CN107925802B - 用于机器之间无线通信的*** - Google Patents

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Abstract

一种用于控制供料机和铺路机的***包括供料机，该供料机具有用于生成指示与供料机相关联的第一特性的第一信号的第一传感器以及配置为确定与供料机相关联的第一特性的第一控制器。该铺路机包括用于生成指示与铺路机相关联的第二特性的第二信号的第二传感器以及第二控制器，该第二控制器配置为确定与铺路机相关联的第二特性，接收指示与供料机相关联的第一特性的第一操作信号，以及基于与供料机相关联的第一特性和与铺路机相关联的第二特性来生成控制铺路机的操作的命令信号。

Description

用于机器之间无线通信的***
技术领域
本发明总体上涉及一种用于机器之间通信的***，并且更具体地涉及一种利用无线通信***在铺路机与供料机之间通信的***和方法。
背景技术
在执行铺路操作时，铺路机、运输卡车和再混合转运车辆通常用于执行各种任务以及围绕作业地点移动。这些机器的操作必须以有效的方式进行协调以执行铺路操作。机器操作员之间的通信可能是困难的，并且有时需要由位于远程位置(例如，位于材料供应工厂)的人员或***进行协调。
美国专利公开第2013/0290062号公开了一种用于协调铺路操作活动的***。铺路机和运输卡车之间的通信是通过服务器完成的。与作业地点及作业地点处的机器相关的信息通过服务器进行路由。
前述关于背景技术的讨论仅仅旨在辅助读者。其并不意在限制本文所述的创新，也不意在限制或扩大所讨论的现有技术。因此，前面的讨论不应该被认为是表示现有***的任何特定元件不适合与本文所描述的创新一起使用，也不旨在表明任何元件对于实现本文所描述的创新是必需的。本文所述创新的实施与应用是由所附权利要求书限定的。
发明内容
在一个方面，一种用于控制供料机和铺路机的***包括：供料机，该供料机具有推进供料机的第一地面接合驱动机构；铺路材料的负载可在其中进行运输的材料运输单元；用于生成指示与供料机相关联的第一特性的第一信号的第一传感器；以及供料机上的第一无线通信***。第一控制器配置为确定与供料机相关联的第一特性并且发送指示与供料机相关联的第一特性的第一操作信号。铺路机包括推进铺路机的第二地面接合驱动机构原动机、用于将铺路材料敷涂到工作表面上的材料敷涂***、用于生成指示与铺路机相关联的第二特性的第二信号的第二传感器、用于从供料机接收铺路材料的材料接收单元、以及铺路机上的第二无线通信***。第二控制器配置为确定与铺路机相关联的第二特性，接收指示与供料机相关联的第一特性的第一操作信号，并且基于与供料机相关联的第一特性和与铺路机相关联的第二特性来生成控制铺路机的操作的命令信号。
在另一方面，一种控制供料机和铺路机的方法包括：利用第一地面接合驱动机构在作业现场推进供料机，确定与供料机相关联的第一特性，并且经由供料机上的第一控制器，发送指示与供料机相关联的第一特性的第一操作信号。该方法还包括：利用第二地面接合驱动机构在作业现场推进铺路机，确定与铺路机相关联的第二特性，在铺路机上的第二控制器处接收指示与供料机相关联的第一特性的第一操作信号，并且基于与供料机相关联的第一特性和与铺路机相关联的第二特性来经由第二控制器生成控制铺路机的操作的命令信号。
附图说明
图1示出了根据本发明的铺路***的示意图；
图2示出了铺路机和运输卡车执行铺路操作的作业地点的示意图；
图3示出了无线通信***的示意图；
图4示出了铺路***操作的流程图；
图5示出了铺路操作的流程图；并且
图6示出了类似于图2但在铺路机和运输卡车之间还包括再混合转运车辆的示意图。
具体实施方式
参照图1，铺路***总体标记为10。铺路***10包括用于生产诸如沥青的铺路材料的一个或多个工厂20、用于运输铺路材料的诸如一个或多个供料机(例如，运输卡车30)的多个机器，以及用于将诸如沥青的铺路材料层102敷涂到铺路地点100处的工作表面101上的一个或多个铺路机50。诸如压实机(未示出)和再混合转运车辆(未示出)的其它机器也可形成铺路***10的一部分。铺路地点100可包括(例如)施工地点、道路地点、停车场或任何其它类型的作业地点。
与铺路***10相关联的总体标记为12的控制***可进行操作以控制该铺路***的某些方面，还可用于在机器之间并且在机器和工厂20之间传递信息。控制***12可包括工厂20和每个车辆的控制***。
