專利名稱：平地機(jī)智能調(diào)平系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于平地機(jī)調(diào)平系統(tǒng)，特別是涉及一種可以使平地機(jī)快速高效的進(jìn)行自 動(dòng)調(diào)平作業(yè)，適應(yīng)普通道路橫坡、彎道超高、道路緩和線等橫向坡度按一定規(guī)律變化的 精確控制的平地機(jī)智能調(diào)平系統(tǒng)。背榮技術(shù)平地機(jī)，顧名思義就是平整場地、路面的機(jī)械，平地機(jī)作業(yè)時(shí)，鏟刀相對于地面的 位置決定著其工作質(zhì)量，也就是路面的平整度。平地機(jī)的工作裝置鏟刀是安裝在一個(gè)可 以水平回轉(zhuǎn)、垂直擺動(dòng)和橫向伸縮的機(jī)架上，通過各控制液壓油缸的動(dòng)作，控制鏟刀升 降、回轉(zhuǎn)、傾斜、引出和鏟土角度變換。在平地機(jī)作業(yè)時(shí)，司機(jī)通常必須隨時(shí)調(diào)整鏟刀 的空間位置，使鏟刀刮整的路面盡量平整而減少因?yàn)檎麢C(jī)行駛顛簸不平造成的影響。司機(jī)駕駛方向盤的旁邊通常有IO個(gè)不同的手動(dòng)控制閥桿，其中6個(gè)直接用于控制鏟刀位置。 為了獲得較好的平地效果，司機(jī)必須要有嫻熟的操作技術(shù)，要根據(jù)平地機(jī)行駛狀況不斷 的對鏟刀進(jìn)行調(diào)整，因此平地機(jī)司機(jī)的操作勞動(dòng)強(qiáng)度較大，如果司機(jī)沒有及時(shí)正確的調(diào) 整鏟刀位置，鏟刀底緣刮出的表面就會(huì)隨著整機(jī)的起伏而起伏，甚至使鏟刀短時(shí)鏟土過 深、機(jī)器過載而減速換檔和提鏟，造成施工表面局部高低不平，極大的影響作業(yè)路面平 整度和生產(chǎn)率。CN200520011494.X的實(shí)用新型專利公開了一種平地機(jī)自動(dòng)找平系統(tǒng)，包括用于測量 鏟刀的位置參數(shù)信息的傳感器、用于控制鏟刀油缸的比例閥組、用于設(shè)定系統(tǒng)參數(shù)及施 工參數(shù)及顯示鏟刀的實(shí)時(shí)位置參數(shù)信息的操作界面、用于接收傳感器采集的實(shí)時(shí)信息的 主控器，主控器根據(jù)傳感器采集的數(shù)據(jù)經(jīng)過相應(yīng)的運(yùn)算與設(shè)定值進(jìn)行比較，再將相應(yīng)的 信號輸出到比例閥組，控制鏟刀復(fù)位，傳感器及操作界面通過CAN總線與主控器相連， 比例閥組的信號輸入端與主控器的信號輸出端相連，比例閥組與平地機(jī)的液壓系統(tǒng)相連。 本系統(tǒng)可以使平地機(jī)按照操作員預(yù)先設(shè)定的縱坡及橫坡值進(jìn)行自動(dòng)控制，從而實(shí)現(xiàn)平地 機(jī)的自動(dòng)操作，保證平地機(jī)按照設(shè)定值進(jìn)行精確平整。該專利所描述的平地機(jī)自動(dòng)調(diào)平系統(tǒng)，必須依靠道路邊緣進(jìn)行作業(yè)，對于道路中部 或不便設(shè)置施工基準(zhǔn)的場地，應(yīng)用受到限制；在操作上主要控制按鈕與手動(dòng)閥控制桿在 —起，容易產(chǎn)生誤動(dòng)作。美國專利US6278955平地機(jī)自動(dòng)調(diào)平到預(yù)定位置的方法，提出了一種系統(tǒng)和方法， 用于自動(dòng)調(diào)節(jié)平地機(jī)伊刀到操作者預(yù)編程的鏟刀位置。該方法包含的步驟是l.