一种高精度全幅路面铣刨设备及铣刨方法与流程

1.本发明属于道路铣刨设备技术领域，具体涉及一种高精度全幅路面铣刨设备及铣刨方法。


背景技术：

2.铣刨机可以高效地铲除沥青路面和水泥路面的拥包、坑槽、裂缝、沉陷和表面功能衰减等路面病害，单台铣刨机单车道铣刨分段平整度易于控制，操作方便灵活，铣刨产生的旧料可回收利用，已被广泛应用到路面修复和养护作业中。
3.为保证铣刨机的精确铣刨，现有铣刨机已实现自动找平功能，通过深度浮动控制，可保证单台铣刨机单车道分段铣刨的平整度。但目前，单台铣刨路面宽度只有两米，且同一车道不同路段铣刨后，路面的纵向平整度难以控制；在全幅路面铣刨过程中，存在横向平整度不一，施工质量差的问题。


技术实现要素：

4.本发明解决的技术问题是提供了一种高精度全幅路面铣刨设备，该设备对现有路面铣刨机进行系统控制创新，以克服铣刨全幅路面的作业纵横平整度控制的难题。基于网络云服务器实现铣刨作业信息数据共享、实时优化，确保在全幅铣刨作业中路面纵、横平整度一致，提高施工质量。
5.本发明为解决上述技术问题采用如下技术方案，一种高精度全幅路面铣刨设备，包括机架、设置于机架后侧底部的后支腿、设置于机架中间底部的铣刨鼓、设置于机架前侧底部的前支腿及设置于机架前部的输送机构，前支腿和后支腿上均设有行驶机构，其特征在于：邻近后支腿的机架上通过支杆固定有第一超声波传感器，邻近铣刨鼓的机架上通过支杆固定有第二超声波传感器，邻近前支腿的机架上通过支杆固定有第三超声波传感器，邻近输送机构的机架上通过支杆固定有第四超声波传感器，铣刨鼓一侧的边板上设有传感器组件，该传感器组件包括温度传感器、湿度传感器、倾角传感器、超声波测距传感器和速度传感器，机架的中部设有控制器组件，该控制器组件用于控制传感器组件采集铣刨路面的温度数据、湿度数据、倾角数据、铣刨深度数据及铣刨作业速度数据，并将采集的数据打包传送至bus总线中，再通过控制器组件中的数据转化模块将bus总线数据转换为无线通讯信号，然后通过无线网络将无线通讯信号传送至网络云存储服务器，并通过智能终端显示铣刨设备关键数据。
6.本发明所述的高精度全幅路面铣刨方法，其特征在于具体过程为：采用单台上述铣刨设备对宽幅道路实现多次铣刨作业，单台铣刨设备将每次铣刨作业的数据传至所述网络云服务器，与设定的铣刨信息对比，采用pid控制铣刨精度，将数据信息发送给待工作铣刨设备，实现不同时间同一位置铣刨数据的共享，实现对宽幅道路的全幅铣刨，单机全幅铣刨路面的纵向平整度和横向平整度铣刨达到施工需要；采用多台上述铣刨设备同时对宽幅道路实现铣刨作业，多台铣刨设备同时铣刨作
业时，每台铣刨设备将铣刨作业的数据传至所述网络云服务器，1#铣刨设备的存储信息与2#铣刨设备设定信息经数字模型处理后，2#铣刨设备控制器通过pid算法，控制2#铣刨设备铣刨2#铣刨路面的纵向和横向平整度，同时网络云服务器的存储信息可发送给3#、4#......x#铣刨设备实现不同时间同一位置铣刨数据的共享，实现对宽幅道路的全幅铣刨，并机梯次铣刨全幅路面的纵向平整度和横向平整度达到施工需要；单台或者多台铣刨设备在铣刨作业时，公用一组设定的铣刨作业数据，设定的铣刨作业数据包含铣刨后道路的深度数据、铣刨后道路的纵向倾角数据及铣刨后道路的横向倾角数据。
