沥青滚平机及道路机械的管理装置的制作方法

[0001]
本发明涉及一种沥青滚平机及道路机械的管理装置。


背景技术：

[0002]
以往，使用水平绳(水糸)和刻度尺来测定通过沥青滚平机形成的路面的形状，该水平绳是以将位于路面两侧的路缘石的高度作为基准沿宽度方向横跨路面的方式拉伸的(参考专利文献1。)。
[0003]
以往技术文献
[0004]
专利文献
[0005]
专利文献1：日本登录实用新型第3142160号公报


技术实现要素：

[0006]
发明要解决的技术课题
[0007]
然而，拉伸水平绳的工作很繁琐。因此，期望提供一种能够使得更轻松地测定路面的形状的沥青滚平机。
[0008]
用于解决技术课题的手段
[0009]
本发明的实施方式所涉及的沥青滚平机具备：牵引机；料斗，设置于所述牵引机的前侧，并且接收铺路材料；输送机，将所述料斗内的铺路材料供应到所述牵引机的后侧；螺杆，将由所述输送机供应的所述铺路材料在所述牵引机的后侧铺散；整平机(screed)，将由所述螺杆铺散的所述铺路材料在所述螺杆的后侧铺匀；及距离测定装置，将包括所述整平机铺匀的路面和成为所述路面的高度的基准的地上物的区域包含于测定范围内。
[0010]
发明效果
[0011]
通过上述方案，提供一种能够使得更轻松地测定路面的形状的沥青滚平机。
附图说明
[0012]
图1是本发明的实施方式所涉及的沥青滚平机的侧视图。
[0013]
图2是图1的沥青滚平机的俯视图。
[0014]
图3是表示测定系统的结构例的框图。
[0015]
图4是新设铺路体的剖视图。
具体实施方式
[0016]
图1是作为本发明的实施方式所涉及的道路机械的一例的沥青滚平机100的侧视图。图2是沥青滚平机100的俯视图。沥青滚平机100主要包括牵引机1、料斗2及整平机3。以下，将从牵引机1观察的料斗2的方向(+x方向)设为前方，将从牵引机1观察的整平机3的方向(-x方向)设为后方。道路机械也可以为轨道式摊铺机(tack paver)或多功能沥青摊铺机等。
[0017]
牵引机1为用于使沥青滚平机100行驶的机构。在本实施方式中，牵引机1使用后轮行驶用液压马达旋转后轮5且使用前轮行驶用液压马达旋转前轮6，从而使沥青滚平机100移动。后轮行驶用液压马达及前轮行驶用液压马达从液压泵接受工作油的供给而进行旋转。后轮5及前轮6也可以用履带代替。
[0018]
控制器50为控制沥青滚平机100的控制装置。在本实施方式中，控制器50由包括cpu、存储器及非易失性存储装置等的微型计算机构成，并且搭载于牵引机1。控制器50的各功能要件通过由cpu执行存储于非易失性存储装置中的程序来实现。但是，控制器50的各功能要件也可以由硬件或固件构成。
[0019]
料斗2为用于接收铺路材料的机构。在本实施方式中，设置于牵引机1的前侧，并且构成为能够通过料斗缸在y轴方向(车宽方向)上打开或关闭。沥青滚平机100通常在将料斗2完全打开的状态下从自卸车的货架接收铺路材料(例如为沥青混合物。)。图1及图2表示料斗2处于完全打开的状态。若料斗2内的铺路材料减少，则料斗2被闭合，曾位于料斗2的内壁附近的铺路材料集中在料斗2的中央部。这是为了使位于料斗2的中央部的输送机cv能够向牵引机1的后侧供应铺路材料。并且，供应到牵引机1的后侧的铺路材料通过螺杆sc在牵引机1的后侧且整平机3的前侧沿车宽方向被铺散。在本实施方式中，螺杆sc处于在其左右连结有伸长螺杆(extension screw)的状态。在图1及图2中，以点状图案示出通过螺杆sc铺散的铺路材料pv。
[0020]
整平机3为用于铺匀铺路材料pv的机构。在本实施方式中，整平机3包括前侧整平机30及后侧整平机31。前侧整平机30包括左前侧整平机30l及右前侧整平机30r。后侧整平机31包括左后侧整平机31l及右后侧整平机31r。并且，整平机3为由牵引机1牽引的浮动整平机，其经由调平臂3a连结于牵引机1。