提供一個(gè) 電子控制器及具有位置傳感器的鏟刀控制裝置；2.監(jiān)測位置傳感器的輸出,以確定控制鏟刀的位置；3.接受第一輸入信號用于設(shè)置鏟刀記憶位置；4.根據(jù)位置傳感器的輸出確定記 憶鏟刀位置5.接受第二輸入信號要求記憶鏟刀位置；6.根據(jù)輸出的位置傳感器確定當(dāng)前 鏟刀位置；7.產(chǎn)生控制信號，作用于鏟刀控制裝置以便將鏟刀從當(dāng)前位置移動(dòng)到存儲(chǔ)鏟刀 位置。該專利是用于控制操作員輸入記憶鏟刀的位置，根據(jù)位置傳感器的反饋信號確定鏟 刀當(dāng)前位置，并將根據(jù)要求的記憶鏟刀位置控制鏟刀從當(dāng)前位置移動(dòng)到存儲(chǔ)鏟刀位置。 主要用于快速調(diào)整鏟刀的基本工作位置，而不是用于平地機(jī)與地面的相對位置變化而調(diào) 整鏟刀進(jìn)行實(shí)時(shí)的調(diào)平作業(yè)。美國專利US5107932平地機(jī)控制鏟刀的裝置和方法，提出了鉸接式平地機(jī)控制橫坡 角的一種方法和裝置，通過鏟刀回轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)向，在直線行駛、蟹形轉(zhuǎn)向和非水平面行駛的情 況。鏟刀角度被監(jiān)測和控制使鏟刀角度保持大致相等計(jì)算鏟刀角度。第一個(gè)體現(xiàn)，鏟刀 角度計(jì)算是用公式BS:=sin(i， ) .tan(R) + cos (t:， ) . tan (CS) 這里，BS是要求的鏟刀與水平面的夾角，T'是鏟刀相對于鏟刀運(yùn)動(dòng)在水平面的投影 方向的夾角，r是鏟刀行駛方向和水平面的夾角，而CS是希望的橫坡角，由操作人員輸 入的控制角度。在進(jìn)一步的體現(xiàn),鏟刀角度計(jì)算是用公式BS :=sin (t， ' ) .tan (R， ) + cos (t， ， ) .tan (CS)這里，BS是要求的鏟刀與水平面的夾角，t"是鏟刀相對于鏟刀運(yùn)動(dòng)在水平面的投影 方向的夾角，其前輪轉(zhuǎn)向裝置處的橫坡角為零，r'是鏟刀行駛方向和水平面的夾角，其 前輪轉(zhuǎn)向裝置處的橫坡角為零，而CS是希望的橫坡角。這僅是平地機(jī)一種調(diào)平的一端控制數(shù)學(xué)模型，而不是一套完整的平地機(jī)調(diào)平控制系統(tǒng)。發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型為解決公知技術(shù)中存在的技術(shù)問題而提供一種可以使平地機(jī)快速髙效的 進(jìn)行自動(dòng)調(diào)平作業(yè)，適應(yīng)普通道路橫坡、彎道超高、道路緩和線等橫向坡度按一定規(guī)律 變化的精確控制的平地機(jī)智能調(diào)平系統(tǒng)。本實(shí)用新型為解決公知技術(shù)中存在的技術(shù)問題所采取的技術(shù)方案是 一種平地機(jī)智 能調(diào)平系統(tǒng)，包括有根據(jù)鏟刀空間位置監(jiān)測傳感器接收平地機(jī)鏟刀位置的信號，并自 動(dòng)向控制鏟刀油缸的電控液壓閥發(fā)出控制信號的自動(dòng)調(diào)平電控系統(tǒng)，和接收自動(dòng)調(diào)平電 控系統(tǒng)的控制信號驅(qū)動(dòng)鏟刀自動(dòng)調(diào)平的自動(dòng)調(diào)平液壓系統(tǒng)。