專利名稱：平路機(jī)鏟斗高度自動(dòng)調(diào)整裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種路面建筑施工中所使用的裝置，尤其是涉及一種可以對(duì)平路機(jī)鏟斗高度進(jìn)行自動(dòng)調(diào)整的裝置。
背景技術(shù)：
在路面建筑施工中，平路機(jī)是一種重要的平路機(jī)械，因?yàn)樗梢詫⒙访嫔系恼系K物用鏟斗推掉后清除。傳統(tǒng)的平路機(jī)上沒有可以自動(dòng)控制鏟斗高度的裝置，它只能是由平路機(jī)的操作者按照自己目測(cè)后得出的判斷進(jìn)行手動(dòng)調(diào)整，這樣很難干凈清除工作路面上的障礙物，影響了工作效率。
實(shí)用新型內(nèi)容為了克服現(xiàn)有的平路機(jī)上對(duì)鏟斗的升降控制只能采用手動(dòng)控制的不足，本實(shí)用新型提供一種用于路面建筑施工中可以自動(dòng)調(diào)整平路機(jī)鏟斗高度的方法和專門用于實(shí)施此方法的裝置，應(yīng)用本方法及裝置后具有可以徹底清除路面障礙物、工作效率高的特點(diǎn)本實(shí)用新型的技術(shù)方案是該這種裝置主要由激光發(fā)射器、激光接收跟蹤控制器組成，在這里所述的激光發(fā)射器包括一個(gè)帶有三角支架的可旋轉(zhuǎn)的激光發(fā)射機(jī)構(gòu)以及激光發(fā)射控制電路，激光接收跟蹤控制器具有一個(gè)激光接收端和一個(gè)控制信號(hào)輸出端以及一塊控制電路板。所述的激光接收端由垂直分布的上、中、下三部分可見光接收二極管構(gòu)成，所述控制電路板由上部激光接收模塊、中部激光接收模塊、下部激光接收模塊、上部時(shí)基模塊、中部時(shí)基模塊、下部時(shí)基模塊、運(yùn)算放大比較器構(gòu)成。其中，所述的上、中、下三部分可見光接收二極管導(dǎo)通后產(chǎn)生的電信號(hào)經(jīng)過電容分別耦合至上部激光接收模塊、中部激光接收模塊、下部激光接收模塊的電信號(hào)輸入端，上述三模塊的信號(hào)輸出端分別經(jīng)由電阻、二極管接至相應(yīng)上部時(shí)基模塊、中部時(shí)基模塊、下部時(shí)基模塊的觸發(fā)脈沖輸入端，三組并聯(lián)后的電阻與電容分別接于上述三個(gè)時(shí)基模塊的脈沖輸入端與正電源之間，上部時(shí)基模塊、中部時(shí)基模塊的電壓輸出端經(jīng)過電阻均連接至運(yùn)算放大比較器的反向輸入端，下部時(shí)基模塊的電壓輸出端經(jīng)過電阻連接至運(yùn)算放大比較器的同向輸入端，運(yùn)算放大比較器的輸出端作為此電路板的控制信號(hào)輸出端，此控制信號(hào)輸出端與平路機(jī)鏟斗升降的液壓控制回路相連接，當(dāng)其輸出正信號(hào)時(shí)，平路機(jī)鏟斗控制回路中的鏟斗下降液壓控制回路被接通，當(dāng)其輸出負(fù)信號(hào)時(shí)，平路機(jī)鏟斗控制回路中的鏟斗上升液壓控制回路被接通。
此外，為使得這種裝置不但可以適用在平直的路面上而且還可以適用于有較大弧度的非平直路面上，可以在所述裝置中增加一個(gè)用于調(diào)整激光接收跟蹤控制器上激光接收端高度的自動(dòng)高度調(diào)整器，這個(gè)自動(dòng)高度調(diào)整器主要由紅外線發(fā)射器、傳動(dòng)軟軸、減速器、膠片轉(zhuǎn)動(dòng)軸、紅外接收跟蹤控制器、升降電動(dòng)機(jī)、以及與電動(dòng)機(jī)相配合的電機(jī)變速器、與激光接收跟蹤控制器中的激光接收端作固定連接的傳動(dòng)螺桿構(gòu)成，這個(gè)傳動(dòng)螺桿在電機(jī)變速器的帶動(dòng)下轉(zhuǎn)動(dòng)從而使得激光接收端可以沿垂直方向上下移動(dòng)。其中傳動(dòng)軟軸的一端與平路機(jī)底盤上里程表的傳動(dòng)部分連接，另一端連接至減速器上的轉(zhuǎn)動(dòng)齒輪，膠片轉(zhuǎn)動(dòng)軸則固定在減速器上，其在減速器中的轉(zhuǎn)動(dòng)齒輪的帶動(dòng)下轉(zhuǎn)動(dòng)。
