用于宽幅铺设的材料流量控制的系统、设备及方法与流程

本发明总体上涉及铺设系统和设备及其方法，并且更特别地涉及用于宽幅铺设的材料流量控制的系统、设备及方法。

背景技术：

一般而言，在北美，通常一次仅铺设一个车道。然而，可以根据初始铺设宽度是8ft还是10ft而分别铺设高达16ft或20ft的宽度。因此，例如通过经由托架(其配置成延伸和缩回刮板延伸部)液压地延伸主刮板的每侧上的可延伸刮板翼部(即，左延伸部和右延伸部)，刮板可以从8ft延伸至16ft，或者从10ft延伸至20ft。在北美以外，有时一次铺设四个车道。如此，刮板可以例如延伸至高达44ft。对于此种长度的刮板(即，铺设宽度)，刮板延伸部可螺接在一起，后装(即，安装于主刮板的后部)、前装(即，安装于主刮板的前部)或者从主刮板向外直接地固定。在例如上文所述的那些的经延伸刮板的情况下，设置在刮板前部的多个螺旋钻区段可以从大体中心沉积部位(其中沉积铺设材料)的相对的侧线性向外延伸。

铺设材料(例如，沥青混凝土)在刮板前面、特别是在宽幅铺设的情况中的不均匀或不一致分布可改变刮板在哑光顶部上“浮置”的方式(包括刮板高度和/或角度)，并且可以引起表面哑光缺陷(例如孔洞、隆起、缺口以及纹理瑕疵)，包括不适当的开放纹理或致密纹理。例如，铺设材料的不均匀或不一致分布会由于铺设材料下溢和上溢条件、也就是说分别由螺旋钻或分段螺旋钻组供给在刮板前面的过少或过多的铺设材料而产生。一般而言，下溢条件意指并不提供足够的铺设材料并且例如在刮板处会产生铺设材料中的空隙，这意味着刮板会掉落并且在道路表面中产生缺口，而上溢条件意指提供过多的铺设材料，这会导致刮板爬升并且在道路的表面上产生隆起或高点。因此，上溢或下溢条件会影响刮板产生具有高质量哑光(例如，平坦、平滑哑光)表面的能力。

美国专利号8,979,423描述了一种用于控制沥青铺设机的材料进给的方法和设备。材料进给系统可包括刮板、进料传送器以及扩孔螺旋钻。传感器可测量材料体积并且将该信息发送至电子控制模块(ecm)。该信息可用作目标材料体积，ecm可使用其来计算对应的传送器速度和螺旋钻速度。传感器在铺设开始时监测材料体积，而ecm通过调节螺旋钻和传送器旋转速度来维持初始经校准目标尺寸。

技术实现要素：

在本发明的一个方面中，提供一种用于宽幅铺设的能够移动的铺设系统。该铺设系统包括传送器系统，该传送器系统具有第一端部和第二端部，该第一端部用以接收来自料斗的铺设材料，该第二端部与第一端部相对以输出在第一端部处接收到的铺设材料。传送器系统具有第一传送器和与第一传送器平行的第二传送器，第一传送器和第二传送器能够独立地受到控制。铺设系统进一步包括螺旋钻系统，螺旋钻系统布置成与传送器系统的第二端部相邻，以在螺旋钻系统的中间部分处接收来自传送器系统的铺设材料。螺旋钻系统包括第一组螺旋钻和第二组螺旋钻，第一组螺旋钻在第一方向上从螺旋钻系统的中间部分延伸，第二组螺旋钻在与第一方向相对的第二方向上从螺旋钻系统的中间部分延伸，第一组螺旋钻能够独立于第二组螺旋钻受到控制。铺设系统进一步包括刮板、第一主框架延伸部和第二主框架延伸部，刮板具有面向螺旋钻系统的前侧和至少与螺旋钻系统在第一方向和第二方向上的总长度一样长的长度，该刮板的长度大于或等于刮板的缩回宽度的两倍，第一主框架延伸部在螺旋钻系统的前面沿第一方向延伸，第二主框架延伸部在螺旋钻系统的前面沿第二方向延伸。铺设系统进一步包括感测电路，感测电路设置在传送器系统的隧道的入口处，在传送器系统的第一端部处，感测电路配置为感测从料斗接收的在传送器系统上的铺设材料的高度。不同于布置在传送器系统的隧道的入口处的感测电路，铺设系统进一步包括第一组三个或更多个传感器。第一组三个或更多个传感器布置为彼此呈间隔开的关系，并且每个传感器配置为感测螺旋钻系统的前侧处、螺旋钻系统的左侧的对应不同部分处的铺设材料的高度。不同于布置在传送器系统的隧道的入口处的感测电路，铺设系统进一步包括第二组三个或更多个传感器。第二组三个或更多个传感器布置为彼此呈间隔开的关系，并且每个传感器配置为感测螺旋钻系统的前侧处、螺旋钻系统的右侧的对应不同部分处的铺设材料的高度。铺设系统进一步包括控制电路，控制电路配置成基于在传送器系统的隧道的入口处从感测电路接收到的信号来控制第一传送器和第二传送器中的一个或多个的移动速率。控制电路进一步配置成基于来自第一组三个或更多个传感器的信号来控制第一传送器的移动速率、基于来自第一组三个或更多个传感器的信号来控制第一组螺旋钻的移动速率、基于来自第二组三个或更多个传感器的信号来控制第二传送器的移动速率、并且基于来自第二组三个或更多个传感器的信号来控制第二组螺旋钻的移动速率。

