一种铣刨机及其铣刨深度监控装置的制作方法

专利名称：一种铣刨机及其铣刨深度监控装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及工程机械技术领域，特别是涉及一种铣刨机及其铣刨深度监控装置。
背景技术：
现有随着我国公路的快速发展，路面养护设备及使用已越来越多，铣刨机作为路面维修设备，它的需求越来越大，使用越来越广泛。而铣刨机作为一种工程施工设备，施工人员的数量取决于其自动化及智能化水平。现阶段做法为铣刨深度需要实时监控，设备左右都需要操作人员进行铣刨深度测量及通过找平仪对铣刨深度进行调节控制，相关专利有CN20110195451 —种铣刨机及铣刨机控制方法，但是此方法是一种开环控制，要操作人员对成型后路机进行测量，因此铣刨深度实时测量及控制的自动化水平不高会造成施工人员过多等问题，同时影响施工路面质量。因此，如何针对现有铣刨机的铣刨深度进行实时监测与控制，以便更加适应现场实际施工的需要，是本领域技术人员亟待解决的技术难题。

发明内容
有鉴于此，本发明旨在提出一种铣刨机及其铣刨深度监控装置，以解决铣刨机的铣刨深度实时监测与控制不满足现场实际施工需要的问题。一方面，本发明提供了一种铣刨深度监控装置，包括铣刨深度监测装置，监测铣刨机铣刨的实际铣刨深度；控制装置，与所述铣刨深度监测装置连接，根据所述实际铣刨深度与预定铣刨深度的差值，调节所述铣刨机的支脚升降。进一步地，所述铣刨深度监测装置包括 测距传感器组，用于监测预定位置的测量铣刨深度；倾角传感器，用于测量所述铣刨机机身相对水平面的倾角；坡度传感器组，用于监测铣刨前路面横向和/或纵向坡度；计算装置，用于根据所述测量铣刨深度、所述铣刨机机身相对水平面的倾角以及所述铣刨前路面横向和/或纵向坡度计算所述实际铣刨深度。进一步地，所述测距传感器组包括第一距离传感器，用于监测铣刨前所述预定位置的路面与监测点的第一距离；第二距离传感器，用于监测铣刨后所述预定位置的路面与监测点的第二距离；其中，第一计算单元，计算所述第一距离与所述第二距离的差值得到所述测量铣刨深度。进一步地，所述倾角传感器，用于监测所述铣刨机机身相对水平面横向和/或纵向倾角。进一步地，所述坡度传感器组包括
支脚油缸行程传感器，用于监测支架油缸行程距离；第二计算单元，根据所述倾角传感器、所述支脚油缸行程传感器监测的数据及支脚油缸间距计算所述铣刨前路面横向和/或纵向坡度。进一步地，所述计算装置包括第三计算单元，与所述第一计算单元、所述第二计算单元和所述倾角传感器连接，根据所述测量铣刨深度、所述铣刨前路面横向和/或纵向坡度以及所述铣刨机机身相对水平面横向和/或纵向倾角来计算所述实际铣刨深度。进一步地，所述控制装置包括人机对话单元，与控制器连接，用于输入预定铣刨深度；支脚油缸控制单元；与控制器连接，用于控制支脚油缸升降；调节器，与控制器和所述支脚油缸控制单元连接；控制器，计算所述预定铣刨深度与所述实际铣刨深度差值，利用所述调节器调节所述支脚油缸控制单元。进一步地，所述控制装置还包括机身显示单元，与所述控制器连接，用于显示所述实际铣刨深度；其中，所述机身显示单元包括分别显示铣刨后路面两边侧深度的第一显示器和第二显示器。 进一步地，所述调节器为PID调节器，所述PID调节器与所述支脚油缸控制单元连接，所述PID调节器根据所述预定铣刨深度与所述实际铣刨深度差值以及铣刨速度调节所述支脚油缸。另一方面，本发明还提供一种铣刨机，所述铣刨机设置有上述的铣刨深度监控装置。与现有技术相比，本发明的有益效果在于本发明提供的一种铣刨机及其铣刨深度监控装置，包括铣刨深度监测装置，监测铣刨机铣刨的实际铣刨深度；根据铣刨机的机身倾角修正计算测量的深度以得到铣刨的实际深度，以便于对铣刨的实际深度进行准确监测；控制装置，与所述铣刨深度监测装置连接，根据所述实际铣刨深度与预定的铣刨深度差值，调整铣刨机的支脚升降，根据铣刨机铣刨的实际深度与预定的铣刨深度进行对比，得出需要调节的铣刨机支脚的调节量，并调节铣刨机的支脚高度，再通过铣刨深度监测装置继续测量实际铣刨深度，如此循环，达到实时监控铣刨机铣刨深度。


