用于斜坡摊铺机的拖拽方法、拖拽设备及斜坡铺路系统与流程

本发明涉及一种用于斜坡摊铺机的拖拽方法、拖拽设备及斜坡铺路系统。

背景技术：

参照图1，对于斜坡沥青路面诸如汽车试验场高速测试环道的摊铺施工，其施工设备包括：斜坡摊铺机1、拖拽设备2、压路机3和运输车4。其中拖拽设备2的作用是为斜坡摊铺机1和压路机3提供牵引力，保证斜坡摊铺机1和压路机3在斜坡上正常稳定运行且调整行走轨迹。能否均匀连续地将沥青混凝土摊铺在斜坡上的一个很重要的关键点就是拖拽设备2。

目前世界上在该领域的拖拽设备有两种。第一种摊铺机不用拖拽设备，但它的压实设备需要拖拽设备。它的拖拽原理是通过压实设备发出指令传输到位于拖拽设备的信号处理装置中，经过信号处理来调整卷扬机的伸长量，从而控制压实设备的位置。第二种摊铺机是靠一套拖拽设备牵引着摊铺机运行，其拖拽原理是通过摊铺机的信号发射装置发出激光束投射到其各自的固定载体上的光束接收装置上，经过锚车上的接收装置的信号处理使牵引线连接点的高度不断变化，从而使摊铺机保持稳定。

无论是第一种还是第二种摊铺机的拖拽设备，所有配件必须从国外进口、专门定制，维修成本高。并且，斜坡摊铺机的重量非常大，这就需要拖拽设备能提供足够的牵引力。与第一种摊铺机配合的压实设备的拖拽主体是胶轮压路机，行走速度快，不适合拖拽斜坡摊铺机行走；第二种摊铺机的拖拽主体是由挖掘机或旋挖钻设备改装而来且存在前后两套行走系统，行走方向不易控制且容易造成斜坡摊铺机不能固定轨迹，不宜拖拽斜坡摊铺机行走。更为重要的是，第一种摊铺机和第二种摊铺机的两种拖拽设备对牵引力的调节均存在滞后和不准确的现象，致使斜坡摊铺机往往因无法得到及时的纠正而驶离预定路线。

技术实现要素：

(一)要解决的技术问题

为了解决现有技术中的问题，本发明提供一种能够精度高误差小地实时调整对斜坡摊铺机的牵引力以保证斜坡摊铺机稳定运行的用于斜坡摊铺机的拖拽方法、拖拽设备及斜坡铺路系统。

(二)技术方案

为了达到上述目的，本发明采用的主要技术方案包括：

本发明提供一种用于斜坡摊铺机的拖拽方法，根据斜坡摊铺机的两侧行走马达压力调节拖拽设备对斜坡摊铺机的牵引力，以使斜坡摊铺机的两侧行走马达压力差小于等于预设值。

根据本发明，具体包括以下步骤：S1、采用拖拽设备的信号处理装置接收斜坡摊铺机的两侧行走马达压力数据；S2、信号处理装置根据两侧行走马达压力数据计算两侧行走马达压力差，并判断两侧行走马达压力差是否小于等于预设值；S3、若否，信号处理装置控制牵引装置调节其对斜坡摊铺机的牵引力，直至斜坡摊铺机的两侧行走马达压力差小于等于预设值，然后返回步骤S1，若是，则直接返回步骤S1；其中，步骤S3中的调节过程为：当上侧行走马达压力大于下侧行走马达压力时，减小牵引力，当上侧行走马达压力小于下侧行走马达压力时，增大牵引力。

根据本发明，步骤S1中，拖拽设备的信号处理装置接收来自斜坡摊铺机的两侧行走马达压力传感器和斜坡摊铺机的处理器所发出的两侧行走马达压力数据；其中，处理器与行走马达压力传感器通讯连接以接收行走马达压力数据。

根据本发明，步骤S3中，牵引装置包括液压油缸和牵引件，牵引件的一端连接于液压油缸的活塞杆，牵引件的另一端用于与斜坡摊铺机连接，信号处理装置通过控制液压油缸的活塞杆伸缩来调节牵引装置对斜坡摊铺机的牵引力，使斜坡摊铺机的两侧行走马达压力差小于等于预设值；其中，当上侧行走马达压力大于下侧行走马达压力时，信号处理设备控制液压油缸有杆腔压力相对降低，当上侧行走马达压力小于下侧行走马达压力时，信号处理设备控制液压油缸有杆腔压力相对升高。

