冲击期间通过所述冲击式压实机的滚筒施加至所述±壤的峰值力； 确定在所述峰值力下所述滚筒和所述±壤之间的接触面积；和 通过将所述峰值力除W所述接触面积计算所述支承压力。39. 根据权利要求38所述的方法，其中，所述承载能力的计算在所述冲击式压实机在 所述±壤上移动时连续/持续地完成。40. 根据权利要求39所述的方法，其中，所述测量承载能力的步骤包括： 确定通过所述滚筒施加在±壤上的瞬时支承压力；和 提供所述施加的压力相对于到所述滚筒到±壤中的穿透深度的图解说明。41. 根据权利要求37所述的方法，其中，所述测量所述K值的步骤包括： 确定在冲击期间通过所述冲击式压实机的滚筒施加在±壤上的瞬时压力；和 使用从通过所述滚筒施加的压力和所述滚筒进入所述±壤的所述穿透深度获得的数 据计算所述K值。42. 根据权利要求41所述的方法，其中，所述测量K值的步骤包括： 提供施加的压力相对于所述滚筒进入到所述±壤中的穿透深度的图解说明。43. 根据权利要求37所述的方法，其中，所述测量±壤模数的步骤包括： 确定在冲击期间通过所述滚筒施加的压力与所述滚筒和/或所述冲击式压实机的安 装结构在操作期间受到的应变的比率，其中所述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。44. 根据权利要求43所述的方法，其中，所述测量±壤模数的步骤包括： 使用用于圆形板的布希内斯克数学方程式计算模数：其中P是施加的压力，V是泊松比率，AZ是所述压实机漉的所述滚筒穿透到±壤中并 压入±壤的深度，a是所述滚筒和所述±壤之间的接触面积，和E是模数；和 发现试验相互性，该相互性将对于所述滚筒形状调节模数。45. -种压实机漉，包括： 底盘结构； 至少一个滚筒，所述至少一个滚筒通过滚筒安装结构能够旋转地安装至所述底盘结 构，其中所述滚筒安装结构被配置成允许所述至少一个滚筒相对于所述底盘结构移动，使 得当所述压实机漉沿着地面移动时所述至少一个滚筒能够相对于所述底盘结构向上且向 下移动讯 测量结构，所述测量结构能够操作地连接至所述底盘结构和/或所述滚筒安装结构， 并且被配置成当所述压实机漉在±壤表面上移动时，通过确定所述至少一个滚筒穿透到± 地中并压入±地中的深度来获得上面移动过压实机漉的±壤的±壤强度的指示，其中所述 滚筒在操作期间在所述上地上移动。46. 根据权利要求45所述的压实机漉，所述压实机漉是冲击式压实机。47. 根据权利要求46所述的压实机漉，包括： 惯性测量单元（W下简称"IMU")，所述惯性测量单元被安装在所述滚筒或者所述滚筒 安装结构上。48. 根据权利要求47所述的压实机漉，包括： 惯性导航系统（W下简称"INS")，所述惯性导航系统能够操作地连接到所述IMU或者 形成为所述IMU的一体部分。49. 根据权利要求47所述的压实机漉，其中，所述INS被配置成计算所述IMU的位置， 并因此还计算所述压实机漉的上面安装有所述INS的部分的位置。50. 根据权利要求45所述的压实机漉，其中，所述测量结构包括至少一个距离测量装 置，所述至少一个距离测量装置： 安装在所述滚筒安装结构上，并且指向所述底盘结构或者所述压实机漉的不受所述至 少一个滚筒相对于所述底盘结构的移动影响的部分；或者 安装在所述底盘结构上或者所述压实机漉的不受所述至少一个滚筒相对于所述底盘 结构的移动影响的部分上，并且指向所述滚筒或者所述滚筒安装结构。51. 根据权利要求50所述的压实机漉，其中，所述距离测量装置包括： 适于感测距离的激光传感器、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。52. 根据权利要求51所述的压实机漉，其中，所述传感器基本上垂直定向，使得所述传 感器能够感测所述压实机漉的安装所述传感器的部分和所述压实机漉的所述传感器指向 的部分之间的垂直距离。53. 根据权利要求52所述的压实机漉，其中，所述滚筒安装结构包括拉杆和轮轴组件， 所述拉杆枢转地/较接地安装至所述底盘结构，所述轮轴组件将所述至少一个滚筒能够旋 转地安装至所述拉杆，并且其中所述传感器安装在所述拉杆或者轮轴组件上并被指向所述 底盘结构。54. 