[发明专利]一种平地机找平控制系统和控制方法及平地机

说明书

技术领域

本发明涉及一种平地机找平控制系统。另外，本发明还涉及一种平地机找平控制方法，以及安装有找平控制系统的平地机。

背景技术

平地机作为一种土地平整和整形作业的多用途连续作业式土方机械，在公路路基平整施工中发挥着无可比拟的作用。为了保证施工平整度，在平地机的运行过程中需要对铲刀的位置进行控制以保证刮出的路槽平整度符合要求，而由于平地机铲刀位置由多个油缸控制，每个油缸由操作员手动操作控制，这就带来两个问题：第一对操作员水平要求高，同时劳动强度大；第二平地精度无法进一步提高，施工效率低。为了解决上述问题，需要开发具有自动找平功能的平地机找平系统。

如国家知识产权局于2006.05.24授权公告的、专利号为CN200520011494.x的实用新型专利，公开了一种平地机自动找平系统，该系统主要包括主控制器，监控显示界面，长坡传感器，横坡传感器，回转传感器以及高程传感器。它通过安装在铲刀上的高程传感器测量当前铲刀高程与预期工作平面的高度差，并将这个高度差传送到主控制器，由主控制器控制相应的比例阀组，进而控制铲刀提升油缸，以消除这个高度差。

这种方案的不足之处主要在于：

通过安装在铲刀上的高程传感器测得铲刀高程与预期工作面的高度差后，只能确定相应提升油缸的伸缩趋势及趋势大小，并不能准确计算得到提升油缸的准确伸缩量，因此对于铲刀高程的控制必然采取“控制——监测——控制”的误差控制策略，这种控制策略的特点是对控制器控制算法设计要求较高，需要比较复杂的调试才能取得合适的控制参数，得到良好的控制效果，并且当控制精度较高时极易出现震荡。

平地机调平系统包括铲刀高程控制与横坡控制两个方面。在监测到高程误差后，需要调整左边或右边的提升油缸来消除这个误差，由于平地机铲刀控制机构的原理，这个过程必然导致铲刀横坡度发生变化，就需要通过调整另一边的提升油缸来消除这个横坡度的误差，而横坡度的调整又会影响到铲刀的高程，如此循环，也就是说铲刀高程控制与横坡度控制是高度耦合的。如单独调整高程时，势必会影响到横坡，如回过头来调整横坡又会影响到高程。对控制器控制算法设计的要求较高，调试复杂。现有技术中的仅做到对单一的高程或斜坡进行调整，但调整又会影响到另一参数的变化。

发明内容

为了克服上述现有技术中的缺陷和不足，本发明的实施例提供一种平地机找平控制系统。

另外，本发明的实施例还提供一种平地机找平控制方法，以及具有找平控制系统的平地机。

本发明提供的一种平地机找平控制系统，包括：

基准面生成装置，用于在平地机工作现场生成基准面；

传感器，用于检测平地机工作时的状态参数并生成检测信号；

控制器，用于接收传感器输入的检测信号，并进行处理；

目标指令输入装置，用于根据铲刀的目标工作位置向所述控制器输入目标位置信号；

所述传感器包括高程传感器；

所述控制器设有与平地机中的铲刀相间隔的参考点；

所述检测信号包括所述参考点距离所述高程传感器与基准面交汇处的高程信号；

所述控制器包括：

信号计算单元，用于根据输入的所述检测信号计算得出所述参考点相对所述基准面的位置，并用于根据所述参考点的位置与输入的所述目标位置信号计算得出铲刀相对于参考点的目标位置，并根据计算得出的铲刀目标位置换算得出平地机中驱动机构的运动量，并向平地机中的驱动机构输出控制信号。

本发明提供的一种实施例，所述高程传感器与平地机机架连接的位置为所述参考点。

本发明提供的一种实施例，所述控制器还包括信号处理单元、和比较单元：

所述信号处理单元用于接收所述检测信号并进行信号处理；

所述信号计算单元还用于根据平地机驱动机构反馈的动作量信号进行计算得出平地机铲刀的实际位置信号；

所述比较单元用于根据计算得出的所述实际位置信号与输入的所述目标位置信号进行比较，并根据比较结果换算得出平地机驱动机构的运动量并输出所述控制信号。

本发明提供的一种实施例，所述比较单元设有一位置敏感区间，所述比较单元判断所述比较结果是否落入该所述位置敏感区间，如判断结果为“否”则向平地机中的驱动机构输出所述控制信号，如判断结果为“是”则不输出所述控制信号。

本发明提供的一种实施例，所述位置敏感区间为所述实际位置信号所反映的铲刀实际位置与所述目标位置信号所反映的铲刀目标位置之间的距离区间。