路面銑刨機的輸料控制系統的制作方法
【技術領域】
[0001] 本實用新型涉及一種路面銑刨機的輸料系統，具體是一種路面銑刨機的輸料控制 系統，屬于工程機械技術領域。
【背景技術】
[0002] 路面銑刨機為工程機械的一種，是瀝青路面養護施工的主要機種之一，其主要功 能是用于對公路、機場、廣場等大面積銑削破碎，路面油包、油浪、車轍和面層的銑平，對摩 擦系數較低的水泥混凝土路面進行拉毛作業，以及開挖路面坑槽及溝槽。帶有回收輸送機 的銑刨機在進行長期且不間斷工作時，由于作業對象的結構復雜，密度不均勻，用戶對每 段時間的銑削產量不能進行實時的計量，不能對工作的經濟性進行實時的度量；此外，銑 刨機損耗件（如刀頭、輸料皮帶、傳動皮帶等）的更換缺少準確的參數量化，目前主要依靠 操作者經驗進行查檢，增加了勞動強度；當進行不同深度、不同速度銑削作業時，輸送機轉 速的大小不能根據所銑削的廢料多少進行自動的調節，通常的操作是將輸送機轉速調至最 快，這樣則在多數情況下會對發動機功率造成巨大的浪費，頻繁手動調節則易使操作者產 生疲勞。
[0003] 現有文獻中涉及了兩種能夠自動控制銑刨機排料速度的技術方案，一種方案是通 過檢測銑刨刀頭周圍的堆料高度來控制排料速度。該項技術有以下兩個缺點：第一，銑刨 工作腔內廢料在不斷的翻滾、飛濺，堆料高度變化大，空間中廢料顆粒彌漫，其物料高度控 制器很難準確探測堆料高度；第二，工作腔內廢料彌漫，再加上為了降溫、除塵，腔內還要噴 水，在如此惡劣的工作環境中，物料高度控制器很容易損壞，并且此種方案不易實施。另一 方案是銑刨機的車架上安裝有料位控制器，料位控制器的料位信號輸入端連接有可感應物 料高度的料位傳感器，工作中通過檢測料位的高度來控制輸送機的轉速，該方案有以下缺 點，首先因為銑削的廢料集配不均勻，料位高度可能存在較大的波動，控制系統很難進行準 確的識別，導致集卸料皮帶的轉速控制不合適；其次該檢測方式不能對操作者的生產作業 進行指導，只能實現單純的馬達轉速控制。針對上述問題目前尚未提出有效的解決方案。

【發明內容】

[0004] 本實用新型要解決的技術問題是提供一種能夠對銑刨輸送速度進行實時調節，對 每段時間的銑削產量進行實時計量，節約功耗，提高輸送可靠性和控制精度的路面銑刨機 的輸料控制系統。
[0005] 為了解決上述技術問題，本實用新型的路面銑刨機的輸料控制系統，包括安裝在 銑刨機上的由一個排料控制閥控制排量大小的輸料泵以及安裝在銑刨機的輸送機上的用 于控制輸送機皮帶轉速的輸料馬達，輸料泵連接輸料馬達并能夠控制輸料馬達的轉速，還 包括安裝在輸送機側面用于檢測輸送機同地面夾角的傾角傳感器、安裝在輸送機的托輥下 部的稱重傳感器以及與輸料馬達連接的用于檢測馬達轉速的轉速傳感器；傾角傳感器、稱 重傳感器以及轉速傳感器的信號輸出端均連接到一個控制器的信號輸入端上，控制器的信 號輸出端連接到排料控制閥的輸入端上。
[0006] 所述控制器連接安裝在銑刨機上的顯示器。
[0007] 所述控制器連接安裝在銑刨機上的打印機。
