CN104389260B - 多功能自定位破损路面铣刨机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种多功能自定位破损路面铣刨机，包括机架、切割装置、锤击装置和铣刨装置，切割装置、锤击装置和铣刨装置均集成设置于机架上，还包括用于对破损路面进行定位的定位控制***，定位控制***包括视觉传感器、位移传感器和中央控制器；在使用时结合计算机控制技术，安装于各装置上的视觉传感器来回扫描，记录下路面上需要加工的不规则凹坑位置，通过各种传感器反馈信息进行自定位加工不规则凹坑使其成为规则的可填充沥青的凹坑，智能化高，快捷机动，且高效可靠。

Description

多功能自定位破损路面铣刨机

技术领域

本发明涉及路面维修养护领域，特别涉及一种多功能自定位破损路面铣刨机。

背景技术

随着我国公路的养护工作越来越繁重，大力发展我国的公路养护机械，实现公路养护机械化，已成为社会关注的焦点。为延长公路使用周期，保障交通畅通，减少和避免给国家和公路使用者带来损失，及时消除缺陷，修复坏损，保持沥青路面完好状态，对养护机械的快捷机动、高效可靠、智能化等性能要求越来越高。

现有技术中，通过沥青路面铣刨机对加热软化的路面进行铣刨，然后通过沥青拌合装置把沥青和添加剂搅拌均匀后经出料口进入摊铺机料斗中，再利用摊铺机将翻松路面进行重新摊铺，最终用压路机将修复部分压实进而完成整套路面修复工作。通过几种机械的组合作业虽能完成作业，但是对于路面细微破损或破损范围较小的工况，采用这样的组合设备联合作业势必大大增加工作成本，因此应用具有很大的局限性。

因此，需要对现有的路面修复装置进行改进，具有多功能性，能够实现对小范围破损路面的高效率修复作业，提高路面修复装置的集成性、通用性，节约路面养护成本。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种多功能自定位破损路面铣刨机，具有多功能性，能够实现对小范围破损路面的高效率修复作业，提高路面修复装置的集成性、通用性，节约路面养护成本。

本发明的多功能自定位破损路面铣刨机，包括机架、用于切割破损路面的切割装置、用于对切割后的路面进行锤击的锤击装置和用于对锤击后的路面细化铣刨的铣刨装置，切割装置、锤击装置和铣刨装置均集成设置于机架上；

还包括用于对破损路面进行定位的定位控制***，定位控制***包括：

视觉传感器，设置于各所述装置上用于扫描和定位凹坑的空间位置并监视各所述装置的工作状态；

位移传感器，用于检测各装置的移动距离；

中央控制器，接收并处理所述视觉传感器和所述位移传感器产生信号，并向切割装置、锤击装置和铣刨装置发出控制信号。

进一步，对应所述切割装置、所述锤击装置和所述铣刨装置各设置一个结构相同的驱动执行机构，驱动执行机构包括驱动滑座、滚珠丝杆总成和悬臂组件，驱动滑座以可沿对应机架的导轨纵向移动的方式设置两个，滚珠丝杆总成包括丝杆和以直线往复移动的方式与丝杆配合的螺母套，丝杆两端以可绕自身轴线转动的方式与两驱动滑座对应配合，悬臂组件包括上臂、下臂和伸长液压缸，上臂与螺母套固定连接，下臂以可绕竖向中心线转动的方式与下臂配合，伸长液压缸固定连接于下臂；

切割装置、锤击装置和铣刨装置分别安装于对应驱动执行结构的伸长液压缸的活塞杆上。

进一步，驱动执行机构还包括用于驱动下臂转动的下臂驱动组件，下臂驱动组件包括动力部件和锥齿轮传动副，锥齿轮传动副的主动轴与动力部件的动力输出轴传动连接，从动轴一端穿出上臂的壳体形成动力输出端，动力输出端与下臂固定连接。

进一步，切割装置包括切割安装壳、切割驱动电机和切割刀件，切割安装壳与对应伸长液压缸的活塞杆固定连接，切割驱动电机安装于切割安装壳，切割刀件包括与切割驱动电机的动力输出端传动连接的切割转轴和在圆周方向固定设置于切割转轴的切割刀具。

进一步，锤击装置包括锤击安装壳和锤击执行器，锤击安装壳固定连接于对应伸长液压缸，锤击执行器包括固定于锤击安装壳的末端伸长液压缸和固定于末端伸长液压缸的活塞杆的锤具。

