專利名稱：鋪路機(jī)控制裝置和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及對于鋪路機(jī)的改進(jìn)的控制裝置和機(jī)器運(yùn)行的方法，更具體地，涉及用于控制具有被牽引經(jīng)過鋪路區(qū)域的表面、修整表面外形的、一體化的整平板(screed)的鋪路機(jī)的這樣的控制裝置和方法。
背景技術(shù)：
這種類型的鋪路機(jī)典型地包括拖拉機(jī)或牽引車，它在要鋪路的路基上在整平板前面移動(dòng)。鋪路機(jī)在路基上涂覆一層浙青或其它鋪路材料，浙青層的厚度和外形由在牽弓I車后面的被牽引的“浮動(dòng)的”整平板確定。整平板在它的下表面上具有平板，它在牽引車后面在被涂覆的浙青上移動(dòng)。整平板包括一對向前延伸的牽引臂，它們在牽引點(diǎn)處被連接到牽引車。牽引點(diǎn)由牽引車的液壓缸進(jìn)行提升和下降。當(dāng)牽引點(diǎn)提升時(shí)，整平板的平板的前邊緣被提升，以及整平板的平板的攻角(theangle of attack)被改變成使得平板向上整平正好在整平板前面的被涂覆在路基上的浙青。這導(dǎo)致浙青層的頂面高度上升，并導(dǎo)致在路基上更厚的浙青層。相反，當(dāng)牽引點(diǎn)降低時(shí)，整平板的平板的前邊緣也降低，調(diào)整平板到向下的平面，降低浙青層的頂面。將會(huì)意識到，整平板將平滑鋪路材料層的頂面，而同時(shí)，控制這個(gè)面的垂直位置和浙青層的厚度。鋪路機(jī)把鋪路材料涂覆在路基上，以使得鋪路材料的頂面仿照想要的立面圖外形 (elevation contour)。在某些情形下，浙青的頂面相對于相鄰的基準(zhǔn)表面進(jìn)行外形修整。 例如，當(dāng)浙青的第二帶條挨著浙青的第一帶條被涂覆在路床上時(shí)，希望這兩個(gè)帶條的表面高度在它們互相毗鄰的接縫處精確地匹配。作為另一個(gè)例子，當(dāng)浙青層挨著現(xiàn)有的路緣被涂覆在路基上時(shí)，可能希望浙青表面的高度可以相對于路緣進(jìn)行精確地控制。在其它的情形下，浙青被修整成匹配于由勘測員設(shè)置的基準(zhǔn)。例如，勘測員可能以前勘測過要被鋪設(shè)的路或其它表面，并設(shè)置一系列標(biāo)樁，具有從一個(gè)標(biāo)樁的頂部連到下一個(gè)標(biāo)樁的頂部的基準(zhǔn)細(xì)繩。在所有的這些事例中，被涂覆的鋪路材料的頂面的垂直位置必須相對于某種基準(zhǔn)進(jìn)行精確地控制，這需要牽引臂的牽引點(diǎn)被精確地控制。在其它鋪路操作中，鋪路表面的想要的外形在三維數(shù)據(jù)庫中被規(guī)定，鋪路機(jī)的位置，包括整平板，借助于GPS接收機(jī)、激光接收機(jī)、自動(dòng)化總站系統(tǒng)、或類似的系統(tǒng)被監(jiān)視。在這些情形下，鋪路機(jī)工作時(shí)涂覆鋪路材料層， 這些材料層在外形上和厚度上與在數(shù)據(jù)庫中規(guī)定的參數(shù)相匹配。鋪路機(jī)整平板由許多方式進(jìn)行控制。當(dāng)浙青表面的水平要遵循與要鋪路的區(qū)域相鄰的基準(zhǔn)面，諸如，以前鋪路的表面或由勘查員定位的細(xì)繩時(shí)，通常用一個(gè)或多個(gè)傳感器來測量基準(zhǔn)面的垂直位置。傳感器確定離基準(zhǔn)面的距離，這些距離可被使用來控制牽引點(diǎn)的高度。在鋪路機(jī)的相反端處的牽引點(diǎn)可以被提升或降低相同的量，或它可以通過使用其它傳感器被獨(dú)立地控制。