用於路面機械的非接觸超聲波平均找平梁的製作方法

2023-04-29 03:35:21 3

專利名稱：用於路面機械的非接觸超聲波平均找平梁的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種路面機械施工平整度控制裝置，尤其涉及一種浙青攤鋪機、 路面銑刨機在施工過程中的非接觸式平均找平裝置。
背景技術：
當前高等級公路的基層施工中基本上都採用攤鋪機攤鋪，攤鋪時採用鋼絲繩做基 準實現自動找平攤鋪，相比先前的平地機施工，基層的平整度和高層有了大幅度的提高，這 也使得後續的浙青路面攤鋪可以使用相對基準取代鋼絲繩絕對基準進行自動找平，大大降 低了安放絕對基準所需的勞動強度。用於浙青攤鋪機找平的相對基準有接觸式與非接觸式兩類，在接觸式找平基準中 常用的是跨越式機械平均找平梁，這種平均梁總體長度在16 17米之間，安裝在攤鋪機主 機的兩側並跨越熨平板，位於熨平板前面的前梁通過多組(多為12組)橡膠輪或滑雪板支 撐在已鋪路面上，位於熨平板後面的後梁通過多組(多為8組)滑雪板或鋁合金輪支撐在 新鋪油麵上，機械平均找平梁由於與路面接觸，而且較長，在施工過程中存在沾粘浙青料， 清洗繁瑣、在彎道段不便施工、轉場不方便等缺點，當前已被非接觸式找平基準取代。非接 觸式平均找平基準梁有超聲波與雷射兩種，前者使用最多。非接觸超聲波平均找平梁的品 種很多，但是它們的基本組成相同，主要包括支座、支架、鋁合金梁、超聲波傳感器、控制器、 電纜線等。常用於路面銑刨機的找平系統，一種是拉繩傳感器、橫坡傳感器、非接觸傳感器與 控制器組合的控制方式，另一種是非接觸超聲波平均找平梁控制方式，後者因超聲波傳感 器多，平均效果好，相對前者具有更平順的控制性能，這種非接觸式超聲波找平梁與用於浙 青攤鋪機上的非接觸超聲波找平梁在組成上完全相同。綜合分析目前被使用的非接觸超聲波平均找平梁，主要存在如下問題(1)單側超聲波探頭的數量少，採集的數據少，平均效果差；(2)找平梁支架為鐵質，沒有減振裝置，攤鋪機工作時超聲波傳感器的振動大，找 平性能差，系統可靠性差。

實用新型內容本實用新型的目的是解決現有的非接觸平均找平梁存在的問題，提供一種在電控 系統上具有超聲波探頭數量多，控制精度高、操作方便；在機械結構上具有安裝方便、結構 堅固、性能穩定的用於路面機械的非接觸超聲波平均找平梁。本實用新型的目的是這樣實現的用於路面機械的非接觸超聲波平均找平梁，包 括兩個安裝支座，所述兩個安裝支座分別連接兩個第一不鏽鋼支架，所述兩個第一不鏽鋼 支架分別活動連接兩個第二不鏽鋼支架，所述兩個第二不鏽鋼支架分別活動連接減振支 架，所述兩個減振支架內套置可摺疊的鋁合金製成的找平梁，所述找平梁上安裝至少三個 超聲波傳感器吊杆，所述每個超聲波傳感器吊杆下部固定連接超聲波傳感器，所述超聲波傳感器通過電纜線與控制器連接。作為本實用新型的進一步改進，所述超聲波傳感器和控制器之間設置接線盒。作為本實用新型的進一步改進，所述每個超聲波傳感器包括一個補償用超聲波探 頭和五個測試用超聲波探頭。本實用新型的控制過程本實用新型安裝在攤鋪機或其它路面機械上之後，控制 器一旦得電，就把電源通過線纜傳輸到各個超聲波傳感器，按照控制器的呼叫地址，相應的 超聲波傳感器所測量的距離信號就被傳輸到控制器。