紅外線發(fā)射器和紅外線接收器分別被固定在膠片轉(zhuǎn)動(dòng)軸所形成的平面兩端，紅外線接收器由上、中、下三部分紅外線接收二極管以及對(duì)應(yīng)的電氣控制回路構(gòu)成，其電氣控制回路與激光接收跟蹤控制器中控制電路板中的電路相同，其輸出的正、負(fù)控制信號(hào)分別控制電動(dòng)機(jī)的順時(shí)針、逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，從而通過電機(jī)變速器帶動(dòng)螺桿轉(zhuǎn)動(dòng)，使得激光接收跟蹤控制器的接收端上升或下降。
本實(shí)用新型具有如下有益效果由于采取上述方案中的方法及裝置，可以使得平路機(jī)械在平路的過程中根據(jù)路面設(shè)計(jì)標(biāo)高以及路面上障礙物的情況自動(dòng)調(diào)整鏟斗的高度，這樣克服了現(xiàn)有技術(shù)中必須依靠操作員目測(cè)后進(jìn)行手工調(diào)整的弊端，提高了工作效率，保證了施工質(zhì)量。


附圖1是本實(shí)用新型應(yīng)用于平路機(jī)上后的工作示意圖；附圖2是本實(shí)用新型中激光發(fā)射器的俯視示意圖；附圖3是本實(shí)用新型激光發(fā)射器中旋轉(zhuǎn)激光發(fā)射機(jī)構(gòu)的構(gòu)成示意圖；附圖4是本實(shí)用新型中自動(dòng)高度調(diào)整器的組成示意圖；附圖5是本實(shí)用新型中用于激光接收跟蹤控制器上的控制電路板的電路原理圖；附圖6是平路機(jī)的液壓控制部分原理圖；附圖7是膠帶的平面示意圖。
圖中1-激光發(fā)射器，2-激光接收跟蹤控制器，3-自動(dòng)高度調(diào)整器，4-穩(wěn)壓電路板，5-外殼，6-充電電池，7-無線遙控接收開關(guān)電路板，8-旋轉(zhuǎn)激光發(fā)射機(jī)構(gòu)，9-帶動(dòng)激光發(fā)射組件旋轉(zhuǎn)的電動(dòng)機(jī)，10-傳動(dòng)皮帶，11-轉(zhuǎn)盤皮帶輪，13-框架，14-激光發(fā)射組件，15-調(diào)整機(jī)構(gòu)，16-長(zhǎng)方形固定體，17-上銅板，18-下銅板，19-小軸，21-滑柱，23-紅外線發(fā)射器，24-傳動(dòng)軟軸，25-減速器，26-紅外接收跟蹤控制器，27-外框，28-螺桿，29-電機(jī)變速器，30-升降電動(dòng)機(jī)，31-轉(zhuǎn)動(dòng)軸，32-膠片。
具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明本實(shí)用新型主要是針對(duì)現(xiàn)有的平路機(jī)在施工過程中存在的缺陷所作出的改進(jìn)。施工路面上的待清除障礙物往往是具有不同的高度的的，平路機(jī)上的鏟斗在平路過程中的高度需要不斷的被調(diào)整，以求得將路面上的障礙物清除干凈，但是因?yàn)榇嬖谥藶橛^察的誤差，使得平路的效果總是不十分理想，往往需要重復(fù)施工，導(dǎo)致工作效率低，施工質(zhì)量不高。
針對(duì)此問題，考慮采用下面的方法進(jìn)行解決(1)在平路機(jī)的前方放置一臺(tái)可以發(fā)出旋轉(zhuǎn)激光線的激光發(fā)射器。在這里選用激光發(fā)射器，是因?yàn)榧す獾膹?qiáng)度高且方向性好，不易散射；要求激光可以旋轉(zhuǎn)發(fā)射，是想使得激光能夠形成一個(gè)激光掃描的平面，這樣就不要求激光發(fā)射源必須與激光接收源在一條直線上了，只要在旋轉(zhuǎn)發(fā)射的激光輻射范圍內(nèi)就可以。當(dāng)然這種旋轉(zhuǎn)以360度的旋轉(zhuǎn)為最佳，但是也可以選用一種擺動(dòng)發(fā)射激光的激光發(fā)射器，只是在效果上有所差別。
(2)在平路機(jī)的鏟斗上放置一臺(tái)激光接收跟蹤控制器，這臺(tái)激光接收跟蹤控制器有一個(gè)由垂直分布的上、中、下三個(gè)可見光接收二極管構(gòu)成的激光接收端和與平路機(jī)鏟斗液壓控制回路相連接的控制信號(hào)輸出端，當(dāng)激光線照射到激光接收端上的上、中、下三個(gè)不同位置時(shí)，該激光接收跟蹤控制器的控制信號(hào)輸出端分別輸出不同的控制信號(hào)，從而使鏟斗上升、不動(dòng)作或下降。
