CN115657744B - 一种路面冷再生机工作行走速度的控制系统及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种路面冷再生机工作行走速度的控制系统及其控制方法，控制方法包启动系统、操纵铣刨鼓、测量作业参数、计算当前路面强度、确定工作切削量、确定目标车速和正式开始铣刨作业；控制系统包括传感器总成、控制器和显示终端，所述传感器总成的信号传递至控制器，所述控制器根据传感器总成信号计算出目标速度并通过显示终端显示，所述传感器总成包括工作压力传感器、铣刨鼓转速传感器和车速传感器。有益效果：本发明通过较短测试距离获得路面强度值，根据路面强度确定目标车速，操作人员根据计算出的目标车速控制整车当前的车速，提高了工作效率；为施工质量提供了技术保障，提高了施工效率。

Description

一种路面冷再生机工作行走速度的控制系统及其控制方法

技术领域

本发明涉及一种工程机械设备的控制系统及其控制方法，特别涉及一种路面冷再生机工作行走速度的控制系统及其控制方法，属于工程机械技术领域。

背景技术

路面冷再生机是为适应城乡道路建设而设计制造的具有环保、高效的道路施工设备，作业时在对旧沥青路面进行铣刨、破碎的同时，添加稳定剂（水泥、石灰、水等），就地拌和通过整形、压实而形成新的道路基层。

路面冷再生机开始施工时，通常是先凭经验设定工作行走速度施工一段距离，然后检验破碎程度、拌和的均匀性是否符合施工要求，如果不符合要求再改变行走速度进行试验，直到检验合格后按照此合格的施工速度进行工作，此过程有时较为繁琐，影响工作效率；另外由于液压式路面冷再生机都没有时速表，仅凭行走手柄的相对位置判定行走速度，误差较大且不易判定和发现，造成施工质量不稳定。

发明内容

发明目的：本发明的目的是针对现有技术中存在工作行走速度不易确定和施工质量不稳定的问题，提供一种可以提高工作效率和确保施工质量的路面冷再生机工作行走速度的控制系统及其控制方法。

技术方案：一种路面冷再生机工作行走速度的控制系统，包括传感器总成、控制器和显示终端，所述传感器总成的信号传递至控制器，所述控制器根据传感器总成信号计算出目标速度并通过显示终端显示，所述传感器总成包括工作压力传感器、铣刨鼓转速传感器和车速传感器；所述控制器包括计算模块、输出模块和路面强度与工作切削量对应关系的数据模块，所述显示终端包括目标车速显示单元，

所述传感器总成包括工作压力传感器、铣刨鼓转速传感器和车速传感器分别将测得的工作液压系统压力信号、铣刨鼓转速信号和测试车速信号传递给计算模块，

所述计算模块计算出当前路面强度，计算模块读取路面强度与工作切削量对应关系的数据模块中的预置数据，根据计算出的当前路面强度选取对应的目标车速值，并通过输出模块传递给目标车速显示单元，目标车速显示单元将目标车速值显示出来。

本发明通过传感器总成采集工作液压系统压力信号、铣刨鼓转速信号和测试车速信号并且结合车辆的固定参数计算出当前路面的强度，然后再比对路面强度与工作切削量对应关系的数据模块中的预置数据选取对应的目标车速值，通过输出模块反馈至显示终端，提醒操作人员当前的工作行走速度不能超过显示终端的目标车速值，为施工质量提供了技术保障，提高了施工效率。

优选项，为了方便操作人员对整机的控制，所述显示终端包括当前车速显示单元，所述控制器将车速传感器测得的当前车速通过当前车速显示单元显示值出来。整机在显示目标车速的情况下，同时显示当前车速，可以有效地避免操作人员超速，进而影响施工质量，同时也解决了现有路面冷再生机没有时速表的问题。

优选项，为了进一步提高可靠性，所述显示终端包括超速报警单元，当前车速值超过目标车速值时，控制器启动超速报警单元发出报警提示。通过报警单元可以有效地提示操作人员，降低误操作的可能性。

优选项，为了能够扩充路面强度与工作切削量对应关系的数据信息，所述控制器包括存储模块，所述存储模块分别与计算模块和数据模块通讯连接。所述存储模块记录每次施工过程中的路面强度、目标车速和实际工作行走速度并形成一个独立的数据包，该独立数据包可以用于更新或者填充数据模块中路面强度与工作切削量对应关系的数据信息。能够获取更多一手的施工数据，并且可以实际系统的自我更新升级。

