用于确定压实状态的系统和方法技术方案

一种用于确定用工料(101)的压实状态的系统包括具有振动系统(30)的滚压机(11)。控制器(41)被配置为确定机器(10)的速度，确定机器(10)的倾角以及基于机器(10)的倾角和速度确定倾角功率变化。控制器(41)也被配置为确定压实操作所造成的总功率损耗，基于振动系统(30)的振动特性确定振动补偿因数，以及基于倾角功率变化、功率损耗和振动补偿因数确定工料(101)的压实状态。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术通常涉及压实材料的机器，并且更具体地涉及一种用于确定工地处工料的压实状态的系统和方法。
技术介绍
压实机器或压实机一般用于在建造建筑物、高速公路、停车场和其它结构时将工料(比如土壤、砾石、沥青)压实为所需密度。另外，压实机常常用于压实采矿工地和垃圾填埋场处的最近移动的和/或相对柔软的材料。所述过程常常需要对工料进行多次压实以达到所需密度。常常以多种方式来估计确定是否已达到压实的所需级别。在一些情况下，可通过压实状态系统来近似估计压实，所述压实状态系统测量沿工地的表面移动压实机所需要的功率量。压实状态系统可以确定相对于压实的绝对标度或最大压实量的压实状态。然而，使用具有压实机的振动系统可以影响压实状态系统的结果。美国专利第6,188,942号公开了一种与压实机一起使用以确定材料的压实性能的方法和设备。压实性能可以被确定为压实能量的函数或压实机的推进功率的函数。前面的背景讨论仅仅旨在辅助读者。其不旨在限制本文所述创新，也不旨在限制或扩展所讨论的现有技术。因此，前面的讨论不应被视为指示现有系统的任何特定元件不适合与本文所述创新一起使用，也不旨在指示任何元件在实施本文所述创新时是必要的。本文所述创新的实施方式和应用是由所附权利要求书限定。
技术实现思路
一方面，一种用于确定压实操作期间工料的压实状态的系统包括与机器相关联的滚压机。滚压机包括振动系统并且被配置为接合并且压实工料。所述系统还包括与机器相关联用于产生指示机器速度的速度信号的速度感测器、与机器相关联用于产生指示机器倾角的倾角信号的俯仰角感测器，以及与机器相关联用于产生指示机器的功率损耗的信号的功率损耗感测器。控制器被配置为从速度感测器接收指示机器速度的速度信号、基于速度信号确定机器的速度，并且从俯仰角感测器接收指示机器倾角的倾角信号。控制器还被配置为基于倾角信号确定机器的倾角、基于机器的倾角和速度确定倾角功率变化，并且从功率损耗感测器接收指示机器的功率损耗的信号。控制器也被配置为基于信号确定机器的功率损耗、基于振动系统的振动特性确定振动补偿因数，并且基于倾角功率变化、功率损耗和振动补偿因数确定工料的压实状态。另一方面，一种用于确定压实操作期间工料的压实状态的控制器实施方法包括基于来自速度感测器的速度信号确定机器的速度、基于机器的倾角和机器的速度确定倾角功率变化，以及基于来自功率损耗感测器的信号确定机器的功率损耗。所述方法还包括基于振动系统的振动特性确定振动补偿因数以及基于倾角功率变化、功率损耗和振动补偿因数确定工料的压实状态。又一方面，机器包括原动机以及可操作地连接到原动机的滚压机。滚压机包括振动系统并且被配置为接合并且压实工料。速度感测器与机器相关联用于产生指示机器速度的速度信号，俯仰角感测器与机器相关联用于产生指示机器倾角的倾角信号，以及功率损耗感测器与机器相关联用于产生指示机器功率损耗的信号。控制器被配置为存储机器的摩擦损耗特性，从速度感测器接收指示机器速度的速度信号，并且基于速度信号确定机器的速度。控制器还被配置为基于机器的摩擦损耗特性和速度确定机器摩擦损耗，从俯仰角感测器接收指示机器倾角的倾角信号，基于倾角信号确定机器的倾角，并且基于机器的倾角和速度确定倾角功率变化。控制器也被配置为从功率损耗感测器接收指示机器功率损耗的信号，基于信号确定机器的功率损耗，并且基于振动系统的振动特性确定振动补偿因数。附图说明图1示出了根据本专利技术的机器的图解视图；图2示出了与图1的机器一起使用的示例性驱动系统、振动系统以及操作者站的示意图；图3示出了根据本专利技术的压实状态系统的框图；以及图4示出了用于确定压实操作期间工作表面的压实状态的过程的流程图。