CN105780634A - 摊铺厚度测量系统、方法及摊铺机 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种摊铺厚度测量系统、方法及摊铺机;该摊铺厚度测量系统包括:测厚传感器,其配置为用于测量摊铺前和摊铺后路面相对于找平基准的高度;控制器,其配置为计算或获取摊铺机的行驶距离,并根据摊铺前路面和摊铺后路面相对于找平基准的高度以及行驶距离来计算摊铺厚度。该摊铺厚度测量方法旨在通过前测厚传感器和后测厚传感器测量同一位置的摊铺前和摊铺后的路面相对于找平基准的高度,并作差得出该位置的摊铺厚度。本发明避开了摊铺前路面在行进方向的不平整性和摊铺机自身颠簸性的影响,获得摊铺厚度更加准确、真实。
Description
技术领域
本发明涉及工程机械技术领域,尤其涉及摊铺厚度测量系统、方法及摊铺机。
背景技术
一般地,如图1所示,摊铺机包括主机1和熨平板2,熨平板2通过左、右两侧的两个大臂3(图中仅示出了一个大臂3)铰接于主机1的调平油缸7上。主机1负责接收混合料并输送至熨平板2前的整个摊铺宽度上,并拖曳熨平板2前进;熨平板2则负责对混合料抹平压实并最终成形路面。
然而,由于路基不平或者摊铺速度变化等因素的影响,熨平板2的高度也往往会不时的变化,从而摊铺出的路面也变得不平整。为了改善路面的平整度,现有摊铺机一般都配备了一套找平系统来减小各种不利因素的影响。
如图1所示,通常,找平系统包括至少在摊铺机的一侧设置的位于大臂3铰接点和熨平板2后沿之间某点上一个找平传感器4,设置于摊铺机操纵台的找平控制器5和用于控制调平油缸7的电磁阀6。找平传感器4用于检测熨平板2相对于找平基准的高度,并在所检测高度与期望高度间有偏差时将信号发送给找平控制器5,然后找平控制器5发送控制信号给电磁阀6并控制调平油缸7使高度偏差绝对值变小。
找平基准可以是相邻的已铺设好的路面,或者是现有的路缘。在某些情形下,勘测员会勘测将要铺设的路面并设置一系列标桩,且设置从一个标桩到另一个标桩的钢丝绳以作为找平基准。
在实际的施工过程中,即使摊铺机配备了找平系统,摊铺路面的厚度也往往出现预期之外的变化。为了有效检测摊铺厚度,现有技术中往往需要施工检测人员不定时地用钢钎和直尺手工检测,费时费力,而且难以避免人为误差。
中国专利,公开号为CN100587161C的专利(优先权号US10/929,469)、公开号为CN102828457B的专利(优先权号EP11004887.3)、公开号为CN102828459B的专利(优先权号EP11004888.1)、公开号为CN102828458B的专利(优先权号EP11004889.9)、公开号为CN103528555A的专利以及公开号为CN103821072A的专利均公开了一些值得参考的测量摊铺厚度的技术方案,至少两个传感器被分别用来测量摊铺前和摊铺后的路面到传感器的距离,从而摊铺厚度可以计算得出。然而由于摊铺前路面的不平整以及由其引起的摊铺机的高度和倾角的变化,这些技术方案无法保证测量摊铺前、后的路面的传感器在行驶方向上同一位置处时的相对位置是固定的,从而其测量准确度很难得到保证。
公开号为CN103866673A的专利公开了一种测量摊铺厚度的技术方案,采用了全站仪、带360棱镜和激光测距传感器的检测平台小车、具有摊铺前基准面的三维坐标的监控客户端。这种测量系统过于复杂,在实际应用中多有不便。
发明内容
针对现有技术中摊铺厚度测量方面的上述不足,本发明提出了一种适于工程应用的测量准确度高的摊铺厚度测量系统和方法,并公开了一种配备有该摊铺厚度测量系统的摊铺机。
为解决上述技术问题,本发明采用的技术方案是:
一种摊铺厚度测量系统,包括:
测厚传感器,其配置为用于测量摊铺前和摊铺后路面相对于找平基准的高度;
控制器,其配置为计算或获取摊铺机的行驶距离,并根据摊铺前路面和摊铺后路面相对于找平基准的高度以及行驶距离来计算摊铺厚度。