在本发明的另一方面中，提供一种能够移动的铺设机。能够移动的铺设机包括传送器，传送器具有第一端部和第二端部，第一端部用以接收铺设材料，第二端部与第一端部相对以输出在第一端部处接收到的铺设材料。能够移动的铺设机进一步包括螺旋钻系统，螺旋钻系统设置成与传送器的第二端部相邻以在沉积部位处接收来自传送器的铺设材料，并且螺旋钻系统具有沿一条线从沉积部位向外延伸的多个螺旋钻。能够移动的铺设机进一步包括沿第一方向向外延伸的第一主框架延伸部、沿与第一方向相对的第二方向向外延伸的第二主框架延伸部以及多个传感器，所述多个传感器配置成感测在沿着螺旋钻系统的前侧的不同位置处的铺设材料高度，其中所述多个传感器中的一个配置成检测在螺旋钻系统的前侧处在沉积部位和螺旋钻系统的与该沉积部位相对的端部之间的位置处的铺设材料高度。铺设机进一步包括控制电路，控制电路配置成接收来自所述多个传感器的指示所检测铺设材料高度的信号，以分别响应于来自所述多个传感器中的所述一个的指示在螺旋钻系统的前侧处在沉积部位和螺旋钻系统的与该沉积部位相对的端部之间的位置处铺设材料的下溢条件或上溢条件的信号来增大或减小传送器的一个或多个传送部分以及螺旋钻系统的多个螺旋钻的移动的速率或速度。

在本发明的另一方面中，提供一种宽幅铺设的方法。该方法包括在控制器处接收来自多个传感器的表示沿着螺旋钻系统的整个前侧的不同的间隔开的位置处检测到的预设铺设材料高度条件的信号，包括第一复合信号和第二复合信号，第一复合信号表示在螺旋钻系统前面在来自传送器系统的铺设材料的沉积部位的第一侧上的在沉积部位和螺旋钻系统的第一端部之间的第一位置处的第一预设铺设材料高度条件，第二复合信号表示在螺旋钻系统前面在沉积部位的与第一侧相对的第二侧上的在沉积部位和螺旋钻系统的第二端部之间的第二位置处的第二预设铺设材料高度条件。该方法进一步包括使用控制器、响应于表示下溢条件或者上溢条件的第一预设铺设材料高度条件的第一复合信号来选择性地增大或减小螺旋钻系统的第一组螺旋钻在沉积部位的第一侧上的移动速率；以及使用控制器、响应于表示下溢条件或者上溢条件的第二预设铺设材料高度条件的第二复合信号来选择性地增大或减小螺旋钻系统的第二组螺旋钻在沉积部位的第二侧上的移动速率。

本发明的其它特征和方面将从以下描述和附图中显而易见。

附图说明

包含在说明书中并且构成其一部分的附图是对一个或多个实施例的说明，并且连同描述一起解释实施例。附图无需按比例绘制。此外，附图中的任何数值或尺寸仅用于说明目的并且可以表示或者可以不表示实际或优选的数值或尺寸。在适用的情形下，可以不说明一些或所有选择特征，以有助于描述和理解下面的特征。

图1是根据本发明的一个或多个实施例的铺设机或能够移动的铺设系统的平面示意图；

图2是根据本发明的一个或多个实施例的铺设机或能够移动的铺设系统的平面示意图；

图3是根据本发明的一个或多个实施例的铺设控制系统的框图；

图4是根据本发明的一个或多个实施例的用于将铺设材料提供给铺设表面的方法的流程图；

图5是根据本发明的一个或多个实施例的用于感测供给至铺设机的传送器系统的铺设材料的铺设材料高度的方法的流程图；以及

图6是根据本发明的一个或多个实施例的用于感测铺设机的螺旋钻系统处的铺设材料的铺设材料高度的方法的流程图。

具体实施方式

下文结合附图阐述的描述意在作为对所描述主题的各种实施例的描述，并且无需意在表示仅这些实施例。在某些情况下，描述包括用于提供对于所描述主题的理解的具体细节。然而，对于本领域技术人员显而易见的是，实施例可以在没有这些具体细节的情况下实践。在一些情况下，众所周知的结构和部件可以以框图形式示出，以避免造成所描述主题的概念模糊不清。贯穿附图将尽可能使用相同的附图标记指代相同或类似的部件。

说明书中对于“一个实施例”或者“实施例”的任何参考意指结合实施例描述的特定特征、结构、特性、操作或功能包括在至少一个实施例中。因此，说明中措辞“在一个实施例中”或“在实施例中”的任何出现并不必需指代相同的实施例。此外，特定的特征、结构、特性、操作或功能可以以任何合适的方式在一个或多个实施例中组合，并且意指所描述主题的实施例可以并且确实覆盖所描述实施例的修改和变型。

还应注意到的是，如说明书、所附权利要求以及摘要中所使用的，单数形式“一”、“一个”以及“该”包括复数参考，除非上下文以另外的方式清楚地指示。也就是说，除非以另外的方式清楚地指代，如本文所使用的词语“一”以及“一个”等携有“一个或多个”的含义。附加地，应理解的是，诸如“左”、“右”、“顶部”、“底部”、“前”、“后”、“侧”、“高度”、“长度”、“宽度”、“上部”、“下部”、“内部”、“外部”、“内”、“外”等可以在本文中使用的术语仅描述参考点并且并不必然将所描述主题的实施例限制为任何特定的取向或配置。此外，诸如“第一”、“第二”、“第三”等的术语仅识别本文所描述的多个部分、部件、参考点、操作和/或功能中的一个，并且类似地并不必然将所描述主题的实施例限制为任何特定的配置或取向。

一般而言，所公开主题涉及这样的系统、方法以及设备，以更快速地并且精确地检测和校正铺设材料流动或递送问题或者诸如下溢和上溢条件的潜在的流动和递送问题，以防止或减少由螺旋钻系统或其部分在刮板前方导致的铺设材料的不均匀或不一致分布、和/或防止或校正在铺设材料从传送器系统或其部分向螺旋钻系统或其部分的初始沉积时或之前的铺设材料流动问题或潜在问题。

