用于摊铺机的熨平系统的制作方法

本发明涉及一种用于摊铺机的熨平系统。

背景技术：

高速环道是汽车试验场中专供汽车进行连续高速行驶试验的循环跑道，高速环道的几何设计不同于一般的道路，特别是其弯道部分，实际上是要求形成一个盆腔式的空间三维曲面。盆腔式曲面的空间由直线过渡到特种缓和曲线再到圆曲线过渡到0°-50°倾斜的高环曲线路面，线形复杂，以它独有的特点决定了常规摊铺机不能满足曲面摊铺作业的要求，故只能使用专用的摊铺机。在摊铺机的行走作业过程中，需要根据每一段不同的路面曲线形状来调整其熨平板的曲面形状以摊铺出预设曲线形状的路面，并且摊铺的路面要平整。这就需要用于摊铺机的熨平系统具有可以调节熨平板弧度的功能。但目前摊铺机并不能完成有效调节熨平板的弧度进而摊铺出曲面道路的工作。

技术实现要素：

(一)要解决的技术问题

为了解决现有技术的上述问题，本发明提供一种用于摊铺机的熨平系统，该熨平系统能够摊铺曲面道路。

(二)技术方案

为了达到上述目的，本发明采用的主要技术方案包括：

本发明提供一种用于摊铺机的熨平系统，包括：多个并排排列的熨平单元，每个熨平单元包括熨平主体和连接在熨平主体下方的熨平子板，所有熨平子板整体形成熨平系统的熨平板，并且每相邻两个熨平单元的熨平主体铰接；以及多个调拱单元，每相邻两个熨平单元对应设置一个调拱单元，调拱单元驱动相邻两个熨平单元围绕二者的铰接处转动，以通过改变相邻两个熨平子板之间的夹角来改变熨平板的弧度。

根据本发明，调拱单元包括：安装板；固定在安装板上的电机；与电机的转轴固定连接的主动轮；可转动地固定在安装板上的从动轮，从动轮从动于主动轮转动，从动轮上设有内孔，内孔的内壁上设有两段内螺纹；左外螺纹杆端关节轴承和右外螺纹杆端关节轴承，二者的螺纹端分别与内孔中的两段内螺纹螺纹连接；左安装座和右安装座，二者的底端分别与相邻两个熨平子板固定连接，左安装座上设有与左外螺纹杆端关节轴承的内圈对应的通孔，右安装座上设有与右外螺纹杆端关节轴承的内圈对应的通孔；左固定销和右固定销，左固定销穿设在左安装座的通孔和左外螺纹杆端关节轴承的内圈中，右固定销穿设在右安装座的通孔和右外螺纹杆端关节轴承的内圈中；内孔中的两段内螺纹旋向相反且左外螺纹杆端关节轴承和右外螺纹杆端关节轴承的螺纹端的螺纹旋向相同，或者内孔中的两段内螺纹旋向相同且左外螺纹杆端关节轴承和右外螺纹杆端关节轴承的螺纹端的螺纹旋向相反。

根据本发明，调拱单元包括测量左固定销和右固定销之间距离的距离传感器，距离传感器和电机能够与摊铺机的中控装置通讯连接。

根据本发明，调拱单元还包括：左导向座和右导向座，左固定销的远离左安装座的一端与左导向座可转动地连接，右固定销的远离右安装座的一端与右导向座可转动地连接；导向杆，左导向座和右导向座可滑动地套设在导向杆上；行程开关，设置在左导向座和右导向座中的一个上；挡块，设置在左导向座和右导向座中的另一个上并与行程开关对应。

根据本发明，还包括：上机架，最左侧的熨平单元的熨平主体的上部与上机架铰接，最右侧的熨平单元的熨平主体的上部与连接于上机架的连接板的下部铰接，连接板的上部与上机架铰接。

根据本发明，主动轮和从动轮之间链传动；主动轮的直径小于从动轮的直径。

根据本发明，在主动轮下方布置两个从动轮，形成三角结构。

根据本发明，设有8个熨平单元，每个熨平单元的熨平子板的面积为500mm×500mm；设有7个调拱单元。

根据本发明，还包括：设置在最左侧的熨平单元后方和最右侧的熨平单元后方的边挡板装置；边挡板装置包括滑轨、可滑动地安装在滑轨上的边挡板、以及驱动边挡板沿滑轨移动的液压伸缩油缸，其中，滑轨的延伸方向平行于熨平单元的排列方向。

