專利名稱：瀝青碾磨機控制件和方法
瀝青碾磨機控制件和方法相關(guān)申請的交叉引用無。關(guān)于聯(lián)邦政府資助研究或開發(fā)的聲明不適用。
背景技術(shù)：
本發(fā)明涉及浙青碾磨機和方法以及用于這種機器的控制件。浙青碾磨機通常用于將現(xiàn)有的浙青道路準備好以進行重鋪。盡管可以僅用另一層新浙青鋪路材料在現(xiàn)有浙青道路上進行鋪路，由于多種原因不期望這樣做。應(yīng)理解的是，例如，使用另外的浙青對道路進 行重復(fù)鋪設(shè)可導(dǎo)致道路升高至相對于周圍地形不期望的高程。這對于那些通過路緣和側(cè)路界定道路以及道路中存在檢修孔開口的情況來說尤其值得注意。對于這樣的道路，在現(xiàn)有的浙青鋪路上添加甚至是單層浙青是不可接受的。此外，浙青路面的上部在重鋪即將開始時處于失修狀態(tài)是常見情況。另外，隨后時間推移，浙青路面還可具有展開的縱向起伏。顯然，僅在不規(guī)則或劣化的路面上方添加一層浙青可導(dǎo)致鋪設(shè)的表面不如所期望的那樣平滑或耐用。出于這些原因，通常的做法是，通過從道路去除現(xiàn)有浙青的部分、生成相對平滑、穩(wěn)固的表面以便于施加新浙青層來準備好用于重鋪的浙青道路。該過程具有如下另外的優(yōu)勢可以將從道路去除的浙青材料作為隨后重鋪處理的部分再次使用。浙青從待通過為該處理設(shè)計的浙青碾磨機進行重鋪的道路的頂面被去除。將理解的是，能夠控制碾磨處理的深度和所得到表面的高程是至關(guān)重要的。由于表面的高程將在很大程度上確定重鋪道路的高程和方位，必須進行仔細地研磨或刮削。此外，研磨成太低高程的路基將需要比重鋪材料的期望用量多的用量。另一方面，研磨成太高高程的路基將導(dǎo)致重鋪表面太高或者導(dǎo)致重鋪的浙青層太薄。另外，由于通常在一系列兩個或多個平行的、紙鄰的碾磨經(jīng)過通過碾磨機來碾磨道路，相鄰的碾磨區(qū)域被研磨成相同高程是至關(guān)重要的。各種控制件已用于碾磨機，例如那些感測與碾磨路徑相鄰定位的帶線。大多數(shù)碾磨機控制件使用在相鄰表面上滑動的側(cè)板，傳感器監(jiān)測板的垂直移動，并且控制件使用傳感器輸出來控制碾磨深度。許多碾磨機控制件在機器的兩側(cè)使用側(cè)板，用于使研磨參照每側(cè)的相鄰表面。其它的碾磨等級和斜坡控制系統(tǒng)使用聲示蹤器，聲示蹤器利用指向下、然后被反射回到傳感器的聲能脈沖來測量基準表面、帶線或路緣高程。其它系統(tǒng)增加了總站，總站目標位于碾磨機上，其與斜坡傳感器相結(jié)合，使得能夠相對于期望等級監(jiān)測和控制機器的移動。對于相對簡單的任務(wù)，普通方法將側(cè)板提升至切割頭，然后降低頭直到達到期望深度。這可以在兩側(cè)或者僅在一側(cè)來完成，并且使用橫向斜坡傳感器來獲得在另一側(cè)的期望等級。如果需要除了均勻切割深度之外的一些來校正路面，需要不同的方法。在這種情況下，調(diào)查員將用各個點處的期望深度以及可能為那些點處的斜度的指示來標記路面。該方法需要機器操作員觀察這些標記物，并且手動地調(diào)節(jié)控制點以生成目標深度之間的平滑轉(zhuǎn)換。對于更加復(fù)雜的表面，很難這樣做，需要操作員不斷地進行調(diào)節(jié)。盡管使用總站的三維系統(tǒng)能夠自動地進行轉(zhuǎn)換并且提供非常精確的結(jié)果，但是在使用時存在其它困難。一種困難是總站的視線可能受到交通或其它障礙物的阻礙。另外，如果浙青碾磨機的工作路徑延伸得足夠遠，則可能需要從一個總站到另一總站的轉(zhuǎn)換。

發(fā)明內(nèi)容
提供用于碾磨浙青碾磨機所行進的浙青鋪路表面的類型的浙青碾磨機的浙青碾磨機控制件。機器具有碾磨機主體以及安裝到碾磨機主體的下部上的可旋轉(zhuǎn)碾磨鼓，碾磨鼓的底面接觸浙青鋪路表面以將表面碾磨至相對高程或設(shè)計高程。機器進一步包括多個機器主體支撐件，可以調(diào)節(jié)機器主體支撐件以提升或降低碾磨機主體和可旋轉(zhuǎn)碾磨鼓相對于浙青鋪路表面的高度。這限定了通過鼓進行碾磨所得到的表面的高程。控制件包括浮動板，其安裝到碾磨機和可旋轉(zhuǎn)碾磨鼓一側(cè)，用于在與待碾磨區(qū)域相鄰的未碾磨浙青鋪路表面上方滑動。浮動板能夠相對于機器主體和可旋轉(zhuǎn)碾磨鼓垂直地移動?？刂萍ㄔ跈C器主體上的GNSS接收器，所述GNSS接收器用于確定浮動板的兩維坐標。控制件包括存儲器， 所述存儲器存儲限定未碾磨浙青鋪路表面的三維地圖的數(shù)據(jù)并且存儲限定待通過浙青碾磨機碾磨的設(shè)計表面的數(shù)據(jù)。控制件包括傳感器，所述傳感器用于檢測浮動板相對于機器主體和未碾磨浙青鋪路表面的相對垂直位置并且提供傳感器輸出。