一种摊铺机及其找平控制系统的制作方法

xiaoxiao2020-6-27  9

专利名称:一种摊铺机及其找平控制系统的制作方法
技术领域
本实用新型涉及一种摊铺机技术,特别涉及一种摊铺机的找平控制系统,还涉及 到一种包括该找平控制系统的摊铺机。
背景技术
对于摊铺机而言,保持摊铺路面的平整度是摊铺机工作的重要内容之一,因此,找 平控制系统是摊铺机的重要组成部分。找平控制系统包括检测装置、控制器、执行元件和输 入输出装置。检测装置(一般为传感器)用于检测摊铺机熨平板预定位置的预定参数;检测 装置可以是检测预定位置纵向高度变化的纵坡检测装置,也可以是检测熨平板横向角度变 化的横坡检测装置。控制器根据预定策略和检测装置的检测结果判断是否修正熨平板的位 置;在判断结果为是时,向执行元件发送控制信号。执行元件一般为包括控制阀和找平油缸 的液压系统,该液压系统能够根据控制器发送的控制信号使找平油缸伸出或缩回,改变熨 平板的状态,修正熨平板的位置。输入输出装置与控制器相连,一般为人机交互/显示器, 通过人机交互/显示器可以输出摊铺机的数据,以便于操作人员对摊铺机进行实时监控; 还可以输入相关参数,以根据摊铺现场实际情况,设定初始高度、调节范围等参数。当前,有 两种工作原理不同的找平控制系统。请参考图1、该图是现有技术中一种找平控制系统的结构框图。该找平控制系统 中,包括两个控制装置,分别称为第一纵坡控制装置和第二纵坡控制装置。第一纵坡控制 装置包括第一纵坡检测装置111、第一控制器112、第一执行元件113和第一输入输出装置 114 ;第二纵坡控制装置包括第二纵坡检测装置121、第二控制器122、第二执行元件123和 第二输入输出装置124。第一纵坡检测装置111和第二纵波检测装置121分别安装在摊铺 机熨平板两侧,用于检测摊铺机熨平板两侧在前进方向上的纵向高度变化;第一执行元件 113和第二执行元件123分别控制熨平板两侧的高度;第一控制器112和第二控制器122能 够分别根据第一纵坡检测装置111和第二纵波检测装置121的检测结果控制第一执行元件 113和第二执行元件123 ;进而通过对熨平板两侧纵向高度的控制实现摊铺路面的平整。请参考图2,该图是现有技术中另一种找平控制系统的结构框图。该找平控制系统 中,包括两个控制装置,分别为纵坡控制装置和横坡控制装置;纵坡控制装置包括纵坡检测 装置211、第一控制器212、第一执行元件213和第一输入输出装置214 ;横坡控制装置包括 横坡检测装置221、第二控制器222、第二执行元件223和第二输入输出装置224。纵坡检测 装置211安装在熨平板前部或后部,以检测熨平板的纵向高度变化,横波检测装置221安装 在熨平板横向方向,用于检测熨平板的横向角度变化;第一执行元件213和第二执行元件 223分别控制熨平板纵向高度和熨平板的横向角度;第一控制器112和第二控制器122分 别根据纵坡检测装置211和横波检测装置221的检测结果控制第一执行元件213和第二执 行元件223。这样,通过对熨平板预定位置纵向高度的控制和熨平板横向角度的控制可以实 现对熨平板的控制,进而保证摊铺路面的平整。根据上述描述,可以看出,现有的找平控制系统中,需要利用两个相对独立的控制装置分别对熨平板的两个参数进行控制,也需要两个输入输出装置输出熨平板的两个位置 的相关参数;操作人员需要通过两个输入输出装置对摊铺机熨平板进行实时控制。由于两 个控制装置之间不具有数据的交互,因此,现有技术中的找平控制系统不仅不能根据两个 检测装置的检测数据自动进行相应处理,导致找平控制系统适应性降低;也使找平控制系 统的控制结构比较复杂,导致找平控制系统成本增加。

