專利名稱：浮動(dòng)熨平板攤鋪機(jī)智能gps高程和平均厚度控制系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種浮動(dòng)熨平板攤鋪機(jī)攤鋪高程和平均攤鋪厚度的控制系統(tǒng)。系統(tǒng)使用測(cè)量型GPS接收機(jī)、速度傳感器、位移傳感器、縱坡儀、非接觸式測(cè)距儀、工業(yè)計(jì)算機(jī)等設(shè)備以及計(jì)算機(jī)軟件配合攤鋪機(jī)的液壓找平控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)路面高程和平均攤鋪厚度的控制。只要事先在系統(tǒng)計(jì)算機(jī)控制程序中輸入好設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)，無(wú)需再使用水準(zhǔn)儀測(cè)量原路面高程，無(wú)需架設(shè)高程基準(zhǔn)線作為攤鋪機(jī)縱坡儀的參考面，攤鋪機(jī)兩側(cè)無(wú)需找平操作手。本發(fā)明中所指的浮動(dòng)熨平板攤鋪機(jī)是指浙青砼攤鋪機(jī)或攤鋪其它筑路材料的攤鋪機(jī)，以下涉及攤鋪材料類型時(shí)一律僅以浙青砼為例。現(xiàn)有的浮動(dòng)熨平板攤鋪機(jī)有“戴納派克F300CS浙青攤鋪機(jī)”、“德瑪格DF145CS浙青攤鋪機(jī)”、“酒井PT310浙青砼攤鋪機(jī)”、“華通動(dòng)力札1125多功能攤鋪機(jī)”、“沃爾沃ABG7520履帶式攤鋪機(jī)”、“徐工RP951A多功能浙青砼攤鋪機(jī)”等。本發(fā)明中的工業(yè)計(jì)算機(jī)是指具備中央處理器、主板、內(nèi)存、電源、顯卡、輸入輸出設(shè)備、存儲(chǔ)器、運(yùn)算和邏輯部件以及控制器組成并能適應(yīng)工業(yè)環(huán)境的設(shè)備。
背景技術(shù)：
浮動(dòng)熨平板攤鋪機(jī)的長(zhǎng)履帶行進(jìn)機(jī)構(gòu)和浮動(dòng)熨平板都可以對(duì)原路面的不平整情況進(jìn)行一定程度的過(guò)濾，使攤鋪出來(lái)的新路面比原路面更平滑，浮動(dòng)熨平板攤鋪機(jī)還要借助高程電子控制系統(tǒng)或厚度電子控制系統(tǒng)對(duì)攤鋪機(jī)的找平油缸進(jìn)行升降控制，使新路面的高程和厚度符合設(shè)計(jì)圖紙要求。現(xiàn)有的浮動(dòng)熨平板攤鋪機(jī)攤鋪高程電子控制系統(tǒng)主要采用以下兩種方法。一、使用縱坡儀沿高程基準(zhǔn)線移動(dòng)，縱坡儀的滑桿與高程基準(zhǔn)線相接觸。使用縱坡儀找平的過(guò)程是這樣的，測(cè)量員測(cè)量攤鋪前的原路面點(diǎn)高程并與設(shè)計(jì)高程比較，計(jì)算出各個(gè)點(diǎn)位的理論攤鋪厚度，一般縱向道路里程間隔10米橫向道路寬度內(nèi)間隔一個(gè)攤鋪機(jī)熨平板寬度測(cè)量一個(gè)原路面點(diǎn)，點(diǎn)與點(diǎn)之間用豎樁架設(shè)細(xì)鋼絲繩或?qū)U供縱坡儀在上面滑行，也可以利用道路上與道路縱斷面曲線一致的附屬構(gòu)筑物作為基準(zhǔn)高程的參考面，如路緣石、擋墻等，這樣攤鋪機(jī)攤鋪出來(lái)的新路面縱斷面線形狀將和基準(zhǔn)高程線保持一致。上述路面高程控制方法存在如下缺陷1、需要人工測(cè)量計(jì)算原路面高程和新路面高程；2、需要人工架設(shè)攤鋪高程基準(zhǔn)線或基準(zhǔn)面；3、路面高程的控制是以點(diǎn)代面，不能全面反映原路面高程對(duì)攤鋪機(jī)高程的影響；4、如果是用鋼絲繩架設(shè)高程，鋼絲繩必然會(huì)有一定的下垂撓度造成基準(zhǔn)高程不準(zhǔn)確；5、豎曲線路段以折線形式代替曲線，攤鋪出來(lái)的路面不平滑且與設(shè)計(jì)意圖不符。