最后，控制件包括處理器，所述處理器響應(yīng)于GNSS接收器和傳感器，并且與存儲器相結(jié)合地運行，用于確定在碾磨機運轉(zhuǎn)的區(qū)域中設(shè)計表面的期望高程，用于確定碾磨鼓的底面的高程，并且用于產(chǎn)生校正值，所述校正值指定碾磨機鼓被提升或降低以使碾磨機鼓的底面到達設(shè)計表面的期望高程的量。用于檢測浮動板的相對垂直位置的傳感器可以包括鋼索傳感器。傳感器可以提供與碾磨鼓的底面和與板在上方滑動的與機器相鄰的未碾磨浙青鋪路表面之間的高程差有關(guān)的輸出。碾磨機鼓的底面的高程可通過參照對于由GNSS接收器確定的區(qū)域浮動板在上方滑動的未碾磨浙青鋪路表面的三維地圖來確定。通過浙青碾磨機按設(shè)計高度碾磨浙青的方法，所述浙青碾磨機具有碾磨機主體，以及安裝到碾磨機主體的下部上的可旋轉(zhuǎn)碾磨鼓，所述碾磨鼓的底面接觸浙青鋪路表面，所述方法可以包括接收與待碾磨區(qū)域相鄰的未碾磨浙青鋪路表面的勘測結(jié)果；將所述勘測結(jié)果存儲到計算機存儲器中；在計算機存儲器中存儲指定待碾磨區(qū)域上方的碾磨表面的設(shè)計高程的設(shè)計表面的地圖；感測與待碾磨區(qū)域相鄰的未碾磨浙青鋪路表面相對于機器主體和可旋轉(zhuǎn)碾磨鼓的相對高程；利用計算機處理器來確定可旋轉(zhuǎn)碾磨鼓的底面的高程；以及自動地調(diào)節(jié)碾磨機主體和可旋轉(zhuǎn)碾磨鼓的高程，以使碾磨鼓將浙青表面碾磨至待碾磨區(qū)域上方的設(shè)計高程。確定可旋轉(zhuǎn)碾磨鼓的底面的高程可以包括通過參照存儲在存儲器中的勘測結(jié)果來確定與待碾磨區(qū)域相鄰的未碾磨鋪路表面的高程。自動調(diào)節(jié)碾磨機主體和可旋轉(zhuǎn)碾磨鼓的高程可以包括將碾磨鼓底面的高程與設(shè)計表面的高程進行比較以產(chǎn)生校正值?？筛鶕?jù)所述校正值來提升和降低碾磨機主體和碾磨鼓。確定可旋轉(zhuǎn)碾磨鼓的底面的高程可通過如下處理來完成通過參照存儲在存儲器中的勘測結(jié)果來確定與待碾磨區(qū)域相鄰的未碾磨鋪路表面的高程，并且通過結(jié)合碾磨鼓的底面和與待碾磨區(qū)域相鄰的未碾磨鋪路表面的高程的相對位置來確定可旋轉(zhuǎn)碾磨鼓的底面的高程。與待碾磨區(qū)域相鄰的浙青鋪路表面的未碾磨高程可通過如下處理來確定利用側(cè)板來感測表面相對于機器的相對位置，然后參照存儲在計算機存儲器中的勘測值。提供用于碾磨浙青碾磨機所行進的浙青鋪路表面的浙青碾磨機的控制件，所述浙青碾磨機具有碾磨機主體，以及安裝到碾磨機主體的下部上的可旋轉(zhuǎn)碾磨鼓，所述碾磨鼓的底面接觸浙青鋪路表面以將表面碾磨至設(shè)計高程，所述浙青碾磨機進一步包括多個機器主體支撐件，可以調(diào)節(jié)機器主體支撐件以提升或降低碾磨機主體和可旋轉(zhuǎn)碾磨鼓，從而限定通過鼓進行碾磨得到的表面的高程?？刂萍▊鞲衅?，所述傳感器用于檢測與待碾磨區(qū)域相鄰的未碾磨浙青表面相對于機器主體和可旋轉(zhuǎn)碾磨鼓的底面的相對垂直位置并且提供傳感器輸出?？刂萍ㄔ跈C器主體上的GNSS接收器，所述GNSS接收器用于確定與待碾磨區(qū)域相鄰的未碾磨浙青表面的坐標。所述控制件包括存儲器，所述存儲器存儲限定未碾磨浙青鋪路表面的三維地圖的數(shù)據(jù)并且存儲限定待通過浙青碾磨機碾磨的設(shè)計表面的數(shù)據(jù)。最后，所述控制件包括處理器，所述處理器響應(yīng)于GNSS接收器和傳感器，并且與存儲器相結(jié)合地運行，用于確定在通過碾磨鼓碾磨的區(qū)域中設(shè)計表面的期望高程，用于確定 碾磨鼓的底面的高程，并且用于產(chǎn)生校正值，所述校正值指定碾磨機鼓被提升或降低以使碾磨機鼓的底面到達設(shè)計表面的期望高程的量。用于檢測浮動板的相對垂直位置的傳感器可以包括浮動板，其能夠相對于碾磨機主體垂直地移動；以及鋼索傳感器，其感測浮動板相對于碾磨機主體的相對位置。傳感器可以提供與碾磨鼓的底面和與機器相鄰的未碾磨浙青鋪路表面之間的高程差有關(guān)的輸出。碾磨機鼓的底面的高程是通過參照對于由GNSS接收器確定的區(qū)域浮動板在其上方滑動的未碾磨浙青鋪路表面的三維地圖來確定的。提供通過浙青碾磨機按設(shè)計高度碾磨浙青的方法。浙青碾磨機具有碾磨機主體，以及安裝到碾磨機主體的下部上的可旋轉(zhuǎn)碾磨鼓。碾磨鼓的底面接觸浙青鋪路表面。所述方法包括勘測與待碾磨區(qū)域相鄰的未碾磨浙青鋪路表面；將所述勘測結(jié)果存儲在計算機存儲器中；在計算機存儲器中存儲指定待碾磨區(qū)域上方的碾磨表面的設(shè)計高程的設(shè)計表面的地圖；感測與待碾磨區(qū)域相鄰的未碾磨浙青鋪路表面相對于碾磨機主體和可旋轉(zhuǎn)碾磨鼓的相對高程；通過如下處理來確定可旋轉(zhuǎn)碾磨鼓的底面的高程確定與待碾磨區(qū)域相鄰的未碾磨鋪路表面的X和Y坐標，參照存儲在計算機存儲器中的浙青鋪路表面的勘測值以確定與待碾磨區(qū)域相鄰的未碾磨鋪路表面的高程，并且將存儲在計算機存儲器中的未碾磨鋪路表面的高程與感測到的未碾磨鋪路表面的相對高程相結(jié)合；以及自動調(diào)節(jié)碾磨機主體和碾磨鼓的高程，以使碾磨鼓將浙青表面碾磨至待碾磨區(qū)域上方的設(shè)計高程。