一种基于gps-rtk技术的推土机自动找平装置制造方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种基于GPS-RTK技术的推土机自动找平装置，GPS-RTK基准站与GPS-RTK流动站无线连接，GPS-RTK基准站和GPS-RTK流动站均与无线接收器无线连接，无线接收器与数据转换器无线连接，数据转换器与控制器输入端连接，铲刀上升电磁阀和铲刀下降电磁阀分别与控制器输出端连接，控制器、显示器和铲刀操纵手柄分别与CAN总线相连。本实用新型的有益效果在于：1、利用GPS-RTK定位技术，实现了推土机铲刀位置的确切定位和高程控制；2、通过基于GPS-RTK技术的铲刀空间位置检测数据与施工设计数据的对比，自动实现对推土机铲刀的升降操作，大大提高了施工效率和准确率。
【专利说明】—种基于GPS-RTK技术的推土机自动找平装置
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种找平装置，尤其涉及一种基于GPS-RTK技术的推土机自动找
平装置。
【背景技术】
[0002]近年来随着国民经济的不断发展，国家对农田基本建设、水利水电工程、公路铁路建设、机场建设和市政工程等愈加重视。推土机、摊铺机、装载机等平整作业功能在这些施工场所应用越来越多。例如在公路建设中，对路面平整度，路面美观度和行车舒适性等公路质量要求越来越高。而路面的高平整度取决于先前施工的路基的平整度，传统的推土机平整作业模式基本完全依赖于驾驶员的操作经验，这种经验式的找平模式精度较低，即使经验丰富的推土机驾驶员也要经过至少三四次才能将路面粗略找平，这样不仅浪费了大量的人力物力，路面平整度还难以保证。
实用新型内容
[0003]本实用新型所要解决的技术问题是:提供一种基于GPS-RTK技术的推土机自动找平装置，针对推土机找平作业相对困难的问题，通过GPS-RTK高精度实时性强的定位特点，实现对推土机的精确控制、铲刀的实时定位以及平整、掘土和运土的完全自动化，满足垂直曲线、过渡点、超高曲线等要求苛刻的工程建设需要。
[0004]本实用新型为解决上述提出的问题所采用的技术方案是:
[0005]一种基于GPS-RTK技术的推土机自动找平装置，包括GPS-RTK基准站1，GPS-RTK流动站2，无线接收器3，数据转换器4，控制器5，显示器6，铲刀上升电磁阀7，铲刀下降电磁阀8，铲刀操纵手柄9和CAN总线10，GPS-RTK基准站I与GPS-RTK流动站2无线连接，GPS-RTK基准站I设置在预定地点用于接收GPS信号，GPS-RTK流动站2设置在测量区域内，所述GPS-RTK基准站I通过数据链将观测值和测站坐标信息一起传送给GPS-RTK流动站2，所述GPS-RTK流动站2从GPS-RTK基准站I接收GPS信号，给出厘米级定位结果，GPS-RTK基准站I和GPS-RTK流动站2均与无线接收器3无线连接，将检测到的定位信息发送到无线接收器3，无线接收器3与数据转换器4无线连接，数据转换器4将定位信息进行转换处理，数据转换器4与控制器5输入端连接，控制器5将实时检测到的数据与已载入的设计数据进行比对后，控制器5输出相应的PWM控制信号，铲刀上升电磁阀7和铲刀下降电磁阀8分别与控制器5输出端连接，铲刀上升电磁阀7和铲刀下降电磁阀8根据控制信号调节电磁阀开度，从而实现推土机铲刀的提升和下降，完成推土机自动找平工作，控制器5、显示器6和铲刀操纵手柄9分别与CAN总线10相连，通过CAN总线10传输信息，显示器6用于实时显示铲刀定位信息、控制输出PWM值、铲刀工作模式等信息，通过铲刀操纵手柄9控制车辆行走和各工作装置的动作。
[0006]所述的控制器5为PLC控制器，抗干扰能力强、维修方便、能耗低。
[0007]所述的显示器6为液晶显示器，使显示更精准和清晰。[0008]所述的显示器6上设置按钮11，通过按钮11可以设定程序控制的参数，增加了人机交互性。
[0009]所述的铲刀上升电磁阀7和铲刀下降电磁阀8均为电液比例电磁阀，电液比例电磁阀使操作限定更灵活。
[0010]所述的铲刀操纵手柄9为电摇杆手柄，电摇杆手柄可以更精确稳定地控制车辆行走和各工作装置的动作。
