專利名稱：用于路面機(jī)械的非接觸超聲波平均找平梁的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種路面機(jī)械施工平整度控制裝置，尤其涉及一種浙青攤鋪機(jī)、路面 銑刨機(jī)在施工過程中的非接觸式平均找平裝置。
背景技術(shù)：
當(dāng)前高等級公路的基層施工中基本上都采用攤鋪機(jī)攤鋪，攤鋪時采用鋼絲繩做基 準(zhǔn)實(shí)現(xiàn)自動找平攤鋪，相比先前的平地機(jī)施工，基層的平整度和高層有了大幅度的提高，這 也使得后續(xù)的浙青路面攤鋪可以使用相對基準(zhǔn)取代鋼絲繩絕對基準(zhǔn)進(jìn)行自動找平，大大降 低了安放絕對基準(zhǔn)所需的勞動強(qiáng)度。用于浙青攤鋪機(jī)找平的相對基準(zhǔn)有接觸式與非接觸式兩類，在接觸式找平基準(zhǔn)中 常用的是跨越式機(jī)械平均找平梁，這種平均梁總體長度在16 17米之間，安裝在攤鋪機(jī)主 機(jī)的兩側(cè)并跨越熨平板，位于熨平板前面的前梁通過多組(多為12組)橡膠輪或滑雪板支 撐在已鋪路面上，位于熨平板后面的后梁通過多組(多為8組)滑雪板或鋁合金輪支撐在 新鋪油面上，機(jī)械平均找平梁由于與路面接觸，而且較長，在施工過程中存在沾粘浙青料， 清洗繁瑣、在彎道段不便施工、轉(zhuǎn)場不方便等缺點(diǎn)，當(dāng)前已被非接觸式找平基準(zhǔn)取代。非接 觸式平均找平基準(zhǔn)梁有超聲波與激光兩種，前者使用最多。非接觸超聲波平均找平梁的品 種很多，但是它們的基本組成相同，主要包括支座、支架、鋁合金梁、超聲波傳感器、控制器、 電纜線等。常用于路面銑刨機(jī)的找平系統(tǒng)，一種是拉繩傳感器、橫坡傳感器、非接觸傳感器與 控制器組合的控制方式，另一種是非接觸超聲波平均找平梁控制方式，后者因超聲波傳感 器多，平均效果好，相對前者具有更平順的控制性能，這種非接觸式超聲波找平梁與用于浙 青攤鋪機(jī)上的非接觸超聲波找平梁在組成上完全相同。綜合分析目前被使用的非接觸超聲波平均找平梁，主要存在如下問題(1)單側(cè)超聲波探頭的數(shù)量少，采集的數(shù)據(jù)少，平均效果差；(2)找平梁支架為鐵質(zhì)，沒有減振裝置，攤鋪機(jī)工作時超聲波傳感器的振動大，找 平性能差，系統(tǒng)可靠性差。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是解決現(xiàn)有的非接觸平均找平梁存在的問題，提供一種在電控系統(tǒng) 上具有超聲波探頭數(shù)量多，控制精度高、操作方便；在機(jī)械結(jié)構(gòu)上具有安裝方便、結(jié)構(gòu)堅(jiān)固、 性能穩(wěn)定的用于路面機(jī)械的非接觸超聲波平均找平梁。本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的用于路面機(jī)械的非接觸超聲波平均找平梁，包括兩 個安裝支座，所述兩個安裝支座分別連接兩個第一不銹鋼支架，所述兩個第一不銹鋼支架 分別活動連接兩個第二不銹鋼支架，所述兩個第二不銹鋼支架分別活動連接減振支架，所 述兩個減振支架內(nèi)套置可折疊的鋁合金制成的找平梁，所述找平梁上安裝至少三個超聲波 傳感器吊桿，所述每個超聲波傳感器吊桿下部固定連接超聲波傳感器，所述超聲波傳感器通過電纜線與控制器連接。作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述超聲波傳感器和控制器之間設(shè)置接線盒。作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述每個超聲波傳感器包括一個補(bǔ)償用超聲波探頭和 五個測試用超聲波探頭。本發(fā)明的控制過程本發(fā)明安裝在攤鋪機(jī)或其它路面機(jī)械上之后，控制器一旦得 電，就把電源通過線纜傳輸?shù)礁鱾€超聲波傳感器，按照控制器的呼叫地址，相應(yīng)的超聲波傳 感器所測量的距離信號就被傳輸?shù)娇刂破?。