优选地,还包括测厚输出装置,其中:
所述测厚传感器包括前测厚传感器、后测厚传感器,所述前测厚传感器与所述后测厚传感器在摊铺机的行驶方向上间隔设置,所述前测厚传感器用于测量摊铺前路面相对于找平基准的高度,所述后测厚传感器用于测量摊铺后路面相对于找平基准的高度;
所述控制器包括行驶距离获取模块及测厚计算器,所述行驶距离获取模块用于计算或获取摊铺机的行驶距离,所述测厚计算器根据前测厚传感器和后测厚传感器分别检测到的摊铺前路面和摊铺后路面相对于找平基准的高度以及行驶距离获取模块获取的行驶距离来计算摊铺厚度并将摊铺厚度发送给所述测厚输出装置;
所述测厚输出装置用于输出或显示摊铺厚度。
优选地,所述前测厚传感器为位于摊铺机前侧的在竖直方向上与找平基准随动的第一高度传感器。
优选地,所述前测厚传感器为安装于摊铺机前侧的集成传感器。
优选地,所述集成传感器包括第二高度传感器和第三高度传感器,所述第二高度传感器用于测量其相对于摊铺前路面的高度,所述第三高度传感器用于测量其相对于找平基准的高度。
优选地,所述后测厚传感器为位于摊铺机的熨平板后沿处的测量熨平板后沿相对于找平基准的高度的第四高度传感器。
本发明还公开了一种摊铺机,包括主机和熨平板,还包括上述的摊铺厚度测量系统。
本发明还公开了一种摊铺厚度测量方法,通过测量摊铺前和摊铺后路面相对于找平基准的高度、摊铺机的行驶距离,计算摊铺厚度。
优选地,包括以下步骤:
S10:标定摊铺机前方任意一点作为目标测量点,并获取前测厚传感器到目标测量点的距离L1;
S20:在摊铺机行驶距离为L1时,获取前测厚传感器测量的摊铺前路面相对于找平基准的高度H1;
S30:在摊铺机行驶距离为L1+Ls时,获取后测厚传感器测量的摊铺后路面相对于找平基准的高度H2;
S40:计算得出该目标测量点的摊铺厚度T=H2-H1。
其中:Ls为前测厚传感器与后测厚传感器在摊铺机行驶方向上的距离。
与现有技术相比,本发明的摊铺厚度测量系统、方法及摊铺机的有益效果是:本发明利用行驶距离获取模块,使前测厚传感器和后测厚传感器能够测量同一位置的摊铺前路面相对于找平基准的高度和摊铺后路面相对于找平基准的高度,进而计算得出该位置的摊铺厚度,本发明的厚度测量系统和方法避开了摊铺前路面在行进方向的不平整性和摊铺机自身颠簸性的影响,获得摊铺厚度更加准确、真实。
附图说明
图1为现有技术中的摊铺机及找平系统示意图;
图2为本发明的摊铺机的前测厚传感器与目标测量点相距L1时的摊铺状态示意图;
图3为本发明的摊铺机的前测厚传感器位于目标测量点上方时的摊铺状态示意图;
图4为本发明的摊铺机的后测厚传感器位于目标测量点上方时的摊铺状态示意图;
图5为前测厚传感器为集成传感器时的测量方法示意图。。
图中:1-主机;2-熨平板;3-大臂;4-找平传感器;5-找平控制器;6-电磁阀;7-调平油缸;8-前测厚传感器;9-后测厚传感器;10-行驶距离获取模块;11-测厚计算器;12-测厚输出装置。
具体实施方式
为使本领域技术人员更好的理解本发明的技术方案,下面结合附图和具体实施方式对本发明作详细说明。
本发明的实施例公开了一种摊铺厚度测量系统,该摊铺厚度测量系统用于测量摊铺后路面的厚度,如图2至4所示,其包括:前测厚传感器8、后测厚传感器9、行驶距离获取模块10、测厚计算器11以及测厚输出装置12;前测厚传感器8与后测厚传感器9在摊铺机的行驶方向上间隔设置,前测厚传感器8用于测量摊铺前路面相对于找平基准的高度,后测厚传感器9用于测量摊铺后路面相对于找平基准的高度,行驶距离获取模块10用于计算或获取摊铺机的行驶距离,测厚计算器11根据前测厚传感器8和后测厚传感器9分别检测到的摊铺前路面和摊铺后路面相对于找平基准的高度以及行驶距离获取模块10获取的行驶距离来计算摊铺厚度并将摊铺厚度发送给测厚输出装置12,测厚输出装置12用于输出或显示摊铺厚度。
