一种无压痕的地面施工用激光整平设备及方法与流程

1.本发明涉及工程机械技术领域，具体为一种无压痕的地面施工用激光整平设备及方法。将激光技术、电动系统、液压系统以及闭环控制技术相结合，实现预期的效果。


背景技术：

2.随着当下国内发展一片向好，人们对于生活的要求标准随之不断提高，各种大型工厂、广场、体育场、和停车场的需求越来越大。这类场地建设大多采用混凝土浇筑地基，然后在表层贴地砖或者坪漆，因此这些对基础层的平整度提出了很高的要求。
3.传统的混凝土地坪施工通常时采用人工找平，再使用磨光机进行细化。这种方式需要大量的人工，同时施工过程中质量不受控制，需要人工多次进行修正，需反复测量正在施工的平面，工作效率也大打折扣，同时在磨光的过程中产生的大量粉尘不仅污染环境，还会对施工人员造成伤害。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种无压痕的地面施工用激光整平设备及方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
5.为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：
6.一种无压痕的地面施工用激光整平方法，该无压痕的地面施工用激光整平方法包括以下几个步骤：
7.s1、校准；
8.s2、检测；
9.s3、整平；
10.s4、检验。
11.步骤s1包括如下具体步骤：
12.s101、选择施工场合；
13.s102、激光位置调整；
14.s103、水箱加满水。
15.步骤s2包含如下具体步骤：
16.s201、激光检测装置检测路面的平整度，陀螺仪检测路面的坡度；
17.s202、控制系统接收到待加工路面与标准路面之间偏差的信号，调整打磨装置的运行时间以及偏转角度。
18.步骤s3包含如下具体步骤：
19.s301、打磨装置接收到控制器信息开始下沉并打磨；
20.s302、液压装置接收到控制器信息以后开始调节砂轮机的倾斜角度；
21.s303、冷却除尘装置根据打磨需要适时喷水，提高装置工作的稳定性、减小粉尘带来的污染。
22.步骤s4包含如下具体步骤：
23.s401、通过激光检测装置和陀螺仪检测未处理路面的平整度，对凸起部分进行磨平；
24.s402、通过激光检测装置和陀螺仪模块检测已加工路面是否符合预期使用标准。
25.一种无压痕的地面施工用激光整平设备，所述激光整平设备包括移动装置、激光检测设备、液压装置；
26.所述激光检测设备由激光发射器和激光接收器组成。其中激光发射器通过与铰链连接可以实现角度的改变，在其铰链的结合部位安装90度舵机可以实现激光发射器角度的精确转动，90度舵机通过连接杆连接下方的激光发射器，其中激光发射器的控制线束可以在连接杆当中串过。激光接收器通过活动铰链与两个刚性连接柱相连接，所述刚性连接柱固定安装在所述移动装置的顶端，确保激光接收器始终保持竖直向下的状态，所述激光接收器使用倾斜的刚性连接件主要是防止此装置在路面不平处工作时碰到右侧的密封箱，从而破坏传感器的正常工作状态，影响检测的精度，所述激光接收器上边布置有若干光线传感器，光线传感器主要是用来检测激光接收器偏离的角度，也就是待加工路面和标准路面的偏离程度，在校准阶段根据可调式激光发射器照在传感器上位置的不同，根据控制系统反馈回来的检测数据，人为进行校准。
27.所述液压装置下方滑动连接有电机座，所述电机座上方布置有滑轨；所述液压装置包含液压箱、四个液压泵、溢流阀、液压腔以及四个液压杆，所述液压箱与移动装置固定，液压箱内部形成液压腔，所述液压泵安装在所述液压腔内部，液压泵通过调整液压油的流量和速度实现对砂轮机的高度和倾斜程度的调整，每个所述液压泵连接一个液压杆，每个所述液压杆均安装在液压箱外侧，所述液压杆的一端连接有支撑部件，所述支撑部件的末端连接楔形滑块，楔形块呈三角形，滑块底部安装在滑轨内部，所述装置可以保证砂轮机在竖直方向上运动，所述支撑部件的中心部位有滑槽，所述滑槽中安装有销轴，所述销轴与移动装置内壁固定，增加支撑部位在运动方向上的自由度，在液压装置的顶部配有溢流阀，所述述溢流阀的主要作用是防止移动装置在正常工作期间，液压装置内部压力过高损坏液压设备。