二、攤鋪機(jī)3DTPS (全站儀)控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)普及面不廣。該系統(tǒng)可以預(yù)先把工程設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)輸入機(jī)載電腦，全站儀自動(dòng)跟蹤并精確測(cè)定安裝在攤鋪機(jī)上棱鏡的三維位置，將數(shù)值無(wú)線傳輸?shù)綑C(jī)載計(jì)算機(jī)內(nèi)，結(jié)合其它傳感器傳出的數(shù)據(jù)，對(duì)攤鋪機(jī)的位置和方向進(jìn)行不間斷的刷新調(diào)整。然后，機(jī)載計(jì)算機(jī)對(duì)設(shè)計(jì)位置和實(shí)際位置進(jìn)行不斷的比較，相應(yīng)調(diào)整熨平板的高度和坡度。這種方法的缺陷是，現(xiàn)場(chǎng)至少需要兩臺(tái)全站儀交替使用才能實(shí)現(xiàn)連續(xù)攤鋪；全站儀與攤鋪機(jī)必須通視；需要專業(yè)技術(shù)人員現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控；不能實(shí)現(xiàn)按平均厚度攤鋪?，F(xiàn)有的浮動(dòng)熨平板攤鋪機(jī)平均攤鋪厚度控制系統(tǒng)主要是“平衡梁系統(tǒng)”?，F(xiàn)在最常用的“平衡梁系統(tǒng)”是非接觸式平衡梁，這種平衡梁使用2個(gè)以上的測(cè)距儀連續(xù)測(cè)量?jī)x器到原路面的高度，同時(shí)使用1個(gè)以上的測(cè)距儀連續(xù)測(cè)量?jī)x器到新攤鋪路面的高度，平衡梁處理器單元計(jì)算出所有到原路面的高度測(cè)量值的加權(quán)平均值和所有到新攤鋪路面的高度測(cè)量值的加權(quán)平均值，并計(jì)算出這兩個(gè)加權(quán)平均值的差值，平衡梁處理器單元根據(jù)這個(gè)差值向攤鋪機(jī)找平信號(hào)處理單元發(fā)送控制指令。平衡梁找平的結(jié)果就是使攤鋪機(jī)按照一定的平均厚度攤鋪路面，在一定的長(zhǎng)度范圍內(nèi)將路面的突出或下陷部分對(duì)路面高程的影響濾除掉，使攤鋪好的道路比較平順、平均攤鋪厚度可以控制。非接觸式平衡梁由于安裝使用簡(jiǎn)便，已經(jīng)逐漸取代了接觸式平衡梁。使用平衡梁只能在原路面高程誤差較小的情況下使用。 現(xiàn)有非接觸式平衡梁系統(tǒng)存在的技術(shù)缺陷是，受測(cè)距儀數(shù)量的限制，參加路面高度加權(quán)平均值計(jì)算的點(diǎn)的數(shù)量是有限的，不能全面反映原路面不平整情況，當(dāng)路面高程變化波長(zhǎng)與測(cè)距儀間距相同時(shí)還會(huì)發(fā)生控制錯(cuò)誤。接觸式平衡梁體積龐大，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，維護(hù)麻煩，控制精度受車輪數(shù)量和平衡梁長(zhǎng)度影響。圖2是浮動(dòng)熨平板攤鋪機(jī)縱坡儀方法控制攤鋪高程的示意圖。攤鋪機(jī)的提升油缸 4在攤鋪行走時(shí)隨著熨平板6的浮動(dòng)而自由升降，不主動(dòng)對(duì)熨平板施加力的作用，熨平板牽引大梁滑塊1隨著找平油缸的升降而上下自由滑動(dòng)，找平油缸2受攤鋪機(jī)電路系統(tǒng)控制。