控制***12可包括电子控制模块或控制器13。控制器13可接收来自工厂20和与铺路***10相关联的每个机器的输入信号。控制器13还可接收来自铺路***外部***的输入信号，例如GPS信号和指示可影响铺路***10的操作或铺路过程的交通和天气的信号。控制器13可控制工厂20的各个方面的操作和铺路***10的机器的操作，并生成所期望的通信，下文将对其进行更详细的描述。
控制器13可以是以逻辑方式进行操作以执行操作、执行控制算法、储存并检索数据以及其它期望操作的电子控制器。控制器13可包括或访问存储器、辅助存储装置、处理器以及用于运行应用的任何其它部件。存储器和辅助存储装置可以是只读存储器(ROM)或随机存取存储器(RAM)或可由控制器访问的集成电路形式。各种其它电路均可与控制器13相关联，例如电源电路、信号调节电路、驱动器电路以及其它类型的电路。
控制器13可以是单个控制器，或者可以包括多于一个控制器(例如与工厂20和铺路***10的机器中的每一个相关联的那些控制器)，该控制器设置为控制铺路***10的各种功能和/或特征。术语“控制器”是指采用其最广泛的含义，以包括可与铺路***10相关联并且可协作以控制工厂和铺路***的机器的各种功能和操作的一个或多个控制器和/或微控制器。控制器13的功能可以以硬件和/或软件的形式实现，而不考虑功能。控制器13可依赖于与可存储在控制器的存储器中的铺路***10的操作情况和操作环境相关的一个或多个数据图。这些数据图中的每一个均可包括以表格、图形和/或等式形式的数据的集合，以最大化铺路***10及其操作的性能和效率。
工厂20可用柏油、集料和其它材料或填料生产诸如沥青的铺路材料。铺路材料通常以批量生产，每批均存储或保持在分离的存储装置或保持位置(例如筒仓)中，直到其在装载站装载到运输卡车30中。每个保持位置均可专用于为特定铺路地点100存储或保持铺路材料，并且特定保持位置中的铺路材料定期装载到运输卡车中，以运输至铺路地点100。可根据用于特定铺路作业的期望特性而设定存储在保持位置中的每个批次的特性。例如，可根据铺路材料的期望特性和每个铺路作业的要求而设定油量和集料的尺寸。
每一批次均可定期或连续地在保持位置处进行混合，并保持在期望温度下。铺路材料保持的温度可根据铺路材料将被装载至运输卡车中的温度而设定。此装载温度可基于该负载将被运送至铺路机50的期望温度、空气的环境温度、运输卡车30从工厂20行驶至铺路机50所需的期望时间，以及卡车在铺路地点的任何期望或预期等待时间。
工厂20可包括工厂控制***21和工厂控制器22，其大体分别类似于或等同于上述铺路***10的控制***12和控制器13。工厂控制***21和工厂控制器22可位于工厂20上，并且还可包括位于工厂的远程位置的部件，例如位于铺路***10的任何机器上或位于命令中心(未示出)处。可以分配工厂控制器22的功能，从而使得某些功能在工厂20处执行，而其它功能则远程执行。
工厂20还可包括总体标记为23的多个工厂传感器，例如总体标记为24的可操作以监测每个保持位置中该批铺路材料的温度的批料温度传感器。本文中所使用的术语“传感器”采用其最广泛的含义，以包括可协作以感测机器或***和/或机器或***进行操作的环境的各方面的各种功能、操作和操作特性的一个或多个传感器和相关部件。工厂20还可包括用于确定保持位置处剩余材料的量的体积或重量传感***25。装载传感器***26可用来确定在装载站装载到运输卡车30中的材料的量。
与工厂20和铺路材料有关的信息可由工厂控制器22或控制器13的任何其它部分存储或确定。这些信息中的一些可以是相对静态的(即，对于每批铺路材料而言是静态或固定的)，并且其它信息可以是动态或变化的。静态信息的示例包括与该批料相关联的唯一标识符。可由工厂控制器22或控制器13存储或确定的动态信息包括工厂20处保持位置中材料的量和温度。在许多情况下，每批次的特性(例如油量和集料的尺寸)可以是静态信息。然而，在某些情况下，每批次的特性可根据来自铺路位置或其它人员的反馈或要求而改变或进行修改，因此可视为动态信息。
运输卡车30可操作以在工厂20和铺路机50之间运输铺路材料。更具体地，运输卡车30可定位在工厂20，临近保持位置，并装载期望温度的铺路材料。之后，运输卡车30可行驶至适当的铺路机50或再混合转运车辆(未示出)，并随后作为铺路材料层敷涂到工作表面101上。
参照图2，每个运输卡车30均可包括支撑原动机(例如发动机32)的底盘31和操作员可定位在其中以提供操作卡车的输入指令的驾驶室33。发动机32可操作地连接至并驱动诸如车轮34的接地驱动机构。诸如翻斗车身35的材料运输单元可枢转地安装在底盘31上，并接收从一个位置运输至另一个位置的有效负载。