[0008] 采用上述的結構后，由于設置的輸料泵、輸料馬達以及傾角傳感器、稱重傳感器、 轉速傳感器，能夠根據路面起伏和提升油缸的變化，通過傾角傳感器將輸送機同地面的夾 角信號傳遞給控制器，稱重傳感器將瞬時的廢料重量信號傳遞給控制器，同時轉速傳感器 將驅動輪的轉速信號傳遞給控制器，經過邏輯處理后將輸送機的瞬時輸出廢料重量和一段 時間內的累計廢料重量顯示到操縱臺的顯示器上，必要時可以進行打印，從而有效指導操 作人員進行生產作業和維護保養，實現了對皮帶輸送機轉速的自適應控制；其結構簡單，檢 測精度高、控制方式便捷，自動化程度高，可以有效的降低操作者勞動強度，節省發動機功 率，提高經濟效益并為設備的維護保養提供重要的參考依據。
【附圖說明】
[0009] 圖1為本實用新型路面銑刨機的輸料控制系統的結構示意圖；
[0010] 圖2為本實用新型路面銑刨機的輸料控制系統的原理框圖。
【具體實施方式】
[0011] 下面結合附圖和【具體實施方式】，對本實用新型的路面銑刨機的輸料控制系統作進 一步詳細說明。
[0012] 如圖所示，本實用新型的路面銑刨機的輸料稱量系統，包括安裝在銑刨機上的由 一個排料控制閥13控制排量大小的輸料泵1以及安裝在銑刨機的輸送機上的用于控制輸 送機皮帶轉速的輸料馬達12,輸料泵1連接輸料馬達12并能夠控制輸料馬達12的轉速，還 包括安裝在輸送機側面用于檢測輸送機同地面夾角的傾角傳感器7、安裝在輸送機前端的 托輥下部的一組稱重傳感器9以及與輸料馬達連接的用于檢測馬達轉速的轉速傳感器11 ; 其中，稱重傳感器一頭安裝在前側的托輥支架下端，另一頭固定在輸送機架上并且遠離拋 料口，避免物料拋灑造成的重量波動，轉速傳感器則集成在輸料馬達內部，傾角傳感器7、稱 重傳感器9以及轉速傳感器11的信號輸出端均連接到一個控制器3的信號輸入端上，由此 將傾角傳感器、稱重傳感器、轉速傳感器所采集的信號接入控制器中，控制器3的信號輸出 端連接到排料控制閥13的輸入端上，優選地，將3路傳感器信號接入控制器中，先對傾角傳 感器和轉速傳感器其進行標定，因銑刨工作的同時伴有灑水，廢料有一定的含水量，可通過 收集一定樣本對廢料含水量進行檢測，然后對稱重傳感器進行標定，根據需要按照干料或 濕料進行。預先將皮帶轉速和瞬時廢料重量的關系曲線輸入到控制器中，當路面起伏提升 油缸動作時，輸送機傾角會產生變化；當銑深增大，行駛速度加快，銑削的廢料增多，控制器 通過實時采集傳感器信號進行參數對比，并根據參數變化對輸料泵的排量進行控制，增加 皮帶的轉速，反之亦可根據傳感器反饋降低皮帶轉速，控制器3還連接安裝在銑刨機上的 顯示器5以及安裝在銑刨機上的打印機6,控制器可將所采集的信號經過計算顯示到銑刨 機上方的顯示器界面上，包括瞬時重量和累計重量，同時控制器反饋信號給輸料泵，對輸料 泵排量進行控制，從而對輸料馬達的轉速進行控制。
[0013] 本實用新型的路面銑刨機的輸料控制系統的自適應控制方法，包括以下步驟：轉 速傳感器檢測馬達轉速數據信號，傾角傳感器檢測輸送機同地面夾角數據信號，稱重傳感 器檢測到托輥的正壓力數據信號，轉速傳感器、傾角傳感器、稱重傳感器將采集的數據信號 輸出到控制器，控制器接收到轉速傳感器、傾角傳感器、稱重傳感器采集的數據信號后進行 如下計算過程，
[0016] 其中，轉速傳感器、傾角傳感器、稱重傳感器采集脈沖信號頻率為次/s ;稱重傳感 器數量為n ;采集到的壓力信號為f，單位kg ;稱重傳感器瞬時采集到的總重量為F_，單位 kg ;轉速傳感器信號：《，單位r/s ;傾角傳感器信號：0，單位° ;皮帶和支架的動態皮重： Z，單位kg ;某一瞬時輸料皮帶上廢料重量:M_ .