所述的自動(dòng)調(diào)平電控系統(tǒng)包括有在平地機(jī)上設(shè)置的安裝在鏟刀上部的用于監(jiān)測 鏟刀與水平面的傾斜狀態(tài)的鏟刀傾斜傳感器；安裝在伊刀回轉(zhuǎn)盤上的用于監(jiān)測伊刀回轉(zhuǎn) 角度的鏟刀回轉(zhuǎn)傳感器；安裝在平地機(jī)前機(jī)架上的用于監(jiān)測行駛的縱向坡度的機(jī)架傾斜傳感器；控制鏟刀油缸的且設(shè)置在自動(dòng)調(diào)平液壓系統(tǒng)中的左升降油缸電控閥和右升降油 缸電控閥安裝在伊刀一側(cè)的用于跟蹤作業(yè)路面基準(zhǔn)的鏟刀髙程傳感器和伊刀距離傳感 器；以及根據(jù)接收各傳感器信號向左升降油缸電控閥和右升降油缸電控閥發(fā)出控制信號 的調(diào)平控制器和監(jiān)控顯示器，其中，調(diào)平控制器分別與鏟刀傾斜傳感器、鏟刀回轉(zhuǎn)傳感 器、機(jī)架傾斜傳感器、左升降油缸電控閥和右升降油缸電控閥、鏟刀髙程傳感器、鏟刀 距離傳感器以及監(jiān)控顯示器相連接。在平地機(jī)上還安裝有與調(diào)平控制器相連的整機(jī)行駛速度傳感器。 在鏟刀的一側(cè)或中部還安裝有與調(diào)平控制器相連的帶差分GPS衛(wèi)星定位裝置。 所述的自動(dòng)調(diào)平液壓系統(tǒng)包括有控制液體流入的優(yōu)先閥分別與優(yōu)先閥的輸出端 相連的第一、第二調(diào)速節(jié)流閥分別對應(yīng)連接在兩個(gè)調(diào)速節(jié)流閥的輸出端上且受自動(dòng)調(diào) 平電控系統(tǒng)中調(diào)平控制器控制的左升降油缸電控閥和右升降油缸電控閥；分別與優(yōu)先閥 的輸出端相連的第一、第二手動(dòng)控制閥；與左升降油缸電控閥和第一手動(dòng)控制閥相連的 第一雙向液壓鎖及與右升降油缸電控閥和第二手動(dòng)控制閥相連的第二雙向液壓鎖；以及 分別對應(yīng)與兩個(gè)雙向液壓鎖的輸出端相連，驅(qū)動(dòng)鏟刀動(dòng)作的左升降油缸和右升降油缸s 上述的部件之間是通過液壓管路相連接的。本實(shí)用新型具有的優(yōu)點(diǎn)和積極效果是由于本實(shí)用新型的平地機(jī)智能調(diào)平系統(tǒng)引入 了平地機(jī)行駛速度參數(shù)、鏟刀橫向距離傳感器、GPS衛(wèi)星定位裝置，將道路數(shù)據(jù)輸入于 存儲(chǔ)監(jiān)控器，并通過控制軟件，可以使平地機(jī)快速髙效的進(jìn)行自動(dòng)調(diào)平作業(yè)，適應(yīng)普通 道路橫坡、彎道超高、道路緩和線等橫向坡度按一定規(guī)律變化的精確控制。從而保證平 地機(jī)按照施工標(biāo)準(zhǔn)的作業(yè)平整度。


圖1是平地機(jī)側(cè)面結(jié)構(gòu)示意圖圖2是圖1的俯視圖；圖3是圖1中的局部示意圖；圖4是平地機(jī)自動(dòng)調(diào)平液壓系統(tǒng)框圖；圖5是平地機(jī)自動(dòng)調(diào)平電控系統(tǒng)框圖。圖中的標(biāo)號分別是la 、 l一第一、第二手動(dòng)控制閥；2a 、 2—第一、第二雙向液壓鎖；3a、 3—左升降 油缸和右升降油缸；4a、 4一左、右升降油缸電控閥；5a、 5—第一、第二調(diào)速節(jié)流閥；6 一優(yōu)先閥6: 7—鏟刀回轉(zhuǎn)盤8—前機(jī)架；9一妒刀；IO—調(diào)平控制器ll一監(jiān)控顯示器, 12—鏟刀傾斜傳感器13 —鏟刀回轉(zhuǎn)傳感器；14一機(jī)架傾斜傳感器14; 15—爐刀高程傳 感器16—鏟刀距離傳感器；17—整機(jī)行駛速度傳感器；18—GPS衛(wèi)星定位裝置。
具體實(shí)施方式