[0021]
在整平机3的前部安装有犁板(mold board)43。犁板43构成为调整停留在整平机3的前方的铺路材料pv的量。铺路材料pv通过犁板43的下端与路基rb之间的间隙而到达整平机3的下方。
[0022]
在前侧整平机30中搭载有中央拱度(center crown)调节装置26。中央拱度调节装置26为使安装于左前侧整平机30l与右前侧整平机30r之间的拉线螺柱的长度伸缩来调整从后方观察时的左前侧整平机30l的下表面与右前侧整平机30r的下表面之间的角度的机构。具体而言，中央拱度调节装置26根据来自控制器50的控制指令通过使液压马达旋转而使拉线螺柱的主体旋转，从而使拉线螺柱的长度伸缩。
[0023]
在前侧整平机30与后侧整平机31之间搭载有边坡拱度(slope crown)调节装置27。边坡拱度调节装置27包括左边坡拱度调节装置27l及右边坡拱度调节装置27r。具体而言，在左前侧整平机30l与左后侧整平机31l之间搭载有左边坡拱度调节装置27l，在右前侧整平机30r与右后侧整平机31r之间搭载有右边坡拱度调节装置27r。
[0024]
左边坡拱度调节装置27l为通过使安装于左前侧整平机30l与左后侧整平机31l之间的拉线螺柱的长度伸缩来调整从后方观察时的左前侧整平机30l的下表面与左后侧整平机31l的下表面之间的角度的机构。具体而言，左边坡拱度调节装置27l根据来自控制器50的控制指令通过使液压马达旋转而使拉线螺柱的主体旋转，从而使拉线螺柱的长度伸缩。关于右边坡拱度调节装置27r也相同。
[0025]
在牵引机1的上部设置有沥青滚平机100的操作者能够作为扶手而利用的导轨1g。
而且，导轨1g上安装有距离测定装置51。距离测定装置51也可以安装于驾驶座1s的下部，也可以安装于沥青滚平机100的其他部位。
[0026]
距离测定装置51构成为测定到存在于沥青滚平机100周围的物体为止的距离。在本实施方式中，距离测定装置51为将位于整平机3的后方的空间作为测定范围的lidar。测定范围优选具有比新设铺路体np的宽度大的宽度。在本实施方式中，测定范围包括位于新设铺路体np的外侧的作为地上物ap的路缘石。地上物ap只要是可以成为新设铺路体np表面的高度的基准的地上物，则也可以为沟渠等除路缘石以外的其他地上物。lidar例如测定位于测定范围内的100万点以上的点与lidar之间的距离。图1及图2的虚线所示的范围表示距离测定装置51的测定范围r0。
[0027]
距离测定装置51优选包括惯性测量装置。这是为了测量距离测定装置51的姿势。惯性测量装置例如为加速度传感器与陀螺仪传感器的组合。并且，距离测定装置51优选包括定位装置。这是为了测量距离测定装置51的位置。定位装置例如为gnss接收机。
[0028]
距离测定装置51也可以为立体摄像机、毫米波雷达、激光雷达、激光扫描仪、距离图像摄像机或激光测距仪等。
[0029]
在本实施方式中，一台距离测定装置51被安装于沥青滚平机100，但也可以是多台距离测定装置51被安装于沥青滚平机100。
[0030]
显示装置52构成为显示与沥青滚平机100有关的信息。在本实施方式中，显示装置52为设置于驾驶座1s的前方的液晶显示器。
[0031]
通信装置53构成为控制沥青滚平机100与位于沥青滚平机100的外部的设备之间的通信。在本实施方式中，通信装置53设置于驾驶座1s的前方。
[0032]
接着，参考图3及图4对搭载于沥青滚平机100的测定系统ms进行说明。图3是表示测定系统ms的结构例的框图。图4是通过沥青滚平机100形成的新设铺路体np的剖视图，表示从+x侧观察包含图2的单点划线l1的铅垂截面时的状态。
[0033]
