用于攤鋪機(jī)熨平板尾板控制的系統(tǒng)及方法

用于攤鋪機(jī)熨平板尾板控制的系統(tǒng)及方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了用于攤鋪熨平板設(shè)備(414)的高度調(diào)節(jié)系統(tǒng)(338)和用于調(diào)節(jié)熨平板系統(tǒng)(114)的尾板(226)的高度的方法。在公開的系統(tǒng)(314)中，該系統(tǒng)(314)包括與偏壓元件聯(lián)接的尾板(226)，所述偏壓元件諸如是彈性件(235)或液壓缸(371)和活塞桿。偏壓元件聯(lián)接至致動器(240)。致動器(240)連接至控制器(244)。偏壓元件能在壓縮位置與伸展位置之間移動，具有設(shè)置在所述壓縮位置與伸展位置之間的設(shè)定點范圍。偏壓元件還與用于測量偏壓元件相對于設(shè)定點范圍的豎向位移、偏壓元件上的壓力或載荷的傳感器(342)相關(guān)聯(lián)。
【專利說明】用于攤鋪機(jī)熨平板尾板控制的系統(tǒng)及方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明總體涉及攤鋪設(shè)備，更具體地涉及用于控制攤鋪設(shè)備熨平板的尾板的高度和迎角的系統(tǒng)和方法。

【背景技術(shù)】
[0002]在傳統(tǒng)的浙青攤鋪操作中，使用在其前端具有料斗的自推進(jìn)式車輛——其被稱為牽引機(jī)。料斗通常從傾卸卡車接收浙青攤鋪材料。浙青材料從料斗被輸送至正被攤鋪的路基或其它表面位于橫向延伸的螺旋輸送器的前方。待攤鋪的路基或其它表面在本文中將被稱為“參照表面”。螺旋輸送器沿橫向?qū)⒄闱嗖牧陷斔偷郊?xì)長的板件或“熨平板”前方，所述熨平板向下壓縮并壓實浙青以形成理想地具有均勻的厚度和表面整潔度的攤鋪材料的“墊，，。
[0003]熨平板通常通過牽引桿/牽引梁而在牽引機(jī)后方被拉動，牽引桿可允許熨平板相對于牽引機(jī)向上或向下移動。牽引桿可樞轉(zhuǎn)地連接至牽引機(jī)并且可以繞軸或“牽引點”樞轉(zhuǎn)。這種布置有效地允許熨平板在牽引機(jī)后方被牽引時相對于牽引機(jī)“浮動”。
[0004]傳統(tǒng)的熨平板具有規(guī)定的寬度。然而，在某些攤鋪應(yīng)用——諸如(私人)車道、停車場等一中，需要不同的浙青墊寬度。因此，寬度可調(diào)節(jié)的或可伸出的熨平板設(shè)置對于在不中斷攤鋪過程的前提下改變浙青墊的寬度而言已是常見的。通常，可伸出的熨平板由具有固定寬度的主熨平板部分和能夠從主熨平板部分的各端伸出的可通過液壓伸出的“熨平板伸出件”組成?？缮斐龊筒豢缮斐龅撵倨桨鍍烧呔鋫溆形舶?，尾板用于使浙青材料保持在尾板之間并且保持在熨平板和熨平板伸出件的前方，而且不允許浙青材料橫向地遷移超過尾板。
[0005]在浙青攤鋪機(jī)的正常操作中，操作者調(diào)節(jié)熨平板的迎角以影響正被鋪設(shè)的浙青墊的厚度。為了在調(diào)節(jié)熨平板迎角時使浙青材料保持在尾板之間，尾板可以通過電動或手動操作的升降機(jī)伸出或縮回。此外，許多攤鋪機(jī)器包括聯(lián)接至每個尾板的兩個升降機(jī)，其用于更準(zhǔn)確地保持尾板的相對于熨平板伸出件或熨平板——如果未設(shè)置熨平板伸出件——的正確位置。尾板的正確位置是與參照表面或正被攤鋪的表面的滑動接觸。另外，當(dāng)攤鋪挨著路緣的表面時，尾板可能需要伸出以懸浮(ride)在路緣上方。
[0006]當(dāng)浙青墊厚度遞增地變化時，通常與彈性件聯(lián)接的尾板可以自動地調(diào)節(jié)成以新的攤鋪厚度浮動。因為尾板彈性件僅向尾板提供有限范圍的豎向運動，所以熨平板的操作者必須通過轉(zhuǎn)動尾板升降機(jī)持續(xù)地調(diào)節(jié)尾板高度以使尾板彈性件保持在彈性件設(shè)定點或該設(shè)定點附近，所述升降機(jī)控制尾板彈性件的壓縮和伸展。
[0007]通過使尾板彈性件保持在其設(shè)定點或其設(shè)定點附近，尾板可以在主熨平板和熨平板伸出件與不同的表面路面接觸時“浮動”。如果正在鋪設(shè)的墊變得過厚，則尾板彈性件可以達(dá)到完全伸展，導(dǎo)致尾板升起離開參照表面。如果正在鋪設(shè)的墊變得過薄，則尾板彈性件可以達(dá)到完全壓縮，這可以限制熨平板浮動在較薄的墊上的能力。
[0008]因此，需要可靠且容易地使用的用于調(diào)節(jié)攤鋪設(shè)備的尾板的高度的系統(tǒng)及方法。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本發(fā)明公開了用于攤鋪整熨平板設(shè)備的高度調(diào)節(jié)系統(tǒng)。該高度調(diào)節(jié)系統(tǒng)包括與第一彈性件聯(lián)接的尾板。第一彈性件聯(lián)接至第一致動器。第一致動器連接至控制器?？刂破靼ù鎯ζ鳌５谝粡椥约臀舶迥茉趬嚎s位置與伸展位置之間移動，具有設(shè)置在所述壓縮位置與伸展位置之間的第一設(shè)定點范圍。第一設(shè)定點范圍存儲在控制器的存儲器中。第一彈性件和尾板中的至少一者連接至第一傳感器。第一傳感器連接至控制器。第一傳感器檢測第一彈性件和尾板的實際位置并且將第一彈性件和尾板的實際位置傳送至控制器?？刂破鞅痪幊虨樵诘谝粡椥约臀舶灞粔嚎s超過第一設(shè)定點范圍時使第一致動器伸展第一彈性件。另外，控制器被編程為在第一彈性件和尾板伸展超過第一設(shè)定點范圍時使第一致動器壓縮第一彈性件。
