智能化沥青路面修整车的制作方法

本实用新型涉及沥青混凝土路面施工领域，特别是一种智能化沥青路面修整车。

背景技术：

沥青混凝土铺面，是一种非常广泛使用的道路路面，路面通常设有路面标志线，路面标志线在使用一段时间后，容易磨损，或者有修改，经常需要对标志线修补或更改。现有的市政工程用沥青混凝土路面的修整一般都是依靠人工进行，首先由工作人员利用钉耙、凿子等工具将柏油路面损坏的部分连同周围部分一起凿出并对凿出的部分进行清洗，然后人工铺设沥青混凝土，再利用热压装置将沥青熔化、抹平，最后等待沥青干燥即可；但是，上述步骤均需要依靠人工进行，需要多人配合操作，会耗费较多的人力。且现有的修补方案，需要将沥青混凝土整块切除，浪费较大。例如中国专利文献cn109537424a记载的一种市政工程用柏油路面修补装置，即采用了该方案。cn110184876a记载了一种沥青道路路面龟裂修补方法也是采用了挖槽后修补的方案。中国专利文献cn209508777u记载了一种路面铣刨机整体式铣刨装置，利用铣刨鼓3的旋转切削路面。但是该方案也存在较大的技术问题，由于沥青混凝土中的沥青粘度较高，在切割过程中容易粘刀，影响后继的铣刨效率，尤其是对于仅切削少量沥青混凝土的方案中，该施工方案需要经常停机清理刀具。也有采用砂轮进行打磨的方案，但是该方案效率更低。现有的涉及沥青混凝土的施工装置或者车辆，均需要培养非常熟练的技术工人，存在的问题是，由于沥青混凝土施工的特殊性，同时了解操作特种设备和熟悉沥青混凝土施工的技术工人培训非常困难。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种智能化沥青路面修整车，能够降低沥青路面修整的施工难度，避免在铣刨过程中粘刀，进一步的，能够降低培训操作人员的难度。

为解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案是：一种智能化沥青路面修整车，包括行走车体，在行走车体上设有可升降的刨铣装置；

在刨铣装置的前方设有冷媒喷嘴，冷媒喷嘴与冷媒储罐连接，所述的冷媒喷嘴用于喷出冷媒使待处理的路面标志的路面降温；

所述的行走车体上设有gps定位装置和陀螺仪；

至少在行走车体的底部设有摄像装置，摄像装置朝向路面的方向。

优选的方案中，在行走车体上还设有风机；

所述的冷媒喷嘴为三通喷嘴，直通入口与风机的出风口连通，侧向入口与冷媒储罐的出口连通，在冷媒储罐的出口设有减压阀；

冷媒喷嘴的喷嘴朝向路面，喷嘴为一段通流截面逐步缩小的管路。

优选的方案中，所述刨铣装置的结构为：摆架的一端与行走车体枢接，摆架的另一端设有刨铣辊；

刨铣驱动电机固设在摆架上，刨铣驱动电机通过传动机构与刨铣辊连接，以驱动刨铣辊旋转；

在摆架与行走车体之间还设有摆架升降装置。

优选的方案中，所述刨铣装置的结构为：摆架的一端与行走车体枢接，摆架的另一端设有第一锯片辊；

第二摆架的一端与行走车体枢接，第二摆架的另一端设有第二锯片辊；

摆架与第二摆架之间通过连接架连接，行走车体、摆架、连接架和第二摆架构成一个四边形机构；

在摆架或第二摆架上还设有刨铣驱动电机，刨铣驱动电机通过传动机构与第一锯片辊或第二锯片辊连接，

第一锯片辊与第二锯片辊之间通过第二传动机构连接；

以驱动第一锯片辊和第二锯片辊旋转；

在摆架或第二摆架与行走车体之间还设有摆架升降装置。

优选的方案中，所述的第一锯片辊和第二锯片辊由轴上安装多片锯片组成，各片锯片之间设有垫片，第一锯片辊和第二锯片辊上的锯片交错布置，即第二锯片辊上的锯片与第一锯片辊的锯片之间的缝隙对齐。

