土壤压实的系统和方法_5

文档序号:9619103阅读:来源:国知局
"),每个图形用户界面连接 到无线通信单元206,W便允许GUI202J04和处理器50之间的通信(例如通过利用蓝牙技 术)。一个GUI202安装在拖拉机99上(或者如果是自推进则安装在冲击式压实机10上), 拖拉机99拖拉冲击式压实机10,而另一个GUI204位于远离拖拉机99的现场位置处。
[023引如上所述,处理器50执行全部数据操作和计算,运些数据操作和计算需要然后作 为有用的测量值和信息被发送给GUI202、204,用于显示目的。系统200还包括储存装置(不 具体地显示),处理器50将计算的信息存储在储存装置上。处理器50通常用作闭环控制系 统。
[0239] GUI202、204被配置成通过利用来源于GNSS单元80的位置数据显示冲击式压实 机10相对于指定压实路线的当前位置。参照规定标准获得的±壤强度的程度的图解表示 将W绘图的形式被记录。该绘图可被定制成允许显示色码位置单元的栅格内的属性选择, 其中每一个单元表示压实场所的面积(例如,lm2)。
[0240] 在压实开始之前,用户可W经由GUI202J04中的一个输入特定信息,例如场所压 实规范、压实场所边界和设计路线。运种信息被发送给处理器50,处理器50通过使用算法 可W自动地计算大多数有效路线,W均匀地覆盖整个压实场所。当冲击式压实机10在压实 场所上移动时,对于每个单元测量的±壤强度是该单元内收集的所有测量数据的平均值。 对于每个单元计算的平均上壤强度然后与规定的标准值相比较,并且单元基于比较被颜色 编码。更具体地,单元可W根据彩虹的颜色被颜色编码,其中诸如红色和澄色的所谓的"暖" 色指示较差压实,而诸如绿色和蓝色的所谓的"冷"色指示已经满足的规定标准。
[0241] 处理器50可W被配置成提供导航功能,其中处理器50将导航指令发送到GUI202、 204,运进而为操作者提供视觉和听觉导航指令,用于遵循计算的预先确定的路线。处理器 50可W被配置成将指示消息发送至GUI202、204(运进而将(例如视觉和/或听觉)指示 通信给操作者),命令操作者加速或者减速拖拉机速度。可选地,处理器50可W被配置成 自动控制拖拉机99 (或者如果自驱动则是冲击式压实机)。GUI202、204被配置成允许操作 者或者现场工程师修改±壤强度的规定标准,并且在需要时在操作期间调节/计划用于冲 击式压实机10的新路线。运将给出现场工程师在不停止压实进程的情况下与冲击式压实 机操作者通信的能力,因此使压实过程的效率最大化。处理器50可W进一步被配置成经由 GUI202J04视觉地和/或听觉地通信至操作者已经获得需要的±壤强度。
[0242] 在一个实施例中,冲击式压实机10和处理器50可W被配置成允许冲击式压实 机10被远程控制,W便消除冲击式压实机上操作者的使用。在运种情况下,冲击式压实机 10的期望的路线和速度可W对于具体现场预先编程到处理器50中。诸如IMU70、72、74的 GNSS80的GNSS单元可用于跟踪冲击式压实机10的进程并确保冲击式压实机10保持在路 线上。可选地,可W使用单独的GNSS单元。系统200可W被配置成确定冲击式压实机10 的周围的事物而不管附近是否存在可能需要被避免的障碍。处理器50将能计划最佳路线 并控制牵引车量99,W跟随编程的路线,如果在路上具有某些事情和/或避免危险障碍则 停止。
[0243] 冲击式压实机10和系统200提供确定整个压实现场上的±壤是否真正被充分压 实。冲击式压实机10和系统200在压实期间或者之后进一步提供整个压实现场的±壤强度 测量,而不需要执行当前使用的诸如板承载测试的传统±壤测试,该传统±壤测试是冗长、 耗时且昂贵的。
[0244] 发明人相信冲击式压实机10和系统200将要提供用于确定紧实±壤是否具有足 够强度W支持其在未来需要承载的任何负载的更好、更快、更方便且更可靠的方法。
【主权项】