待被控機械處於正常工作狀態後，通 過控制器基準設定按鍵把各當前超聲波傳感器的距離平均值設定為系統控制的基準值，隨 後通過控制器把系統設定到自動控制狀態，隨著被控機械的前進，控制器把採集到的瞬態 值不斷地與記錄下來的基準值做比較，如果二者之差超出預先設定的控制死區值，控制器 就按照偏差值的大小和正負關係發出控制信號到相應的液壓執行機構中的電磁閥線圈，使 執行機構(多為液壓油缸)作出相應的調整動作，改變各超聲波探頭到基準之間的距離，以 使控制器的所採集的瞬態值與基準值之差維持在死區值，確保攤鋪機或其它路面機械的施 工平整度。本實用新型內置的測試用超聲波探頭完成超聲波信號的發射和接收，並記錄下來 每個測試用超聲波探頭從發射開始到收到回波所經歷的時間，再由補償用超聲波探頭計算 出在此環境下超聲波的傳播速度，由傳播時間和傳播速度計算出每個測試用超聲波探頭的 測試距離，最後計算出超聲波傳感器到被測基準之間距離並上傳到總線上等待控制器採 集，只要超聲波傳感器通電，它就周而復始地完成到基準面距離的測試與輸出。本實用新型的有益效果是(1)本實用新型連接多個超聲波傳感器吊杆，每個超聲波傳感器吊杆連接五個測 試用超聲波探頭和一個補償用超聲波探頭，採集的數據多，平均效果好，獨特的補償技術， 採集的數據精度高，找平效果好；(2)找平梁在高度與水平方向上可調，而且找平梁可摺疊，確保了系統安裝方便、 可適合多種路面機械，並方便轉場和運輸；(3)支撐找平梁的支架採用不鏽鋼材質，並有減振支架，大大地降低了因攤鋪機工 作時的振動對超聲波傳感器性能的影響，提高了系統的找平性能和工作可靠性。

圖1為本實用新型的一種結構示意圖。圖2是本實用新型的安裝支座結構示意圖。圖3是本實用新型的不鏽鋼支架結構示意圖。圖4是本實用新型的減振支架結構示意圖。圖5是本實用新型的找平梁的連接結構示意圖。圖6是本實用新型的找平梁的摺疊部分結構示意圖。圖7是本實用新型的超聲波傳感器外形結構示意圖。圖8是本實用新型的超聲波傳感器電控系統方框圖。圖9是本實用新型的控制器外形結構示意圖。圖10是本實用新型的控制器電控系統方框圖。
具體實施方式
如圖1所示，用於路面機械的非接觸超聲波平均找平梁，包括兩個安裝支座1，兩 個安裝支座1分別連接兩個第一不鏽鋼支架2，兩個第一不鏽鋼支架2分別活動連接兩個第 二不鏽鋼支架3，兩個第二不鏽鋼支架3分別活動連接減振支架4，兩個減振支架4內套置 可摺疊的鋁合金製成的找平梁5，找平梁5上安裝至少三個超聲波傳感器吊杆6，每個超聲 波傳感器吊杆6下部固定連接超聲波傳感器7，超聲波傳感器7通過電纜線10與控制器8 連接。找平梁5包括前內梁51、後內梁52、前外梁53、後外梁54、夾緊機構55和56。找平梁5的前、中和後部分別有三個傳感器吊杆支座13，用於安裝超聲波傳感器 吊杆6。實際使用時，安裝支座1分別固定在浙青攤鋪機110大臂111的前端(近拖點位 置)和後端(近熨平板處)或其它路面機械機身一側的前端和後端。本實用新型電控部件包括超聲波傳感器7、控制器8、接線盒9、電纜線10等。3根 電纜線10分別把3隻傳感器7連到接線盒9，控制器8通過電纜線連到接線盒9，控制器8 通過電纜線連接到攤鋪機的找平插座。