包括铰接接头测力的压实系统技术方案

一种压实系统包括：第一框架；通过铰接接头联接到所述第一框架的第二框架；经由第一推进马达可操作地联接到第一框架的第一推进设备，所述第一推进设备构造成响应于由第一推进马达施加的动力在工作表面上推进压实系统；可操作地联接到所述第二框架上的压实滚筒，所述压实滚筒构造成经由与工作表面的滚动接合来压实工作表面；力传感器，其配置和布置成产生指示通过铰接接头传递的推进力的信号；和可操作地联接到力传感器的控制器。所述控制器配置成至少部分地基于来自力传感器的信号来确定压实系统在工作表面上的压实性能。

Compacting system including hinge joint force measurement

Including a compaction system: the first frame; through the hinged joint is coupled to the second frame of the first frame; via the first propulsion motor is operatively coupled to the first propulsion equipment of the first frame, the first propulsion apparatus is constructed in response to the force applied by the first propulsion motor propulsion system of compaction on the work surface; operation coupled to the frame of the second roller compaction, the compaction roller structure via rolling and surface bonding compaction work surface; force sensor, configured and arranged to indicate the propulsive force of the signal passing through the hinged joint; and operably coupled to the controller of the force sensor. The controller is configured to determine the compaction performance of the compaction system on the work surface at least in part based on the signal from the force sensor.

【技术实现步骤摘要】
包括铰接接头测力的压实系统
本专利技术总的涉及压实系统，更具体地涉及表面材料压实系统，其包括测量通过铰接接头的力和配置成用于至少部分地基于所测得的铰接接头力来确定压实系统的压实性能的控制器。
技术介绍
已知压实系统和结合压实系统的机器用于压实表面材料以增加该表面材料的密度或硬度。需要表面压实的应用的示例包括为了避免地面进一步自然沉降的建筑工地、需要将垃圾压实到最小体积的垃圾填埋场、以及为了避免沥青进一步沉降并因此避免道路或停车场未来开裂的沥青道路和停车场。可以监测这些材料的压实的量以确定何时该材料被压缩到期望的密度或硬度。而在过去，采用了各种用于确定压实的量的方法。例如，可在任一随意的或预定的位置来进行材料密度的直接测量。该测量可通过去除用于密度测量的材料的芯样来进行，或者通过沙或水置换设备来进行。替代地，可通过一些不干扰材料的方法例如通过核子测量仪、电磁测量设备等进行测量。用于确定被压实的材料的密度或硬度的上述方法只提供为测试选定的样本位置的密度指示。此外，上述方法通过人员进行测试而需要额外的时间和工作，这可能会增加成本并降低压实过程的效率。另外，上面讨论的干扰一部分已压实区域的方法在某些情况下、例如在压实停车场的柏油路面时是不期望的，因为对表面材料的干扰可对成品形成不利影响。题为―CompactionQualityAssuranceBasedUponQuantifyingCompactorInteractionwithBaseMaterial(基于量化压实机与基础材料的相互作用的压实质量保证)”的美国专利No.6,973,821(以下简称―`821专利”)说明了基于压实机和基础材料之间的下沉变形相互作用来机载确定压实质量的有效设施和方法。由`821专利所描述的一个策略包括监测压实机和基础材料之间的能量相互作用。`821专利还指出，推进动力对应于由压实机向基础材料输送的压实能量，并且可以用作用于监测上述能量相互作用的基础。然而，`821专利描述的设施和方法可以受益于新的设施和方法，以进一步减少不确定性并促进机载确定压实质量的精度。因此，本专利技术的各方面解决用于改进现有技术中确定压实质量和/或其它挑战的上述机会。应该理解的是，进行这样的背景描述是为了帮助读者，而不是承认任何所指出问题自身在本领域先前已知。
技术实现思路
根据本专利技术的一个方面，一种压实系统包括：第一框架；通过铰接接头联接到第一框架的第二框架；经由第一推进马达可操作地联接到第一框架的第一推进设备，所述第一推进设备构造成响应由第一推进马达施加的动力在工作表面上推进压实系统；可操作地联接到第二框架的压实滚筒，所述压实滚筒构造成经由与工作表面的滚动接合来压实工作表面；力传感器，其配置和布置成产生指示通过铰接接头传递的推进力的信号；和可操作地联接到力传感器的控制器。所述控制器配置成至少部分地基于来自力传感器的信号来确定压实系统在工作表面上的压实性能。本专利技术的另一方面提供一种用于通过压实系统压实工作表面的方法。该压实系统包括经由铰接接头可操作地联接到压实滚筒上的第一推进设备，构造和布置成用于产生指示经由铰接接头从第一推进设备传递到压实滚筒的推进力的信号的力传感器，以及可操作地联接到力传感器的控制器。该方法包括：通过向接触工作表面的第一推进设备供给推进动力而在工作表面上推进压实系统；响应在工作表面上推进压实系统而压实工作表面；并且至少部分地基于来自力传感器的信号通过控制器确定压实系统在工作表面上的第一压实性能。根据本专利技术的另一方面，一种用于压实工作表面的机器包括：第一框架；通过铰接接头联接到第一框架的第二框架；经由第一推进马达可操作地联接到第一框架的第一推进设备，所述第一推进设备配置成响应由第一推进马达施加的动力在工作表面上推进所述机器；可操作地联接到第二框架的压实滚筒，压实滚筒构造成经由与工作表面的滚动接合来压实工作表面；力传感器，其配置和布置成产生指示通过铰接接头传递的推进力的信号；和可操作地联接到力传感器的控制器。所述控制器配置成至少部分地基于来自力传感器的信号来确定所述机器在工作表面上的压实性能。附图说明图1是根据本专利技术的一方面的包括压实系统的压实机的侧视图。图2是根据本专利技术的一方面的用于压实系统的传动系的示意图。图3是根据本专利技术的一方面的压实机在工作表面上进行压实操作时的侧视图。图4是根据本专利技术的一方面的压实机的俯视图。图5是根据本专利技术的一方面的用于压实机的铰接接头的俯视图。图6是根据本专利技术的一方面的沿图5示出的剖面线6-6剖开的铰接接头的局部剖视图。图7是根据本专利技术的一方面的相对滚动坍落度与越过工作表面的次数的示例性曲线图。图8是根据本专利技术的一方面的距离比h6/h3与越过工作表面的次数的示例性曲线图。具体实施方式现在将参照附图详细说明本专利技术的各方面，附图中类似的参考数字在全文中标识类似的元件，除非另有说明。图1是根据本专利技术的一方面的包括压实系统102的压实机100的侧视图。压实机100可以各种不同的方式配置以便执行各种压实操作。例如，本专利技术的各方面发现对填埋压实机的应用可配置成具有带尖端的滚筒来压实填埋垃圾，压路机可设计成具有光滑的滚筒以压实道路或停车场的沥青，其它压实机可配置成用于压实土壤或以其它方式准备土方作业。压实系统102包括一个或多个滚动元件104，滚动元件配置成通过与工作表面106的滚动接触来压实工作表面106。工作表面106可包括土壤、砾石、填埋垃圾、沥青、其组合，或本领域已知的从压实过程受益的任何其它表面材料。所述一个或多个滚动元件104可以包括推进设备108、压实滚筒110或其组合。推进设备108可操作地联接到机械动力源112，以用于从机械动力源112向推进设备108传递机械动力从而在工作表面106上推进压实机100。推进设备108可包括一个或多个充气轮胎、压实滚筒、轨道驱动器、带驱动器，或本领域中已知的任何其它陆上推进设备。压实滚筒110可任选地或选择性地联接到机械动力源112以从机械动力源112向压实滚筒110传递机械动力从而在工作表面106上推进压实滚筒110、驱动压实滚筒110内的压实机构130(见图2和4)，或其组合。压实滚筒110的压实机构130可包括振动压实机构。压实滚筒110的圆周表面可以是光滑的表面、有纹理的表面例如带尖端的滚筒，或本领域已知的任何其它的压实滚筒表面结构。机械动力源112可包括往复式活塞内燃机、燃气涡轮、电动马达或本领域已知的任何其它原动机。机械动力源112和推进设备108或压实滚筒110之间的操作性联接可以包括齿轮传动、带轮驱动、电动发电机-马达驱动、液压泵-马达流体联接、其组合，或本领域中已知的任何其它机械动力传递。压实机100可以包括经由铰接接头118联接到第二框架116的第一框架114。铰接接头118构造成使第一框架114和第二框架116之间具有围绕至少部分地沿竖直方向122延伸的轴线的旋转自由度，并在第一框架114和第二框架116之间沿纵向120传递推进力。压实机100的纵向120可至少部分地从第一框架114朝向第二框架116延伸，并且压实机100的高度或竖直方向122可横向于纵向120从工作表面106朝向压实机100延伸。在一些应用中，压实机100的设置在沿纵向120处于本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种压实系统，包括：第一框架；第二框架，其经由铰接接头可枢转地联接到第一框架；第一推进设备，其经由第一推进马达可操作地联接到第一框架，所述第一推进设备配置成响应于由所述第一推进马达施加的动力在工作表面上推动压实系统；压实滚筒，其可操作地联接到所述第二框架，所述压实滚筒配置成经由与工作表面的滚动接合来压实工作表面；力传感器，其配置和布置成用于产生信号，该信号指示通过铰接接头传递的推进力；和控制器，其可操作地联接到力传感器，所述控制器配置成至少部分地基于来自力传感器的信号来确定压实系统在工作表面上的压实性能。