本发明另一方面提供一种用于斜坡摊铺机的拖拽设备，包括拖拽主体，其特征在于，还包括：牵引装置，连接在拖拽主体和斜坡摊铺机之间；信号处理装置，能够接收斜坡摊铺机的两侧行走马达压力数据、并根据两侧行走马达压力控制牵引装置调节其对斜坡摊铺机的牵引力，以使斜坡摊铺机的两侧行走马达压力差小于等于预设值，信号处理装置固定在拖拽主体上。

根据本发明，牵引装置包括液压油缸和牵引件，液压油缸固定在拖拽主体上，牵引件的一端连接于液压油缸的活塞杆，牵引件的另一端用于与斜坡摊铺机连接。

根据本发明，还包括：至少两个牵引立柱，至少两个牵引立柱间隔地安装在拖拽主体上；至少两个导轮，导轮固定在拖拽主体上；用于调节液压油缸的负载压力的调节阀组；其中，设置至少两个液压油缸、至少两个牵引件和至少两个调节阀组，至少两个液压油缸和至少两个调节阀组均一一对应地安装在至少两个牵引立柱上，至少两个牵引件一一对应的连接于至少两个液压油缸的活塞杆，至少两个导轮与至少两个牵引件一一对应设置，牵引件为钢丝绳，钢丝绳绕过与其对应的导轮换向；其中，液压油缸竖直安装，所述液压油缸的活塞杆上下运动，牵引件中位于液压油缸和导轮之间的部分与位于导轮和斜坡摊铺机之间的部分的夹角位于90°-140°的范围内。

根据本发明，拖拽主体为摊铺机。

本发明再一方面提供一种斜坡铺路系统，包括上述任一项拖拽设备以及斜坡摊铺机；斜坡摊铺机的两侧行走马达对应设有行走马达压力传感器，行走马达压力传感器与拖拽设备的信号处理装置通讯连接，以将行走马达压力数据传送给信号处理装置，拖拽主体和斜坡摊铺机通过牵引装置连接。

根据本发明，斜坡摊铺机上设有处理器，处理器与行走马达压力传感器通讯连接，以接收行走马达压力数据；处理器与信号处理装置通讯连接，以将行走马达压力数据传送给信号处理装置。

(三)有益效果

本发明的有益效果是：

本发明的用于斜坡摊铺机的拖拽方法，通过对斜坡摊铺机的两侧行走马达压力差的实时监测并调整对斜坡摊铺机的牵引力，从而保证斜坡摊铺机的稳定运行，调节精度高误差小。

本发明的用于斜坡摊铺机的拖拽设备，通过信号处理装置接收斜坡摊铺机的两侧行走马达压力数据、并根据两侧行走马达压力数据控制牵引装置实时调节其对斜坡摊铺机的牵引力，从而保证斜坡摊铺机的稳定运行，调节精度高误差小。

本发明的斜坡铺路系统，由于斜坡摊铺机的两侧上设有行走马达压力传感器，能实时检测行走马达压力数据变化情况，拖拽设备能实时根据行走马达压力数据变化情况调整对斜坡摊铺机的牵引力，从而保证斜坡摊铺机的稳定运行，调节精度高、误差小。

附图说明

图1为现有技术中斜坡的摊铺施工示意图；

图2为具体实施方式中提供的本发明的实施例一的拖拽设备的主视图，其中还示出了使用该拖拽设备拖拽的斜坡摊铺机；

图3为图2中的拖拽设备的侧视图；

图4为具体实施方式中提供的本发明的实施例三的拖拽方法的流程图。

【附图标记说明】

图1中：

1：斜坡摊铺机；2：拖拽设备；3：压路机；4：运输车。

图2至图4中：

5：拖拽主体；6：牵引装置；7：斜坡摊铺机；8：液压油缸；9：牵引件；10：导轮；11：调节阀组；12：牵引立柱。

具体实施方式

为了更好的解释本发明，以便于理解，下面结合附图，通过具体实施方式，对本发明作详细描述。

实施例一

参照图2、图3，在本实施例中，提供一种用于斜坡摊铺机的拖拽设备。该拖拽设备包括拖拽主体5、牵引装置6和信号处理装置三部分。

具体地，拖拽主体5设在斜坡顶端的水平面上，与斜坡摊铺机7通过牵引装置6连接，随着斜坡摊铺机7的移动而同步移动。牵引装置6连接在拖拽主体5和斜坡摊铺机7之间，为斜坡摊铺机7提供牵引力。优选地，牵引装置6可选择地连接拖拽主体5和斜坡摊铺机7，即在不需要牵拉时，牵引装置6能够解除拖拽主体5和斜坡摊铺机7的连接关系。