[0011]本实用新型的工作原理:施工方只需提供道路、高坡等找平工况的设计数据，将数据经过处理后导入机载控制器的内部，由控制器对所接收的实时检测数据与设计数据进行比较计算，实现对推土机找平的精确控制。利用RTK技术的精确空间定位信息，经过GPS-RTK基准站和GPS-RTK流动站发送定位信息到无线接收器，然后经过数据转换器的转换处理，数据转换器与控制器的相应输入端口对接，控制器将实时检测的数据与控制器载入的设计数据进行比对，经过程序运算，控制器输出相应的PWM控制信号，铲刀提升电磁阀和铲刀下降电磁阀根据控制信号调节电磁阀开度，从而实现推土机铲刀的提升和下降，使得铲刀调整后的位置满足施工设计要求。从而克服了推土机以往凭经验人工找平的弊端，实现了推土机自动找平作业。由于基于GPS-RTK定位技术可以确定流动站点的空间三维坐标，所以改变了传统激光找平的弊端，基于GPS-RTK技术的找平装置可以应用于平面找平，还可用于斜坡、曲面等要求苛刻工况的找平，一次性解决高程控制，平整度控制，坡度控制等问题。
[0012]GPS-RTK基准站主要包括:三脚架，GPS天线、GPS接收主机、无线电发射台、电台天线、测量手薄、连接电缆和供电系统；GPS-RTK流动站主要包括:GPS天线、桅杆、GPS接收机、接收电台、电台天线和连接电缆。现在已有分别将基准站和流动站的各组成部分做成了一体式的产品，更方便现场安装。
[0013]数据转换器:其功能主要是将接收到的定位信息经过特定规则的转换处理，转换成控制器可以识别及方便处理的数字信号。
[0014]控制器:将接收到的铲刀空间位置检测信息与设计数据(平面、斜坡、曲面设计)进行比较运算，得出控制器PWM控制输出信号。
[0015]显示器:实时显示铲刀定位信息、控制输出PWM值、铲刀工作模式等信息。另外显示器还具有按钮设定功能，可通过相关按钮改变某些程序控制参数，增加了人机交互性。
[0016]无线接收器:能接收定位装置发出的无线信号，并能将获得的信号传送给数据转换单元。
[0017]本实用新型的有益效果在于:1、利用GPS-RTK定位技术，保证了推土机可进行自动找平作业，检测站间无需通视，增强了推土机找平作业的场地适应性，实现了推土机铲刀位置的确切定位和高程控制；2、通过基于GPS-RTK技术的铲刀空间位置检测数据与施工设计数据的对比，自动实现对推土机铲刀的升降操作，一次找平即能满足施工要求，又能降低推土机驾驶员的劳动强度，大大提高了施工效率和准确率；3、基于GPS-RTK技术的自动找平装置能够实现对推土机找平的精确控制、铲刀的实时定位以及平整、掘土和运土的完全自动化，满足了垂直曲线、过渡点、超高曲线和复杂站点等要求苛刻的工程建设需要；4、自动找平装置减少了推土机的能量损耗，从而减少了工程开支和环境污染。【专利附图】
【附图说明】
[0018]图1是本实用新型的结构原理示意图。
[0019]其中，1-GPS-RTK基准站，2-GPS-RTK流动站，3_无线接收器，4_数据转换器，5_控制器，6-显示器，7-铲刀上升电磁阀，8-铲刀下降电磁阀，9-铲刀操纵手柄，10-CAN总线，
11-按钮。
【具体实施方式】
[0020]下面结合附图进一步说明本实用新型的实施例。
[0021]参照图1，本【具体实施方式】所述的一种基于GPS-RTK技术的推土机自动找平装置，包括GPS-RTK基准站I，GPS-RTK流动站2，无线接收器3，数据转换器4，控制器5，显示器6，铲刀上升电磁阀7，铲刀下降电磁阀8，铲刀操纵手柄9和CAN总线10，GPS-RTK基准站I与GPS-RTK流动站2无线连接，GPS-RTK基准站I设置在预定地点用于接收GPS信号，GPS-RTK流动站2设置在测量区域内，所述GPS-RTK基准站I通过数据链将观测值和测站坐标信息一起传送给GPS-RTK流动站2，所述GPS-RTK流动站2从GPS-RTK基准站I接收GPS信号，给出厘米级定位结果，GPS-RTK基准站I和GPS-RTK流动站2均与无线接收器3无线连接，将检测到的定位信息发送到无线接收器3，无线接收器3与数据转换器4无线连接，数据转换器4将定位信息进行转换处理，数据转换器4与控制器5输入端连接，控制器5将实时检测到的数据与已载入的设计数据进行比对后，控制器5输出相应的PWM控制信号，铲刀上升电磁阀7和铲刀下降电磁阀8分别与控制器5输出端连接，铲刀上升电磁阀7和铲刀下降电磁阀8根据控制信号调节电磁阀开度，从而实现推土机铲刀的提升和下降，完成推土机自动找平工作，控制器5、显示器6和铲刀操纵手柄9分别与CAN总线10相连，通过CAN总线10传输信息,显75器6用于实时显不纟产刀定位信息、控制输出PWM值、纟产刀工作模式等信息，通过铲刀操纵手柄9控制车辆行走和各工作装置的动作。
[0022]所述的控制器5为PLC控制器，抗干扰能力强、维修方便、能耗低。
[0023]所述的显示器6为液晶显示器，使显示更精准和清晰。
[0024]所述的显示器6上设置按钮11，通过按钮11可以设定程序控制的参数，增加了人机交互性。
[0025]所述的铲刀上升电磁阀7和铲刀下降电磁阀8均为电液比例电磁阀，电液比例电磁阀使操作限定更灵活。
