摊铺设备、其中的检测方法及其中的调整方法与流程

本发明涉及一种摊铺设备、该摊铺设备的行走距离及行走路径检测方法、以及该摊铺设备的熨平板曲面形状及行走路径调整方法。

背景技术：

高速环道是汽车试验场中专供汽车进行连续高速行驶试验的循环跑道，高速环道的几何设计不同于一般的道路，特别是其弯道部分，实际上是要求形成一个盆腔式的空间三维曲面。盆腔式曲面的空间由直线过渡到特种缓和曲线再到圆曲线过渡到0°-50°倾斜的高环曲线路面，线形复杂，以它独有的特点决定了常规摊铺机不能满足曲面摊铺作业的要求，故只能使用专用的摊铺设备。在摊铺设备的行走作业过程中，需要根据每一段不同的路面曲线形状来调整其熨平板的曲面形状以贴合所行经的曲面路面，使摊铺的路面更加平整。而且，当摊铺设备的行走方向偏离预定路线时，要及时调整其行走方向，使摊铺路线顺滑。这就需要摊铺设备具有测量其自身行走距离和行走方向的功能。

目前有两种摊铺机，第一种摊铺机是以两侧基准轨道来确定摊铺的方向及宽度，而现有的第二种摊铺机是靠驾驶员和两侧的基准轨道决定摊铺方向跟里程位置的，但是这种模式往往由于定位不准确和驾驶人员的走神或者不细心，容易造成返工或摊铺方向偏移出现。当摊铺机偏离轨道时，这两种摊铺机的行走方向不好控制，需要人工时刻检测和调整，且人工检测的误差大，精度低。第二种摊铺机的行走距离是靠料仓前与地面接触的一个单独测距旋转轮的圈数测量的，通过传感器测量该测距旋转轮的旋转圈数并将旋转圈数传输到摊铺设备的中控装置，再由中控装置根据测距旋转轮的外直径和旋转圈数来计算行走距离。当测距旋转轮遇到异物或者坑洞时，容易被磨损，进而其实际外直径与中控装置中存储的外直径不同，从而计算出的行走距离与实际的行走距离之间的误差会越来越大，进而导致行走测距的精度越来越差，需要人工时刻修正摊铺机的位置，费时，并且同时会进一步导致熨平板的曲面形状调整不正确，最终影响道路的形状。

综上，目前摊铺设备中靠测距旋转轮完成的行走测距和靠既定轨道完成的行走路径的检测均存在精度低的问题，并且靠既定轨道完成的行走方向的检测需要大量人力，由此，亟需一种能够提高行走测距的精度并且代替人工监控而自动监控行走路径的摊铺设备以及相应的方法。

技术实现要素：

(一)要解决的技术问题

为了解决现有技术的上述问题：

本发明一方面提供一种摊铺设备，该摊铺设备的行走距离和行走路径的检测精度高、并且能够自动监测其行走路径；

本发明另一方面提供一种摊铺设备的行走距离及行走路径的检测方法，该检测方法对摊铺设备的行走距离和行走路径的检测精度高，并且能够自动检测摊铺设备的行走路径；

本发明再一方面提供一种摊铺设备的熨平板曲面形状及行走路径调整方法，该调整方法首先对摊铺设备的行走距离和行走路径的检测精度高，并且能够自动检测摊铺设备的行走路径，然后可以依据行走距离和行走路径的检测结果自动调整熨平板曲面形状及行走路径。

(二)技术方案

为了达到上述目的，本发明采用的主要技术方案包括：

本发明一方面提供的一种摊铺设备，包括摊铺主体和中控装置，还包括：用于获取摊铺设备的定位信息的GPS接收装置，GPS接收装置安装在摊铺主体上，与中控装置通讯连接，以将定位信息传输到中控装置，中控装置能够通过定位信息来计算摊铺设备行走距离和行走方向。