优选的方案中，所述的摆架升降装置的结构为：在行走车体上设有第二连杆，在摆架上设有第一连杆，转动座与第二连杆套接，并能够相对转动；

转动座与升降电机固定连接，升降电机的输出轴与螺杆固定连接，转动螺纹套筒与第一连杆套接，并能够相对转动；

螺杆与螺纹套筒螺纹连接。

优选的方案中，在刨铣装置的周围还设有密闭垂帘，密闭垂帘围起的区域通过管路与残渣收集分离装置连接；

残渣收集分离装置内设有负压抽吸装置，还设有气固分离装置，以将刨铣残渣吸起，并与空气分离。

优选的方案中，所述的行走车体底部设有多个行走轮，所述的行走轮内设有轮毂电机；

还设有遥控装置，通过遥控装置以无线控制的方式独立控制每个轮毂电机的转动、刨铣装置的运行和摆架升降装置的升降动作。

一种采用上述的智能化沥青路面修整车的施工方法，包括以下步骤：

s1、将行走车体与路面待修整位置定位，使刨铣装置与路面待修整位置对齐；

s2、启动行走车体开始行走，启动冷媒喷嘴对路面待修整位置进行喷吹降温，将路面待修整位置局部降温至4℃以下；

s3、刨铣装置经过路面待修整位置，对路面待修整位置进行清除，摆架升降装置控制刨铣装置的清除高度；

s4、以沥青混凝土修补料或热熔标线涂料修补施工位置；

通过以上步骤实现智能化沥青路面修整施工。

优选的方案中，步骤s1中，

s11、通过gps定位装置结合gis信息定位到待修整的路面；

行走车体底部设有多个行走轮，所述的行走轮内设有轮毂电机，轮毂电机使每个行走轮输出独立的转速，实现直行或转弯行走；

根据gps定位装置的指引，导航行走车体运行至待修整的路面附近；

s12、在行走车体的前方设有摄像装置，在运行过程中，根据摄像装置拍摄的路面标志与gis信息中的位置进行辅助定位，以消除gps定位装置的定位误差；

定位后以陀螺仪作为引导行走车体行走的方位；

s13、位于行走车体底部的摄像装置对待修整的路面进行识别，并通过路径生成将行走车体运行至待修整的路面上方，使行走车体上的刨铣装置与路面待修整位置对齐。

本实用新型提供的一种智能化沥青路面修整车，通过采用冷媒喷嘴喷出低温气流使路面标志脆化的方案，以便于刨铣清除，避免在施工过程中粘刀，采用的多锯片辊的结构，也能够大幅提高清除效率。通过采用智能控制的方案，能够大幅减少操作人员对设备控制的难度，提高施工效率和安全性。本实用新型能够用于沥青混凝土路面缺陷的修补，例如鼓包、压痕和裂缝等缺陷的清除和修补，还能够用于路面标志线清除。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明：

图1为本实用新型的主视结构示意图。

图2为本实用新型的行走车体的俯视图。

图3为本实用新型中刨铣装置的局部结构示意图。

图4为本实用新型中刨铣装置的俯视结构示意图。

图5为本实用新型中刨铣装置另一优选结构的结构示意图。

图6为本实用新型中刨铣装置另一优选结构的俯视结构示意图。

图7为本实用新型中冷媒喷嘴的结构示意图。

图8为本实用新型的施工工艺流程示意图。

图中：行走车体1，轮毂式电机101，残渣收集分离装置2，动力装置3，发电机4，冷媒储罐5，风机6，刨铣装置7，刨铣驱动电机71，摆架72，传动机构73，刨铣辊74，第二摆架75，第一锯片辊76，第二锯片辊77，连接架78，第二传动机构79，摆架升降装置8，转动座81，升降电机82，螺杆83，转动螺纹套筒84，第一连杆85，第二连杆86，冷媒喷嘴9，直通入口91，侧向入口92，喷嘴93，前置摄像装置10，陀螺仪11，gps定位装置12，遥控装置13，路面标志14，密闭垂帘15，减压阀16，摄像装置17。