测定系统ms主要包括中央拱度调节装置26、边坡拱度调节装置27、调平缸28、高低差调整装置29、控制器50、距离测定装置51、显示装置52及通信装置53等。
[0034]
控制器50包括测定部50a、拱度调节装置驱动部50b、调平缸驱动部50c及高低差调整装置驱动部50d来作为功能要件。
[0035]
测定部50a构成为能够测定通过沥青滚平机100形成的新设铺路体np的表面的形状。在本实施方式中，测定部50a根据作为距离测定装置51的lidar的输出来进行测定范围r0内的新设铺路体np的表面形状的测定。具体而言，测定部50a使用以作为距离测定装置51的lidar为中心的局部坐标系和基准坐标系来测定新设铺路体np的表面的形状。即，测定部50a通过将局部坐标系中的坐标转换为基准坐标系中的坐标来确定与新设铺路体np的表面上的各点相对应的基准坐标系中的各坐标。基准坐标系例如为世界测地系统。世界测地系统为在地球的重心设定原点，在格林威治子午线与赤道的交点的方向上取x轴，在东经90度的方向上取y轴，而且在北极方向上取z轴的三维正交xyz坐标系。
[0036]
测定部50a可以在施工过程中即沥青滚平机100的前进过程中进行测定范围r0内的新设铺路体np的表面形状的测定，也可以在施工后即沥青滚平机100停止之后进行测定范围r0内的新设铺路体np的表面形状的测定。
[0037]
首先，测定部50a将位于新设铺路体np的宽度方向的外侧的地上物ap上的点设定
为基准点r1。在本实施方式中，基准点r1设定于将新设铺路体np进行分割的l字形路缘石的上端。但是，地上物ap也可以为用于将新设铺路体n p进行分割的木制框架，也可以为在以往的形状测定中拉伸水平绳时使用的底座st(参考图2。)。底座st例如在测定新设铺路体np的表面的形状时由工作人员设置。并且，测定部50a也可以将位于从路缘石的上端起规定高度的铅垂上方的点等不在地上物ap上的空中的点作为基准点r1。
[0038]
具体而言，测定部50a根据lidar的输出来检测路缘石，并将从沥青滚平机100的后端起沿-x方向分开规定距离的位置处的该路缘石的上端设定为基准点r1。
[0039]
测定部50a也可以根据lidar的输出来检测具有规定的形状(例如圆柱形状)的底座st，并将底座st的中心点(上表面的中心)作为基准点r1。
[0040]
然后，测定部50a将通过基准点r1的与新设铺路体np的宽度方向(y轴方向)平行的线设定为虚拟水平绳vs。典型的虚拟水平绳vs为通过基准点r1的水平线。
[0041]
但是，测定部50a例如也可以将连接位于新设铺路体np的+y侧的底座st的中心点与位于新设铺路体np的-y侧的底座st的中心点的线作为虚拟水平绳vs。
[0042]
然后，测定部50a导出虚拟水平绳vs与新设铺路体np的表面之间的铅垂距离。在本实施方式中，如图4所示，测定部50a在虚拟水平绳vs上以等间隔设定19个点p1～点p19。然后，确定存在于点p1～点p19各自的正下方的、新设铺路体np的表面上的点q1～点q19。另外，在图4中，为了清楚起见，省略了与点p3～点p9、点p11～点p18、点q3～点q9及点q11～点q18各自相对应的符号及引出线的图示。具体而言，测定部50a根据距离测定装置51所输出的新设铺路体np的表面上的各点与距离测定装置51之间的距离及距离测定装置51的姿势来确定点q1～点q19。距离测定装置51的姿势例如基于惯性测量装置的输出。
[0043]
然后，测定部50a计算出点p1与点q1之间的距离d1。在本实施方式中，测定部50a根据距离测定装置51所输出的点p1与距离测定装置51之间的距离及点q1与距离测定装置51之间的距离来计算出距离d1。关于距离d2～d19也相同。测定部50a也可以根据由基准点r1导出的路基rb的高度来计算与距离d1～d19各自相对应的新设铺路体np的厚度。另外，在图4中，为了清楚起见，省略了与距离d3～距离d9及距离d11～距离d18各自相对应的符号的图示。
