CN107780325B - 找平仪器及具有其的铣刨机 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种找平仪及具有其的铣刨机，找平仪器包括：转轮；连接绳，连接绳的固定端固定在转轮上，连接绳的自由端从转轮上伸出，并在自由端伸出或缩回时带动转轮转动；检测装置，检测装置安装在转轮上，用于检测转轮的转动角度，并根据转轮的转动角度确定连接绳的伸缩长度。本发明中的找平仪解决了现有技术中的对路面进行铣刨工作时难以对路面找平的问题。

Description

找平仪器及具有其的铣刨机

技术领域

本发明涉及路面施工领域，具体而言，涉及一种找平仪器及具有其的铣刨机。

背景技术

随着我国经济的高度发展，人们的生活已经越来越离不开公路，现在除了一些经济新区以及偏远地区，我国很多的城市的公路网已经比较的健全了。

随着路网使用年限的增加，公路会逐渐的老化，路面逐渐的出现凹凸不平，裂纹，物料脱离，已经路面过于光滑等等情况的产生，公路的养护和翻新已经逐渐成为城市建设的主要构成部分。在此过程中，极少会出现将公路整个毁掉重建的情况，只是会将路面的沥青物料铣掉一层，重新铺设一层沥青油面，这样有利于有效的节省人工及物料成本，快速的恢复城市的正常交通秩序。

因此，铣刨机就在这一过程中扮演着举足轻重的位置，其作用就是将需要翻新维修的路面整体的铣掉，去除路面的开裂、松散、光滑的一层。铣刨机包含前支腿、侧边板和后支腿等。

然而，利用上述方式存在的问题是，在铣刨路面的过程中，由于路面是已经被破坏的，是坑洼不平的。如果是单纯的锁定铣刨机的铣刨鼓，直接施工或者由现场施工人员凭借肉眼和施工经验来操作的话，在铣刨工作完成后，肯定无法将路面找平，路面将继续延续以前的凹凸不平的状况或者仅仅是有轻微的减少，这样就会对以后的路面摊铺施工造成比较大的难度。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种找平仪及具有其的铣刨机，以解决现有技术中的对路面进行铣刨工作时难以对路面找平的问题。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种找平仪器，包括：转轮；连接绳，连接绳的固定端固定在转轮上，连接绳的自由端从转轮上伸出，并在自由端伸出或缩回时带动转轮转动；检测装置，检测装置安装在转轮上，用于检测转轮的转动角度，并根据转轮的转动角度确定连接绳的伸缩长度。

进一步地，找平仪器还包括：仪器外壳，转轮设置在仪器外壳内，仪器外壳的外周壁上设置有伸出孔，连接绳的自由端从伸出孔内穿出。

进一步地，找平仪器还包括：限位杆，限位杆与连接绳的自由端连接，防止连接绳的自由端缩回到仪器外壳内。

进一步地，检测装置包括：传感运动部件，传感运动部件安装在转轮上以随转轮同步转动；感应部件，感应部件与传感运动部件间隔设置，并在传感运动部件转动时感应转轮的转动角度。

进一步地，传感运动部件的轴线与转轮的轴线重合。

进一步地，感应部件与传感运动部件相对设置。

进一步地，传感运动部件内设置有磁性件，感应部件内设置有与磁性件相匹配的磁阻件，磁阻件内的磁阻值随磁性件的运动而变化以感应转轮的转动角度。

进一步地，找平仪器还包括弹性件，弹性件与转轮连接以使转轮复位。

根据本发明的另一方面，提供了一种铣刨机，包括上述的找平仪器。

进一步地，铣刨机包括机身和设置在机身上的侧边板，找平仪器的转轮安装在机身上，找平仪器的连接绳的自由端与侧边板连接。

进一步地，铣刨机还包括铣刨鼓，转轮的轴线与铣刨鼓的轴线垂直。

进一步地，铣刨机还包括：控制装置，控制装置与找平仪器的检测装置信号连接，获取检测装置所检测到的连接绳的自由端的伸缩长度，并根据自由端的伸缩长度确定路面的凹凸变化。