进一步，铣刨装置包括铣刨安装壳和铣刨执行器，铣刨执行器包括卡盘、铣刀和用于驱动卡盘转动的铣刀驱动电机，铣刀驱动电机的机体固定于铣刨安装壳，铣刀固接于卡盘。

进一步，还包括用于废料回收的废料回收装置，对应废料回收装置设置有一个驱动执行机构，废料回收装置包括回收安装壳和安装于回收安装壳上的废料回收执行器，废料回收执行器包括抽风机和与抽风机连通的气管，气管一端与回收安装壳上底部设置的气管孔连通，另一端置于回收安装壳内形成废料出口。

进一步，驱动执行结构还包括用于驱动滑座沿机架导轨行走的行走组件，行走组件包括主动轮和从动轮，主动轮和所述从动轮分别对应与以可绕自身轴线转动的方式设置于驱动滑座的主动轴和从动轴圆周方向固定。

进一步，位移传感器安装于驱动执行机构的驱动滑座、上臂和伸长液压缸内部。

本发明的有益效果：本发明的多功能自定位破损路面铣刨机，切割装置、锤击装置和铣刨装置均设置于机架，集成性好，无需更换设备，即可一次性完成对破损路面不规则凹坑的切割、锤击和刨铣等多项功能，从而为之后的路面填充整修做好准备工作，节约路面养护成本，而且，铣刨机整体结构紧凑，占用空间小，工作重心低，能够实现对小范围破损路面的高效率修复作业；另外，本发明还设置有自定位控制***，在使用时结合计算机控制技术，安装于各装置上的视觉传感器来回扫描，记录下路面上需要加工的不规则凹坑位置，通过各种传感器反馈信息进行自定位加工不规则凹坑使其成为规则的可填充沥青的凹坑，智能化高，快捷机动，且高效可靠。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述。

图1为本发明的整体结构示意图；

图2为本发明的机架与驱动滑座结构示意图；

图3为本发明的驱动执行机构结构示意图；

图4为本发明的切割装置结构示意图；

图5为本发明的锤击装置结构示意图；

图6为本发明的铣刨装置结构示意图；

图7为本发明的废料回收装置结构示意图。

具体实施方式

如图所示：本实施例的多功能自定位破损路面铣刨机，包括机架1、用于切割破损路面的切割装置、用于对切割后的路面进行锤击的锤击装置和用于对锤击后的路面细化铣刨的铣刨装置，切割装置、锤击装置和铣刨装置均集成设置于机架1上；如图1所示，机架1包括两条并列设置的导轨，机架1本身可为移动式，可通过现有的机动式车架实现，也可另外设置驱动机构；

还包括用于对破损路面进行定位的定位控制***，定位控制***包括：

视觉传感器，设置于各所述装置上用于扫描和定位凹坑的空间位置并监视各所述装置的工作状态；视觉传感器主要由一个或者两个图形传感器组成，也可配以光投射器及其他辅助设备，其中图形传感器也可使用激光扫描器、线阵和面阵CCD摄像机或者TV摄像机，也可以是最新出现的数字摄像机；

位移传感器，用于检测各装置的移动距离；位移传感器设置多个，以便对切割装置、锤击装置和铣刨装置各个方向的位移进行检测，位移传感器可为电位器式位移传感器、电感式位移传感器、电容式位移传感器、电涡流式位移传感器、霍尔式位移传感器，当然也可为现有其它位移传感器；

中央控制器，接收并处理所述视觉传感器和所述位移传感器产生信号，并向切割装置、锤击装置和铣刨装置发出控制信号；视觉传感器和位移传感器均与中央控制器连接，中央控制器接收来自视觉传感器和位移传感器直接传来的数字信号或经转换后的数字信号，经内部中央处理器进行处理分析，作出判断，对切割装置、锤击装置和铣刨装置的动力控制部分发出控制信号，控制切割装置、锤击装置和铣刨装置自身或者驱动切割装置、锤击装置和铣刨装置的驱动执行机构进行工作。

本实施例中，切割装置、锤击装置和铣刨装置分别通过一个相同结构的驱动执行机构驱动，如图1所示，对应切割装置、锤击装置和铣刨装置分别设置有驱动执行机构A、驱动执行机构B和驱动执行机构C，每一驱动执行机构均包括驱动滑座2、滚珠丝杆总成和悬臂组件，驱动滑座2以可沿对应机架1的导轨纵向移动的方式设置两个，滚珠丝杆总成包括丝杆3和以直线往复移动的方式与丝杆3配合的螺母套4，丝杆3两端以可绕自身轴线转动的方式与两驱动滑座2对应配合，悬臂组件包括上臂5、下臂6和伸长液压缸7，上臂5与螺母套4固定连接，下臂6以可绕竖向中心线转动的方式与下臂6配合，伸长液压缸7固定连接于下臂6；其中，上臂5为壳体结构，螺母套4固定连接于上臂5内部，通过螺栓连接或焊接连接均可，螺母套4与丝杆3构成丝杆滑块机构，丝杠由电机8驱动，螺母套4带动上臂5沿丝杆3做直线往复运动；