根据本发明的实施例，传感器可以以彼此间隔开的关系布置，以基本上感测沿着螺旋钻系统的整个长度的铺设材料高度，特别是在经延伸的或“宽幅”铺设情况中，尽可能早地自动地识别并且精确地校正上溢和/或下溢条件，而没有“过度校正”响应于上溢或下溢条件而供给至螺旋钻系统的铺设材料量。

所公开主题的实施例可附加地或可替代地电子地检测或感测供给至传送器系统的入口通道(例如，传送器系统的隧道的入口通道)的铺设材料的量是否在容限内、超出容限(例如，在下溢或上溢条件下)或者接近超出容限条件。可将信息提供给铺设机操作者，以识别所检测铺设材料流动条件中的一个或多个。可选地，铺设机或其部分(例如，传送器系统)的运动可以响应于所检测铺设材料流动条件中的特定一个或多个而改变(例如，停止)。

现转向附图，图1示出根据本发明的一个或多个实施例的铺设机或能够移动的铺设系统100的平面示意图。铺设机100可以利用根据本发明的一个或多个方法来实施或者可以实施所述一个或多个方法。在实施例中，铺设机100可包括但不限于沥青铺设机。在替代的示例中，铺设机100可以是适合于执行对除了沥青以外的材料(例如混凝土)进行铺设的任何其它类型的铺设机。此外，虽然图1示出铺设机或能够移动的铺设系统100的特定配置或布局，但所公开主题的实施例并不受此限制，并且可具有不同的配置或布局。

如图1中所示，铺设机100可包括驱动履带104，以使铺设机100沿着道路(未示出)或铺设过程将在其上执行的基层(未示出)移动。驱动履带104可由容纳在发动机隔室106内的内燃机(未示出)提供动力。铺设机100可进一步包括料斗108，该料斗可大体设置在铺设机100的前部或部段处。料斗108适合于接收例如来自自卸卡车(未示出)、或可以将铺设材料110提供给料斗108的任何其它机器或托架的铺设材料110。铺设材料110在提供给料斗108之后可以输送或移动至传送器系统112，该传送器系统可以例如使得铺设材料110朝向传送器系统112的出口向后移动，用以沉积在沉积部位或区域处。

更特别地，传送器系统112将铺设材料110从传送器系统112的第一端部114输送至传送器系统112的第二端部116。传送器系统112的第一端部114适合于接收来自料斗108的铺设材料110，而传送器系统112的第二端部116适合于输出铺设材料110。

传送器系统112可包括一个或多个传送器，所述一个或多个传送器可以以杆条式配置来布置，以在沿着传送器系统112输送期间保持铺设材料110。在图1中，传送器系统112包括第一传送器118和平行于第一传送器118设置的第二传送器120。与传送器系统112相关联的参数，例如长度、单个或多个传送器的使用、传送器的定向等可改变，而不做任何限制。第一传送器118和第二传送器120适合于以受控的方式被操作，并且可以由铺设机100的操作者和/或使用控制电路自动地彼此独立地受到控制。第一传送器118和第二传送器120可以是或包括条带和/或链条，来作为使铺设材料110移动的装置。

铺设机100可进一步包括感测电路122，如图1所示，该感测电路设置在指定铺设机操作者站162下方或之下运行的传送器系统112的的隧道128的入口处，或者可替代地设置在传送器系统112的第一端部114处。感测电路122配置成感测传送器系统112上的铺设材料110在预定位置或一定位置处例如在隧道128的入口处或者在传送器系统的第一端部114处(只要是首先将铺设材料指定为已由传送器系统112接收的位置即可)的铺设材料高度。例如，在一个或多个实施例中，感测电路122可以包括第一传感器124和第二传感器126，其设置成感测分别在沿着第一传送器118和第二传送器120的预定位置处的铺设材料高度。

因此，感测电路可检测或感测从料斗供给至传送器系统122的入口通道的铺设材料的量是否在容限内、超出容限(例如，在下溢或上溢条件下)或者接近超出容限条件。可替代地，来自感测电路122的关于所感测或所检测铺设材料高度的信号可提供给铺设机控制系统102，其进而可确定从料斗供给至传送器系统122的入口通道的铺设材料的量是否在容限内、超出容限(例如，在下溢或上溢条件下)或者接近超出容限条件。关于所感测或所检测的铺设材料高度是否在容限内、超出容限(例如，在下溢或上溢条件下)或者接近超出容限条件的信息可提供给操作者站162的控制面板164，以识别或指示所检测的铺设材料流动条件中的一个或多个。可选地，响应于所检测铺设材料流动条件中的特定一个或多个、例如铺设材料高度在传送器系统122的入口通道处超出容限，铺设机的运动可以手动地或自动地停止。

可以对于超出容限条件或者预期超出容限条件采取附加的补救动作。例如，如果识别出下溢条件或预期的下溢条件，操作者可停止铺设机的移动，或者移动可以自动地停止，以使得料斗108可以重新填充来为传送器系统112供给更多的铺设材料110，以试图防止在螺旋钻系统和刮板处产生空隙。

传送器系统112可将铺设材料110向后移动通过隧道128，至铺设机100的扩散或分布机构(附图中未示出)。该分布机构可配置成将铺设材料110分布到道路施工表面上。本领域技术人员将意识到的是，分布机构可包括侧向延伸的槽(未示出)，以接收来自传送器系统112的铺设材料110。槽设置在刮板142的前面，并且可接纳螺旋钻系统130，该螺旋钻系统配置成从槽中的铺设材料倾倒或沉积部位或区域沿相反方向向外扩散从传送器系统112接收的铺设材料110。此外，槽可由第一主框架延伸部141和第二主框架延伸部143来限定。