具体实施方式图1描绘了机器10的图解图，比如具有用于压实工地100处的工料101的单个圆柱形卷筒或滚压机11的自推进式单个卷筒压实机。机器10包括机架12和原动机(比如发动机13)。发动机13是按需要推进机器10的驱动系统14(图2)的一部分。本专利技术的系统和方法可以与可应用于包括静液压、电动或机械驱动领域中的任何机器推进和动力传动系统机构一起使用。驱动系统14可以操作以驱动滚压机11和/或一个或多个可偏转轮胎15。在其它实施例中，可以使用接合构件的其它类型的工料，比如用另一个滚压机来取代可偏转轮胎15。在图2中描绘的一个实施例中，驱动系统14可以是静液压系统，其中发动机13可操作地连接到第一泵16和第二泵17。第一泵16和第二泵17中的每一个可以可操作地液压地连接以分别经由第一液压管路22和第二液压管路23向第一马达20和第二马达21提供动力。第一马达20可以由来自第一泵16的加压液压流体驱动以使滚压机11旋转，以及第二马达21可以由来自第二泵17的加压液压流体驱动以使可偏转轮胎15旋转。第一泵16和第二泵17中的每一个可以是具有由控制器51控制的排量的可变排量泵在一个实施例中，来自控制器51的信号可以用于控制或调节第一泵16和第二泵17的排量。第一泵16和第二泵17各自可以在两个不同的方向上将加压液压流体引导到它们的各自马达和引导来自它们的各自马达的加压液压流体以在前进方向和后退方向上操作马达。第一泵16和第二泵17各自可以包括冲程调节机构(例如旋转斜盘)，其位置被液压机械地或电机械地调节以改变泵的输出(例如，排放压力或速率)。第一泵16和第二泵17中的每一个的排量可以从基本上无流体从泵中排放的零排量位置调节为流体以最大速率从泵中排放的最大排量位置。可以调节第一泵16和第二泵17中的每一个的排量，因此流入其第一液压管路22或其第二液压管路23中使得泵可以根据流体流动的方向在前进和后退方向上驱动其各自马达。第一泵16和第二泵17中的每一个可以由例如轴24、皮带或以任何其它合适方式可操作地连接到机器10的发动机13。第一马达20和第二马达21中的每一个可以被驱动以由于流体压力差而旋转，所述流体压力差通过其各自的泵产生并且通过第一液压管路22和第二液压管路23来供应。更具体地，每个马达可以包括位于泵抽机构(比如叶轮、柱塞或一系列活塞(未示出))的相对侧上的第一腔室和第二腔室(未示出)。当第一腔室经由第一液压管路22填充有来自泵的加压流体且经由第二液压管路23从第二腔室中排出返回到泵的流体时，泵抽机构被推动以在第一方向(例如，在前进行驶方向)上移动或旋转。相反地，当从第一腔室中排出流体且第二腔室填充有加压流体时，泵抽机构被推动以在相反方向(例如，在向后行驶方向)上移动或旋转。流入和流出第一腔室和第二腔室的流体的流率可以确定马达的输出速度，而泵抽机构两端的压力差可以确定输出扭矩。第一马达20和第二马达21中的每一个可以是具有由控制器51控制的排量的可变排量马达。在该配置中，马达具有无限数量的配置或排量。在另一实施例中，第一马达20和第二马达21中的每一个可以是固定和/或多速马达。在该配置中，马达具有无限数量的配置或排量(例如，两种配置或排量)，马达可以在其间转换。马达因此可以充当具有多种不同排量的固定排量马达。机器10也可以包括通常指示为30(图1)与滚压机11相关联的振动器或振动系统以将压实力施予到工料101上。