將會(huì)意識到，如果鋪路機(jī)沒有在移動(dòng)，則僅僅提升牽引點(diǎn)不會(huì)造成在整平板的平板的后緣處的浙青水平的改變。浙青的頂面的水平的任何改變必須緩慢地和沒有過沖地完成，以便保持浙青的平滑的、無波紋的表面。結(jié)果，通常沿整平板在別處測量垂直基準(zhǔn)高度。 然而，這個(gè)方法可能需要隨時(shí)間人工地調(diào)節(jié)整平板的水平。用于這種類型的整平板的控制系統(tǒng)感受到不同的測量增益，取決于基準(zhǔn)高度傳感器被放置在整平板的哪個(gè)地方。例如，如果高度傳感器位置接近于整平板牽引臂的牽引點(diǎn)， 則系統(tǒng)將更善于在鋪路機(jī)在不平的地面上移動(dòng)時(shí)使得牽引點(diǎn)保持在恒定的高度?？梢灶A(yù)期這將導(dǎo)致在整平板后面的平滑的浙青表面。然而，高度精度或在整平板背后的浙青墊層的厚度的控制可能不是非常好，因?yàn)檫@取決于既沒有直接也沒有間接控制的整平板攻角。由于對于這樣的裝置，在傳感器與整平板的后緣之間有很大的距離，整平板的攻角的誤差被放大為整平板的后緣處的高度誤差。相反，如果高度傳感器被放置在靠近整平板的后緣，則整平板退出(exit)高度可被看作為更接近于目標(biāo)高度或墊層厚度，因?yàn)檎桨宓墓ソ堑恼`差不被傳播到這么大的距離。然而，在這種情形下，反饋增益是相當(dāng)?shù)偷?即，響應(yīng)于牽引點(diǎn)高度的相當(dāng)大的改變，傳感器只檢測到小的移動(dòng))，因此，任何傳感器測量誤差將導(dǎo)致牽引點(diǎn)液壓缸的更大的移動(dòng)。這又減小最終得到的浙青表面的平滑度。希望能夠測量在整平板的平板的后緣處的浙青的高度，并且不需要由操作員人工控制而作出適當(dāng)?shù)恼{(diào)節(jié)。因此，可以看到，需要一種改進(jìn)的鋪路機(jī)控制裝置和機(jī)器控制的方法。

發(fā)明內(nèi)容
提供了用于在工作地點(diǎn)把諸如浙青那樣的材料加到路基上并拖拉具有整平板的平板的浮動(dòng)的整平板在機(jī)器后面越過材料的頂面的機(jī)器的控制裝置。浮動(dòng)的整平板通過牽引臂在牽引臂的牽引點(diǎn)處被附著到機(jī)器上。牽引點(diǎn)的垂直高度由在機(jī)器上的液壓缸響應(yīng)于由閥門控制驅(qū)動(dòng)器施加到液壓閥門上的閥門控制信號而進(jìn)行控制。整平板位置確定在路基上材料的厚度，它通過調(diào)節(jié)牽引點(diǎn)的高度而被操控?？刂蒲b置包括被安裝在浮動(dòng)的整平板上的第一傳感器，用于感測三維位置；和第二傳感器，感測整平板的傾斜。處理器電路響應(yīng)于第一和第二傳感器，用于確定在第一傳感器下面的整平板的平板的高度、在第一傳感器后面的整平板的平板的后緣的高度、和整平板在材料的頂面上的移動(dòng)。處理器電路得出對于閥門控制驅(qū)動(dòng)器的調(diào)節(jié)的高度誤差值，以使得當(dāng)整平板的平板行進(jìn)預(yù)定的最小距離時(shí)牽引點(diǎn)可以只被調(diào)節(jié)不大于預(yù)定的量。調(diào)節(jié)的高度誤差值可以與來自三維定位系統(tǒng)的牽引點(diǎn)校正值相組合。第一傳感器包括被安裝在整平板上的多種類型傳感器的任何的傳感器，用于感測材料表面的高度。例如，第一傳感器可以是用于機(jī)器人站的目標(biāo)、GPS接收機(jī)、或其它傳感器。第二傳感器包括被安裝在整平板上的傾斜儀。處理器電路可以在可編程計(jì)算機(jī)中被實(shí)施。提供了對于把材料加到路基上并拖拉具有整平板的平板的浮動(dòng)的整平板越過機(jī)器后面的材料的頂面的機(jī)器進(jìn)行控制的方法。