无人驾驶压路机的制作方法

本发明涉及到工程机械行业的智能筑路设备压路机，确切说是一种无人驾驶压路机。

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，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，本发明的目的在于提供一种无人驾驶压路机，是通过在压路机上安装卫星接收机、微波通讯主机、电台信号接收天线；在行车/倒车系统上安装自动控制装置，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等技术手段；然后通过工业控制计算机内设置的处理器、程序软件、交换机等组件来实现压路机的自动运行，最终达到压路机全智能化无人驾驶，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，包括钢轮和胶轮压路机，其特征在于：在压路机上顶部设置有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、交换机、GPS+BDS+GNSS卫星芯片等组件及系统控制软件。

附加技术特征：

1）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；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。

2）在所述的压路机上设置有手动/自动切换按钮、紧急制动按钮。

3）在所述的压路机机架底部设置有激光位移测量装置。

4）在所述的压路机机前后车轮上端，分别设置有避障雷达和超声波避障雷达。

5）在所述的压路机顶部还设置有惯性导航装置。

6）在所述的钢轮压路机的左右侧轮轴位置和所述的胶轮压路机车体前后的左右侧位置，分别侧向与行车方向成90度角设置有激光侧向测距传感器。

7）在所述的压路机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。

8）在所述的压路机的发动机排气管端头还安装有DPF（微颗粒捕吸器）和四元催化器。

附图说明

图1 为无人驾驶压路机主视图；

图2 为无人驾驶压路机侧视图；

图3 为无人驾驶压路机自动控制系统分布图。

图中标记：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，209为惯性导航装置，210为激光测距传感器，211为DPF（微颗粒捕吸器）和四元催化器。

本发明的优点在于：提供一种无人驾驶压路机，是通过在压路机上安装卫星接收机、微波通讯主机、电台信号接收天线；在行车/倒车系统上安装自动控制装置，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等技术手段；然后通过工业控制计算机内设置的处理器、程序软件、交换机等组件来实现压路机的自动运行，最终实现压路机全智能化无人驾驶，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

实施例1:无人驾驶压路机

A型：无人驾驶压路机，包括钢轮和胶轮压路机，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设置无人控制系统（图3）；其特征在于：在压路机上顶部设置有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；在所述的压路机上设置有集成控制柜204，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、交换机、GPS+BDS+GNSS卫星芯片等组件及系统控制软件；

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；

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；最终实现压路机全智能控制的无人驾驶状态。

实施例2:无人驾驶压路机

B型：无人驾驶压路机，本型无人驾驶压路机与A型无人驾驶压路机结构基本相同，区别仅在于：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（图3）。

实施例3:无人驾驶压路机

C型：无人驾驶压路机，本型无人驾驶压路机与B型无人驾驶压路机结构基本相同，区别仅在于：在所述的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。

实施例4:无人驾驶压路机

D型：无人驾驶压路机，本型无人驾驶压路机与B型无人驾驶压路机结构基本相同，区别仅在于：在所述的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。

实施例5:无人驾驶压路机

E型：无人驾驶压路机，本型无人驾驶压路机与B型无人驾驶压路机结构基本相同，区别仅在于：在所述的压路机机前后车轮上端，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。

实施例6:无人驾驶压路机

F型：无人驾驶压路机，本型无人驾驶压路机与B型无人驾驶压路机结构基本相同，区别仅在于：在所述的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。

实施例7:无人驾驶压路机

G型：无人驾驶压路机，本型无人驾驶压路机与B型无人驾驶压路机结构基本相同，区别仅在于：在所述的钢轮压路机的左右侧轮轴位置和所述的胶轮压路机车体前后的左右侧位置，分别侧向与行车方向成90度角设置有激光侧向测距传感器208；主要针对没有卫星信号的隧道内，以隧道内排水沟侧壁为参照物，测量压路机轮边沿距隧道内排水沟侧壁的距离，引导压路机延着排水沟侧壁方向行驶。

实施例8:无人驾驶压路机

H型：无人驾驶压路机，本型无人驾驶压路机与B型无人驾驶压路机结构基本相同，区别仅在于：在所述的压路机机车体前后端分别设置有多支红外测温仪211，将多支红外测温仪211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。

实施例9:无人驾驶压路机

I型：无人驾驶压路机，本型无人驾驶压路机与G型无人驾驶压路机结构基本相同，区别仅在于：在所述的压路机的发动机排气管端头还安装有DPF（微颗粒捕吸器）和四元催化器203；主要针对隧道内相对密闭的环境，适时过滤掉压路机发动机排放的有毒有害气体，保障现场作业人员的职业健康。