(3)在平路機(jī)未工作前調(diào)整激光發(fā)射器的高度和激光射線的仰角，使激光發(fā)射器所發(fā)出的激光線與激光接收端上位于中間的可見光接收二極管處于同一條直線上，并且平行于施工路段的各點(diǎn)設(shè)計(jì)標(biāo)高。
(4)開動(dòng)平路機(jī)，當(dāng)平路機(jī)的滾輪壓上障礙物時(shí)，平路機(jī)上鏟斗的垂直高度增加，激光線將照射到下面的可見光接收二極管，從而由輸出端輸出正信號(hào)使鏟斗下降，當(dāng)激光線恢復(fù)照射到中間的二極管時(shí)，鏟斗停止下降。
上面的方法在應(yīng)用于施工路面為平直路面時(shí)效果很好，但是當(dāng)應(yīng)用于有弧度的路面上時(shí)，如斜坡面時(shí)，就很困難，因?yàn)槠铰窓C(jī)在有凸或凹度的路面上行駛時(shí)，激光發(fā)射器所發(fā)出的激光就很難再成為衡量水平度的標(biāo)準(zhǔn)。因此，為使本方法更完善，需要在上面所述方法的步驟(2)中加入如下步驟在激光接收跟蹤控制器的下端固定一個(gè)能夠根據(jù)路面設(shè)計(jì)標(biāo)高自動(dòng)調(diào)整激光接收跟蹤控制器激光接收端高度的高度調(diào)整器，然后將激光接收跟蹤控制器與這個(gè)高度調(diào)整器共同固定在平路機(jī)的鏟斗上。如此一來，使得激光接收跟蹤控制器激光接收端的高度可以隨所設(shè)計(jì)路面的凸凹度而變化，使得平路機(jī)在非平直路面上時(shí)，由激光發(fā)射器發(fā)出的激光線也可以保持照在激光接收端中部的可見光二極管上，而確保了上述方法應(yīng)用的效果。
本實(shí)用新型就是為了實(shí)現(xiàn)上面的方法而特別設(shè)計(jì)的，如圖1所示，這種裝置主要由激光發(fā)射器1、激光接收跟蹤控制器2組成。
圖2是激光發(fā)射器2的俯視示意圖，從圖中可以看出，激光發(fā)射器2主要由可旋轉(zhuǎn)激光發(fā)射機(jī)構(gòu)8以及相應(yīng)激光發(fā)射控制電路構(gòu)成，其中激光發(fā)射控制電路中的穩(wěn)壓電路板4和無線遙控接收開關(guān)電路板7為激光發(fā)射組件14提供激光控制電源并為使其旋轉(zhuǎn)的電動(dòng)機(jī)提供動(dòng)力電源，其具體電路構(gòu)成為常規(guī)結(jié)構(gòu)。圖3為旋轉(zhuǎn)激光發(fā)射機(jī)構(gòu)8的組成示意圖，其中帶動(dòng)激光發(fā)射組件旋轉(zhuǎn)的電動(dòng)機(jī)9通過傳動(dòng)皮帶10帶動(dòng)轉(zhuǎn)盤皮帶輪11轉(zhuǎn)動(dòng)，從而帶動(dòng)固定在轉(zhuǎn)盤皮帶輪11上的框架13轉(zhuǎn)動(dòng)，也就使得位于框架13內(nèi)的激光發(fā)射組件隨同旋轉(zhuǎn)，從而實(shí)現(xiàn)激光旋轉(zhuǎn)發(fā)射的目的。
穿過框架13的外壁，裝有一個(gè)小軸19，使得固定有激光發(fā)射組件14的長(zhǎng)方形固定體16可以以小軸19為軸心做小角度轉(zhuǎn)動(dòng)的，其目的在于通過旋轉(zhuǎn)調(diào)整機(jī)構(gòu)15上的頂絲就可以壓下或釋放滑柱21，從而調(diào)整激光發(fā)射組件14發(fā)射激光的仰角。因框架13及長(zhǎng)方形滑塊16為尼龍材料，不導(dǎo)電，所以在長(zhǎng)方形固定體16外部的上下兩端分別固定一塊上銅板17、下銅板18，他們分別與其內(nèi)部的激光發(fā)射組件14的正負(fù)極相通。下銅板18通過框架13的底與下面的軸用彈簧連通，在這里安置彈簧的目的在于支撐長(zhǎng)方形固定體16使之產(chǎn)生一個(gè)向上的力以保證下軸與下銅板18以至到激光發(fā)射組件14的電信號(hào)通路。調(diào)整機(jī)構(gòu)15與上銅板17之間裝有一個(gè)可以上下滑動(dòng)的滑柱21，其作用在于保證調(diào)整機(jī)構(gòu)15的平滑穩(wěn)定的調(diào)整，連通了調(diào)整機(jī)構(gòu)15與上銅板17之間以至到激光發(fā)射組件的另一條電信號(hào)通路。通過調(diào)整機(jī)構(gòu)15的調(diào)整，可使框架13內(nèi)的長(zhǎng)方形固定體16以小軸19為軸心做小角度轉(zhuǎn)動(dòng)，使其內(nèi)的激光發(fā)射組件所發(fā)出的旋轉(zhuǎn)掃描激光水平射出，這種結(jié)構(gòu)可在激光發(fā)射組件14旋轉(zhuǎn)的同時(shí)作出調(diào)整，可使所發(fā)出的激光水平度更高。