根据本发明，设置至少6个熨平单元，曲面调整范围为0-180mm。

(三)有益效果

本发明的有益效果是：

本发明的用于摊铺机的熨平系统，通过多个独立的调拱单元来调整相邻两个熨平子板之间的夹角以实现熨平板曲面弧度的调整，进而适用于摊铺曲面道路。

附图说明

图1为本发明具体实施方式中提供的实施例一的用于摊铺机的熨平系统的主视示意图；

图2为图1中示出的用于摊铺机的熨平系统的调拱单元(除去左、右安装座)的立体示意图；

图3为图1中示出的熨平系统中调拱单元与熨平单元连接结构的立体示意图；

图4和图5为图1中示出的用于摊铺机的熨平系统的熨平板曲面调整方法说明图；

图6为图1中示出的用于摊铺机的熨平系统的立体示意图。

【附图标记说明】

1：熨平单元；2：导向杆；3：熨平主体；4：熨平子板；5：调拱单元；6：电机；7：安装板；8：主动轮；9：从动轮；10：左外螺纹杆端关节轴承；11：右外螺纹杆端关节轴承；12：左固定销；13：右固定销；14：行程开关；15：挡块；16：散热风扇；17：脚踏板；18：边挡板装置；19：调平控制装置；20：上机架；21：固定铰接座；22：摆动铰接座；23：下铰接点；24：左安装座；25：右安装座；26：左导向座；27：右导向座；28：第一固定销；29：第二固定销；30：第三固定销。

具体实施方式

为了更好的解释本发明，以便于理解，下面结合附图，通过具体实施方式，对本发明作详细描述。

实施例一

参照图1，在本实施例中，提供一种用于摊铺机的熨平系统，该熨平系统适用于摊铺曲面道路。其中，本发明所涉及的曲面优选为作为高速环道的盆腔式空间三维曲面，其平面线形为布劳斯曲线和麦克康奈尔曲线，横断线形为抛物线。当然，本发明所提供的熨平系统也适用于其他曲面，并且也可用于摊铺平面。

具体地，该熨平系统包括多个从左至右并排排列的熨平单元1和多个调拱单元5。每个熨平单元1包括熨平主体3和连接在熨平主体3下方的熨平子板4，所有熨平子板4从左至右横向排列整体形成熨平系统的熨平板，每相邻两个熨平单元1的熨平主体3铰接，铰接处参照图4中的下铰接点23。其中，如图1和图3，熨平主体3可理解为熨平单元中除最底端熨平子板之外的其他必要结构，例如包括连接在熨平子板上方用于将两个熨平单元铰接在一起的边板。

每相邻两个熨平单元1对应设置一个调拱单元5，调拱单元5同时驱动相邻两个熨平单元1围绕二者的铰接处(即相邻两个熨平主体3的铰接处)转动，即两个熨平单元1均做转动，以通过改变相邻两个熨平子板4之间的夹角来改变熨平板的弧度。由此，该结构同时调整各个熨平子板，且通过相邻熨平子板的角度改变完成熨平板曲面形状的调整，调整速度快，有利于进行连续圆顺的摊铺作业，有利于将沥青等铺路材料均匀地铺在呈盆腔式空间三维曲面的路面上。可理解，熨平板的曲面是由多个为平板的熨平子板组成，因此该曲面是指近似曲面。

参照图2、图3，具体地，调拱单元5包括电机6、安装板7、主动轮8、从动轮9、左外螺纹杆端关节轴承10、右外螺纹杆端关节轴承11、左安装座24、右安装座25、左固定销12、右固定销13。为清楚描述方案而在本实施例中参照图1的定向来定义“左”和“右”，但是本文所涉及的“左”和“右”是相对的概念，并不局限于本实施例。