圖 2的控制過(guò)程是這樣的，首先測(cè)量員在原路面11上水準(zhǔn)測(cè)量一系列間距為5米或10米的點(diǎn)的高程，根據(jù)這些原路面點(diǎn)的實(shí)測(cè)高程、新路面設(shè)計(jì)高程和松鋪系數(shù)計(jì)算得到與這些點(diǎn)對(duì)應(yīng)的浙青砼設(shè)計(jì)松鋪厚度，按設(shè)計(jì)松鋪厚度的高度9在原路面上架設(shè)鋼絲繩基準(zhǔn)線?？v坡儀3的滑桿在鋼絲基準(zhǔn)線上滑行，當(dāng)攤鋪機(jī)熨平板重力與松鋪浙青砼的支撐力動(dòng)態(tài)平衡時(shí)，熨平板行走高度也會(huì)較穩(wěn)定，縱坡儀暫時(shí)處于信號(hào)零點(diǎn)位置。人工檢查實(shí)際攤鋪浙青砼路面8與設(shè)計(jì)松鋪厚度的高度9是否在同一平面上，如果新鋪浙青砼路面8偏低則調(diào)節(jié)縱坡儀上方的升降螺旋4使縱坡儀的位置相對(duì)于熨平板的位置下降，縱坡儀內(nèi)部的角度傳感器測(cè)量到縱坡儀與基準(zhǔn)線的相對(duì)位置發(fā)生了變化，這時(shí)攤鋪機(jī)根據(jù)縱坡儀信號(hào)判斷需要提升找平油缸直至縱坡儀回到信號(hào)零點(diǎn)位置，相當(dāng)于縱坡儀與鋼絲基準(zhǔn)線始終趨向于保持固定距離；反之如果新鋪浙青砼路面8偏高則調(diào)節(jié)縱坡儀上方的升降螺旋使縱坡儀的位置上升，這時(shí)攤鋪機(jī)根據(jù)縱坡儀信號(hào)判斷需要下降找平油缸直至縱坡儀回到信號(hào)零點(diǎn)位置， 經(jīng)過(guò)對(duì)升降螺旋4的反復(fù)調(diào)節(jié)，新鋪浙青砼路面8將趨向于與設(shè)計(jì)松鋪高度9處于同一平面上。如果浙青砼的攤鋪厚度、浙青砼溫度、攤鋪速度、攤鋪機(jī)夯錘振幅與頻率、浙青砼級(jí)配等不發(fā)生大的變化，攤鋪機(jī)正常行走時(shí)不需要人工反復(fù)調(diào)節(jié)手動(dòng)螺旋4，當(dāng)原路面11 與鋼絲基準(zhǔn)線的相對(duì)距離發(fā)生變化時(shí)，攤鋪機(jī)與基準(zhǔn)線的相對(duì)位置也將發(fā)生變化，縱坡儀3 與鋼絲基準(zhǔn)線的相對(duì)距離也將發(fā)生變化，攤鋪機(jī)通過(guò)不斷調(diào)節(jié)找平油缸牽引點(diǎn)高度使縱坡儀回到零點(diǎn)位置，此時(shí)熨平板仰角隨著找平油缸發(fā)生的變化也將回到新的松鋪浙青砼支撐力與熨平板重力的平衡點(diǎn)，熨平板底板的高度也將因?yàn)檎移接透谞恳c(diǎn)的上下浮動(dòng)而保持與鋼絲基準(zhǔn)線保持在同一平面上。圖2的工作過(guò)程有兩個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)，一是通過(guò)縱坡儀的自動(dòng)調(diào)節(jié)作用使縱坡儀與基準(zhǔn)線保持固定高差，從而使新鋪路面與基準(zhǔn)線在同一平面上，二是當(dāng)新鋪浙青砼即熨平板底板與基準(zhǔn)線不在同一平面且縱坡儀仍處于零點(diǎn)位置時(shí)，人工調(diào)節(jié)縱坡儀高度使熨平板底板浮動(dòng)至與基準(zhǔn)線在同一平面位置。在編制本發(fā)明系統(tǒng)計(jì)算機(jī)控制程序時(shí)還要涉及道路施工設(shè)計(jì)圖紙關(guān)于路面空間位置的表示方法。道路設(shè)計(jì)圖紙定義道路路面空間位置通過(guò)如下幾種圖示1、道路平面圖， 有起點(diǎn)端線、終點(diǎn)端線、中心線、邊線等組成，一般通過(guò)定義中心線的平面形狀定義道路的走向，中心線由多條首尾相連接的直線段和曲線段組成；2、道路縱斷面圖，定義了道路中心線在垂直方向上的線形變化規(guī)律，縱斷面圖也由多條首尾相連接的直線段和曲線段組成； 3、橫斷面圖，定義道路路面在不同里程位置的截面形式，能反映距中心線不同距離點(diǎn)路面高程與中心點(diǎn)高程的高差。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是
