路面铣刨机的输料控制系统及自适应控制方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种路面铣刨机的输料系统，具体是一种路面铣刨机的输料控制系统 及自适应控制方法，属于工程机械技术领域。
【背景技术】
[0002] 路面铣刨机为工程机械的一种，是沥青路面养护施工的主要机种之一，其主要功 能是用于对公路、机场、广场等大面积铣削破碎，路面油包、油浪、车辙和面层的铣平，对摩 擦系数较低的水泥混凝土路面进行拉毛作业，以及开挖路面坑槽及沟槽。带有回收输送机 的铣刨机在进行长期且不间断工作时，由于作业对象的结构复杂，密度不均匀，用户对每 段时间的铣削产量不能进行实时的计量，不能对工作的经济性进行实时的度量；此外，铣 刨机损耗件（如刀头、输料皮带、传动皮带等）的更换缺少准确的参数量化，目前主要依靠 操作者经验进行查检，增加了劳动强度；当进行不同深度、不同速度铣削作业时，输送机转 速的大小不能根据所铣削的废料多少进行自动的调节，通常的操作是将输送机转速调至最 快，这样则在多数情况下会对发动机功率造成巨大的浪费，频繁手动调节则易使操作者产 生疲劳。
[0003] 现有文献中涉及了两种能够自动控制铣刨机排料速度的技术方案，一种方案是通 过检测铣刨刀头周围的堆料高度来控制排料速度。该项技术有以下两个缺点：第一，铣刨 工作腔内废料在不断的翻滚、飞溅，堆料高度变化大，空间中废料颗粒弥漫，其物料高度控 制器很难准确探测堆料高度；第二，工作腔内废料弥漫，再加上为了降温、除尘，腔内还要喷 水，在如此恶劣的工作环境中，物料高度控制器很容易损坏，并且此种方案不易实施。另一 方案是铣刨机的车架上安装有料位控制器，料位控制器的料位信号输入端连接有可感应物 料高度的料位传感器，工作中通过检测料位的高度来控制输送机的转速，该方案有以下缺 点，首先因为铣削的废料集配不均匀，料位高度可能存在较大的波动，控制系统很难进行准 确的识别，导致集卸料皮带的转速控制不合适；其次该检测方式不能对操作者的生产作业 进行指导，只能实现单纯的马达转速控制。针对上述问题目前尚未提出有效的解决方案。
【发明内容】
[0004] 本发明要解决的技术问题是提供一种能够对铣刨输送速度进行实时调节，对每段 时间的铣削产量进行实时计量，节约功耗，提高输送可靠性和控制精度的路面铣刨机的输 料控制系统及自适应控制方法。
[0005] 为了解决上述技术问题，本发明的路面铣刨机的输料控制系统，包括安装在铣刨 机上的由一个排料控制阀控制排量大小的输料泵以及安装在铣刨机的输送机上的用于控 制输送机皮带转速的输料马达，输料泵连接输料马达并能够控制输料马达的转速，还包括 安装在输送机侧面用于检测输送机同地面夹角的倾角传感器、安装在输送机的托辊下部的 称重传感器以及与输料马达连接的用于检测马达转速的转速传感器；倾角传感器、称重传 感器以及转速传感器的信号输出端均连接到一个控制器的信号输入端上，控制器的信号输 出端连接到排料控制阀的输入端上。
[0006] 所述控制器连接安装在铣刨机上的显示器。
[0007] 所述控制器连接安装在铣刨机上的打印机。
[0008] 一种基于上述路面铣刨机的输料控制系统的自适应控制方法，包括以下步骤：转 速传感器检测马达转速数据信号，倾角传感器检测输送机同地面夹角数据信号，称重传感 器检测到托辊的正压力数据信号，转速传感器、倾角传感器、称重传感器将采集的数据信号 输出到控制器，控制器接收到转速传感器、倾角传感器、称重传感器采集的数据信号后进行 如下计算过程，
【主权项】
1. 一种路面铣刨机的输料控制系统，其特征在于：包括安装在铣刨机上的由一个排料 控制阀（13)控制排量大小的输料泵（1)以及安装在铣刨机的输送机上的用于控制输送机 皮带转速的输料马达（12)，所述输料泵（1)连接输料马达（12)并能够控制输料马达（12) 的转速，还包括安装在输送机侧面用于检测输送机同地面夹角的倾角传感器（7)、安装在输 送机的托辊下部的称重传感器（9)以及与输料马达连接的用于检测马达转速的转速传感 器（11);所述倾角传感器（7)、称重传感器（9)以及转速传感器（11)的信号输出端均连接 到一个控制器（3)的信号输入端上，所述控制器（3)的信号输出端连接到排料控制阀（13) 的输入端上。
2. 按照权利要求1所述的路面铣刨机的输料控制系统，其特征在于：所述控制器（3) 连接安装在铣刨机上的显示器（5)。
3. 按照权利要求2所述的路面铣刨机的输料控制系统，其特征在于：所述控制器（3) 连接安装在铣刨机上的打印机（6)。
4. 一种基于权利要求1所述的路面铣刨机的输料控制系统的自适应控制方法，其特征 在于，包括以下步骤：转速传感器检测马达转速数据信号，倾角传感器检测输送机同地面夹 角数据信号，称重传感器检测到托辊的正压力数据信号，转速传感器、倾角传感器、称重传 感器将采集的数据信号输出到控制器，控制器接收到转速传感器、倾角传感器、称重传感器 采集的数据信号后进行如下计算过程，
其中，转速传感器、倾角传感器、称重传感器采集脉冲信号频率为次/s ;称重传感器数 量为η ;采集到的压力信号为f，单位kg ;称重传感器瞬时采集到的总重量为Fr，单位kg ;转 速传感器信号：ω，单位r/s ;倾角传感器信号：Θ，单位° ;皮带和支架的动态皮重：Z，单位 kg ;某一瞬时输料皮带上废料重量:MR . 当铣刨机工作时间为m时，控制器按照下式近似算出总的输料重量为：
其中，时间m内皮带输料总量：M,6，单位kg ;皮带轮半径：r，单位m ;皮带长度：L，单位 m ;单位变换系数:K。 将皮带转速ω 和瞬时废料重量M4e的关系曲线输入到控制器中，当Mss < M4e时，信 号反馈给比例电磁阀，减小输料泵排量，将皮带转速从ω减小到 当Mss ，信号反馈给比例电磁阀，增加输料泵排量，将皮带转速从ω增大到ω 最佳°
【专利摘要】本发明公开了一种路面铣刨机的输料控制系统及自适应控制方法。它包括输料泵以及输料马达，输料泵连接输料马达，还包括安装在输送机侧面用于检测输送机同地面夹角的倾角传感器、安装在输送机的托辊下部的称重传感器以及与输料马达连接的用于检测马达转速的转速传感器；倾角传感器、称重传感器以及转速传感器的信号输出端均连接到一个控制器的信号输入端上，控制器的信号输出端连接到排料控制阀的输入端上。采用上述的结构及控制方法后，其结构简单，检测精度高、控制方式便捷，自动化程度高，可以有效的降低操作者劳动强度，节省发动机功率，提高经济效益并为设备的维护保养提供重要的参考依据。
【IPC分类】E01C23-088
【公开号】CN104727210
【申请号】CN201510109927
【发明人】徐文山, 姚柯飞, 向彦亮, 刘斌, 袁国宇, 王富春, 张莹映
【申请人】江苏华通动力重工有限公司（中外合资）
【公开日】2015年6月24日
【申请日】2015年3月12日