在無線遙控接收開關(guān)電路7的控制下，穩(wěn)壓控制電路4及帶動(dòng)激光發(fā)射組件旋轉(zhuǎn)的電動(dòng)機(jī)9同時(shí)得電工作，使得激光發(fā)射器1開始發(fā)出激光，穩(wěn)壓控制信號(hào)經(jīng)過調(diào)整機(jī)構(gòu)15、滑柱21、上銅板17到達(dá)激光發(fā)射組件14，再經(jīng)下銅板18、彈簧、下軸回到該電路的地端，同時(shí)帶動(dòng)激光發(fā)射組件旋轉(zhuǎn)的電動(dòng)機(jī)9通過皮帶10帶動(dòng)轉(zhuǎn)盤皮帶輪11以一定的速度旋轉(zhuǎn)，這樣就產(chǎn)生了一條以激光發(fā)射區(qū)為中心的水平旋轉(zhuǎn)掃描激光線。
激光接收跟蹤控制器2主要由一個(gè)激光接收端和一個(gè)控制信號(hào)輸出端以及一塊控制電路板構(gòu)成。所述激光接收端由垂直分布的上、中、下三部分可見光接收二極管構(gòu)成，在本例中，如圖5所示，屬于上部分的可見光接收二極管是指光電二極管VD1～VD5，屬于中部分的可見光接收二極管是指光電二極管VD6，屬于下部分的可見光接收二極管是指光電二極管VD7～VD10，這些二極管的型號(hào)可為2DU2型。事實(shí)上，選擇如此多數(shù)量的二極管是為了使效果最好，如果不考慮效果，則僅選擇三個(gè)單獨(dú)的二極管即可。所述的控制電路板如圖5所示，由上部激光接收模塊IC1、中部激光接收模塊IC2、下部激光接收模塊IC3、上部時(shí)基模塊IC4、中部時(shí)基模塊C5、下部時(shí)基模塊IC6、運(yùn)算放大比較器IC7構(gòu)成；在本例中，上部激光接收模塊IC1、中部激光接收模塊IC2、下部激光接收模塊IC3可以選擇相同類型的模塊，如CX20106A型紅外集成電路，上部時(shí)基模塊IC4、中部時(shí)基模塊C5、下部時(shí)基模塊IC6也可以選擇相同類型的模塊，如NE555型集成電路，運(yùn)算放大比較器IC7可以選擇LA6510型集成電路。如圖5所示，上面電路的具體結(jié)構(gòu)為上、中、下三部分可見光接收二極管導(dǎo)通后產(chǎn)生的電信號(hào)經(jīng)過電容分別耦合至上部激光接收模塊IC1、中部激光接收模塊IC2、下部激光接收模塊IC3的電信號(hào)輸入端，上述三模塊的信號(hào)輸出端分別經(jīng)由電阻、二極管接至相應(yīng)上部時(shí)基模塊IC4、中部時(shí)基模塊IC5、下部時(shí)基模塊IC6的脈沖輸入端，三組并聯(lián)后的電阻與電容分別接于上述三個(gè)時(shí)基模塊的脈沖輸入端與正電源之間，上部時(shí)基模塊IC4、中部時(shí)基模塊IC5的電壓輸出端經(jīng)過電阻均連接至運(yùn)算放大比較器IC7的反向輸入端，下部時(shí)基模塊IC6的電壓輸出端經(jīng)過電阻連接至運(yùn)算放大比較器IC7的同向輸入端，運(yùn)算放大比較器IC7的輸出端作為此電路板的控制信號(hào)輸出端，此控制信號(hào)輸出端與平路機(jī)鏟斗液壓控制回路相連接，當(dāng)其輸出正信號(hào)時(shí)，平路機(jī)鏟斗液壓控制回路中的鏟斗下降液壓控制回路被接通，當(dāng)其輸出負(fù)信號(hào)時(shí)，平路機(jī)鏟斗液壓控制回路中的鏟斗下降控制電路被接通。為增加輸出控制信號(hào)的強(qiáng)度，可在輸出端增加兩個(gè)三極管構(gòu)成放大級(jí)，將這時(shí)的兩個(gè)輸出端A、B作為向液壓控制回路輸出控制信號(hào)的輸出端，如圖6平路機(jī)的液壓控制部分原理圖所示，根據(jù)A、B端輸出的信號(hào)不同，分別控制不同的電磁閥，使不同的液壓控制回路導(dǎo)通。