根据本发明，该摊铺设备还包括：测距旋转轮和传感器，测距旋转轮安装在摊铺主体的前端，传感器对应测距旋转轮设置，测量测距旋转轮的旋转圈数并与中控装置通讯连接，以将旋转圈数传输给中控装置，中控装置通过旋转圈数计算出的行走距离，并在GPS信号强度弱时采用通过旋转圈数计算出的行走距离判断是否到达设定距离。

根据本发明，中控装置将通过旋转圈数计算出的行走距离与通过定位信息计算出的行走距离进行比较，当两个行走距离的差值大于0.1m时，中控装置报错；摊铺设备还包括行走方向传感器，行走方向传感器安装在所述摊铺主体的前端，能够测量出其至摊铺路面摊铺路面上或周围设置的标志物的距离值，所述行走方向传感器与所述中控装置通讯连接，以将其至标志物的距离值传输到所述中控装置，所述中控装置在GPS信号强度弱时通过观测所述距离值是否改变来判断所述摊铺设备是否偏离预设行走路线

根据本发明，行走方向传感器分别可拆卸地安装在摊铺主体的左前端或右前端的滤油口处。

根据本发明，GPS接收装置设有四个，其中两个分别设置在摊铺主体的前端，另外两个分别设置在摊铺主体的熨平板的左右两侧。

本发明另一方面提供一种摊铺设备的行走距离及行走路径检测方法，中控装置通过GPS接收装置发出的定位信息来计算所述摊铺设备的行走距离和行走路径。

本发明再一方面提供的一种摊铺设备的熨平板曲面形状及行走路径调整方法，中控装置通过GPS接收装置发出的定位信息来计算摊铺设备的行走距离和行走路径，在行走距离达到设定距离时，中控装置控制熨平板的曲面形状调整至预设曲面形状，当行走方向偏离预设行走路线时，中控装置控制摊铺设备调整行走方向。

根据本发明，上述摊铺设备的熨平板曲面形状及行走路径调整方法，具体包括以下步骤：S1：GPS接收装置对摊铺设备进行定位，并且将摊铺设备的定位信息传输给中控装置；S2：中控装置根据定位信息计算摊铺设备的行走距离，判断是否到达设定距离，若否，则返回步骤S1，若是，则中控装置控制熨平板的曲面形状调整至存储在其中的预设曲面形状，中控装置还根据定位信息计算摊铺设备的行走路径，判断是否偏离其中存储的预设行走路线，若否，则返回步骤S1，若是，则根据预设行走路线对摊铺设备的行走方向进行调整直到摊铺设备回到预设行走路线上；S3：返回步骤S1。

根据本发明，在所述步骤S1中，中控装置采集测距旋转轮的旋转圈数，根据所述旋转圈数计算所述摊铺设备的行走距离，中控装置采集所述行走方向传感器测量的其至摊铺路面上或周围设置的标志物的距离值；在所述步骤S2中，所述中控装置在GPS信号强度弱时采用通过旋转圈数计算出的行走距离判断是否到达设定距离，通过观测所述距离值是否改变来判断所述摊铺设备是否偏离预设行走路线。

根据本发明，所述中控装置将通过旋转圈数计算出的行走距离与通过定位信息计算出的行走距离进行比较，当两个行走距离的差值大于0.1m时，所述中控装置报错。

(三)有益效果

本发明的有益效果是：

本发明的摊铺设备，GPS接收装置能对摊铺设备进行定位，中控装置通过GPS接收装置的定位信息计算摊铺设备的行走距离和行走路径，行走测距精度高且行走路径的检测精度高，并且可以实时监控摊铺设备的行走路径，无需人工监测。综上，本发明的摊铺设备通过GPS接收装置的定位信息同时实现了自动检测行走距离和行走路径并提高二者的检测精度的功能，方便快捷，定位准确，不需要人工干预，智能化程度高。