待被控機(jī)械處于正常工作狀態(tài)后，通過控制器 基準(zhǔn)設(shè)定按鍵把各當(dāng)前超聲波傳感器的距離平均值設(shè)定為系統(tǒng)控制的基準(zhǔn)值，隨后通過控 制器把系統(tǒng)設(shè)定到自動控制狀態(tài)，隨著被控機(jī)械的前進(jìn)，控制器把采集到的瞬態(tài)值不斷地 與記錄下來的基準(zhǔn)值做比較，如果二者之差超出預(yù)先設(shè)定的控制死區(qū)值，控制器就按照偏 差值的大小和正負(fù)關(guān)系發(fā)出控制信號到相應(yīng)的液壓執(zhí)行機(jī)構(gòu)中的電磁閥線圈，使執(zhí)行機(jī)構(gòu) (多為液壓油缸)作出相應(yīng)的調(diào)整動作，改變各超聲波探頭到基準(zhǔn)之間的距離，以使控制 器的所采集的瞬態(tài)值與基準(zhǔn)值之差維持在死區(qū)值，確保攤鋪機(jī)或其它路面機(jī)械的施工平整 度。本發(fā)明內(nèi)置的測試用超聲波探頭完成超聲波信號的發(fā)射和接收，并記錄下來每個 測試用超聲波探頭從發(fā)射開始到收到回波所經(jīng)歷的時間，再由補(bǔ)償用超聲波探頭計(jì)算出在 此環(huán)境下超聲波的傳播速度，由傳播時間和傳播速度計(jì)算出每個測試用超聲波探頭的測試 距離，最后計(jì)算出超聲波傳感器到被測基準(zhǔn)之間距離并上傳到總線上等待控制器采集，只 要超聲波傳感器通電，它就周而復(fù)始地完成到基準(zhǔn)面距離的測試與輸出。本發(fā)明的有益效果是(1)本發(fā)明連接多個超聲波傳感器吊桿，每個超聲波傳感器吊桿連接五個測試用 超聲波探頭和一個補(bǔ)償用超聲波探頭，采集的數(shù)據(jù)多，平均效果好，獨(dú)特的補(bǔ)償技術(shù)，采集 的數(shù)據(jù)精度高，找平效果好；(2)找平梁在高度與水平方向上可調(diào)，而且找平梁可折疊，確保了系統(tǒng)安裝方便、 可適合多種路面機(jī)械，并方便轉(zhuǎn)場和運(yùn)輸；(3)支撐找平梁的支架采用不銹鋼材質(zhì)，并有減振支架，大大地降低了因攤鋪機(jī)工 作時的振動對超聲波傳感器性能的影響，提高了系統(tǒng)的找平性能和工作可靠性。





圖1為本發(fā)明的一種結(jié)構(gòu)示意圖。 圖2是本發(fā)明的安裝支座結(jié)構(gòu)示意圖。 圖3是本發(fā)明的不銹鋼支架結(jié)構(gòu)示意圖。 圖4是本發(fā)明的減振支架結(jié)構(gòu)示意圖。 圖5是本發(fā)明的找平梁的連接結(jié)構(gòu)示意圖。 圖6是本發(fā)明的找平梁的折疊部分結(jié)構(gòu)示意圖。 圖7是本發(fā)明的超聲波傳感器外形結(jié)構(gòu)示意圖。 圖8是本發(fā)明的超聲波傳感器電控系統(tǒng)方框圖。 圖9是本發(fā)明的控制器外形結(jié)構(gòu)示意圖。 圖10是本發(fā)明的控制器電控系統(tǒng)方框圖。
具體實(shí)施例方式如圖1所示，用于路面機(jī)械的非接觸超聲波平均找平梁，包括兩個安裝支座1，兩 個安裝支座1分別連接兩個第一不銹鋼支架2，兩個第一不銹鋼支架2分別活動連接兩個第 二不銹鋼支架3，兩個第二不銹鋼支架3分別活動連接減振支架4，兩個減振支架4內(nèi)套置 可折疊的鋁合金制成的找平梁5，找平梁5上安裝至少三個超聲波傳感器吊桿6，每個超聲 波傳感器吊桿6下部固定連接超聲波傳感器7，超聲波傳感器7通過電纜線10與控制器8 連接。找平梁5包括前內(nèi)梁51、后內(nèi)梁52、前外梁53、后外梁54、夾緊機(jī)構(gòu)55和56。找平梁5的前、中和后部分別有三個傳感器吊桿支座13，用于安裝超聲波傳感器 吊桿6。