进一步地，铣刨机还包括铣刨鼓，控制装置与铣刨鼓通讯连接，并根据路面的凹凸变化控制铣刨鼓上升或下降。

本发明中的找平仪器包括转轮、缠绕在转轮上的连接绳以及安装在转轮上的检测装置，由于连接绳的自由端可以伸出或缩回，且在该自由端端伸出或缩回时，可以带动转轮转动，这样，检测装置可以检测出转轮的转动角度，并根据该转轮的转动角度确定连接绳的伸缩长度。在此基础上，如果将该连接绳的自由端与铣刨机的侧边板连接，那么检测装置便可以检测出侧边板的浮动高度，并根据该浮动高度确定路面的高低变化，即可以确定路面的凹凸变化，以此便可以控制对路面进行找平，使得公路趋于平整化。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1示出了根据本发明的找平仪器的实施例的结构示意图；

图2示出了图1中的找平仪器的A-A剖视图；以及

图3示出了根据本发明中的铣刨机的实施例的结构示意图。

其中，上述附图包括以下附图标记：

10、转轮；20、连接绳；30、检测装置；31、传感运动部件；32、感应部件；40、限位杆；50、机身；51、前支腿；52、后支腿；60、侧边板；70、铣刨鼓；80、仪器外壳；90、弹性件；100、找平仪器。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

本发明提供了一种找平仪器，请参考图1至图3，该找平仪器包括：转轮10；连接绳20，连接绳20的固定端固定在转轮10上，连接绳20的自由端从转轮10上伸出，并在自由端伸出或缩回时带动转轮10转动；检测装置30，检测装置30安装在转轮10上，用于检测转轮10的转动角度，并根据转轮10的转动角度确定连接绳20的伸缩长度。

本发明中的找平仪器包括转轮10、缠绕在转轮10上的连接绳20以及安装在转轮10上的检测装置30，由于连接绳20的自由端可以伸出或缩回，且在该自由端端伸出或缩回时，可以带动转轮10转动，这样，检测装置30可以检测出转轮10的转动角度，并根据该转轮10的转动角度确定连接绳20的伸缩长度。

在此基础上，如果将该连接绳20的自由端与铣刨机的侧边板连接，那么检测装置30便可以检测出侧边板的浮动高度，并根据该浮动高度确定路面的高低变化，即可以确定路面的凹凸变化，以此便可以控制对路面进行找平，使得公路趋于平整化。

本实施例中的找平仪器的具体结构为，找平仪器还包括：仪器外壳80，转轮10设置在仪器外壳80内，仪器外壳80的外周壁上设置有伸出孔，连接绳20的自由端从伸出孔内穿出。

为了防止连接绳20的自由端缩回到仪器外壳80的内部，进而阻碍检测工作的进行，如图2所示，找平仪器还包括：限位杆40，限位杆40与连接绳20的自由端连接，防止连接绳20的自由端缩回到仪器外壳80内。在使用该找平仪器时，将该限位杆40放置到仪器外壳80的外侧，并使连接绳20的自由端与该限位杆40连接，便可以实现限位作用。

本实施例中的检测装置30的具体结构为，如图1所示，检测装置30包括：传感运动部件31，传感运动部件31安装在转轮10上以随转轮10同步转动；感应部件32，感应部件32与传感运动部件31间隔设置，并在传感运动部件31转动时感应转轮10的转动角度。

在本实施例中，传感运动部件31的轴线与转轮10的轴线重合。通过使传感运动部件31与转轮10的轴线重合，可以使传感运动部件31与转轮10的旋转中心线相同，有利于检测该转轮10的旋转角度。

为了保证对转轮10的旋转角度的检测，感应部件32与传感运动部件31相对设置。

具体地，传感运动部件31内设置有磁性件，感应部件32内设置有与磁性件相匹配的磁阻件，磁阻件的磁阻值随磁性件的运动而变化以感应转轮10的转动角度。

此时，磁阻件在磁性件不动的时候是没有磁阻阻值产生的，只有在磁性件开始运动之后才会有磁阻产生。

如图1所示，本实施例中的用于传感的元器件采用了变磁阻式传感器，该传感器内部的传感器件分为了传感运动部件31和感应部件32，互相之间无直接接触，而是互相之间有一定距离，传感运动部件31具有一定的磁性，其一端与固定缠绕钢丝绳(连接绳20)的钢轮(转轮10)同心固定，可以随着钢丝绳与弹簧片(弹性件90)配合带动，与钢轮一起同心顺逆旋转，当传感运动部件31旋转以后，带动其中心的磁性器件一起旋转，这样，与该传感运动部件31同心相对放置的感应部件32内部的磁阻就会发生变化，从而达到将路面的高度变化转化成电信号的目的。