1、浮動(dòng)熨平板攤鋪機(jī)攤鋪前無(wú)需人工測(cè)量原路面高程，攤鋪時(shí)無(wú)需人工檢查新攤鋪路面與基準(zhǔn)線是否一致，無(wú)需人工調(diào)節(jié)縱坡儀高度，從而消除人工測(cè)量誤差、高程點(diǎn)架設(shè)誤差、基準(zhǔn)線下?lián)隙日`差和人工檢查調(diào)節(jié)縱坡儀高度的行為誤差。2、采用移動(dòng)平均法計(jì)算平均攤鋪厚度，厚度控制連續(xù)均勻。3、實(shí)時(shí)記錄實(shí)際攤鋪厚度。4、對(duì)原地面高程和新鋪路面高程實(shí)現(xiàn)連續(xù)實(shí)時(shí)測(cè)量，不再是以點(diǎn)代線。5、不同攤鋪高程控制設(shè)備和平均厚度控制設(shè)備通過(guò)硬件開(kāi)關(guān)或計(jì)算機(jī)程序參數(shù)選項(xiàng)實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)換使用，無(wú)需停機(jī)，無(wú)需更換數(shù)據(jù)線。為了解決上述問(wèn)題，本發(fā)明采用三種工作模式，分別是縱坡儀模式、平衡梁模式和 GPS模式，三種模式可以任意切換。本發(fā)明在GPS模式下，只要GPS接收機(jī)能接收到4顆以上合適位置的導(dǎo)航衛(wèi)星信號(hào)，浮動(dòng)熨平板攤鋪機(jī)智能GPS高程和平均厚度控制系統(tǒng)可以準(zhǔn)確測(cè)量原路面和新攤鋪路面的高程。如

圖1所示，根據(jù)移動(dòng)站GPS接收機(jī)6所測(cè)的三維坐標(biāo)、測(cè)距儀1和10所測(cè)量的垂直高度數(shù)據(jù)、傾角儀5的所測(cè)量的水平角度數(shù)據(jù)，圖3中所示的工業(yè)計(jì)算機(jī)可以計(jì)算出垂線A對(duì)應(yīng)的原路面點(diǎn)三維坐標(biāo)和垂線E對(duì)應(yīng)的新鋪路面點(diǎn)三維坐標(biāo)，工業(yè)計(jì)算機(jī)根據(jù)這兩處坐標(biāo)數(shù)據(jù)和道路設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)便有了控制攤鋪機(jī)熨平板的行走高度的依據(jù)。在GPS接收機(jī)采樣頻率為15HZ，攤鋪機(jī)行走速度為3m/min的情況下，攤鋪機(jī)每行進(jìn)3. 3毫米本發(fā)明系統(tǒng)就測(cè)量計(jì)算1次原路面和新攤鋪路面的高程，而人工測(cè)量通常是每IOm測(cè)量一個(gè)高程數(shù)據(jù)， 而且新鋪路面高程不能實(shí)時(shí)測(cè)量并用于攤鋪控制。本發(fā)明系統(tǒng)可以自動(dòng)測(cè)量原路面高程和新攤鋪路面高程并實(shí)時(shí)與設(shè)計(jì)高程相比較，自動(dòng)調(diào)整攤鋪機(jī)的工作狀態(tài)使新攤鋪路面高程達(dá)到設(shè)計(jì)要求。