【技术特征摘要】
2016.04.25 US 15/1381481.一种压实系统，包括：第一框架；第二框架，其经由铰接接头可枢转地联接到第一框架；第一推进设备，其经由第一推进马达可操作地联接到第一框架，所述第一推进设备配置成响应于由所述第一推进马达施加的动力在工作表面上推动压实系统；压实滚筒，其可操作地联接到所述第二框架，所述压实滚筒配置成经由与工作表面的滚动接合来压实工作表面；力传感器，其配置和布置成用于产生信号，该信号指示通过铰接接头传递的推进力；和控制器，其可操作地联接到力传感器，所述控制器配置成至少部分地基于来自力传感器的信号来确定压实系统在工作表面上的压实性能。2.根据权利要求1所述的压实系统，其中，所述压实系统的压实性能包括以下至少一项：工作表面的密度响应于压实系统与工作表面的滚动接合而发生的变化，工作表面的竖直高度响应于压实系统与工作表面的滚动接合而发生的变化，和工作表面的硬度响应于压实系统与工作表面的滚动接合而发生的变化。3.根据权利要求1或2所述的压实系统，其中，所述压实滚筒经由第二推进马达可操作地联接到所述第二框架，所述第二推进马达配置成选择性地向压实滚筒施加推进动力，使得压实滚筒还配置成在工作表面上推进压实系统，和其中，所述控制器还配置成：停用第二推进马达，由此停止向压实滚筒施加推进动力，以及当第二推进马达被停用时确定压实滚筒的压实性能。4.根据权利要求1至3中任一项所述的压实系统，其中，所述第一推进设备包括构造成接合所述工作表面的充气轮胎。5.根据权利要求1至4中任一项所述的压实系统，其中，...

【专利技术属性】
技术研发人员：R·乌特罗特，T·弗雷利赫，
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