[0010]本發(fā)明還公開了攤鋪設(shè)備。所公開的攤鋪設(shè)備包括主熨平板，該主熨平板具有設(shè)置在右伸出件和左伸出件之間的主熨平板板件。右伸出件設(shè)置在主熨平板板件與右尾板之間。右尾板與右彈性件聯(lián)接。右彈性件聯(lián)接至右致動器。左伸出件設(shè)置在主熨平板板件與左尾板之間。左尾板聯(lián)接至左彈性件。左彈性件聯(lián)接至左致動器。右和左致動器連接至控制器。右彈性件能在伸展位置與壓縮位置之間移動，具有設(shè)置在所述壓縮位置與伸展位置之間的右設(shè)定點范圍。左彈性件能在伸展位置與壓縮位置之間移動，具有設(shè)置在所述壓縮位置與伸展位置之間的左設(shè)定點范圍。右彈性件連接至用于測量右彈性件相對于右設(shè)定點范圍的位移的右傳感器。左彈性件連接至用于測量左彈性件相對于左設(shè)定點范圍的位移的左傳感器。右和左傳感器連接至控制器?？刂破鞅痪幊虨樵谟覐椥约粔嚎s超過右設(shè)定點范圍時使右致動器伸展右彈性件，并且控制器還被編程為在右彈性件伸展超過右設(shè)定點范圍時使右致動器壓縮右彈性件。控制器還被編程為在左彈性件被壓縮超過左設(shè)定點范圍時使左致動器伸展左彈性件，并且控制器還被編程為在左彈性件伸展超過左設(shè)定點范圍時使左致動器壓縮左彈性件。
[0011]本發(fā)明還公開了用于操作攤鋪設(shè)備的方法。攤鋪設(shè)備包括右尾板和左尾板。每個尾板都與至少一個彈性件聯(lián)接。所述至少一個彈性件中的每一者都與傳感器和致動器聯(lián)接。每個致動器和每個傳感器都與控制器連接。所述方法包括:為每個彈性件確定設(shè)定點范圍，接收來自各傳感器的信號并確定各彈性件是否高于或低于其設(shè)定點范圍，如果彈性件中的至少一者被壓縮在其設(shè)定點范圍之下，則激活其相應(yīng)的致動器并伸展彈性件中的所述至少一者以將彈性件中的所述至少一者調(diào)節(jié)至其設(shè)定點范圍內(nèi)的位置，以及，如果彈性件中的至少一者伸展到其設(shè)定點范圍以上，則激活其相應(yīng)的致動器并壓縮彈性件中的所述至少一者以將彈性件中的所述至少一者調(diào)節(jié)至其設(shè)定點范圍內(nèi)的位置。
[0012]在上述實施例的任何一個或多個中，第一設(shè)定點范圍包括第一設(shè)定點和范圍從該第一設(shè)定點的約+/-5%到約+/-20%的第一死區(qū)。在上述實施例的任何一個或多個中，控制器還被編程為在第一彈性件被壓縮超過第一設(shè)定點范圍時延遲伸展第一彈性件。此外，控制器被編程為在第一彈性件伸展至超過第一設(shè)定點范圍的位置時延遲壓縮第一彈性件。在上述實施例的任何一個或多個中，第一傳感器從由線性可變差分傳感器、壓力傳感器、載荷傳感器和聲波傳感器組成的組中選擇。在上述實施例的任何一個或多個中，第一致動器從由以下項組成的組中選擇:聯(lián)接至螺紋軸的電動馬達(dá)，該螺紋軸與第一彈性件聯(lián)接；聯(lián)接至液壓缸的液壓控制閥，所述液壓缸具有與第一彈性件聯(lián)接的可伸展且可縮回的第一軸；以及，聯(lián)接至蓄能器的液壓控制閥，所述蓄能器與具有聯(lián)接至第一彈性件的可伸展且可縮回的第一軸的液壓缸聯(lián)接。在上述實施例的任何一個或多個中，尾板包括底板。底板具有前端和后端。底板的底部與第一彈性件和設(shè)置在第一彈性件與底板的后端之間的第二彈性件聯(lián)接。第二彈性件聯(lián)接至第二致動器。第二致動器連接至控制器。第二彈性件能在壓縮位置與伸展位置之間移動，具有設(shè)置在所述壓縮位置與伸展位置之間的第二設(shè)定點范圍。第二設(shè)定點范圍被存儲在控制器的存儲器中。該系統(tǒng)還包括用于檢測第二彈性件的實際位置的第二傳感器。第二傳感器連接至控制器?？刂破鞅痪幊虨樵诘诙椥约臀舶灞粔嚎s超過第二設(shè)定點范圍時使第二致動器伸展第二彈性件。此外，控制器被編程為在第二彈性件和尾板伸展超過第二設(shè)定點范圍時壓縮第二彈性件。
[0013]在上述實施例的任何一個或多個中，所述第二設(shè)定點范圍可包括第二設(shè)定點和范圍從該第二設(shè)定點的約+/-5%到約+/-20%的第二死區(qū)。
[0014]在上述實施例的任何一個或多個中，所述控制器還被編程為在第二彈性件和尾板被壓縮超過第二設(shè)定點范圍時延遲伸展第二彈性件。此外，控制器還被編程為在第二彈性件伸展至超過第二設(shè)定點范圍的位置時延遲壓縮第二彈性件。在上述實施例的任何一個或多個中，第二傳感器從由線性可變差分傳感器、壓力傳感器、載荷傳感器和聲波傳感器組成的組中選擇。在上述實施例的任何一個或多個中，第二致動器從由以下項組成的組中選擇:聯(lián)接至第二螺紋軸的電動馬達(dá)，該第二螺紋軸與第二彈性件聯(lián)接；聯(lián)接至液壓缸的液壓控制閥，該液壓缸包括聯(lián)接至第二彈性件的第二軸；以及，聯(lián)接至蓄能器的液壓控制閥，該蓄能器聯(lián)接至具有與第二彈性件聯(lián)接的第二軸的液壓缸。在上述實施例的任何一個或多個中，第一致動器和第一彈性件包括第一液壓缸，該第一液壓缸容納連接至第一軸的活塞，所述第一軸可縮回地伸展到第一缸外并與第一尾板聯(lián)接。
[0015]在上述方法的任何一個或多個中，所述方法可以包括在接收到來自傳感器的信號之后并且在伸展或壓縮彈性件之前延遲一段時間。在上述方法的任何一個或多個中，所述方法還可包括獨立于其它彈性件的伸展和壓縮之外地伸展和壓縮每個彈性件。最后，在上述方法的任何一個或多個中，所述方法還可包括:在尾板的前方提供連接至控制器的路面?zhèn)鞲衅?，在控制器處接收來自路面?zhèn)鞲衅鞯闹辽僖粋€信號，識別在攤鋪設(shè)備前方的障礙物和障礙物的尺寸，并基于障礙物的尺寸針對彈性件中的每一個來調(diào)節(jié)設(shè)定點范圍。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]圖1是所公開的攤鋪設(shè)備的側(cè)視平面圖。