浮動(dòng)的整平板通過牽引臂在牽引臂的牽引點(diǎn)處被附著到機(jī)器上。牽引點(diǎn)的垂直高度由在機(jī)器上的液壓缸進(jìn)行控制。整平板確定在路基上材料的厚度。整平板通過響應(yīng)于由三維定位系統(tǒng)提供的牽引點(diǎn)校正值調(diào)節(jié)牽引點(diǎn)的高度而被操控。方法包括以下步驟感測整平板的后緣的三維位置；確定整平板的平板的后緣的高度和整平板在材料的頂面上的移動(dòng)；比較整平板的平板的后緣的想要的高度與整平板的平板的后緣的確定的高度，并得出高度誤差值；調(diào)節(jié)高度誤差值；以及組合調(diào)節(jié)的高度誤差值與牽引點(diǎn)校正值，以使得當(dāng)整平板的平板行進(jìn)預(yù)定的最小距離時(shí)牽引點(diǎn)可以只調(diào)節(jié)不大于預(yù)定的量。


圖1是包括整平板的用于浙青的傳統(tǒng)的鋪路機(jī)的側(cè)視圖；圖2是整平板的示意圖，顯示了把浙青施加到表面；圖3是類似于圖2的整平板的視圖，顯示當(dāng)牽引臂下降和提升時(shí)整平板向前和向后傾斜的方式；圖4是類似于圖2的整平板的視圖，顯示它在桅桿上裝配有傳感器；圖5是顯示整平板和桅桿的傾斜的幾何關(guān)系的示意圖；圖6是整平板的示意圖和控制系統(tǒng)的示意圖；圖6A是略微更大的細(xì)節(jié)顯示圖6的控制系統(tǒng)的示意圖；以及圖7是除了 2D控制系統(tǒng)和3D定位系統(tǒng)以外實(shí)施外部環(huán)路的控制系統(tǒng)的示意圖。
具體實(shí)施例方式參考圖1，圖上顯示在工作地點(diǎn)把浙青材料加到路基12上的浙青鋪路機(jī)10。鋪路機(jī)10包括具有整平板的平板16的浮動(dòng)的整平板14。機(jī)器10拖拉整平板14越過在機(jī)器后面的涂覆的材料的頂面18。浮動(dòng)的整平板14通過牽引臂20在牽引臂的牽引點(diǎn)22處被附著到機(jī)器10上。牽引點(diǎn)22的垂直高度由在機(jī)器上的液壓缸M進(jìn)行控制。整平板14平滑頂面18，并且在牽引點(diǎn)22的高度被調(diào)節(jié)時(shí)確定在路基上的材料的厚度。雖然在圖上只能看到一個(gè)牽引臂20，但將會(huì)意識到，整平板14將通過一對這樣的牽引臂20被拖拉，在整平板的每一側(cè)有一個(gè)牽引臂，這兩個(gè)牽引臂在牽引點(diǎn)處被提升和下降。牽引臂的運(yùn)動(dòng)典型地被獨(dú)立地控制。正如將意識到的，參考圖2，浙青整平板14在路基12上涂覆大量的熱浙青鋪路材料30的鋪路機(jī)(未示出)后面進(jìn)行拖刮。整平板14被設(shè)計(jì)成在新的鋪路的表面上“浮動(dòng)”。通過液壓缸M提升和降低牽引點(diǎn)22而提升和降低整平板14的前端，結(jié)果是在整平板14的底部上，整平板的平板16的攻角被改變。這又改變被鋪路機(jī)涂覆的浙青材料層的厚度32。如圖3所示，如果停歇在路基12上的靜止的整平板14提升和降低它的牽引臂20， 整平板14就將圍繞整平板的平板16的后緣17樞軸旋轉(zhuǎn)，邊緣17保持與路基12接觸。整平板的平板16的攻角將相對于地表面被改變。當(dāng)浙青材料從鋪路機(jī)被引入到整平板14的前面時(shí)，整平板14在材料上向上浮動(dòng)的程度取決于整平板攻角、整平板的行進(jìn)速度、浙青材料的一致性和溫度、整平板的重量、和各種其它因素。如果速度、整平板前面的材料量、地面條件和所有的其它條件保持不變，則整平板將固定到恒定的、穩(wěn)態(tài)的攻入角度，最終得到的浙青墊層將保持恒定的厚度。