图I为本发明实施例铣刨机深度监控装置的结构框图；图2为本发明实施例应用到铣刨机上的结构示意图；图3为本发明实施例中测距传感器组应用到铣刨机上的结构示意图；图4为本发明实施例中坡度传感器组的结构框图；图5为本发明实施例具体监控的流程框图。附图标记说明1、铣刨机；2、机身显示单元；3、控制器；4、倾角传感器；5、第一测距传感器；51、第二测距传感器；6、前支脚油缸行程传感器；61、后支脚油缸行程传感器。
具体实施例方式为了使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。应当指出，本部分中对具体结构的描述及描述顺序仅是对具体实施例的说明，不应视为对本发明的保护范围有任何限制作用。本实施例说明时，纵向为相对铣刨路面长度方向为纵向，横向为相对铣刨路面宽度方向为横向，其中铣刨路面横向和/或纵向坡度为铣刨路面相对于水平面的横向和/或纵向倾角。请参考图I和图2，一种铣刨深度监控装置，包括铣刨深度监测装置，监测铣刨机I铣刨的实际铣刨深度；控制装置，与所述铣刨深度监测装置连接，根据所述实际铣刨深度与预定铣刨深度差值，调节铣刨机I的支脚升降。通过铣刨深度监测装置实时监测铣刨机I的实际铣刨深度，然后将铣刨机I的实时铣刨深度与预定铣刨深度进行对比，调节铣刨机的支脚升降，铣刨深度监测装置再继续 监测铣刨机I的实际铣刨深度，控制装置再继续调解，如此反复，以使铣刨机I的实际铣刨深度与预定的铣刨深度一致，实现智能监控，满足现场施工需要。其中，铣刨深度监测装置可以是现有铣刨机I上常用的找平仪等设备，也可以是其他测量实际铣刨深度的装置。优选地，如图I所示，铣刨深度监测装置包括测距传感器组，用于监测预定位置的测量铣刨深度；倾角传感器4，用于测量铣刨机I机身相对水平面的倾角；坡度传感器组，用于监测铣刨前路面横向和纵向坡度；计算装置，用于根据所述测量铣刨深度、所述铣刨机机身相对水平面的倾角以及所述铣刨前路面横向和纵向坡度计算所述实际铣刨深度。利用测距传感器组可以方便快捷地测量出预定位置处的测量铣刨深度，然后通过在铣刨机I机身上设置测量机身相对水平面倾角的倾角传感器4，再通过坡度传感器组监测铣刨路面的横向和纵向坡度，以修正计算出相对于测量铣刨深度的实际铣刨深度。进一步优选地，测距传感器组包括第一距离传感器5，用于监测铣刨前预定位置的路面与监测点的第一距离；第二距离传感器51，用于监测铣刨后预定位置的路面与监测点的第二距离；其中，第一计算单元，计算所述第一距离与所述第二距离的差值得到所述测量铣刨深度。具体为如图3所示，铣刨深度测量分左右测量铣刨深度，左右可互为独测控(左右指图中表示的方向)，通过第一距离传感器5与第二距离传感器51的测量可得出左侧测量铣刨深度(分别选用不同的监测点监测)，左侧测量铣刨深度LI= (H2-H1);通过第三距离传感器5a与第四距离传感器51a的测量可得出右侧测量铣刨深度，右侧测量铣刨深度L2=(H3-H4)。图3中第一距离传感器5与第二距离传感器51纵向布置，但不在一条纵向线上。另外，如图3所示，在铣刨机机身上还设置有倾角传感器，用于监测铣刨机机身相对水平面横向和纵向倾角。如图4所示，坡度传感器组包括支脚油缸行程传感器，用于监测支架油缸行程距离；第二计算单元，根据所述倾角传感器、所述支脚油缸行程传感器监测的数据及支脚油缸间距计算所述铣刨前路面横向和纵向坡度。