实用新型内容因此,本实用新型的一个目的在于,提供一种摊铺机的找平控制系统,该找平控制 系统更强的适应性;同时具有控制结构简单,成本较低的优点。本实用新型的另一个目的在于提供包括上述找平控制系统的摊铺机。本实用新型提供的摊铺机的找平控制系统包括第一检测装置、第二检测装置、第 一控制器、第二控制器、第一执行元件和第二执行元件,所述第一控制器的输入端和输出端 分别与第一检测装置和第一执行元件相连,所述第二控制器的输入端和输出端分别与第二 检测装置和第二执行元件相连,其特征在于,还包括一个输入输出装置;所述第一控制器的 第一交互端与第二控制器的第一交互端相连;所述输入输出装置与第一控制器的第二交互 端相连,或与第二控制器的第二交互端相连。可选的,所述第一检测装置包括转换机构,转换机构包括相互啮合的齿条和齿轮, 所述齿条竖向延伸。可选的,所述第一控制器包括旋转变压单元、旋转变压采集解码单元和处理单元, 所述旋转变压单元与转换机构的齿轮相连,所述旋转变压采集解码单元与旋转变压单元相 连,所述处理单元与旋转变压采集解码单元相连。可选的,所述第一控制器还包括存储单元,所述存储单元与所述处理单元相连。可选的,所述第一控制器包括处理单元、驱动单元和驱动信号输出单元;所述第一 执行元件包括找平油缸和串连在找平油缸液压油路上的电磁阀;所述驱动单元与处理单元 相连,所述驱动信号输出单元与驱动单元相连,所述电磁阀的控制端与驱动信号输出单元 相连。可选的,所述第一控制器和第二控制器分别包括处理单元,所述第一控制器的处 理单元通过CAN总线与第二控制器的处理单元相连。可选的,所述输入输出装置通过CAN总线与所述第一控制器的第二交互端相连, 或通过CAN总线与所述第二控制器的第二交互端相连。可选的,所述第一控制器包括处理单元和系统复位单元;所述系统复位单元与处 理单元相连。可选的,所述第一检测装置和第二检测装置均为纵坡检测装置,或者,所述第一检 测装置为纵坡检测装置;所述第二检测装置为横坡检测装置。本实用新型提供的摊铺机包括熨平板,还包括上述任一种找平控制系统,所述第 一检测装置和第二检测装置均安装在所述熨平板上。与现有技术相比,本实用新型提供的摊铺机的找平控制系统除具有两个检测装 置、两个控制器和两个执行元件之外,设置有一个输入输出装置,且两个控制器通过交互端 相连,输入输出装置与第一控制器的第二交互端相连。利用该找平控制系统,由于两个控制器通过交互端相连,第一控制器可以获得第二检测装置获得的信息,第二控制器也可以获 得第一检测装置获得的信息,这样就可以实现两个检测装置检测结果的交互,为数据信息 的进一步处理提供前提,使找平控制系统能够对熨平板进行多样化控制,提高找平控制系 统的适应性;同时,由于两个控制器之间通过交互端相连,设置一个与第一控制器相连的输 入输出装置就可以实现整个找平控制系统数据输出和数据输入,并简化找平控制系统的控 制结构,降低找平控制系统的成本。在进一步的技术方案中,所述第一检测装置包括转换机构,转换机构包括齿条和 齿轮。通过转换机构能够将熨平板的纵向高度变化转换为角度变化,通过机械结构对熨平 板纵向高度变化进行检测,可以保证检测的可靠性和适应性。在进一步的技术方案中,所述第一控制器中,所述旋转变压单元与转换机构的齿 轮相连,所述旋转变压采集解码单元与旋转变压单元相连,所述处理单元与旋转变压采集 解码单元相连。通过旋转变压器将转换机构的角度变化转换为电压模拟信号,再通过旋转 变压采集解码单元将电压模拟信号转换为数字信号;将旋转变压单元的旋转变压采集解码 单元集成在第一控制器中,使第一控制器承担一部信号传感功能,这样能够保证传感信号 的可靠性和准确性。在进一步的技术方案中,还包括存储单元,所述存储单元与所述处理单元相连。利 用存储单元存储相关参数和配置数据,这样可以防止找平控制系统掉电后数据丢失,进而 能够提高找平控制系统的适应性。