當(dāng)牽引點(diǎn)液壓缸被提升時(shí)，整平板的攻入角度有相應(yīng)的初始改變，整平板圍繞整平板的平板16的后緣17向上地進(jìn)行樞軸旋轉(zhuǎn)。然而，當(dāng)鋪路機(jī)向前移動(dòng)時(shí)，由于作用在整平板的前面的頭部材料的增加的攻角，整平板后緣17將開始上升。當(dāng)后緣17緩慢上升時(shí)， 攻角將緩慢地下降，直至達(dá)到新的穩(wěn)態(tài)為止。實(shí)際上，穩(wěn)態(tài)的攻角將趨于保持相對恒定的， 以使得在整平板在兩臂的幾個(gè)長度的數(shù)量級上行進(jìn)短距離后，牽引點(diǎn)高度的改變將導(dǎo)致整平板的平板16的后緣17的高度的相應(yīng)改變。當(dāng)牽引點(diǎn)液壓缸降低時(shí)，可以看到相同的效果。一旦整平板在向前移動(dòng)足夠遠(yuǎn)后固定到穩(wěn)態(tài)，最后得到的墊層厚度實(shí)際上將減小同樣的距離。整平板的控制，部分是由三維控制系統(tǒng)實(shí)施，該三維控制系統(tǒng)監(jiān)視傳感器50的三維位置，然后確定在傳感器50下的點(diǎn)51的位置。點(diǎn)51是在桅桿52下面的空間中的點(diǎn)，如果整平板攻角是零，它是在地面水平。液壓缸M被擴(kuò)張和收縮，以便降低和提升牽引臂的牽引點(diǎn)22，這樣，點(diǎn)51在高度上被控制。正如下面更詳細(xì)地說明的，系統(tǒng)還監(jiān)視整平板的平板16的后緣17和在后緣17處的高度與在后緣17處的想要的高度，以改變設(shè)置點(diǎn)，保持材料的想要的頂面高度。正如以前描述的，鋪路的表面的高度，在任何以后的滾筒碾壓操作之前，由整平板后緣17的高度規(guī)定。為了控制后緣17的高度，控制系統(tǒng)利用高度傳感器，它確定整平板的平板16的后緣17的高度。這樣，這個(gè)高度可以與想要的高度相比較。然后根據(jù)這個(gè)比較的結(jié)果，進(jìn)行牽引點(diǎn)高度的適當(dāng)?shù)男Ｕ?huì)意識到，整平板的相反端可以以相同的方式同時(shí)被控制。裝置包括被顯示為機(jī)器人總站目標(biāo)的第一傳感器50，其借助于桅桿52被安裝在浮動(dòng)的整平板14上，用于感測三維位置；和被顯示為傾斜儀M的第二傳感器，用于感測整平板的傾斜角a。正如已知的，機(jī)器人總站將波束對準(zhǔn)目標(biāo)50，測量飛行的時(shí)間，和波束的方向，然后經(jīng)由無線鏈路發(fā)送目標(biāo)的位置。當(dāng)目標(biāo)移動(dòng)時(shí)，機(jī)器人總站跟蹤該移動(dòng)，提供更新的位置信息。圖5在描述傳感器50相對于整平板的平板16的后緣17的位置時(shí)是有用的。在桅桿52是垂直的和整平板的平板16是水平時(shí)，在整平板的平板16 (包括后緣17)上方的位置50A處傳感器50的高度，被表示為M,以及在桅桿52是垂直的和整平板的平板16是水平時(shí)，從在傳感器下面的、在整平板上的點(diǎn)51到后緣17的距離，被表示為P。在整平板14 向后傾斜一個(gè)角度α?xí)r，在整平板的平板16的后緣17上方的位置50Β處傳感器的高度， 被表示為Μ，。在傳感器與整平板的平板16的后緣17之間的距離L對于給定的整平板裝置當(dāng)然保持為恒定的。參照圖5，將會(huì)意識到Sin(a+β ) = M，/L所以，Μ，=L sin(a +β )展開后，Μ， =L sin ( a ) cos ( β ) +L cos ( a ) sin ( β )替代后，Μ，=L sin ( a ) (P/L) +L cos ( a ) (M/L)因此，Μ，= P sin(a )+M cos(a )