28.所述电机座内部安装有电机，所述电机座的下方固定安装有砂轮罩，所述砂轮罩下方安装有砂轮，所述砂轮与电机轴相连接。所述移动装置整套反馈机制包含激光检测装置、陀螺仪、液压装置、控制系统以及冷却除尘水箱，所述激光检测装置安装在所述移动设备头部的密封箱内，所述陀螺仪安装于所述移动设备的前方中部，主要是用来检测待工作表面的倾斜度，所述液压装置位于所述移动装置的中心，所述冷却除尘水箱位于移动装置的后端上部，所述驱动电机位于移动装置的后端下部，并为整个移动装置提供动力，所述控制系统位于所述移动设备的后端中部，所述控制系统根据传感器检测到的信号对砂轮和液压装置进行调整。液压泵将液压油输送至液压杆，所述液压杆将压力传递到支撑部件，设备前进过程中仅存在竖直方向上的运动；当设备前进方向上有坡度时，陀螺仪检测到相应的信号并传送至控制端，控制器调整液压泵两侧流量不同，两端的支撑部件由于受力不同就会出现倾斜，从而砂轮面也相应发生倾斜，能够更加高效地提高路面的平整度。
29.砂轮在实际工作过程中会产生大量的热，影响装置的稳定性，同时还会产生粉尘污染，这一系列问题可以通过喷水装置来解决，喷水装置包括冷却除尘水箱、水泵、管道和
喷水嘴，冷却除尘水箱内部的水通过水泵装置输送至砂轮罩，砂轮罩与电机底座之间为固定连接，控制系统可以调节水泵流速的快慢，所述砂轮罩下方设有喷水嘴，此喷水装置可以与砂轮实现最大面积的接触，最大限度地提高除尘和降温的效果。
30.所述砂轮包括砂轮板和砂轮片，所述砂轮板下方为砂轮底板，所述砂轮板与砂轮底板上分布有大小均匀的溢水嘴，所述砂轮板与砂轮底板之间设置有三个卡槽，卡槽内安装有锁紧装置，所述锁紧装置包括旋转滑块和弹簧，在旋转滑块的下方安装有弹簧，弹簧安装在旋转滑块下方凹槽的位置，所述弹簧与所述旋转滑块保持在同一轴线上。
31.所述砂轮在长期使用过程中会出现磨损、崩裂以及精度要求等级不同，需要砂轮片与砂轮底板在契合中方便、快速、高效。这里通过砂轮上部的锁紧装置与砂轮片的卡盘进行连接，最后通过旋转按压旋转滑块进行锁紧，弹簧的主要作用是可以实现砂轮片上的卡盘与砂轮底板上旋转滑块的自锁，弹簧在正常状态下可以把旋转滑块卡在砂轮内部的槽内，在更换砂轮片的时候，人为按压旋转滑块使得弹簧压缩，旋转滑块向下运动与凹槽分离，将旋转滑块旋转一定角度松开便可将砂轮片上的卡盘取出，装上砂轮片以后只需将其拧回原来的位置，松手即可锁紧，砂轮片还配备有出水口，下部砂轮面与工作路面接触，可以达到预期的工作效果。
32.与现有技术相比，本发明所达到的有益效果是：
33.1、机器的自动化程度较高，借助于传感器检测系统能够进行实时检测，并将检测、打磨以及降温等功能集成在一个装置上，减少工人的劳动强度，极大地提高了工作效率；
34.2、减少了工人的投入，维护成本较低，从长期来看降低了施工成本，可以提高企业的经济效益。
35.3、通过高精度的传感器和开环反馈控制系统，能够对施工路面的平整度做出快速的判断，整平质量较传统施工方式有了显著提高；
36.4、工作适应性比较强，只需校准其传感器的工作场合，可以实现在坡度和平地以及各种工作场合的切换。
37.5、激光检测设备与传统激光检测相比采用密封处理，检测过程排除了外界干扰，提高了装置检测的灵敏度，还避免工人因操作不当而导致意外事故发生；同时其可操作性有了明显的提高，工人在使用时可以减少繁琐的测量时间。
附图说明
38.附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：
39.图1是本发明的整体结构示意图；
40.图2是本发明的顶部结构示意图；
41.图3是本发明的左侧结构示意图；
42.图4是本发明的激光检测装置结构示意图；
43.图5是本发明的激光发射装置结构示意图；
44.图6是本发明的激光接收器结构示意图；
45.图7是本发明的液压装置结构示意图；
46.图8是本发明砂轮结构的顶部结构示意图；
47.图9是本发明的可更换砂轮片侧面结构示意图；