具体地，信号处理装置固定在拖拽主体5上，能够接收斜坡摊铺机7的两侧行走马达压力数据(本领域技术人员公知的，马达压力数据以压强值表示，在本实施例中单位为MPa，优选该马达压力数据控制在十分位)、并根据上述两侧行走马达压力数据控制牵引装置6调节其对斜坡摊铺机7的牵引力，以使斜坡摊铺机7的两侧行走马达压力差小于等于预设值。在本实施例中，该预设值为3MPa，当然，本发明不局限于此，在其他实施例中，预设值可为0(即两侧行走马达压力必须相等)，也可为大于0的其他值，具体选择根据实际工况确定。优选地，预设值从0-3MPa的范围内选取。

具体而言，信号处理装置首先计算两侧行走马达压力差，然后判断两侧行走马达压力差是否小于等于预设值，在两侧行走马达压力差大于预设值时，控制牵引装置6调整其对斜坡摊铺机7的牵引力，直至实时监测计算出的两侧行走马达压力差小于等于预设值为止。其中，当上侧行走马达压力大于下侧行走马达压力时，减小牵引力，当上侧行走马达压力小于下侧行走马达压力时，增大牵引力。上侧行走马达是指斜坡摊铺机位于斜坡上时两侧行走马达中相对位于上方的行走马达，相反，下侧行走马达是指斜坡摊铺机位于斜坡上时两侧行走马达中相对位于下方的行走马达。如图2中示出的斜坡，位于右侧的行走马达为上侧行走马达，位于左侧的行走马达为下侧行走马达。

由此，通过对斜坡摊铺机7的牵引力的实时调节以保证斜坡摊铺机7的两侧行走马达压力差时刻小于等于预设值，从而使斜坡摊铺机7平稳运行。其中，该拖拽设备指在通过两侧行走马达压力差来间接考察斜坡摊铺机7的两侧履带压力差，而履带压力差即能够明显地表示斜坡摊铺机的平稳状态。

进一步，上述斜坡包括直线形斜坡、凸形斜坡、凹形斜坡和凹-凸-直线形斜坡。图2中以直线形斜坡为例，但本发明不局限于此。上述拖拽设备适用于在以上四种类型的斜坡上工作的斜坡摊铺机7。

更进一步，上述斜坡可为高速环道，高速环道是汽车试验场中专供汽车进行连续高速行驶试验的循环跑道，高速环道的几何设计不同于一般的道路，特别是其弯道部分，实际上是要求形成一个盆腔式的空间三维曲面。盆腔式曲面的空间由直线过渡到特种缓和曲线再到圆曲线过渡到0°-50°倾斜的高环曲线路面，线形复杂。

具体到本实施例，拖拽主体5为摊铺机。该摊铺机无后熨平装置，摊铺机结构坚固且吨位大，能够为提供足够的牵拉力，支撑斜坡摊铺机7平稳运动，不易被斜坡摊铺机7拖动。

具体到本实施例，牵引装置6包括液压油缸8和牵引件9，液压油缸8固定在拖拽主体5上，优选采用锚固方式。牵引件9的一端连接于液压油缸8的活塞杆，牵引件9的另一端用于与斜坡摊铺机7连接，在本实施例中，牵引件9为钢丝绳。优选地，牵引件9与斜坡摊铺机7的连接是可拆卸的连接，牵引件9与液压油缸8的连接也为可拆卸的连接。

进一步，液压油缸8的活塞杆的伸缩便决定了牵引装置6对斜坡摊铺机7的牵引力的调整，其中，当上侧行走马达压力大于下侧行走马达压力时，信号处理设备控制液压油缸有杆腔压力相对降低，当上侧行走马达压力小于下侧行走马达压力时，信号处理设备控制液压油缸有杆腔压力相对升高。因此，信号处理装置包括计算模块和控制模块，计算模块完成计算两侧行走马达压力差、判断该压力差是否小于等于预设值、并在压力差大于预设值时判断哪侧行走马达压力更大，然后向控制模块发出指令；液压油缸8外接有控制其有杆腔和无杆腔进出油的阀门，控制模块与该阀门通讯连接，发给该阀门指令，使其根据指令控制有杆腔或无杆腔进油。其中，使得有杆腔压力相对降低的方式可选为提高无杆腔压力或降低有杆腔压力(例如向无杆腔中注油)；同理，使得有杆腔压力相对升高的方式可选为降低无杆腔压力或升高有杆腔压力(例如向有杆腔中注油)。

