摊铺机及其振捣转速控制方法与流程

1.本发明涉及摊铺机振捣技术领域，具体涉及摊铺机及其振捣转速控制方法。


背景技术：

2.振捣装置作为摊铺机上的重要机构，包括偏心轴、固定轴承座、活动轴承座、轴承、振捣梁等，通过偏心轴转动带动振捣梁上下运动以起到对摊铺材料进行预压实的作用。振捣装置通常通过振捣驱动（泵、马达）进行驱动，并可通过调节泵的排量来调节振捣转速；在有些情况下，泵排量为固定的，振捣驱动可以包括流量阀，通过流量阀亦可调节振捣转速。
3.摊铺过程中保证摊铺路面的压实度一致性对于路面最终质量和使用寿命具有重要的意义，申请号为cn200810086652.6的专利即公开了一种将振捣转速与行走速度相关联以改进压实度一致性的技术方案。
4.现有技术中通过振捣转速传感器来测量实际振捣转速并进行闭环控制是已知的，有利于确保振捣转速处于理想范围内。然而现有技术仍有值得改善的地方，施工过程中摊铺机及其振捣装置往往要经历多次起步、停车，然而当前振捣装置起步阶段存在振捣转速超调和调整时间过长的现象，不利于路面摊铺质量的进一步提升。