48.图10是本发明的锁紧装置局部放大示意图。
49.图中：
50.1、激光检测装置；101、激光发射器；102、激光接收器；1001、可调式激光发射器；1002、连接杆；1003、90度舵机；1102、光线传感器；1103、活动铰链；1104、刚性连接柱；
51.2、砂轮；201、砂轮底板；202、溢水嘴；203、锁紧装置；204、卡盘；205、砂轮面；206、出水口；207、旋转滑块；208、弹簧；209、砂轮板；210、砂轮片；
52.3、冷却除尘水箱；
53.4、陀螺仪；
54.5、液压装置；501、液压泵；502、液压腔；503、液压杆；504、可动铰链；505、支撑部件；506、电机座；507、滑轨；
55.6、驱动电机；
56.7、控制系统。
具体实施方式
57.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
58.请参阅图1-图10，本发明提供技术方案：
59.实施例一：
60.一种无压痕的地面施工用激光整平方法，该设备的主要工作流程包括以下几个步骤：
61.s1、校准；
62.s2、检测；
63.s3、整平；
64.s4、检验。
65.步骤s1包括如下具体步骤：
66.s101、选择施工场合；
67.s102、激光位置调整；
68.s103、水箱加满水。
69.步骤s2包含如下具体步骤：
70.s201、激光检测装置检测路面的平整度，陀螺仪检测路面的坡度；
71.s202、控制系统接收到待加工路面与标准路面之间偏差的信号，调整打磨装置的运行时间以及偏转角度。
72.步骤s3包含如下具体步骤：
73.s301、打磨装置接收到控制器信息开始下沉并打磨；
74.s302、液压装置接收到控制器信息以后开始调节砂轮机的倾斜角度；
75.s303、冷却除尘装置根据打磨需要适时喷水，提高装置工作的稳定性、减小粉尘带
来的污染。
76.步骤s4包含如下具体步骤：
77.s401、通过激光检测装置和陀螺仪检测未处理路面的平整度，对凸起部分进行磨平；
78.s402、通过激光检测装置和陀螺仪模块检测已加工路面是否符合预期使用标准。
79.实施例二：
80.一种无压痕地面施工用整平设备，包括移动装置、激光检测设备1、砂轮2、冷却除尘水箱3、陀螺仪4、液压装置5、驱动电机6以及控制系统7八个部分组成。
81.移动装置为车体，驱动电机6位移动装置的运动提供动力，控制系统7用于控制移动装置运动以及激光检测设备1、冷却除尘水箱3、陀螺仪4、液压装置5的工作；
82.所述激光检测设备1可由激光发射器101和激光接收器102组成。其中激光发射器101通过与铰链连接可以实现角度的改变，在连接杆1002与移动装置铰链连接部位安装90度舵机1003，90度舵机1003通过连接杆1002连接下方的可调式激光发射器1001，所述90度舵机1003可以调节可调式激光发射器1001角度的精确转动，可调式激光发射器1001的控制线束可以流经连接杆1002。激光接收器102通过两个刚性连接柱1104与活动铰链1103相连接，始终保持竖直向下，此处的激光接收器102使用倾斜的刚性连接柱1104主要是防止此装置在路面不平处工作时碰到右侧的密封箱，从而破坏激光接收器102的正常工作状态，影响检测的精度。激光接收器102上边分布有若干光线传感器1102，在校准阶段可调式激光发射器1001射在光线传感器上位置的不同，通过控制系统7反馈回来的数值人为进行校准。此整套激光检测装置处于密封状态，这可以减小外部条件带来的误差，从而提高该激光检测装置1的精度，也可以避免激光对人体造成损伤。
83.所述砂轮2主要与液压装置5相互配合使用，所述液压装置5下方滑动连接有电机座506，所述电机座506上方布置有滑轨507，所述液压装置5包含液压箱、四个液压泵501、溢流阀、液压腔502以及四个液压杆503，所述液压箱与移动装置为固定连接，所述液压泵501安装在液压箱内部，每个所述液压泵501连接一个液压杆503，每个所述液压杆503均安装在液压箱的外侧，所述液压杆503的一端连接有支撑部件505，所述支撑部件505的末端活动连接楔形滑块，楔形滑块呈三角形，滑块底部在滑轨507内部，楔形滑块可以沿滑轨507做直线往复运动，所述支撑部件505的中心部位有滑槽，所述滑槽中安装有销轴，所述销轴与移动装置内壁固定连接。