一般而言，螺旋钻系统130布置在传送器系统112的第二端部116处，并且配置成在螺旋钻系统130的中间部分132(其在本文可称为铺设材料倾倒或沉积部位或区域)处接收来自传送器系统112的铺设材料110，并且将铺设材料从中间部分向外朝向螺旋钻系统130的相应端部扩散并且将所述铺设材料扩散至所述相应端部。在这点上，螺旋钻系统130可包括第一组螺旋钻133和第二组螺旋钻136，第一组螺旋钻沿第一方向139从螺旋钻系统130的中心或中间部分132延伸，第二组螺旋钻沿与第一方向139相对的第二方向140延伸。第一组螺旋钻133和第二组螺旋钻136中的每个组均可包括多个不同的螺旋钻区段，例如两个或更多个螺旋钻区段。例如，图1示出第一组螺旋钻133，其具有第一螺旋钻区段134和第二螺旋钻区段135。类似地，图1示出第二组螺旋钻136，其具有第三螺旋钻区段137和第四螺旋钻区段138。

第一组螺旋钻133和第二组螺旋钻136适合于例如基于来自铺设机控制系统102的控制信号而独立地受到控制或被操作。也就是说，与第二组螺旋钻136操作所处的速度相比，第一组螺旋钻133可以以相同或不同的速度操作。类似地，第一组螺旋钻133可停止，而没有停止第二组螺旋钻136，且反之亦然。

铺设机100还包括可以被配置为基本上永久地或临时地用于宽幅铺设的、位于螺旋钻系统130、第一主框架延伸部141和第二主框架延伸部143的后方的刮板142，以及通常在螺旋钻系统130的前侧彼此之间以间隔开的关系布置的多个传感器，例如所述多个传感器中的一些耦接到第一主框架延伸部141和第二主框架延伸部143，以感测在沿着螺旋钻系统130的各个位置处(例如，在螺旋钻系统130的前侧和/或中心轴线处)的铺设材料高度。一般来说，刮板142使其前侧144处的铺设材料平坦，以产生最终的刮平后铺面材料区域174，该区域还可以由其它铺设机进一步处理。

所述多个传感器包括第一组传感器150以及第二组传感器152，第一组传感器150可以被分组成从螺旋钻系统130的中心或中间部分132到螺旋钻系统130的第一端部，例如与刮板142的第一端部相邻，第二组传感器152可以被分组成从螺旋钻系统130的中心或中间部分132到螺旋钻系统130的第二端部，例如与刮板142的第一端部相对的刮板142的第二端部相邻。可替代地，第一组传感器150和第二组传感器152可以不与布置在或相邻于螺旋钻系统130的中心或中间部分132处的感测从传送器系统112所接收的在螺旋钻系统130的中心或中间部分132处的铺设材料110的高度的可选的第一传感器154分组。

第一组传感器150和第二组传感器152中的每一组可以包括与或不与布置在或相邻于螺旋钻系统130的中心或中间部分132处的可选的第一传感器154分组的多个传感器，以感测在螺旋钻系统130的中心或中间部分132处从传送器系统112所接收的铺设材料110的高度。例如，图1示出了与螺旋钻系统130的第一侧(并且因此刮板142的第一侧146)相关联的三个传感器以及与螺旋钻系统130的第二侧(并且因此刮板142的第二侧148)相关联的三个传感器、相应的第二传感器156、第三传感器158和第四传感器160。图1还示出了与第一组传感器150和第二组传感器152编组的第一传感器154。因此，在该示例中，第一组传感器150可以被解释为包括第一传感器154以及与螺旋钻系统130的第一侧相关联的第二传感器156、第三传感器158和第四传感器160。同样，第二组传感器152可以被解释为包括第一传感器154以及与螺旋钻系统130的第二侧相关联的第二传感器156、第三传感器158和第四传感器160。当然，可替代地，第一组传感器150和第二组传感器152可以被解释为不包括第一传感器154。关于第四传感器160，尽管图1示出了分别在第一主框架延伸部141和第二主框架延伸部143上与第二螺旋钻区段135和第四螺旋钻区段138相邻布置的这种传感器，但是第四传感器160可以可替代地设置为与第一螺旋钻区段134和第三螺旋钻区段137相邻，例如在其最外部分处。

因此，第一传感器154可以感测铺设材料110的高度，该处的铺设材料110从传送器系统112接收。另外，可以设置在第一主框架延伸部141和第二主框架延伸部143上以及在螺旋钻系统130的一端或两端处的第三传感器158被配置为感测在第二螺旋钻区段135和第四螺旋钻区段138的正前面和/或在第二螺旋钻区段135和第四螺旋钻区段138的中心轴处的铺设材料。可以直接设置在螺旋钻系统130的中心或中间部分132上以及第二传感器156和第三传感器158之间的第四传感器160中的每一个被配置为感测第一传感器154的感测位置和第三传感器158的感测位置之间的位置处的铺设材料110的高度。

根据所公开主题的一个或多个实施例，螺旋钻系统130的每个螺旋钻区段可以具有与其相关联的两个或多个传感器，以便感测在沿着螺旋钻系统130的对应的位置处的铺设材料的高度。例如，感测铺设材料高度的传感器可以设置为与每个螺旋钻区段的最内和最外部分(即，在每个螺旋钻区段的第一端部和第二端部)相关联。感测铺设材料高度的一个或多个传感器可以被设置在每个螺旋钻区段的最内部分和最外部分之间(即，在每个螺旋钻区段的第一端部和第二端部之间)，除了或者替代在每个螺旋钻区段的第一端部和第二端部中的一个或多个处的传感器之外。例如，图1示出了设置为感测与第二螺旋钻区段135和第四螺旋钻区段138的最外部分相关联的铺设材料高度的第三传感器158，以及设置为感测与第一螺旋钻区段134和第三螺旋钻区段137的最内部分相关联的铺设材料高度的第四传感器160。