[0026]所述的铲刀操纵手柄9为电摇杆手柄，电摇杆手柄可以更精确稳定地控制车辆行走和各工作装置的动作。
[0027]本【具体实施方式】的工作原理:施工方只需提供道路、高坡等找平工况的设计数据，将数据经过处理后导入机载控制器的内部，由控制器对所接收的实时检测数据与设计数据进行比较计算，实现对推土机找平的精确控制。利用RTK技术的精确空间定位信息，经过GPS-RTK基准站和GPS-RTK流动站发送定位信息到无线接收器，然后经过数据转换器的转换处理，转换成控制器可以识别及方便处理的数字信号，数据转换器与控制器的相应输入端口对接，控制器将实时检测的数据与控制器载入的设计数据(平面、斜坡、曲面设计)进行比较运算，经过程序运算，控制器输出相应的PWM控制信号，铲刀提升电磁阀和铲刀下降电磁阀根据控制信号调节电磁阀开度，从而实现推土机铲刀的提升和下降，使得铲刀调整后的位置满足施工设计要求。从而克服了推土机以往凭经验人工找平的弊端，实现了推土机自动找平作业。由于基于GPS-RTK定位技术可以确定流动站点的空间三维坐标，所以改变了传统激光找平的弊端，基于GPS-RTK技术的找平装置可以应用于平面找平，还可用于斜坡、曲面等要求苛刻工况的找平，一次性解决高程控制，平整度控制，坡度控制等问题。
[0028]GPS-RTK基准站主要包括:三脚架，GPS天线、GPS接收主机、无线电发射台、电台天线、测量手薄、连接电缆和供电系统；GPS-RTK流动站主要包括:GPS天线、桅杆、GPS接收机、接收电台、电台天线和连接电缆。现在已有分别将基准站和流动站的各组成部分做成了一体式的产品，更方便现场安装。
[0029]显示器:实时显示铲刀定位信息、控制输出PWM值、铲刀工作模式等信息。另外显示器还具有按钮设定功能，可通过相关按钮改变某些程序控制参数，增加了人机交互性。
[0030]本【具体实施方式】的有益效果在于:1、利用GPS-RTK定位技术，保证了推土机可进行自动找平作业，检测站间无需通视，增强了推土机找平作业的场地适应性，实现了推土机铲刀位置的确切定位和高程控制；2、通过基于GPS-RTK技术的铲刀空间位置检测数据与施工设计数据的对比，自动实现对推土机铲刀的升降操作，一次找平即能满足施工要求，又能降低推土机驾驶员的劳动强度，大大提高了施工效率和准确率；3、基于GPS-RTK技术的自动找平装置能够实现对推土机找平的精确控制、铲刀的实时定位以及平整、掘土和运土的完全自动化，满足了垂直曲线、过渡点、超高曲线和复杂站点等要求苛刻的工程建设需要；
4、自动找平装置减少了推土机的能量损耗，从而减少了工程开支和环境污染。
[0031]本实用新型的具体实施例不构成对本实用新型的限制，凡是采用本实用新型的相似结构及变化，均在本实用新型的保护范围内。
【权利要求】
1.一种基于GPS-RTK技术的推土机自动找平装置，其特征在于:包括GPS-RTK基准站(I)，GPS-RTK流动站(2)，无线接收器(3)，数据转换器(4)，控制器(5)，显示器(6)，铲刀上升电磁阀(7)，铲刀下降电磁阀(8)，铲刀操纵手柄(9)和CAN总线(10)，GPS-RTK基准站(I)与GPS-RTK流动站(2)无线连接，GPS-RTK基准站(I)和GPS-RTK流动站(2)均与无线接收器(3)无线连接，无线接收器(3)与数据转换器(4)无线连接，数据转换器(4)与控制器(5)输入端连接，铲刀上升电磁阀(7)和铲刀下降电磁阀(8)分别与控制器(5)输出端连接，控制器(5)、显示器(6)和铲刀操纵手柄(9)分别与CAN总线(10)相连。
2.如权利要求1所述的一种基于GPS-RTK技术的推土机自动找平装置，其特征在于:所述的控制器(5)为PLC控制器。
3.如权利要求1所述的一种基于GPS-RTK技术的推土机自动找平装置，其特征在于:所述的显示器(6)为液晶显示器。
4.如权利要求1或3所述的一种基于GPS-RTK技术的推土机自动找平装置，其特征在于:所述的显示器(6)上设置按钮(11)。
5.如权利要求1所述的一种基于GPS-RTK技术的推土机自动找平装置，其特征在于:所述的铲刀上升电磁阀(7)和铲刀下降电磁阀⑶均为电液比例电磁阀。
6.如权利要求1所述的一种基于GPS-RTK技术的推土机自动找平装置，其特征在于:所述的铲刀操纵手柄(9)为电摇杆手柄。
【文档编号】E02F3/84GK203613580SQ201320721959
【公开日】2014年5月28日 申请日期:2013年11月16日 优先权日:2013年11月16日
【发明者】汪庆森, 杨继红, 王生波, 姚爱贞, 郭瑞, 肖林海 申请人:山推工程机械股份有限公司