如圖3所示，如果僅使用工業(yè)計(jì)算機(jī)、速度傳感器、位移傳感器和各個(gè)測(cè)距儀則構(gòu)成本發(fā)明的平衡梁模式，工業(yè)計(jì)算機(jī)根據(jù)速度傳感器可以分析出攤鋪機(jī)所處的里程位置， 這樣工業(yè)計(jì)算機(jī)就可以對(duì)連續(xù)記錄的測(cè)距儀數(shù)據(jù)按等間距里程進(jìn)行篩選，剔除重復(fù)數(shù)據(jù)和特異數(shù)據(jù)，比如每Icm道路里程保留一組測(cè)距儀的測(cè)量數(shù)據(jù)。平衡梁模式半幅使用4個(gè)測(cè)距儀，在測(cè)距儀采樣頻率為50KHZ，攤鋪機(jī)行走速度為3m/min的情況下，每1微米里程本發(fā)明系統(tǒng)可以測(cè)量記錄2個(gè)原路面點(diǎn)和2個(gè)新攤鋪路面點(diǎn)的測(cè)距儀垂直高度數(shù)據(jù)。每個(gè)點(diǎn)的攤鋪厚度都是由約6 10米范圍內(nèi)上百萬(wàn)個(gè)測(cè)距儀高度數(shù)據(jù)的平均值決定的。這種精度是人工測(cè)量無(wú)法達(dá)到的。本發(fā)明在GPS模式下可以根據(jù)原路面高程和新鋪路面高程計(jì)算出新鋪路面厚度。 在本發(fā)明任意模式下，包括GPS模式，如圖1所示，工業(yè)計(jì)算機(jī)根據(jù)圖位號(hào)10、11的測(cè)距儀數(shù)據(jù)可以計(jì)算出測(cè)距儀7到實(shí)際攤鋪路面線14延長(zhǎng)線的距離，測(cè)距儀7所測(cè)高度減去這個(gè)距離就是預(yù)測(cè)的實(shí)際攤鋪厚度。一般新鋪好的浙青路面用3米直尺測(cè)量平整度都在2毫米以內(nèi)，因此這種預(yù)測(cè)厚度與實(shí)際厚度間的誤差也在2mm以內(nèi)，總體平均厚度誤差更小?，F(xiàn)有平衡梁設(shè)備在攤鋪機(jī)起步階段是需要關(guān)閉的，一般先使用縱坡儀將路面高程控制平順后再轉(zhuǎn)換為使用平衡梁設(shè)備，縱坡儀模式轉(zhuǎn)換為平衡梁模式時(shí)需要暫停攤鋪機(jī)， 拔掉縱坡儀數(shù)據(jù)傳輸線，然后換上平衡梁的數(shù)據(jù)傳輸線再繼續(xù)攤鋪。如圖3所示，本發(fā)明中所有的儀器數(shù)據(jù)傳輸線均連接至集線盒，所有儀器數(shù)據(jù)傳送到集線盒的數(shù)據(jù)緩沖區(qū)，工業(yè)計(jì)算機(jī)再?gòu)募€盒中讀取數(shù)據(jù)?？v坡儀模式、平衡梁模式和GPS模式之間的轉(zhuǎn)換通過(guò)計(jì)算機(jī)參數(shù)程序來(lái)實(shí)現(xiàn)，無(wú)需停機(jī)，無(wú)需更換數(shù)據(jù)傳輸線。在本發(fā)明的GPS模式下，系統(tǒng)計(jì)算機(jī)控制程序需要讀取設(shè)計(jì)圖紙數(shù)據(jù)，將設(shè)計(jì)圖紙數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為計(jì)算機(jī)可識(shí)別的代碼也是本發(fā)明內(nèi)容的一部分。本發(fā)明將設(shè)計(jì)圖紙中的平面圖、縱斷面圖和橫斷面圖視為若干個(gè)邊界曲面(有封閉邊界的空間曲面)數(shù)學(xué)模型，每一個(gè)邊界曲面視為若干個(gè)平面四邊形、三角形和線段組成，平面四邊形、三角形和線段等對(duì)象可以被少數(shù)幾個(gè)有三維坐標(biāo)的空間點(diǎn)固定，每個(gè)空間點(diǎn)的三維坐標(biāo)由三個(gè)浮點(diǎn)數(shù)組成，浮點(diǎn)數(shù)可以直接被計(jì)算機(jī)高級(jí)編程語(yǔ)言識(shí)別計(jì)算。在計(jì)算機(jī)編程時(shí)，平面四邊形、三角形和線段被統(tǒng)一定義成平面四邊形數(shù)據(jù)對(duì)象，三角形和線段被看作是平面四邊形的特例。在C++編程語(yǔ)言中可以按下述方法定義三維點(diǎn)坐標(biāo)結(jié)構(gòu)和平面四邊形類。
