专利名称：沥青滚平机的自动转向机构的制作方法
技术领域：
本发明总的涉及一种铺路设备，特别是涉及用于沥青滚平机上的一种自动转向控制机构。
一个沥青滚平机的有效操作对于道路建筑的高质量和低成本都是关键性的。沥青滚平机(以下简称为滚平机)必须这样操作，即使沥青能很快地并精确地根据路面所要求的设计得到整平。滚平机的正确转向是获得有效铺路作业的一个关键因素。
本专业中所知的一种自动转向机构(例如，日本专利申请，二次出版，H4-32883)包括三个设置在滚平机一侧的光电探测器用以测定沿着路边的一条基准线，数据被输出至一个控制器。控制器间歇地监控滚平机相对于基准线的现时位置，并贮存于一定时间间隔内获得的相应现时位置数据。控制器对现时位置数据与先前的位置数据比较，而转向的方向就根据这比较数据与区间计时器的运转时间予以确定。
上面所述的已知设备具有这样一个问题，即只有三个探测器装置用来确定滚平机的运行方向，因此，不可能显示出监控实际铺路作业进程的控制过程的细目。控制的精确性也是不满意的。
本发明的目的在于提供一种用于沥青滚平机的自动转向机构，它精确地控制转向工作，并能在一个显示屏上监察实际控制工作中的细节。上述目的可以利用这样一种机构来实现，这种机构包括掌握沥青滚平机运行方向的舵轮;一个改变舵轮运行方向的致动器;一个用于记录和输出相对于一条路边线形成的一条基准线的影象的图象记录和输出装置;一个根据从图象记录和输出装置的输出数据控制致动器的操作的主控制器。
上述机构的另一个特征是这种机构上设有一个光发生器，其以斜向于垂直的方向将一条狭长切口形的光束(其光束宽度朝着基准线宽度的方向延伸)投射到基准线上;和图象记录和输出装置记录下由投射在基准线上的光形成的图象。
根据本发明的自动转向机构的结构，沥青滚平机的现时运行方向是相对于一条基准线确定的，而基准线又与沿着路边的其些物体相关连。沥青滚平机运行偏离的数值和方向是根据车辆机件相对于在显示装置上显示出的基准线的现行位置偏离的数值和方向来确定的，因此，一个沥青滚平机的操作者能够监控主控制器的操作以便容易和精确地判断现行位置。自动控制机构上也可以配上一个报警装置以便提醒操作者。用于沥青滚平机的自动转向机构的总的成效在于铺路工作可以低成本地完成。
图1是一幅示意平面图，其显示出配备有一个本发明自动转向控制机构实例的沥青滚平机的主要构件。
图2是本发明自动控制机构布局的一个例子。
图3是所产生的图象显示的一个例子。
图4是一幅平面图，其显示出舵轮与致动器之间的关系。
图5是显示实施例中各主要控制部件相互之间关系的方块图。
图6是另一种探测装置布局的示意图。
以下将参照图1至5对用于沥青滚平机上的本发明自动转向控制机构的一个较佳实施例予以说明。
沥青滚平机1上配置有一个车辆机件2。在车辆机件的前面部份有一个料斗3，而在其后面部份有一个螺旋件5，螺旋件用于将由一个反馈器4从料斗3送来的沥青混合物散发至滚平机1的右和左方向上。滚平机1上还配置有一对左和右的整平板6用以整平由螺旋件与散发出的沥青混合物。成对的整平板6装置成其中一个整平板稍前于另一个整平板，整平板通过一个液压缸可以独立地向滚平机1的左右两方向移动从而改变铺路的宽度。
车辆机件2配备有舵轮(前轮)7，驱动轮(后轮，未显示)和一个其中包括如旋转偏码器之类装置的车速检测器8(参看图5)。舵轮7由一个转向杆12操作可向左或向右转动，而转向杆12则由一个由电磁(EM)开关阀9(参看图4)控制的液压致动器11操动。车辆机件2是通过一个由伺服阀13(参看图5)控制的液力发动机14使驱动轮转动而开动的。一个操作者坐在座位15上。沥青滚平机1的这种基本构形是已知的。
一个支持臂16连接在车辆机件2的前端，而一个电荷耦合装置(CCD)摄象机17和一个半导体激光发生器18安置在支持臂16的端头上。激光发生器18以一条狭长切口形的激光束(其宽度朝着基准线A的宽度方向延伸)以斜向于垂直的方向对一系列沿着路边的物体，例如边石，进行照射。一条由激光束照射在沿着路边的物体而形成的发光线B由CCD摄象机17从垂直方向录下来作为一个生成的图象Ba。支持臂16可以在水平方向上移动，以容许对摄象机17和激光发生器18作位置的调整。
摄象机17与一个图象处理单元19(参看图5)电气连接。图象处理单元19，车速检测器8，电磁开关阀9，伺服阀13，以及显示装置21都电气连接在主控制器22上。显示装置21显示出由CCD摄象机17录下的基准线A的图象，更为精确地说，也就是所生成的发光线B的图象Ba(如图3中所示)。显示装置21安置在一个相对于车座15的适当位置。
主控制器22包括一个微机，它能对车辆机件2提供反馈方向性的控制。主控制器22根据通过图象处理单元19对来自摄象机17的信号予以处理产生的输出信息确定车辆机件2的现时位置和运行方向，如果它测定出车辆机件2偏向于基准线A的右边太多了，它于是就通过转换EM开关阀9命令舵轮7向左转，以改变车辆机件2的运行方向。如果车辆机件2运行方向现时的改变不能与道路的弯曲度相符合，主控制器22就命令伺服阀13减低车辆的速度，如果车辆速度的降低仍不能抵偿道路R的弯曲度，那末主控制器22就命令车辆机件2暂时停止运行。
下一步将对本发明自动转向机构实例的操作予以说明。
