无人驾驶压路机碾压系统的制作方法

文档序号:18740282发布日期:2019-09-21 01:41阅读:148来源:国知局
无人驾驶压路机碾压系统的制作方法

本发明发明涉及到工程机械行业的筑路设备智能化控制系统,确切说是一种无人驾驶压路机碾压系统。



背景技术:

随着科技的发展,智能控制技术在当前社会经济发展中的优势越来越突出,无人驾驶汽车已经在全球展开了各种模式的研发热潮,然而工程机械行业的施工车辆,还未被智能控制技术开发团队和工程设备生产企业所重视。众多工程机械中的压路机的工作特点是重复性、规律性、工作环境单一性,操作较简单,操作人员易疲劳,操作环境对作业人员健康影响较大。特别是公路沥青混凝土路面碾压过程,因刚摊铺的沥青混合料温度高达160度左右,在炎热的夏天进行沥青混凝土路面碾压作业,压路机操作人员要面对恶劣的施工环境,承受上烤下蒸的高温考验,很多压路机操作人员干不了几年都要纷纷要求转行。因此,开发无人驾驶压路机碾压系统很有必要,也是将来中国超级工程走向世界的先进设备之一。

当前,在相对固定的水电大坝施工现场,对土石方或水泥混合料的碾压施工,已经有单钢轮的无人驾驶压路机碾压系统完成实验性的开发。然而,对不断延伸的公路沥青混凝土路面的碾压,需要多台双钢轮和胶轮压路机协调作业的无人驾驶技术,难度更大、要求精度更高,从压路机在高温的沥青路面上的启动与停车、前进与后退、车与车之间的避让、转向角度、碾压时间、碾压长度和宽度等等,都需要严格的规范。截止2018年12月17日,我们通过四川省科学技术研究所技术查新,目前,在全球尚未发现有该技术的运用。



技术实现要素:

为了解决上述技术难题,本发明发明的目的在于提供一种无人驾驶压路机碾压系统碾压系统,是通过在前方摊铺混合料的摊铺机上设置施工区域采集系统,在摊铺路段设置移动式基准站及碾压控制系统,指挥施工区域的多台无人驾驶压路机机群协调作业,按照设定的程序完成施工规范要求的碾压任务。达到无人驾驶压路机在公路沥青混凝土路面碾压施工中广泛应用的目的。

本发明发明的目的是通过实施下述技术方案来实现的:

无人驾驶压路机碾压系统,包括压路机、摊铺机、基准站,其特征在于:由多台设置有无人控制系统的压路机组成无人驾驶压路机机群、摊铺机上设置的施工区域采集系统、移动式基准站、碾压控制系统及卫星通讯系统构成无人驾驶压路机碾压系统。

A、设置有无人控制系统的压路机,包括各台钢轮压路机和各台胶轮压路机上的无人控制系统,其特征在于:在所述的钢轮压路机和胶轮压路机上分别设置有GPS+BDS+GNS卫星接收机、微波通讯主机、电台信号接收天线,由所述的GPS+BDS+GNS卫星接收机、微波通讯主机、电台信号接收天线构成远程控制系统;在所述的钢轮压路机和胶轮压路机上设置有集成控制柜,在集成控制柜内设置有工业控制计算机;所述的GPS+BDS+GNS卫星接收机、微波通讯主机、电台信号接收天线分别通过各种专用线路与压路机上的集成控制柜内的工业控制计算机连接;所述的工业控制计算机内设置有硬盘、处理器、PCB、程序软件、交换机、GPS+BDS+GNSS卫星芯片等组件。

在所述的钢轮压路机和胶轮压路机的行车/倒车系统上设置有行车/倒车自动控制装置;在油路系统上设置有油路自动控制装置;在转向系统上设置有转向控制电机和电子阀装置;在制动系统上设置有制动控制装置。

在所述的钢轮压路机和胶轮压路机上设置有手动/自动切换按钮、紧急制动按钮。

在所述的钢轮压路机和胶轮压路机机架底部设置有激光位移测量装置。

在所述的钢轮压路机和胶轮压路机前后车轮上端,分别设置有避障雷达和超声波避障雷达。

在所述的钢轮压路机和胶轮压路机车体前后端分别设置有多支红外测温仪,将多支红外测温仪分别对准刚铺筑好的沥青混合料与沥青混合料边缘外的路沿石。

在所述的钢轮压路机和胶轮压路机顶部还设置有惯性导航装置。

B、摊铺机上设置的施工区域采集系统,包括摊铺机及控制系统,其特征在于:在摊铺机顶盖上设置有GPS+BDS+GNS卫星接收机、微波通讯主机、微波通讯天线、电台信号接收天线,由所述的GPS+BDS+GNS卫星接收机、微波通讯主机、微波通讯天线、电台信号接收天线构成远程控制系统,所述的GPS+BDS+GNS卫星接收机、微波通讯主机、微波通讯天线、电台信号接收天线分别通过各种专用线路与摊铺机上的集成控制柜内的工业控制计算连接;所述的工业控制计算机内设置有硬盘、处理器、PCB、程序软件、GPS+BDS+GNSS芯片等组件。