自動調(diào)節(jié)可以包括將碾磨鼓底面的高程與設(shè)計表面的高程進行比較以產(chǎn)生校正值?？梢愿鶕?jù)校正值來提升和降低碾磨機主體和碾磨鼓。確定可旋轉(zhuǎn)碾磨鼓的底面的高程是通過如下處理實現(xiàn)的通過參照存儲在存儲器中的勘測結(jié)果來確定與待碾磨區(qū)域相鄰的未碾磨鋪路表面的高程，并且通過結(jié)合碾磨鼓的底面和與待碾磨區(qū)域相鄰的未碾磨鋪路表面的高程的相對位置來確定可旋轉(zhuǎn)碾磨鼓的底面的高程。與待碾磨區(qū)域相鄰的浙青鋪路表面的未碾磨高程可通過如下處理來確定利用側(cè)板感測表面相對于機器的相對位置，然后參照存儲在計算機存儲器中的勘測值。與待碾磨區(qū)域相鄰的浙青鋪路表面的未碾磨高程可通過如下處理來確定利用聲傳感器來感測表面相對于機器的相對位置，然后參照存儲在計算機存儲器中的勘測值。


圖I為浙青碾磨機的側(cè)視圖；圖2為從機器的相對側(cè)看時圖I的浙青碾磨機的側(cè)視圖；圖3為在圖I中從左向右看時圖I和圖2的機器的后視圖；圖3A為機器的后視圖，與圖3相似，但是浮動板和傳感器位于浙青碾磨機的兩側(cè)；圖4為從機器的前方看時待碾磨區(qū)域的圖解剖視圖，用于說明機器及其操作；以及 圖5為用于浙青碾磨機的控制布置的示意圖。
具體實施例方式參照圖I-圖3，其中示出了本文公開的控制件所應(yīng)用的類型的浙青碾磨機10。在機器在表面上方行進時，浙青碾磨機10用于碾磨浙青鋪路表面12。浙青碾磨機10具有碾磨機主體14以及安裝到所述碾磨機主體14的下部上的可旋轉(zhuǎn)碾磨鼓16。當拆開面板17的部分在圖I中可看到的碾磨鼓16包括多個碾磨齒18，碾磨齒18圍繞碾磨鼓16的周邊定 位，在碾磨過程中用于切入浙青的表面中。在碾磨操作過程中這些齒磨損并且通常是可更換的。液壓電動機(未示出)通常用于旋轉(zhuǎn)碾磨鼓16。在碾磨操作過程中，機器10在浙青表面上向前移動，并且從路面碾磨下來的浙青材料由機器收集并且傳送到機器前方的傳送器19中。傳送器19的排出端20位于與碾磨機10 —起移動的卡車(未示出)的上方?？ㄜ囀占瘡膫魉推?9排出的松散的浙青材料。在鼓旋轉(zhuǎn)以將表面24碾磨至設(shè)計高程時，碾磨鼓16的底面22接觸浙青鋪路表面24。浙青碾磨機10包括多個機器主體支撐件26和28，可通過液壓方式調(diào)節(jié)機器主體支撐件26和28以相對于浙青鋪路表面24提升或降低碾磨機主體14和可旋轉(zhuǎn)碾磨鼓16。提升或降低碾磨機主體14和碾磨鼓16提升或降低鼓16所碾磨的表面的高程。四個機器主體支撐件26和28通常由于液壓氣缸(未示出)的致動而伸出或縮回。由于鼓16固定到主體14，提升和降低主體14也提升和降低了鼓16。機器主體支撐件26和28在它們的下端處具有由相關(guān)聯(lián)的液壓電動機驅(qū)動的跟蹤驅(qū)動布置。在一些較小型的浙青碾磨機中，跟蹤驅(qū)動布置可由輪驅(qū)動替代。用于浙青碾磨機的控制件包括浮動板30，浮動板30安裝到碾磨機10和可旋轉(zhuǎn)碾磨鼓16 —側(cè)。浮動板30緊固到機械聯(lián)桿32，機械聯(lián)桿32容許板30垂直地移動并且允許板的底面在與待碾磨區(qū)域相鄰的未碾磨浙青鋪路表面12的上方滑動。浮動板30能夠相對于機器主體14和可旋轉(zhuǎn)碾磨鼓16垂直地移動。GNSS接收器34安裝到機器主體上并且用于確定浮動板30的位置，更具體地為浮動板30的兩維坐標，即X和Y坐標。存儲器36 (圖5)存儲限定未碾磨浙青鋪路表面12的三維地圖的數(shù)據(jù)。下面將進一步說明，通過利用從GNSS接收器獲得的X和Y坐標，可以訪問存儲到存儲器中的三維地圖以求得精確的Z坐標。三維地圖為通過多種勘測技術(shù)中的任一個獲得的表面12上的點的數(shù)據(jù)庫。盡管可通過手動勘測來測量點，可構(gòu)思的是，利用激光掃描技術(shù)或其它相似的更加有效的技術(shù)對表面12進行繪圖。存儲器36還存儲限定待通過浙青碾磨機10碾磨的設(shè)計表面的幾何形狀的數(shù)據(jù)。設(shè)計表面通常由工程師基于多種因素來指定。設(shè)置傳感器38用于檢測浮動板30相對于機器主體14和碾磨鼓16(更特別地，相對于碾磨鼓16的底面22)的相對垂直位置，并且在線路40上提供傳感器輸出。處理器42響應(yīng)于GNSS接收器34和傳感器38。