优选项，为了实现对系统的升级和读取施工数据，所述控制器外接有通讯接口，所述通讯接口分别与存储模块和数据模块连接。通过通讯接口可以读取施工过程中一手数据方便对施工过程的研究，通过通讯接口可以方便将存储模块中更优的数据更新或者扩充至数据模块中。更加有利于对控制系统的更新升级以及施工数据的读取。

一种路面冷再生机工作行走速度控制系统的控制方法，包括以下步骤：

步骤一、启动系统，整机静止，发动机处于额定转速，启动铣刨鼓；

步骤二、操纵铣刨鼓，操纵铣刨鼓下落直至达到铣刨深度为止；

步骤三、测量作业参数，操纵整机以设定的测试车速行进设定的测试距离，记录下行走速度、铣刨鼓转速及驱动铣刨鼓旋转的工作液压系统的工作压力；

步骤四、计算当前路面强度，根据步骤三中获取的参数计算当前的路面强度；

步骤五、确定工作切削量，在系统预先设定的路面强度与工作切削量对应关系的数据模块中以步骤四中计算的当前路面强度选取对应的工作切削量；

步骤六、确定目标车速，根据工作切削量和铣刨鼓的转速确定目标车速；

步骤七、正式开始铣刨作业，根据步骤六中获得的工作行走速度控制整机当前实际的工作行走速度。

本发明通过较短测试距离的获得的整机作业时行走速度、铣刨鼓转速及驱动铣刨鼓旋转的工作液压系统的工作压力，通过上述参数计算出路面强度值，再根据路面强度与工作切削量的对应关系可以较快的确定目标车速，操作人员根据计算出的目标车速控制整车当前的车速，以目标车速作为当前车速的限速值，当前车速值不超过目标车速值，减少了通过实验路段确定工作行走速度的繁琐过程，提高了工作效率。

优选项，为了能够准确地计算出当前路面强度，所述步骤四中当前路面强度的计算方法是根据步骤三中获取的测试车速 v、铣刨鼓转速 n和驱动铣刨鼓旋转的工作液压系统的工作压力 p，根据公式（1）计算当前路面强度 M，

M=（ p•q•n ₁ ）/( 60000 ×k×b×h×v)                       (1)

式中： M为当前路面强度（MPa）， p为工作液压系统压力（MPa）， q为驱动铣刨鼓的马达的排量(cm³/r)， n ₁ 为铣刨鼓转速(r/min)， k为切削阻力系数， b为铣拌宽度（m）， h为铣拌深度（m）， v为测试车速(m/s)。

驱动铣刨鼓的马达的排量、切削阻力系数、铣拌宽度和铣拌深度为固定常数值，其中切削阻力系数 k取常数2。

优选项，为了能够准确地计算出目标车速，所述步骤六中目标车速以步骤五中选取的工作切削量δ和铣刨鼓的转速 n ₁ 作为输入值以公式（2）计算获得目标车速V₀：

V₀=δ•n₁                                             (2)

式中：V₀为目标车速，δ为工作切削量（mm/r）， n ₁ 为铣刨鼓的转速(r/min)。

有益效果：本发明通过较短测试距离的获得的整机作业时行走速度、铣刨鼓转速及驱动铣刨鼓旋转的工作液压系统的工作压力，通过上述参数计算出路面强度值，再根据路面强度与工作切削量的对应关系可以较快的确定目标车速，操作人员根据计算出的目标车速控制整车当前的车速，以目标车速作为当前车速的限速值，当前车速值不超过目标车速值，减少了通过实验路段确定工作行走速度的繁琐过程，提高了工作效率；本发明通过传感器总成采集工作液压系统压力信号、铣刨鼓转速信号和测试车速信号并且结合车辆的固定参数计算出当前路面的强度，然后再比对路面强度与工作切削量对应关系的数据模块中的预置数据选取对应的目标车速值，通过输出模块反馈至显示终端，提醒操作人员当前的工作行走速度不能超过显示终端的目标车速值，为施工质量提供了技术保障，提高了施工效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明控制方法的流程图；