[0017]圖2是圖1中公開的攤鋪設(shè)備的正視平面圖。
[0018]圖3是在圖1和圖2的攤鋪設(shè)備后方被牽引的攤鋪熨平板設(shè)備的后視平面圖。
[0019]圖4是用于具有手動地操作尾板的曲柄的攤鋪熨平板設(shè)備的傳統(tǒng)的高度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的側(cè)視圖。
[0020]圖5是本發(fā)明公開的用于攤鋪熨平板設(shè)備的高度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的側(cè)視圖，該高度調(diào)節(jié)系統(tǒng)具有用于調(diào)節(jié)致動器的伸展、彈性件的壓縮和/或尾板的高度的自動控制。
[0021]圖6是圖5所示的攤鋪熨平板設(shè)備和高度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的俯視圖。
[0022]圖7是示出了用于連續(xù)地調(diào)節(jié)熨平板尾板的高度的閉環(huán)控制系統(tǒng)和方法的流程圖。
[0023]圖8是示出了用于持續(xù)地使尾板彈性件維持在其設(shè)定點或其設(shè)定點附近的閉環(huán)控制系統(tǒng)和方法的另一流程圖。
[0024]圖9是示出了用于獨立地使四個尾板彈性件維持在其設(shè)定點或其設(shè)定點附近的四個閉環(huán)系統(tǒng)和方法的流程圖。
[0025]圖10是本發(fā)明公開的用于攤鋪熨平板設(shè)備的另一高度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的側(cè)視圖，該高度調(diào)節(jié)系統(tǒng)具有用于調(diào)節(jié)通過液壓致動的彈性件的伸展和/或尾板高度的自動控制。
[0026]圖11是用于圖解圖10所示的自動控制系統(tǒng)的局部液壓示意圖。
[0027]圖12是用于圖解圖10所示的自動控制系統(tǒng)的局部電原理圖。
[0028]圖13是本發(fā)明公開的用于攤鋪熨平板設(shè)備的利用了如圖10所示的聲波傳感器的又一高度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的側(cè)視圖，但是與圖10所示的具有用于每個尾板的雙缸和彈性件不同，該高度調(diào)節(jié)系統(tǒng)具有用于每個尾板的單個缸和彈性件。
[0029]圖14是本發(fā)明公開的的又一高度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的側(cè)視圖，其具有用于調(diào)節(jié)所述液壓彈性件的伸展、彈性件的壓縮和/或尾板的高度的自動控制。
[0030]圖15是本發(fā)明公開的用于攤鋪熨平板設(shè)備的又一高度調(diào)節(jié)系統(tǒng)，該高度調(diào)節(jié)系統(tǒng)不使用彈性件，但包括用于調(diào)節(jié)液壓缸軸的伸展的自動控制、出于延遲所述軸的伸展或縮回的目的的蓄能器的使用以及壓力傳感器的使用，壓力傳感器傳送通過尾板與參照表面接合或缺乏接合而作用于每個缸上的壓力。
[0031]圖16是本發(fā)明公開的用于攤鋪熨平板設(shè)備的又一高度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的側(cè)視圖，該高度調(diào)節(jié)系統(tǒng)包括用于調(diào)節(jié)彈性件的伸展、彈性件的壓縮和/或尾板的高度的自動控制，其中，所述自動控制包括與各液壓缸都相關(guān)聯(lián)的載荷傳感器。

【具體實施方式】
[0032]出于公開目的，術(shù)語“聯(lián)接”是指兩個元件之間的直接或間接的連接。例如，術(shù)語“聯(lián)接”可以指兩個元件直接地連接在一起，也可以指兩個元件通過一個或多個附加的元件連接在一起。
[0033]出于公開目的，術(shù)語“連接”是指兩個電子元件經(jīng)由硬接線或無線連接而相互通?目。
[0034]出于公開目的，術(shù)語“彈性件”是指偏壓元件，諸如可壓縮和伸展的螺旋彈簧、液壓缸/活塞/軸組合或其它裝置。
[0035]圖1和2示出了包括操作者控制臺11和框架12的攤鋪設(shè)備10。攤鋪設(shè)備10還包括料斗13，該料斗用于容納通過一個或多個螺旋輸送器(未顯示)分配在熨平板系統(tǒng)14前方的浙青材料，所述熨平板系統(tǒng)的一個示例在圖3中示出且所述熨平板系統(tǒng)的其它示例在圖4中示出。熨平板系統(tǒng)14在攤鋪設(shè)備10的牽引機(jī)15后方被牽引，該攤鋪設(shè)備將典型地包括總體以16示出的多個地面接合元件。盡管通常地面接合元件16是具有輪胎的輪子，但地面接合元件16還可包括兩個或四個履帶。
[0036]轉(zhuǎn)到圖3和4，典型的熨平板系統(tǒng)14包括設(shè)置在一對熨平板伸出件22、23之間的主熨平板21。伸出件22、23可利用液壓或其它合適的裝置相對于主熨平板21擴(kuò)展或變窄，由此向操作者提供改變被鋪設(shè)在表面17(圖4)上的浙青墊的寬度的能力。圖3的熨平板系統(tǒng)14還包括根據(jù)需要升高或降低尾板26、27以保持尾板與參照表面17(圖4)接合或者保持剛剛已被鋪設(shè)在熨平板和熨平板伸出件前方的浙青處于尾板26、27之間。