具体实施方式

实施例1：

一种智能化沥青路面修整车，包括行走车体1，本例中的行走车体1是由电机驱动的行走装置，在行走车体1上设有动力装置3，动力装置3优选采用柴油机，动力装置3通过传动机构与发电机4连接，发电机4与蓄电池连接。蓄电池的电能用于驱动行走装置行走。或者驱动其他机构运行，例如风机和刨铣装置。

在行走车体1上设有可升降的刨铣装置7；

在刨铣装置7的前方设有冷媒喷嘴9，冷媒喷嘴9与冷媒储罐5连接，所述的冷媒喷嘴9用于喷出冷媒使待处理的路面标志14的路面降温；通过冷媒喷嘴9将路面待修整位置降温后，路面标志14由粘性弹性材料转化为脆性材料，切削性能大幅提升，而且不会粘刀，大幅延长了刀具不停机工作时间，从而提高工作效率，通过采用可升降的方案，能够精确控制切削厚度，从而减少后继修补工序所需要的物料，减少工作量。冷媒储罐5采用液氮或液态二氧化碳储罐。其中液氮通常在-120℃、液态二氧化碳为-37℃，采用冷媒喷嘴9的结构，能够大幅节省冷媒用量。

所述的行走车体1上设有gps定位装置17和陀螺仪18；设置的定位和惯导装置能够对行走车体1的行走提供反馈，实现智能化控制。以降低整个设备的控制难度。

至少在行走车体1的底部设有摄像装置19，摄像装置19朝向路面的方向。通过设置的摄像装置19能够进一步的，提供辅助定位，使刨铣装置7与待修整的路面对齐。

优选的方案如图1中，在行走车体1上还设有风机6；本例中优选的采用离心风机。以获得较大的风量。

所述的冷媒喷嘴9为三通喷嘴，直通入口91与风机6的出风口连通，侧向入口92与冷媒储罐5的出口连通，在冷媒储罐5的出口设有减压阀16；

冷媒喷嘴9的喷嘴93朝向路面，喷嘴93为一段通流截面逐步缩小的管路。在冷媒喷嘴9内，自然风和冷媒储罐5的液氮或液态二氧化碳充分混合，并在喷射过程中，吸收热量，从喷嘴93喷出约为0~-10℃的气流，使路面被冷却并变脆，利于切削，且不会粘刀。采用三通喷嘴的结构，能够大幅节约冷媒的用量。

优选的方案如图2~4中，所述刨铣装置7的结构为：摆架72的一端与行走车体1枢接，摆架72的另一端设有刨铣辊74；

刨铣驱动电机71固设在摆架72上，刨铣驱动电机71通过传动机构73与刨铣辊74连接，以驱动刨铣辊74旋转；刨铣驱动电机71优选采用变频电机，传动机构73采用皮带传动机构、链传动机构或齿轮传动机构中的一种。

在摆架72与行走车体1之间还设有摆架升降装置8。由此结构，通过摆架升降装置8调节刨铣辊74的工作高度，由刨铣驱动电机71通过传动机构73驱动刨铣辊74旋转，从而实现刨铣路面标志14的操作。通常路面标志14的厚度在1cm以下，通常为3~8mm。因此需要控制刨铣辊74具有较高的升降加工精度，以免破坏多余的路面。而沥青混凝土路面的厚度约为10~20cm，需根据路面缺陷类型选择不同的刨铣高度，以节省施工工作量。