图1是现有技术中一种找平控制系统的结构框图;图2是现有技术中另一种找平控制系统的结构框图;图3是本实用新型实施例提供的找平控制系统的结构框图;图4是本实用新型实施例提供的找平控制系统中,第一控制器的控制原理示意 图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的内容进行详细描述,本部分的描述仅是示范性和解 释性,不应对本实用新型的保护范围有任何限制作用。请参考3,该图是本实用新型实施例提供的找平控制系统的结构框图。实施例提供的找平控制系统包括第一检测装置311、第二检测装置321、第一控制 器312、第二控制器322、第一执行元件313、第二执行元件323和一个输入输出装置330。第一控制器312输入端和输出端分别与第一检测装置311和第一执行元件313相 连,第二控制器322的输入端和输出端分别与第二检测装置321和第二执行元件323相连; 第一控制器312的第一交互端与第二控制器322的第一交互端相连,输入输出装置330与 第一控制器312的第二交互端相连。所述相连为信号相连,可以直接相连,也可以间接相 连。第一检测装置311用于检测熨平板的一个参数,第二检测装置321用于检测熨平 板的另一个参数。第一检测装置311和第二检测装置321可以均为纵坡检测装置,并以背景技术中的第一种找平控制系统的工作方式实现对熨平板的控制;第一检测装置311也可 以为纵坡检测装置,同时,第二检测装置321为横坡检测装置,并以背景技术部分中的第二 种找平控制系统的工作方式对熨平板进行控制。本例中,第一检测装置311为纵坡检测装 置,第二检测装置321为横坡检测装置。为了保证纵坡检测装置检测结果的可靠性,同时保 证该纵坡检测装置的适应性,本实施例中,第一检测装置311包括一个机械结构的转换机 构,该转换机构包括相互啮合的齿条和齿轮,齿条竖向延伸,优选使齿轮旋转轴线与齿条的 延伸方向垂直。齿条与地面接触,在熨平板纵向高度变化时,齿条相对于熨平板上下滑动, 带动齿轮旋转,将熨平板的纵向高度的变化转换为齿轮的角度变化,实现对熨平板预定位 置的高度检测。与现有技术中的找平控制系统相比,本实用新型实施例提供的找平控制系统设置 有一个输入输出装置330 ;且第一控制器312和第二控制器322通过交互端相连,输入输出 装置与第一控制器312的一个交互端相连。利用该找平控制系统时,由于第一控制器312 和第二控制器322通过交互端相连,第一控制器312可以通过第二控制器322获得第二检 测装置321获得的信息,第二控制器322通过第一控制器312也可以获得第一检测装置321 获得的信息,这样就可以实现两个检测装置检测结果的交互,进而,可以在第一控制器312 或/和第二控制器322中植入预定的程序,对第一检测装置311和第二检测装置321获得 的信息进行处理,提高摊铺机控制方式的多样性,满足实际控制需要,使找平控制系统具有 更强的适应性。同时,由于第一控制器312和第二控制器322之间通过交互端相连,设置一 个与第一控制器312相连的输入输出装置330,通过一个输入输出装置330就可以实现数据 的输出和数据输入,简化找平控制系统的控制结构,降低找平控制系统的成本。当然,第一 控制器312和第二控制器321仅是为描述方便,所述输入输出装置330也可以与第二控制 器322的第二交互端相连;在实际中,输入输出装置330可以根据实际需要与任一个控制器 相连。请参考图4,该图是本实用新型实施例提供的找平控制系统中,第一控制器的控制 原理示意图。