所以，如果角度α被測量，則容易確定在傳感器50的下面和后面，整平板的平板 16的后緣17的距離Μ’。為了測量緊接在傳感器50的后面的后緣高度，提供傾斜角傳感器 54，它允許系統(tǒng)計(jì)算出整平板攻角α的改變。結(jié)果，在桅桿52后面，整平板的平板的后緣的高度正好是傳感器50的高度減去距離Μ’。如果以類似的方式確定在整平板的相反端處邊緣17的高度，則在整平板的兩端之間的點(diǎn)處的邊緣的高度可以通過簡單的內(nèi)插而被確定。將會(huì)意識到，如果整平板14具有很大的橫向坡度傾斜，則這也將影響后緣17的高度的決定，必須作出適當(dāng)?shù)男Ｕ?。附加的傾斜儀可被安裝在整平板上，用來確定橫向坡度傾斜。 在直接的反饋環(huán)路中不可能使用整平板的后緣17的位置來控制整平板高度，因?yàn)榉答佋鲆嬖谶吘?7處是零，即，傳感器將不檢測響應(yīng)于牽引點(diǎn)22的高度改變的任何的高度改變。 因此，使用三維位置控制，在控制系統(tǒng)中引入輔助反饋環(huán)路，在其中根據(jù)與想要的高度相比較的后緣17的高度的誤差，作出設(shè)置點(diǎn)的小的調(diào)節(jié)。正如下面說明的，設(shè)置點(diǎn)以平滑最終得到的材料表面的方式被改變。正如將會(huì)意識到的，用于這種類型的整平板的控制系統(tǒng)只能改變牽引點(diǎn)液壓缸M 的擴(kuò)張和牽引點(diǎn)22的高度，這對于后緣17的垂直高度沒有直接的和立即的影響。而且，即使在相對較快的鋪路速度下，在牽引點(diǎn)22的位置被改變與整平板的平板16的后緣17的高度最終改變之間有很大的時(shí)間滯后。在鋪路機(jī)控制系統(tǒng)的運(yùn)行方面的重要的考慮在于，它必須提供足夠的表面平滑度。具體地，它必須不會(huì)使得整平板14作出大的、突然的高度改變來導(dǎo)致達(dá)到想要的表面平滑度水平。典型地，希望在3米的表面上進(jìn)行表面行進(jìn)時(shí)，不大于最大的3mm的偏差。另外，控制系統(tǒng)必須響應(yīng)于在牽引點(diǎn)22處作出的高度改變，提供整平板后緣的自然的滯后。 實(shí)際上，這個(gè)滯后的大小主要是整平板所行進(jìn)的距離的函數(shù)，而不是延時(shí)?？刂葡到y(tǒng)通過進(jìn)行由下面的偽代碼說明的程序過程作出不太經(jīng)常的調(diào)節(jié)(例如， 在改變之間的不小于5米的行進(jìn)距離)而滿足這兩個(gè)要求開始循環(huán)開始監(jiān)視來自傳感器的提升/降低值向前行進(jìn)距離D (例如，5米)計(jì)算在上一個(gè)行進(jìn)距離D上“過濾的”提升/降低值δ H把δ H硬限制到最大值(例如，+/-3mm)，以避免大的階躍改變?nèi)绻?H大于最小的提升閾值(例如，+Imm)，則將高度調(diào)節(jié)增加δ H否則如果δ H大于最小的降低閾值(例如，-Imm)，則將高度調(diào)節(jié)減小δ H結(jié)束循環(huán)
權(quán)利要求