為能進(jìn)一步了解本實(shí)用新型的發(fā)明內(nèi)容、特點(diǎn)及功效，茲例舉以下實(shí)施例，并配合 附圖詳細(xì)說明如下圖l是平地機(jī)側(cè)面結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是圖1的俯視圖。實(shí)際作業(yè)時(shí)，平地機(jī)通過調(diào) 節(jié)鏟刀9的左右升降油缸3、 3a,控制刮平鏟刀9的空間位置，使鏟刀9刮出的路基面滿 足工程施工標(biāo)準(zhǔn)的要求。平地機(jī)伊刀9是一鋼結(jié)構(gòu)體，鏟刀9底刃為一直線，當(dāng)鏟刀9 底刃左右兩點(diǎn)P1、 P2的高度確定以后，隨著平地機(jī)的行駛鏟刀9底部刀刃就將形成一個(gè) 面。當(dāng)平地機(jī)自身水平行駛時(shí)，如果P1、 P2的髙度保持相等，形成的就是水平面；如果 Pl、 P2的高度差保持不變，形成的就是一定斜度的坡面。實(shí)際上平地機(jī)在未經(jīng)整平的路 基上行駛時(shí)，機(jī)器自身隨著路基的不平而顛簸，因此如果P1、 P2的相對機(jī)架8的髙度保 持相等，伊刀9刀刃軌跡面就是路基面的仿形；如果P1、 P2的高度差保持不變，最終的 成形面是一定斜度的坡面，但復(fù)合了路基面的不平波形。平地機(jī)的自動(dòng)調(diào)平系統(tǒng)，就是 要在平地機(jī)的實(shí)際作業(yè)中，使的高度差相對于大地的水平基準(zhǔn)保持不變，這樣鏟刀9刀 刃軌跡面是滿足一定橫向坡度的斜面，而過濾了路基面的不平波形的影響。在道路霈要 改變橫向坡度或有彎道超高要求的路段，自動(dòng)調(diào)平系統(tǒng)可以根據(jù)線路設(shè)計(jì)的要求，及時(shí) 準(zhǔn)確的調(diào)整P1、 P2的相對于大地的水平基準(zhǔn)高度差，滿足工程施工的標(biāo)準(zhǔn)要求。圖3是圖1中的局部示意圖，即反映出平地機(jī)道路橫截面視圖(圖2中的道路M-M 截面)，可以看到道路橫斷面通常是道路中間髙，其兩邊低，這是為了道路排水的要求 而設(shè)計(jì)的。道路設(shè)計(jì)的橫向坡度鏟刀9與道路形成夾角p，則橫向坡度在鏟刀9底刃Pl-P2 方向上，a將改變?yōu)閏t',平地機(jī)行駛過程中，希望其鏟刀9底刃P1-P2與水平面的夾角 e與道路斜線坡度a'吻合，由于各種因素影響實(shí)際行駛中這兩者存在誤差。自動(dòng)調(diào)平系 統(tǒng)根據(jù)道路設(shè)計(jì)的橫坡度a,各傳感器監(jiān)測的鏟刀9實(shí)際空間位置參數(shù)數(shù)據(jù)，自動(dòng)調(diào)節(jié)鏟 刀9左右升降油缸3、 3a的動(dòng)作，滿足道路工程設(shè)計(jì)參數(shù)的要求。本實(shí)用新型的平地機(jī)智能調(diào)平控制系統(tǒng)，包括有根據(jù)鏟刀空間位置監(jiān)測傳感器接 收平地機(jī)鏟刀位置的信號，并自動(dòng)向控制鏟刀油缸的電控液壓閥發(fā)出控制信號的自動(dòng)調(diào) 平電控系統(tǒng)，和接收自動(dòng)調(diào)平電控系統(tǒng)的控制信號驅(qū)動(dòng)鏟刀自動(dòng)調(diào)平的自動(dòng)調(diào)平液壓系 統(tǒng)。