其中，电机6固定在安装板7上(优选采用螺栓固定)，主动轮8与电机6的转轴固定连接(优选采用螺栓固定连接)，电机6固定在安装板7的左侧，安装板7上设有安装孔供电机6的转轴从左侧穿到右侧，主动轮8位于安装板7的右侧。当然，不局限于此，在其他实施例中，电机可固定在安装板的右侧，主动轮可位于安装板的左侧。

其中，从动轮9可转动地固定在安装板7上，从动轮9从动于主动轮8转动。在本实施例中，主动轮8和从动轮9都为链轮，主动轮8和从动轮9连接有链条而形成二者之间的链传动。当然，使从动轮9从动于主动轮8的方式不局限于链传动，还可采用皮带传动、齿轮传动等方式。

其中，从动轮9上设有内孔，内孔贯通从动轮9的左右两侧。内孔的内壁上设有两段内螺纹，本实施例中的从动轮9很厚，便于在其内孔的内壁上设置两段内螺纹。

其中，本领域技术人员公知的，外螺纹杆端关节轴承包括杆端和轴承端，杆端上设有外螺纹形成螺纹端(杆端即为一个外螺纹杆)，轴承端包括外圈和内圈，外圈与杆端固定连接；内圈可转动地设置在外圈中。左外螺纹杆端关节轴承10和右外螺纹杆端关节轴承11的螺纹端分别与内孔中的两段内螺纹螺纹连接，即，左外螺纹杆端关节轴承10的螺纹端与内孔中的左侧内螺纹旋合，右外螺纹杆端关节轴承11的螺纹端与内孔中右侧内螺纹旋合。从动轮9的内孔中的两段内螺纹旋向相反且左外螺纹杆端关节轴承10和右外螺纹杆端关节轴承11的螺纹端的螺纹旋向相同，这样的设置可以将从动轮9的转动转换为左外螺纹杆端关节轴承10和右外螺纹杆端关节轴承11的横向靠近或远离运动，即同一从动轮9转动时，左外螺纹杆端关节轴承10和右外螺纹杆端关节轴承11会同时靠近从动轮9或远离从动轮9，该结构可参考丝杠螺母机构理解。可理解，从动轮的两个方向的转动分别会引起左外螺纹杆端关节轴承和右外螺纹杆端关节轴承的靠近或远离。当然，本发明不局限于此，在其他实施例中，可以设置为内孔中的两段内螺纹旋向相同且左外螺纹杆端关节轴承10和右外螺纹杆端关节轴承11的螺纹端的螺纹旋向相反。这样的设置也可以将从动轮9的转动转换为左外螺纹杆端关节轴承10和右外螺纹杆端关节轴承11的横向靠近或远离运动。

其中，左安装座24和右安装座25的底端分别与相邻两个熨平子板4固定连接(优选为焊接)，即针对于相邻两个熨平子板4，左安装座24的底部与左侧熨平子板4固定连接，右安装座25的底端与右侧熨平子板4固定连接。左安装座24上设有与左外螺纹杆端关节轴承10的内圈对应的通孔，右安装座25上设有与右外螺纹杆端关节轴承11的内圈对应的通孔，左固定销12穿设在左安装座24的通孔和左外螺纹杆端关节轴承10的内圈中，左固定销与左外螺纹杆端关节轴承的内圈过渡配合，左固定销与左安装座的通孔过渡配合；右固定销13穿设在右安装座25的通孔和右外螺纹杆端关节轴承11的内圈中，右固定销与右外螺纹杆端关节轴承16的内圈过渡配合，右固定销与右安装座的通孔过渡配合。在本实施例中，左安装座24和右安装座25的结构均为：包括两个间隔的竖板和通过螺栓连接在两个竖板顶端的一个顶板，两个竖板和一个顶板组成门字形，两个竖板的底端与熨平子板通过焊接固定连接。外螺纹杆端关节轴承的外圈插入两个竖板和顶板围合的空间内，顶板的底面对应于外螺纹杆端关节轴承的外圈设有槽。两个竖板上均设有上述通孔，固定销依次穿过一个竖板上的通孔、外螺纹杆端关节轴承的内圈和另一个竖板上的通孔。当然，不局限于此，安装座也可仅一个竖板上设有通孔供固定销通过，但上述两个竖板都有通孔的结构更加稳定。