權(quán)利要求
1.一種浮動(dòng)熨平板攤鋪機(jī)智能GPS高程和平均厚度控制系統(tǒng)，其特征在于，由GPS移動(dòng)站接收機(jī)、GPS參考站接收機(jī)、無(wú)線通訊設(shè)備、工業(yè)計(jì)算機(jī)、測(cè)距儀、位移傳感器、速度傳感器、傾角儀、縱坡儀、集線盒、手動(dòng)控制盒和固定裝置等組成。
2.如權(quán)利要求1所述的浮動(dòng)熨平板攤鋪機(jī)智能GPS高程和平均厚度控制系統(tǒng)，其特征在于，計(jì)算機(jī)根據(jù)參考站GPS接收機(jī)和移動(dòng)站GPS接收機(jī)的數(shù)據(jù)通過(guò)RTK技術(shù)解算出移動(dòng)站GPS接收機(jī)的正確三維坐標(biāo)，或者移動(dòng)站GPS接收機(jī)根據(jù)接收到的參考站GPS接收機(jī)的數(shù)據(jù)通過(guò)自帶的軟硬件利用RTK技術(shù)解算出正確的自身三維坐標(biāo)并將此坐標(biāo)實(shí)時(shí)傳送給工業(yè)計(jì)算機(jī)。
3.如權(quán)利要求1所述的浮動(dòng)熨平板攤鋪機(jī)智能GPS高程和平均厚度控制系統(tǒng)，其特征在于，熨平板前面的兩個(gè)測(cè)距儀測(cè)量?jī)x器本身到攤鋪前的原地面垂直距離，熨平板后面的兩個(gè)測(cè)距儀測(cè)量?jī)x器本身到新攤鋪路面的垂直距離；傾角儀測(cè)量安裝GPS移動(dòng)站接收機(jī)接收機(jī)、測(cè)距距儀的縱向支撐梁與水平面的相對(duì)角度；速度傳感器測(cè)量攤鋪機(jī)的行走速度； 位移傳感器測(cè)量攤鋪機(jī)找平油缸的垂直伸縮距離，GPS移動(dòng)站接收機(jī)、測(cè)距儀、位移傳感器、 速度傳感器、傾角儀、縱坡儀、手動(dòng)控制盒數(shù)據(jù)首先傳送到集線盒，再由集線盒將數(shù)據(jù)傳送到工業(yè)計(jì)算機(jī)。
4.一種浮動(dòng)熨平板攤鋪機(jī)智能GPS高程和平均厚度控制方法，其特征在于，是一個(gè)計(jì)算機(jī)軟件流程，由主進(jìn)程、GPS模式進(jìn)程、平衡梁模式進(jìn)程和縱坡儀模式進(jìn)程組成。
5.如權(quán)利要求4所述的浮動(dòng)熨平板攤鋪機(jī)智能GPS高程和平均厚度控制方法，其特征在于，主進(jìn)程接收所有經(jīng)過(guò)集線盒傳送的移動(dòng)站GPS接收機(jī)、參考站GPS接收機(jī)、測(cè)距儀、 速度傳感器、位移傳感器、傾角儀、縱坡儀的測(cè)量數(shù)據(jù)并進(jìn)行篩選換算和誤差修正，然后將這些數(shù)據(jù)按照縱向等間距道路里程順序存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)內(nèi)存中并在內(nèi)存數(shù)據(jù)滅失前將其存入磁盤文件，主進(jìn)程在選擇進(jìn)入其中一種模式進(jìn)程前對(duì)GPS模式進(jìn)程中軟件流程路徑控制參數(shù)賦值為1，主進(jìn)程如選擇進(jìn)入GPS模式進(jìn)程，主進(jìn)程判斷是否有足夠數(shù)量的GPS坐標(biāo)數(shù)據(jù)，如果有則進(jìn)入GPS模式進(jìn)程，如果沒(méi)有則設(shè)定平均控制厚度為當(dāng)前實(shí)測(cè)攤鋪厚度，然后程序進(jìn)入平衡梁模式進(jìn)程，按平衡梁模式控制攤鋪厚度；三種工作模式每個(gè)工作循環(huán)結(jié)束后從流程出口再次進(jìn)入主進(jìn)程中“模式選擇”節(jié)點(diǎn)。