另一优选的方案如图5、6中，所述刨铣装置7的结构为：摆架72的一端与行走车体1枢接，摆架72的另一端设有第一锯片辊76；

第二摆架75的一端与行走车体1枢接，第二摆架75的另一端设有第二锯片辊77；

摆架72与第二摆架75之间通过连接架78连接，行走车体1、摆架72、连接架78和第二摆架75构成一个四边形机构；

在摆架72或第二摆架75上还设有刨铣驱动电机71，刨铣驱动电机71通过传动机构73与第一锯片辊76或第二锯片辊77连接；

第一锯片辊76与第二锯片辊77之间通过第二传动机构79连接；

以驱动第一锯片辊76和第二锯片辊77旋转；本例中采用了第一锯片辊76和第二锯片辊77的方案替换了之前的刨铣辊74，该结构，能够进一步提高加工效率，且由于锯片是批量化生产的产品，相比刨铣辊的定制产品，能够进一步降低成本。

在摆架72或第二摆架75与行走车体1之间还设有摆架升降装置8。

优选的方案如图6中，所述的第一锯片辊76和第二锯片辊77由轴上安装多片锯片组成，各片锯片之间设有垫片，第一锯片辊76和第二锯片辊77上的锯片交错布置，即第二锯片辊77上的锯片与第一锯片辊76的锯片之间的缝隙对齐。由此结构，每个锯片仅切削较小的范围，从而加工效率得以提升。

优选的方案如图2~5中，所述的摆架升降装置8的结构为：在行走车体1上设有第二连杆86，在摆架72上设有第一连杆85，转动座81与第二连杆86套接，并能够相对转动；

转动座81与升降电机82固定连接，升降电机82的输出轴与螺杆83固定连接，转动螺纹套筒84与第一连杆85套接，并能够相对转动；

螺杆83与螺纹套筒84螺纹连接。由此结构，通过控制升降电机82的转角，即可方便的控制刨铣辊74或第一锯片辊76和第二锯片辊77的加工高度，而且摆架升降装置8还能够实现自锁，维持当前工作或收纳高度。

优选的方案如图1中，在刨铣装置7的周围还设有密闭垂帘15，密闭垂帘15围起的区域通过管路与残渣收集分离装置2连接；密闭垂帘15优选采用多片的橡胶板，各个橡胶板支架互相搭接，以在刨铣装置7的周围形成一个大致密闭的空腔。由此结构，提高切削残渣的收集效率，并能够确保被加工面的清洁。

残渣收集分离装置2内设有负压抽吸装置，还设有气固分离装置，以将刨铣残渣吸起，并与空气分离。本例中优选采用负压风机与旋风除尘器连接，与密闭垂帘15形成的空腔连通的管路与旋风除尘器的侧面切向进口连接，旋风除尘器的顶部出口与负压风机的进风口连接，旋风除尘器的底部设有收集箱。另一可选的方案中，还可以采用负压风机和布袋除尘器的组合作为残渣收集分离装置2。

优选的方案中，所述的行走车体1底部设有多个行走轮，所述的行走轮内设有轮毂电机；由此结构，通过独立控制每个行走轮的转动，例如通过一侧行走轮正转，另一侧行走轮反转的方案，能够实现极小的转弯半径，大幅降低行走车体1的机械结构。而且控制方式非常便利。行走车体1由独立的行走控制装置进行控制，例如单片机，优选采用arm系列单片机，编程较为便利。

还设有遥控装置20，通过遥控装置20以无线控制，具体控制方式为将行走控制信号通过蓝牙等近场通讯方式，发送给行走车体1的主控装置，例如plc，plc再控制行走控制装置，以独立控制每个轮毂电机的转动、刨铣装置7的运行和摆架升降装置8的升降动作。遥控装置20与主控装置之间的通讯为现有技术。主控装置与刨铣装置7的刨铣驱动电机71和摆架升降装置8的升降电机82之间的控制为现有技术。