如圖4所示，所述的自動(dòng)調(diào)平液壓系統(tǒng)包括有控制液體流入的優(yōu)先閥6:分別與優(yōu) 先閥6的輸出端相連的第一、第二調(diào)速節(jié)流閥5a、 5;分別對應(yīng)連接在兩個(gè)調(diào)速節(jié)流閩 5a、 5的輸出端上且受自動(dòng)調(diào)平電控系統(tǒng)中調(diào)平控制器10控制的左升降油缸電控閥4a 和右升降油缸電控閥4:分別與優(yōu)先閥6的輸出端相連的第一、第二手動(dòng)控制閥la、 1: 與左升降油缸電控閥4a和第一手動(dòng)控制閥la相連的第一雙向液壓鎖2a及與右升降油缸 電控閥4和第二手動(dòng)控制閥1相連的第二雙向液壓鎖2;以及分別對應(yīng)與兩個(gè)雙向液壓鎖 2a、 2的輸出端相連，驅(qū)動(dòng)鏟刀9動(dòng)作的左升降油缸3a和右升降油缸3:上述的部件之 間是通過液壓管路相連接的。系統(tǒng)壓力油經(jīng)過優(yōu)先閥6首先滿足電控閥4和4a的控制油液，多于的液壓油再分配給手動(dòng)控制閥。自動(dòng)調(diào)平時(shí)，鏟刀9通常都在設(shè)計(jì)的理想位置附近， 一有偏差就立即進(jìn) 行糾正調(diào)節(jié)，因此每次鏟刀9調(diào)節(jié)其動(dòng)作幅度較小，所需液壓油也較少。采用調(diào)速節(jié)流 閥5和5a控制油流速度避免鏟刀9超調(diào)，并保證控制信號相同時(shí)電控液壓閥4或4a每 次的動(dòng)作一致，4和4a閥的動(dòng)作一致。由于采用了優(yōu)先閥6，其他手動(dòng)控制閥的動(dòng)作不 會(huì)影響自動(dòng)調(diào)平電控閥的動(dòng)作；自動(dòng)調(diào)平需要液壓油量較少，大部分液壓油分配給其他 手動(dòng)控制閥，因此即使自動(dòng)調(diào)平閥正在工作，對其他油缸、馬達(dá)的手動(dòng)控制幾乎沒有影 響。如圖5所示，所述的自動(dòng)調(diào)平電控系統(tǒng)包括有在平地機(jī)上設(shè)置的安裝在鏟刀9 上部的用于監(jiān)測鏟刀與水平面的傾斜狀態(tài)的鏟刀傾斜傳感器12;安裝在鏟刀回轉(zhuǎn)盤7上 的用于監(jiān)測鏟刀回轉(zhuǎn)角度的鏟刀回轉(zhuǎn)傳感器13:安裝在平地機(jī)前機(jī)架8上的用于監(jiān)測行 駛的縱向坡度的機(jī)架傾斜傳感器14:控制鏟刀油缸的且設(shè)置在自動(dòng)調(diào)平液壓系統(tǒng)中的左 升降油缸電控閥4a和右升降油缸電控閥4;安裝在鏟刀9 一側(cè)的用于跟蹤作業(yè)路面基準(zhǔn) 的鏟刀高程傳感器15和鏟刀距離傳感器16,該傳感器用于實(shí)時(shí)監(jiān)測平地機(jī)鏟刀與作業(yè)路 面基準(zhǔn)高度和水平距離的變化，系統(tǒng)監(jiān)控?fù)?jù)此對該側(cè)鏟刀升降電控液壓閥實(shí)施控制以 及根據(jù)接收各傳感器信號向左升降油缸電控閥4a和右升降油缸電控閥4發(fā)出控制信號的 調(diào)平控制器10和監(jiān)控顯示器11,其中，調(diào)平控制器10分別與鏟刀傾斜傳感器12、鏟刀 回轉(zhuǎn)傳感器13、機(jī)架傾斜傳感器14、左升降油缸電控閥4a和右升降油缸電控閥4、鏟刀 高程傳感器15、鏟刀距離傳感器16以及監(jiān)控顯示器11相連接。在平地機(jī)上還安裝有與調(diào)平控制器10相連的整機(jī)行駛速度傳感器17。在鏟刀9的一側(cè)或中部還安裝有與調(diào)平控制器10相連的帶差分GPS衛(wèi)星定位裝置18 自動(dòng)調(diào)平電控系統(tǒng)是本專利的核心，監(jiān)控顯示器ll用于設(shè)定自動(dòng)調(diào)平模式、橫坡角 度ou實(shí)時(shí)顯示鏟刀9的調(diào)平狀態(tài)和報(bào)警指示，根據(jù)需要可以通過數(shù)據(jù)接口 (CAN、 USB 等)輸入和存儲(chǔ)當(dāng)前道路施工數(shù)據(jù)。