6.如權(quán)利要求4所述的浮動(dòng)熨平板攤鋪機(jī)智能GPS高程和平均厚度控制方法，其特征在于，在GPS模式進(jìn)程中，程序根據(jù)移動(dòng)站GPS接收機(jī)本身的空間三維坐標(biāo)數(shù)據(jù)、傾角儀的水平傾角數(shù)據(jù)和測(cè)距儀的距離數(shù)據(jù)計(jì)算出原地面高程和新攤鋪且尚未碾壓的新鋪路面高程，計(jì)算機(jī)根據(jù)原地面高程數(shù)據(jù)和設(shè)計(jì)高程數(shù)據(jù)計(jì)算出理論攤鋪厚度，進(jìn)而計(jì)算出理論松鋪厚度，進(jìn)而確定原地面各個(gè)點(diǎn)的理論松鋪高程；GPS模式進(jìn)程有兩個(gè)控制過(guò)程分別在滿足各自條件時(shí)運(yùn)行，一是程序連續(xù)比較熨平板與找平油缸之間縱向支撐梁上某個(gè)設(shè)定點(diǎn)A 與A點(diǎn)所對(duì)應(yīng)地面點(diǎn)的設(shè)計(jì)松鋪高程點(diǎn)間的距離是否保持為設(shè)定值H，當(dāng)發(fā)現(xiàn)結(jié)果為“否” 時(shí)就指令攤鋪機(jī)升降找平油缸，使結(jié)果變?yōu)椤笆恰保绦蛲ㄟ^(guò)指令攤鋪機(jī)升降找平油缸控制找平油缸牽引點(diǎn)高度，從而控制與熨平板牽引大臂連為一體的縱向支撐梁的傾角，從而控制點(diǎn)A的高度，從而控制A與點(diǎn)A對(duì)應(yīng)的原路面點(diǎn)的設(shè)計(jì)松鋪高程點(diǎn)保持固定高差H，從而控制浮動(dòng)慰平板的行走高程與設(shè)計(jì)松鋪高程保持一致的變化規(guī)律；二是計(jì)算機(jī)比較新攤鋪且尚未碾壓的路面高程與設(shè)計(jì)松鋪高程的差值，如高差超過(guò)允許范圍，則在計(jì)算機(jī)程序中調(diào)整設(shè)定值H的數(shù)值，攤鋪機(jī)必須重新較正找平油缸牽弓I點(diǎn)的位置，從而使點(diǎn)A與點(diǎn)A對(duì)應(yīng)的原路面點(diǎn)的設(shè)計(jì)松鋪高程點(diǎn)保持住新的固定高差H，從而控制熨平板底板高程與設(shè)計(jì)松鋪高程相同。
7.如權(quán)利要求4所述的浮動(dòng)熨平板攤鋪機(jī)智能GPS高程和平均厚度控制方法，其特征在于，在平衡梁模式下，計(jì)算機(jī)接收所有安裝在與熨平板牽引大臂連為一體的縱向支撐梁上的傾角儀、測(cè)距儀的測(cè)量數(shù)據(jù)，和安裝于其它位置的攤鋪速度傳感器、找平油缸位移傳感器的測(cè)量數(shù)據(jù)，以及手動(dòng)控制盒的操作數(shù)據(jù)，為了控制熨平板與找平油缸之間縱向支撐梁上某點(diǎn)A對(duì)應(yīng)的地面點(diǎn)的攤鋪高程，計(jì)算機(jī)計(jì)算出A點(diǎn)前后各相等距離的里程范圍內(nèi)的所有置于攤鋪機(jī)熨平板前端的測(cè)距儀在此里程范圍內(nèi)的測(cè)量數(shù)據(jù)的平均值b ；計(jì)算機(jī)根據(jù)置于攤鋪機(jī)熨平板后面的兩個(gè)測(cè)距儀的測(cè)量數(shù)據(jù)和各測(cè)距儀之間的距離計(jì)算出A點(diǎn)到新鋪路面延伸面的垂直距離h，(b-h)就是A點(diǎn)的控制厚度，如果(b-h)大于程序設(shè)定厚度，則下降攤鋪機(jī)找平油缸，如果(b-h)小于設(shè)定厚度，則上升攤鋪機(jī)找平油缸。