本发明的摊铺设备的行走距离及行走路径检测方法中，中控装置通过GPS接收装置发出的定位信息来计算所述摊铺设备的行走距离和行走路径。由此，通过GPS接收装置的定位信息同时实现了自动检测行走距离和行走路径并提高二者的检测精度的功能，方便快捷，定位准确，不需要人工干预，智能化程度高。

本发明的摊铺设备的熨平板曲面形状及行走路径调整方法，通过GPS接收装置的定位信息同时实现了自动检测行走距离和行走路径并提高二者的检测精度的功能，方便快捷，定位准确，不需要人工干预，智能化程度高。进而保证了摊铺路面的形状准确、平滑。

附图说明

图1为摊铺设备的侧面图；

图2为摊铺设备的熨平板曲面形状及行走路径调整方法的流程图。

【附图标记说明】

1：摊铺主体；

2：GPS接收装置；

3：中控装置；

4：行走方向传感器；

5：测距旋转轮。

具体实施方式

为了更好的解释本发明，以便于理解，下面结合附图，通过具体实施方式，对本发明作详细描述。

实施例一

参照图1，在本实施例中，提供一种摊铺设备。该摊铺设备包括摊铺主体1、中控装置3和GPS接收装置2三个部分。

具体地，GPS接收装置2安装在摊铺主体1上，用于获取摊铺设备的定位信息，GPS接收装置2与中控装置3通讯连接，以将定位信息传输到中控装置3。中控装置3安装在摊铺主体1上。通过GPS的实时定位信息反馈，中控装置3能够通过定位信息来计算摊铺设备行走距离和行走路径。可理解，GPS接收装置2实时监控摊铺设备的位置发出定位信息，中控装置3可以是连续接收该定位信息，也可以是以预定间隔时间接收定位信息。

其中，本发明所涉及的曲面优选为作为高速环道的盆腔式的空间三维曲面，具体而言，该盆腔式的空间三维曲面是指平面线形为布劳斯曲线和麦克康奈尔曲线布劳斯曲线和麦克康奈尔曲线和麦克康奈尔曲线，横断线形为抛物线的曲面。本发明所涉及的摊铺主体1是指摊铺设备中实现其摊铺功能的各个部件以及其他基础部件(例如行走机构)。

由此，中控装置3通过GPS接收装置2发出的定位信息来计算摊铺设备行走距离和行走路径，在行走距离达到设定距离时，中控装置3可以控制熨平板的曲面形状调整至预先存储在其中的预设曲面形状；当行走路径偏离预设行走路线时，中控装置3可以控制摊铺设备调整行走方向，或者向驾驶员提示摊铺设备需要调整以及调整量。由此，GPS实时更新、定位准确，根据精确的行走距离测定来调整熨平板，并且保证行走路线的准确，实现局部自动化控制，避免人为误差的出现，使得铺设路面的曲线形状更加准确，铺路质量更高。

具体到本实施例，GPS接收装置2设有四个，其中两个分别设置在摊铺主体1的前端，另外两个分别设置在摊铺主体1的熨平板的左右两侧，中控设备可以根据四个GPS接收装置2的定位信息整合出摊铺设备的位置，对摊铺设备进行全方位更加精准的定位。

当然，GPS接收装置2的设置数量和位置不限于上述实施例，优先保证有两个GPS接收装置2设置在熨平板处，以直接检测熨平板所在位置。

进一步，该摊铺设备还包括测距旋转轮5和传感器，测距旋转轮5安装在摊铺主体1的前端，传感器对应测距旋转轮5设置，传感器测量测距旋转轮5的旋转圈数并与中控装置3通讯连接，以将旋转圈数传输给中控装置3。中控装置3通过旋转圈数和预存在其中的测距旋转轮5的外径计算出的行走距离。