監(jiān)控顯示器ll的控制模式、橫坡角度a的設(shè)定均采 用監(jiān)控顯示器ll配置的軟鍵實(shí)現(xiàn)，可以簡化控制線路，避免部分指令開關(guān)與手動(dòng)液壓閥 桿相連可能出現(xiàn)的誤操作。高程傳感器15安裝在平地機(jī)前進(jìn)的左側(cè)(如圖2)，跟蹤基準(zhǔn)繩或基準(zhǔn)路緣S,檢 測鏟刀9底刃Pl點(diǎn)相對于基準(zhǔn)的高程變化，并控制右側(cè)油缸3的升降；妒刀9回轉(zhuǎn)傳感 器檢測鏟刀9相對于機(jī)架8水平回轉(zhuǎn)角度P,而機(jī)架傾斜傳感器14可以檢測出平地機(jī)行 駛道路的縱向坡度q);根據(jù)道路設(shè)計(jì)的橫坡角度a,由控制模塊內(nèi)置數(shù)學(xué)模型可以計(jì)算出 設(shè)計(jì)要求的斜線坡度a';據(jù)此，將斜線坡度W與實(shí)測反饋的鏟刀9傾角e進(jìn)行比較， 由兩者的偏差調(diào)節(jié)左側(cè)油缸3a的升降從而使兩者接近相等。這種平地機(jī)自動(dòng)調(diào)平的方法 可以滿足一般道路工程施工的要求。自動(dòng)調(diào)平電控系統(tǒng)的監(jiān)測傳感器還包括擴(kuò)展傳感器鏟刀距離傳感器16、整車速度 傳感器17、 GPS衛(wèi)星定位裝置18以及道路施工數(shù)據(jù)輸入接口。在這種擴(kuò)展調(diào)平控制方式中，妒刀距離傳感器16監(jiān)測伊刀9在道路橫向上相對于基準(zhǔn)繩或基準(zhǔn)路緣的距離d, 用于高程控制中引入橫向移動(dòng)對應(yīng)的高程修正量，提高控制精度；同時(shí)可以用于定位作 業(yè)過程中鏟刀9左側(cè)點(diǎn)P1的位置。整車速度傳感器17用于監(jiān)測平地機(jī)的實(shí)時(shí)速度，計(jì) 算作業(yè)中相對于基準(zhǔn)點(diǎn)(起始點(diǎn))的距離，從而配合距離d定位鏟刀9左側(cè)點(diǎn)Pl的位置。 GPS裝置18選用供貨商在平地機(jī)使用范圍內(nèi)提供差分基站數(shù)據(jù)服務(wù)的衛(wèi)星定位裝置，其 定位精度達(dá)到厘米級別，可以滿足平地機(jī)鏟刀9自動(dòng)調(diào)平系統(tǒng)的精度要求。GPS裝置18 可以用來定位P2點(diǎn)(或P1-P2中點(diǎn))位置。Pl、 P2點(diǎn)確定后，鏟刀9斜線以及相應(yīng)設(shè) 計(jì)斜線坡度a'就得到確定；據(jù)此與鏟刀9實(shí)測傾角e進(jìn)行比較，系統(tǒng)即可進(jìn)行右側(cè)鏟刀 9的調(diào)節(jié)，滿足工程施工技術(shù)指標(biāo)要求。在這種擴(kuò)展控制方式中，根據(jù)行駛速度計(jì)算的行駛距離、鏟刀9橫向偏移量d確定 Pl點(diǎn)水平位置，采用GPS裝置18獲得P2點(diǎn)水平位置。此時(shí)，若監(jiān)控器預(yù)先輸入并存儲(chǔ) 了當(dāng)前道路施工數(shù)據(jù)，則可以調(diào)出Pl、 P2兩點(diǎn)的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)，計(jì)算出兩點(diǎn)的理論坡度角(相 對于水平面)并根據(jù)鏟刀9實(shí)際傾角e進(jìn)行右側(cè)鏟刀9的調(diào)節(jié)。