图2为本发明控制系统的原理图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

如图1所示，一种路面冷再生机工作行走速度控制系统的控制方法，包括以下步骤：

步骤一、启动系统，整机静止，发动机处于额定转速，启动铣刨鼓；

步骤二、操纵铣刨鼓，操纵铣刨鼓下落直至达到铣刨深度为止；

步骤三、测量作业参数，操纵整机以设定的测试车速行进设定的测试距离，记录下行走速度、铣刨鼓转速及驱动铣刨鼓旋转的工作液压系统的工作压力；

步骤四、计算当前路面强度，根据步骤三中获取的参数计算当前的路面强度；

步骤五、确定工作切削量，在系统预先设定的路面强度与工作切削量对应关系的数据模块中以步骤四中计算的当前路面强度选取对应的工作切削量；

步骤六、确定目标车速，根据工作切削量和铣刨鼓的转速确定目标车速；

步骤七、正式开始铣刨作业，根据步骤六中获得的工作行走速度控制整机当前实际的工作行走速度。

本发明通过较短测试距离的获得的整机作业时行走速度、铣刨鼓转速及驱动铣刨鼓旋转的工作液压系统的工作压力，通过上述参数计算出路面强度值，再根据路面强度与工作切削量的对应关系可以较快的确定目标车速，操作人员根据计算出的目标车速控制整车当前的车速，以目标车速作为当前车速的限速值，当前车速值不超过目标车速值，减少了通过实验路段确定工作行走速度的繁琐过程，提高了工作效率。

为了能够准确地计算出当前路面强度，所述步骤四中当前路面强度的计算方法是根据步骤三中获取的测试车速 v、铣刨鼓转速 n和驱动铣刨鼓旋转的工作液压系统的工作压力 p，根据公式（1）计算当前路面强度 M，

M=（ p•q•n ₁ ）/( 60000 ×k×b×h×v)                       (1)

式中： M为当前路面强度（MPa）， p为工作液压系统压力（MPa）， q为驱动铣刨鼓的马达的排量(cm³/r)， n ₁ 为铣刨鼓转速(r/min)， k为切削阻力系数， b为铣拌宽度（m）， h为铣拌深度（m）， v为测试车速(m/s)。

驱动铣刨鼓的马达的排量、切削阻力系数、铣拌宽度和铣拌深度为固定常数值，其中切削阻力系数 k取常数2。

为了能够准确地计算出目标车速，所述步骤六中目标车速以步骤五中选取的工作切削量δ和铣刨鼓的转速 n ₁ 作为输入值以公式（2）计算获得目标车速V₀：

V₀=δ•n₁                                                                         (2)

式中：V₀为目标车速，δ为工作切削量（mm/r）， n ₁ 为铣刨鼓的转速(r/min)。

如图2所示，一种路面冷再生机工作行走速度的控制系统，包括传感器总成、控制器和显示终端，所述传感器总成的信号传递至控制器，所述控制器根据传感器总成信号计算出目标速度并通过显示终端显示，所述传感器总成包括工作压力传感器、铣刨鼓转速传感器和车速传感器；所述控制器包括计算模块、输出模块和路面强度与工作切削量对应关系的数据模块，所述显示终端包括目标车速显示单元；

所述传感器总成包括工作压力传感器、铣刨鼓转速传感器和车速传感器分别将测得的工作液压系统压力信号、铣刨鼓转速信号和测试车速信号传递给计算模块，

所述计算模块计算出当前路面强度，计算模块读取路面强度与工作切削量对应关系的数据模块中的预置数据，根据计算出的当前路面强度选取对应的目标车速值，并通过输出模块传递给目标车速显示单元，目标车速显示单元将目标车速值显示出来。

本发明通过传感器总成采集工作液压系统压力信号、铣刨鼓转速信号和测试车速信号并且结合车辆的固定参数计算出当前路面的强度，然后再比对路面强度与工作切削量对应关系的数据模块中的预置数据选取对应的目标车速值，通过输出模块反馈至显示终端，提醒操作人员当前的工作行走速度不能超过显示终端的目标车速值，为施工质量提供了技术保障，提高了施工效率。

为了方便操作人员对整机的控制，所述显示终端包括当前车速显示单元，所述控制器将车速传感器测得的当前车速通过当前车速显示单元显示值出来。整机在显示目标车速的情况下，同时显示当前车速，可以有效地避免操作人员超速，进而影响施工质量，同时也解决了现有路面冷再生机没有时速表的问题。

为了进一步提高可靠性，所述显示终端包括超速报警单元，当前车速值超过目标车速值时，控制器启动超速报警单元发出报警提示。通过报警单元可以有效地提示操作人员，降低误操作的可能性。

为了能够扩充路面强度与工作切削量对应关系的数据信息，所述控制器包括存储模块，所述存储模块分别与计算模块和数据模块通讯连接。所述存储模块记录每次施工过程中的路面强度、目标车速和实际工作行走速度并形成一个独立的数据包，该独立数据包可以用于更新或者填充数据模块中路面强度与工作切削量对应关系的数据信息。能够获取更多一手的施工数据，并且可以实际系统的自我更新升级。