實(shí)際使用時，安裝支座1分別固定在浙青攤鋪機(jī)110大臂111的前端(近拖點(diǎn)位 置)和后端(近熨平板處)或其它路面機(jī)械機(jī)身一側(cè)的前端和后端。本發(fā)明電控部件包括超聲波傳感器7、控制器8、接線盒9、電纜線10等。3根電纜 線10分別把3只傳感器7連到接線盒9，控制器8通過電纜線連到接線盒9，控制器8通過 電纜線連接到攤鋪機(jī)的找平插座。如圖2，安裝支座1包括焊板14、卡箍座15、卡箍16和螺釘19。焊板14的一面通 過焊接或其它方式連接在攤鋪機(jī)大臂111或其它路面機(jī)械機(jī)身上，在焊板14的另一面上焊 接有兩個各帶兩個螺紋孔的卡箍座15，卡箍16上有兩個通孔17，每個卡箍座15和卡箍16 上都有一個半圓形凹槽，兩個卡箍16分別通過兩個螺釘19把第一不銹鋼支架2的圓管卡 到卡箍座16上，松開第一不銹鋼支架2固定卡箍上的螺釘19后，可以調(diào)節(jié)第一不銹鋼支架 2的高度，從而帶動調(diào)整找平梁5的高度使找平梁5避開障礙物，確保找平梁5的可安裝性。如圖3，第一不銹鋼支架2和第二不銹鋼支架3分別包括圓管21、長方形管22、圓 管23和加強(qiáng)筋板24以及正方形管31、長方形管32、圓管33和加強(qiáng)筋板34。第一不銹鋼 支架2的圓管21卡在安裝支座1上，圓管23套在第二不銹鋼支架3的正方形管31內(nèi)孔， 并通過螺釘35鎖住第二不銹鋼支架3以免其轉(zhuǎn)動或下降；第二不銹鋼支架3通過正方形管 31連接第一不銹鋼支架2，圓管33套在減振支架4上的正方形管41內(nèi)，在正方形管41上 裝有螺釘44，用于防止減振支架4轉(zhuǎn)動或下降。第一不銹鋼支架2和第二不銹鋼支架3都 采用不銹鋼材質(zhì)，強(qiáng)度高、抗振動沖擊強(qiáng)、穩(wěn)定性好。松開安裝支座1上的螺釘19后，可以 調(diào)節(jié)第一不銹鋼支架2的高度；松開第二不銹鋼支架3上的的螺釘35后，可以調(diào)節(jié)第二不 銹鋼支架3的高度，上述調(diào)整都帶動找平梁5的高度的調(diào)整，從而使找平梁5避開障礙物或 處在最合適的高度位置，確保找平梁5的可安裝性；松開所有的螺釘后，可對第一不銹鋼支 架2和第二不銹鋼支架3在水平位置上進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，從而帶動找平梁5改變其在水平方向上 的位置，進(jìn)而避開障礙物。如圖4，減振支架4包括不銹鋼正方形管41、減振體固定板42、兩個減振體43、U 型體44、擋板45、抗偏螺柱46以及螺釘47等。不銹鋼正方形管41連接第二不銹鋼支架3 的圓管33，兩個減振體43都通過兩個螺釘固定在固定板42上之間安裝找平梁5，通過擋板 45對找平梁5限位，抗偏螺柱46 —端連接U型體44，另一端穿過上固定板的中心孔。減振 支架4的減振體43把安裝在找平梁5上的超聲波傳感器7與攤鋪機(jī)大臂111隔離開，降低了攤鋪機(jī)的振動對超聲波傳感器7測試性能的影響，提高了控制性能。如圖5，內(nèi)梁51和52的一端均焊有一個4孔法蘭盤511，通過4個螺栓512連接， 松開并取出4個螺栓512后，兩個內(nèi)梁51和52即可分開，便于運(yùn)輸。如圖6，夾緊機(jī)構(gòu)55，包括法蘭板551、連接耳552和553、墊圈554、銷軸555、鎖緊 螺母556，夾緊機(jī)構(gòu)56的結(jié)構(gòu)與55相同；松開鎖緊螺母556后，前外梁53和后外梁54可 分別繞內(nèi)梁51和52折疊，取下556，前外梁53和后外梁54可分別與內(nèi)梁51和52分開，便 于轉(zhuǎn)場和運(yùn)輸。如圖7所示，超聲波傳感器7包括5個測試用超聲波探頭71、1個補(bǔ)償用超聲波探 頭72、基準(zhǔn)板73、側(cè)板74、殼體75、固定頭76、插座77，5個測試用超聲波探頭71依次均勻 并排安裝在殼體75的下面；補(bǔ)償用超聲波探頭72固定在側(cè)板74上；基準(zhǔn)板73與補(bǔ)償用超 聲波探頭72保持固定的距離；殼體75內(nèi)裝有測試用超聲波探頭71和超聲波傳感器7的電 器部件；插座77為7芯針式卡口類型。