[0017] 當銑刨機工作時間為m時，控制器按照下式近似算出總的輸料重量為：
[0019] 其中，時間m內皮帶輸料總量:，單位kg ;皮帶輪半徑：r，單位m ;皮帶長度：L， 單位m ;單位變換系數:K。
[0020] 將皮帶轉速和瞬時廢料重量的關系曲線輸入到控制器中，當 時，信號反饋給比例電磁閥，減小輸料泵排量，將皮帶轉速從《減小到《 as;
[0021] 當時，信號反饋給比例電磁閥，增加輸料泵排量，將皮帶轉速從《增大 到w最佳。
[0022] 銑削作業時，安裝在輸送機托輥下部的稱重傳感器可以檢測到托輥的正壓力，轉 速傳感器信號經過轉換可以得到皮帶的線速度，通過控制器采集傾角傳感器、稱重傳感器、 轉速傳感器的信號，控制器結合傾角傳感器和稱重傳感器的信號，按照斜面上物體重量的 計算法得出輸送機輸出廢料的瞬時廢料的重量，再同皮帶線速度進行整合則可計算出一段 時間內的銑削廢料重量；
[0023] 當隨著銑削速度的增加，銑削深度的加大，初始皮帶轉速較慢時，銑刨鼓銑削廢料 較多，輸料皮帶上會堆積有較多的廢料，甚至會產生漏料現象，此時稱重傳感器產生的變形 則較大，采集到電壓的變化量也較大，這一信號經過轉換同控制器設定值相比較，大于設定 值時，則控制器發出信號至排料控制閥（比例電磁閥），通過比例電磁閥來控制輸料泵的 斜盤傾角，對輸料泵的排量進行控制，從而控制輸料馬達的轉速；同樣的，當隨著銑削速度 的減小，銑削的廢料會減小，稱重傳感器反饋信號到控制器，控制器再對輸料泵排量進行控 制，使得皮帶轉速減小，如此進行不斷的反饋和調節，使皮帶轉速得到實時的控制，極有效 的節省了發動機功率，操縱面板上設置有自動模式和手動模式，自動模式指控制器按照系 統程序采集并顯示當前瞬時廢料重量和累計產量；手動模式則可根據操作者需求進行采集 和顯示的調整，由此可見，本實用新型中瞬時廢料重量同控制器中設定值進行比較，并通過 對輸料皮帶轉速進行實時調節來達到兩者的平衡。
【主權項】
1. 一種路面銑刨機的輸料控制系統，其特征在于：包括安裝在銑刨機上的由一個排料 控制閥（13)控制排量大小的輸料泉（1)以及安裝在銑刨機的輸送機上的用于控制輸送機 皮帶轉速的輸料馬達（12)，所述輸料泉（1)連接輸料馬達（12)并能夠控制輸料馬達（12) 的轉速，還包括安裝在輸送機側面用于檢測輸送機同地面夾角的傾角傳感器（7)、安裝在輸 送機的托輥下部的稱重傳感器（9)以及與輸料馬達連接的用于檢測馬達轉速的轉速傳感 器（11);所述似角傳感器（7)、稱重傳感器（9)以及轉速傳感器（11)的信號輸出端均連接 到一個控制器（3)的信號輸入端上，所述控制器（3)的信號輸出端連接到排料控制閥（13) 的輸入端上。2. 按照權利要求1所述的路面銑刨機的輸料控制系統，其特征在于：所述控制器（3) 連接安裝在銑刨機上的顯示器（5)。3. 按照權利要求2所述的路面銑刨機的輸料控制系統，其特征在于：所述控制器（3) 連接安裝在銑刨機上的打印機（6)。
【專利摘要】本實用新型公開了一種路面銑刨機的輸料控制系統。它包括輸料泵以及輸料馬達，輸料泵連接輸料馬達，還包括安裝在輸送機側面用于檢測輸送機同地面夾角的傾角傳感器、安裝在輸送機的托輥下部的稱重傳感器以及與輸料馬達連接的用于檢測馬達轉速的轉速傳感器；傾角傳感器、稱重傳感器以及轉速傳感器的信號輸出端均連接到一個控制器的信號輸入端上，控制器的信號輸出端連接到排料控制閥的輸入端上。采用上述的結構后，其結構簡單，檢測精度高、控制方式便捷，自動化程度高，可以有效的降低操作者勞動強度，節省發動機功率，提高經濟效益并為設備的維護保養提供重要的參考依據。
【IPC分類】E01C23/088
【公開號】CN204715184
【申請號】CN201520140868
【發明人】徐文山, 姚柯飛, 向彥亮, 劉斌, 袁國宇, 王富春, 張瑩映
【申請人】江蘇華通動力重工有限公司（中外合資）
【公開日】2015年10月21日
【申請日】2015年3月12日