为了实现对系统的升级和读取施工数据，所述控制器外接有通讯接口，所述通讯接口分别与存储模块和数据模块连接。通过通讯接口可以读取施工过程中一手数据方便对施工过程的研究，通过通讯接口可以方便将存储模块中更优的数据更新或者扩充至数据模块中。更加有利于对控制系统的更新升级以及施工数据的读取。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (8)

1.一种路面冷再生机工作行走速度的控制系统，包括传感器总成、控制器和显示终端，所述传感器总成的信号传递至控制器，所述控制器根据传感器总成信号计算出目标速度并通过显示终端显示，其特征在于：所述传感器总成包括工作压力传感器、铣刨鼓转速传感器和车速传感器；所述控制器包括计算模块、输出模块和路面强度与工作切削量对应关系的数据模块，所述显示终端包括目标车速显示单元；

所述传感器总成包括工作压力传感器、铣刨鼓转速传感器和车速传感器分别将测得的工作液压系统压力信号、铣刨鼓转速信号和测试车速信号传递给计算模块，所述计算模块计算出当前路面强度，计算模块读取路面强度与工作切削量对应关系的数据模块中的预置数据，根据计算出的当前路面强度选取对应的目标车速值，并通过输出模块传递给目标车速显示单元，目标车速显示单元将目标车速值显示出来。

2.根据权利要求1所述的路面冷再生机工作行走速度的控制系统，其特征在于：所述显示终端包括当前车速显示单元，所述控制器将车速传感器测得的当前车速通过当前车速显示单元显示值出来。

3.根据权利要求1或2所述的路面冷再生机工作行走速度的控制系统，其特征在于：所述显示终端包括超速报警单元，当前车速值超过目标车速值时，控制器启动超速报警单元发出报警提示。

4.根据权利要求1所述的路面冷再生机工作行走速度的控制系统，其特征在于：所述控制器包括存储模块，所述存储模块分别与计算模块和数据模块通讯连接。

5.根据权利要求4所述的路面冷再生机工作行走速度的控制系统，其特征在于：所述控制器外接有通讯接口，所述通讯接口分别与存储模块和数据模块连接。

6.一种路面冷再生机工作行走速度的控制系统的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一、启动系统，整机静止，发动机处于额定转速，启动铣刨鼓；

步骤二、操纵铣刨鼓，操纵铣刨鼓下落直至达到铣刨深度为止；

步骤三、测量作业参数，操纵整机以设定的测试车速行进设定的测试距离，记录下行走速度、铣刨鼓转速及驱动铣刨鼓旋转的工作液压系统的工作压力；

步骤四、计算当前路面强度，根据步骤三中获取的参数计算当前的路面强度；

步骤五、确定工作切削量，在系统预先设定的路面强度与工作切削量对应关系的数据模块中以步骤四中计算的当前路面强度选取对应的工作切削量；

步骤六、确定目标车速，根据工作切削量和铣刨鼓的转速确定目标车速；

步骤七、正式开始铣刨作业，根据步骤六中获得的工作行走速度控制整机当前实际的工作行走速度。

7.根据权利要求6所述的路面冷再生机工作行走速度的控制系统的控制方法，其特征在于，所述步骤四中当前路面强度的计算方法是根据步骤三中获取的测试车速v、铣刨鼓转速n和驱动铣刨鼓旋转的工作液压系统的工作压力p，根据公式(1)计算当前路面强度M，

M＝(p·q·n₁)/( 60000×k×b×h×v)                       (1)

式中：M为当前路面强度，单位为MPa；p为工作液压系统压力，单位为MPa；q为驱动铣刨鼓的马达的排量，单位为cm³/r；n₁为铣刨鼓转速，单位为r/min；k为切削阻力系数，b为铣拌宽度，单位为m；h为铣拌深度，单位为m；v为测试车速，单位为m/s。

8.根据权利要求7所述的路面冷再生机工作行走速度的控制系统的控制方法，其特征在于：所述步骤六中目标车速以步骤五中选取的工作切削量δ和铣刨鼓的转速n₁作为输入值以公式(2)计算获得目标车速V₀：

V₀＝δ·n₁(2)

式中：V₀为目标车速，δ为工作切削量，单位为mm/r；n₁为铣刨鼓的转速，单位为r/min。

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