实施例2：

如图8中，一种采用上述的智能化沥青路面修整车的施工方法，包括以下步骤：

s1、将行走车体1与路面待修整位置定位，使刨铣装置7与路面待修整位置对齐；

s2、启动行走车体1开始行走，启动冷媒喷嘴9对路面待修整位置进行喷吹降温，将路面待修整位置局部降温至4℃以下；

s3、刨铣装置7经过路面待修整位置，对路面待修整位置进行清除，摆架升降装置8控制刨铣装置7的清除高度；

s4、以沥青混凝土修补料或热熔标线涂料修补施工位置；沥青混凝土修补通常采用另外的摊铺、碾压和喷涂设备。当修整位置处理完善后，修补施工与正常的摊铺和喷涂工序大致相同。

通过以上步骤实现智能化沥青路面修整施工。

优选的方案中，步骤s1中：

s11、通过gps定位装置17结合gis信息定位到待修整的路面；该步骤与现有技术中的导航功能一致。

行走车体1底部设有多个行走轮，所述的行走轮内设有轮毂电机，轮毂电机使每个行走轮输出独立的转速，实现直行或转弯行走；通过在gis数字地图信息系统中规划出行走路径。行走车体1的plc控制行走轮行走至预定位置。例如存在需要待处理地面的位置。根据gps定位装置17的指引，导航行走车体1运行至待修整的路面附近；

s12、在行走车体1的前方设有摄像装置19，在运行过程中，根据摄像装置19拍摄的路面标志14与gis信息中的位置进行辅助定位，以消除gps定位装置17的定位误差；由于gps定位技术的精确度问题，需要对gps定位装置17的数据进行修正，而路面标志14能够在gis数字地图信息中精确定位，因此通过拍摄的路面标志14来修正gps定位是较为可靠的。例如在行走车体1的行走过程中，根据获取的路面标志14的位置与gis信息中的标志位置进行比对。其中获取的路面标志14的位置采用自身gps定位坐标+摄像装置19与路面标志14相对空间位置，作为拟修正数据得到拟修正坐标值，与gis信息中的标志位置中的坐标值求差，从而得出修正值，利用修正值对自身的坐标值加以运算，即得出精确的行走车体1位置。

定位后以陀螺仪18作为引导行走车体1行走的方位；陀螺仪18等惯导设备是通过连续累加的方式来获得准确定位，如果长距离的行走，累加容易产生加大的误差，本例中，由于仅需较短的移动距离，例如30米范围内，则陀螺仪18的引导精度能够忽略不计。从而实现行走车体1的精确定位。

s13、位于行走车体1底部的摄像装置19对待修整的路面进行识别，具体识别方式采用黑白二值图的方式结合陀螺仪18给出的姿态信息，并通过在gis信息中的路径生成将行走车体1运行至待修整的路面上方，使行走车体1上的刨铣装置7与路面待修整位置对齐。具体的路径生成方式采用将当前位置设置为外轮廓方块，在目标位置设置为外轮廓方块，在两个方块间生成对应位置，例如点到点或边到边的对应的行走路径，该行走路径在gis信息中经过可通过判断后即生成了运行路径。行走车体1的plc根据运行路径控制各个行走轮的转动，配合陀螺仪18拟合运行路径，即到达拟清理的路面上方。根据位于行走车体1底部的摄像装置19的进一步修正。现场施工人员也可以通过遥控装置13进一步修正行走车体1的位置。也能够通过遥控装置13启动和关闭刨铣装置7，控制摆架升降装置8调节刨铣装置7的工作高度，以及控制风机6的启闭和残渣收集分离装置2的工作。优选的，在遥控装置13上设有显示屏，可以通过显示屏观察到摄像装置19拍摄的图像。

上述的实施例仅为本实用新型的优选技术方案，而不应视为对于本实用新型的限制，在互不冲突的前提下，本实用新型记载的各项技术特征能够互相组合。本实用新型的保护范围应以权利要求记载的技术方案，包括权利要求记载的技术方案中技术特征的等同替换方案为保护范围。即在此范围内的等同替换改进，也在本实用新型的保护范围之内。