根据所公开主题的一个或多个实施例，第一组传感器150和第二组传感器152的每个传感器能够配置为感测在螺旋钻系统130的相应部分处设置的铺设材料的相同高度或不同高度(包括相同或不同的铺设高度范围)。例如，第二传感器156和第三传感器158可以被配置为感测在螺旋钻系统130的前侧144的相应部分处设置的铺设材料的高度或高度范围“h1”是否被实现。在另一示例中，第二传感器156可以被配置为感测在螺旋钻系统130的相应部分处设置的铺设材料的高度或高度范围“h1”是否被实现，并且第三传感器158可以被配置为感测在螺旋钻系统130的相应部分处设置的铺设材料的高度或高度范围“h2”是否被实现。

第一组传感器150和第二组传感器152的每个传感器可以是声波传感器、桨式或旋转传感器和红外传感器中之一。此外，对于第一组传感器150和第二组传感器152中的每组，或者第一组传感器150和第二组传感器152的全体传感器中的每个，所有的传感器可以是相同类型或配置的传感器，例如红外、声波或桨式，或者可替代地，至少一个传感器的类型或配置与其它传感器相比可以不同。例如，第一组传感器150和第二组传感器152可以包括至少一个声波或红外传感器和至少一个桨式传感器。此外，在本发明的一个或多个实施例中，第一组传感器150和第二组传感器152可以包括感测螺旋钻系统130处(例如，对于螺旋钻系统130的相应端部的其前侧处)的铺设材料高度的声波和/或红外传感器以及用作螺旋钻系统130的端部之间的传感器的桨式传感器，或者反之亦然。作为另一示例，第一组传感器150和第二组传感器152可以全部是声波传感器、桨式传感器或红外传感器。

一般来说，根据所公开主题的各种实施例的桨式传感器可以适于在刮板142前面(例如，在螺旋钻系统130的前面)的相应位置处浮跨在铺设材料的顶部。桨式传感器的桨叶或转子的位置可以在铺设机100的操作期间根据铺设材料的高度相应地变化，从而基于桨式传感器的桨叶或转子的先前校准来指示铺设材料的高度。

对于实施声波或红外传感器或多个传感器的实施例，这些传感器可以垂直于铺设材料的流动或移动来定向。例如，可以在螺旋钻系统130的端部布置感测材料高度的声波或红外传感器，以便发送信号，使得它们在垂直性质方面影响铺设材料的流动。此外，另外地或可替代地，在所公开主题的一个或多个实施例中，一个或多个声波或红外传感器可以被定向成直接向下发送脉冲。例如，在所公开主题的一个或多个实施例中，除了螺旋钻系统130的端部处的那些以外的传感器可以是定向为直接向下发送信号的声波或红外传感器。

第一组传感器150和第二组传感器152的传感器可以是可配置的且可重新配置的以感测在刮板142的前侧144前面的对应部分或区域处(例如，在螺旋钻系统130的前侧或中心轴处)的铺设材料的特定高度或高度范围，以检测铺设材料高度是否处于预定高度(在容限内)或处于预定高度范围内，或者相反，铺设材料高度是否不处于预定高度(包括容限内分配)或不处于预定高度范围内。

铺设机100还可以包括用于容纳操作者来操作铺设机100的操作者站162。操作者站162可以包括操作控制部件，并且是铺设机控制系统102的一部分(下面相对于图3更详细地讨论)，其中操作控制部件可以包括控制面板164、显示面板168等。控制面板164可以与铺设机100的控制电路166进行通信，以控制铺设机100的操作。铺设机100的操作可以包括但不限于控制料斗108的打开和关闭、控制传送器系统112的移动的速度或速率(包括停止移动)、控制螺旋钻系统130的移动的速度或速率(包括停止移动)、控制刮板142的操作、以及控制整个铺设机100的移动的速度或速率(包括停止移动)。

控制电路166可以基于在传送器系统112的入口处(例如，在传送器系统112的隧道的入口处)感测的铺设材料110的高度从设置在传送器系统112处的感测电路122接收信号。控制电路166还可以基于在刮板142前面(例如，在螺旋钻系统130的正前面)的各个部分处感测的铺设材料的高度从第一组传感器150和第二组传感器152接收信号。基于所感测的铺设材料的高度，来自感测电路122、第一组传感器150和第二组传感器152的信号被传送到铺设机100的控制电路166，以控制铺设机100的操作，包括控制传送器系统112的移动的速度或速率(包括增大或减小速度和停止移动)、控制螺旋钻系统130的移动的速度或速率(包括增大或减小速度和停止移动)、以及控制整个铺设机100的移动的速度或速率(包括增大或减小速度和停止移动)中的一个或多个。

可选地，来自第一组传感器150的信号可以被接收作为在刮板142前面(例如，在螺旋钻系统130的正前面)表示所检测的铺设材料高度条件的复合信号。类似地，来自第二组传感器152的信号可以被接收作为在刮板142前面(例如，在螺旋钻系统130的正前面)表示所检测的铺设材料高度条件的复合信号。在一个或多个实施例中，基于来自感测电路122、第一组传感器150和第二组传感器152中的一个或多个的信号，控制电路166可以通过在操作者站162的控制面板164处的显示面板168向操作者提供指令。此外，基于来自感测电路122、第一组传感器150和第二组传感器152中的一个或多个的信号，控制电路166可以自动控制铺设机100的操作，包括控制传送器系统112的移动的速度或速率(包括增大或减小速度和停止移动)、控制螺旋钻系统130的移动的速度或速率(包括增大或减小速度和停止移动)、以及控制整个铺设机100的移动的速度或速率(包括增大或减小速度和停止移动)中的一个或多个。

