專利名稱：瀝青滾平機的自動轉(zhuǎn)向機構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總的涉及一種鋪路設備，特別是涉及用于瀝青滾平機上的一種自動轉(zhuǎn)向控制機構(gòu)。
一個瀝青滾平機的有效操作對于道路建筑的高質(zhì)量和低成本都是關(guān)鍵性的。瀝青滾平機(以下簡稱為滾平機)必須這樣操作，即使瀝青能很快地并精確地根據(jù)路面所要求的設計得到整平。滾平機的正確轉(zhuǎn)向是獲得有效鋪路作業(yè)的一個關(guān)鍵因素。
本專業(yè)中所知的一種自動轉(zhuǎn)向機構(gòu)(例如，日本專利申請，二次出版，H4-32883)包括三個設置在滾平機一側(cè)的光電探測器用以測定沿著路邊的一條基準線，數(shù)據(jù)被輸出至一個控制器?？刂破鏖g歇地監(jiān)控滾平機相對于基準線的現(xiàn)時位置，并貯存于一定時間間隔內(nèi)獲得的相應現(xiàn)時位置數(shù)據(jù)?？刂破鲗ΜF(xiàn)時位置數(shù)據(jù)與先前的位置數(shù)據(jù)比較，而轉(zhuǎn)向的方向就根據(jù)這比較數(shù)據(jù)與區(qū)間計時器的運轉(zhuǎn)時間予以確定。
上面所述的已知設備具有這樣一個問題，即只有三個探測器裝置用來確定滾平機的運行方向，因此，不可能顯示出監(jiān)控實際鋪路作業(yè)進程的控制過程的細目?？刂频木_性也是不滿意的。
本發(fā)明的目的在于提供一種用于瀝青滾平機的自動轉(zhuǎn)向機構(gòu)，它精確地控制轉(zhuǎn)向工作，并能在一個顯示屏上監(jiān)察實際控制工作中的細節(jié)。上述目的可以利用這樣一種機構(gòu)來實現(xiàn)，這種機構(gòu)包括掌握瀝青滾平機運行方向的舵輪;一個改變舵輪運行方向的致動器;一個用于記錄和輸出相對于一條路邊線形成的一條基準線的影象的圖象記錄和輸出裝置;一個根據(jù)從圖象記錄和輸出裝置的輸出數(shù)據(jù)控制致動器的操作的主控制器。
上述機構(gòu)的另一個特征是這種機構(gòu)上設有一個光發(fā)生器，其以斜向于垂直的方向?qū)⒁粭l狹長切口形的光束(其光束寬度朝著基準線寬度的方向延伸)投射到基準線上;和圖象記錄和輸出裝置記錄下由投射在基準線上的光形成的圖象。
根據(jù)本發(fā)明的自動轉(zhuǎn)向機構(gòu)的結(jié)構(gòu)，瀝青滾平機的現(xiàn)時運行方向是相對于一條基準線確定的，而基準線又與沿著路邊的其些物體相關(guān)連。瀝青滾平機運行偏離的數(shù)值和方向是根據(jù)車輛機件相對于在顯示裝置上顯示出的基準線的現(xiàn)行位置偏離的數(shù)值和方向來確定的，因此，一個瀝青滾平機的操作者能夠監(jiān)控主控制器的操作以便容易和精確地判斷現(xiàn)行位置。自動控制機構(gòu)上也可以配上一個報警裝置以便提醒操作者。用于瀝青滾平機的自動轉(zhuǎn)向機構(gòu)的總的成效在于鋪路工作可以低成本地完成。


圖1是一幅示意平面圖，其顯示出配備有一個本發(fā)明自動轉(zhuǎn)向控制機構(gòu)實例的瀝青滾平機的主要構(gòu)件。
圖2是本發(fā)明自動控制機構(gòu)布局的一個例子。
圖3是所產(chǎn)生的圖象顯示的一個例子。
圖4是一幅平面圖，其顯示出舵輪與致動器之間的關(guān)系。
圖5是顯示實施例中各主要控制部件相互之間關(guān)系的方塊圖。
圖6是另一種探測裝置布局的示意圖。
以下將參照圖1至5對用于瀝青滾平機上的本發(fā)明自動轉(zhuǎn)向控制機構(gòu)的一個較佳實施例予以說明。
瀝青滾平機1上配置有一個車輛機件2。在車輛機件的前面部份有一個料斗3，而在其后面部份有一個螺旋件5，螺旋件用于將由一個反饋器4從料斗3送來的瀝青混合物散發(fā)至滾平機1的右和左方向上。滾平機1上還配置有一對左和右的整平板6用以整平由螺旋件與散發(fā)出的瀝青混合物。成對的整平板6裝置成其中一個整平板稍前于另一個整平板，整平板通過一個液壓缸可以獨立地向滾平機1的左右兩方向移動從而改變鋪路的寬度。