與存儲器36相結(jié)合地運行的處理器確定在碾磨機鼓16運轉(zhuǎn)的區(qū)域中設(shè)計表面的期望高程，并且確定碾磨鼓16的底面22的實際高程。處理器42產(chǎn)生校正值，所述校正值指定碾磨機鼓16需要被提升或降低以使碾磨機鼓16的底面22的實際高程到達設(shè)計表面的期望高程的量。該校正值提供給液壓閥控制件44，液壓閥控制件44控制伸出或縮回四個機器主體支撐件26和28的閥的致動，因此將鼓16定位在碾磨設(shè)計表面的適當水平處。通過傾角計45來測量橫向斜坡傾斜度，以使還可以調(diào)節(jié)支撐件26和28以便在期望的橫向斜坡方位處進行碾磨。檢測浮動板30的相對垂直位置的傳感器38可以包括鋼索傳感器，有時鋼索傳感 器也被稱作“yo-yo傳感器”。傳感器38包括與板30的頂部附接的鋼索。在板30相對于主體14垂直地移動時，鋼索從傳感器主體伸出以及縮回到傳感器主體中。作為表示鋼索伸出的傳感器的電輸出是表示板30相對于主體14、鼓16及其與浙青碾磨接觸的底面22的相對位置。下面將說明，傳感器38提供了與碾磨鼓16的底面22和板在其上方滑動的與機器相鄰的未碾磨浙青鋪路表面12之間的高程差有關(guān)的輸出。因此，顯然，如果已知與板30相接觸的鄰近機器的未碾磨浙青鋪路表面12的高程，則也可以確定底面22和所得到的經(jīng)碾磨表面的高程。因此，碾磨機鼓的底面22部分地通過參照存儲在存儲器36中的未碾磨浙青鋪路表面12的三維地圖來確定，尤其是通過參照由GNSS接收器34確定的與板30相接觸的區(qū)域的地圖數(shù)據(jù)來確定的。從圖4中顯知，鼓16的底面22的高程DRE為DRE=0SE+YEV-V0Y,此處，OSE為在板30所接觸的點處表面12的高程，YEV是從表面12到傳感器14的距離，VOY是從傳感器14到發(fā)生碾磨的鼓16的底面22的距離。因此，校正值CV為CV=DE - DRE將這二者相結(jié)合，得到CV=(VOY-YEV) - (OSE-DE)換句話說，從該等式清楚得知，校正值CV為兩個差值之間的差。碾磨鼓16的底面22相對于未碾磨表面12的相對高程是通過VOY和YEV之間的第一差值確定的。所述設(shè)計表面DE的期望高程相對于未碾磨浙青鋪路高程OSE的相對高程是通過DE和OSE之間的第二差值來確定的。校正值CV，碾磨機鼓16被提升或降低以使所述碾磨機鼓的底面22到達所述設(shè)計表面的期望高程的量，隨后通過第一差值和第二差值之間的差來確定。校正值由處理器42連續(xù)地計算出并且提供給液壓閥控制件44，容許自動調(diào)節(jié)碾磨機主體14和可旋轉(zhuǎn)碾磨鼓的高程，以使碾磨鼓16將浙青表面24碾磨至期望的設(shè)計高程。將理解的是，通過使用GNSS接收器來確定板30的X和Y坐標，提高了系統(tǒng)的精度。表面12通常可具有略微的傾斜度。甚至僅以適當?shù)木葘宸胖玫奖砻?2上使得僅在周圍區(qū)域內(nèi)略微變化的表面12的高程用作具有重要精度的垂直基準?？刂品椒梢园ㄈ缦虏襟Ea)勘測與待碾磨區(qū)域相鄰的未碾磨浙青鋪路表面12 ；b)將所述勘測結(jié)果存儲在計算機存儲器36中；c)在計算機存儲器36中存儲指定待碾磨區(qū)域上方的碾磨表面的設(shè)計高程的設(shè)計表面的地圖；d)感測與待碾磨區(qū)域相鄰的未碾磨浙青鋪路表面12相對于機器主體14和可旋轉(zhuǎn)碾磨鼓16的相對高程；e)利用計算機處理器42來確定可旋轉(zhuǎn)碾磨鼓16的底面22的高程；以及f)自動調(diào)節(jié)碾磨機主體14和可旋轉(zhuǎn)碾磨鼓16的高程，以使碾磨鼓16將浙青表面24碾磨至待碾磨區(qū)域上方的設(shè)計高程。將理解的是，可以使用其它方法來確定表面12相對于碾磨機10的相對高程。例如，可以使用圖5中的虛線所示的聲傳感器50來替代板傳感器38。該聲傳感器安裝到機器10的一側(cè)并且使聲能脈沖指向下方。聲能從表面12反射回來，當返回到傳感器50時被感測到。處理器42進行飛行時間計算以確定從傳感器50到表面12的距離。 通過聯(lián)桿32’連接的另外的滑動板30’和傳感器38’可添加到浙青碾磨機10的第二側(cè)，如圖3A中所示。該布置具有將機器的一側(cè)的之前碾磨的表面24用作在該側(cè)的基準表面的優(yōu)勢，從而確保在連續(xù)的、相鄰的碾磨操作中碾磨的區(qū)域之間的平滑轉(zhuǎn)換。通過這種布置，由于根據(jù)相鄰基準表面來設(shè)定機器兩側(cè)的高程，可以不需要傾角計45的輸出。當側(cè)板在之前碾磨的表面上方滑動時，或者使用兩個側(cè)板或者當使用具有單個側(cè)板的系統(tǒng)時，假設(shè)板在未碾磨表面上方滑動，需要某種檢測方法來防止將切割鼓16驅(qū)動到期望深度以下?？赏ㄟ^多種方式來實現(xiàn)這點。