[0037]在圖4中，示出了熨平板系統(tǒng)114，其包括聯(lián)接到各尾板——諸如左尾板26——的兩個手動操作的升降機(jī)(jack)28、29。各手動操作的升降機(jī)28、29包括手柄31、32。各手柄31、32安裝在框架部件30上并且連接至可伸展且可縮回的軸33、34，所述軸中的每一者各自與彈性件35、36中的一者連接。為了形成浮動的尾板26，需要周期性地調(diào)節(jié)升降機(jī)28、29以保持彈性件35、36處于或接近其所需的設(shè)定點，或處于所需的設(shè)定點范圍內(nèi)。通過不允許彈性件完全伸展或完全屈服，尾板26能夠在參照表面17之上浮動。如圖4所示，軸33、34兩者可能需要降低以使尾板26的底板(shoe)37與參照表面17 (即，底基、路緣、先前鋪設(shè)的浙青墊，等等)接合。為了防止彈性件35、36完全壓縮或完全伸展，操作者必須持續(xù)地操縱升降機(jī)28、29。
[0038]如果浙青墊變得太厚，彈性件35、36將朝向表面17向下完全伸展——但不需要操作者動作，尾板26可以到達(dá)其最大豎向行程且實際上可以升舉在參照表面17上方，允許浙青材料沿橫向向外通過尾板26與參照表面17之間的間隙G溢出。相反，如果浙青墊突然變得過薄，彈性件35、36將在不通過操作者動作的情況下達(dá)到其最大壓縮程度，使得尾板26被迫向上進(jìn)入熨平框架中，這可以防止熨平板21-23攤鋪過薄的層。為了消除對持續(xù)手動操縱升降機(jī)28、29的需要和設(shè)置在熨平板114的另一側(cè)的升降機(jī)(圖4未顯示)的需要，圖5至16中公開了用于控制攤鋪機(jī)熨平板尾板26、27的系統(tǒng)和方法。
[0039]轉(zhuǎn)向圖5，改進(jìn)的熨平板系統(tǒng)214包括設(shè)置在熨平板伸出件之間的主熨平板221，熨平板伸出件中的一者以222示出。熨平板系統(tǒng)214還包括與兩個彈性件235、236聯(lián)接的尾板226。每一個彈性件235、236都聯(lián)接到其自身的可伸展且可縮回的軸233、234上。每個軸233、234各自聯(lián)接到其自身的致動器240、241上。每個彈性件235、236也都與其自身的轉(zhuǎn)換器242、243聯(lián)接，所述轉(zhuǎn)換器各自測量彈性件235、236的線性位移。轉(zhuǎn)換器242、243連接到控制器244，該控制器也連接到致動器240、241上。
[0040]圖6示出了所公開的熨平板系統(tǒng)214的俯視圖，該圖還示出了具有兩個致動器245、246和兩個轉(zhuǎn)換器247、248的右尾板227。在一個實施例中，轉(zhuǎn)換器242、243、247、248可以是線性可變差分轉(zhuǎn)換器器(LVDT)，其是用于測量線性位移的電轉(zhuǎn)換器類型。通常，LVDT包括端對端地安置于管的周圍的三個電磁線圈(未示出)。中心線圈是主要的，兩個外部線圈是次要的。圓柱形鐵磁芯聯(lián)接至支承彈性件235、236的支架251、252(見圖5)。當(dāng)尾板226向上或向下移動時，支架251、252也向上或向下移動從而壓縮和伸展彈性件235、236。轉(zhuǎn)換器242、243測量彈性件235、236的壓縮或伸展，并且控制器244被編程為確定彈性件235,236是否已被壓縮超出了所需的設(shè)定點或設(shè)定點范圍或者已伸展超出了所需的設(shè)定點或設(shè)定點范圍?？刂破?44可以是連接至熨平板系統(tǒng)214的微控制器。也可以把控制器244的功能結(jié)合到牽引車15的ECM模塊(未示出)中，但這在熨平板系統(tǒng)214會被拖行在不同的牽引車15后方時并非所需。
[0041]圖7至9中示出了用于控制尾板226、227的高度的各種方法和算法。轉(zhuǎn)向圖7，示出了用于單個彈性件的閉環(huán)算法。在步驟254，該算法在控制器244中開始。操作者可以在步驟255輸入所需的尾板位置。在步驟256，控制器244接收來自聯(lián)接至正被監(jiān)控的彈性件235的轉(zhuǎn)換器——例如242——的信號，并且控制器244被編程為基于由轉(zhuǎn)換器242傳送的數(shù)據(jù)來確定尾板226的實際位置。在步驟257中，控制器244確定尾板226的位置是否在可接受的范圍內(nèi)。如果是，則所述算法返回至步驟256。如果否，則算法繼續(xù)至步驟258，在該步驟中控制器244確定尾板226是否過高。如果尾板過高，則在步驟259中控制器244將信號發(fā)送到致動器240以壓縮尾板。之后，算法返回到步驟256，如圖7所示。如果在步驟258中尾板226并未過高，那么在步驟260控制器244向致動器240發(fā)送信號以伸展尾板226，然后算法才返回步驟256，在步驟256再次接收和解讀來自轉(zhuǎn)換器242的數(shù)據(jù)。
[0042]圖8示出了類似的算法。程序開始于261，并且尾板的所需位置由操作者在262輸入。在263，控制器244確定彈性件235的正確設(shè)定點。彈性件設(shè)定點可以是彈性件235的中性位置、略壓縮位置或略伸展位置。在彈性件設(shè)定點在263確定之后，控制器244在264接收來自轉(zhuǎn)換器242的數(shù)據(jù)。在265完成關(guān)于彈性件235是否在可接受的設(shè)定點范圍內(nèi)的確定，如果是，則算法返回步驟264，如圖8所示。如果彈性件235的位置在可接受的范圍之外，則在266控制器確定彈性件是否被過度壓縮超過了其設(shè)定點范圍。如果是，則可在268激活致動器240從而使彈性件235伸展之前在267建立操作延遲，然后算法才返回步驟264，在步驟264再次讀取轉(zhuǎn)換器242。如果在266彈性件235并未被壓縮超過其設(shè)定點范圍，則可于在270出于壓縮彈性件236的目的激活致動器240之前建立可選的延遲，然后算法才返回到步驟264，如圖8所示。