7.本发明所述的高精度全幅路面铣刨方法，其特征在于具体步骤为：步骤s1：1#铣刨设备铣刨1#铣刨面时，铣刨数据输入器设定的1-a测线的深度信息1-a’，由控制器组件采集后，采用pid算法控制比例阀，调节后支腿、前支腿的高度，铣刨鼓根据预先设定好的铣刨深度信息1-a’开始铣刨第一刀，每间隔10cm，传感器组件与第一超声波传感器、第二超声波传感器、第三超声波传感器和第四超声波传感器会将实际深度信息做出反馈信息1-a”，控制器组件采集到的1-a’和1-a”数据通过数字转换模型，将数据转化为1-a信息， 数据打包传至bus总线中，数据转化模块将bus总线数据转化为无线通讯信号，通过无线网络将无线通讯信号传送至网络云服务器，1-a作业数据在网路云服务器数据库内存储，如上述步骤依次执行1-b、1-c......完成1#铣刨面铣刨纵向平整度的控制；步骤s2：铣刨设备铣刨2#铣刨面时，铣刨数据输入器设定的2-a测线的深度信息2-a’和传感器组件反馈的横向倾角数据等深度信息2-a”，经控制器组件处理后，与网络云服务器数据库发送来的数字模型转化后的1-a测线的数据比较，若无异常病害，控制器组件仍按1#铣刨路面1-a的数据执行2-a测线的铣刨；若与1-a测线的出现拥包、坑槽、裂缝等异常病害，控制器组件采用pid算法修正数据，铣刨测线数据2-a，保证铣刨横向平整度控制在0.5mm以内，修正后的数据2-a进行实际数据反馈，控制器组件采集的数据，打包传至bus总线中，数据转化模块将bus总线数据转化为无线通讯信号，通过无线网络将无线通讯信号传送至所述网络云服务器，实际反馈数据2-a在网络云服务器数据库进行存储，如上述步骤依次完成2-b、2-c......的横向平整度控制，如此类推操作，完成其它铣刨面的铣刨作业。
8.本发明与现有技术相比具有以下优点和有益效果：1、目前市场上铣刨机全幅铣刨作业纵横平整度控制难等问题，确保了全幅铣刨作业的纵向平整度、横向平整度，极大地提高了道路维护铣刨作业的施工质量；2、自动调节铣刨机的作业功率，实现节能减排和绿色铣刨；3、数据作业共享过程，不受地理、环境因素影响。
附图说明
9.图1是本发明中高精度全幅路面铣刨设备的结构示意图；图2是本发明中高精度全幅路面铣刨设备作业原理图；图3是本发明中高精度全幅路面铣刨设备作业原理模块图图4是本发明中多台高精度全幅路面铣刨设备联合作业示意图。
10.图中：1-机架，2-控制器组件，3-后支腿，4-行驶机构，5-铣刨鼓，6-传感器组件，7-前支腿，8-输送机构，9-1-第一超声波传感器，9-2-第二超声波传感器，9-3-第三超声波传感器，9-4-第四超声波传感器。
具体实施方式
11.结合附图详细描述本发明的技术方案，如图1所示，一种高精度全幅路面铣刨设备，包括机架1、设置于机架1后侧底部的后支腿3、设置于机架1中间底部的铣刨鼓5、设置于机架1前侧底部的前支腿7及设置于机架1前部的输送机构8，前支腿7和后支腿3上均设有行驶机构4，邻近后支腿3的机架1上通过支杆固定有第一超声波传感器9-1，邻近铣刨鼓5的机架1上通过支杆固定有第二超声波传感器9-2，邻近前支腿7的机架1上通过支杆固定有第三超声波传感器9-3，邻近输送机构8的机架1上通过支杆固定有第四超声波传感器9-4，铣刨鼓5一侧的边板上设有传感器组件6，该传感器组件6包括温度传感器、湿度传感器、倾角传感器、超声波测距传感器和速度传感器，机架1的中部设有控制器组件2，该控制器组件2用于控制传感器组件6采集铣刨路面的温度数据、湿度数据、倾角数据、铣刨深度数据及铣刨作业速度数据，并将采集的数据打包传送至bus总线中，再通过控制器组件2中的数据转化模块将bus总线数据转换为无线通讯信号，然后通过无线网络将无线通讯信号传送至网络云存储服务器，并通过智能终端显示铣刨设备关键数据。