如圖2，安裝支座1包括焊板14、卡箍座15、卡箍16和螺釘19。焊板14的一面通 過焊接或其它方式連接在攤鋪機大臂111或其它路面機械機身上，在焊板14的另一面上焊 接有兩個各帶兩個螺紋孔的卡箍座15，卡箍16上有兩個通孔17，每個卡箍座15和卡箍16 上都有一個半圓形凹槽，兩個卡箍16分別通過兩個螺釘19把第一不鏽鋼支架2的圓管卡 到卡箍座16上，鬆開第一不鏽鋼支架2固定卡箍上的螺釘19後，可以調節第一不鏽鋼支架 2的高度，從而帶動調整找平梁5的高度使找平梁5避開障礙物，確保找平梁5的可安裝性。如圖3，第一不鏽鋼支架2和第二不鏽鋼支架3分別包括圓管21、長方形管22、圓 管23和加強筋板24以及正方形管31、長方形管32、圓管33和加強筋板34。第一不鏽鋼 支架2的圓管21卡在安裝支座1上，圓管23套在第二不鏽鋼支架3的正方形管31內孔， 並通過螺釘35鎖住第二不鏽鋼支架3以免其轉動或下降；第二不鏽鋼支架3通過正方形管 31連接第一不鏽鋼支架2，圓管33套在減振支架4上的正方形管41內，在正方形管41上 裝有螺釘44，用於防止減振支架4轉動或下降。第一不鏽鋼支架2和第二不鏽鋼支架3都 採用不鏽鋼材質，強度高、抗振動衝擊強、穩定性好。鬆開安裝支座1上的螺釘19後，可以 調節第一不鏽鋼支架2的高度；鬆開第二不鏽鋼支架3上的的螺釘35後，可以調節第二不 鏽鋼支架3的高度，上述調整都帶動找平梁5的高度的調整，從而使找平梁5避開障礙物或 處在最合適的高度位置，確保找平梁5的可安裝性；鬆開所有的螺釘後，可對第一不鏽鋼支 架2和第二不鏽鋼支架3在水平位置上進行旋轉，從而帶動找平梁5改變其在水平方向上 的位置，進而避開障礙物。如圖4，減振支架4包括不鏽鋼正方形管41、減振體固定板42、兩個減振體43、U 型體44、擋板45、抗偏螺柱46以及螺釘47等。不鏽鋼正方形管41連接第二不鏽鋼支架3 的圓管33，兩個減振體43都通過兩個螺釘固定在固定板42上之間安裝找平梁5，通過擋板 45對找平梁5限位，抗偏螺柱46 —端連接U型體44，另一端穿過上固定板的中心孔。減振 支架4的減振體43把安裝在找平梁5上的超聲波傳感器7與攤鋪機大臂111隔離開，降低了攤鋪機的振動對超聲波傳感器7測試性能的影響，提高了控制性能。如圖5，內梁51和52的一端均焊有一個4孔法蘭盤511，通過4個螺栓512連接，鬆開並取出4個螺栓512後，兩個內梁51和52即可分開，便於運輸。如圖6，夾緊機構55，包括法蘭板551、連接耳552和553、墊圈554、銷軸555、鎖緊 螺母556，夾緊機構56的結構與55相同；鬆開鎖緊螺母556後，前外梁53和後外梁54可 分別繞內梁51和52摺疊，取下556，前外梁53和後外梁54可分別與內梁51和52分開，便 於轉場和運輸。如圖7所示，超聲波傳感器7包括5個測試用超聲波探頭71、1個補償用超聲波探 頭72、基準板73、側板74、殼體75、固定頭76、插座77，5個測試用超聲波探頭71依次均勻 並排安裝在殼體75的下面；補償用超聲波探頭72固定在側板74上；基準板73與補償用超 聲波探頭72保持固定的距離；殼體75內裝有測試用超聲波探頭71和超聲波傳感器7的電 器部件；插座77為7芯針式卡口類型。