系统包括：

用于检测压路机振动轮的振子相对于竖直方向的偏转角度的角度传感器30；

所述角度传感器30与所述数据处理器32相接；

所述数据处理器32接收所述角度信号并计算出振动轮激振力在竖直方向上的分力；

所述中央控制器33接收所述数据处理器32输出的激振力在竖直方向上的分力，并将激振力在竖直方向上的分力与压实激振力预设值相比较，当激振力在竖直方向上的分力大于压实激振力预设值时，则控制压路机振动轮的振子转动进而减小振动轮的激振力在竖直方向上的分力，直至激振力在竖直方向上的分力等于压实激振力预设值；当激振力在竖直方向上的分力小于压实激振力预设值时，则控制压路机振动轮的振子转动进而增大振动轮的激振力在竖直方向上的分力，直至激振力在竖直方向上的分力等于压实激振力预设值。

本实施例中，当通过切换开关43将该调向控制系统切换至第一控制子系统时，所述第一控制子系统的控制步骤包括：

步骤一、先通过加速度传感器29检测压路机振动轮的实时振动加速度；

步骤二、然后通过数据处理器32将所述实时振动加速度信号处理成实际压实反馈值；

步骤三、将所述实际压实反馈值与压实密度预设值相比较，判断所述实际压实反馈值是否大于或小于所述压实密度预设值，如果是，则控制压路机振动轮的振子转动进而调整振动轮的激振力在竖直方向上的分力，以使所述实际压实反馈值与所述压实密度预设值相等；如果否，则转至步骤一。

其中，所述压实密度预设值是通过试验方法得到的。

当通过切换开关43切换至第二控制子系统时，所述第二控制子系统的控制步骤包括：

步骤a、用于检测压路机振动轮的振子相对于竖直方向的偏转角度δ；

步骤b、利用公式Fv＝meω²cos(δ)计算振动轮激振力在竖直方向上的分力，其中，m为偏心块质量，e为偏心距，ω为角速度，ω＝2πf，f为振动频率保持不变；

步骤c、将激振力在竖直方向上的分力Fv与压实激振力预设值F₀相比较，当激振力在竖直方向上的分力Fv大于压实激振力预设值F₀时，则控制压路机振动轮的振子转动进而减小振动轮的激振力在竖直方向上的分力Fv，直至激振力在竖直方向上的分力Fv等于压实激振力预设值F₀；当激振力在竖直方向上的分力Fv小于压实激振力预设值F₀时，则控制压路机振动轮的振子转动进而增大振动轮的激振力在竖直方向上的分力，直至激振力在竖直方向上的分力Fv等于压实激振力预设值F₀。

本实施例中，所述调向控制系统的控制方式简单有效，能够很好地实现对激振力大小的实时控制，进而使使激振力方向从0°到90°无级变化，进而使激振力在竖直方向分力的从0到最大无级调节，使压路机在作业时避免出现欠压或者过压的情况，保证压实质量。另外，所述调向控制系统可以通过切换开关43在在所述第一控制子系统和所述第二控制子系统之间切换，这样可以有效的避免仅仅采用所述第一控制子系统或仅仅采用第二控制子系统所造成的误差，也可以在所述第一控制子系统或仅仅采用第二控制子系统中的一个控制子系统出现故障时，通过另一个控制子系统进行补充。

如图10所示，所述调向控制系统还包括压路机振动频率控制子系统，所述压路机振动频率控制子系统包括：

振动频率传感器31，用于检测压路机振动轮的振动频率；

压实频率预设电位器44，调节振动压路机振动轮的振动预设频率；

所述振动频率传感器31与所述中央控制器33相接；

所述中央控制器33接收所述振动频率传感器31输出的实时频率信号并与频率预设值相比较，当所述实时频率信号大于频率预设值时，控制振动泵34的转速进而减小压路机振动马达的转速以使压路机振动轮的振动频率降低直至所述实时频率信号等于频率预设值；当所述实时频率信号小于频率预设值时，控制振动泵34的转速进而增大压路机振动马达的转速以使压路机振动轮的振动频率降低直至所述实时频率信号等于频率预设值。

如图10所示，所述中央控制器33的输出端接有用于定位压路机工作位置以及海拔高度的GPS接收器39、用于输出压路机运行状态的GPRS模块40、用于与施工现场其它压路机相关联的WIFI网络模块41和用于将压路机的施工数据打印的打印机42。