車輛機件2配備有舵輪(前輪)7，驅(qū)動輪(后輪，未顯示)和一個其中包括如旋轉(zhuǎn)偏碼器之類裝置的車速檢測器8(參看圖5)。舵輪7由一個轉(zhuǎn)向桿12操作可向左或向右轉(zhuǎn)動，而轉(zhuǎn)向桿12則由一個由電磁(EM)開關(guān)閥9(參看圖4)控制的液壓致動器11操動。車輛機件2是通過一個由伺服閥13(參看圖5)控制的液力發(fā)動機14使驅(qū)動輪轉(zhuǎn)動而開動的。一個操作者坐在座位15上。瀝青滾平機1的這種基本構(gòu)形是已知的。
一個支持臂16連接在車輛機件2的前端，而一個電荷耦合裝置(CCD)攝象機17和一個半導體激光發(fā)生器18安置在支持臂16的端頭上。激光發(fā)生器18以一條狹長切口形的激光束(其寬度朝著基準線A的寬度方向延伸)以斜向于垂直的方向?qū)σ幌盗醒刂愤叺奈矬w，例如邊石，進行照射。一條由激光束照射在沿著路邊的物體而形成的發(fā)光線B由CCD攝象機17從垂直方向錄下來作為一個生成的圖象Ba。支持臂16可以在水平方向上移動，以容許對攝象機17和激光發(fā)生器18作位置的調(diào)整。
攝象機17與一個圖象處理單元19(參看圖5)電氣連接。圖象處理單元19，車速檢測器8，電磁開關(guān)閥9，伺服閥13，以及顯示裝置21都電氣連接在主控制器22上。顯示裝置21顯示出由CCD攝象機17錄下的基準線A的圖象，更為精確地說，也就是所生成的發(fā)光線B的圖象Ba(如圖3中所示)。顯示裝置21安置在一個相對于車座15的適當位置。
主控制器22包括一個微機，它能對車輛機件2提供反饋方向性的控制。主控制器22根據(jù)通過圖象處理單元19對來自攝象機17的信號予以處理產(chǎn)生的輸出信息確定車輛機件2的現(xiàn)時位置和運行方向，如果它測定出車輛機件2偏向于基準線A的右邊太多了，它于是就通過轉(zhuǎn)換EM開關(guān)閥9命令舵輪7向左轉(zhuǎn)，以改變車輛機件2的運行方向。如果車輛機件2運行方向現(xiàn)時的改變不能與道路的彎曲度相符合，主控制器22就命令伺服閥13減低車輛的速度，如果車輛速度的降低仍不能抵償?shù)缆稲的彎曲度，那末主控制器22就命令車輛機件2暫時停止運行。
下一步將對本發(fā)明自動轉(zhuǎn)向機構(gòu)實例的操作予以說明。
鋪路作業(yè)開始時，首先是將攝象機17和激光發(fā)生器18安置在基準線A的直接上方，然后將激光發(fā)生器18的激光光線對準基準線A從而使車輛機件2能夠向前運行。當?shù)缆稲的方向改變了，先前機對于基準線A的攝象機17和激光發(fā)生器18的對準關(guān)系就被破壞了，而由攝象機17錄下的所生成圖象Ba的現(xiàn)時位置也改變了。
主控制器22根據(jù)先前產(chǎn)生的圖象Ba和現(xiàn)時產(chǎn)生的圖象Ba之間變化的量和方向計算出車輛機件2偏離的量和方向，然后命令EM閥9轉(zhuǎn)換以便舵輪7轉(zhuǎn)向使車輛機件2正確地跟蹤基準線A。如果車輛機件2運行方向的現(xiàn)時改變不能跟上道路R的彎曲度，主控制器22就命令伺服閥13減低車輛的速度，而如果車輛速度的降低仍不能抵償?shù)缆稲的彎曲度，那么主控制22就命令車輛機件2暫時停下來。
顯示裝置21將生成的圖象Ba顯示在屏幕上。因此，操作者只要觀看屏幕就能確定主控制器22的現(xiàn)時控制操作是否正確地進行。
圖6顯示本發(fā)明自動控制機構(gòu)的另一個實施例。在此體系中，在顯示裝置30的屏幕上提供了一系列的潛伏的檢驗點30a。檢驗點30a的位置可以被自由地指定在屏幕上的任何地方。該體系設計成能通過在基準線A與檢驗點30a中的一個點相重合時產(chǎn)生一個信號以提醒操作者。當在屏幕上選定一個檢驗點或較正點的位置之后，就沒有必要再在屏幕上繼續(xù)顯示這些點，因而對尋常顯示圖象的觀看就不會受到干擾。操作此一體系，基準線A為CCD錄象機30所錄下，而基準線A的圖象Aa顯示在顯示裝置30的屏幕上。主控制器22檢察基準線A是位于相對于指定的檢驗點30a的正確位置上，如果它是在正確位置上，控制器22就允許進行處理。本實施例的其它構(gòu)形則與第一個實施例相同。