一種方式是，在機器碾磨的同時，對活躍的碾磨活動進行繪圖，并且對于在該特定位置上的側(cè)傳感器動態(tài)地重設(shè)存儲的目標深度。當側(cè)板再次在該區(qū)域上方運行時，控制系統(tǒng)得知該區(qū)域已經(jīng)被碾磨至設(shè)計高程，然后保持在該側(cè)的切割深度為零。多個傳感器的各種組合可用于交叉檢驗計算，并且確定系統(tǒng)操作的誤差。作為實施例，來自GNSS接收器的數(shù)據(jù)可與來自用于高程的左側(cè)板傳感器和斜坡傳感器的數(shù)據(jù)相結(jié)合，以計算出與通過預(yù)碾磨勘測數(shù)據(jù)和最終設(shè)計所限定的高程相比右側(cè)的傳感器應(yīng)當讀取的數(shù)據(jù)。如果系統(tǒng)正確地運行，則右側(cè)板傳感器的輸出將在容許容差之內(nèi)與預(yù)碾磨勘測數(shù)據(jù)或最終的設(shè)計相匹配。類似地，兩個側(cè)板傳感器和設(shè)計應(yīng)當與斜坡傳感器相匹配。如果交叉檢驗在可容許容差之內(nèi)與兩個可能解中的一個不匹配，則表示傳感器出現(xiàn)了問題。然后，系統(tǒng)可以根據(jù)大多數(shù)傳感器所提供的數(shù)據(jù)來運行或者對操作員發(fā)出報警，或者二者。感測高程的誤差可以多種方式發(fā)生。例如，常見的是，一些浙青是在碾磨過程中不均勻地鋪設(shè)得到的，而不是平滑地切割下來移除。這在新碾磨的表面上留下了孔。如果側(cè)板中的一個要經(jīng)過該區(qū)域，相關(guān)的傳感器不進行精確的高程讀取。然而，如果可以某種方式隔離錯誤的傳感器元件，則系統(tǒng)可利用另一側(cè)板和斜坡傳感器控制具有不良路面材料的一側(cè)來進行補償。當側(cè)板被材料塊提升時，發(fā)生另一可能的測量誤差源，并且然后材料連同機器一起被拉動。最終，如果GNSS和斜坡的解在可接受容差之內(nèi)與勘測或設(shè)計深度處的任一側(cè)板的高程不匹配，則需要操作員注意。該方法使用側(cè)板進行高程測量，并且自動地解釋所提供的信息以判定傳感器是否正在其期望窗口之外匯報。如果的確是，則提供補償，并且將超出規(guī)范的情況通知給機器的操作員。碾磨機控制件可以包括附加的誤差檢驗?zāi)芰Α＠?，GNSS接收器34不僅提供X和Y的位置信息，而且提供Z (高程)的位置信息。盡管Z位置信息可能不足夠精確以用作設(shè)定碾磨鼓16的高程的基準，但是可將通過GNSS接收器34測量到的高程水平與上述利用存儲在存儲器36中的表面12的三維地圖獲得的Z坐標進行比較。如果兩個高程在設(shè)定范圍之內(nèi)一致，則從存儲的地圖獲得的Z坐標的精度是可接受的。另一方面，如果兩個Z坐標在設(shè)定范圍之外，則可將誤差狀況提示給操作員，或者采取其它校正措施。通過使用具有兩個傳感器38和38’的碾磨機感測在碾磨機的兩側(cè)的高程，可以將之前碾磨的表面作為基準用于機器的一側(cè)，如上文所討論的。在這種情況下，碾磨機控制件使用來自GNSS接收器的Z位置信息，與傳感器38和38’以及傾角計45相結(jié)合，來獲得與待碾磨區(qū)域相鄰的未碾磨浙青表面12以及在機器的相對側(cè)的之前碾磨的表面24的預(yù)期高程值。如果這些預(yù)期高程與使用板30和30’、傳感器38和38’、傾角計45以及地圖數(shù)據(jù)所測量到的高程在設(shè)定范圍之內(nèi)一致，則從存儲的地圖獲得的Z坐標的精度是可接受的。如果任一預(yù)期高程超出設(shè)定范圍，則將存在誤差的狀況通知給機器的操作員。然后，操作員可以采取適當?shù)拇胧﹣硐`差。
將理解的是，可構(gòu)思出對本文公開的控制件和方法的各種變型例。
權(quán)利要求
1.一種用于碾磨道路碾磨機所行進的鋪路表面的類型的所述道路碾磨機的道路碾磨機控制件，所述道路碾磨機具有碾磨機主體，以及安裝到所述碾磨機主體的下部上的可旋轉(zhuǎn)碾磨鼓，所述碾磨鼓的所述底面接觸所述鋪路表面以將所述表面碾磨至設(shè)計高程，所述碾磨機進一步包括多個機器主體支撐件，可調(diào)節(jié)所述機器主體支撐件以提升或降低所述碾磨機主體和所述可旋轉(zhuǎn)碾磨鼓相對于所述鋪路表面的高度，從而限定通過所述鼓進行碾磨所得到的表面的高程，所述控制件包括 浮動板，其安裝到所述碾磨機和所述可旋轉(zhuǎn)碾磨鼓一側(cè)，用于在與待碾磨區(qū)域相鄰的未碾磨鋪路表面上方滑動，所述浮動板能夠相對于所述機器主體和所述可旋轉(zhuǎn)碾磨鼓垂直地移動， 在所述機器主體上的GNSS接收器，其用于確定所述浮動板的兩維坐標， 存儲器，其存儲限定所述未碾磨鋪路表面的三維地圖的數(shù)據(jù)并且存儲限定待通過所述道路碾磨機碾磨的設(shè)計表面的數(shù)據(jù)， 傳感器，其用于檢測所述浮動板相對于所述機器主體和所述可旋轉(zhuǎn)碾磨鼓的相對垂直位置并且提供傳感器輸出，以及 處理器，其響應(yīng)于所述GNSS接收器和所述傳感器，并且與所述存儲器相結(jié)合地運行，用于確定在所述碾磨機鼓運轉(zhuǎn)的區(qū)域中所述設(shè)計表面的期望高程，用于確定所述碾磨鼓的所述底面的高程，并且用于生成校正值，所述校正值指定所述碾磨機鼓被提升或降低以使所述碾磨機鼓的所述底面到達所述設(shè)計表面的期望高程的量。