铺路作业开始时，首先是将摄象机17和激光发生器18安置在基准线A的直接上方，然后将激光发生器18的激光光线对准基准线A从而使车辆机件2能够向前运行。当道路R的方向改变了，先前机对于基准线A的摄象机17和激光发生器18的对准关系就被破坏了，而由摄象机17录下的所生成图象Ba的现时位置也改变了。
主控制器22根据先前产生的图象Ba和现时产生的图象Ba之间变化的量和方向计算出车辆机件2偏离的量和方向，然后命令EM阀9转换以便舵轮7转向使车辆机件2正确地跟踪基准线A。如果车辆机件2运行方向的现时改变不能跟上道路R的弯曲度，主控制器22就命令伺服阀13减低车辆的速度，而如果车辆速度的降低仍不能抵偿道路R的弯曲度，那么主控制22就命令车辆机件2暂时停下来。
显示装置21将生成的图象Ba显示在屏幕上。因此，操作者只要观看屏幕就能确定主控制器22的现时控制操作是否正确地进行。
图6显示本发明自动控制机构的另一个实施例。在此体系中，在显示装置30的屏幕上提供了一系列的潜伏的检验点30a。检验点30a的位置可以被自由地指定在屏幕上的任何地方。该体系设计成能通过在基准线A与检验点30a中的一个点相重合时产生一个信号以提醒操作者。当在屏幕上选定一个检验点或较正点的位置之后，就没有必要再在屏幕上继续显示这些点，因而对寻常显示图象的观看就不会受到干扰。操作此一体系，基准线A为CCD录象机30所录下，而基准线A的图象Aa显示在显示装置30的屏幕上。主控制器22检察基准线A是位于相对于指定的检验点30a的正确位置上，如果它是在正确位置上，控制器22就允许进行处理。本实施例的其它构形则与第一个实施例相同。
除了边石之外能够用来形成基准线A的基准物体有沟边，成形的构架，先前铺成的路以及在路面上画出的彩色线条。对于那些没有高度的物体，例如白线，就可能使用简单的黑白显示提供二进制信息显示来检验滚平机相对于白色基准线A的对准精确度。
权利要求
1.一种用于自动控制一个沥青滚平机(1)转向操作的机构，它包括(a)操纵所述沥青滚平机(1)运行方向的舵轮；(b)一个改变所述舵轮运行方向的致动器(11)；(c)一个记录和输出一个相对于一条路边线形成的一条基准线(A)的图象的图象记录和输出装置(17)；(d)一个根据来自所述图象记录和输出装置(17)的输出数据来控制所述致动器(11)的操作的主控制器(22)。
2.如权利要求1的机构，其特征在于其中所述图象记录和输出装置(17)上配置有一个以斜向于垂直的方向将一道狭长切口形光束(其光束宽度朝着所述基准线(A)宽度的方向延伸)投射在所述基准线(A)上的光发生器;和所述图象记录和输出装置(17)将通过被投射在基准线(A)上的光所产生的一个图象(Ba)录下。
3.如权利要求1的机构，其特征在于其中所述图象记录和输出装置(17)上配置有一个显示装置(21，30)，该显示装置显示出由所述图象记录和输出装置(17)所生成的一个图象(Ba)。
4.如权利要求1的机构，其特征在于其中所述图象记录和输出装置(17)是一个CCD摄象机形式的电荷耦合装置。
5.如权利要求1的机构，其特征在于其中所述机构上配置有一个支持臂(16)，它支持着所述图像和输出装置(17)以便能大致朝着垂直于所述沥青滚平机(1)运行方向的方向自由移动。
6.如权利要求1的机构，其特征在于其中所述主控制器(22)控制着所述沥青滚平机(1)的运行速度。
7.如权利要求2的机构，其特征在于其中所述机构上配置有一个支持臂(16)，它支持着所述图像记录和输出装置(17)以便能大致朝着垂直于所述沥青滚平机(1)运行方向的方向自由移动。
8.如权利要求7的机构，其特征在于其中所述主控制器(22)控制着所述沥青滚平机(1)的运行速度。
9.如权利要求2的机构，其特征在于其中所述光发生器生成激光光束。
10.如权利要求9的机构，其特征在于其中所述机构上配置有一个支持臂(16)，它支持着所述图象记录和输出装置(17)以便能大致朝着垂直于所述沥青滚平机(1)运行方向的方向自由移动。
11.如权利要求9的机构，其特征在于其中所述主控制器(22)控制着所述沥青滚平机(1)的运行速度。
12.如权利要求3的机构，其特征在于其中所述主显示装置(21，30)上配置有多个潜伏检验点，这些检验点可以安排在所述显示装置(21，30)的屏幕内，一个报警装置当所述基准线(A)重合在所述多个潜伏检验点中的一个或多个点上时会发出响声。
全文摘要
一种在铺路作业中控制沥青滚平机运行方向的自动转向机构，其上配有一激光发生器18，它将一条狭长切口形的激光光束投射到一系列被选为基准线A的沿着路旁的物体上。一图象记录装置17，即CCD摄象机被安置在车辆机件2上，摄象机将照亮物体的激光光束录下并将生成的图象Ba输出至主控制器22。主控制器通过生成图象位置的变化来确定车辆机件与基准线的现时偏离，并操作自动控制装置使车辆机件朝正确方向转向以使滚平机跟上基准线。
文档编号E01C19/00GK1095123SQ94104120
公开日1994年11月16日 申请日期1994年4月9日 优先权日1993年4月9日
发明者池田八郎, 宫本典明, 梅田亮荣, 安英教, 福川光男, 增山幸卩, 木下庄次, 高木幸雄 申请人:株式会社新潟铁工所