此時(shí)，道路的橫坡角度 可以是變化的，調(diào)平控制器10可以實(shí)時(shí)計(jì)算當(dāng)前位置產(chǎn)道的設(shè)計(jì)坡度a'，從而適合彎 道超髙、道路緩和線等橫向坡度按一定規(guī)律變化的精確控制；而在不使用本專利的方法 時(shí)，這種情況即使用其他的平地機(jī)自動(dòng)調(diào)平系統(tǒng)(美國專利US5107932、中國專利 CN200520011494.X)也完全靠司機(jī)憑感覺來調(diào)整，平整度沒有保證，更不能實(shí)現(xiàn)橫向坡 度按規(guī)律變化的精確控制。采用基本傳感器組的4種傳感器，加上鏟距離傳感器16、整車速度傳感器17可以實(shí) 現(xiàn)變坡度道路的調(diào)平控制。此時(shí)，以監(jiān)控顯示器ll軟鍵或數(shù)據(jù)輸入接口輸入并存儲(chǔ)道路 坡度隨行駛距離的變化數(shù)據(jù)。平地機(jī)作業(yè)時(shí)，由行駛速度和時(shí)間計(jì)算出行駛距離，由此 可以調(diào)出相應(yīng)的橫向坡度a;鏟刀9高程傳感器15檢測鏟刀9P1點(diǎn)相對于基準(zhǔn)的高程變 化，鏟刀9橫向偏移量d監(jiān)測引入了高程控制的修正量，使P1點(diǎn)高程控制更準(zhǔn)確結(jié)合 傳感器檢測的鏟刀9水平回轉(zhuǎn)角度p、機(jī)架8縱向坡度cp和調(diào)出的橫坡角度a，可以計(jì)算 出鏟刀9的理論斜線坡度a';據(jù)此，自動(dòng)調(diào)平系統(tǒng)調(diào)節(jié)右側(cè)鏟刀9升降，使其實(shí)際傾角 e盡可能與a'接近相等，實(shí)現(xiàn)平地機(jī)整平道路并滿足道路設(shè)計(jì)坡度的要求。在本實(shí)施例中，調(diào)平控制器10選用芬蘭EPEC公司2023型工程機(jī)械用控制器；監(jiān) 控顯示器11選用德國GRAF公司AT72型顯示器。
權(quán)利要求1.一種平地機(jī)智能調(diào)平控制系統(tǒng)，包括有根據(jù)鏟刀空間位置監(jiān)測傳感器接收平地機(jī)鏟刀位置的信號，并自動(dòng)向控制鏟刀油缸的電控液壓閥發(fā)出控制信號的自動(dòng)調(diào)平電控系統(tǒng)，和接收自動(dòng)調(diào)平電控系統(tǒng)的控制信號驅(qū)動(dòng)鏟刀自動(dòng)調(diào)平的自動(dòng)調(diào)平液壓系統(tǒng)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的平地機(jī)智能調(diào)平控制系統(tǒng)，其特征在于，所述的自動(dòng)調(diào)平 電控系統(tǒng)包括有在平地機(jī)上設(shè)置的安裝在鏟刀(9)上部的用于監(jiān)測鏟刀與水平面的 傾斜狀態(tài)的鏟刀傾斜傳感器(12);安裝在鏟刀回轉(zhuǎn)盤(7)上的用于監(jiān)測鏟刀回轉(zhuǎn)角度 的爐刀回轉(zhuǎn)傳感器(13);安裝在平地機(jī)前機(jī)架(8)上的用于監(jiān)測行駛的縱向坡度的機(jī) 架傾斜傳感器(14);控制鏟刀油缸的且設(shè)置在自動(dòng)調(diào)平液壓系統(tǒng)中的左升降油缸電控 閥(4a)和右升降油缸電控閾(4);安裝在鏟刀(9) 一側(cè)的用于跟蹤作業(yè)路面基準(zhǔn)的 鏟刀高程傳感器(15)和鏟刀距離傳感器(16);以及根據(jù)接收各傳感器信號向左升降 油缸電控閥(4a)和右升降油缸電控閥(4)發(fā)出控制信號的調(diào)平控制器(10)和監(jiān)控顯 示器(11),其中，調(diào)平控制器(10)分別與鏟刀傾斜傳感器(12)、鏟刀回轉(zhuǎn)傳感器(13)、機(jī)架傾斜傳感器(14)、左升降油缸電控閥(4a)和右升降油缸電控閥(4)、 鏟刀髙程傳感器(15)、鏟刀距離傳感器(16)以及監(jiān)控顯示器(11)相連接。