除了邊石之外能夠用來形成基準線A的基準物體有溝邊，成形的構(gòu)架，先前鋪成的路以及在路面上畫出的彩色線條。對于那些沒有高度的物體，例如白線，就可能使用簡單的黑白顯示提供二進制信息顯示來檢驗滾平機相對于白色基準線A的對準精確度。
權(quán)利要求
1.一種用于自動控制一個瀝青滾平機(1)轉(zhuǎn)向操作的機構(gòu)，它包括(a)操縱所述瀝青滾平機(1)運行方向的舵輪；(b)一個改變所述舵輪運行方向的致動器(11)；(c)一個記錄和輸出一個相對于一條路邊線形成的一條基準線(A)的圖象的圖象記錄和輸出裝置(17)；(d)一個根據(jù)來自所述圖象記錄和輸出裝置(17)的輸出數(shù)據(jù)來控制所述致動器(11)的操作的主控制器(22)。
2.如權(quán)利要求1的機構(gòu)，其特征在于其中所述圖象記錄和輸出裝置(17)上配置有一個以斜向于垂直的方向?qū)⒁坏廓M長切口形光束(其光束寬度朝著所述基準線(A)寬度的方向延伸)投射在所述基準線(A)上的光發(fā)生器;和所述圖象記錄和輸出裝置(17)將通過被投射在基準線(A)上的光所產(chǎn)生的一個圖象(Ba)錄下。
3.如權(quán)利要求1的機構(gòu)，其特征在于其中所述圖象記錄和輸出裝置(17)上配置有一個顯示裝置(21，30)，該顯示裝置顯示出由所述圖象記錄和輸出裝置(17)所生成的一個圖象(Ba)。
4.如權(quán)利要求1的機構(gòu)，其特征在于其中所述圖象記錄和輸出裝置(17)是一個CCD攝象機形式的電荷耦合裝置。
5.如權(quán)利要求1的機構(gòu)，其特征在于其中所述機構(gòu)上配置有一個支持臂(16)，它支持著所述圖像和輸出裝置(17)以便能大致朝著垂直于所述瀝青滾平機(1)運行方向的方向自由移動。
6.如權(quán)利要求1的機構(gòu)，其特征在于其中所述主控制器(22)控制著所述瀝青滾平機(1)的運行速度。
7.如權(quán)利要求2的機構(gòu)，其特征在于其中所述機構(gòu)上配置有一個支持臂(16)，它支持著所述圖像記錄和輸出裝置(17)以便能大致朝著垂直于所述瀝青滾平機(1)運行方向的方向自由移動。
8.如權(quán)利要求7的機構(gòu)，其特征在于其中所述主控制器(22)控制著所述瀝青滾平機(1)的運行速度。
9.如權(quán)利要求2的機構(gòu)，其特征在于其中所述光發(fā)生器生成激光光束。
10.如權(quán)利要求9的機構(gòu)，其特征在于其中所述機構(gòu)上配置有一個支持臂(16)，它支持著所述圖象記錄和輸出裝置(17)以便能大致朝著垂直于所述瀝青滾平機(1)運行方向的方向自由移動。
11.如權(quán)利要求9的機構(gòu)，其特征在于其中所述主控制器(22)控制著所述瀝青滾平機(1)的運行速度。
12.如權(quán)利要求3的機構(gòu)，其特征在于其中所述主顯示裝置(21，30)上配置有多個潛伏檢驗點，這些檢驗點可以安排在所述顯示裝置(21，30)的屏幕內(nèi)，一個報警裝置當所述基準線(A)重合在所述多個潛伏檢驗點中的一個或多個點上時會發(fā)出響聲。
全文摘要
一種在鋪路作業(yè)中控制瀝青滾平機運行方向的自動轉(zhuǎn)向機構(gòu)，其上配有一激光發(fā)生器18，它將一條狹長切口形的激光光束投射到一系列被選為基準線A的沿著路旁的物體上。一圖象記錄裝置17，即CCD攝象機被安置在車輛機件2上，攝象機將照亮物體的激光光束錄下并將生成的圖象Ba輸出至主控制器22。主控制器通過生成圖象位置的變化來確定車輛機件與基準線的現(xiàn)時偏離，并操作自動控制裝置使車輛機件朝正確方向轉(zhuǎn)向以使?jié)L平機跟上基準線。
文檔編號E01C19/00GK1095123SQ94104120
公開日1994年11月16日 申請日期1994年4月9日 優(yōu)先權(quán)日1993年4月9日
發(fā)明者池田八郎, 宮本典明, 梅田亮榮, 安英教, 福川光男, 增山幸卩, 木下莊次, 高木幸雄 申請人:株式會社新潟鐵工所