84.所述电机座506安装在液压装置5的下方，所述电机座506内部安装有电机，所述电机座506的下方固定安装有砂轮罩，所述砂轮罩下方安装有砂轮2，所述砂轮2与电机轴相连接，可以通过液压装置5调节砂轮2的高度和倾斜度，液压泵501通过调整液压油的流量和速度实现对高度和倾斜度的准确控制，在液压腔502的上方配备有液压泵501，在液压泵501上部还配备有溢流阀，液压油流经液压杆将力作用于可动铰链504，最终推动支撑部件505向下方运动，在支撑部件505与电机座506的连接部位，通过使用滑块连接可以减小圆弧运动带来的误差，仅保留砂轮2竖直方向的运动，上述装置在接收到控制系统7的信号以后开始调整工作方位。
85.所述控制系统7根据光线传感器1102检测到的信号对砂轮2和液压装置5进行调整。液压泵501将液压油输送到受力部位，设备前进过程中仅存在前进方向上的倾斜度时，
两端的支撑部件505受力相同，砂轮5仅存在竖直方向上的运动；当设备前进方向上的左右两侧出现坡度时，陀螺仪4将检测到的倾斜度信号实时反馈至控制端，控制系统7调节两侧液压油的流量发生改变，两端的支撑部件505由于受力不同就会出现倾斜，能够更加高效地提高路面的平整度。
86.所述冷却除尘水箱3主要是用来解决砂轮2在实际工作过程中会产生大量热，影响该装置工作的稳定性，同时还会产生粉尘的问题。冷却除尘水箱3内部的水泵将水输送至砂轮罩，控制系统7可以调节水泵流速的快慢，所述砂轮罩下方开有喷水嘴，此喷水装置可以与砂轮2实现最大面积的接触，最大限度地提高除尘和降温的效果。
87.所述砂轮2在长期使用中会出现磨损、崩裂以及精度要求等级不同，需要砂轮片210与砂轮底板201在契合上更方便、快速、高效。砂轮2包括砂轮板209和砂轮片210，砂轮板209与电机轴连接，砂轮板209的下方布置有砂轮底板201和砂轮片210，所述砂轮底板201与砂轮板209上分布有一定数量的溢水嘴202，砂轮板209外缘下端开设有凹槽，砂轮板209与砂轮底板201相互配合形成卡槽，卡槽内安装有锁紧装置203，锁紧装置203方便砂轮底板201跟砂轮片210进行连接，所述锁紧装置包括旋转滑块207和弹簧208，在旋转滑块207的下方安装有弹簧208，所述弹簧208安装在旋转滑块207下方开设的凹槽内，所述弹簧208与所述旋转滑块207保持在同一轴线上，弹簧208固定在砂轮底板201上，砂轮底板201上在位于旋转滑块207一侧的位置开设有插接口。
88.所述砂轮片210安装在所述砂轮底板201的下方，所述砂轮片210直径与所述砂轮底板201的直径相等，所述砂轮片210的上方均匀分布有三个卡盘204，所述三个卡盘204与三个锁紧装置203相配对，所述卡盘204呈“l”字型，所述旋转滑块207的长度要大于砂轮片210上卡盘204的长度，所述旋转滑块207的宽度大于砂轮片210上卡盘204的宽度，所述砂轮片210上的卡盘204与砂轮底板201之间相互配合，同时砂轮片210配备有出水口206，下方砂轮面205与路面相接触，最终达到预期的效果。卡盘204通过插接口进入卡槽，卡盘204进入卡槽之前，人工按压旋转滑块207并往外掰动，使旋转滑块207避让出卡盘204进入卡槽的空间，卡盘204进入卡槽后，先让旋转滑块207往内复位，之后再释放旋转滑块207，使旋转滑块207在弹簧208的支撑下抵住卡盘204，从而实现砂轮片210与砂轮底板201的连接。
89.本发明的工作原理：
90.在施工前工作人员首先需要根据工况条件来对设备进行校准，具体的校准方法是在工作前将设备保持在与工作面保持水平，此时，可调式激光发射器1001与激光接收器102之间会有一个夹角，其中，激光接收器102在任何条件下都保持竖直向下的状态，只需调整可调式激光发射器1001与激光接收器102保持相垂直关系，调整好的平面将作为此设备正常工作时的参考平面。