在所述的摊铺机顶盖上还设置有惯性导航装置。

C、移动式基准站及碾压控制系统,包括行走小车及基准站系统,其特征在于:在所述的行走小车上设置有卫星接收机三脚架,在所述的卫星接收机三脚架上设置有GPS+BDS+GNS卫星接收机、电台及发射天线;在行走小车上还设置有移动电源,所述的GPS+BDS+GNS卫星接收机、电台及发射天线通过各种专用线路与所述的移动电源连接。

在所述移动式基准站的行走小车上还设置有天线安装架,在所述的天线安装架设置上有微波通讯主机及微波通讯面板;所述的微波通讯主机及微波通讯面板,通过各种专用线路与GPS+BDS+GNS卫星接收机、电台及发射天线连接。

在所述移动式基准站的行走小车上还设置有集成控制柜,在所述的集成控制柜内设置有电脑。

附图说明

图1 为本型压路机碾压系统主视图;

图2 为本型压路机碾压系统的压路机主视图;

图3 为本型压路机碾压系统的摊铺机上设置有施工区域采集系统视图;

图4 为本型压路机碾压系统的移动式基准站视图;

图5 为本型压路机碾压系统的压路机后视图。

图中标记:

101为无人驾驶压路机机群,102为移动式基准站及碾压控制系统,103为施工区域采集系统;

201为GPS+BDS+GNS卫星接收机,202为微波通讯主机,203为电台信号接收天线,204为集成控制柜,205为激光位移测量装置,206为避障雷达,207为超声波避障雷达,208为红外测温仪;

301为GPS+BDS+GNS卫星接收机,302为微波通讯主机,303为微波通讯天线,304为电台信号接收天线,305为集成控制柜,306为惯性导航装置,307为摊铺机;

401为GPS+BDS+GNS卫星接收机,402为微波通讯主机,403为微波通讯面板,404为电台及发射天线,405为集成控制柜,406为卫星接收机三脚架,407为天线安装架,408为移动电源,409行走小车。

本发明发明的优点是:提供一种无人驾驶压路机碾压系统碾压系统,是通过在前方摊铺混合料的摊铺机上设置施工区域采集系统,在摊铺路段设置移动式基准站及碾压控制系统,指挥施工区域的多台无人驾驶压路机碾压系统群协调作业,按照设定的程序完成施工规范要求的碾压作业。实现无人驾驶压路机在公路沥青混凝土路面碾压施工中广泛应用的优点。

具体实施方式

无人驾驶压路机碾压系统,包括压路机、摊铺机、基准站,其特征在于:由多台设置有无人控制系统的压路机组成无人驾驶压路机机群101、摊铺机上设置的施工区域采集系统103、移动式基准站、碾压控制系统102及卫星通讯系统构成无人驾驶压路机碾压系统(图1)。

A、设置有无人控制系统的压路机,首先通过压路机底层计算机,读取压路机的设备轮胎、电路、油路、燃烧油、润滑油、液压油、转向系统、制动系统、灯光系统、振动系统、喷油装置、水箱水位等数据,保证各项数据处于正常的状态;在正常状态的压路机上分别设置的无人控制系统(图2、图5),包括各台钢轮压路机和各台胶轮压路机上的无人控制系统,其特征在于:在所述的钢轮压路机和胶轮压路机上分别设置有GPS+BDS+GNS卫星接收机201、微波通讯主机202、电台信号接收天线203,由所述的GPS+BDS+GNS卫星接收机201、微波通讯主机202、电台信号接收天线203构成远程控制系统;在所述的钢轮压路机和胶轮压路机上设置有集成控制柜204,在集成控制柜204内设置有工业控制计算机;所述的GPS+BDS+GNS卫星接收机201、微波通讯主机202、电台信号接收天线203分别通过各种专用线路与压路机上的集成控制柜204内的工业控制计算机连接;所述的工业控制计算机内设置有硬盘、处理器、PCB、程序软件、交换机、GPS+BDS+GNSS卫星芯片等组件;

保持GPS+BDS+GNS卫星接收机、微波通讯主机、电台信号接收天线与压路机上的集成控制柜内的工业控制计算机连接通畅;保证电源稳定,保持GPS+BDS+GNS卫星接收机、微波通讯主机、电台信号接收天线不能被遮挡。

在所述的压路机的行车/倒车系统上设置有行车/倒车自动控制装置,可以实时控制压路机的行驶速度和倒车速度,保证压路机保持恒速运行;在油路系统上设置有油路自动控制装置,自动给压路机行驶供油;在转向系统上设置有转向控制电机和电子阀装置,控制压路机自动转向;在制动系统上设置有制动控制装置,随时保障压路机适时智能制动;