如圖8所示，超聲波傳感器7的電控系統構成包括5個測試用超聲波探頭71、1個 補償用超聲波探頭72、CPU78、選擇電路79、總線收發器701、電源電路702，測試用超聲波探 頭71、補償用超聲波探頭72通過信號放大電路703連接CPU78，它們發射與接收聲波信號 受CPU78控制；CPU78為18F258，總線收發器701為CAN總線方式，負責傳感器7與控制器 8之間的通訊；電源電路702的輸入線與通訊接口 701的通訊線分別連到插座77上。如圖9所示，控制器8包括顯示器81、按鍵82、控制輸出指示燈83、狀態指示燈84、 插座85、86、殼體87，顯示器81是IXD類型，用於顯示系統性能參數、工作狀態等；按鍵82 共有4個，用於改變工作模式(自動/手動)、進入性能參數修改等；指示燈83為LED類型， 成米字型分布，用於顯示控制器8的輸出狀態；指示燈84共有4個，採用LED，用於指示系 統的工作狀態和故障情況；插座85為卡口，通過電纜線連接接線盒9 ；插座86為卡口，通過 電纜線連接攤鋪機或其它路面機械。如圖10所示，控制器8的電控系統構成包括CPU801、總線收發器804、輸出電路 803、電源電路802以及其他按鍵輸入電路805、顯示輸出電路806等，CPU801為18F480，總 線收發器804為CAN或MODBUS總線方式；輸出電路803與電源電路802的輸入線都連到插 座86上；通訊電路804的通訊線與電源電路802的輸出線都連到插座85上。
權利要求用於路面機械的非接觸超聲波平均找平梁，其特徵在於包括兩個安裝支座，所述兩個安裝支座分別連接兩個第一不鏽鋼支架，所述兩個第一不鏽鋼支架分別活動連接兩個第二不鏽鋼支架，所述兩個第二不鏽鋼支架分別活動連接減振支架，所述兩個減振支架內套置可摺疊的鋁合金製成的找平梁，所述找平梁上安裝至少三個超聲波傳感器吊杆，所述每個超聲波傳感器吊杆下部固定連接超聲波傳感器，所述超聲波傳感器通過電纜線與控制器連接。
2.根據權利要求1所述的用於路面機械的非接觸超聲波平均找平梁，其特徵在於所 述超聲波傳感器和控制器之間設置接線盒。
3.根據權利要求1所述的用於路面機械的非接觸超聲波平均找平梁，其特徵在於所 述每個超聲波傳感器包括一個補償用超聲波探頭和五個測試用超聲波探頭。
專利摘要用於路面機械的非接觸超聲波平均找平梁，涉及一種路面機械施工平整度控制裝置，尤其涉及一種瀝青攤鋪機、路面銑刨機在施工過程中的非接觸式平均找平裝置。包括兩個安裝支座，所述兩個安裝支座分別連接兩個第一不鏽鋼支架，所述兩個第一不鏽鋼支架分別活動連接兩個第二不鏽鋼支架，所述兩個第二不鏽鋼支架分別活動連接減振支架，所述兩個減振支架內套置可摺疊的鋁合金製成的找平梁，所述找平梁上安裝至少三個超聲波傳感器吊杆，所述每個超聲波傳感器吊杆下部固定連接超聲波傳感器，所述超聲波傳感器通過電纜線與控制器連接。本實用新型採集的數據精度高、找平效果好、安裝方便、並方便轉場和運輸、工作可靠。
文檔編號E01C23/06GK201770931SQ20102023096
公開日2011年3月23日 申請日期2010年6月13日 優先權日2010年6月13日
發明者何慧國, 李俊, 盛龍英, 趙國普, 郝名洪 申請人:江蘇四明工程機械有限公司