1.一種用于把材料施加到在工作地點(diǎn)處的路基上并拖拉具有整平板的平板的浮動(dòng)的整平板越過機(jī)器后面的材料的頂面的機(jī)器的控制裝置，所述浮動(dòng)的整平板通過牽引臂在所述牽引臂的牽引點(diǎn)處被附著到機(jī)器上，所述牽引點(diǎn)的垂直高度由在所述機(jī)器上的液壓缸響應(yīng)于由閥門控制驅(qū)動(dòng)器施加到液壓閥門上的閥門控制信號而進(jìn)行控制，所述整平板確定在路基上的材料的厚度以及通過調(diào)節(jié)所述牽引點(diǎn)的高度而被操控，所述控制裝置包括被安裝在浮動(dòng)的整平板上的第一傳感器，用于感測三維位置；第二傳感器，用于感測所述整平板的傾斜；存儲(chǔ)器，用于存儲(chǔ)被施加到在所述工作地點(diǎn)處的所述路基上的材料的頂面的想要的外形，處理器電路，響應(yīng)于所述第一和第二傳感器以及存儲(chǔ)器，用于確定整平板的平板的后緣的高度和整平板在材料的頂面上的移動(dòng)，用于得出高度誤差值，以及用于提供對于所述閥門控制驅(qū)動(dòng)器的調(diào)節(jié)的高度誤差值以使得當(dāng)所述整平板的平板行進(jìn)預(yù)定的最小距離時(shí)， 牽引點(diǎn)可以被調(diào)節(jié)預(yù)定的量。
2.按照權(quán)利要求1的用于把材料施加到路基上并拖拉具有整平板的平板的浮動(dòng)的整平板越過機(jī)器后面的材料的頂面的機(jī)器的控制裝置，其中所述第一傳感器包括被安裝在整平板的桅桿上的傳感器，用于感測材料表面的高度。
3.按照權(quán)利要求1的用于把材料施加到路基上并拖拉具有整平板的平板的浮動(dòng)的整平板越過機(jī)器后面的材料的頂面的機(jī)器的控制裝置，其中所述第一傳感器包括被安裝在整平板上的用于自動(dòng)化總站的目標(biāo)，用于感測材料表面的高度。
4.按照權(quán)利要求1的用于把材料施加到路基上并拖拉具有整平板的平板的浮動(dòng)的整平板越過機(jī)器后面的材料的頂面的機(jī)器的控制裝置，其中所述第二傳感器包括被安裝在所述整平板上的傾斜儀。
5.按照權(quán)利要求1的用于把材料施加到路基上并拖拉具有整平板的平板的浮動(dòng)的整平板越過機(jī)器后面的材料的頂面的機(jī)器的控制裝置，其中所述處理器電路和所述存儲(chǔ)器在可編程計(jì)算機(jī)中被實(shí)施。
6.一種對于把材料施加到路基上并拖拉具有整平板的平板的浮動(dòng)的整平板越過機(jī)器后面的材料的頂面的機(jī)器進(jìn)行控制的方法，所述浮動(dòng)的整平板通過牽引臂在所述牽引臂的牽引點(diǎn)處被附著到機(jī)器上，所述牽引點(diǎn)的垂直高度由在所述機(jī)器上的液壓缸響應(yīng)于被施加到液壓閥門的閥門控制信號而進(jìn)行控制，所述整平板確定在路基上的材料的厚度，以及所述整平板通過調(diào)節(jié)所述牽引點(diǎn)的高度而被操控成使得材料的頂面遵循基準(zhǔn)面，所述機(jī)器具有傳感器，用于感測整平板的平板的后緣的整平板頭部的位置，該方法包括以下步驟感測在傳感器下面的整平板的平板的高度和提供牽引點(diǎn)校正值；感測整平板的后緣的三維位置；確定整平板的平板的后緣的高度和整平板在材料的頂面上的移動(dòng)；存儲(chǔ)被施加到在所述工作地點(diǎn)處的所述路基上的材料的頂面的想要的外形；比較整平板的平板的后緣的想要的高度與在整平板的平板在材料的頂面上移動(dòng)時(shí)整平板的平板的后緣的確定的高度，并得出高度誤差值；調(diào)節(jié)高度誤差值；以及按照整平板的平板在材料的頂面上的移動(dòng)，組合所述高度誤差值與所述牽引點(diǎn)校正值，并把組合值提供給所述閥門控制驅(qū)動(dòng)器，以使得當(dāng)所述整平板的平板行進(jìn)預(yù)定的最小距離時(shí)牽引點(diǎn)可被調(diào)節(jié)預(yù)定的量。