根据权利要求46所述的压实机漉，其中，所述滚筒安装结构包括拉杆和轮轴组件， 所述拉杆枢转地/较接地安装至所述底盘结构，所述轮轴组件使所述至少一个滚筒能够旋 转地安装至所述拉杆，并且其中所述测量结构包括两个距离测量装置，其中一个距离测量 装置安装在所述拉杆上并指向所述底盘结构，而另一个距离测量装置安装在所述轮轴组件 上并指向所述底盘结构。55. 根据权利要求54所述的压实机漉，其中，所述距离测量装置相对于彼此具有倾斜 角度。56. 根据权利要求46所述的压实机漉，其中，所述测量结构包括： 活塞气缸装置，所述活塞气缸装置能够操作地连接在所述滚筒安装结构和所述底盘结 构之间、或者所述滚筒安装结构和所述压实机漉的不受所述至少一个滚筒相对于所述底盘 结构移动的影响的部分之间；和 压力计，所述压力计能够操作地连接至所述活塞气缸装置，W便测量所述活塞气缸装 置的气缸内部的压力， 其中，所述气缸内部的压力的变化指示所述至少一个滚筒和所述底盘结构之间的相对 位移量。57. 根据权利要求56所述的压实机漉，其中，所述活塞气缸装置是气动活塞气缸装置 或者液压活塞气缸装置。58. 根据权利要求46所述的压实机漉，其中，所述测量结构包括至少一个角度测量装 置，所述至少一个角度测量装置能够操作地安装在所述底盘结构和所述滚筒安装结构之 间、或者安装在所述压实机漉的不受所述至少一个滚筒相对于所述底盘结构的移动影响的 部分和所述滚筒安装结构之间， 其中，通过所述角度测量装置检测的所述相对角位移的量指示所述至少一个滚筒和所 述底盘结构之间的相对位移的量。59. 根据权利要求58所述的压实机漉，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 述下降连杆枢转地/较接地连接至处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所述滚筒安装结构的一部分；W及 所述测量结构包括两个角度测量装置，其中所述一个角度测量装置能够操作地连接在 所述底盘结构和所述下降连杆之间，而所述另一个角度测量装置能够操作地连接在所述下 降连杆和所述拉杆之间。60. 根据权利要求58所述的压实机漉，其中，所述角度测量装置是回转仪、旋转编码器 或者IMU。61. 根据权利要求46所述的压实机漉，其中，所述测量结构包括安装在所述至少一个 滚筒或者所述滚筒安装结构上的加速计，其中当相对于时间成二次积分时，所述加速计的 输出指示所述至少一个滚筒和所述底盘结构之间的相对位移的量。62. 根据权利要求2所述的方法，包括W下步骤： 当所述压实机漉的滚筒在±壤上移动时，获得关于所述压实机漉的滚筒的垂直位移的 动态数据；和 使所述动态数据与基于具体动态数据指示±壤强度的尺度相关。63. 根据权利要求62所述的方法，其中，所述尺度已经通过使根据压实机漉在一段± 壤上移动时所述压实机漉的滚筒的垂直位移获得的数据与从该±壤的相同段上执行的另 一个公知的±壤强度测试获得的数据相关联而推导获得。64. 根据权利要求63所述的方法，其中，所述获得所述动态数据的步骤包括监控或者 测量所述压实机漉的滚筒或者将所述滚筒较接地/枢转地安装至所述压实机漉的底盘结 构的安装结构相对于所述底盘结构的角速度。65. 根据权利要求64所述的方法，包括W下步骤： 在使所述数据与所述尺度相关之前，通过计算/估算所述数据相对于时间的导数来处 理所述数据，然后使所述处理的数据与所述尺度相关。66. 根据权利要求62所述的方法，其中，所述获得所述动态数据的步骤包括测量所述 压实机漉的所述滚筒或者所述滚筒的安装结构与所述底盘结构或者所述压实机漉的不受 所述滚筒相对于所述底盘结构的移动影响的部分之间的相对位移的量，其中所述安装结构 使所述滚筒能够移动地安装至所述压实机漉的底盘结构。67. 根据权利要求66所述的方法，包括W下步骤： 通过计算/估算所述动态数据相对于时间的第二导数来处理所述动态数据，然后使所 述处理的数据代替所述动态数据与所述尺度相关。68. -种±壤压实系统，包括： 压实机漉； 测量结构，所述测量结构包括惯性测量单元（W下简称"IMU")，所述惯性测量单元能 够操作地连接至所述压实机漉，其中所述结构被配置成通过在操作期间确定所述滚筒穿透 到所述压实机漉在其上移动的±壤中并压入该±壤中的深度获得所述±壤的±壤强度的 指示，其中所述压实机漉在所述±壤上移动；和 处理器，所述处理器能够操作地连接至所述测量结构并且被配置成处理来源于所述测 量结构的数据。