具體工作過程為，當(dāng)激光發(fā)射器1所發(fā)出的水平旋轉(zhuǎn)掃描激光線照到可見光接收二極管VD1～VD5中的一個(gè)或全部時(shí)，由于光電二極管在被光照射的瞬間會(huì)在反向?qū)ǖ耐瑫r(shí)產(chǎn)生一個(gè)瞬間脈沖信號(hào)，從而使得上部激光接收模塊IC1的1腳就有瞬間脈沖輸入，經(jīng)過IC1內(nèi)的前置放大及限幅放大、帶通濾波、檢波比較、積分、施密特比較等，最后由其上的7腳輸出負(fù)信號(hào)，該負(fù)脈沖輸出給上部時(shí)基模塊IC4構(gòu)成的555時(shí)基電路及由外圍元件電容C5、電阻R5組成的單穩(wěn)延時(shí)電路。在這里電容C5選擇充放電系數(shù)相差很大的電容，由于電容C5的充放電系數(shù)相差很大、充電時(shí)間短，放電時(shí)間長(zhǎng)，所以當(dāng)7腳的第一個(gè)負(fù)脈沖在電容C5上還沒有通過電阻R5放完電時(shí)，第2個(gè)負(fù)脈沖來到，所以直到電容C5上的上正下負(fù)的電壓降到或低于電源電壓的1/3時(shí)，上部時(shí)基模塊IC4的3腳變?yōu)楦唠娢?。此前，上部時(shí)基模塊IC4輸出高電位，b點(diǎn)為零電位，運(yùn)算放大比較器IC7輸出為負(fù)信號(hào)，因?yàn)檫\(yùn)算放大比較器IC7的輸出端已被接至平路機(jī)鏟斗的上升下降控制端，當(dāng)運(yùn)算放大比較器IC7的輸出端輸出為負(fù)時(shí)，平路機(jī)鏟斗上升，帶動(dòng)激光接收跟蹤控制器2也上升，當(dāng)上升到掃描激光照不到光電二極管VD1～VD5中的任一個(gè)，但可照到二極管VD6或同時(shí)照到二極管VD7～VD10中的一個(gè)或全部時(shí)，中部時(shí)基模塊IC5下部時(shí)基模塊IC6都輸出高電位，上部時(shí)基模塊IC4輸出為零，這時(shí)通過電阻和電位器W1、W2的分壓作用，a點(diǎn)、b點(diǎn)電位相同，運(yùn)算放大比較器IC7的輸出端輸出為零，平路機(jī)鏟斗不動(dòng)作。當(dāng)平路機(jī)行使到稍高地面時(shí)，激光線相對(duì)激光接收跟蹤控制器2下移，當(dāng)光線的上邊緣脫離了光電二極管VD6，只照到了光電二極管VD7～VD10中的部分或全部時(shí)，上部時(shí)基模塊IC4、中部時(shí)基模塊IC5輸出都為零，而下部時(shí)基模塊IC6則輸出高電位，這時(shí)a點(diǎn)電位為零，b點(diǎn)為高電位，則運(yùn)算放大比較器IC7輸出為正，該正信號(hào)使平路機(jī)鏟斗下降，當(dāng)降到旋轉(zhuǎn)掃描激光線又照到了光電二極管VD6時(shí)，上部時(shí)基模塊IC4輸入為零，中部時(shí)基模塊IC5、下部時(shí)基模塊IC6輸出高電位，a、b兩點(diǎn)電位相同且為正電位，運(yùn)算放大比較器IC7輸出為零，平路機(jī)鏟斗停止升降，按照上面的程序，激光接收跟蹤控制器2就帶動(dòng)平路升降裝置跟蹤旋轉(zhuǎn)掃描激光線的上邊緣完成平直路面的施工。所謂跟蹤是指激光跟蹤控制器2在旋轉(zhuǎn)掃描激光發(fā)射器1作大面積水平旋轉(zhuǎn)掃描時(shí)所形成的平面的垂直方向，也就是上下方向的跟蹤。
以上是對(duì)平直路面的施工，但如果想完成對(duì)凸起或凹陷的設(shè)計(jì)路面施工時(shí)，那么就需要在所述的裝置中增加一個(gè)紅外光電式自動(dòng)高度調(diào)整器3，下面對(duì)增加的這一裝置作詳細(xì)說明。
如圖4所示，這個(gè)自動(dòng)高度調(diào)整器3主要由紅外線發(fā)射器23、減速器25、傳動(dòng)軟軸24、膠片轉(zhuǎn)動(dòng)軸31、紅外接收跟蹤控制器26、升降電動(dòng)機(jī)30、以及與升降電動(dòng)機(jī)30相配合的電機(jī)變速器29、與激光接收跟蹤控制器中的激光接收端作固定連接的傳動(dòng)螺桿28構(gòu)成。