91.本设备在正常工作过程中，会保持一定的速度运行，由于砂轮2在此过程中要将凸出来的部分清理掉，所以在这里的运行速度不能太快；在行驶过程中，其前方路面不平时，轮子前后会存在一个高度差，激光发射器101发射出去的激光反馈在激光接收装置102上的位置会发生变化，其中激光接收器102始终保持竖直向下。当前方路面过高时，检测到可调式激光发射器1001在激光接收器102上其相应位置朝下，通过其对应位置光线传感器1102的检测，将信号传送至控制系统7，控制系统7用相应的参数信号用来调整液压装置5向下运行。由于液压装置5在运转过程中最先检测到不平的位置在车头部分，因此需要后侧的液压
装置5与控制信号之间有一定的延时，确保砂轮2的工作部位和检测部位在同一个位置。
92.本设备在头部位置安装有陀螺仪4模块，其主要作用是检测其在前进过程中的坡度，当此设备出现倾斜时，仅靠砂轮2的上下运动明显满足不了磨平路面的功能。在倾斜路面时，陀螺仪4将相应方向的倾斜度传送至控制系统7，所述控制系统7将信号处理完成以后来调整砂轮2的倾斜程度，液压装置5通过调节液压泵501的流速来调整液压杆503的伸缩量，与液压杆503相连接的支撑部件505绕销轴做圆周运动，所述销轴与移动设备内壁固定连接，为消除圆弧运动带来的影响，液压装置5的支撑部位505和电机座506采用滑动连接，电机座506上配置相应的凹槽，仅保留其竖直方向上的运动。
93.在激光检测装置1检测到前方出现凸起时，电机座506在液压装置5的调节作用下向下运动，在陀螺仪4传感器检测到其左侧位置偏高时，电机座506在液压装置5的调节作用下向左倾斜，带动砂轮2往左倾斜，并将坡度部分磨平，同理当其右侧位置偏高时，电机座506在液压装置5的调节作用下向右倾斜，带动砂轮2往右倾斜，经过上述两个方向的打磨，最终处理完成的路面基本上可以达到预期的效果。
94.砂轮2在打磨过程中由于摩擦力会产生较大的热量和粉尘污染，在此移动设备的尾部安装有冷却除尘水箱3，可以起到对砂轮2降温和减少粉尘的效果。冷却除尘水箱3内部的水泵将水输送至砂轮罩，控制系统7可以调节水泵流速的快慢，所述砂轮罩下方开有喷水嘴，此喷水装置可以与砂轮2实现最大面积的接触，最大限度地提高除尘和降温的效果。
95.砂轮2在长期使用过程中可能会存在有磨损、崩裂以及地面要求等级不同，需要更换砂轮片210。以往更换砂轮片210往往采用人工装卸的方式，由于砂轮2经常跟地面相接触，导致螺钉和螺母溅有泥沙，增加了工人的操作难度，降低了工作效率，并且经常性地装卸还会导致螺纹发生损坏等。为解决这一问题，在砂轮板209和砂轮底板201之间安装三个锁紧装置203，锁紧装置203包括旋转滑块207和弹簧208，在砂轮片210上方均匀分布有三个卡盘204，卡盘的形状呈“l”字型。
96.锁紧装置203与砂轮片210上卡盘204进行配合，最后通过旋转按压旋转滑块207进行锁紧，弹簧208的主要作用是可以实现砂轮片210上的卡盘204与砂轮底板201之间的自锁，弹簧208正常状态下可以把旋转滑块207卡在砂轮板209内部的凹槽内，在更换砂轮片210的时候，人工按压旋转滑块207并往外掰动，使旋转滑块207避让出卡盘204进入卡槽的空间，卡盘204进入卡槽后，先让旋转滑块207往内复位，之后再释放旋转滑块207，使旋转滑块207在弹簧208的支撑下抵住卡盘204，从而实现砂轮片210与砂轮底板201的连接。
97.本设备还能够检验地面的平整度，通过激光检测装置1和陀螺仪4反馈回来的数据，分析其是否符合预期的工程要求。
98.通过本装置一整套的校准、检测、反馈和检验，最后处理完成的路面基本上可以达到没有压痕的效果，并且极大地减少了劳动人员的工作强度，降低了企业的施工成本，间接性地业改善了施工环境。
99.需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备
所固有的要素。
100.最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。