将电阻器换成变磁阻式传感器的好处就是不管钢丝绳怎样损坏，都是无法损坏传感元器件的，只需要更换钢丝绳就可以了，而且也消除了因为电阻器的内部质量材质以及其空转等等因素造成的影响，可以更加准确的将地面的高低变化检测出来并反馈到机器中去，是铣刨完毕的路面更加平整。

由于该找平仪器要反复工作，故该找平仪器需要能够回位，如图1所述，找平仪器还包括弹性件90，弹性件90与转轮10连接以使转轮10复位。优选地，该弹性件90为弹簧片。

具体地，连接绳20为钢丝绳，钢丝绳伸出的时候带动了转轮的转动，而弹性件90可以带动转轮回转复位，进而使钢丝绳回缩。

本发明还提供了一种铣刨机，如图3所示，铣刨机包括上述的找平仪器100。本发明中的铣刨机具有上述的找平仪器，可以检测出侧边板60的浮动高度，并可以根据该浮动高度确定路面的高低变化，即可以确定路面的凹凸变化，以此便可以控制对路面进行找平，使得公路趋于平整化。

找平仪器100的具体安装方式为，铣刨机包括机身50和设置在机身50上的侧边板60，找平仪器100的转轮10安装在机身50上，找平仪器100的连接绳20的自由端与侧边板60连接。这样，可以比较方便地检测出侧边板60的浮动高度。优选地，铣刨机还包括前支腿51和后支腿52，机身50通过前支腿51和后支腿52支撑。

在本实施例中，如图3所示，铣刨机还包括铣刨鼓70，转轮10的轴线与铣刨鼓70的轴线垂直。本实施例通过使转轮10的轴线与铣刨鼓70的轴线垂直，可以比较方便地检测出侧边板60的浮动高度。

为了确定路面的凹凸变化，铣刨机还包括：控制装置，控制装置与找平仪器100的检测装置30信号连接，获取检测装置30所检测到的连接绳20的自由端的伸缩长度，并根据自由端的伸缩长度确定路面的凹凸变化。

为了使路面趋于平整化，铣刨机还包括铣刨鼓70，控制装置与铣刨鼓70通讯连接，并根据路面的凹凸变化控制铣刨鼓70上升或下降。

在施工的过程中，需要有辅助性的仪器来辅助机器的铣刨工作，尽量的减少或者达到理想的状况，使公路趋于平整化。本申请中的找平仪器是专门辅助铣刨机工作的，用于路面铣刨机的纵向找平仪器。整套的仪器是由一个纵向找平仪器跟一根用于铣刨机与仪器之间的连接的电缆构成的。仪器内部构成包含了机械结构和内部的电路结构。

机械结构包含一个由弹簧片绷紧的钢轮，一根钢丝绳一端固定并缠绕在刚轮上，另一端通过仪器外壳上的开孔伸到外面，并在开口外面用一小段铜质圆柱固定在钢丝绳上，使其回缩时候卡在仪器外壳开孔处，防止钢丝绳完全回缩，使内部弹簧片突然完全放松，崩坏内部结构。这样，钢丝绳就可以自由抽出或者缩回，并保持一定的张紧力。内部的电路结构包括传感器件，接收电路，放大电路，转换电路等几个部分

以前的用于铣刨机的纵向找平仪器中，传感器件用的就是一个电位器。这个电位器本身就是有摩擦存在，时间长了就会导致电位器内部器件之间的接触因为磨损而失效，从而导致仪器整体损坏。而且，仪器的机械结构的钢丝绳在长期频繁的使用过程中，会因为磨损而导致崩断。

如果使用电位器作为传感元器件，按照以往的安装方式，电位计的转动轴是直接插在固定钢丝绳的钢轮里面的，如果钢丝绳崩断，那么由于弹簧片的回弹力，直接就会电位计的崩坏，造成不必要的损失和高额的维修费。