本实施例中仍保留测距旋转轮5和传感器的用途有如下两点：

1、在GPS信号强度弱的地区，即GPS信号不足以得出清晰的定位信息时，中控装置3采用通过旋转圈数计算出的行走距离判断是否到达设定距离，以弥补GPS接收装置2的使用缺陷，使得摊铺作业更有保障。

2、在GPS信号强度弱的地区，中控装置3可以将通过旋转圈数计算出的行走距离与通过定位信息计算出的行走距离进行比较，当两个行走距离的差值大于0.1m时，中控装置3报错，报错方式可以是在显示屏显示警示信息等能够提示工作人员注意的方式。当报错时，可能说明摊铺设备的某处(例如GPS接收装置2)出现了故障，这样能够及时提醒工作人员进行检修，保证铺设质量。

其中，在长时间使用旋转测距轮使得其磨损后，可能会出现频繁报错现象，这是可调整中控装置3中存储的差值上限(例如将0.1m修改为0.3m)。在出现报错后，可通过第三方测量仪器(全站仪、手持GPS等)检测行走路径的准确距离，由此也可判断是否是GPS接收装置2的测量出现了问题，并且可更正摊铺设备的位置和方向。进一步，该摊铺设备还包括行走方向传感器4，行走方向传感器4安装在摊铺主体1的前端，能够测量出其至摊铺路面上或周围设置的标志物的距离值。行走方向传感器4与中控装置3通讯连接，以将其至标志物的距离值传输到中控装置3，中控装置3在GPS信号强度弱时通过观测距离值是否改变来判断摊铺设备是否偏离预设行走路线(可理解，行走方向传感器4会不断或间隔的向中控装置3发送上述距离值)。具体到本实施例，行走方向传感器4设置在摊铺主体1的左前端或右前端的滤油口处，且行走方向传感器4可拆卸地安装在滤油口处，这样，在摊铺设备沿两个相反方向行走时，可选择将行走方向传感器4安装在对应的滤油口处。

在本实施例中，在摊铺路面上或周围设有标志物，标志物的设置是对应预设行走路线的，当摊铺设备保持行走方向传感器4检测的距离值不变时，摊铺设备即是按照预设行走路线行走的。当然，允许距离值有轻微波动。例如，在摊铺路面上方侧边和下方侧边旁设有标志钢轨，行走方向传感器为超声波传感器，行走方向传感器向钢轨放射超声波，并通过发射回来的超声波计算其距钢轨的距离值，中控装置实时监控该距离值是否改变，当该距离值改变时，判定其偏离了预设行走路线。

当然，本发明不局限于此，标志物还可为设置在摊铺路面上的标记线，行走方向传感器能够识别该标记线并检测出到该标记线的距离。当然，也可同时设置钢轨和标记线，行走方向传感器包括分别识别钢轨和标记线的感测器，或者包括同时能够识别钢轨和标记线的感测器。行走方向传感器4设置的用途是：在GPS信号强度弱的地区，即GPS信号不足以得出清晰的定位信息时，中控装置3采用行走方向传感器4判断是否偏离其中存储的预设行走路线，以弥补GPS接收装置2的使用缺陷，使得摊铺作业更有保障。

综上，在同时具有测距旋转轮5和行走方向传感器4时，二者配合使用可以代替GPS接收装置2的定位功能，并且中控装置3根据GPS信号强弱来自动选择使用GPS接收装置2的定位信息还是测距旋转轮5的旋转圈数和行走方向传感器4的距离值。由此，本实施例中呈现出了以GPS接收装置2为主，测距旋转轮5和行走方向传感器4为辅进行行走距离和行走方向的检测的摊铺设备。

进一步，上述摊铺设备的大部分部件国产化，降低了摊铺设备的成本。

实施例二

在本实施例中，提供一种摊铺设备的行走距离及行走路径检测方法中，该摊铺设备为实施例一中的摊铺设备。

其中，中控装置3通过GPS接收装置2发出的定位信息来计算摊铺设备的行走距离和行走路径，可理解，GPS接收装置2实时监控摊铺设备的位置发出定位信息，中控装置3可以是连续接收该定位信息，也可以是以预定间隔时间接收定位信息。