结合图10和图11，所述中央控制器33通过液压控制系统控制压路机振动轮的振子转动，所述液压控制系统包括油箱68、液压泵46、第一电磁阀35、第二电磁阀36、第三电磁阀37、第四电磁阀38和用于带动压路机振动轮的振子转动的摆动油缸18，所述第一电磁阀35、第二电磁阀36、第三电磁阀37和第四电磁阀38均为二位二通电磁阀，所述第一电磁阀35、第二电磁阀36、第三电磁阀37和第四电磁阀38均与所述中央控制器33相接，所述液压泵46的进口通过第一油路61与油箱68连接，所述液压泵46的出口通过第二油路49与第一电磁阀35的进油口相连接，所述第二油路49靠近所述第一电磁阀35的部位设置有第一单向阀56，所述第一电磁阀35的出油口通过第三油路59与摆动油缸18的工作油口B相连接，所述摆动油缸18的工作油口A通过第四油路62与第二电磁阀36的进油口相连接，所述第二电磁阀36的出油口通过第五油路52与油箱68连接；所述第三电磁阀37的进油口通过第六油路55与第二油路49相连接，所述第六油路55上设置有第二单向阀53，所述第三电磁阀37的出油口与所述第四油路62相连接，所述第四电磁阀38的进油口与所述第三油路59相连接，所述第四电磁阀38的出油口通过第七油路54与所述第五油路52相连接；所述摆动油缸18的润滑进油口P通过第八油路63与第二油路49相连接，所述摆动油缸18的润滑回油口T通过第九油路65与第五油路52连接。

如图11所示，所述第二油路49靠近液压泵46的部位设置有第一溢流阀48，所述第一溢流阀48的溢流口通过第十油路67与油箱68连接，所述第三油路59与所述第五油路52通过第十一油路58相连接，所述第十一油路58上设置有第二溢流阀57，所述第二溢流阀57的溢流口通过第十三油路69与所述第五油路52相连接，所述第四油路62与所述第五油路52通过第十二油路50相连接，所述第十二油路50上设置有第三溢流阀66，所述第三溢流阀66的溢流口与所述第五油路52相连接。

如图11所示，所述第三油路59上连接有第一蓄能器60，所述第四油路62上连接有第二蓄能器64。

如图11所示，所述第一油路61上设置有第一过滤器45，所述第二油路49上设置有第二过滤器47，所述第二过滤器47位于液压泵46与第一溢流阀48之间。

本实施例中，液压油从液压油箱经第一油路61通过第一过滤器45，然后进入液压泵46，液压油经液压泵46的出口进入第二过滤器47为系统供油。第一溢流阀48限制整个系统供油压力。当第一电磁阀35和第二电磁阀36得电时，液压油从第二油路49经过第一单向阀56进入第一电磁阀35，然后通过第三油路59到达摆动油缸18的工作油口B，所述摆动油缸18的工作油口B压力达到系统压力，同时摆动油缸18的工作油口A经第二电磁阀36直接到达油箱68,所述摆动油缸18的工作油口A压力为0。由于所述摆动油缸18的工作油口B压力高于工作油口A压力,所述摆动油缸18的活塞杆向左运动。为了防止第一电磁阀35导通时液压油高压系统对摆动油缸18的冲击，在靠近摆动油缸18的工作油口B处增加第一蓄能器60对系统起缓冲作用，同时增设第二溢流阀57。

当第三电磁阀37和第四电磁阀38得电时，液压油从第二油路49经过第二单向阀53进入第三电磁阀37，由于第三电磁阀37得电导通，所以液压油到达摆动油缸18的工作油口A，压力达到系统压力。同时摆动油缸18的工作油口B经第四电磁阀38与油箱68联通，所述摆动油缸18的工作油口B压力为0。由于摆动油缸18的工作油口A压力高于工作油口B压力,摆动油缸18的活塞杆向右运动。为了防止第三电磁阀37导通时液压油高压系统对摆动油缸18的工作油口A的冲击，在摆动油缸18的工作油口A增加第二蓄能器64对系统起缓冲作用，同时增设第三溢流阀66。

如图11所示，为了对摆动油缸18的有杆腔、调向齿条及调向齿轮进行润滑，本实施例中，摆动油缸18设有润滑进油口P和润滑出油口T。当液压泵46运行时，位于摆动油缸18下方的润滑进油口P持续供油，并经摆动油缸18上方的润滑出油口T回油到油箱68，这样确保整个油缸内侧及齿条和齿轮都浸泡在液压油中，起到润滑作用。

本实施例还公开了一种智能调向振动压路机，其包括上述的振动轮。通过安装有上述振动轮的智能调向振动压路机，进而能够使该振动压路机在工作时，能够对松软刚度差的地方增大振动钢轮的压实强度；对实硬刚度强的地方则减小振动钢轮的压实强度，以此来提高压实的均衡性和平整度，提高施工质量，避免过压实和弹跳现象的发生。

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 (10)