[0043]圖9示出了針對四個彈性件的類似的流程圖，其中兩個彈性件235、236用于左尾板226，兩個附加的彈性件(未示出)用于右尾板227。該程序在280開始，在281所需的迎角由操作者輸入并由控制器244讀取。用于全部四個彈性件的設(shè)定點或設(shè)定點范圍在282確定。然后，基于獨立原則完成對尾板226、227和彈性件的調(diào)節(jié)。例如，在283由控制器244讀取第一轉(zhuǎn)換器并在284完成關(guān)于第一彈性件是否處于可接受范圍內(nèi)的確定。如果是，則程序返回到步驟283。如果否，則在285完成關(guān)于彈性件是否低于其設(shè)定點的確定，如果是，則在于287激活致動器用于伸展聯(lián)接至彈性件的彈性件的目的之前在286建立可選的延遲。如果在288做出彈性件在設(shè)定點以上的判定，則在290出于壓縮彈性件的目的激活致動器彈性件之前，在289建立可選的延遲。針對其余三個彈性件執(zhí)行類似閉環(huán)算法，但為了簡潔起見僅以291、292、293表示讀取轉(zhuǎn)換器的步驟。
[0044]轉(zhuǎn)向圖10，公開了其它攤鋪熨平板設(shè)備314，其包括設(shè)置在兩個熨平板伸出件之間的主熨平板321，所述熨平板伸出件中的一者以322示出。攤鋪熨平板設(shè)備通過牽引臂(牽引梁)337可樞轉(zhuǎn)地聯(lián)接至牽引機(jī)(未顯示)。
[0045]圖10還示出閉環(huán)高度調(diào)節(jié)系統(tǒng)338，其包括控制器344和一對尾板，所述尾板中的僅一者以326示出。高度調(diào)節(jié)系統(tǒng)338還包括一對液壓缸371、373，所述液壓缸容納與可伸展的彈性件333、334聯(lián)接的活塞372、374。液壓缸371、373可配備用于監(jiān)控彈性件333、334的壓縮或伸展的傳感器342、343。盡管彈性件333、334可以直接或間接地聯(lián)接至尾板326，但在彈性件333、334與尾板326之間還可使用彈性件。傳感器342、343優(yōu)選是LVDT或壓力傳感器。傳感器342、343也可以連接至控制器344。此外，設(shè)置在液壓缸371、373外的傳感器349、350可用于監(jiān)控彈性件333、334的伸展或壓縮。傳感器349、350也可以是LVDT。
[0046]此外，可以在尾板326的前端326a處使用聲波傳感器342a，或者將伸出部326b應(yīng)用至尾板326。還以342b示出了附加布置在牽引臂337的遠(yuǎn)端337a的聲波傳感器。聲波傳感器342a、342b的作用是維持尾板326的底板375相對豎直，或關(guān)于迎角維持所述底板至表面17的路面。在熨平板系統(tǒng)314前方的聲波傳感器342a、342b允許系統(tǒng)314具有主動的較慢的調(diào)節(jié)、更平穩(wěn)的操作和更順暢的致動。
[0047]彈性件333、334的伸展或壓縮由液壓致動器340、341提供。致動器340、341也可以是電致動器，例如電動馬達(dá)。在這種實施例中，彈性件333、334可以是聯(lián)接至用作致動器340、341的電動馬達(dá)的螺紋彈簧。致動器340、341連接至控制器344。雙致動器340、341用于控制尾板326的高度、尾板326的迎角和用于保持底板375與表面17或基材之間的接觸。
[0048]在操作中，LVDT或壓力傳感器342、343或349、350將底板375的位置傳達(dá)給控制器344?？刂破?44確定彈性件333、334的實際位置和彈性件333、334的實際位置與彈性件333、334的所需的設(shè)定點范圍之間的差。然后，控制器344出于生成控制信號的目的計算出由傳感器342、343或349、350傳送的值與所需的設(shè)定點范圍之間的Λ值(delta值)，所述控制信號被傳輸給致動器340、341以增加或減小彈性件333、334的伸展或壓縮。如果致動器340、341是液壓致動器，則它們可以是液壓控制閥的形式，所述液壓控制閥升高或降低液壓缸371、373內(nèi)的壓力以增大或減小彈性件333、334的伸展或壓縮。優(yōu)選但不是必須的，每個液壓缸都可具有附加的位置感測技術(shù)，諸如連接至控制器344用于精確地維持尾板326的所需位置或所需的給定點范圍的傳感器349、350。
[0049]轉(zhuǎn)向圖11，關(guān)于單個LVDT或壓力傳感器342示出針對高度調(diào)節(jié)系統(tǒng)338的一部分的電路簡圖。傳感器342連接至控制器344，該控制器進(jìn)而連接至致動器340和附加的傳感器349。致動器340與液壓缸371、活塞372和彈性件333連接，如圖所示。在圖12中，示出了針對高度調(diào)節(jié)系統(tǒng)338的部分液壓原理圖?？刂破?44連接至致動器340，該致動器進(jìn)而與液壓缸371、活塞372和彈性件333聯(lián)接，如圖所示。圖12還示出了控制器344與左后致動器341以及與同右尾板(圖10或12中未顯示；見圖6)關(guān)聯(lián)的致動器345、346之間的通信。
[0050]轉(zhuǎn)向圖13，公開了攤鋪熨平板設(shè)備414，其具有高度調(diào)節(jié)系統(tǒng)438，所述高度調(diào)節(jié)系統(tǒng)具有與圖10的高度調(diào)節(jié)系統(tǒng)338相同功能的元件，但具有單個的液壓缸471、活塞472和彈性件433。單個致動器440與控制器444連接，該圖還示出了可選的傳感器441——其可以是LVDT——連接至控制器444和液壓缸471。LVDT或壓力傳感器342可安置在液壓缸471內(nèi)或液壓缸471外。尾板426的前端426a或牽引臂437的遠(yuǎn)端437a可包括一個或多個聲波傳感器426a、426b，如上面結(jié)合圖10所解釋的。