本实施例都使用倾角传感4来监测铣刨机机身相对水平面横向和纵向倾角，然后根据铣刨机各个支脚油缸间距(在铣刨机出厂后，支脚油缸间距是固定已知的)和铣刨机的支脚油缸行程以及倾角传感器测量的机身相对水平面的横向和纵向倾角，来测量铣刨前路面的横向及纵向的距离。优选地，如图I所示，所述计算装置包括第三计算单元，与所述第一计算单元、第二计算单元和倾角传感器连接，根据所述测量铣刨深度、所述铣刨前路面横向和纵向坡度以及所述铣刨机I机身相对水平面横向和纵向倾角来计算铣刨路面的实际铣刨深度。其具体为，计算实际铣刨深度方法，根据左侧测量铣刨深度LI= (H2-H1);右侧测量铣刨深度L2= (H3-H4)，可以得出左侧实际铣刨深度LI’= (H2-Hl)*x , x为修正系数，如机身水平时，修正系数为1，如机身非水平时，修正系数通过前支脚油缸行程传感器6与后支脚油缸行程传感器61测得的数据(包括两个前支脚油缸和两个后支架油缸)、机身相对水平面纵向倾角、前后支脚油缸间距、第一测距传感器和第二测距传感器间纵向离距(或第三测距传感器和第四测距传感器间纵向离距)参数计算得出；右侧铣刨深度L2’= (H4-H3) * T 0当然，也可跟根据四个支脚油缸的行程传感器和测量的结果及四个支脚油缸的间距，由一侧获得的测量铣刨深度结合倾角传感器的测量结果进行运算间接测控另一侧深度L2=L1-B*tg( 0 )，式中B :铣刨左侧与右侧的距离宽度；0 :倾角传感器测量的机身相对水平面的横向倾角；P :铣刨前铣刨路面的横向倾角。优选地，如图I所示，所述控制装置包括人机对话单元，与控制器连接，用于输入预定铣刨深度；支脚油缸控制单元；与控制器连接，用于控制支脚油缸升降；控制器，计算所述预定铣刨深度与所述实际铣刨深度差值，利用调节器调节所述支脚油缸控制单元。通过人机对话单元可以向控制器内输入预定铣刨深度，然后控制器根据预定铣刨深度与实际铣刨深度进行对比，以调节支脚高度，调节支脚高度时，控制器通过调节器支脚油缸控制单元，支脚油缸控制单元控制支脚升降。进一步优选地，如图I所示，控制装置还包括机身显示单元2，与控制器连接，用于显示实际铣刨深度；其中，所述机身显示单元包括分别显示铣刨路面两边侧深度的第一显示器和第二显示器，第一显示器和第二显示器可以分别安装在铣刨机的两侧。通过设置机身显示单元2，可以在铣刨机两侧快速看到铣刨机的实际铣刨深度，以便于操控手及时调整。进一步优选地，如图I和图5所示，调节器为PID调节器，PID调节器与支脚油缸控制单元连接，PID调节器根据预定铣刨深度与实际铣刨深度差值以及铣刨速度调节所述支脚油缸。其具体控制过程为，如图5所示，通过人机对话单元设定铣刨机I的预定铣刨深度；控制器3根据铣刨深度监测装置得到的实际铣刨深度与预定铣刨深度之差得到深度偏差；控制器对深度偏差进行PID调节器进行运算(并结合铣刨速度V)得到支脚电磁阀控制信号；支脚油缸控制单元根据支脚电磁阀控制信号控制铣刨机支脚升降；铣刨机支脚升降将导致测距传感器组测量的信号、倾角传感器4测量的倾角信号、铣刨路面的纵向及横向坡度(倾角)发生变化，这些信号进行运算即得到实时的实际铣刨深度；最后再将实际铣刨深度与预定铣刨深度进行对比计算差值，重复上述步骤；达到实时监控铣刨深度。
本发明实施例还提供了一种铣刨机，所述铣刨机设置有上述铣刨深度监控装置。由于上述的铣刨深度监控装置具有上述技术效果，因此，该铣刨机也应具备相应的技术效果，其具体实施过程与上述实施例类似，兹不赘述。以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精 神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