图2示出了根据本发明的一个或多个实施例的铺设机100的平面图示，铺设机100包括与第一螺旋钻区段134和第三螺旋钻区段137的最外部分相邻设置的至少一个第五传感器161，以感测在螺旋钻系统130的相应部分或区域处的铺设材料高度。第五传感器161可以向控制电路166发送关于在第一螺旋钻区段134的前面和/或在第一螺旋钻区段134处的螺旋钻系统130的中心轴处的对应部分或区域处以及在第三螺旋钻区段137的前面和/或在第三螺旋钻区段137处的螺旋钻系统130的中心轴处的对应部分或区域处所感测的铺设材料高度的信号。因此，第五传感器161可以识别如下铺设材料高度相关条件或者可以向控制电路166发送信号，因此控制电路166可以识别如下铺设材料高度相关条件：例如在铺设材料分别到达第二螺旋钻区段135和/或第四螺旋钻区段138之前的下溢或上溢高度相关条件。

如上所述，刮板142包括面向螺旋钻系统130的前侧144。此外，刮板142具有长度‘l1’，其可以是从原始或非宽幅铺设长度延伸的长度。长度‘l1’可以至少与螺旋钻系统130在第一方向139和第二方向140上的总长度‘l2’一样长。在一个或多个实施例中，刮板142的长度‘l1’大于或等于刮板142的缩回或非延伸长度的两倍。可选地，刮板长度l1可以大于螺旋钻系统130的长度l2(图2中示意性地表示)。

图3示出了根据本发明的一个或多个实施例的铺设机100的铺设机控制系统102的示意性框图。

传送器系统112或其控制部分可以是铺设机控制系统102的一部分，并且可以包括第一传送器118和第二传送器120，并且连接到控制电路166的控制器170。感测电路122也连接到控制电路166的控制器170。

如上所述，感测电路122的第一传感器124和第二传感器126被配置为感测在传送器系统112入口处(例如在隧道128的入口处)的铺设材料110的高度，并产生指示铺设材料110高度的对应信号。指示铺设材料110的高度的信号可以被传送到控制电路166的控制器170。控制器170被配置为将所感测的铺设材料110的高度与铺设材料110的第一预设阈值高度(或阈值高度范围)进行比较。本文所使用的术语第一预设阈值高度(或阈值高度范围)是指用于铺设期望的道路厚度和表面在隧道128的入口处所需的铺设材料110的高度或高度范围。

如果控制器170确定所感测的铺设材料高度小于第一预设阈值高度或者高度范围，则控制器170可以识别该铺设材料的高度条件为“下溢条件”或预期的下溢条件。一般来说，在传送器系统112的上下文中，术语“下溢条件”可以指铺设材料110流动或输送(其中在传送器系统112的入口处提供较小体积的铺设材料110)的条件。另一方面，如果控制器170确定所感测的铺设材料110的高度大于第一预设阈值高度或者高度范围，则控制器170可以识别该铺设材料的高度条件为“上溢条件”或预期的上溢条件。一般来说，在传送器系统112的上下文中，术语“上溢条件”可以指铺设材料110流动或输送(其中在传送器系统112的入口处提供较大体积的铺设材料110)的条件。

可选地，可以实施一个或多个另外的预设阈值高度或高度范围。例如，如果感测的铺设材料高度在第一预设阈值高度或高度范围，则控制器可以经由显示面板168和/或扬声器172向铺设机操作者输出警报。该警报可以向铺设机操作者指示感测到的铺设材料高度不处于下溢或上溢条件，但是如果不采取调整铺设材料高度的补救措施，则铺设材料高度将会或将可能变成下溢或上溢条件。另外地或可替代地，控制器170可以响应于所确定的铺设材料流动条件自动地控制传送器系统112的速度(增大或减小)。

如果感测的铺设材料高度在另一个预设阈值高度或高度范围处，则控制器170可以经由显示面板168和/或扬声器172向铺设机操作者输出指定铺设材料高度处于下溢或上溢条件的不同的警报。另外地或可选地，控制器170可以响应于所确定的铺设材料流动条件基于所确定的铺设材料流动条件及其严重性自动地控制传送器系统112的速度(增大、减小或停止)。

因此，控制器170可以基于所确定的铺设材料高度条件控制传送器系统112或其部分(例如，第一传送器118和/或第二传送器120)的移动的速度和速率。即，控制器170可以独立地向第一传送器118和第二传送器120提供指令，以增大或减小(包括停止)第一传送器118和第二传送器120的移动的速度或速率。例如，如果控制器170确定铺设材料高度条件在第一传送器118处是下溢条件，则控制器170可以将指令传送到第一传送器118，以增大第一传送器118的移动的速度或速率，从而增大在第一传送器118上输送的铺设材料110的体积。因此，所确定的下溢条件可以在传送器系统112的入口处(例如在通道128的入口处)被矫正。

如上所指出的，铺设机100还包括与传送器系统112的第二端部116相邻的螺旋钻系统130以及第一主框架延伸部141和第二主框架延伸部143。通过传送器系统112输送的铺设材料110以可控速率从传送器系统112的第二端部116传输到螺旋钻系统130。包括第一组螺旋钻133和第二组螺旋钻136的螺旋钻系统130可以与控制电路166的控制器170通信，使得控制器可以单独地控制第一组螺旋钻133的操作速度和第二组螺旋钻136的操作速度。如上所指出，控制器170可以基于来自第一组传感器150和第二组传感器152的对应信号来增大或减小第一组螺旋钻133和第二组螺旋钻136的移动的速度或速率。同样，如上所指出，控制器170可以基于来自第一组传感器150和第二组传感器152的信号通过控制供给铺设材料的传送器系统112的速度来控制提供给螺旋钻系统130的铺设材料的量。