[0051]轉(zhuǎn)向圖14，示出了用于攤鋪機(jī)熨平板設(shè)備514的其它尾板高度調(diào)節(jié)系統(tǒng)538。該系統(tǒng)538包括控制器544、一對致動器540和541、各自容納活塞572和574并各自與彈性件533和534連接的一對液壓缸571和573。彈性件533、534各自聯(lián)接至彈性件535、536以及支架551、552，所述支架各自聯(lián)接至尾板526。每個液壓缸571、573也都可以與壓力傳感器542、543聯(lián)接，且各液壓缸571、573也都可容納附加的用于更精確地監(jiān)控活塞572、574的位置的傳感器547、548。圖14的高度調(diào)節(jié)系統(tǒng)538是閉環(huán)控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)為前液壓缸571和后液壓缸573兩者使用致動器540、541。壓力傳感器542、543用于監(jiān)控液壓缸571、573內(nèi)的壓力，這進(jìn)而被用于監(jiān)控彈性件535、536的壓縮。除了控制底板575與路面表面(grade surface) 17之間的地面壓力以外，高度調(diào)節(jié)系統(tǒng)538還包括可設(shè)置在缸571、573的內(nèi)部或外部用于各自測量各活塞572、574或彈性件533、534的實際位置的LVDT 547、548。利用LVDT傳感器可為彈性件533和534、彈性件535和536或活塞572和574設(shè)定所需的設(shè)定點范圍，以提供所需的迎角，使得底板575的前緣575a在底板575的后緣575b上方或下方的所需距離處。此外，系統(tǒng)538可以設(shè)計成利用LVDT 547、548測量活塞572和574、彈性件533和534或彈性件535和536的位置以保持底板的前緣575a處于底板575的后緣575b上方的預(yù)選高度。系統(tǒng)538不僅允許底板575在底板575的后端575b處浮動在參照路面上，而且能使底板575的前緣575a向上傾斜離開路面表面17以清除通常僅抓住底板575的前緣575a的障礙物。迎角控制功能可以結(jié)合到或脫離于控制面板(未顯示)，從而允許操作者在完全浮動與傾斜操作之間快速且容易地轉(zhuǎn)換。迎角的量可以由操作者設(shè)定或來自工廠設(shè)置。在尾板526的前面526a的附加的路面?zhèn)鞲衅?76也可用于識別在底板575前方的阻礙物，并允許系統(tǒng)538自動添加適當(dāng)?shù)挠窃黾恿恳栽跊]有操作者的任何輸入的情況下越過障礙物或阻礙物。
[0052]儲存在控制器544的存儲器中的控制軟件可以定義成使得作用在液壓缸571、573上的壓力被維持在目標(biāo)值，該目標(biāo)值與處于所需彈性件壓縮量的彈性件535、536的反作用力相等。所需的彈性件壓縮量可以在激活高度調(diào)節(jié)系統(tǒng)538之前由操作者設(shè)定，或者所需的彈性件壓縮量可以在出廠時預(yù)先設(shè)定。
[0053]液壓缸571、573的控制可包括范圍從目標(biāo)壓力的約5%至約20%的死區(qū)。死區(qū)的使用可以允許底板575利用彈性件535、536自然地浮動。如果壓力變化超過了死區(qū)值例如12%，則液壓缸571、573將被自動地各自激活以使各自的壓力返回到用于所需彈性件壓縮的目標(biāo)值?？梢曰谠囼瀮?yōu)化死區(qū)值。液壓缸571、573也可在系統(tǒng)538未激活時用于手動地運行尾板底板575，從而不再需要使用升降機(jī)進(jìn)行尾板底板575的手動曲柄/搖把操作。
[0054]轉(zhuǎn)向圖15，公開了具有自動高度調(diào)節(jié)系統(tǒng)638的又一個攤鋪熨平板設(shè)備614，該自動高度調(diào)節(jié)系統(tǒng)包括圖14中示出的系統(tǒng)538的除了 LVDT 547和548、彈性件535和536、支架551和552之外的全部元件。然而，可以包括彈性件535、536和支架551、552。閉環(huán)高度調(diào)節(jié)系統(tǒng)638使用液壓缸671、673，所述液壓缸各自配備壓力傳感器642、643并各自容納活塞672、674和彈性件633、634。儲存在控制器644的存儲器中的控制軟件可以定義成使得作用在每個液壓缸671、673內(nèi)的壓力都被保持在目標(biāo)值，該目標(biāo)值等于底板675與路面表面17之間的所需量的地面壓力。所需量的地面壓力可以在打開自動高度控制系統(tǒng)638之前由操作者設(shè)定或者在工廠中預(yù)先設(shè)定。所需的地面壓力可以根據(jù)作業(yè)現(xiàn)場條件——例如在堅實路面上隨著匹配的熱的浙青結(jié)合處進(jìn)行攤鋪——改變。因此如果作業(yè)現(xiàn)場條件要求這樣的改變，則操作者就需要改變所需的壓力設(shè)定點范圍的能力。壓力設(shè)定點范圍還可以包括范圍從目標(biāo)設(shè)定點壓力的約5%至約20%的死區(qū)值，從而產(chǎn)生所需的目標(biāo)壓力設(shè)定點范圍，該目標(biāo)壓力設(shè)定點范圍可以使由于表面17的條件的變化而進(jìn)行的調(diào)節(jié)頻率最小化和/或優(yōu)化。如果壓力變化超過了死區(qū)值，則所述液壓缸571、573可以被自動地致動以使壓力返回到用于所需表面壓力的目標(biāo)壓力設(shè)定點范圍內(nèi)。死區(qū)值可以基于試驗而優(yōu)化，并可在使用過程中由操作者調(diào)節(jié)。圖15還示出了可選的蓄能器677的使用，該蓄能器具有單獨的腔室，所述腔室與致動器640、641聯(lián)接以增加響應(yīng)時間或建立延遲，其可以用于使系統(tǒng)脈動平滑。液壓缸671、673消除了尾板底板675的手動曲柄操作，因此可以不離開控制臺地操作。