权利要求
1.一种铣刨深度监控装置，其特征在于，包括铣刨深度监测装置，监测铣刨机(I)铣刨的实际铣刨深度；控制装置，与所述铣刨深度监测装置连接，根据所述实际铣刨深度与预定铣刨深度的差值，调节所述铣刨机(I)的支脚升降。
2.如权利要求I所述的铣刨深度监控装置，其特征在于所述铣刨深度监测装置包括测距传感器组，用于监测预定位置的测量铣刨深度；倾角传感器(4)，用于测量所述铣刨机(I)机身相对水平面的倾角；坡度传感器组，用于监测铣刨前路面横向和/或纵向坡度；计算装置，用于根据所述测量铣刨深度、所述铣刨机机身相对水平面的倾角以及所述铣刨前路面横向和/或纵向坡度计算所述实际铣刨深度。
3.如权利要求2所述的铣刨深度监控装置，其特征在于所述测距传感器组包括第一距离传感器(5)，用于监测铣刨前所述预定位置的路面与监测点的第一距离；第二距离传感器(51)，用于监测铣刨后所述预定位置的路面与监测点的第二距离；其中，第一计算单元，计算所述第一距离与所述第二距离的差值得到所述测量铣刨深度。
4.如权利要求3所述的铣刨深度监控装置，其特征在于所述倾角传感器(4)，用于监测所述铣刨机(I)机身相对水平面横向和/或纵向倾角。
5.如权利要求4所述的铣刨深度监控装置，其特征在于所述坡度传感器组包括支脚油缸行程传感器，用于监测支架油缸行程距离；第二计算单元，根据所述倾角传感器、所述支脚油缸行程传感器监测的数据及支脚油缸间距计算所述铣刨前路面横向和/或纵向坡度。
6.如权利要求5所述的铣刨深度监控装置，其特征在于所述计算装置包括第三计算单元，与所述第一计算单元、所述第二计算单元和所述倾角传感器连接，根据所述测量铣刨深度、所述铣刨前路面横向和/或纵向坡度以及所述铣刨机(I)机身相对水平面横向和/或纵向倾角来计算所述实际铣刨深度。
7.如权利要求1-6任一项所述的铣刨深度监控装置，其特征在于所述控制装置包括人机对话单元，与控制器连接，用于输入预定铣刨深度；支脚油缸控制单元；与控制器连接，用于控制支脚油缸；调节器，与控制器和所述支脚油缸控制单元连接；控制器(3)，计算所述预定铣刨深度与所述实际铣刨深度差值，利用所述调节器调节所述支脚油缸控制单元。
8.如权利要求7所述的铣刨深度监控装置，其特征在于所述控制装置还包括机身显示单元(2)，与所述控制器连接，用于显示所述实际铣刨深度；其中，所述机身显示单元(2)包括分别显示铣刨后路面两边侧深度的第一显示器和第二显示器。
9.如权利要求7所述的铣刨深度监控装置，其特征在于所述调节器为PID调节器，所述PID调节器与所述支脚油缸控制单元连接，所述PID调节器根据所述预定铣刨深度与所述实际铣刨深度差值以及铣刨速度调节所述支脚油缸。
10.一种铣刨机，其特征在于，所述铣刨机设置有如权利要求1-9任一项所述的铣刨深度监控装置。
全文摘要
本发明涉及工程机械技术领域，公开了一种铣刨机及其铣刨深度监控装置。该铣刨深度监控装置，包括铣刨深度监测装置，监测铣刨机铣刨的实际铣刨深度；控制装置，与所述铣刨深度监测装置连接，根据所述实际铣刨深度与预定铣刨深度差值，调节铣刨机的支脚升降。通过铣刨深度监测装置实时监测铣刨机的实际铣刨深度，然后将铣刨机的实时铣刨深度与预定铣刨深度进行对比，调节铣刨机的支脚升降，铣刨深度监测装置再继续监测铣刨机的实际铣刨深度，控制装置再继续调解，如此反复，以使铣刨机的实际铣刨深度与预定的铣刨深度一致，实现智能监控，满足现场施工需要。
文档编号E01C23/088GK102776827SQ20121028242
公开日2012年11月14日 申请日期2012年8月9日 优先权日2012年8月9日
发明者任志国, 王进, 袁禹 申请人:三一重工股份有限公司