切割装置、锤击装置和铣刨装置分别安装于对应驱动执行结构的伸长液压缸7的活塞杆7a上；

切割装置、锤击装置和铣刨装置可分别通过对应驱动执行机构的驱动滑座2沿机架1导轨的纵向移动可实现沿机架1纵向的往复移动，通过滚珠丝杆总成的丝杆3的转动(丝杆3通过动力装置驱动，如电机)实现沿机架1横向的往复移动，从而实现切割装置、锤击装置和铣刨装置在横向和纵向上的工作位置，从而扩大工作范围，提高适用性。

本实施例中，驱动执行机构还包括用于驱动下臂6转动的下臂驱动组件，下臂驱动组件包括动力部件9和锥齿轮传动副，锥齿轮传动副的主动轴10与动力部件9的动力输出轴传动连接，从动轴11一端穿出上臂5的壳体形成动力输出端，动力输出端与下臂6固定连接，锥齿轮传动副还包括主动锥齿轮12和从动锥齿轮13，主动锥齿轮与主动轴10固定，从动锥齿轮与从动轴11固定；其中动力部件为驱动电机，通过下臂6驱动组件驱动下臂6转动从而带动对应的切割装置、锤击装置和铣刨装置转动，对末端工作位置进行细化调整，从而针对不同的工况确定具体的工作位置。

本实施例中，切割装置包括切割安装壳14、切割驱动电机15和切割刀件，切割安装壳14与对应伸长液压缸7的活塞杆7a固定连接，切割驱动电机15安装于切割安装壳14，切割刀件包括与切割驱动电机15的动力输出端传动连接的切割转轴16和在圆周方向固定设置于切割转轴16的切割刀具17；固定可靠，工作方便，可结合驱动执行机构在多个自由度上对路面进行切割，并通过驱动执行机构变化切割形状或切割路径，以便实现更加快速有效的切割；另外，切割驱动电机15和切割转轴16均设置在切割安装壳14内部，切割安装壳14底壁上设置有一个切割刀具17口，切割刀具17部分露出切割刀具17口对路面进行切割，切割安装壳14其他部分封闭，防止切割过程中碎石迸溅对切割刀具17、切割驱动电机15或切割转轴16造成伤害。

本实施例中，锤击装置包括锤击安装壳18和锤击执行器，锤击安装壳18固定连接于对应伸长液压缸7，锤击执行器包括固定于锤击安装壳18的末端伸长液压缸19和固定于末端伸长液压缸19的活塞杆的锤具20；末端伸长液压缸19的设置用于细化调整锤具的纵向位置，锤具20用于对切割后的路面进行锤击。

本实施例中，铣刨装置包括铣刨安装壳21和铣刨执行器，铣刨执行器包括卡盘22、铣刀23和用于驱动卡盘转动的铣刀驱动电机24，铣刀驱动电机24的机体固定于铣刨安装壳21，铣刀23固接于卡盘22；铣刀以可拆卸连接于卡盘，便于拆卸安装。

本实施例中，还包括用于废料回收的废料回收装置，对应废料回收装置设置有一个驱动执行机构D，废料回收装置包括回收安装壳25和安装于回收安装壳25上的废料回收执行器，废料回收执行器包括抽风机26和与抽风机26连通的气管27，气管27一端与回收安装壳25上底部设置的气管27孔连通，另一端置于回收安装壳25内形成废料出口28；废料回收装置用于将刨铣后的路面碎石进行回收，便于清洁，为下一步做好准备。

本实施例中，驱动执行结构还包括用于驱动滑座2沿机架1导轨行走的行走组件，行走组件包括主动轮29和从动轮30，主动轮29和所述从动轮30分别对应与以可绕自身轴线转动的方式设置于驱动滑座2的主动轴31和从动轴32圆周方向固定；其中，主动轴与一驱动电机33的动力输出端传动配合。