12.图2中的1#铣刨设备铣刨1#铣刨面时，铣刨数据输入器设定的1-a测线的深度信息1-a’，由控制器组件采集后，采用pid算法控制比例阀，调节后支腿、前支腿的高度，铣刨鼓根据预先设定好的铣刨深度信息1-a’开始铣刨第一刀，每间隔10cm，传感器组件（超声波测距传感器）与第一超声波传感器、第二超声波传感器、第三超声波传感器和第四超声波传感器会将纵向倾角数据等实际深度信息做出反馈信息1-a”，控制器组件采集到的1-a’和1-a”数据通过数字转换模型，将数据转化为1-a信息， 数据打包传至bus总线中，数据转化模块将bus总线数据转化为无线通讯信号，通过无线网络将无线通讯信号传送至所述网络云服务器，1-a作业数据在网路云服务器数据库内存储。如所述步骤依次执行1-b、1-c......完成1#铣刨面铣刨纵向平整度的控制。
13.图2中的铣刨设备铣刨2#铣刨面时，铣刨数据输入器设定的2-a测线的深度信息2-a’和传感器组件（超声波倾角传感器）反馈的横向倾角数据等深度信息2-a”，经控制器组件处理后，与网络云服务器数据库发送来的数字模型转化后的1-a测线的数据比较，若无异常病害，控制器组件仍按1#铣刨路面1-a的数据执行2-a测线的铣刨；若与1-a测线的出现拥包、坑槽、裂缝等异常病害，控制器组件采用pid算法修正数据，铣刨测线数据2-a，保证铣刨横向平整度控制在0.5mm以内，修正后的数据2-a进行实际数据反馈；控制器组件采集的数据，打包传至bus总线中，数据转化模块将bus总线数据转化为无线通讯信号，通过无线网络将无线通讯信号传送至所述网络云服务器，实际反馈数据2-a在网络云服务器数据库进行存储；如所述步骤依次完成2-b、2-c......的横向平整度控制，如此类推操作，完成其它铣刨面的铣刨作业。
14.图3显示上述2、3描述的工作流程，实现单台或多台铣刨机铣刨全幅路面控制纵、横平整度。铣刨设备设有传感器组件（温度传感器、湿度传感器、速度传感器）。控制器组件采集铣刨路面时温度传感器、湿度传感器及速度传感器的温度数据、湿度数据、速度数据，根据铣刨道路的温度、湿度数据，判断路面强度；根据速度数据，确定铣刨的位置信息。综合之后实现自动调节铣刨机的作业功率，实现节能减排和绿色铣刨。
15.图4所示单台或者多台铣刨机，将每一铣刨面均按上述步骤进行单机全幅铣刨或并机梯次全幅铣刨，全幅路面的纵、横平整度控制在0.5mm以内。
16.单台或者多台铣刨机在铣刨作业时分别存储铣刨道路的温度数据，根据铣刨道路的温度信息，自动调节铣刨设备的作业功率，实现节能减排和绿色铣刨。所述传感器组件采集铣刨路面的温度数据、湿度数据、倾角数据、铣刨深度数据、铣刨作业速度数据可以存储在所述数据存储卡中，当铣刨作业位置受阴雨天气、地理位置影响，信号弱时不能将所述铣刨作业数据传输至网络服务器中时，可以更换存储卡，将存储卡采集的铣刨作业数据共享至所工作铣刨设备，实现对宽幅道路的全幅铣刨，使铣刨后道路的纵向平整度和横向平整度铣刨达到施工需要。
17.铣刨机操作台设置有数据存储卡，当铣刨作业受阴雨天气、地理位置影响，信号弱时不能将铣刨作业数据传输至所述网络服务器中时，单机全幅铣刨路面时，直接将已作业信息存储在所述存储卡中，实现全幅作业数据共享；并机梯次铣刨全幅路面时，1#铣刨设备作业数据存储卡取出，插入2#、3#......x#铣刨设备进行数据共享，1#铣刨设备插入新的数据存储卡进行铣刨作业数据存储，实现对宽幅道路的全幅铣刨，使铣刨后道路的纵向平整度和横向平整度铣刨达到施工需要。
18.以上显示和描述了本发明的基本原理，主要特征和优点，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明的范围。