8.如權(quán)利要求4所述的浮動(dòng)熨平板攤鋪機(jī)智能GPS高程和平均厚度控制方法，其特征在于，在縱坡儀模式下，計(jì)算機(jī)根據(jù)縱坡儀信號(hào)向攤鋪機(jī)信號(hào)處理單元發(fā)送找平油缸的升降或停止升降指令。
9.如權(quán)利要求4所述的浮動(dòng)熨平板攤鋪機(jī)智能GPS高程和平均厚度控制方法，其特征在，計(jì)算機(jī)根據(jù)置于攤鋪機(jī)熨平板后面的兩個(gè)測(cè)距儀所測(cè)量數(shù)據(jù)和各測(cè)距儀之間的距離， 計(jì)算出距攤鋪機(jī)熨平板較近的置于熨平板前端的測(cè)距儀m到新鋪路面延伸面的垂直距離 h2，測(cè)距儀m測(cè)量的到原地面距離為hl，則(hl-h2)就是測(cè)距儀m對(duì)應(yīng)新鋪路面點(diǎn)的預(yù)測(cè)實(shí)際松鋪厚度，可以估計(jì)為實(shí)際松鋪厚度。
10.一種道路設(shè)計(jì)圖數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為計(jì)算機(jī)程序代碼的方法，其特征在于，將設(shè)計(jì)圖紙中平面圖、縱斷面圖和橫斷面圖數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為若干個(gè)邊界曲面數(shù)學(xué)模型，再將若干個(gè)邊界曲面進(jìn)一步細(xì)分為更多數(shù)量的平面四邊形、三角形和線段，三角形和線段被看作是平面四邊形的特例，平面四邊形對(duì)象由四個(gè)三維坐標(biāo)點(diǎn)定義，三維坐標(biāo)點(diǎn)由三個(gè)浮點(diǎn)數(shù)定義，浮點(diǎn)數(shù)為計(jì)算機(jī)編程語(yǔ)言可以直接定義的數(shù)據(jù)類型，每一個(gè)平面四邊形對(duì)象對(duì)應(yīng)一個(gè)開(kāi)始里程樁號(hào)和結(jié)束里程樁號(hào)。
全文摘要
一種浮動(dòng)熨平板攤鋪機(jī)智能GPS高程和平均厚度控制系統(tǒng)，由工業(yè)計(jì)算機(jī)、測(cè)量型GPS接收機(jī)、測(cè)距儀、傾角儀、位移傳感器、速度傳感器、縱坡儀等設(shè)備組成。在GPS模式下只要事先輸入好設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)，無(wú)需使用水準(zhǔn)儀測(cè)量原地面高程，無(wú)需架設(shè)高程基準(zhǔn)線，攤鋪機(jī)兩側(cè)無(wú)需找平操作手，可以準(zhǔn)確記錄原地面和新攤鋪路面的高程；平衡梁模式可以達(dá)到每毫米里程都有測(cè)量數(shù)據(jù)參與平均厚度計(jì)算，可以準(zhǔn)確記錄攤鋪厚度；縱坡儀模式在傳統(tǒng)控制方法的基礎(chǔ)上可以準(zhǔn)確記錄實(shí)際攤鋪厚度；另外，三種工作模式可以快速轉(zhuǎn)換，克服了原平衡梁模式起步階段的缺點(diǎn)，保證GPS信號(hào)不正常時(shí)也可以繼續(xù)攤鋪，在路況設(shè)計(jì)復(fù)雜的情況下可以靈活轉(zhuǎn)換。
文檔編號(hào)E01C19/12GK102174792SQ20111006841
公開(kāi)日2011年9月7日 申請(qǐng)日期2011年3月22日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月22日
發(fā)明者萇安 申請(qǐng)人:萇安