此外，液压油缸8采用大吨位的液压油缸，至少能提供20吨以上的拉力，为斜坡摊铺机7提供了足够的牵引力。液压油缸8竖直安装，液压油缸8的活塞杆上下运动。在拖拽主体5上还设有一个导轮10，牵引件9的一端连接于液压油缸8的活塞杆，另一端绕过导轮10后与斜面摊铺机连接，导轮10的作用是改变牵引力的方向。牵引件9中位于液压油缸8和导轮10之间的部分与位于导轮10和斜坡摊铺机7之间的部分的夹角位于90°-140°的范围内。这样的角度设置有利于平稳的牵拉斜坡摊铺机7，并且较为省力。

进一步，在本实施例中，导轮10安装在安装架上，拖拽主体5上设有上下延伸的滑轨，安装架可上下移动的与该滑轨连接，由此，安装架沿滑轨上下移动时，导轮10也沿拖拽主体5上下移动，即，导轮10是可上下移动的固定在拖拽主体5上的。这样的设计，一方面有利于牵拉角度的调整，另一方面在斜坡顶端的水平面上设有钢轨时，可防止导轮10过低时牵引件与钢轨相互干扰碰撞。

进一步，在本实施例中，牵引装置6还包括调节阀组11，用于调节液压油缸8负载压力，保证油缸内的负载压力不超过允许范围，从而保证摊铺设备的正常运行。

进一步，在本实施例中，为了使牵引装置6安装更加方便，可先在拖拽主体5上安装牵引立柱12，再将液压油缸8和调节阀组11安装在牵引立柱12上。

进一步，在本实施例中，牵引装置6和牵引立柱12都设有至少两个(优选为两个)，即每个牵引立柱12上固定一个液压油缸8，每个液压油缸8对应一个牵引件9、至少一个导轮10(在本实施例中，每个牵引件通过一对导轮)和一个调节阀组11，并且牵引立柱12间隔设置在拖拽主体5的同一侧。牵引立柱12之间的间隔距离范围为1.5m-2.5m。这样，可以防止牵引装置6所牵引的斜坡摊铺机7由于单一受力不均发生转向，使得斜坡摊铺机7能够更加平稳的运行。

此外，斜坡摊铺机7的两侧行走马达对应设置有行走马达压力传感器，检测和发送行走马达的压力数据，斜坡摊铺机7中还可设置有与行走马达压力传感器通讯连接的处理器，该处理器接收行走马达压力传感器发出的压力数据并转而向拖拽设备中信号处理装置发出。由此，信号处理装置与行走马达压力传感器和处理器通讯连接，以接收二者发出的行走马达压力数据。由于信号传输影响，拖拽设备的信号接收装置可能接收不到压力传感器的行走马达压力数据信号，由此，使用行走马达压力传感器和处理器一起向信号处理装置发出的行走马达压力数据，以保证拖拽设备的信号接收装置实时准确获取行走马达压力传感器的压力数据信号。

其中，斜坡摊铺机7的行走马达压力传感器设有信号发射端，该信号发射端用于将行走马达压力数据传输给拖拽设备的信号处理装置和斜坡摊铺机7的处理器。

其中，拖拽设备的信号处理装置设有信号接收端和信号发射端，该信号接收端用于接收行走马达压力数据，信号发射端用于向液压油缸发送指令。

其中，斜坡摊铺机7的处理器设有信号接收端和信号发射端，信号接收端用于接收行走马达压力数据，信号发射端用于将行走马达压力数据发送给拖拽设备的信号处理装置。

其中，液压油缸8具有接收指令的信号接收端。

由此，行走马达压力传感器的信号发射端与信号处理设备的信号接收端通讯连接(优选为无线连接)，行走马达压力传感器的信号发射端与处理器的信号接收端通讯连接(优选为有线连接)，处理器的信号发射端与信号处理设备的信号接收端通讯连接(优选为无线连接)，信号处理设备的信号发射端与液压油缸8的信号接收端通讯连接(优选为有线连接)。