本发明的摊铺厚度测量系统能够准确测得摊铺厚度的关键在于:引入找平基准作为摊铺厚度测量的测量和计算基准,并测量同一位置的摊铺前路面和摊铺后路面相对于找平基准的高度,进而计算得出该位置处的摊铺厚度。而现有技术中的摊铺厚度测量系统所测量的是摊铺前路面、摊铺后路面分别到前、后传感器的距离,由于摊铺前路面的不平整以及由其引起的摊铺机颠簸(高度和倾角的变化)的影响,前、后传感器的相对位置关系是不固定的,使得现有技术中摊铺厚度测量系统所测量的摊铺厚度不够准确。而本发明的摊铺厚度测量系统将不受路面不平整和摊铺机颠簸影响的找平基准用作摊铺厚度测量的测量和计算基准,从而能够获得更加准确、真实的测量结果。
前测厚传感器8和后测厚传感器9可安装在摊铺机的多个位置,也可由一种或多种传感器组合而成。
优选地,前测厚传感器8可以为布置于摊铺机前侧即主机1前侧,且在行驶方向上相对于主机1固定而在竖直方向上相对于主机1活动并随找平基准上下运动的高度传感器,从而可以直接测量出摊铺前路面相对于找平基准的高度;如图5所示,前测厚传感器8也可以为固定于主机1前侧的集成传感器,该集成传感器具体包括分别测量其相对于摊铺前路面的高度h3和其相对于找平基准的高度h4的两个高度传感器,高度传感器所测量的数值相减即可得出目标测量点摊铺前路面相对于找平基准的高度H1。
优选地,如图2所示,后测厚传感器9为位于熨平板2后沿处的高度传感器,此时可以方便地测出熨平板2后沿相对于找平基准的高度,容易得知,熨平板2后沿相对于找平基准的高度也就是摊铺后路面相对于找平基准的高度。当然高度传感器也可以布置于相对于熨平板2后沿一定高度处,计算时计入此相对高度即可间接得出目标测量点摊铺后路面相对于找平基准的高度。
上述各高度传感器可以为机械式传感器、超声波传感器、激光传感器等。
行驶距离获取模块10用于计算或获取摊铺机的行驶距离,开始摊铺时或者开始测量厚度时前测厚传感器8所对应的测量位置即为行驶距离计算的起点。行驶距离可以由控制器根据行驶马达速度传感器来对时间进行积分运算得出行驶距离,此控制器和行驶马达速度传感器即为本摊铺厚度测量系统的行驶距离获取模块10。当然行驶距离获取模块10也可以为额外附加的行驶距离传感器。
测厚计算器11获取并存储前测厚传感器8和后测厚传感器9测量的高度以及行驶距离获取模块10得到的行驶距离来计算摊铺厚度并将其发送给测厚输出装置12。
测厚输出装置12可以为摊铺机上现有的显示器或者额外附加的厚度测量系统专用的显示器,当然也可以为任何其他类型的输出装置。容易想到的是,测厚输出装置12既可以输出或显示离散点处的摊铺厚度,也可以输出或显示摊铺厚度随行驶距离变化的曲线。
基于上述摊铺厚度测量系统,本发明还公开了一种摊铺厚度测量方法,具体包括以下步骤:
Ls为前测厚传感器8与后测厚传感器9在摊铺机行驶方向上的距离。
S10:如图2所示,标定摊铺机前方任意一点作为目标测量点,并获取前测厚传感器到目标测量点的距离L1;
S20:图3所示,通过行驶距离获取模块10获取行驶距离,在摊铺机行驶距离为L1时,测厚计算器11获取前测厚传感器8测量的摊铺前路面相对于找平基准的高度H1;
S30:如图4所示,通过行驶距离获取模块获取行驶距离,在摊铺机行驶距离为L1+Ls时,测厚计算器11获取后测厚传感器9测量的摊铺后路面相对于找平基准的高度H2;
S40:测厚计算器11计算得出该目标测量点的摊铺厚度T=H2-H1。
需要指出的是:如图1所示,前测厚传感器8和后测厚传感器9在同一时刻测量出的摊铺前路面和摊铺后路面相对于找平基准的高度瞬时值h1和h2并不能直接用于计算摊铺厚度,因为此时测得的摊铺厚度不是同一位置的摊铺厚度,只有与特定行驶距离相对应的测量值才能用来计算目标测量点处的摊铺厚度。易于得知,如果要测量距起点距离为L1处的目标测量点的摊铺厚度,需要等摊铺机行驶距离为L1时获取前测厚传感器8测量的摊铺前路面相对于找平基准的高度H1并存储在测厚计算器11中,然后再等摊铺机行驶Ls也即总行驶距离为L1+Ls时获取后测厚传感器9测量的摊铺后路面相对于找平基准的高度H2,然后将两者相减即可得出此目标测量点的摊铺厚度。