由此，通过GPS接收装置2的定位信息同时实现了自动检测行走距离和行走路径并提高二者的检测精度的功能，方便快捷，定位准确，不需要人工干预，智能化程度高。

其中，在上述检测方法中，中控装置3还可以采集测距旋转轮5的旋转圈数，根据旋转圈数计算摊铺设备的行走距离，行走方向传感器4测量其至钢轨的距离值，并将该距离值传送给中控装置3，中控装置3通过观测距离值是否改变来判断摊铺设备是否偏离预设行走路线。中控装置3在GPS信号强度弱时通过旋转圈数获得行走距离和通过行走方向传感器4判定行走路径是否符合预设行走路线。

进一步，中控装置3将通过旋转圈数计算出来的行走距离与由GPS接收装置2的定位信息计算出的行走距离作比较，用于检测摊铺设备是否发生故障，更进一步保障了测量数据的精确性。

更进一步，中控装置3将通过旋转圈数计算出的行走距离与通过定位信息计算出的行走距离进行比较，当两个行走距离的差值大于0.1m时，中控装置3报错。这表示摊铺设备已经发生故障，操作人员应对摊铺设备进行故障排除或者修理。

实施例三

参照图2，在本实施例中提供一种摊铺设备的熨平板曲面形状及行走路径调整方法，即，中控装置3通过GPS接收装置2发出的定位信息来计算摊铺设备行走距离和行走路径，在行走距离达到设定距离时，中控装置3控制熨平板的曲面形状调整至预设曲面形状，当行走路径偏离预设行走路线时，中控装置3控制摊铺设备调整行走方向。该方法可以应用于实施例一中提供的一种摊铺设备，以及采用实施例二的摊铺设备的行走距离及行走路径检测方法。

综上，通过GPS接收装置2的定位信息同时实现了自动检测行走距离和行走路径并提高二者的检测精度的功能，方便快捷，定位准确，不需要人工干预，智能化程度高。进而保证了摊铺路面的形状准确、平滑。进一步，在本实施例中，具体包括以下步骤：

S1：GPS接收装置2对摊铺设备进行定位，并且将摊铺设备的定位信息传输给中控装置3；

S2：中控装置3根据定位信息计算摊铺设备的行走距离，判断是否到达设定距离，若否，则返回步骤S1，若是，则中控装置3控制熨平板的曲面形状调整至存储在其中的预设曲面形状，中控装置3还根据定位信息计算摊铺设备的行走路径，判断是否偏离其中存储的预设行走路线，若否，则返回步骤S1，若是，则根据预设行走路线对摊铺设备的行走方向进行调整直到摊铺设备回到预设行走路线上；

S3：返回步骤S1。

进一步，在步骤S1中，中控装置3采集测距旋转轮5的旋转圈数，根据旋转圈数计算摊铺设备的行走距离，行走方向传感器4测量其至摊铺路面侧边钢轨的距离值，并将该距离值传送给中控装置3；在步骤S2中，中控装置3在GPS信号强度弱时采用通过旋转圈数计算出的行走距离和通过行走方向传感器4获得距离值进行判断(判断是否摊铺设备到达设定距离以及摊铺设备是否偏离预设行走路线)。

具体到本实施例，在GPS信号强度强时，中控装置3以GPS接收装置2的定位信息来计算摊铺设备的行走距离和行走路径，同时也接收测距旋转轮5的旋转圈数，将通过旋转圈数计算出来的行走距离与由GPS接收装置2的定位信息计算出的行走距离作比较，用于检测摊铺设备是否发生故障，更进一步保障了测量数据的精确性。