实施例二

在本实施例中提供一种斜坡铺路系统。可继续参照图2，该斜坡铺路系统包括如实施例一的拖拽设备以及斜坡摊铺机7。

与斜坡摊铺机7的两侧行走马达对应设有行走马达压力传感器，行走马达压力传感器与信号处理装置通讯连接，拖拽主体5和斜坡摊铺机7通过牵引装置6连接，在本实施例中即为牵引件9的一端与液压油缸8的活塞杆连接，另一端与斜坡摊铺机7连接。由此，能实时检测两侧行走马达压力数据，拖拽设备的信号处理装置通过对两侧行走马达压力数据的计算来调节对斜坡摊铺机7的牵引力，从而保证斜坡摊铺机7的稳定运行，精度高，误差小。

进一步，斜坡摊铺机7上设有处理器，处理器与两侧行走马达压力传感器通讯连接，以接收两侧行走马达压力数据；处理器与信号处理装置通讯连接，以将两侧行走马达压力数据传送给信号处理装置。由于信号传输影响，拖拽设备的信号接收装置可能接收不到两侧行走马达压力传感器的两侧行走马达压力数据信号，由此，使用两侧行走马达压力传感器和处理器一起向信号处理装置发出的两侧行走马达压力数据，以保证拖拽设备的信号接收装置实时准确获取两侧行走马达压力传感器的压力数据信号。

实施例三

在本实施例中提供一种用于斜坡摊铺机的拖拽方法，即，根据斜坡摊铺机7的两侧行走马达压力调节对斜坡摊铺机7的牵引力，以使斜坡摊铺机7的两侧行走马达压力差小于等于预设值，也就是说，通过两侧行走马达压力判断出如何调节牵引力才能使斜坡摊铺机7的两侧行走马达压力差小于等于预设值，然后进行调节。该方法可以应用于实施例一中提供的一种用于斜坡摊铺机7的拖拽设备和实施例二中提供的一种斜坡铺路系统。

综上，通过对斜坡摊铺机的两侧行走马达压力差的实时监测并调整对斜坡摊铺机的牵引力，保证斜坡摊铺机的稳定运行，调节精度高误差小。

具体而言，根据斜坡摊铺机7的两侧行走马达压力，当上侧行走马达压力大于下侧行走马达压力时，减小所述牵引力，当上侧行走马达压力小于下侧行走马达压力时，增大所述牵引力，即能够使得两侧行走马达压力差越来越小。

进一步，参照图4，在本实施例中，具体包括以下步骤：

S1：拖拽设备的信号处理装置接收来自斜坡摊铺机7的两侧行走马达压力传感器的两侧行走马达压力数据；

S2：信号处理装置计算斜坡摊铺机7的两侧行走马达压力差，判断两侧行走马达压力差是否小于等于预设值；

S3：若否，则信号处理装置控制牵引装置6调节其对摊铺机的牵引力，直至摊铺机的两侧行走马达压力差小于等于预设值，然后返回步骤S1，若是，则直接返回步骤S1。

可理解，步骤S3中的调节过程为：当上侧行走马达压力大于下侧行走马达压力时，减小所述牵引力，当上侧行走马达压力小于下侧行走马达压力时，增大所述牵引力。

进一步，步骤S1中，由于信号传输影响，拖拽设备的信号接收装置可能接收不到行走马达压力传感器的行走马达压力数据信号，故拖拽设备的信号处理装置还接收来自斜坡摊铺机7的处理器所发出的两侧行走马达压力的行走马达压力数据，以保证拖拽设备的信号接收装置实时准确获取行走马达压力传感器的行走马达压力数据信号。而斜坡摊铺机7的处理器的行走马达压力数据从行走马达压力传感器获得。

进一步，步骤S2和步骤S3中，信号处理装置首先计算两侧行走马达压力差，判断该压力差是否小于等于预设值，在压力差大于预设值时，判断上侧行走马达压力和下侧行走马达压力的大小，当上侧行走马达压力大于下侧行走马达压力时，信号处理设备控制液压油缸有杆腔压力相对降低，当上侧行走马达压力小于下侧行走马达压力时，信号处理设备控制液压油缸有杆腔压力相对升高。

进一步，从步骤S3返回至步骤S1后，在行走距离增加时开始执行步骤S1。

当斜坡摊铺机7完成摊铺任务时，切断电源，本实施例的用于斜坡摊铺机7的拖拽方法循环模式结束，所有步骤停止运行。

综上，本发明提供的用于斜坡摊铺机的拖拽方法、拖拽设备及斜坡铺路系统，能够精度高误差小地实时调整对斜坡摊铺机的牵引力以保证斜坡摊铺机稳定运行，并且所使用的部件大多国产化，成本低。

以上内容仅为本发明的较佳实施例，对于本领域的普通技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。