2.如權(quán)利要求I所述的道路碾磨機控制件，其中，用于檢測所述浮動板的相對垂直位置的所述傳感器包括鋼索傳感器。
3.如權(quán)利要求I所述的道路碾磨機控制件，其中，所述傳感器提供與所述碾磨鼓的所述底面和所述板在其上方滑動的與所述機器相鄰的所述未碾磨鋪路表面之間的高程差相關(guān)的輸出。
4.如權(quán)利要求3所述的道路碾磨機控制件，其中，所述碾磨機鼓的所述底面的高程是通過參照對于由所述GNSS接收器確定的區(qū)域所述浮動板在其上方滑動的所述未碾磨鋪路表面的所述三維地圖來確定的。
5.一種通過浙青碾磨機按設(shè)計高度碾磨浙青的方法，所述浙青碾磨機具有碾磨機主體，以及安裝到所述碾磨機主體的下部上的可旋轉(zhuǎn)碾磨鼓，所述碾磨鼓的所述底面接觸所述浙青鋪路表面，包括 接收與待碾磨區(qū)域相鄰的未碾磨浙青鋪路表面的勘測結(jié)果， 將所述勘測結(jié)果存儲在計算機存儲器中， 在所述計算機存儲器中存儲指定在所述待碾磨區(qū)域上方所述碾磨表面的設(shè)計高程的設(shè)計表面的地圖， 感測與所述待碾磨區(qū)域相鄰的未碾磨浙青鋪路表面相對于機器主體和所述可旋轉(zhuǎn)碾磨鼓的相對高程， 利用計算機處理器來確定所述可旋轉(zhuǎn)碾磨鼓的所述底面的高程，以及 自動地調(diào)節(jié)所述碾磨機主體和所述可旋轉(zhuǎn)碾磨鼓的高程，以使所述碾磨鼓將浙青表面碾磨至所述待碾磨區(qū)域上方的設(shè)計高程。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的通過浙青碾磨機按設(shè)計高度碾磨浙青的方法，其中，確定所述可旋轉(zhuǎn)碾磨鼓的所述底面的高程包括通過參照存儲在存儲器中的所述勘測結(jié)果來確定與所述待碾磨區(qū)域相鄰的所述未碾磨鋪路表面的高程。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的通過浙青碾磨機按設(shè)計高度碾磨浙青的方法，其中，自動調(diào)節(jié)所述碾磨機主體和所述可旋轉(zhuǎn)碾磨鼓的高程包括將所述碾磨鼓底面的高程與設(shè)計表面的高程進行比較以產(chǎn)生校正值。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的通過浙青碾磨機按設(shè)計高度碾磨浙青的方法，其中，根據(jù)所述校正值來提升和降低所述碾磨機主體和所述碾磨鼓。
9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的通過浙青碾磨機按設(shè)計高度碾磨浙青的方法，其中，確定所述可旋轉(zhuǎn)碾磨鼓的所述底面的高程是通過如下處理來實現(xiàn)的通過參照存儲在存儲器中的所述勘測結(jié)果來確定與所述待碾磨區(qū)域相鄰的所述未碾磨鋪路表面的高程，并且通過結(jié)合所述碾磨鼓的所述底面和與所述待碾磨區(qū)域相鄰的所述未碾磨鋪路表面的高程的相對位置來確定所述可旋轉(zhuǎn)鼓的所述底面的高程。
10.根據(jù)權(quán)利要求5所述的通過浙青碾磨機按設(shè)計高度碾磨浙青的方法，其中，與所述待碾磨區(qū)域相鄰的所述浙青鋪路表面的未碾磨高程是通過利用側(cè)板感測表面相對于機器的相對位置、然后參照存儲在計算機存儲器中的勘測來確定的。
11.一種用于碾磨浙青碾磨機所行進的浙青鋪路表面的所述浙青碾磨機的控制件，所述浙青碾磨機具有碾磨機主體，以及安裝到所述碾磨機主體的下部上的可旋轉(zhuǎn)碾磨鼓，所述碾磨鼓的所述底面接觸所述浙青鋪路表面以將所述表面碾磨至設(shè)計高程，所述浙青碾磨機進一步包括多個機器主體支撐件，可調(diào)節(jié)所述機器主體支撐件以提升或降低所述碾磨機主體和所述可旋轉(zhuǎn)碾磨鼓，從而限定通過所述鼓進行碾磨所得到的所述表面的高程，所述控制件包括 傳感器，其用于檢測與待碾磨區(qū)域相鄰的未碾磨浙青表面相對于所述機器主體和所述可旋轉(zhuǎn)碾磨鼓的底面的相對垂直位置并且提供傳感器輸出， 在所述機器主體上的GNSS接收器，其用于確定與所述待碾磨區(qū)域相鄰的所述未碾磨浙青表面的坐標， 存儲器，其用于存儲限定所述未碾磨浙青鋪路表面的三維地圖的數(shù)據(jù)并且存儲限定待由所述浙青碾磨機碾磨的設(shè)計表面的數(shù)據(jù)， 處理器，其響應(yīng)于所述GNSS接收器和所述傳感器，并且與所述存儲器相結(jié)合地運行，用于確定在通過所述碾磨鼓碾磨的區(qū)域中所述設(shè)計表面的期望高程，用于確定所述碾磨鼓的所述底面的高程，并且用于產(chǎn)生校正值，所述校正值指定所述碾磨機鼓被提升或降低以使所述碾磨機鼓的所述底面到達所述設(shè)計表面的期望高程的量。