技术特征：
1.一种高精度全幅路面铣刨设备，包括机架、设置于机架后侧底部的后支腿、设置于机架中间底部的铣刨鼓、设置于机架前侧底部的前支腿及设置于机架前部的输送机构，前支腿和后支腿上均设有行驶机构，其特征在于：邻近后支腿的机架上通过支杆固定有第一超声波传感器，邻近铣刨鼓的机架上通过支杆固定有第二超声波传感器，邻近前支腿的机架上通过支杆固定有第三超声波传感器，邻近输送机构的机架上通过支杆固定有第四超声波传感器，铣刨鼓一侧的边板上设有传感器组件，该传感器组件包括温度传感器、湿度传感器、倾角传感器、超声波测距传感器和速度传感器，机架的中部设有控制器组件，该控制器组件用于控制传感器组件采集铣刨路面的温度数据、湿度数据、倾角数据、铣刨深度数据及铣刨作业速度数据，并将采集的数据打包传送至bus总线中，再通过控制器组件中的数据转化模块将bus总线数据转换为无线通讯信号，然后通过无线网络将无线通讯信号传送至网络云存储服务器，并通过智能终端显示铣刨设备关键数据。2.一种高精度全幅路面铣刨方法，其特征在于具体过程为：采用单台权利要求1所述的铣刨设备对宽幅道路实现多次铣刨作业，单台铣刨设备将每次铣刨作业的数据传至所述网络云服务器，与设定的铣刨信息对比，采用pid控制铣刨精度，将数据信息发送给待工作铣刨设备，实现不同时间同一位置铣刨数据的共享，实现对宽幅道路的全幅铣刨，单机全幅铣刨路面的纵向平整度和横向平整度铣刨达到施工需要；采用多台权利要求1所述的铣刨设备同时对宽幅道路实现铣刨作业，多台铣刨设备同时铣刨作业时，每台铣刨设备将铣刨作业的数据传至所述网络云服务器，1#铣刨设备的存储信息与2#铣刨设备设定信息经数字模型处理后，2#铣刨设备控制器通过pid算法，控制2#铣刨设备铣刨2#铣刨路面的纵向和横向平整度，同时网络云服务器的存储信息可发送给3#、4#......x#铣刨设备实现不同时间同一位置铣刨数据的共享，实现对宽幅道路的全幅铣刨，并机梯次铣刨全幅路面的纵向平整度和横向平整度达到施工需要；单台或者多台铣刨设备在铣刨作业时，公用一组设定的铣刨作业数据，设定的铣刨作业数据包含铣刨后道路的深度数据、铣刨后道路的纵向倾角数据及铣刨后道路的横向倾角数据。3.根据权利要求2所述的高精度全幅路面铣刨方法，其特征在于具体步骤为：步骤s1：1#铣刨设备铣刨1#铣刨面时，铣刨数据输入器设定的1-a测线的深度信息1-a’，由控制器组件采集后，采用pid算法控制比例阀，调节后支腿、前支腿的高度，铣刨鼓根据预先设定好的铣刨深度信息1-a’开始铣刨第一刀，每间隔10cm，传感器组件与第一超声波传感器、第二超声波传感器、第三超声波传感器和第四超声波传感器会将实际深度信息做出反馈信息1-a”，控制器组件采集到的1-a’和1-a”数据通过数字转换模型，将数据转化为1-a信息， 数据打包传至bus总线中，数据转化模块将bus总线数据转化为无线通讯信号，通过无线网络将无线通讯信号传送至网络云服务器，1-a作业数据在网路云服务器数据库内存储，如上述步骤依次执行1-b、1-c......完成1#铣刨面铣刨纵向平整度的控制；步骤s2：铣刨设备铣刨2#铣刨面时，铣刨数据输入器设定的2-a测线的深度信息2-a’和传感器组件反馈的横向倾角数据等深度信息2-a”，经控制器组件处理后，与网络云服务器数据库发送来的数字模型转化后的1-a测线的数据比较，若无异常病害，控制器组件仍按1#铣刨路面1-a的数据执行2-a测线的铣刨；若与1-a测线的出现拥包、坑槽、裂缝等异常病害，控制器组件采用pid算法修正数据，铣刨测线数据2-a，保证铣刨横向平整度控制在0.5mm以
内，修正后的数据2-a进行实际数据反馈，控制器组件采集的数据，打包传至bus总线中，数据转化模块将bus总线数据转化为无线通讯信号，通过无线网络将无线通讯信号传送至所述网络云服务器，实际反馈数据2-a在网络云服务器数据库进行存储，如上述步骤依次完成2-b、2-c......的横向平整度控制，如此类推操作，完成其它铣刨面的铣刨作业。

技术总结
本发明公开了一种高精度全幅路面铣刨设备及铣刨方法，其设有温度传感器、湿度传感器、倾角传感器、超声波测距传感器、速度传感器、控制器、数据转化模块、数据存储卡、网络云存储服务器、智能终端显示设备等安装于铣刨机上，为实现单台或多台铣刨机铣刨全幅路面纵横平整度一致，提供硬件基础平台。本发明还具体公开了高精度全幅路面铣刨方法。本发明确保了全幅铣刨作业的纵向平整度、横向平整度，极大地提高了道路维护铣刨作业的施工质量；自动调节铣刨机的作业功率，实现节能减排和绿色铣刨；数据作业共享过程，不受地理、环境因素影响。环境因素影响。环境因素影响。


技术研发人员：李忠玉 张庆 郝长峰 董是 左献宝 张秋艳 张瑞青
受保护的技术使用者：河南省高等级公路养护工程研究中心
技术研发日：2021.12.03
技术公布日：2022/3/8