[0044]
设定于虚拟水平绳vs上的点也可以以不等间隔配置。并且，点的数量可以少于19个，也可以为20个以上。
[0045]
然后，测定部50a将距离d1～d19的测定结果显示于显示装置52。在本实施方式中，测定部50a将距离d1～d19的测定结果使用图表来显示于显示装置52。但是，测定部50a也可以仅用数值来显示距离d1～d19的测定结果，也可以以图表与数值的组合来进行显示。
[0046]
在本实施方式中，测定部50a构成为将距离d1～d19的测定结果与位置信息建立关联而存储于非易失性存储装置中。位置信息例如为与纬度及经度有关的信息。位置信息也可以包含与高度有关的信息。位置信息例如根据距离测定装置51中所包括的定位装置的输出来生成。
[0047]
并且，测定部50a也可以将距离d1～d19的测定结果发送到外部设备。例如，测定部50a可以向设置于外部管理中心等的计算机等管理装置或工作人员携带的智能手机等支援装置发送测定结果。这是为了将与显示于显示装置52的信息相同的信息显示于管理装置或支援装置附属的显示装置。管理装置可以构成为将所接收到的测定结果与施工计划图建立
对应关系而进行存储。与施工计划图有关的信息例如预先存储于管理装置中的非易失性存储装置中。此时，管理装置能够在显示于显示装置的施工计划图上重叠显示与测定结果有关的信息。并且，管理装置也可以构成为将所接收到的测定结果与地图信息建立对应关系而进行存储。地图信息例如包括地图图像，其预先存储于管理装置中的非易失性存储装置中。此时，管理装置能够在显示于显示装置的地图图像上重叠显示与测定结果有关的信息。关于支援装置也相同。
[0048]
或者，测定部50a也可以对压实新设铺路体np的压路机发送距离d1～d19的测定结果。此时，接收到距离d1～d19的测定结果的压路机的操作者例如可以根据显示于压路机附属的显示装置的测定结果来改变压路机的行驶路径等。并且，测定部50a也可以将测定结果和位置信息发送到管理装置、支援装置及压路机中的至少一个。
[0049]
测定部50a也可以将距离d1与对应于距离d1的理想距离d1t之差计算为新设铺路体np的表面的凹凸的大小，并将该凹凸的大小作为测定结果而进行输出。理想距离d1t例如预先存储于非易失性存储装置中。当距离d1与理想距离d1t一致时，对应于距离d1的新设铺路体np的表面上的点的高度与由地上物a p规定的基准高度相等。关于距离d2～d19也相同。此时，测定部50a可以将与距离d1～d19各自相对应的凹凸的大小和距离d1～d19的测定结果一同显示于显示装置52。或者，测定部50a可以代替距离d1～d19的测定结果而将与距离d1～d19各自相对应的凹凸的大小显示于显示装置52。
[0050]
当新设铺路体np的表面的凹凸的大小超出规定值时，测定部50a可以将该情况显示于显示装置52。此时，测定部50a可以从未图示的声音输出装置输出报警。
[0051]
控制器50可以将安装于沥青滚平机100中的拍摄沥青滚平机100的后方的摄像机(未图示。)所获取的图像显示于显示装置52。然后，测定部50a可以在摄像机所获取的图像上重叠显示与距离d1～d19的测定结果有关的信息。此时，与距离d1～d19的测定结果有关的信息例如可以为表示凹凸的大小的数值或图形等。
[0052]
当测定部50a在沥青滚平机100的行进方向(x轴方向)上连续测定到新设铺路体np的表面的形状时，可以将表示表面的凹凸的大小的分布的图显示于显示装置52。该图例如为在从正上方观察新设铺路体np的状态下用红色表示凹部、用蓝色表示凸部的图。
[0053]