12.如權(quán)利要求11所述的控制件，其中，用于檢測浮動板的相對垂直位置的所述傳感器包括能夠相對于所述碾磨機主體垂直移動的所述浮動板和安裝到所述碾磨機主體上的鋼索傳感器，感測所述浮動板相對于所述鋼索傳感器的相對位置YEV，并且其中，所述碾磨鼓的底面為所述鋼索傳感器下方的預(yù)定垂直距離VOY，所述碾磨鼓的所述底面相對于所述未碾磨表面的相對高程是由VOY和YEV之間的第一差值確定的，并且其中，所述設(shè)計表面的期望高程DE和未碾磨浙青鋪路表面的高程OSE的相對高程是由DE和OSE之間的第二差值確定的，并且其中，指定所述碾磨機鼓被提升或降低以使所述碾磨機鼓的所述底面到達所述設(shè)計表面的期望高程的量的所述校正值是由所述第一差值和所述第二差值之間的差確定的。
13.如權(quán)利要求11所述的控制件，其中，用于檢測浮動板的相對垂直位置的所述傳感器包括能夠相對于所述碾磨機主體垂直移動的所述浮動板以及鋼索傳感器，感測所述浮動板相對于所述碾磨機主體的相對位置。
14.如權(quán)利要求11所述的控制件，其中，所述傳感器提供與所述碾磨鼓的所述底面和與所述機器相鄰的未碾磨浙青鋪路表面之間的高程差相關(guān)的輸出。
15.如權(quán)利要求14所述的控制件，其中，所述碾磨機鼓的所述底面的高程是通過參照對于由所述GNSS接收器確定的區(qū)域所述浮動板在其上方滑動的所述未碾磨浙青鋪路表面的所述三維地圖來確定的。
16.一種通過浙青碾磨機按設(shè)計高度碾磨浙青的方法，所述浙青碾磨機具有碾磨機主體，以及安裝到所述碾磨機主體的下部上的可旋轉(zhuǎn)碾磨鼓，所述碾磨鼓的所述底面接觸所述浙青鋪路表面，包括 接收與待碾磨區(qū)域相鄰的未碾磨浙青鋪路表面的勘測結(jié)果， 將所述勘測結(jié)果存儲在計算機存儲器中， 在所述計算機存儲器中存儲指定在所述待碾磨區(qū)域上方所述碾磨表面的設(shè)計高程的設(shè)計表面的地圖， 感測與所述待碾磨區(qū)域相鄰的未碾磨浙青鋪路表面相對于所述碾磨機器主體和所述可旋轉(zhuǎn)碾磨鼓的相對高程， 通過如下處理來確定所述可旋轉(zhuǎn)碾磨鼓的所述底面的高程確定與所述待碾磨區(qū)域相鄰的所述未碾磨鋪路表面的X和Y坐標，參照存儲在計算機存儲器中的浙青鋪路表面的勘測值以確定與所述待碾磨區(qū)域相鄰的未碾磨鋪路表面的高程，并且將存儲在所述計算機存儲器中的所述未碾磨鋪路表面的高程與感測到所述未碾磨鋪路表面的相對高程相結(jié)合，以及 自動地調(diào)節(jié)所述碾磨機主體和所述碾磨鼓的高程，以使所述碾磨鼓將浙青表面碾磨至待碾磨區(qū)域上方的設(shè)計高程。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的通過浙青碾磨機按設(shè)計高度碾磨浙青的方法，其中，自動調(diào)節(jié)包括將碾磨鼓底面的高程與設(shè)計表面的高程進行比較以產(chǎn)生校正值。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的通過浙青碾磨機按設(shè)計高度碾磨浙青的方法，其中，根據(jù)所述校正值來提升或降低所述碾磨機主體和所述碾磨鼓。
19.根據(jù)權(quán)利要求16所述的通過浙青碾磨機按設(shè)計高度碾磨浙青的方法，其中，確定所述可旋轉(zhuǎn)碾磨鼓的底面的高程是通過如下處理實現(xiàn)的通過參照存儲在存儲器中的所述勘測結(jié)果來確定與待碾磨區(qū)域相鄰的未碾磨鋪路表面的高程，并且通過結(jié)合所述碾磨鼓的所述底面和與待碾磨區(qū)域相鄰的未碾磨鋪路表面的高程的相對位置來確定所述可旋轉(zhuǎn)碾磨鼓的所述底面的高程。
20.根據(jù)權(quán)利要求16所述的通過浙青碾磨機按設(shè)計高度碾磨浙青的方法，其中，與待碾磨區(qū)域相鄰的所述浙青鋪路表面的未碾磨高程是通過利用側(cè)板感測表面相對于機器的相對位置、然后參照存儲在計算機存儲器中的勘測值來確定的。
21.根據(jù)權(quán)利要求16所述的通過浙青碾磨機按設(shè)計高度碾磨浙青的方法，其中，與待碾磨區(qū)域相鄰的所述浙青鋪路表面的未碾磨高程是通過利用聲傳感器感測表面相對于機器的相對位置、然后參照存儲在計算機存儲器中的勘測值來確定的。