1. 一种获得±壤的±壤强度的指示的方法,压实机漉在所述±壤上移动,所述方法包 括W下步骤: 当所述压实机漉在±壤表面上移动时,确定所述压实机漉的滚筒穿透到±壤中并压入 上壤的深度。2. 根据权利要求1所述的方法,其中,所述压实机漉是冲击式压实机。3. 根据权利要求2所述的方法,其中,所述确定所述滚筒穿透到±壤中并压入±壤的 深度的步骤包括测量所述冲击式压实机的滚筒或者所述冲击式压实机的安装结构与基准/ 参考点之间的相对位移量,其中所述安装结构将所述滚筒能够移动地安装至所述冲击式压 实机的底盘结构。4. 根据权利要求3所述的方法,其中,所述基准/参考点是所述底盘结构或者所述冲击 式压实机的不受所述滚筒相对于所述底盘结构的移动影响的部分。5. 根据权利要求4所述的方法,其中,所述确定所述滚筒穿透到±壤中并压入±壤的 深度的步骤包括测量所述冲击式压实机的轮轴组件或者拉杆与所述底盘结构之间的距离, 其中所述滚筒安装在所述轮轴组件上,所述轮轴组件通过所述拉杆安装至所述底盘结构, 其中所述轮轴组件和所述拉杆形成为所述安装结构的一部分。6. 根据权利要求5所述的方法,其中,所述距离是垂直距离。7. 根据权利要求5或6所述的方法,其中,所述距离的测量通过距离测量装置进行。8. 根据权利要求7所述的方法,其中,所述距离测量装置包括: 至少一个激光传感器、红外传感器或者超声波传感器; 线性电位计;和/或 线性编码器。9. 根据权利要求8所述的方法,其中,所述距离测量装置包括两个激光传感器、红外传 感器或者超声波传感器。10. 根据权利要求2所述的方法,其中,所述冲击式压实机的安装结构包括一个或多个 较接/枢转连接部,其中所述冲击式压实机的滚筒安装在所述安装结构上,并且所述安装 结构能够使所述滚筒能够移动地安装至所述冲击式压实机的底盘结构,所述滚筒通过所述 一个或多个较接/枢转连接部连接到所述冲击式压实机的所述底盘结构,其中所述方法包 括W下步骤: 监控所述较接/枢转连接部中的一个或者每一个的两个较接部件之间的相对角位移。11. 根据权利要求10所述的方法,其中,所述冲击式压实机包括底盘结构、拉杆、能够 旋转地安装至所述拉杆的非圆形形状的至少一个冲击滚筒、和下降连杆,所述拉杆通过所 述下降连杆连接到所述底盘结构,其中所述下降连杆枢转/较接地连接至位于间隔开的位 置处的所述底盘结构和所述拉杆,并且其中所述下降连杆和所述拉杆形成为滚筒安装结构 的一部分,其中所述方法包括W下步骤: 测量所述拉杆和所述下降连杆之间的相对角位移;和/或所述下降连杆和所述底盘 结构之间的相对角位移,角位移的变化指示所述冲击滚筒和所述底盘结构之间的相对位移 量,进而指示所述压实机漉的滚筒穿透到±壤中并压入±壤的深度。12. 根据权利要求11所述的方法,包括W下步骤: 使用所述下降连杆和所述拉杆的已知长度和从测量所述相对角位移(一个或多个)获 得的数据,W便获得所述冲击滚筒和所述底盘结构之间的相对位移量的指示。13.根据权利要求11或12所述的方法,其中,所述相对角位移的测量通过回转仪、惯性 测量装置(W下简称"IMU")、光学流量传感器和/或旋转编码器进行。14.根据权利要求2所述的方法,其中,所述确定所述滚筒穿透到±壤中并压入±壤的 深度的步骤包括: 测量气动活塞气缸装置的气缸中的压力,所述气动活塞气缸装置可操作地连接在所述 冲击式压实机的安装结构和所述底盘结构之间,所述压实机漉的滚筒安装在所述安装结构 上,并且该安装结构使所述滚筒能够移动地安装至所述冲击式压实机的底盘结构;W及 由所述测量的压力推导所述滚筒和所述底盘结构之间的相对位移量的指示。15.根据权利要求2所述的方法,其中,所述确定所述滚筒穿透到±壤中并压入±壤的 深度的步骤包括: 测量在冲击期间所述压实机漉的滚筒所受到的加速度的量;和 由所述测量的加速度推导所述滚筒和所述冲击式压实机的底盘结构之间的相对位移 量的指示,其中所述滚筒能够移动地安装到所述底盘结构。16.根据权利要求15所述的方法,其中,所述由测量的加速度推导所述相对位移量的 指示的步骤包括使从加速度的测量获得的数据相对于时间二次积分,W便确定位移量。17.根据权利要求15或16所述的方法,其中,所述加速度是垂直加速度。18.根据权利要求17所述的方法,包括W下步骤: 提取由所述滚筒的加速度的测量获得的数据的垂直分量,W便推导所述滚筒和所述底 盘结构之间的相对垂直位移量的指示。19.根据权利要求15至18中任一项所述的方法,其中,所述加速度的测量通过加速计 进行。20. 根据权利要求19所述的方法,其中,所述加速计安装在所述滚筒上或者所述冲击 式压实机的安装结构上,其中所述滚筒安装在所述安装结构上,并且所述安装结构使所述 滚筒能够移动地安装至所述冲击式压实机的底盘结构。