其中，相邻两个熨平主体3的铰接处(即下铰接点23)至左固定销12和右固定销13的距离相同。更加优选地，每个熨平单元是相同的，左外螺纹杆端关节轴承10和右外螺纹杆端关节轴承11、左安装座和右安装座都是相同的。

综上，在本实施例中，实现调拱单元5同时驱动相邻两个熨平单元1围绕二者的铰接处转动的方式是(以下铰接点23为参照基准)：电机6带动主动轮8转动，主动轮8带动从动轮9转动，从动轮9的转动同时带动左右两个外螺纹杆端关节轴承靠近或远离的横向移动，与此同时，左右两个外螺纹杆端关节轴承分别带动对应的固定销运动，左右两个固定销的运动同时带动左右两个安装座运动，进而左右两个安装座带动左右两个熨平子板4运动，因左右两个熨平子板4所对应的熨平主体3铰接，固定销、安装座以及熨平子板4只能绕铰接处转动，进一步因固定销穿设在外螺纹杆端关节轴承内圈内，外螺纹杆端关节轴承、从动轮9、安装板7、电机6、主动轮8会随着固定销的运动而一起运动。因左右两个旋转端关节轴承、左右两个固定销的运动是对称的，所以两个熨平子板4的转动方向是相反的，即同时朝向靠近彼此或同时朝向远离彼此的方向转动。

上述结构设计的理解可参照图4，图4中加粗虚线表示可变长度，加粗实线表示固定长度；L表示调拱单元5中左固定销17和右固定销18之间的距离，α表示相邻两熨平子板4夹角。左外螺纹杆端关节轴承10和右外螺纹杆端关节轴承11的横向运动带动与之相连的左固定销12和右固定销13靠近或者远离，使得左固定销17和右固定销18之间的距离L改变，而左固定销12、右固定销13和下铰接点23实际形成了连杆机构，左固定销17和右固定销18之间的距离改变使相邻的两熨平单元1绕二者的下铰接点23转动，从而改变相邻两熨平子板4夹角α。可理解，电机6正转和反转会分别引起左外螺纹杆端关节轴承10和右外螺纹杆端关节轴承11的靠近和远离，进而引起相邻两熨平子板4夹角α的变小或变大。

进一步，在上述结构中，安装板7不固定在任何部件上，是浮动的，进而，电机6、主动轮8、从动轮9和左右两个外螺纹杆端关节轴承也是浮动的，便于在调整两相邻熨平子板4之间的夹角时能够自由移动。具体而言，结合图4，下铰接点23至左固定销12和右固定销13的距离不变，仅左固定销12和右固定销13的距离变，三者呈等腰三角形。以下铰接点23为参照基准时，安装板7、电机6、主动轮8、从动轮9平行于下铰接点23至左固定销12和右固定销13的连线的高线(即等腰三角形的高线)方向上下移动，而以地面为基准时，上述高线是运动的，安装板7、电机6、主动轮8、从动轮9也随上述高线的运动而运动而不仅是上下移动。当然，左右两个外螺纹杆端关节轴承因自身还有相对于从动轮9的移动而运动过程更加复杂。

总而言之，按照上述的具体结构设置，即可实现调拱单元5同时驱动相邻两个熨平单元1围绕二者的铰接处转动，而上述运动过程的描述仅为了帮助了解而不应视为限定。

上述仅是针对一个调拱单元5及其对应的左右两个熨平单元进行的描述，可理解任意两个相邻熨平单元和与二者对应的调拱单元均如上述描述的结构一样，整体上，通过控制八个熨平子板之间的七个夹角α，使熨平板整体曲面形态发生变化。上述结构用同一动力源带动相邻两个熨平子板运动以调整二者之间的夹角，设计巧妙，结构可靠。

当然，本发明不局限于此，调拱单元的具体结构可为其他任意结构，只要其能够驱动熨平子板相对于铰接处转动即可。并且，上述实施例中是以两个固定销之间的距离量表征熨平板曲面形状，而本发明不局限于此，在其他实施例中，也可采用例如导向座之间的距离、左右外螺纹杆端关节轴承的相向端面的距离、或者在其他结构中的其他量来表征。