另外，由于传统的电位器内部是采用的机械结构，众所周知，机械式多转电位器很容易产生空转，而且在使用过程中线性度受其本身质量等原因影响较大，例如内部绕线电阻丝的材质，拉丝的粗细等等。这样，就可能导致需要检测的路面高度变化与传感器件的对应关系与希望达到的状态产生较大偏差，影响测量的效果，从而导致测量数据不准，影响施工的质量。

在安装仪器时，仪器被固定到铣刨机铣刨鼓中轴线的垂直线附近，通过螺丝安装到机器的外壳上去，其安装孔需要厂家根据机器自身情况提前预留。安装的时候仪器钢丝绳出口端朝向地面，并偏离水平地面垂直线一定的角度，钢丝绳连接到摊铺机的侧边板上，安装的位置需要厂家根据机器自身的响应速度等等条件自行设定。但是要求是钢丝绳必须要沿着其自身从仪器的出口位置垂直于仪器出口面的方向连接到侧边板上去，以防止不必要的磨损和更加准确的将地面的高度变化传递到仪器中去。

仪器的工作过程是，按照上述的描述，将用于路面铣刨机的纵向找平仪器安装到机器上去，在机器工作是，机器本身通过安装在四个支腿上的履带前后移动，机器的侧边板一直是与需要铣刨的路面接触的，相对连接并浮动于铣刨机自身。

当沿着机器的前进方向上，路面上出现了凸起或者凹陷的时候，机器会整体的上升或者下降，但是由于侧边板相对机身是浮动的，所以侧边板会做出一个与机身动向相反的一个动作，即机器本身上升，侧边板则会下降，机器本身下降，侧边板则会上升。

由于仪器固定在机器外壳上，并且通过钢丝绳与侧边板相连接，这样，就会将路面的形状变化通过侧边板传递到仪器中去，并通过传感器件将路面的高低变化转化成电信号，并反馈到机器中去，用于修正机器的铣刨鼓的铣刨深度，达到找平的目的。

在钢丝绳连接到侧边板的时候，施工人员需要通过需要铣刨的深度来设定钢丝绳抽拉的长度，仪器的钢丝绳缠绕可抽拉部分的长度是50cm左右，在设定钢丝绳连接到侧边板上的抽出长度的时候要保证当铣刨鼓抬到最高位置或者最低位置的时候钢丝绳距离其极限的伸缩位置还有3cm以上的可移动空间，以保证在施工的过程中可以完整的探测到路面的所有高低变化，铣刨工作的精确度。

在工作过程中，首先将机器设定到工作状态，设定好机器的铣刨深度，通过机器控制器设定找平仪器的零点后开始工作，如果路面是平整，则仪器钢丝绳不会动作，仪器也不会产生任何输出，机器正常工作推进。

当机器遇到凸起或者凹陷的时候，机器本身将上升或者下降，边板下降或者上升，钢丝绳就会伸出或者收缩，带动钢轮转动，钢轮再带动传感器件的传感运动器件转动，使传感感应器件中的磁阻发生改变，产生电信号。

电信号经过仪器内部的接收电路传递到仪器处理电路中，经过信号放大电路放大信号，经过计算电路计算输出大小，经过转换电路将输出的模拟信号转换成CAN信号，并通过连接电缆传递到机器控制器中，由机器控制器针对机器本身情况经过计算以后输出控制信号控制机器升降，当钢丝绳伸出的时候，说明机器遇到了凸起路面，仪器传递信号到控制器，控制机器最终带动铣刨鼓下降，深铣路面，将凸起变平。

当钢丝绳收缩的时候，说明机器遇到了凹陷路面，仪器输出信号到控制器控制机器最终带动铣刨鼓上升，使铣刨深度变浅或者不铣路面，使凹陷接近或者达到水平，最终达到铣刨路面平整的目的。

仪器安装在铣刨机机壳上，而铣刨鼓也是与机身一体固定的，所以当机身动作的时候，铣刨鼓与仪器会产生相同方向的动作。在工作的过程中，铣刨机控制器是通过控制机器前支腿51的伸缩使铣刨机产生前俯和后仰的动作来带动铣刨鼓向上或者向下来调整铣刨的深度的，后支腿52在工作的过程中是固定不动的，除非需要改变预先设定好的铣刨深度，才会改变伸缩长度，而这个是通过铣刨机自身控制***来控制的。