将摊铺机采集到的数据通过微波通讯天线发送给移动式基准站及碾压控制系统,碾压控制系统根据采集到的数据,结合施工路段道路的宽度设置任务,再生成实时的现场碾压区域发送给各台压路机上的无人控制系统;通过各台压路机上的工业控制计算机,按照操作系统设置的施工任务及技术参数实时协调各压路机配合工作;最终实现钢轮压路机和胶轮压路机行车/倒车自动控制、行驶速度自动控制、转向角度自动控制、行走/制动实时控制、发现障碍紧急制动、行车轨迹程序控制、碾压长度程序控制、碾压宽度程序控制、碾压次数程序控制、振动系统自动控制、喷油/喷水作业自动控制等无人智能驾驶状态。

在所述的的钢轮压路机和胶轮压路机上设置有手动/自动切换按钮、紧急制动按钮;手动/自动切换按钮用于适时控制压路机人工手动驾驶与无人智能驾驶状态的转换;紧急制动按钮,用于压路机出现意外失控状态下的紧急停机。

在所述的钢轮压路机和胶轮压路机机架底部设置有激光位移测量装置205;适时测量压路机方向盘的转角。

在所述的钢轮压路机和胶轮压路机前后车轮上端,分别设置有避障雷达206和超声波避障雷达207;适时测量压路机行驶前方的障碍物,当检测到障碍物时,压路机会自动停车,待障碍物移开后,压路机继续行驶。

在所述的的钢轮压路机和胶轮压路机车体前后端分别设置有多支红外测温仪208;将多支红外测温仪分别对准刚铺筑好的沥青混合料与沥青混合料边缘外的路沿石,用于精确控制压路机对沥青混合料边缘的碾压,预防漏压与超压,漏压会造成沥青路面碾压质量问题,超压会造成压坏路边路沿石。

在所述的钢轮压路机和胶轮压路机顶部还设置有惯性导航装置209;在没有卫星定位信号的情况下,可以保证压路机继续跟随导航轨迹运行。

B、摊铺机上设置的施工区域采集系统(图3),包括摊铺机及控制系统,其特征在于:在摊铺机顶盖上设置有GPS+BDS+GNS卫星接收机301、微波通讯主机302、微波通讯天线303、电台信号接收天线304,由所述的GPS+BDS+GNS卫星接收机301、微波通讯主机302、微波通讯天线303、电台信号接收天线304构成远程控制系统,所述的GPS+BDS+GNS卫星接收机301、微波通讯主机302、微波通讯天线303、电台信号接收天线304分别通过各种专用线路与摊铺机上的集成控制柜305内的工业控制计算连接;所述的工业控制计算机内设置有硬盘、处理器、PCB、程序软件、GPS+BDS+GNSS芯片等组件;

摊铺机顶盖上设置的GPS+BDS+GNS卫星接收机,需要安装在摊铺机中央,同时与微波通讯主机、微波通讯面板、电台信号接收天线通过各种专用线路与摊铺机上的集成控制柜内的工业控制计算连接,保证电源要稳定后才开始采集数据;将采集到的数据通过微波通讯面板、电台信号接收天线发送给移动式基准站及碾压控制系统。

在所述的摊铺机顶盖上还设置有惯性导航装置306。

C、移动式基准站及碾压控制系统(图4),包括行走小车及基准站系统,其特征在于:在所述的行走小车上设置有卫星接收机三脚架406,在所述的卫星接收机三脚架406上设置有GPS+BDS+GNS卫星接收机401、电台及发射天线404;在行走小车409上还设置有移动电源408,所述的GPS+BDS+GNS卫星接收机401、电台及发射天线404通过各种专用线路与所述的移动电源408连接;

当移动式基准站及碾压控制系统,在一个碾压区域设置好后,移动式基准站上的GPS+BDS+GNS卫星接收机不能随意移动,保持GPS+BDS+GNS卫星接收机、电台及发射天线、微波通讯主机、微波通讯面板连接通畅;保持电源稳定,保持GPS+BDS+GNS卫星接收机、电台及发射天线、微波通讯主机、微波通讯面板不能被遮挡;

碾压控制系统需要根据摊铺机采集到的数据,结合施工路段道路的宽度设置任务,再生成实时的现场碾压区域,通过移动式基准站上设置的电台及发射天线、微波通讯主机及微波通讯面板,发送给各台钢轮压路机和各台胶轮压路机上的无人控制系统。

在所述移动式基准站的行走小车409上还设置有天线安装架407,在所述的天线安装架407上设置有微波通讯主机402及微波通讯面板403;所述的微波通讯主机402及微波通讯面板403,通过各种专用线路与GPS+BDS+GNS卫星接收机401、电台及发射天线404连接。

在所述移动式基准站的行走小车上还设置有集成控制柜405,在所述的集成控制柜405内设置有电脑。

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