[0055]最后，圖16公開了又一種攤鋪熨平板設(shè)備714，該設(shè)備具有高度調(diào)節(jié)系統(tǒng)747，該高度調(diào)節(jié)系統(tǒng)包括與一對致動器740、741連接的控制器744，所述致動器與缸771、773聯(lián)接。每個缸771、773都容納各自與彈性件733、734聯(lián)接的活塞772、774。彈性件733、734可與彈性件735、736和支架751、752聯(lián)接。高度調(diào)節(jié)系統(tǒng)747還包括載荷傳感器(loadcell，壓力盒，測壓儀)742、743。
[0056]載荷傳感器742、743是閉環(huán)高度調(diào)節(jié)控制系統(tǒng)747的一部分，該閉環(huán)高度調(diào)節(jié)控制系統(tǒng)利用液壓缸771、773調(diào)節(jié)底板775的前端775a和后端775b兩者，或更通常地調(diào)節(jié)尾板726的前端726a和后端726b兩者。各彈性件735、735的位置可以配備載荷傳感器742、743，如圖16所示，所述載荷傳感器測量彈性件735、736在表面17上的壓縮力?？刂栖浖梢栽O(shè)計成使得彈性件735、736作用在載荷傳感器742、743上的力被保持在與所需彈性件行程高度相等的目標(biāo)值或目標(biāo)值范圍。所需的彈性件行程高度可以在打開自動高度調(diào)節(jié)控制系統(tǒng)747之前由操作者進(jìn)行設(shè)定，或者可以在工廠中預(yù)先設(shè)定。所設(shè)計的彈性件行程高度可根據(jù)作業(yè)現(xiàn)場條件一例如在堅實路面上隨著匹配的熱的浙青結(jié)合處進(jìn)行攤鋪一改變。
[0057]因此，操作者可能需要根據(jù)作業(yè)現(xiàn)場的條件改變作業(yè)現(xiàn)場的控制參數(shù)。缸771、773的控制可包括范圍從目標(biāo)力的約5%至約20%的死區(qū)，用以最小化和/或優(yōu)化由于路面或表面17的條件的變化而進(jìn)行的調(diào)節(jié)的頻率。如果壓縮力變化超過了死區(qū)值，則缸771、773中的一者或兩者將各自被致動器740、741致動以使壓縮力返回到用于彈性件735、736的所需高度的目標(biāo)值。死區(qū)值可以基于試驗而優(yōu)化，并可以在操作過程中由操作者調(diào)節(jié)。缸771,773消除了尾板底板775的手動曲柄操作，并且可以無需離開控制室地操作。
[0058]工業(yè)適用性
[0059]本發(fā)明公開了一種具有用于調(diào)節(jié)尾板高度的自動系統(tǒng)的熨平板系統(tǒng)。尾板可包括一個或多個彈性件。每個彈性件都可與聯(lián)接至致動器的彈性件聯(lián)接。致動器可以連接至控制器。每個彈性件都可與傳感器聯(lián)接，所述傳感器可以是LVDT、壓力傳感器、聲波傳感器或路面?zhèn)鞲衅?。一個或多個傳感器也可連接至所述控制器。操作者可以輸入所需的迎角或者尾板高度或位置?？刂破鞲鶕?jù)這個信息計算出適當(dāng)?shù)奈舶逦恢谩椥约恢?、活塞位置、底板位置、彈性件位置或彈性件壓縮力并且然后確定用于前缸和后缸或用于如圖13所示的系統(tǒng)的單個缸的適當(dāng)?shù)脑O(shè)定點。在閉環(huán)方式中，系統(tǒng)監(jiān)控彈性件、活塞彈性件或(多個)尾板傳感器的狀態(tài)并將數(shù)據(jù)傳輸給控制器，當(dāng)所測得的狀態(tài)超出容忍度或在可接受的設(shè)定點范圍之外時，控制器激活用于那個缸的致動器以伸展或壓縮聯(lián)接在致動器與彈性件之間的彈性件。在所公開的系統(tǒng)和方法中，對彈性件、彈簧、活塞、尾板等的監(jiān)控和調(diào)節(jié)單獨完成或獨立于其它元件地完成。然而，對于在每個尾板具有兩個缸的系統(tǒng)而言，可以協(xié)調(diào)對特定尾板的缸的控制。
[0060]本發(fā)明所公開的系統(tǒng)可以容易地改裝到現(xiàn)有的攤鋪熨平板系統(tǒng)中，或者可以作為新的攤鋪熨平板系統(tǒng)上的原裝設(shè)備而提供。
【權(quán)利要求】
1.一種用于攤鋪熨平板設(shè)備(414)的高度調(diào)節(jié)系統(tǒng)(338)，該高度調(diào)節(jié)系統(tǒng)(338)包括: 與第一彈性件(235)聯(lián)接的尾板(226)，所述第一彈性件(235)聯(lián)接至第一致動器(240)，該第一致動器(240)連接至控制器(244)，該控制器(244)包括存儲器； 所述第一彈性件(235)能在壓縮位置與伸展位置之間移動，具有設(shè)置在所述壓縮位置與所述伸展位置之間的第一設(shè)定點范圍，該第一設(shè)定點范圍存儲在所述控制器(244)的存儲器中； 用于檢測所述第一彈性件(235)的實際位置的第一傳感器(342)，該第一傳感器(342)連接至所述控制器(244)； 所述控制器(244)被編程為在所述第一彈性件(235)被壓縮超過所述第一設(shè)定點范圍時伸展所述第一致動器(240)并伸展所述第一彈性件(235);以及 所述控制器(244)被編程為在所述第一彈性件(235)和所述尾板(226)伸展超過所述第一設(shè)定點范圍時壓縮所述第一致動器(240)并壓縮所述第一彈性件(235)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)(314)，其特征在于，所述第一設(shè)定點范圍包括第一設(shè)定點和范圍從該第一設(shè)定點的約+/-5%到約+/-20%的第一死區(qū)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)(314)，其特征在于，所述控制器(244)還被編程為在所述第一彈性件(235)被壓縮超過所述第一設(shè)定點范圍時延遲伸展所述第一彈性件(235)；以及 所述控制器(244)還被編程為在所述第一彈性件(235)伸展至超過所述第一設(shè)定點范圍的位置時延遲壓縮所述第一彈性件(235)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)(314)，其特征在于，所述第一傳感器(342)從由線性可變差分轉(zhuǎn)換器(242)、壓力傳感器(342)、載荷傳感器(742)和聲波傳感器(342a)組成的組中選擇。