与第一检测装置311的变换机构相对应,第一控制器312包括旋转变压单元、 旋转变压采集解码单元和处理单元;旋转变压单元与转换机构的齿轮相连,以将转换机构 获得的角度变化转换为电压模拟信号;旋转变压采集解码单元与旋转变压单元相连,以对 旋转变压单元输出的电压模拟信号进行采集和解码处理,转换为数字信号。处理单元与旋 转变压采集解码单元相连,以对旋转变压采集解码单元输出的数字信号进行处理,获得熨 平板预定位置纵向高度,并根据预定的策略输出适当的控制信号。本例中,处理单元根据预 定位置的纵向高度变化量与预置的纵向高度变化范围之间的比值确定是否修正熨平板的 纵向高度,在确定修正熨平板的纵向高度时,输出PWM控制信号,控制信号的占空比与上述 比值相关,进而使第一找平执行元件313的动作与上述比值相关。本例中,将旋转变压单元 的旋转变压采集解码单元集成在第一控制器312中,使第一控制器312承担一部信号传感 功能,这样能够保证传感信号的可靠性和准确性。当然,也可以利用其他检测装置,获得熨 平板预定位置的纵向高度。为了提高传感信号的准确性,第一控制器312还设置有顺序连 接在旋转变压单元和旋转变压采集解码单元之间的滤波单元和信号跟随单元。为了实际对第一执行元件313驱动,本例中,第一控制器311还包括驱动单元和驱 动信号输出单元;驱动单元与处理单元相连,以将处理单元输出的控制信号放大。驱动信号输出单元与驱动单元相连,以将放大后的控制信号输出。第一执行元件313包括找平油缸 和串连在找平油缸液压油路上的电磁阀;电磁阀的控制端与驱动信号输出单元相连,并能 够根据驱动信号输出单元输出的控制信号改变其通流流量,使找平油缸以预定速度伸缩, 实现对熨平板纵向高度的修正。当然,根据实际需要,也可以通过其他方式驱动找平油缸或 其他执行部件(如步进电机、液压马达等等),修正熨平板的纵向高度另外,第一控制器311还包括与处理单元相连的存储单元;这样就可以利用存储 单元存储相关参数和配置数据,防止找平控制系统掉电后数据丢失,进而能够提高找平控 制系统的适应性。本例中,第一控制器312的处理单元通过CAN总线与第二控制器322的处理单元 相连,同时通过CAN总线与输入输出装置330相连。如图4所示,第一控制器312还包括与 处理单元相连的CAN控制及驱动单元,和用于输出数据、与输入输出装置330相连的CAN通 讯接口 ;为了减小外部信号对第一控制器312信号传输的干扰,在CAN控制及驱动单元与 CAN通讯接口之间还设置有CAN隔离单元。为了保证找平控制系统工作的可靠性,第一控制器312还包括系统复位单元;系 统复位单元与处理单元相连;系统复位单元可以设置看门狗电路。这样,在找平控制系统出 错时,可以通过系统复位单元对找平控制系统进行硬复位。如图4所示,第一控制器312还设置有提供电能的电源部分,电源部分包括电源输 入单元、电源隔离单元和系统电源单元;电源隔离单元用于隔离系统电源单元和电源输入 电源,以保证第一控制器312电源供给的可靠性。在提供上述找平控制系统的基础上,本实用新型还提供一种种摊铺机,该摊铺机 包括熨平板和上述任一种找平控制系统,第一检测装置311和第二检测装置321均安装在 熨平板上,以检测熨平板的相关参数。以上仅是本实用新型的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人 员来说,在不脱离本实用新型描述的原理前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和 润饰也应视为本实用新型的保护范围。