7.按照權(quán)利要求6的對于把材料施加到路基上并拖拉具有整平板的平板的浮動(dòng)的整平板越過機(jī)器后面的材料的頂面的機(jī)器進(jìn)行控制的方法，其中感測整平板的后緣的三維位置的步驟包括感測被安裝在固定到所述整平板的支撐件上的傳感器的位置的步驟。
8.按照權(quán)利要求6的對于把材料施加到路基上并拖拉具有整平板的平板的浮動(dòng)的整平板越過機(jī)器后面的材料的頂面的機(jī)器進(jìn)行控制的方法，其中感測整平板的后緣的三維位置的步驟包括感測被安裝在固定到所述整平板的支撐件上的自動(dòng)化總站目標(biāo)的位置的步馬聚ο
9.按照權(quán)利要求6的對于把材料施加到路基上并拖拉具有整平板的平板的浮動(dòng)的整平板越過機(jī)器后面的材料的頂面的機(jī)器進(jìn)行控制的方法，其中感測整平板的后緣的三維位置的步驟還包括感測整平板的傾斜的步驟。
10.按照權(quán)利要求6的對于把材料施加到路基上并拖拉具有整平板的平板的浮動(dòng)的整平板越過機(jī)器后面的材料的頂面的機(jī)器進(jìn)行控制的方法，其中調(diào)節(jié)所述高度誤差值的步驟包括限制所述高度誤差值的步驟。
11.一種用于把材料施加到在工作地點(diǎn)處的路基上并拖拉具有整平板的平板的浮動(dòng)的整平板越過機(jī)器后面的材料的頂面的機(jī)器的控制裝置，所述浮動(dòng)的整平板通過牽引臂在所述牽引臂的牽引點(diǎn)處被附著到機(jī)器上，所述牽引點(diǎn)的垂直高度由在所述機(jī)器上的液壓缸響應(yīng)于由閥門控制驅(qū)動(dòng)器施加到液壓閥門上的閥門控制信號而進(jìn)行控制，所述整平板確定在路基上的材料的厚度，并且通過調(diào)節(jié)所述牽引點(diǎn)的高度而被操控，所述控制裝置包括多個(gè)傳感器，用于感測浮動(dòng)的整平板的位置和傾向；處理器電路，響應(yīng)于所述多個(gè)傳感器，用于確定整平板的平板的后緣的高度和整平板在材料的頂面上的移動(dòng)，和用于得出高度誤差值，以便確定整平板的平板高度和提供牽引點(diǎn)校正值，以及用于組合所述牽引點(diǎn)校正值和所述高度誤差值，并把組合值提供給所述閥門控制驅(qū)動(dòng)器，以使得當(dāng)所述整平板的平板行進(jìn)預(yù)定的最小距離時(shí)牽引點(diǎn)可以被調(diào)節(jié)不大于預(yù)定的量。
12.按照權(quán)利要求11的用于把材料施加到路基上并拖拉具有整平板的平板的浮動(dòng)的整平板越過機(jī)器后面的材料的頂面的機(jī)器的控制裝置，其中所述多個(gè)傳感器包括被安裝在整平板上的一個(gè)或多個(gè)傳感器，用于感測材料表面的高度。
13.按照權(quán)利要求11的用于把材料施加到路基上并拖拉具有整平板的平板的浮動(dòng)的整平板越過機(jī)器后面的材料的頂面的機(jī)器的控制裝置，其中所述多個(gè)傳感器包括被安裝在整平板上的傾斜儀。
14.按照權(quán)利要求13的用于把材料施加到路基上并拖拉具有整平板的平板的浮動(dòng)的整平板越過機(jī)器后面的材料的頂面的機(jī)器的控制裝置，其中所述多個(gè)傳感器包括被安裝在整平板上的一個(gè)或多個(gè)機(jī)器人總站目標(biāo)，用于感測材料表面的高度。
15.按照權(quán)利要求11的用于把材料施加到路基上并拖拉具有整平板的平板的浮動(dòng)的整平板越過機(jī)器后面的材料的頂面的機(jī)器的控制裝置，其中所述處理器電路在可編程計(jì)算機(jī)中被實(shí)施。