技术实现要素：

5.本技术的目的在于克服现有技术中的不足，提供摊铺机及其振捣转速控制方法，能够调控摊铺机振捣装置的振捣转速。
6.为达到上述目的，本发明是采用下述技术方案实现的：一方面，本发明提供摊铺机，包括振捣装置、振捣驱动，振捣装置用于对摊铺材料进行初步压实，振捣驱动用于给振捣装置提供驱动力并调节振捣转速，其特征在于：还包括振捣转速控制器、存储器、振捣转速传感器；所述振捣转速控制器分别与存储器、振捣转速传感器和振捣驱动电连接；所述振捣驱动驱动连接振捣装置；所述振捣转速传感器用于测量振捣装置的振捣转速；所述存储器至少用于存储振捣转速与振捣转速控制量的历史对应关系；所述振捣转速控制器至少基于振捣转速与振捣转速控制量的历史对应关系来控制发送至振捣驱动的振捣转速控制量以调控振捣装置的振捣转速。
7.进一步地，所述振捣驱动包括振捣泵和振捣马达；所述振捣转速控制器输出端连接振捣泵，振捣泵驱动连接振捣马达，振捣马达驱动连接振捣装置；所述振捣转速控制器通过控制振捣泵的振捣转速控制量来调控振捣装置的振捣转速。
8.进一步地，所述的摊铺机包括计时器；所述振捣转速控制器与计时器电连接。
9.进一步地，所述振捣转速控制器、计时器、存储器集成为一体。
10.另一方面，本发明提供摊铺机的振捣转速控制方法，包括以下步骤：当启动振捣装置时，基于振捣转速与振捣转速控制量的历史对应关系，根据振捣转速目标值确定振捣转速目标值对应的振捣转速控制量，则振捣转速目标值对应的振捣转速控制量为初始振捣转速控制量；振捣转速控制器利用初始振捣转速控制量控制振捣驱动以调控振捣装置的振捣转速；经过设定时间后或者当实时振捣转速稳定后，比较实时振捣转速与振捣转速目标值之间的大小，并根据比较结果控制振捣驱动以调节振捣转速使实时振捣转速趋向于振捣转速目标值。
11.进一步地，所述振捣转速控制器获取实时振捣转速与实时振捣转速控制量，并根据实时振捣转速与实时振捣转速控制量更新振捣转速与振捣转速控制量的历史对应关系，以供下一次启动振捣装置时使用。
12.进一步地，所述振捣转速控制器获取施工时的当前振捣转速与当前振捣转速控制量后，据此更新当前振捣转速与当前振捣转速控制量的历史对应关系。
13.另一方面，所述振捣转速控制器获取施工时的当前振捣转速与当前振捣转速控制量后，据此更新所有振捣转速与所有振捣转速控制量的历史对应关系。
14.进一步地，所述设定时间与振捣转速目标值相关。
15.进一步地，所述设定时间与振捣转速目标值成正比。
16.进一步地，所述比较实时振捣转速与振捣转速目标值之间的大小，并根据比较结果控制振捣驱动以调节振捣转速使实时振捣转速趋向于振捣转速目标值包括：当振捣转速传感器测量出的实时振捣转速高于振捣转速目标值时，振捣转速控制器减小传输至振捣驱动的振捣转速控制量，以减小振捣转速；当振捣转速传感器测量出的实时振捣转速低于振捣转速目标值时，振捣转速控制器增大传输至振捣驱动的振捣转速控制量，以增加振捣转速。
17.与现有技术相比，本发明所达到的有益效果：在摊铺机起步阶段可以精准控制振捣装置的振捣转速，避免超调并减少振捣转速调整时间，从而有利于提升路面摊铺质量。
附图说明
18.图1为本发明摊铺机结构示意图；图2为本发明摊铺机的振捣转速控制方法的流程示意图。
具体实施方式
19.实施例1本实施例提供一种摊铺机。
20.本实施例的摊铺机包括振捣装置和振捣驱动。其中，振捣装置用于对摊铺材料进行初步压实，振捣驱动用于给振捣装置提供驱动力并调节振捣转速。
21.参考图1，本实施例的摊铺机还包括振捣转速控制器、存储器、振捣转速传感器。其
中，振捣转速控制器分别与存储器、振捣转速传感器和振捣驱动电连接。振捣驱动驱动连接振捣装置；振捣转速传感器用于测量振捣转速；存储器至少用于存储振捣转速与振捣转速控制量的历史对应关系。
22.应用中，振捣转速控制器至少基于振捣转速与振捣转速控制量的历史对应关系来调控发送至振捣驱动的振捣转速控制量以调控振捣装置的振捣转速。其中，振捣转速控制量是指用来控制振捣泵排量或者电磁流量阀流量的控制量，振捣转速控制量为电流、电压或者其它控制信号。实际应用时，振捣驱动包括振捣泵、振捣马达以及必要的管路。振捣转速控制器输出端连接振捣泵，振捣泵驱动连接振捣马达，振捣马达驱动连接振捣装置。
23.优选地，振捣泵的排量可以电控调节，从而可以调节振捣转速。此外，振捣泵也可以是固定排量的，此时振捣驱动还包括电磁流量阀，则可以通过额外的电磁流量阀来调节振捣转速。
24.参考图1，本实施例的摊铺机还可以包括计时器，振捣转速控制器与计时器电连接。振捣转速控制器、计时器、存储器可以是空间上分开分布的，然而优选地可以集成为一体。现代摊铺机的控制系统通常具有控制、计时和存储的功能，无需额外设置专用的振捣转速控制器、计时器、存储器，通过现有摊铺机的控制系统也可对振捣转速进行控制。
25.应用时，振捣转速传感器可以有机械式、电磁式、光感式等不同的类型，可以集成于振捣马达上，也可以是单独设置的。
26.实施例2在实施例1的基础上，本实施例提供一种摊铺机的振捣转速控制方法。
27.本实施例的摊铺机的振捣转速控制方法，参考图2，包括以下步骤：s1当启动振捣装置时，基于振捣转速与振捣转速控制量的历史对应关系，根据振捣转速目标值确定振捣转速目标值对应的振捣转速控制量，则振捣转速目标值对应的振捣转速控制量为初始振捣转速控制量；s2振捣转速控制器利用初始振捣转速控制量控制振捣驱动以调控振捣装置的振捣转速；s3经过设定时间后或者当实时振捣转速稳定后，比较实时振捣转速与振捣转速目标值之间的大小，并根据比较结果控制振捣驱动以调节振捣转速使实时振捣转速趋向于振捣转速目标值；其中，振捣转速目标值可以人工输入或者由程序自动生成。