第一组传感器150、第二组传感器152、第四传感器160和第五传感器161被配置为与控制电路166的控制器170通信。第一组传感器150、第二组传感器152、第四传感器160和第五传感器161可以基于在刮板142的前侧144之前(例如在螺旋钻系统130的正前面)的各个位置处铺设材料110的高度产生信号。由第一组传感器150、第二组传感器152、第四传感器160和第五传感器161产生的信号可以传送到控制电路166的控制器170，并且在控制器170接收到信号时，控制器170可以通过将感测的高度与预设的阈值高度或高度阈值范围进行比较来确定螺旋钻系统130的每个位置处的铺设材料的高度条件。在与螺旋钻系统130相关的铺设材料高度的上下文中，术语第二预设阈值高度或高度范围可以指代在螺旋钻系统130(并且因此刮板142的前侧144)处所需的铺设材料110的高度，以铺设期望的道路厚度和表面。

如果控制器170确定在特定位置或位置处感测的铺设高度小于预设阈值高度或高度范围，则控制器170可以将铺设材料高度条件识别为“下溢条件”，在这种情况下，控制器170可以控制传送器系统112以及相关联的第一螺旋钻组133和第二螺旋钻组136中的一个或多个的速度。如果控制器170确定感测的铺设高度大于预设阈值高度或高度条件，则控制器170可以将铺设材料高度条件识别为“上溢条件”，在这种情况下，控制器170可以控制传送器系统112以及相关联的第一螺旋钻组133和第二螺旋钻组136中的一个或多个的速度。

在一些实施例中，控制器170被配置为响应于来自第一组传感器150的信号，并且分别基于确定的下溢条件或上溢条件来增大或减小第一组螺旋钻133中的一个或多个的移动速率。在一些实施例中，控制器170被配置为响应于来自第二组传感器152的信号，基于确定的下溢条件或上溢条件分别增大或减小第二组螺旋钻136的移动速率。

控制器170还可以与铺设机100的控制面板164通信。基于铺设过程期间所确定的条件，例如下溢条件或上溢条件，控制器170可以在显示面板168处提供显示，以提供所确定的下溢或上溢条件的位置的细节。此外，控制器170可以基于在刮板142的前侧144之前的所确定的铺设材料的高度条件引起警报(或多个警报)扬声器172的输出。

工业实用性

图4示出了根据本发明的一个或多个实施例的用于控制铺设材料沿着铺设机100的移动的方法400的流程图。

在步骤402处，在铺设机100的料斗108处接收铺设材料110。

在步骤404处，在铺设机的传送器系统的入口(例如，传送器系统112的隧道128的入口)处接收来自料斗108的铺设材料110。

在步骤406处，输送铺设材料110到传送器系统112的第二端部116，第二端部116与提供铺设材料110的传送器系统112的第一端部114相对。

在步骤408处，从传送器系统112的第二端部116传输铺设材料到螺旋钻系统130，特别是到螺旋钻系统130的中间部分132处的沉积部位或区域。

在步骤410处，螺旋钻系统130可以被操作以在第一方向139和/或第二方向140上从中间部分132向外移动铺设材料110，使得在期望的预定高度处或者在预定高度范围内沿着刮板142的整个前侧144提供铺设材料。如上文所指出的，刮板142可以压缩沿着其前侧144提供的铺设材料以便产生刮平后铺面材料区域174，该区域可以由其它铺设装置或者机器进一步处理。

图5示出了根据本发明的一个或多个实施例的方法500的流程图，方法500用于感测在传送器系统112处并且特别在传送器系统112的入口通道处的铺设材料110的高度。

在步骤502处，例如，可以使用感测电路122在传送器系统112的隧道128的入口处感测铺设材料110的高度。第一传感器124和第二传感器126可以生成表示所感测到的高度的信号，并且所生成的信号可以被传送至控制电路166的控制器170。

在步骤504处，在从第一传感器124和第二传感器126接收到信号之后，控制器170可以将铺设材料110的所感测到的高度与第一预设阈值高度或者高度范围进行比较。如果控制器170确定铺设材料110的所感测到的高度小于或者大于第一预设阈值高度或者高度范围，则控制器170可以确定或者识别铺设材料高度分别表示下溢条件或者上溢条件。

在步骤506处，控制器170可以将信号传送至铺设机100的控制面板164，例如，以便在确定铺设材料高度条件为接近或者预期达到下溢条件或者上溢条件的情况下，或者可替代地，在确定铺设材料高度条件为处于下溢条件或者上溢条件下的情况下，向操作者输出警报或者多个警报。可选地，响应于控制器确定所感测到的铺设材料高度不处于预设阈值高度处或者不在预设阈值高度范围内，传送器系统112和/或螺旋钻系统130的速度可以变化。

在步骤508处，如果控制器170确定铺设材料110的所感测到的高度小于或者大于第二预设阈值高度或者高度范围，则控制器170可以确定或者识别铺设材料高度分别表示下溢条件或者上溢条件。就此而言，控制器170可以将信号传送至铺设机100的控制面板164，例如，以在确定铺设材料高度条件为处于下溢条件或者上溢条件下的情况下，向操作者输出警报或者多个警报。此外，响应于控制器确定所感测到的铺设材料高度处于下溢条件或者上溢条件下，传送器系统112和/或螺旋钻系统130的速度可以(即，自动地)发生变化。可选地，响应于控制器确定所感测到的铺设材料高度处于下溢条件或者上溢条件下，传送器系统112和螺旋钻系统130中的一个或多个的移动可以(即，自动地)停止。此外，可选地，铺设机100的速度/移动可以基于所确定的铺设材料高度条件进行修改，例如，减速或者甚至停止。