16.一種對于把材料施加到路基上并拖拉具有整平板的平板的浮動(dòng)的整平板越過機(jī)器后面的材料的頂面的機(jī)器進(jìn)行控制的方法，所述浮動(dòng)的整平板通過牽引臂在所述牽引臂的牽引點(diǎn)處被附著到機(jī)器上，所述牽引點(diǎn)的垂直高度由在所述機(jī)器上的液壓缸響應(yīng)于被施加到液壓閥門的閥門控制信號而進(jìn)行控制，所述整平板確定在路基上的材料的厚度，以及所述整平板通過調(diào)節(jié)所述牽引點(diǎn)的高度而被操控成使得材料的頂面遵循基準(zhǔn)面，該方法包括以下步驟確定在整平板的平板的后緣頭部的傳感器下面的頂面的高度； 比較在整平板的平板的后緣頭部的傳感器下面的頂面的高度與設(shè)計(jì)的表面高度，以便提供牽引點(diǎn)校正值；確定整平板的平板的后緣的高度和整平板在材料的頂面上的移動(dòng)； 比較整平板的平板的后緣的想要的高度與整平板的平板在材料的頂面上移動(dòng)時(shí)整平板的平板的后緣的確定的高度，并得出高度誤差值； 調(diào)節(jié)所述高度誤差值；以及按照整平板的平板的后緣在材料的頂面上的移動(dòng)，組合所述調(diào)節(jié)的高度誤差值與所述牽引點(diǎn)校正值，并把組合值提供給所述閥門控制驅(qū)動(dòng)器以使得當(dāng)所述整平板的平板行進(jìn)預(yù)定的最小距離時(shí)牽引點(diǎn)可被調(diào)節(jié)預(yù)定的量。
17.按照權(quán)利要求16的對于把材料施加到路基上并拖拉具有整平板的平板的浮動(dòng)的整平板越過機(jī)器后面的材料的頂面的機(jī)器進(jìn)行控制的方法，其中按照整平板的平板的后緣在材料的頂面上的移動(dòng)，把所述限制的高度誤差值施加到所述閥門控制驅(qū)動(dòng)器，以使得當(dāng)所述整平板的平板行進(jìn)預(yù)定的最小距離時(shí)牽引點(diǎn)可被調(diào)節(jié)不大于預(yù)定的量的步驟包括通過使用在所述整平板上的機(jī)器人總站目標(biāo)確定行進(jìn)的距離的步驟。
18.按照權(quán)利要求16的對于把材料施加到路基上并拖拉具有整平板的平板的浮動(dòng)的整平板越過機(jī)器后面的材料的頂面的機(jī)器進(jìn)行控制的方法，還包括調(diào)節(jié)所述高度誤差值的步驟，該步驟包括限制所述高度誤差值的步驟。
全文摘要
一種鋪路機(jī)控制裝置和方法，其中浮動(dòng)的整平板通過牽引臂在所述牽引臂的牽引點(diǎn)處被附著到機(jī)器上。牽引點(diǎn)的垂直高度由在所述機(jī)器上的液壓缸響應(yīng)于由閥門控制驅(qū)動(dòng)器施加到液壓閥門上的閥門控制信號而進(jìn)行控制。整平板確定在路基上的材料的厚度以及通過調(diào)節(jié)牽引點(diǎn)的高度而被操控。第一傳感器被安裝在浮動(dòng)的整平板上，用于感測三維位置。第二傳感器用于感測所述整平板的傾斜。處理器電路響應(yīng)于第一和第二傳感器，用于確定整平板的平板的后緣的高度和整平板在材料的頂面上的移動(dòng)。所調(diào)節(jié)的高度誤差值與由三維定位系統(tǒng)產(chǎn)生的牽引點(diǎn)校正值相組合，以便給出當(dāng)整平板的平板行進(jìn)預(yù)定的最小距離時(shí)牽引點(diǎn)被調(diào)節(jié)不大于預(yù)定的量。
文檔編號E01C23/01GK102220738SQ20111008545
公開日2011年10月19日 申請日期2011年4月7日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月14日
發(fā)明者A·J·沃斯利, J·G·L·希爾 申請人:卡特彼勒特林布爾控制技術(shù)有限責(zé)任公司