其中傳動(dòng)軟軸24的一端與平路機(jī)底盤上里程表的傳動(dòng)軸連接，另一端連接至減速器25，膠片轉(zhuǎn)動(dòng)軸31固定在減速器25上，其在減速器25中的轉(zhuǎn)動(dòng)齒輪的帶動(dòng)下轉(zhuǎn)動(dòng)。在本例中可以選擇傳動(dòng)齒輪的比例，使得膠片轉(zhuǎn)動(dòng)軸31的轉(zhuǎn)動(dòng)速度與傳動(dòng)軟軸24的轉(zhuǎn)動(dòng)速度之比為1∶100，也就使得當(dāng)膠片32纏繞在膠片轉(zhuǎn)動(dòng)軸31上進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，膠片的移動(dòng)速度與平路機(jī)的實(shí)際移動(dòng)速度之比為1∶100。
紅外接收跟蹤控制器26類似于激光跟蹤控制器2的結(jié)構(gòu)，由上、中、下三部分紅外線接收二極管以及對(duì)應(yīng)的電氣控制回路構(gòu)成，其電氣控制回路與激光接收跟蹤控制器2中控制電路板中的電路相同，其輸出的正、負(fù)控制信號(hào)分別控制升降電動(dòng)機(jī)30的順時(shí)針、逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)。
升降電動(dòng)機(jī)30通過電機(jī)變速器29帶動(dòng)螺桿28上下運(yùn)動(dòng)，因?yàn)槁輻U28是與激光接收跟蹤控制器中的激光接收端固定在一起的，所以螺桿28的上升或下降將使得激光接收端中的一系列光電二極管在空間的垂直高度發(fā)生變化，而這種變化是按照路面的設(shè)計(jì)標(biāo)高進(jìn)行的，具體解釋如下纏繞在膠片轉(zhuǎn)動(dòng)軸31上的膠片32是通過一種特別的方法獲得的，首先要根據(jù)膠片轉(zhuǎn)動(dòng)軸31與平路機(jī)行駛速度的比例以及所選膠片的寬度與螺桿調(diào)整高度的比例確定將具體設(shè)計(jì)標(biāo)高反映到膠片上的比例尺，然后根據(jù)設(shè)計(jì)標(biāo)高制作出一段待處理路面的膠片，將設(shè)計(jì)標(biāo)高點(diǎn)以上的部分用遮光材料覆蓋。下面是一個(gè)具體制作膠片的講解當(dāng)膠片的傳動(dòng)速度與平路機(jī)的行駛速度的比例為1∶100、光帶的寬度與自動(dòng)高度調(diào)整器3的調(diào)整高度的比例為1∶10時(shí)，先按照設(shè)計(jì)圖紙所給出的該路段的各點(diǎn)標(biāo)高繪制長(zhǎng)為該路段實(shí)際長(zhǎng)度的1/100、寬為該路段實(shí)際標(biāo)高數(shù)值1/10的縮小圖，如圖7所示，C、D、E、F、G為間隔50米的5點(diǎn)標(biāo)高，用直虛線分別連接CD、DE、EF、FG，然后做這四條直虛線的垂直平分線，再以這四條垂直平分線中前后兩條的交點(diǎn)為半徑畫出CDE、EFG兩條相連的曲線CDEFG。
在實(shí)際應(yīng)用中，將自動(dòng)高度調(diào)整器3固定在平路機(jī)的鏟斗上，激光接收跟蹤控制器2的下方，將其上的螺桿28與激光接收跟蹤控制器2中可做上下滑動(dòng)的激光接收端相固定，這時(shí)，與平路機(jī)的里程表的傳動(dòng)部分相連的傳動(dòng)軟軸24通過與其相連的減速器25帶動(dòng)膠片轉(zhuǎn)動(dòng)軸31，從而使根據(jù)路段實(shí)際情況的標(biāo)高而制作的膠片32，以每公里10米的速度通過紅外光發(fā)射器23，膠片32上記錄的偏離激光掃描線的高度信號(hào)與該路段各點(diǎn)的設(shè)計(jì)標(biāo)高一一對(duì)應(yīng)，由紅外光發(fā)射器所射出的光線因?yàn)槭艿侥z片32上遮光部分的遮擋，就會(huì)按照該路段各點(diǎn)的設(shè)計(jì)標(biāo)高升高或降低，從而使紅外接收跟蹤控制器26輸出不同的跟蹤控制信號(hào)控制升降電動(dòng)機(jī)30，升降電動(dòng)機(jī)30通過電機(jī)變速器29、螺桿28帶動(dòng)激光接收跟蹤控制器2中的激光接收端，始終跟蹤在光帶所透過的紅外光的上邊緣。它的電路圖與圖5相同，控制原理與激光接收跟蹤控制器的控制原理相同，只是由三塊一體化紅外線接收集成電路取代其中的激光接收集成電路塊CX2016A，紅外發(fā)射電路則與普通的遙控器電路相同。