图6图示了根据本发明的一个或多个实施例的方法600的流程图，方法600用于感测在刮板142的前侧144前面的铺设材料110的高度。

在步骤602处，可以使用独立传感器和/或传感器组中的多个间隔开的传感器(诸如，上文所讨论的第一传感器组150、第二传感器组152、第四传感器160、以及第五传感器161)在不同位置处连续地感测大体上沿着整个螺旋钻系统130(例如，在螺旋钻系统130的螺旋钻区段的正前面)的铺设材料的高度。例如，可以经由从布置在螺旋钻系统130或者螺旋钻系统130的螺旋钻区段前面和/或上方的传感器(诸如，上文所讨论的第一传感器组150、第二传感器组152、第四传感器160、以及第五传感器161)接收到的信号来将所感测到的铺设材料高度传送至控制器170。

在步骤604处，控制器170可以将铺设材料的所感测到的高度与预设阈值高度或者高度范围进行比较，以便确定在特定位置处的铺设材料的量是可接受还是不可接受。

在步骤606处，响应于在步骤604中的比较，控制器可以根据在特定位置或者多个位置处的铺设材料是可接受还是不可接受、以及根据在特定位置或者多个位置处的铺设材料的方式是可接受还是不可接受来控制传送器系统112的速度。例如，控制器可以临时增加传送器系统112的速度以便向螺旋钻系统130提供附加铺设材料，以试图校正或者防止进一步沿着螺旋钻系统130以及因此沿着刮板142的前侧144传播不足量的铺设材料。

在步骤608处，响应于在步骤604中的比较，控制器可以根据在特定位置或者多个位置处的铺设材料是可接受还是不可接受、以及根据在特定位置或者多个位置处的铺设材料的方式是可接受还是不可接受来控制螺旋钻系统130的速度，包括第一组螺旋钻133和第二组螺旋钻136的速度。例如，控制器可以临时增加第一组螺旋钻133和第二组螺旋钻136中的一组的速度以便提供附加铺设材料，以试图校正或者防止进一步沿着螺旋钻系统130以及因此沿着刮板142的前侧144传播不足量的铺设材料。

因此，根据所公开主题的实施例的铺设机100可以迅速地并且准确地检测并且校正铺设材料的潜在或实际流动问题或者潜在或实际递送问题。此外，根据所公开主题的实施例的铺设机100可以通过螺旋钻系统130来防止或者减轻在刮板142的前侧144处的铺设材料110的不均匀或者不一致的分布，并且在将铺设材料110从传送器系统112初始沉积至螺旋钻系统130时或者之前校正铺设材料潜在或实际的流动或递送问题。如上文所讨论的，沿着螺旋钻系统130的长度的多个铺设材料高度传感器可以被实施为自动地检测和校正最终被提供至刮板的前侧144的铺设材料的量。

软件逻辑可以用于控制传送器系统112和/或螺旋钻系统130的速度的变化速率，以便恰当地并且提前再填充螺旋钻系统130的螺旋钻腔室而不会引起上溢条件或者下溢条件。可以在操作者站162中设置用户界面，例如，以便校准被放置在刮板142前面的传感器。操作者可以通过用户界面同时使所有传感器或者单独地使传感器“归零”来“校准”刮板142前面的传感器，以便将每个传感器设定为感测期望的铺设材料高度。可替代地，传感器可以不需要被“归零”并且可以仅由操作者设定在期望的铺设材料高度处。

例如，当一个或多个传感器已经落在范围之外时，这表明螺旋钻系统130周围的铺设材料110的高度在所有点处已不再是一致的，可以经由用户界面或者控制面板164通过处理电路使用每个传感器的零点周围的可配置死区来通知操作者。

当传感器检测到上溢条件或者下溢条件、或者预期到上溢条件或者下溢条件时，例如，可以在主用户界面上经由扬声器172通过音频的方式来向操作者提供警报。另外地或者可替代地，当存在上溢条件或者下溢条件时，铺设机100可以自动地停止铺设机100的移动。可选地，操作者可以禁止该特征。可选地，一旦铺设材料110流动条件已经被矫正，则该特征可以使得操作者必须重置推进条件。

可以针对每个铺设材料流动条件设定(以及重新配置)多个可编程/可配置的铺设材料流动水平阈值。例如，第一铺设材料高度阈值可以向操作者指示(例如，在控制面板164上)在传送器系统112的入口处的铺设材料110的高度正接近下溢条件或者上溢条件的缓冲区，第二材料铺设高度阈值可以向操作者指示(例如，在控制面板164上并且经由可听见的警报)在传送器系统112的入口处的铺设材料110的高度处于下溢条件或者上溢条件的缓冲区中，并且第三材料铺设高度阈值可以表示在传送器系统112的入口处的铺设材料110的高度处于下溢条件或者上溢条件下并且使得铺设机100的移动自动停止(即，不是关闭铺设机100，而是仅向前移动)。

可选地，可以基于在入口处检测到的铺设材料110水平来自动地修改(即，增加或者减小)传送器系统112的速率。例如，如果检测到下溢条件，则可以使传送器系统112自动地减速或者甚至停止。可选地，可以基于在入口处检测到的铺设材料110水平来自动地修改(例如，减小或者停止)铺设机100的速度或者移动。

尽管已经参照上述实施例具体地示出和描述了本发明的方面，但本领域技术人员将理解，在不脱离所公开的范围的情况下，可以通过对所公开的机器、系统、以及方法进行修改来设想各种附加实施例。应理解，这些实施例落在如基于权利要求书及其任何等同内容所确定的本发明的范围内。