1.智能调向振动压路机的振动轮，其特征在于：包括振动轮本体(1)、用于带动所述振动轮本体(1)行走的行走驱动装置和设置在所述振动轮本体(1)内的振动单元，所述振动单元与所述振动轮本体(1)拆卸式连接，所述振动单元包括与所述振动轮本体(1)相平行的筒体(2)和设置在所述筒体(2)内的振子(3)，所述筒体(2)的一端设置有筒毂端盖(20)，所述筒体(2)的另一端设置有筒盖(10)，所述筒毂端盖(20)上设置有用于向所述振子(3)输入动力的振动驱动装置和用于带动所述振子(3)绕振动轮本体(1)轴线正反向转动以调节所述振子(3)激振力方向的调向机构。

2.根据权利要求1所述的智能调向振动压路机的振动轮，其特征在于：所述振子(3)包括支撑体(3-1)以及转动安装在所述支撑体(3-1)上的第一偏心振动块(3-2)、第二偏心振动块(3-3)、第三偏心振动块(3-4)和第四偏心振动块(3-5)，所述第二偏心振动块(3-3)和第三偏心振动块(3-4)均位于所述第一偏心振动块(3-2)和第四偏心振动块(3-5)之间，所述第一偏心振动块(3-2)和第四偏心振动块(3-5)沿支撑体(3-1)的轴线方向呈左右对称布设，所述第二偏心振动块(3-3)和第三偏心振动块(3-4)关于支撑体(3-1)的轴线方向呈上下同向布设，所述第一偏心振动块(3-2)的质量矩、第二偏心振动块(3-3)的质量矩、第三偏心振动块(3-4)的质量矩和第四偏心振动块(3-5)的质量矩均相等，所述第一偏心振动块(3-2)、第二偏心振动块(3-3)、第三偏心振动块(3-4)和第四偏心振动块(3-5)的初始相位均相同、偏心方向均指向一致，所述第一偏心振动块(3-2)和第四偏心振动块(3-5)构成第一偏心振动组，所述第二偏心振动块(3-3)和第三偏心振动块(3-4)构成第二偏心振动组，所述第一偏心振动组和第二偏心振动组同步转动、转向相反且作用力共面。

3.根据权利要求2所述的智能调向振动压路机的振动轮，其特征在于：所述调向机构包括调向齿轮箱(15)、调向小齿轮(19)、调向大齿轮(16)和用于带动所述调向小齿轮(19)转动的摆动油缸(18)，所述调向小齿轮(19)与所述调向大齿轮(16)相啮合，所述调向齿轮箱(15)安装在筒毂端盖(20)上，所述调向小齿轮(19)和调向大齿轮(16)均设置在所述调向齿轮箱(15)内，所述调向齿轮箱(15)内设置有用于安装所述调向小齿轮(19)的调向齿轮轴，所述调向齿轮轴与摆动油缸(18)输出轴以键联结,所述振子(3)靠近筒毂端盖(20)的一侧设置有伸入调向齿轮箱(15)的连接体(25)，所述调向大齿轮(16)安装在所述连接体(25)上，所述连接体(25)与筒毂端盖(20)转动配合，所述调向齿轮箱(15)通过橡胶减振器(5)连接在振动压路机机架(7)上，所述调向齿轮箱(15)与筒毂端盖(20)转动配合。

4.根据权利要求3所述的智能调向振动压路机的振动轮，其特征在于：所述振动驱动装置包括振动马达(17)、主动太阳齿轮(21)、第一驱动齿轮(23)、第二驱动齿轮(24)、第三驱动齿轮(13)、第四驱动齿轮(11)和被动太阳齿轮(8)，以及用于连接所述振动马达(17)输出轴和第一偏心振动块(3-2)安装轴的联轴器(26)，所述振动马达(17)安装在调向齿轮箱(15)上，所述联轴器(26)穿过所述连接体(25)，所述主动太阳齿轮(21)安装在第一偏心振动块(3-2)安装轴的一端，所述第一驱动齿轮(23)安装在第二偏心振动块(3-3)安装轴的一端，所述第二驱动齿轮(24)安装在第二偏心振动块(3-3)安装轴的另一端，所述第三驱动齿轮(13)安装在第三偏心振动块(3-4)的安装轴一端，所述第四驱动齿轮(11)安装在第三偏心振动块(3-4)安装轴的另一端，所述被动太阳齿轮(8)安装在第四偏心振动块(3-5)安装轴的一端，所述主动太阳齿轮(21)位于第一驱动齿轮(23)和第三驱动齿轮(13)之间，所述第一驱动齿轮(23)和第三驱动齿轮(13)均与所述主动太阳齿轮(21)相啮合，所述被动太阳齿轮(8)位于第二驱动齿轮(24)和第四驱动齿轮(11)之间，所述第二驱动齿轮(24)和第四驱动齿轮(11)均与所述被动太阳齿轮(8)相啮合。