拱度调节装置驱动部50b构成为驱动中央拱度调节装置26及边坡拱度调节装置27中的至少一个。在本实施方式中，拱度调节装置驱动部50b利用液压泵、液压马达及控制阀等使中央拱度调节装置26及边坡拱度调节装置27分别进行动作。具体而言，拱度调节装置驱动部50b根据沥青滚平机100的操作者经由未图示的输入装置的指令而使中央拱度调节装置26及边坡拱度调节装置27分别进行动作。除了操作者的指令以外，拱度调节装置驱动部50b还可以根据来自控制器50的控制指令而使中央拱度调节装置26及边坡拱度调节装置27分别进行动作。
[0054]
调平缸驱动部50c构成为驱动调平缸28。调平缸28(参考图1及图2。)是为了调整沥青混合物的铺匀厚度而使调平臂3a的前端部分上下运动的液压缸。在本实施方式中，调平缸28包括左调平缸28l及右调平缸28r。调平缸驱动部50c利用液压泵及控制阀等使调平缸28进行动作。具体而言，调平缸驱动部50c根据沥青滚平机100的操作者经由输入装置的指令而使调平缸28进行动作。除了操作者的指令以外，调平缸驱动部50c也可以根据来自控制器50的控制指令而使调平缸28进行动作。
[0055]
高低差调整装置驱动部50d构成为驱动高低差调整装置29。高低差调整装置29(参考图2。)是为了消除形成于通过前侧整平机30形成的铺路面与通过后侧整平机31形成的铺路面之间的高低差而使后侧整平机31上下运动的机构。在本实施方式中，高低差调整装置29根据来自控制器50的控制指令而使作为液压致动器的高低差调整用马达旋转来驱动安装于后侧整平机31的旋转/直动转换机构，使后侧整平机31相对于前侧整平机30上下运动。高低差调整装置29包括使左后侧整平机31l上下运动的左高低差调整装置29l和使右后侧整平机31r上下运动的右高低差调整装置29r。高低差调整装置驱动部50d利用液压泵、液压马达及控制阀等使高低差调整装置29进行动作。具体而言，高低差调整装置驱动部50d根据沥青滚平机100的操作者经由输入装置的指令而使高低差调整装置29进行动作。除了操作者的指令以外，高低差调整装置驱动部50d也可以根据来自控制器50的控制指令而使高低差调整装置29进行动作。
[0056]
例如，观察到显示于显示装置52的距离d1～d19的测定结果的操作者可以通过输入装置及拱度调节装置驱动部50b而使中央拱度调节装置26进行动作。这是为了调整从后方观察时的左前侧整平机30l的下表面与右前侧整平机30r的下表面之间的角度。
[0057]
例如，当检测到通过左后侧整平机31l形成的新设铺路体np的左侧部分(+y侧部分)的厚度朝外侧变厚时，控制器50可以对拱度调节装置驱动部50b输出控制指令。此时，拱度调节装置驱动部50b根据来自控制器50的控制指令来执行使用左边坡拱度调节装置27l进行的调整。
[0058]
为了调整新设铺路体np的厚度，观察到距离d1～d19的测定结果的操作者不仅可以使中央拱度调节装置26或边坡拱度调节装置27进行动作，还可以通过调平缸驱动部50c而使调平缸28进行动作。这是因为，当调整新设铺路体n p的厚度时，与使用中央拱度调节装置26及边坡拱度调节装置进行的调整相比，使用调平缸进行的调整更有效。
[0059]
控制器50检测到在通过左前侧整平机30l形成的部分与通过左后侧整平机31l形成的部分之间产生了高低差的情况也相同。此时，控制器50例如可以对高低差调整装置驱动部50d输出控制指令。高低差调整装置驱动部50d根据来自控制器50的控制指令而使高低差调整装置29进行动作，从而使高低差消失。
[0060]
并且，以上记载了自动决定使用中央拱度调节装置26、边坡拱度调节装置27、调平缸28及高低差调整装置29中的至少一个进行调整的宽度的事例，但也可以由操作者一边确认显示于显示装置52的内容，一边手动决定使用中央拱度调节装置26、边坡拱度调节装置27、调平缸28及高低差调整装置29中的至少一个进行调整的宽度。