當(dāng)平路機(jī)械對(duì)所設(shè)計(jì)的平直路段施工時(shí)，首先依據(jù)設(shè)計(jì)標(biāo)高設(shè)置平行于設(shè)計(jì)面的旋轉(zhuǎn)掃描激光線，工作時(shí)旋轉(zhuǎn)掃描激光發(fā)射器1發(fā)射出大于180度掃描角的激光線，如果需要也可以設(shè)計(jì)成360度旋轉(zhuǎn)的激光發(fā)射器，激光接收跟蹤控制器2在其掃描的有效范圍內(nèi)可隨時(shí)隨地接收跟蹤控制，并可同時(shí)多臺(tái)接收跟蹤控制施工，在相互不擋掃描光線的前提下，所以能方便快捷精確的對(duì)所設(shè)計(jì)的大面積平直路面進(jìn)行施工。
當(dāng)需要對(duì)所設(shè)計(jì)的各點(diǎn)標(biāo)高不在一條直線上的路段進(jìn)行施工時(shí)，預(yù)先按照該路段各點(diǎn)的設(shè)計(jì)標(biāo)高繪制長(zhǎng)為該路段長(zhǎng)度的1/100，寬為該路段水平標(biāo)高1/15曲線圖，如圖7所示的CDEFG段曲線，連接CEG的直虛線為光帶的中心線，再按照光帶的所需寬度在透光的材料上制取與CDEFG段同樣的曲線上不透光、下邊透光的膠片32。
施工時(shí)，旋轉(zhuǎn)掃描激光線設(shè)置在CEG點(diǎn)對(duì)應(yīng)的實(shí)際路面標(biāo)高點(diǎn)的上方，與三點(diǎn)的直線平行，激光接收跟蹤控制器2將自動(dòng)跟蹤該光線，由于膠片上所繪制的透光面各點(diǎn)的高度與該路段實(shí)際各點(diǎn)偏離激光線的高度是對(duì)應(yīng)的，所以機(jī)械在CDE路段內(nèi)施工時(shí)，自動(dòng)高度調(diào)整器相對(duì)于激光接收跟蹤控制器是下降的，也就是伸長(zhǎng)的，D點(diǎn)下降最多，而在EFG段是上升的，F(xiàn)點(diǎn)上升最多，也就是說，激光接收跟蹤控制器始終保持在一個(gè)固定的平面上，依靠增大或縮小平路裝置與激光接收跟蹤器之間的距離來適應(yīng)該路段內(nèi)不同高度的施工要求。
在以上連續(xù)快速測(cè)量自動(dòng)控制水平度的方法及裝置中，激光掃描發(fā)射器是采用激光組件旋轉(zhuǎn)的方式掃描的，也可以采用將激光投射到轉(zhuǎn)鏡上，轉(zhuǎn)鏡自轉(zhuǎn)產(chǎn)生掃描光線，還可設(shè)計(jì)成左右擺動(dòng)式掃描，激光接收跟蹤控制器是采用雙面接收的方式，圖4只顯示出正面，背面沒有顯示出來，以便滿足機(jī)械反向行駛施工的需要。還可以設(shè)計(jì)成多面的，也就是全方位的激光接收跟蹤控制器，使之更便于施工。
當(dāng)對(duì)路面進(jìn)行施工時(shí)，固定在三腳架上的旋轉(zhuǎn)掃描激光發(fā)射器1發(fā)出水平掃描角大于180度的扇面形，沒經(jīng)過調(diào)制的激光，激光接收跟蹤控制器在扇面形掃描激光線區(qū)域內(nèi)即可接收跟蹤。因該光線的垂直高度是根據(jù)該路段的設(shè)計(jì)標(biāo)高確定，因而是固定的，所以激光接收跟蹤控制器對(duì)扇形的掃描光線進(jìn)行垂直方向上的跟蹤，也就等于平路裝置始終按照激光掃描線的的高度在施工。
權(quán)利要求1.一種平路機(jī)鏟斗高度自動(dòng)調(diào)整裝置，其特征在于該裝置由激光發(fā)射器(1)、激光接收跟蹤控制器(2)組成，所述激光發(fā)射器包括可旋轉(zhuǎn)激光發(fā)射機(jī)構(gòu)(8)以及激光發(fā)射控制電路，激光接收跟蹤控制器(2)具有一個(gè)激光接收端和一個(gè)控制信號(hào)輸出端以及一塊控制電路板，所述激光接收端由垂直分布的上、中、下三部分可見光接收二極管構(gòu)成，所述控制電路板由上部激光接收模塊(IC1)、中部激光接收模塊(IC2)、下部激光接收模塊(IC3)、上部時(shí)基模塊(IC4)、中部時(shí)基模塊(IC5)、下部時(shí)基模塊(IC6)、運(yùn)算放大比較器(IC7)構(gòu)成；所述上、中、下三部分可見光接收二極管導(dǎo)通后產(chǎn)生的電信號(hào)經(jīng)過電容分別耦合至上部激光接收模塊(IC1)、中部激光接收模塊(IC2)、下部激光接收模塊(IC3)的電信號(hào)輸入端，上述三模塊的信號(hào)輸出端分別經(jīng)由電阻、二極管接至相應(yīng)上部時(shí)基模塊(IC4)、中部時(shí)基模塊(IC5)、下部時(shí)基模塊(IC6)的脈沖觸發(fā)輸入端，三組并聯(lián)后的電阻與電容分別接于上述三個(gè)時(shí)基模塊的脈沖輸入端與正電源之間，上部時(shí)基模塊(IC4)、中部時(shí)基模塊(IC5)的電壓輸出端經(jīng)過電阻均連接至運(yùn)算放大比較器(IC7)的反向輸入端，下部時(shí)基模塊(IC6)的電壓輸出端經(jīng)過電阻連接至運(yùn)算放大比較器(IC7)的同向輸入端，運(yùn)算放大比較器(IC7)的輸出端作為此電路板的控制信號(hào)輸出端，此控制信號(hào)輸出端與平路機(jī)鏟斗液壓控制回路相連接，當(dāng)其輸出正信號(hào)時(shí)，平路機(jī)鏟斗液壓控制回路中的鏟斗下降液壓控制回路被接通，當(dāng)其輸出負(fù)信號(hào)時(shí)，平路機(jī)鏟斗液壓控制回路中的鏟斗下降控制電路被接通。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種平路機(jī)鏟斗高度自動(dòng)調(diào)整裝置，其特征在于所述裝置還包括一個(gè)用于調(diào)整激光接收跟蹤控制器上激光接收端高度的自動(dòng)高度調(diào)整器(3)，所述自動(dòng)高度調(diào)整器(3)主要由紅外線發(fā)射器(23)、減速器(25)、傳動(dòng)軟軸(24)、膠片轉(zhuǎn)動(dòng)軸(31)、紅外接收跟蹤控制器(26)、升降電動(dòng)機(jī)(30)、以及與升降電動(dòng)機(jī)(30)相配合的電機(jī)變速器(29)、與激光接收跟蹤控制器中的激光接收端作固定連接的傳動(dòng)螺桿(28)構(gòu)成，所述傳動(dòng)螺桿(28)在電機(jī)變速器(29)的帶動(dòng)下轉(zhuǎn)動(dòng)；其中傳動(dòng)軟軸(24)一端與平路機(jī)底盤上里程表的傳動(dòng)軸連接，另一端連接至減速器(25)，膠片轉(zhuǎn)動(dòng)軸(31)固定在減速器(25)上，其在減速器(25)中的轉(zhuǎn)動(dòng)齒輪的帶動(dòng)下轉(zhuǎn)動(dòng)；紅外接收跟蹤控制器(26)由上、中、下三部分紅外線接收二極管以及對(duì)應(yīng)的電氣控制回路構(gòu)成，其電氣控制回路與激光接收跟蹤控制器(2)中控制電路板中的電路相同，其輸出的正、負(fù)控制信號(hào)分別控制升降電動(dòng)機(jī)(30)的順時(shí)針、逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)。
專利摘要一種平路機(jī)鏟斗高度的自動(dòng)調(diào)整裝置。主要解決現(xiàn)有的平路機(jī)上對(duì)鏟斗的升降控制只能采用手動(dòng)控制的不足。其特征在于在平路機(jī)的鏟斗上安裝一個(gè)激光接收控制跟蹤器(2)，在平路機(jī)的前方固定一臺(tái)水平激光發(fā)射器(1)，在施工開始前，調(diào)整水平激光發(fā)射器(1)所發(fā)出的激光線使其平行于待施工路面并且照射到激光接收控制跟蹤器(2)上中間的光電二極管，當(dāng)在施工過程中，如果地面上的障礙物使平路機(jī)的前輪上升，則激光發(fā)射器(1)所發(fā)出的激光線就會(huì)偏離中間的光電二極管，由此使激光接收控制跟蹤器(2)輸出使鏟斗上升或下降的信號(hào)。具有可以徹底清除路面障礙物、工作效率高的特點(diǎn)。
文檔編號(hào)E02F3/84GK2756714SQ20042005513
公開日2006年2月8日 申請(qǐng)日期2004年12月31日 優(yōu)先權(quán)日2004年12月31日
發(fā)明者劉景才, 劉玉濤 申請(qǐng)人:劉景才