21. 根据权利要求2所述的方法,其中,所述确定所述滚筒穿透到±壤中并压入±壤的 深度的步骤连续/持续地执行。22. 根据权利要求2至21中任一项所述的方法,包括W下步骤: 在所述冲击式压实机在±壤的上表面上并沿着所述上表面移动时,连续/持续地发送 表示所述上壤强度的信号至处理器。23.根据权利要求2所述的方法,其中,所述当所述冲击式压实机在±壤表面上移动时 确定所述冲击式压实机的滚筒穿透到±壤中并压入±壤的深度的步骤包括: 从安装在所述冲击式压实机的滚筒上或者安装结构上的IMU获得数据,其中所述滚筒 安装在所述安装结构上,并且所述安装结构使所述滚筒能够移动地安装至所述冲击式压实 机的底盘结构;和 利用所述数据确定所述穿透深度。24.根据权利要求23所述的方法,其中,所述当所述冲击式压实机在±壤上移动时确 定所述冲击式压实机的滚筒穿透到±壤中并压入±壤的深度的步骤包括: 确定从所述IMU获得的加速度数据的垂直分量。25. 根据权利要求24所述的方法,包括W下步骤: 相对于时间二次积分所述加速度数据的所述垂直分量。26. 根据权利要求23所述的方法,包括W下步骤: 计算在冲击期间通过所述冲击式压实机的所述滚筒施加至±壤的力的量;和 计算所述滚筒和所述±壤之间的接触面积。27. 根据权利要求26所述的方法,其中,所述计算通过所述滚筒施加的力的量的步骤 包括使用从所述IMU获得的加速度数据和所述冲击式压实机的运动模型。28. 根据权利要求27所述的方法,其中,所述计算通过所述滚筒施加的力的量的步骤 包括计算在冲击期间所述滚筒施加到±壤的峰值力。29. 根据权利要求27所述的方法,其中,所述计算通过所述滚筒施加的力的量的步骤 包括计算在所述冲击式压实机的所述滚筒的冲击期间通过±壤吸收的能量。30. 根据权利要求29所述的方法,包括使用W下测量计算能量的量: 所述滚筒的高度的变化; 所述滚筒和/或所述拉杆的旋转速度的变化;和/或 所述安装结构的轮轴组件相对于滚筒减震橡胶的偏转,其中所述滚筒安装在所述安装 结构上,所述滚筒减震橡胶安装在所述轮轴组件与所述滚筒之间。31. 根据权利要求26至30中任一项所述的方法,其中,所述计算通过所述滚筒施加的 力的步骤包括W下步骤: 当所述滚筒的滚筒冲击表面在冲击期间与±壤接触时,确定所述冲击式压实机的所述 滚筒的位置。32. 根据权利要求31所述的方法,其中,所述当所述滚筒的滚筒冲击表面在冲击期间 与所述±壤接触时确定所述滚筒的位置的步骤包括: 确定冲击期间所述滚筒开始减速时的位置。33. 根据权利要求31所述的方法,其中,所述当所述滚筒的滚筒冲击表面在冲击期间 与±壤接触时确定所述滚筒的位置的步骤包括: 在所述滚筒冲击表面与±壤接触时通过使用传感器确定,其中所述传感器安装在所述 滚筒、所述底盘结构或者所述滚筒安装结构上,并且被配置成在冲击期间当所述滚筒冲击 撞击所述±壤时进行检测。34. 根据权利要求33所述的方法,其中,所述传感器是: 麦克风,所述麦克风被配置成检测/识别在冲击期间当所述滚筒撞击±壤时产生的声 音; 应变仪; 接触传感器; 压力传感器;或者 电容电极,所述电容电极被配置成感测±壤的存在。35. 根据权利要求26至34中任一项所述的方法,其中,所述计算所述接触面积的步骤 包括W下步骤: 计算所述滚筒相对于重力的旋转角度;和 将从上述步骤W及所述确定穿透深度的步骤中获得的测量值插入到数学方程式中。36. 根据权利要求35所述的方法,其中,所述计算所述滚筒相对于重力的旋转角度的 步骤包括使用从所述IMU获得的加速计和回转仪数据,W便计算所述旋转角度。37. 根据权利要求2所述的方法,包括通过使用所述冲击式压实机的所述滚筒穿透到 所述±壤中并压入该±壤的确定的深度测量: ±壤的承载能力,其中在操作期间所述冲击式压实机在所述±壤上移动; 所述±壤的K值,其中在操作期间所述冲击式压实机在所述±壤上移动; 所述±壤的±壤模数,其中在操作期间所述冲击式压实机在所述±壤上移动;或者 冲击期间由所述±壤吸收的能量的量。38. 根据权利要求37所述的方法,其中,所述测量承载能力的步骤包括: 确定在
当前第5页1 2 3 4 5 6 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1