本实施例中，位移传感器安装于驱动执行机构的驱动滑座2、上臂5和伸长液压缸7内部。

本发明在使用时，通过电气控制并结合计算机技术，可按照切割装置、锤击装置、刨铣装置的顺序依次使用，然后通过废料回收装置进行废料回收，当然也可以对切割装置、锤击装置和刨铣装置进行选择使用，选择其中的一个或多个结合使用。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (9)

1.一种多功能自定位破损路面铣刨机，其特征在于：包括机架、用于切割破损路面的切割装置、用于对切割后的路面进行锤击的锤击装置和用于对锤击后的路面细化铣刨的铣刨装置，所述切割装置、所述锤击装置和所述铣刨装置均集成设置于所述机架上；

还包括用于对破损路面进行定位的定位控制***，所述定位控制***包括：

视觉传感器，设置于各所述装置上用于扫描和定位凹坑的空间位置并监视各所述装置的工作状态；

位移传感器，用于检测各装置的移动距离；

中央控制器，接收并处理所述视觉传感器和所述位移传感器产生信号，并向所述切割装置、所述锤击装置和所述铣刨装置发出控制信号。

2.根据权利要求1所述的多功能自定位破损路面铣刨机，其特征在于：对应所述切割装置、所述锤击装置和所述铣刨装置各设置一个结构相同的驱动执行机构，所述驱动执行机构包括驱动滑座、滚珠丝杆总成和悬臂组件，所述驱动滑座以可沿对应机架的导轨纵向移动的方式设置两个，所述滚珠丝杆总成包括丝杆和以直线往复移动的方式与丝杆配合的螺母套，所述丝杆两端以可绕自身轴线转动的方式与两驱动滑座对应配合，所述悬臂组件包括上臂、下臂和伸长液压缸，所述上臂与螺母套固定连接，所述下臂以可绕竖向中心线转动的方式与所述下臂配合，所述伸长液压缸固定连接于下臂；

所述切割装置、所述锤击装置和所述铣刨装置分别安装于对应驱动执行结构的伸长液压缸的活塞杆上。

3.根据权利要求2所述的多功能自定位破损路面铣刨机，其特征在于：所述驱动执行机构还包括用于驱动下臂转动的下臂驱动组件，所述下臂驱动组件包括动力部件和锥齿轮传动副，所述锥齿轮传动副的主动轴与动力部件的动力输出轴传动连接，从动轴一端穿出上臂的壳体形成动力输出端，所述动力输出端与所述下臂固定连接。

4.根据权利要求2所述的多功能自定位破损路面铣刨机，其特征在于：所述切割装置包括切割安装壳、切割驱动电机和切割刀件，所述切割安装壳与对应伸长液压缸的活塞杆固定连接，所述切割驱动电机安装于切割安装壳，所述切割刀件包括与切割驱动电机的动力输出端传动连接的切割转轴和在圆周方向固定设置于所述切割转轴的切割刀具。

5.根据权利要求2所述的多功能自定位破损路面铣刨机，其特征在于：所述锤击装置包括锤击安装壳和锤击执行器，所述锤击安装壳固定连接于对应伸长液压缸，所述锤击执行器包括固定于锤击安装壳的末端伸长液压缸和固定于末端伸长液压缸的活塞杆的锤具。

6.根据权利要求2所述的多功能自定位破损路面铣刨机，其特征在于：所述铣刨装置包括铣刨安装壳和铣刨执行器，所述铣刨执行器包括卡盘、铣刀和用于驱动卡盘转动的铣刀驱动电机，所述铣刀驱动电机的机体固定于铣刨安装壳，所述铣刀固接于所述卡盘。

7.根据权利要求2-6任一权利要求所述的多功能自定位破损路面铣刨机，其特征在于：还包括用于废料回收的废料回收装置，对应所述废料回收装置设置有一个所述驱动执行机构，所述废料回收装置包括回收安装壳和安装于所述回收安装壳上的废料回收执行器，所述废料回收执行器包括抽风机和与抽风机连通的气管，所述气管一端与回收安装壳上底部设置的气管孔连通，另一端置于所述回收安装壳内形成废料出口。

8.根据权利要求7所述的多功能自定位破损路面铣刨机，其特征在于：所述驱动执行结构还包括用于驱动滑座沿机架导轨行走的行走组件，所述行走组件包括主动轮和从动轮，所述主动轮和所述从动轮分别对应与以可绕自身轴线转动的方式设置于驱动滑座的主动轴和从动轴圆周方向固定。

9.根据权利要求2所述的多功能自定位破损路面铣刨机，其特征在于：所述位移传感器安装于所述驱动执行机构的驱动滑座、上臂和伸长液压缸内部。