权利要求1.一种摊铺机的找平控制系统,包括第一检测装置(311)、第二检测装置(321)、第一 控制器(312)、第二控制器(322)、第一执行元件(31 和第二执行元件(323),所述第一控 制器(312)的输入端和输出端分别与第一检测装置(311)和第一执行元件(31 相连,所 述第二控制器(322)的输入端和输出端分别与第二检测装置(321)和第二执行元件(323) 相连,其特征在于,还包括一个输入输出装置(330);所述第一控制器(312)的第一交互端 与第二控制器(322)的第一交互端相连;所述输入输出装置(330)与第一控制器(312)的 第二交互端相连,或与第二控制器(322)的第二交互端相连。
2.根据权利要求1所述的摊铺机的找平控制系统,其特征在于,所述第一检测装置 (311)包括转换机构,转换机构包括相互啮合的齿条和齿轮,所述齿条竖向延伸。
3.根据权利要求2所述的摊铺机的找平控制系统,其特征在于,所述第一控制器(312) 包括旋转变压单元、旋转变压采集解码单元和处理单元,所述旋转变压单元与转换机构的 齿轮相连,所述旋转变压采集解码单元与旋转变压单元相连,所述处理单元与旋转变压采 集解码单元相连。
4.根据权利要求3所述的摊铺机的找平控制系统,其特征在于,所述第一控制器(312) 还包括存储单元,所述存储单元与所述处理单元相连。
5.根据权利要求1所述的摊铺机的找平控制系统,其特征在于,所述第一控制器(312) 包括处理单元、驱动单元和驱动信号输出单元;所述第一执行元件(31 包括找平油缸和 串连在找平油缸液压油路上的电磁阀;所述驱动单元与处理单元相连,所述驱动信号输出 单元与驱动单元相连,所述电磁阀的控制端与驱动信号输出单元相连。
6.根据权利要求1-5任一项所述的摊铺机的找平控制系统,其特征在于,所述第一控 制器(31 和第二控制器(32 分别包括处理单元,所述第一控制器(312)的处理单元通 过CAN总线与第二控制器(322)的处理单元相连。
7.根据权利要求1-5任一项所述的摊铺机的找平控制系统,其特征在于,所述输入输 出装置(330)通过CAN总线与所述第一控制器(312)的第二交互端相连,或通过CAN总线 与所述第二控制器(322)的第二交互端相连。
8.根据权利要求1-5任一项所述的摊铺机的找平控制系统,其特征在于,所述第一控 制器(31 包括处理单元和系统复位单元;所述系统复位单元与处理单元相连。
9.根据权利要求1-5任一项所述的摊铺机的找平控制系统,其特征在于,所述第一检 测装置(311)和第二检测装置(321)均为纵坡检测装置,或者,所述第一检测装置(311)为 纵坡检测装置;所述第二检测装置(321)为横坡检测装置。
10.一种摊铺机,包括熨平板,其特征在于,还包括权利要求1-9任一项所述的找平控 制系统,所述第一检测装置(311)和第二检测装置(321)均安装在所述熨平板上。
专利摘要本实用新型公开一种摊铺机及其找平控制系统。公开的摊铺机的找平控制系统包括两个检测装置、两个控制器、两个执行元件和一个输入输出装置;两个控制器之间通过交互端相连,输入输出装置与一个控制器的第二交互端相连。利用该找平控制系统,由于两个控制器通过交互端相连,第一控制器可以获得第二检测装置获得的信息,第二控制器也可以获得第一检测装置获得的信息,这样就可以实现两个检测装置检测结果的交互;同时,由于两个控制器之间通过交互端相连,设置一个与第一控制器相连的输入输出装置,就可以实现对整个找平控制系统数据的输出和数据输入的控制,进而简化找平控制系统的控制结构,降低找平控制系统的成本。
文档编号E01C23/01GK201915327SQ20102068514
公开日2011年8月3日 申请日期2010年12月28日 优先权日2010年12月28日
发明者周翔, 李建忠, 罗诗风 申请人:三一重工股份有限公司

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