[发明专利]平地机智能调平系统及其调平方法

说明书

技术领域

本发明属于平地机调平系统及方法，特别是涉及一种可以使平地机快速高效的进行 自动调平作业，适应普通道路横坡、弯道超高、道路缓和线等横向坡度按一定规律变化 的精确控制的平地机智能调平系统及其调平方法。

背景技术

平地机，顾名思义就是平整场地、路面的机械。平地机作业时，铲刀相对于地面的 位置决定着其工作质量，也就是路面的平整度。平地机的工作装置铲刀是安装在一个可 以水平回转、垂直摆动和横向伸缩的机架上，通过各控制液压油缸的动作，控制铲刀升 降、回转、倾斜、引出和铲土角度变换。在平地机作业时，司机通常必须随时调整铲刀 的空间位置，使铲刀刮整的路面尽量平整而减少因为整机行驶颠簸不平造成的影响。司 机驾驶方向盘的旁边通常有10个不同的手动控制阀杆，其中6个直接用于控制铲刀位置。 为了获得较好的平地效果，司机必须要有娴熟的操作技术，要根据平地机行驶状况不断 的对铲刀进行调整。因此平地机司机的操作劳动强度较大。如果司机没有及时正确的调 整铲刀位置，铲刀底缘刮出的表面就会随着整机的起伏而起伏，甚至使铲刀短时铲土过 深、机器过载而减速换档和提铲，造成施工表面局部高低不平，极大的影响作业路面平 整度和生产率。

CN200520011494.X的实用新型专利公开了一种平地机自动找平系统，包括用于测量 铲刀的位置参数信息的传感器、用于控制铲刀油缸的比例阀组、用于设定系统参数及施 工参数及显示铲刀的实时位置参数信息的操作界面、用于接收传感器采集的实时信息的 主控器，主控器根据传感器采集的数据经过相应的运算与设定值进行比较，再将相应的 信号输出到比例阀组，控制铲刀复位，传感器及操作界面通过CAN总线与主控器相连， 比例阀组的信号输入端与主控器的信号输出端相连，比例阀组与平地机的液压系统相连。 本系统可以使平地机按照操作员预先设定的纵坡及横坡值进行自动控制，从而实现平地 机的自动操作，保证平地机按照设定值进行精确平整。

该专利所描述的平地机自动调平系统，必须依靠道路边缘进行作业，对于道路中部 或不便设置施工基准的场地，应用受到限制；在操作上主要控制按钮与手动阀控制杆在 一起，容易产生误动作。

美国专利US6278955平地机自动调平到预定位置的方法，提出了一种系统和方法， 用于自动调节平地机铲刀到操作者预编程的铲刀位置。该方法包含的步骤是：1.提供一个 电子控制器及具有位置传感器的铲刀控制装置；2.监测位置传感器的输出，以确定控制铲 刀的位置；3.接受第一输入信号用于设置铲刀记忆位置；4.根据位置传感器的输出确定记 忆铲刀位置；5.接受第二输入信号要求记忆铲刀位置；6.根据输出的位置传感器确定当前 铲刀位置；7.产生控制信号，作用于铲刀控制装置以便将铲刀从当前位置移动到存储铲刀 位置。

该专利是用于控制操作员输入记忆铲刀的位置，根据位置传感器的反馈信号确定铲 刀当前位置，并将根据要求的记忆铲刀位置控制铲刀从当前位置移动到存储铲刀位置。 主要用于快速调整铲刀的基本工作位置，而不是用于平地机与地面的相对位置变化而调 整铲刀进行实时的调平作业。

美国专利US5107932平地机控制铲刀的装置和方法，提出了铰接式平地机控制横坡 角的一种方法和装置，通过铲刀回转转向，在直线行驶、蟹形转向和非水平面行驶的情 况。铲刀角度被监测和控制使铲刀角度保持大致相等计算铲刀角度。第一个体现，铲刀 角度计算是用公式：

BS：＝sin(τ’)·tan(R)+cos(τ’)·tan(CS)

这里，BS是要求的铲刀与水平面的夹角，τ’是铲刀相对于铲刀运动在水平面的投影 方向的夹角，R是铲刀行驶方向和水平面的夹角，而CS是希望的横坡角，由操作人员输 入的控制角度。

在进一步的体现，铲刀角度计算是用公式：

BS：＝sin(τ”)·tan(R’)+cos(τ”)·tan(CS)

这里，BS是要求的铲刀与水平面的夹角，τ”是铲刀相对于铲刀运动在水平面的投影 方向的夹角，其前轮转向装置处的横坡角为零，R’是铲刀行驶方向和水平面的夹角，其 前轮转向装置处的横坡角为零，而CS是希望的横坡角。

这仅仅平地机一种调平的一端控制数学模型，而不是一套完整的平地机调平控制系 统。

发明内容