如圖8所示，超聲波傳感器7的電控系統(tǒng)構(gòu)成包括5個測試用超聲波探頭71、1個 補(bǔ)償用超聲波探頭72、CPU78、選擇電路79、總線收發(fā)器701、電源電路702，測試用超聲波探 頭71、補(bǔ)償用超聲波探頭72通過信號放大電路703連接CPU78，它們發(fā)射與接收聲波信號 受CPU78控制；CPU78為18F258，總線收發(fā)器701為CAN總線方式，負(fù)責(zé)傳感器7與控制器 8之間的通訊；電源電路702的輸入線與通訊接口 701的通訊線分別連到插座77上。如圖9所示，控制器8包括顯示器81、按鍵82、控制輸出指示燈83、狀態(tài)指示燈84、 插座85、86、殼體87，顯示器81是IXD類型，用于顯示系統(tǒng)性能參數(shù)、工作狀態(tài)等；按鍵82 共有4個，用于改變工作模式(自動/手動)、進(jìn)入性能參數(shù)修改等；指示燈83為LED類型， 成米字型分布，用于顯示控制器8的輸出狀態(tài)；指示燈84共有4個，采用LED，用于指示系 統(tǒng)的工作狀態(tài)和故障情況；插座85為卡口，通過電纜線連接接線盒9 ；插座86為卡口，通過 電纜線連接攤鋪機(jī)或其它路面機(jī)械。如圖10所示，控制器8的電控系統(tǒng)構(gòu)成包括CPU801、總線收發(fā)器804、輸出電路 803、電源電路802以及其他按鍵輸入電路805、顯示輸出電路806等，CPU801為18F480，總 線收發(fā)器804為CAN或M0DBUS總線方式；輸出電路803與電源電路802的輸入線都連到插 座86上；通訊電路804的通訊線與電源電路802的輸出線都連到插座85上。
權(quán)利要求
用于路面機(jī)械的非接觸超聲波平均找平梁，其特征在于包括兩個安裝支座，所述兩個安裝支座分別連接兩個第一不銹鋼支架，所述兩個第一不銹鋼支架分別活動連接兩個第二不銹鋼支架，所述兩個第二不銹鋼支架分別活動連接減振支架，所述兩個減振支架內(nèi)套置可折疊的鋁合金制成的找平梁，所述找平梁上安裝至少三個超聲波傳感器吊桿，所述每個超聲波傳感器吊桿下部固定連接超聲波傳感器，所述超聲波傳感器通過電纜線與控制器連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于路面機(jī)械的非接觸超聲波平均找平梁，其特征在于所 述超聲波傳感器和控制器之間設(shè)置接線盒。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于路面機(jī)械的非接觸超聲波平均找平梁，其特征在于所 述每個超聲波傳感器包括一個補(bǔ)償用超聲波探頭和五個測試用超聲波探頭。
全文摘要
用于路面機(jī)械的非接觸超聲波平均找平梁，涉及一種路面機(jī)械施工平整度控制裝置，尤其涉及一種瀝青攤鋪機(jī)、路面銑刨機(jī)在施工過程中的非接觸式平均找平裝置。包括兩個安裝支座，所述兩個安裝支座分別連接兩個第一不銹鋼支架，所述兩個第一不銹鋼支架分別活動連接兩個第二不銹鋼支架，所述兩個第二不銹鋼支架分別活動連接減振支架，所述兩個減振支架內(nèi)套置可折疊的鋁合金制成的找平梁，所述找平梁上安裝至少三個超聲波傳感器吊桿，所述每個超聲波傳感器吊桿下部固定連接超聲波傳感器，所述超聲波傳感器通過電纜線與控制器連接。本發(fā)明采集的數(shù)據(jù)精度高、找平效果好、安裝方便、并方便轉(zhuǎn)場和運(yùn)輸、工作可靠。
文檔編號E01C23/06GK101851892SQ20101020433
公開日2010年10月6日 申請日期2010年6月13日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月13日
發(fā)明者何慧國, 李俊, 盛龍英, 趙國普, 郝名洪 申請人:江蘇四明工程機(jī)械有限公司