进一步，中控装置3将通过旋转圈数计算出的行走距离与通过定位信息计算出的行走距离和行走方向分别进行比较，当两个行走距离的差值大于0.1m时，中控装置3报错。这表示摊铺设备已经发生故障，操作人员应对摊铺设备进行故障排除或者修理。

当摊铺设备完成摊铺任务时，切断电源，本实施例的摊铺设备的熨平板曲面形状及行走路径调整方法循环模式结束，所有步骤停止运行。

综上，在上述实施例中，摊铺设备包括多个并排排列的熨平单元和多个调拱单元，每个熨平单元包括熨平主体和连接在熨平主体下方的熨平子板，所有熨平子板整体形成熨平系统的熨平板，并且每相邻两个熨平单元的熨平主体铰接。每相邻两个熨平单元对应设置一个调拱单元，调拱单元驱动相邻两个熨平单元围绕二者的铰接处转动，以通过改变相邻两个熨平子板之间的夹角来改变熨平板的弧度。其中，中控装置3控制调拱单元驱动两个熨平子板转动，进而改变熨平板的曲面形状。当然，摊铺设备的熨平单元和调拱单元的结构不限于此。熨平单元的数量至少为6个。

综上，在上述实施例中，中控装置3设有第一分析计算模块，第一分析计算模块能够根据定位信息计算出摊铺设备的行走距离和行走路径，通过GPS的实时定位信息反馈，中控装置3能够通过定位信息来计算摊铺设备行走距离和行走路径。

进一步，中控装置3还包括第一判断模块和控制模块，第一判断模块根据定位信息计算出的行走距离判断摊铺设备的行走距离是否达到设定距离、并根据定位信息计算出的行走路径判断摊铺设备是否偏离其中存储的预设行走路线；控制模块当摊铺设备的行走距离达到设定距离时控制熨平板的曲面形状、以及当摊铺设备的行走路径偏离预设行走路线时能够控制摊铺设备调整行走方向。其中，第一判断模块与第一分析计算模块通讯连接，第一分析计算模块将行走距离和行走路径传输给控制模块；控制模块与第一判断模块通讯连接，第一判断模块将判断结果传输给控制模块。

进一步，中控装置3还包括第二分析计算模块，第二分析计算模块根据旋转圈数计算出摊铺设备的行走距离。第二分析计算模块与传感器通讯连接以获取旋转圈数。

进一步，中控装置3还包括第二判断模块和报错模块。第二判断模块在GPS信号强度弱时能够通过旋转圈数计算出的行走距离判断是否到达设定距离，第二判断模块与第二分析计算模块通讯连接以获得旋转圈数计算出的行走距离，第二判断模块与控制模块通讯连接以将判断结果传送该控制模块。报错模块在GPS信号强度强时能够将通过旋转圈数计算出的行走距离与通过定位信息计算出的行走距离进行比较、并且两个行走距离的差值大于0.1m时自动报错，报错模块与第一分析计算模块以获得通过定位信息计算出的行走距离，报错模块与第二分析计算模块通讯连接以获得通过旋转圈数计算出的行走距离。

进一步，中控装置3还包括监控模块，监控模块在GPS信号强度弱时监控上述测量值是否改变。中控装置3与行走方向传感器4通讯连接以获得上述测量值。可理解，行走方向传感器4会不断的或间隔的(间隔时间很短)将实时测量值发给中控装置3。

综合上述各实施例，摊铺设备的行走距离达到设定行走距离的判定，可以有如下两种方式：

第一种，判定行走距离的当前数值是否与设定行走距离的数值相同，可理解，会设定多个设定行走距离作为变换曲面形状的位置，例如，2m、4m、6m……，行走距离到2m、4m、6m……时均会调整熨平板的曲面形状；

第二种，判定前后两次行走距离的差值是否等于设定差值(例如2m)。

上述两种情况中出现相等时均认为是摊铺设备的行走距离达到设定行走距离。

以上内容仅为本发明的较佳实施例，对于本领域的普通技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。