5.根据权利要求2所述的智能调向振动压路机的振动轮，其特征在于：所述支撑体(3-1)上开设有多个润滑油喷淋孔(3-6)，所述筒体(2)的内壁设置有多个用于在其转动时将其底部的润滑油带起并倾倒在支撑体(3-1)上的油斗(12)。

6.根据权利要求5所述的智能调向振动压路机的振动轮，其特征在于：所述油斗(12)的横截面为U形，多个所述油斗(12)两两一组，每组中的两个油斗(12)背靠背布设且两个所述油斗(12)之间设置有安装在筒体(2)上的固定板(27)，两个所述油斗(12)和所述固定板(27)通过一个螺栓连接。

7.根据权利要求1所述的智能调向振动压路机的振动轮，其特征在于：所述行走驱动装置包括设置在所述筒盖(10)外侧的行走马达减速机(9)和连接在所述行走马达减速机(9)输出轴上的驱动盘(6)，所述驱动盘(6)通过橡胶减振器(5)与所述振动轮本体(1)相连接，所述行走马达减速机(9)固定安装在振动压路机机架(7)上。

8.根据权利要求3所述的智能调向振动压路机的振动轮，其特征在于：还包括用于对所述调向机构进行控制的调向控制系统，所述调向控制系统包括第一控制子系统和第二控制子系统，以及用于使该调向控制系统在所述第一控制子系统和所述第二控制子系统之间切换的切换开关(43)；

所述第一控制子系统包括：

加速度传感器(29)，用于检测压路机振动轮的实时振动加速度；

数据处理器(32)，用于接收所述实时振动加速度信号并将所述振动加速度信号处理成实时压实反馈值；

中央控制器(33)，用于将所述实时压实反馈值与压实密度预设值相比较，如果所述实时压实反馈值大于或小于所述压实密度预设值，则控制所述调向机构转动进而调整振动轮的激振力在竖直方向上的分力，以使所述智能压实值与所述压实密度预设值相匹配；

所述切换开关(43)与所述中央控制器(33)相接；

所述第二控制子系统包括：

用于检测压路机振动轮的振子相对于竖直方向的偏转角度的角度传感器(30)；

所述角度传感器(30)与所述数据处理器(32)相接；

所述数据处理器(32)接收所述角度信号并计算出振动轮激振力在竖直方向上的分力；

所述中央控制器(33)接收所述数据处理器(32)输出的激振力在竖直方向上的分力，并将激振力在竖直方向上的分力与压实激振力预设值相比较，当激振力在竖直方向上的分力大于压实激振力预设值时，则控制压路机振动轮的振子转动进而减小振动轮的激振力在竖直方向上的分力，直至激振力在竖直方向上的分力等于压实激振力预设值；当激振力在竖直方向上的分力小于压实激振力预设值时，则控制压路机振动轮的振子转动进而增大振动轮的激振力在竖直方向上的分力，直至激振力在竖直方向上的分力等于压实激振力预设值。

9.根据权利要求8所述的智能调向振动压路机的振动轮，其特征在于：所述中央控制器(33)通过液压控制系统控制压路机振动轮的振子转动，所述液压控制系统包括油箱(68)、液压泵(46)、第一电磁阀(35)、第二电磁阀(36)、第三电磁阀(37)和第四电磁阀(38)，所述第一电磁阀(35)、第二电磁阀(36)、第三电磁阀(37)和第四电磁阀(38)均与所述中央控制器(33)相接，所述第一电磁阀(35)、第二电磁阀(36)、第三电磁阀(37)和第四电磁阀(38)均为二位二通电磁阀，所述液压泵(46)的进口通过第一油路(61)与油箱(68)连接，所述液压泵(46)的出口通过第二油路(49)与第一电磁阀(35)的进油口相连接，所述第二油路(49)靠近所述第一电磁阀(35)的部位设置有第一单向阀(56)，所述第一电磁阀(35)的出油口通过第三油路(59)与摆动油缸(18)的工作油口B相连接，所述摆动油缸(18)的工作油口A通过第四油路(62)与第二电磁阀(36)的进油口相连接，所述第二电磁阀(36)的出油口通过第五油路(52)与油箱(68)连接；所述第三电磁阀(37)的进油口通过第六油路(55)与第二油路(49)相连接，所述第六油路(55)上设置有第二单向阀(53)，所述第三电磁阀(37)的出油口与所述第四油路(62)相连接，所述第四电磁阀(38)的进油口与所述第三油路(59)相连接，所述第四电磁阀(38)的出油口通过第七油路(54)与所述第五油路(52)相连接；所述摆动油缸(18)的润滑进油口P通过第八油路(63)与第二油路(49)相连接，所述摆动油缸(18)的润滑回油口T通过第九油路(65)与第五油路(52)连接。

10.智能调向振动压路机，其特征在于：包括如权利要求1至9任一权利要求所述的振动轮。