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的平地機(jī)智能調(diào)平控制系統(tǒng)，其特征在于在平地機(jī)上還安 裝有與調(diào)平控制器(10)相連的整機(jī)行駛速度傳感器(17)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的平地機(jī)智能調(diào)平控制系統(tǒng)，其特征在于在鏟刀(9)的 一側(cè)或中部還安裝有與調(diào)平控制器(10)相連的帶差分GPS衛(wèi)星定位裝置(18)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的平地機(jī)智能調(diào)平控制系統(tǒng)，其特征在于，所述的自動(dòng)調(diào)平 液壓系統(tǒng)包括有控制液體流入的優(yōu)先閥(6);分別與優(yōu)先閥(6)的輸出端相連的第 一、第二調(diào)速節(jié)流閥(5a、 5);分別對應(yīng)連接在兩個(gè)調(diào)速節(jié)流閥(5a、 5)的輸出端上 且受自動(dòng)調(diào)平電控系統(tǒng)中調(diào)平控制器(10)控制的左升降油缸電控閥(4a)和右升降油 缸電控閥(4);分別與優(yōu)先閥(6)的輸出端相連的第一、第二手動(dòng)控制閾(la、 1); 與左升降油缸電控閥(4a)和第一手動(dòng)控制閥(la)相連的第一雙向液壓鎖(2a)及與 右升降油缸電控閥(4)和第二手動(dòng)控制閥(1)相連的第二雙向液壓鎖(2);以及分別 對應(yīng)與兩個(gè)雙向液壓鎖(2a、 2)的輸出端相連，驅(qū)動(dòng)鏟刀(9)動(dòng)作的左升降油缸(3a) 和右升降油缸(3);上述的部件之間是通過液壓管路相連接的。
專利摘要一種平地機(jī)智能調(diào)平系統(tǒng)，包括有根據(jù)鏟刀空間位置監(jiān)測傳感器接收平地機(jī)鏟刀位置的信號，并自動(dòng)向控制鏟刀油缸的電控液壓閥發(fā)出控制信號的自動(dòng)調(diào)平電控系統(tǒng)，和接收自動(dòng)調(diào)平電控系統(tǒng)的控制信號驅(qū)動(dòng)鏟刀自動(dòng)調(diào)平的自動(dòng)調(diào)平液壓系統(tǒng)。本實(shí)用新型引入了平地機(jī)行駛速度參數(shù)、鏟刀橫向距離傳感器、GPS衛(wèi)星定位裝置，將道路數(shù)據(jù)輸入于存儲(chǔ)監(jiān)控器，并通過控制軟件，可以使平地機(jī)快速高效的進(jìn)行自動(dòng)調(diào)平作業(yè)，適應(yīng)普通道路橫坡、彎道超高、道路緩和線等橫向坡度按一定規(guī)律變化的精確控制。從而保證平地機(jī)按照施工標(biāo)準(zhǔn)的作業(yè)平整度。
文檔編號G05D3/12GK201089948SQ200720097350
公開日2008年7月23日 申請日期2007年9月5日 優(yōu)先權(quán)日2007年9月5日
發(fā)明者吳衛(wèi)國, 吳國祥, 李玉河 申請人:天津工程機(jī)械研究院