优选地，从动轮9的直径大于主动轮8的直径，即主动轮8为高速轮，从动轮9为低速轮，这样可以将主动轮8的高速转动转化成从动轮9的低速运动，使得每相邻两个熨平单元1的熨平子板4之间的夹角的调整更加精确。

更进一步，调拱单元5还包括左导向座26和右导向座27、导向杆2、行程开关14和挡块15。左固定销12的远离左安装座24的一端与左导向座26可转动地连接，右固定销13的远离右安装座25的一端与右导向座27可转动地连接，左导向座26和右导向座27可滑动地套设在导向杆2上，可理解，左导向座26、右导向座27和导向杆2仅支撑在左右两个固定销上。行程开关14设置在左导向座26和右导向座27中的一个上，挡块15设置在左导向座26和右导向座27中的另一个上并与行程开关14对应，在本实施例中，行程开关14固定在右导向座27上(优选通过螺栓固定)，挡块15固定在左导向座26上。行程开关14和挡块15相配合，当两个固定销过于靠近时，即当调整角度过大时，行程开关14触碰挡块15，从而触发行程开关14自动将电机6关闭，防止调整过度。其中，行程开关14可与摊铺机的中控装置通讯连接，行程开关14在其被触发后向中控装置发出指令，中控装置与电机通讯连接，中控装置接到行程开关14的指令后向电机发出停止指令，当然，行程开关14也可直接与电机通讯连接以在被触发时向电机发出停止指令。

在本实施例中，调拱单元5还设有测量左外螺纹杆端关节轴承10和右外螺纹杆端关节轴承11之间距离的距离传感器，距离传感器可安装在左固定销12和右固定销13的任意一个上，也可以安装在左导向座26和右导向座27的任意一个上，只要能够测量出左固定销17和右固定销18之间的距离即可。距离传感器能够与摊铺机的中控装置通讯连接，用来将左固定销17和右固定销18之间的距离信息传输到摊铺机的中控装置。该距离传感器优选为电阻式传感器。中控装置中预存有对应于每个路面行走位置的预设曲线形状、以及对应于每个预设曲线形状的所有调拱单元的两固定销距离的预设值，当每个调拱单元中的左固定销17和右固定销18之间的距离运动到相应的预设值时，说明熨平板的曲线形状调整至预设曲线形状了。由此，形成闭环控制，准确性高。

上述距离传感器对左固定销17和右固定销18之间的距离进行实时监测并反馈给中控装置，调整几乎没有延迟现象，保证了摊铺的准确性，提高了摊铺路面的精度。

具体到本实施例中，电机6为伺服电机，可以控制速度、平稳运行，而且位置精度准确，可以随时立即停止运行。

具体到本实施例中，在主动轮8下方布置两个从动轮9，形成三角结构，这样设置是为了调拱结构更加稳固。当然，相应于两个从动轮9，也会设置两个左外螺纹杆端关节轴承10、两个右外螺纹杆端关节轴承11、两个左固定销12、两个右固定销13、两个左安装座24、两个右安装座25。而左导向座26、右导向座27、行程开关14、挡块15可选择地对应设置一个组或两组。

参照图1、图5，进一步，该用于摊铺机的熨平系统还包括上机架20，最左侧的熨平单元1的熨平主体3的上部通过第一固定销28与上机架20铰接，形成固定铰接座21；最右侧的熨平单元1的熨平主体3的上部通过第二固定销29与连接于上机架20的连接板的下部铰接，连接板的上部通过第三固定销30与上机架20铰接，形成摆动铰接座22。整个熨平系统由最左侧固定铰接座21、最右侧摆动铰接座22以及多个并排排列的熨平单元1组成三角结构，可以调节熨平板曲面的形状并可以保证熨平系统整体的强度。上述结构可参照图5理解，图5中加粗实线为不可变长度，加粗虚线为可变长度。第一固定销28至第三固定销30的直线距离不可变，第二固定销29至第三固定销30的直线距离不可变，第一固定销28至第二固定销29的直线距离可变，也即所有熨平单元整体宽度是可变的，由此，在熨平单元固定在机架上后熨平板曲面形状可调。