22.一種用于碾磨浙青碾磨機所行進的浙青鋪路表面的類型的所述浙青碾磨機的浙青碾磨機控制件，所述浙青碾磨機具有碾磨機主體，以及安裝到所述碾磨機主體的下部上的可旋轉(zhuǎn)碾磨鼓，所述碾磨鼓的所述底面接觸所述浙青鋪路表面以將所述表面碾磨至設(shè)計高程，所述浙青碾磨機進一步包括多個機器主體支撐件，可調(diào)節(jié)所述機器主體支撐件以提升或降低所述碾磨機主體和所述可旋轉(zhuǎn)碾磨鼓相對于所述浙青鋪路表面的高度，從而限定通過所述鼓進行碾磨所得到的表面的高程，所述控制件包括 浮動板，其安裝到所述碾磨機和所述可旋轉(zhuǎn)碾磨鼓一側(cè)，用于在與待碾磨區(qū)域相鄰的未碾磨浙青鋪路表面上方滑動，所述浮動板能夠相對于所述機器主體和所述可旋轉(zhuǎn)碾磨鼓垂直地移動， 在所述機器主體上的GNSS接收器，其用于確定所述浮動板的兩維坐標， 存儲器，其存儲限定所述未碾磨浙青鋪路表面的三維地圖的數(shù)據(jù)并且存儲限定待通過所述浙青碾磨機碾磨的設(shè)計表面的數(shù)據(jù)， 傳感器，其用于檢測所述浮動板相對于所述機器主體和所述可旋轉(zhuǎn)碾磨鼓的相對垂直位置并且提供傳感器輸出，以及 處理器，其響應(yīng)于所述GNSS接收器和所述傳感器，并且與所述存儲器相結(jié)合地運行，用于確定在所述碾磨機鼓運轉(zhuǎn)的區(qū)域中所述設(shè)計表面的期望高程，用于確定所述碾磨鼓的所述底面的高程，并且用于生成校正值，所述校正值指定所述碾磨機鼓被提升或降低以使所述碾磨機鼓的所述底面到達所述設(shè)計表面的期望高程的量；所述處理器基于所述GNSS接收器來進一步確定所述浮動板的底面的高程并且提供按這種方式確定的高程超出對于所述板的所述底面的預(yù)期高程時的指示。
23.一種用于碾磨浙青碾磨機所行進的浙青鋪路表面的類型的所述浙青碾磨機的浙青碾磨機控制件，所述浙青碾磨機具有碾磨機主體，以及安裝到所述碾磨機主體的下部上的可旋轉(zhuǎn)碾磨鼓，所述碾磨鼓的所述底面接觸所述浙青鋪路表面以將所述表面碾磨至設(shè)計高程，所述浙青碾磨機進一步包括多個機器主體支撐件，可調(diào)節(jié)所述機器主體支撐件以提升或降低所述碾磨機主體和所述可旋轉(zhuǎn)碾磨鼓相對于所述浙青鋪路表面的高度，從而限定通過所述鼓進行碾磨所得到的表面的高程，所述控制件包括 一對浮動板，其安裝到所述碾磨機和所述可旋轉(zhuǎn)碾磨鼓任一側(cè)，所述一對浮動板中的一個在與待碾磨區(qū)域相鄰的未碾磨浙青鋪路表面上方滑動，并且所述一對浮動板中的另一個在與待碾磨區(qū)域相鄰的機器的另一側(cè)之前碾磨的浙青鋪路表面上方滑動，所述浮動板中的每個能夠相對于所述機器主體和所述可旋轉(zhuǎn)碾磨鼓垂直地移動， 在所述機器主體上的GNSS接收器，其用于確定所述浮動板的兩維坐標， 在所述機器主體上的傾角計，其用于檢測所述機器主體的橫向斜坡方位， 存儲器，其存儲限定所述未碾磨浙青鋪路表面的三維地圖的數(shù)據(jù)并且存儲限定待通過所述浙青碾磨機碾磨的設(shè)計表面的數(shù)據(jù)， 傳感器，其用于檢測所述浮動板相對于所述機器主體和所述可旋轉(zhuǎn)碾磨鼓的相對垂直位置并且提供傳感器輸出，以及 處理器，其響應(yīng)于所述GNSS接收器、所述傾角計和所述傳感器，并且與所述存儲器相結(jié)合地運行，用于確定在所述碾磨機鼓運轉(zhuǎn)的區(qū)域中所述設(shè)計表面的期望高程，用于確定所述碾磨鼓的所述底面的高程，并且用于生成校正值，所述校正值指定所述碾磨機鼓被提升或降低以使所述碾磨機鼓的所述底面到達所述設(shè)計表面的期望高程的量；所述處理器基于所述GNSS接收器、所述傳感器和所述傾角計來進一步確定所述浮動板的底面的高程并且提供按這 種方式確定的任何高程超出預(yù)期高程時的指示。
全文摘要
本發(fā)明涉及瀝青碾磨機控制件和方法。提供了一種用于碾磨機器所行進的瀝青鋪路表面的類型的瀝青碾磨機的瀝青碾磨機控制件。所述控制件包括浮動板或者一對浮動板。浮動板具有相關(guān)聯(lián)的傳感器并且能夠相對于機器主體和可旋轉(zhuǎn)碾磨鼓垂直地移動。控制件包括在機器主體上的GNSS接收器，GNSS接收器用于確定一個或多個浮動板的兩維坐標。控制件包括存儲器，存儲器存儲未碾磨瀝青鋪路表面的地圖以及限定期望設(shè)計表面的數(shù)據(jù)?？刂萍▊鞲衅骱蛢A角計，傳感器用于檢測浮動板相對于機器主體的相對垂直位置。最后，控制件包括處理器，處理器響應(yīng)于GNSS接收器、傾角計和傳感器?？衫酶鱾€側(cè)面值的交叉檢驗來確定誤差狀況。
文檔編號E01C23/088GK102797215SQ201210146399
公開日2012年11月28日 申請日期2012年5月11日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月26日
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