更具体地，除施加给工料101的滚压机11和机器10的重量以施加压缩力之外，滚压机11内的振本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于在压实操作期间确定工料(101)的压实状态的系统，其包括：滚压机(11)，其与机器(10)相关联并且被配置为接合并且压实所述工料(101)，所述滚压机(11)包括振动系统(30)；速度感测器(58)，其与所述机器(10)相关联用于产生指示所述机器(10)的速度的速度信号；俯仰角感测器(61)，其与所述机器(10)相关联用于产生指示所述机器(10)的倾角的倾角信号；功率损耗感测器(64)，其与所述机器(10)相关联用于产生指示所述机器(10)的功率损耗的信号；以及控制器(41)，其被配置为从所述速度感测器(58)接收指示所述机器(10)的所述速度的所述速度信号；基于所述速度信号确定所述机器(10)的所述速度；从所述俯仰角感测器(61)接收指示所述机器(10)的所述倾角的所述倾角信号；基于所述倾角信号确定所述机器(10)的所述倾角；基于所述机器(10)的所述倾角和所述速度确定倾角功率变化；从所述功率损耗感测器(64)接收指示所述机器(10)的所述功率损耗的信号；基于所述信号确定所述机器(10)的所述功率损耗；基于所述振动系统(30)的振动特性确定振动补偿因数；以及基于所述倾角功率变化、所述功率损耗以及所述振动补偿因数，确定所述工料(101)的所述压实状态。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.03.17 US 14/215，5131.一种用于在压实操作期间确定工料(101)的压实状态的系统，其包括：滚压机(11)，其与机器(10)相关联并且被配置为接合并且压实所述工料(101)，所述滚压机(11)包括振动系统(30)；速度感测器(58)，其与所述机器(10)相关联用于产生指示所述机器(10)的速度的速度信号；俯仰角感测器(61)，其与所述机器(10)相关联用于产生指示所述机器(10)的倾角的倾角信号；功率损耗感测器(64)，其与所述机器(10)相关联用于产生指示所述机器(10)的功率损耗的信号；以及控制器(41)，其被配置为从所述速度感测器(58)接收指示所述机器(10)的所述速度的所述速度信号；基于所述速度信号确定所述机器(10)的所述速度；从所述俯仰角感测器(61)接收指示所述机器(10)的所述倾角的所述倾角信号；基于所述倾角信号确定所述机器(10)的所述倾角；基于所述机器(10)的所述倾角和所述速度确定倾角功率变化；从所述功率损耗感测器(64)接收指示所述机器(10)的所述功率损耗的信号；基于所述信号确定所述机器(10)的所述功率损耗；基于所述振动系统(30)的振动特性确定振动补偿因数；以及基于所述倾角功率变化、所述功率损耗以及所述振动补偿因数，确定所述工料(101)的所述压实状态。2.如权利要求1所述的系统，其中所述控制器(41)还被配置为存储所述机器(10)的摩擦损耗特性，基于所述机器(10)的所述摩擦损耗特性和所述速度确定机器(10)摩擦损耗，并且所述工料(101)的所述压实状态还基于所述机器(10)摩擦损耗。3.如权利要求1所述的系统，其中所述振动补偿因数基于所述振动系统(30)的振动幅度。4.如权利要求3所述的系统，其中所述振动补偿因数基于所述振动系统(30)的振动频率。5.如权利要求4所述的系统，其中所述振动系统(30)包括液压驱动系统(31)，并且所述振动补偿因数基于所述液压驱动系统(31)内的压力。6.如权利要求1所述的系统，其中所述振动补偿因数基于所述振动系统(30)的振动频率。7.如权利要求1所述的系统，其中所述振动系统(30)包括液压驱动系统(31)，并且所述振动补偿因数基于所述液压驱动系统(31)内的压力。8.如权利要求1所述的系统，其还包括与所述机器(10)相关联的位置感测器(56)，用于产生指示所述机器(10)位置的位置信号，以及所述控制器(41)还被配置为基于所述位置信号来确定所述机器(10)的所述位置。9.如权利要求1所述的系统，其中所述机器(10)还包括静液压系统，其具有可操作地连接到马达的泵，并且所述马达可操作地连接到所述滚压机(11)。10.如权利要求9所述的系统，其中所述控制器(41)还被配置为基于所述马达的输入和输出之差确定所述功率损耗。11.如权利要求9所述的系统，其中所述控制器(41)还被配置为基于所述泵的输入和输出之差确定所述功率损耗...

【专利技术属性】
技术研发人员：T·J·雷利赫，K·亨德里克斯，R·K·艾弗森，C·R·法施，
申请(专利权)人：卡特彼勒路面机械公司，
类型：发明
国别省市：美国;US