参照图1，进一步，在本实施例中，用于摊铺机的熨平系统还包括：调平控制装置19，对所要摊铺的路面进行找平，保证摊铺的平整度。

参照图6，进一步，在本实施例中，用于摊铺机的熨平系统还包括两个边挡板装置18，分别设置在最左侧的熨平单元1后方和最右侧的熨平单元1后方。边挡板装置18包括滑轨、可滑动地安装在滑轨上的边挡板、以及驱动边挡板沿滑轨移动的液压伸缩油缸，其中，滑轨的延伸方向平行于熨平单元1的排列方向，也即横向。边挡板装置18的作用是限制螺旋搅龙分料系统的分料宽度，在实际施工中，可以根据设计参数调整摊铺宽度，由液压伸缩油缸推动挡板左右移动，将摊铺宽度调整到设定的宽度。

参照图6，进一步，本实施例的用于摊铺机的熨平系统还包括多个散热风扇16和多个脚踏板17，每个调拱单元5的电机6的上方对应设置一个散热风扇16，目的是为运作中的电机6降低温度，防止电机6温度过高造成短路或者损坏，每个熨平单元1的外侧对应设有一个脚踏板17，便于施工人员对熨平系统进行检修或者维护。

具体到本实施例中，该用于摊铺机的熨平系统包括8个熨平单元1，每个熨平单元1的熨平子板4的面积为500mm×500mm。并且包括7个调拱单元5，与8个熨平单元1对应设置。根据实验表明，当熨平单元1的数量设置成8个，每个熨平单元1的熨平子板4的面积为500mm×500mm时，对于曲面摊铺的效果最好。当然，熨平单元的数量不局限于八个，优选为至少6个，可理解，调拱单元的数量始终比熨平单元的数量少1个。

进一步，本实施例的用于摊铺机的熨平系统的摊铺宽度位于3.0m-4.0m的范围内，摊铺宽度可以在该范围内任意调整；曲面调整范围0-180mm，该曲面调整范围指的熨平板两侧端最高点至熨平板的最低点之间的竖直距离的范围，其中，0mm对应熨平板整体为平板的状态，180mm对应熨平板在最大弯曲程度时的状态。

进一步，在本实施例中，每个熨平单元1具有独立的振捣装置和电加热装置。液压马达与驱动皮带轮相连，驱动皮带轮通过皮带与从动皮带轮相连，从动皮带轮与振捣轴相连，振捣轴与振捣轴间用万向联轴器连接；液压马达使驱动皮带轮转动，驱动皮带轮通过皮带使从动皮带轮转动，从动皮带轮使振捣轴转动，振捣轴通过万向联轴器使其他相邻的振捣轴转动，从而使夯锤振捣装置(简称振捣装置)动作；振捣装置用于路面预压实，提高路面密实度。可根据所需密实度调整振幅数值，可将沥青摊铺料捣碎成所需的大小。电加热装置负责在摊铺沥青前给熨平板及夯锤预热，防止摊铺时粘料。

进一步，本实施例提供的用于摊铺机的熨平系统，大部分零件国产化，降低了机械本身的成本。

如下介绍具有上述熨平系统的摊铺机的工作过程。

摊铺机具有中控装置，任何一个曲面预设点的设计曲线都作为预设曲线形状储存在中控装置里。当摊铺机的中控装置判定摊铺机的行走距离达到设定距离时，中控装置会发出信号给调拱单元5的电机6，电机6开始运行工作。调拱单元5的距离传感器实时测量左外螺纹杆端关节轴承10和右外螺纹杆端关节轴承11之间距离，并将其数据回传给摊铺机的中控装置。当中控装置检测每个调拱单元5的左外螺纹杆端关节轴承10和右外螺纹杆端关节轴承11之间距离达到预定距离时，中控装置就会给每个调拱单元5的电机6发送一个信号，使得电机6停止运转。当所有的电机6停止运转时，摊铺机的熨平板的曲面形状已调整为预先设定的曲面形状。其中，摊铺机的行走距离达到设定距离的判定，可以有如下两种方式：判定行走距离的当前数值是否与预定距离相同；判定前后两次行走距离的差值是否等于设定差值(例如2m)。

以上内容仅为本发明的较佳实施例，对于本领域的普通技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。