当铣刨机遇到了凸起或者凹陷之后，由于机器侧边板浮动，随之使连接在侧边板的钢丝绳产生伸缩，从而产生向下或者向上的信号，铣刨机控制器接收到仪器输出的信号之后，会控制铣刨机前支腿向下或者向上的动作，机身动作带动铣刨鼓向下或者向上的过程，同时也带动了仪器向下或者向上的动作。

此时，就会产生钢丝绳回缩或者伸出，当机身的动作完全抵消了凸起的高度或者凹陷的深度的时候，钢丝绳的回缩和伸出也抵消了其之前的伸出和回缩的长度，使仪器重新回到了设定好的零位，停止输出，达到了闭环反应的效果。

本方案中的仪器的传输信号采用的是CAN通讯的数字信号，更加准确地传输数据，方便仪器的维修检测，更能保证施工探测的准确性。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种找平仪器，其特征在于，包括：

转轮(10)；

连接绳(20)，所述连接绳(20)的固定端固定在所述转轮(10)上，所述连接绳(20)的自由端从所述转轮(10)上伸出，并在所述自由端伸出或缩回时带动所述转轮(10)转动；

检测装置(30)，所述检测装置(30)安装在所述转轮(10)上，用于检测所述转轮(10)的转动角度，并根据所述转轮(10)的转动角度确定所述连接绳(20)的伸缩长度；

所述检测装置(30)包括：传感运动部件(31)，所述传感运动部件(31)安装在所述转轮(10)上以随所述转轮(10)同步转动；感应部件(32)，所述感应部件(32)与所述传感运动部件(31)间隔设置，并在所述传感运动部件(31)转动时感应所述转轮(10)的转动角度；

所述传感运动部件(31)内设置有磁性件，所述感应部件(32)内设置有与所述磁性件相匹配的磁阻件，所述磁阻件内的磁阻值随所述磁性件的运动而变化以感应所述转轮(10)的转动角度；

所述找平仪器还包括弹性件(90)，所述弹性件(90)与所述转轮(10)连接以使所述转轮(10)复位。

2.根据权利要求1所述的找平仪器，其特征在于，所述找平仪器还包括：

仪器外壳(80)，所述转轮(10)设置在所述仪器外壳(80)内，所述仪器外壳(80)的外周壁上设置有伸出孔，所述连接绳(20)的自由端从所述伸出孔内穿出。

3.根据权利要求2所述的找平仪器，其特征在于，所述找平仪器还包括：

限位杆(40)，所述限位杆(40)与所述连接绳(20)的自由端连接，防止所述连接绳(20)的自由端缩回到所述仪器外壳(80)内。

4.根据权利要求1所述的找平仪器，其特征在于，所述传感运动部件(31)的轴线与所述转轮(10)的轴线重合。

5.根据权利要求1所述的找平仪器，其特征在于，所述感应部件(32)与所述传感运动部件(31)相对设置。

6.一种铣刨机，其特征在于，包括权利要求1至5中任一项所述的找平仪器(100)。

7.根据权利要求6所述的铣刨机，其特征在于，所述铣刨机包括机身(50)和设置在所述机身(50)上的侧边板(60)，所述找平仪器(100)的转轮(10)安装在所述机身(50)上，所述找平仪器(100)的连接绳(20)的自由端与所述侧边板(60)连接。

8.根据权利要求6所述的铣刨机，其特征在于，所述铣刨机还包括铣刨鼓(70)，所述转轮(10)的轴线与所述铣刨鼓(70)的轴线垂直。

9.根据权利要求6所述的铣刨机，其特征在于，所述铣刨机还包括：

控制装置，所述控制装置与所述找平仪器(100)的检测装置(30)信号连接，获取所述检测装置(30)所检测到的所述连接绳(20)的自由端的伸缩长度，并根据所述自由端的伸缩长度确定路面的凹凸变化。

10.根据权利要求9所述的铣刨机，其特征在于，所述铣刨机还包括铣刨鼓(70)，所述控制装置与所述铣刨鼓(70)通讯连接，并根据所述路面的凹凸变化控制所述铣刨鼓(70)上升或下降。

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