69. 根据权利要求68所述的系统，其中，所述压实机漉是如权利要求43或44中所述的 压实机漉。70. 根据权利要求69所述的系统，其中，所述处理器和所述测量结构中每一个都具有 无线通信单元，所述无线通信单元连接至所述处理器和所述测量结构，或者形成为所述处 理器和所述测量结构的一体部分，并允许所述处理器和所述测量结构之间无线通信。71. 根据权利要求70所述的系统，包括： 至少一个图形用户界面（W下简称"GUI"),所述至少一个图形用户界面W通信方式连 接至所述处理器，并且被视觉上配置成显示来源于所述处理器的处理信息。72. 根据权利要求71所述的系统，包括： 两个GUI, -个GUI位于所述压实机漉或者拖拉所述压实机漉的车辆上；而一个GUI位 于现场位置上。73. 根据权利要求72所述的系统，包括： GPS单元，所述GPS单元连接到所述测量结构或者形成为所述测量结构的一体部分，而 无线通信单元能够操作地连接至所述GUI中的每一个，W便与所述处理器通信。74. 根据权利要求73所述的系统，其中，所述处理器被配置成基于从所述GI^单元接收 的坐标信息将有关所述压实机漉的位置的信息发送至所述GUI,进而所述GUI被配置成显 示所述压实机漉的相对于指定/预先确定的用于所述压实机漉的压实机路线的位置。75. 根据权利要求74所述的系统，其中，所述处理器被配置成基于从所述测量结构接 收的信息将与所述±壤的±壤强度有关的信息发送至所述GUI,所述GUI进而被配置成显 示所述信息，其中所述压实机漉在所述±壤上移动。76. 根据权利要求75所述的系统，其中，所述±壤强度的显示参照±壤强度的具体标 准被显示。77. 根据权利要求76所述的系统，其中，所述GUI被配置成使用所述坐标信息W及所 述±壤强度信息，W便显示被分成大量位置区域/单元的压实现场的绘图，其中每个区域/ 单元表示压实现场的面积，其中为每个区域/单元显示所述±壤强度。78. 根据权利要求77所述的系统，其中，所述GUI被配置成允许操作者： 输入关于所述压实现场的压实规范、所述压实现场布局/边界和/或设计的压实路线 的特定信息；和 将所述信息发送至所述处理器。79. 根据权利要求78所述的系统，其中，所述处理器被配置成确定时间和/或移动有效 路线，W根据从所述GUI接收的信息覆盖整个压实现场。80. 根据权利要求79所述的系统，其中，所述处理器被配置成计算每个区域/单元的平 均±壤强度。81. 根据权利要求80所述的系统，其中，所述GUI被配置成参照±壤强度的规定标准W 不同颜色为所述区域/单元编码颜色，该不同颜色表示不同水平的±壤强度。82. 根据权利要求81所述的系统，其中，所述处理器被配置成通过与确定/预先确定的 压实路线的导航有关的所述GUI将视觉和/或听觉方向发送至操作者。
【专利摘要】本发明涉及一种用于获得土壤(100)的土壤强度的指示的方法和系统(200)，压实机辊(10)在所述土壤上移动。所述方法包括以下步骤：当压实机辊(10)在土壤表面上移动时，确定压实机辊(10)的滚筒(14)穿透到土壤(100)中并压入土壤(100)的深度。系统(200)包括压实机辊(10)、测量结构(40)、和处理器(50)，处理器可操作地连接至测量结构(40)并且被配置成处理从测量结构(40)接收的数据。测量结构(40)包括惯性测量装置(70，72，74)，惯性测量装置可操作地连接至压实机辊(10)，其中所述结构被配置成通过确定滚筒(14)穿透到压实机辊在其上移动的土壤(100)中并压入土壤的深度获得土壤(100)的土壤强度的指示，压实机辊(10)在操作期间在土壤(100)上移动。
【IPC分类】E01C19/23
【公开号】CN105378183
【申请号】CN201480029708
【发明人】罗杰·阿诺德·斯特姆索易
【申请人】罗杰·阿诺德·斯特姆索易
【公开日】2016年3月2日
【申请日】2014年4月1日
【公告号】EP2981649A1, US20160054283, WO2014162261A1