28.施工过程中由于等待料车、更换料车等原因，摊铺机及其振捣装置往往要经历多次起步、停车。当摊铺机重新起步往前摊铺并启动振捣装置时，首先，基于振捣转速控制器根据振捣转速与振捣转速控制量的历史对应关系，所述振捣转速控制器利用振捣转速目标值确定振捣转速目标值对应的振捣转速控制量，并将振捣转速目标值对应的振捣转速控制量作为振捣装置启动的初始振捣转速控制量，接着，振捣转速控制器利用初始振捣转速控制量控制振捣驱动以调控振捣装置的振捣转速；然后，经过设定时间后或者当实时振捣转速稳定后，再通过振捣转速传感器测量出的实时振捣转速与振捣转速目标值的差值来控制振捣驱动以调节振捣转速。
29.本实施例在摊铺机起步阶段可以精准控制振捣装置的振捣转速，避免超调并减少振捣转速调整时间，从而有利于提升路面摊铺质量。应用时，比较实时振捣转速与振捣转速
目标值之间的大小：当振捣转速传感器测量出的实时振捣转速高于振捣转速目标值时，振捣转速控制器减小传输至振捣驱动的振捣转速控制量，以减小振捣转速，使实时振捣转速趋向于振捣转速目标值；当振捣转速传感器测量出的实时振捣转速低于振捣转速目标值时，振捣转速控制器增大传输至振捣驱动的振捣转速控制量，以增加振捣转速，使实时振捣转速趋向于振捣转速目标值。
30.本实施例实际应用时，通过振捣转速传感器容易得知振捣转速是否达到稳定状态，即振捣转速变化量是否小于设定值，一般设定值为5%。此外，也可以通过计时器来计时，经过设定时间后振捣转速也可以达到稳定状态。
31.振捣转速与振捣转速控制量的历史对应关系可以以函数或者若干离散点映射关系的形式储存于存储器内。当以函数形式存储时，通过振捣转速目标值很容易就可以求出振捣转速目标值对应的振捣转速控制量，即初始振捣转速控制量；当以若干离散点映射关系的形式存储时，可以通过插值的形式根据振捣转速目标值求出初始振捣转速控制量。
32.最初的振捣转速与振捣转速控制量的历史对应关系可以是摊铺机出厂时由制造商内置于存储器内的，然而由用户根据经验或者制造商推荐值进行编辑也是可以的。
33.应用中，振捣转速控制器获取实时振捣转速与实时振捣转速控制量，并根据实时振捣转速与实时振捣转速控制量更新振捣转速与振捣转速控制量的历史对应关系并将更新的历史对应关系更新存储器中存储的振捣转速与振捣转速控制量的历史对应关系，以供下一次启动振捣装置时使用。容易理解地，如果当前实际对应关系与历史对应关系两者之间的差异很小，也可不更新历史对应关系。所谓“历史”指的是通过之前或上一次的对应关系来对本次振捣装置启动进行控制以及通过当前或本次的对应关系来对下一次振捣装置启动进行控制。
34.此外，振捣转速控制器获取施工时的实时振捣转速与实时振捣转速控制量后，可以据此只更新当前振捣转速与当前振捣转速控制量的历史对应关系。例如：当前施工时发现当振捣转速控制量例如控制电流为200ma时，振捣转速为600r/min，则只在存储器内更新振捣转速600r/min与控制电流200ma的对应关系。假设下次启动振捣装置时的振捣转速目标值还是600r/min，则在下次启动振捣装置时，根据历史对应关系和振捣转速目标值再次调取200ma的初始振捣转速控制量来控制振捣驱动以调节振捣转速。
35.然而更有利的做法是，振捣转速控制器获取施工时的实时振捣转速与实时振捣转速控制量后，据此更新所有振捣转速与所有振捣转速控制量的历史对应关系。举例来说，假如存储器中原来存储的对应关系是振捣转速500r/min对应振捣转速控制量200ma，而实时施工振捣转速为500r/min，且所用的实时振捣转速控制量为220ma时，则将所有振捣转速对应的振捣转速控制量都增加20ma。
36.在同一个工地的摊铺过程中，施工材料等各项参数相对稳定，影响振捣转速的因素也相对恒定，通过将本次停机前的振捣转速与振捣转速控制量的精确对应关系用于停机后的振捣装置重新启动，可以获得精准的初始振捣转速控制量。相比于漫无目的地在振捣装置启动阶段就进行闭环控制，例如采用pid算法，通过此初始振捣转速控制量先开环控制振捣驱动，经过设定时间后再转入闭环控制，就可以很好地避免超调或者长时间调整不到
位，从而改进起步阶段压实度一致性。
37.实际应用中，经过设定时间后或者当实时振捣转速稳定后，此时采用行业常用的振捣转速闭环控制策略即可。本实施例是开环控制与闭环控制相结合的：振捣装置启动时，振捣转速控制器可以直接将初始振捣转速控制量传递给振捣驱动，也可以以斜坡或者其它函数形式在设定时间内逐步将振捣转速控制量提升至振捣转速目标值对应的初始振捣转速控制量。经过设定时间后或者当实时振捣转速稳定后，采用行业常用的振捣转速闭环控制策略即可。
38.应用中，设定时间与振捣转速目标值相关，优选地，设定时间与振捣转速目标值成正比，当然也可以视具体情况为其它正相关关系。
39.其中，设定时间可以是固定值例如300ms或者600ms。然而更好的是，设定时间与振捣转速目标值相关联，振捣转速目标值越高，设定时间则越长。容易理解地，启动阶段振捣转速有一个加速过程，转速越高，需要的加速时间也越长。
40.此外，振捣转速目标值通常由人工输入，亦可由振捣转速控制器根据预先设定的程序及相关参数自动生产。