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)(314)，其特征在于，所述第一致動器(240)從由下述項組成的組中選擇:與螺紋軸(233)聯(lián)接的電動馬達(dá)，液壓控制閥與液壓缸(371)的第一組合，以及液壓控制閥、蓄能器和液壓缸(371)的第二組合。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)(314)，其特征在于，所述尾板(226)包括底板(37)，該底板(37)具有前端(326a)和后端(575b)，該底板(37)與所述第一彈性件(235)和第二彈性件(235)聯(lián)接，所述第二彈性件設(shè)置在所述第一彈性件(235)與所述底板(37)的后端(575b)之間，所述第二彈性件(235)聯(lián)接至第二致動器(240)，該第二致動器(240)連接至控制器(244)； 所述第二彈性件(235)能在壓縮位置與伸展位置之間移動，具有設(shè)置在所述壓縮位置與伸展位置之間的第二設(shè)定點范圍，該第二設(shè)定點范圍存儲在所述控制器(244)的存儲器中； 用于檢測所述第二彈性件(235)的實際位置的第二傳感器(342)，該第二傳感器(342)連接至所述控制器(244)； 所述控制器(244)被編程為在所述第二彈性件(235)和所述尾板(226)被壓縮超過所述第二設(shè)定點范圍時使所述第二致動器(240)伸展所述第二彈性件(235);以及 所述控制器(244)被編程為在所述第二彈性件(235)和所述尾板(226)伸展超過所述第二設(shè)定點范圍時壓縮所述第二致動器(240)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)(314)，其特征在于，所述第二設(shè)定點范圍包括第二設(shè)定點和范圍從該第二設(shè)定點的約+/-5%到約+/-20%的第二死區(qū)。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)(314)，其特征在于，所述控制器(244)還被編程為在所述第二彈性件(235)和所述尾板(226)被壓縮超過所述第二設(shè)定點范圍時延遲伸展所述第二彈性件(235);以及 所述控制器(244)還被編程為在所述第二彈性件(235)伸展至超過所述第二設(shè)定點范圍的位置時延遲壓縮所述第二彈性件(235)。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)(314)，其特征在于，所述第二傳感器(342)從由線性可變差分傳感器(242)、壓力傳感器(342)、載荷傳感器(742)和聲波傳感器(342a)組成的組中選擇。
10.一種用于操作攤鋪設(shè)備(10)的方法，所述攤鋪設(shè)備(10)包括右尾板(227)和左尾板(226)，所述右尾板(227)與右彈性件(235)聯(lián)接，所述左尾板(226)與左彈性件(235)聯(lián)接，所述右彈性件(235)連接至右傳感器(342)且該右彈性件(235)聯(lián)接至右致動器(240)，所述左彈性件(235)連接至左傳感器(342)且該左彈性件(235)聯(lián)接至左致動器(240)，所述右和左致動器(240)以及所述右和左傳感器(342)連接至控制器(244)，所述方法包括: 確定用于所述右彈性件(235)的右設(shè)定點范圍，并確定用于所述左彈性件(235)的左設(shè)定點范圍； 從所述右傳感器(342)接收信號且確定所述右彈性件(235)是否被壓縮或伸展超出所述右設(shè)定點范圍，并從所述左傳感器(342)接收信號且確定所述左彈性件(235)是否被壓縮或伸展超出所述左設(shè)定點范圍； 如果所述右彈性件(235)被壓縮超出所述右設(shè)定點范圍，則激活所述右致動器(240)并伸展所述右彈性件(235)以將所述右彈性件(235)調(diào)節(jié)至所述右設(shè)定點范圍內(nèi)的位置； 如果所述左彈性件(235)被壓縮超出所述左設(shè)定點范圍，則激活所述左致動器(240)并伸展所述左彈性件(235)以將所述左彈性件(235)調(diào)節(jié)至所述左設(shè)定點范圍內(nèi)的位置； 如果所述右彈性件(235)伸展超出所述右設(shè)定點范圍，則激活所述右致動器(240)并壓縮所述右彈性件(235)以將所述右彈性件(235)調(diào)節(jié)值所述右設(shè)定點范圍內(nèi)的位置；以及 如果所述左彈性件(235)伸展超出所述左設(shè)定點范圍，則激活所述左致動器(240)并壓縮所述左彈性件(235)以將所述左彈性件(235)調(diào)節(jié)至左設(shè)定點范圍內(nèi)的位置。
【文檔編號】E01C19/22GK104204355SQ201380015158
【公開日】2014年12月10日 申請日期:2013年3月21日 優(yōu)先權(quán)日:2012年3月21日
【發(fā)明者】J·M·塞米亞, L·E·格拉哈姆, T·拉斯姆森, S·M·哈斯, J·W·科帕茨 申請人:卡特彼勒路面機(jī)械公司