高度值可正可负,易于理解地,例如摊铺前路面相对于找平基准的高度H1为负值表示摊铺前的路面低于找平基准,反之亦然。
本发明还公开了一种摊铺机,除包括主机1和熨平板2外,还包括上述的的摊铺厚度测量系统。该摊铺机配备了摊铺厚度测量系统后能够准确测量摊铺后路面的厚度。
以上实施例仅为本发明的示例性实施例,不用于限制本发明,本发明的保护范围由权利要求书限定。本领域技术人员可以在本发明的实质和保护范围内,对本发明做出各种修改或等同替换,这种修改或等同替换也应视为落在本发明的保护范围内。
Claims (9)
1.一种摊铺厚度测量系统,其特征在于,包括:
测厚传感器,其配置为用于测量摊铺前和摊铺后路面相对于找平基准的高度;
控制器,其配置为计算或获取摊铺机的行驶距离,并根据摊铺前路面和摊铺后路面相对于找平基准的高度以及行驶距离来计算摊铺厚度。
2.根据权利要求书1所述的摊铺厚度测量系统,其特征在于,还包括测厚输出装置,其中:
所述测厚传感器包括前测厚传感器、后测厚传感器,所述前测厚传感器与所述后测厚传感器在摊铺机的行驶方向上间隔设置,所述前测厚传感器用于测量摊铺前路面相对于找平基准的高度,所述后测厚传感器用于测量摊铺后路面相对于找平基准的高度;
所述控制器包括行驶距离获取模块及测厚计算器,所述行驶距离获取模块用于计算或获取摊铺机的行驶距离,所述测厚计算器根据前测厚传感器和后测厚传感器分别检测到的摊铺前路面和摊铺后路面相对于找平基准的高度以及行驶距离获取模块获取的行驶距离来计算摊铺厚度并将摊铺厚度发送给所述测厚输出装置;
所述测厚输出装置用于输出或显示摊铺厚度。
3.根据权利要求书2所述的摊铺厚度测量系统,其特征在于,所述前测厚传感器为位于摊铺机前侧的在竖直方向上与找平基准随动的第一高度传感器。
4.根据权利要求书2所述的摊铺厚度测量系统,其特征在于,所述前测厚传感器为安装于摊铺机前侧的集成传感器。
5.根据权利要求书4所述的摊铺厚度测量系统,其特征在于,所述集成传感器包括第二高度传感器和第三高度传感器,所述第二高度传感器用于测量其相对于摊铺前路面的高度,所述第三高度传感器用于测量其相对于找平基准的高度。
6.根据权利要求书2所述的摊铺厚度测量系统,其特征在于,所述后测厚传感器为位于摊铺机的熨平板后沿处的测量熨平板后沿相对于找平基准的高度的第四高度传感器。
7.一种摊铺机,包括主机和熨平板,其特征在于,还包括如权利要求1至6任意一项所述的摊铺厚度测量系统。
8.一种摊铺厚度测量方法,其特征在于,通过测量摊铺前和摊铺后路面相对于找平基准的高度、摊铺机的行驶距离,计算摊铺厚度。
9.根据权利要求书8所述的摊铺厚度测量方法,其特征在于,包括以下步骤:
S10:标定摊铺机前方任意一点作为目标测量点,并获取前测厚传感器到目标测量点的距离L1;
S20:在摊铺机行驶距离为L1时,获取前测厚传感器测量的摊铺前路面相对于找平基准的高度H1;
S30:在摊铺机行驶距离为L1+Ls时,获取后测厚传感器测量的摊铺后路面相对于找平基准的高度H2;
S40:计算得出该目标测量点的摊铺厚度T=H2-H1。
其中:Ls为前测厚传感器与后测厚传感器在摊铺机行驶方向上的距离。
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PB01 | Publication | ||
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Granted publication date: 20180424 Termination date: 20210307 |
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