[0061]
如上所述，本发明的实施方式所涉及的沥青滚平机100具备：牵引机1；料斗2，设置于牵引机1的前侧，并且接收铺路材料pv；输送机cv，将料斗2内的铺路材料pv供应到牵引机1的后侧；螺杆sc，将由输送机cv供应的铺路材料pv在牵引机1的后侧铺散；整平机3，将由螺杆sc铺散的铺路材料pv在螺杆sc的后侧铺匀；及距离测定装置51，将包括作为整平机3铺匀的路面的新设铺路体np的表面和成为该表面的高度的基准的地上物ap的区域包含于测定范围r0内。
[0062]
通过该结构，沥青滚平机100能够更轻松地测定新设铺路体np的表面的形状。这是因为，无需如以往那样拉伸水平绳。并且，由相同的理由，沥青滚平机100能够缩短测定新设铺路体np的表面的形状所需要的时间。进而，沥青滚平机100由于能够抑制测定时的人为错
误而能够提高测定精确度。并且，由于测定表面的形状的工作人员无需如以往那样刚铺匀之后就进入高温状态的新设铺路体np上，因此沥青滚平机100能够提高工作人员的安全性。并且，沥青滚平机100能够防止由于工作人员进入新设铺路体np上而导致新设铺路体np的表面受损。
[0063]
距离测定装置51优选安装于牵引机1。通过该结构，沥青滚平机100能够进一步提高新设铺路体np的表面形状的测定精确度。这是因为，与整平机3相比，牵引机1的振动少。并且是因为，与例如安装于整平机3中的情况相比，距离测定装置51能够以比较大的俯角测定到新设铺路体np的表面为止的距离。
[0064]
沥青滚平机100优选具备作为控制装置的控制器50，该控制器50根据距离测定装置51的输出来计算出相对于由地上物ap规定的基准高度的路面的凹凸。通过该结构，沥青滚平机100无需连接于其他装置，便能够单独地、轻松地测定新设铺路体np的表面的形状。并且，距离测定装置51也可以用于实现后方监视等其他功能。并且，沥青滚平机100的操作者通过观察与新设铺路体np的表面上的相对于基准高度的凹凸有关的信息来直观地掌握新设铺路体np的表面形状的状态。
[0065]
沥青滚平机100优选连接于显示由距离测定装置51测定的结果的显示装置。显示装置包括搭载于沥青滚平机100中的显示装置52、设置于外部管理中心等的计算机等管理装置附属的显示装置或工作人员携带的智能手机等支援装置附属的显示装置等。通过该结构，沥青滚平机100能够将与新设铺路体np的表面的形状有关的信息传递给沥青滚平机100的操作者或在沥青滚平机100的周围进行工作的工作人员等有关人员。
[0066]
以上，对本发明的优选实施方式进行了说明。然而，本发明并不限定于上述实施方式。上述实施方式在不脱离本发明的范围的情况下能够适用各种变形或替换等。并且，只要不存在技术矛盾，则可以将参考上述实施方式而说明的每个特征适当地进行组合。
[0067]
例如、在上述实施方式中，距离测定装置51安装于导轨1g上，但也可以安装于顶盖的上部等更高的位置。这是为了使得能够以更大的俯角测定到新设铺路体np的表面为止的距离。
[0068]
本申请主张基于2018年8月1日申请的日本专利申请2018-145286号的优先权，该日本专利申请的全部内容通过参考援用于本申请中。
[0069]
符号说明
[0070]
1-牵引机，1g-导轨，1s-驾驶座，2-料斗，3-整平机，3a-调平臂，5-后轮，6-前轮，26-中央拱度调节装置，27-边坡拱度调节装置，28-调平缸，29-高低差调整装置，30-前侧整平机，31-后侧整平机，43-犁板，50-控制器，50a-测定部，50b-拱度调节装置驱动部，50c-调平缸驱动部，50d-高低差调整装置驱动部，51-距离测定装置，52-显示装置，53-通信装置，100-沥青滚平机，ap-地上物，cv-输送机，np-新设铺路体，pv-铺路材料，rb-路基，sc-螺杆，st-底座。