运输卡车30可包括卡车控制***36和卡车控制器37，其总体上分别类似或等同于工厂20的工厂控制***21和工厂控制器22。卡车控制***36和卡车控制器37可位于运输卡车30上，并且还可包括位于运输卡车的远程位置的部件，例如位于铺路***10的任何其它机器上、位于工厂20或位于命令中心(未示出)处。可分配卡车控制器37的功能，从而使得某些功能在运输卡车30上执行，而其它功能则远程执行。
运输卡车30可装备有多个卡车传感器38(图1中总体由箭头所示，表示与运输卡车相关联)，该多个卡车传感器38提供指示(直接或间接)卡车的各种操作参数、与卡车相关联的***和/或卡车操作的操作环境的数据。
位置传感***39(图1中总体由箭头所示，表示与运输卡车30相关联)可包括位置传感器40(也在图1中总体由箭头所示)，以感测卡车的位置。位置传感器40可包括多个单独的传感器，其协作以生成并向卡车控制器37提供指示运输卡车30的位置和取向的位置信号。
位置传感器40可包括与定位***(例如全球卫星导航***或全球定位***)进行交互的一个或多个传感器，以操作为位置传感器。卡车控制器37可使用来自位置传感器40的位置信号来确定运输卡车30相对于接地参考(例如GPS)或相对于诸如铺路机50的其它机器或相对于工厂20的位置。
用于测量运输卡车30相对于地面或接地参考的斜度或倾斜度的诸如俯仰角传感器41的斜度或倾斜度传感器可用作专用或独立传感器或者作为位置传感器40的一部分。用于确定运输卡车30的地面速度和驶向的地面速度传感器42可用作专用或独立传感器或者作为位置传感器40的一部分。或者，如果需要的话，位置传感***39也可用于确定运输卡车30的地面速度和驶向。
运输卡车30还可包括用于确定翻斗车身35内材料的负载或量的负载监测***43。温度传感器44和枢转位置传感器45可与翻斗车身35相关联。温度传感器44可用于监测翻斗车身35中负载(例如，铺路材料)的温度，并且枢转位置传感器45可用于监测翻斗车身相对于底盘31的位置以控制材料从翻斗车身中的流量。
与运输卡车30及其有效负载相关的信息可由卡车控制器37或控制13的任何其它部分存储或确定。某些信息可以是相对静态的(即，对于每个运输周期而言是静态的)，并且其它信息在运输操作期间可以是动态或改变的。静态信息的示例包括与运输卡车、工厂和/或翻斗车身内的负载或负载类型(例如，沥青、再生沥青)相关联的唯一标识符。可由卡车控制器37或控制器13存储或确定并与运输卡车30及有效负载相关联的动态信息包括卡车的位置、斜度和地面速度、翻斗车身35中材料的量与温度以及翻斗车身相对于底盘31的位置。
铺路机50可操作以将铺路材料层敷涂到工作表面101上。更具体地，铺路机50通过对齐的运输卡车30或再混合转运车辆(未示出)供应铺路材料，并且铺路材料层被敷涂到工作表面101上。在某些情况下，铺路机50可推动运输卡车30，同时铺路机敷涂铺路材料层，并且运输卡车将铺路材料装载到铺路机中。
铺路机50可包括车身51、用于存储由运输卡车30供应的铺路材料的材料接收单元(例如料斗52)以及用于以传统方式敷涂铺路材料的材料敷涂***53。输送机***(未示出)将铺路材料从料斗52输送至刮板53。诸如发动机54的原动机可以可操作地连接至诸如轨道55的接地驱动机构。操作员站56可包括用于控制铺路机50的多个输入装置57和用于显示与机器的操作以及铺路操作有关的信息的一个或多个显示装置58。
铺路机50可包括铺路机控制***60和铺路机控制器61，其总体上分别类似或等同于工厂20的工厂控制***21和工厂控制器22。铺路机控制***60和铺路机控制器61可位于铺路机50上，并且还可包括位于远离铺路机的位置上的部件，例如位于铺路***10的任何其它机器上、位于工厂20或位于命令中心(未示出)处。可分配铺路机控制器61的功能，从而使得某些功能在铺路机50处执行，而其它功能则远程执行。
铺路机50可装配有多个铺路机传感器62，例如位置感测***63和位置传感器64，其分别大体类似于运输卡车30的位置传感***39和位置传感器40。此外，铺路机50可包括用于测量铺路机的斜度或倾斜度的俯仰角传感器65和用于确定铺路卡车的地面速度的地面速度传感器66，其中每个传感器均大体类似于运输卡车30上的传感器。
可提供其它传感器，例如可用于确定来自料斗52的材料由输送机进料至刮板53的速率的混合物输送或进给速率传感器62。料斗高度或负载传感器63可用以确定料斗52中材料的高度或量。温度传感器69可设在料斗52和/或刮板53中，以监测料斗或刮板中材料的温度。此外，铺路机50可包括具有推动辊负载传感器71的推动辊70，其中，推动辊通过与运输卡车30接合而进行操作，并且推动辊负载传感器操作以向铺路机控制器61提供关于推动运输卡车时由铺路机施加的力的反馈
与铺路机50及其有效负载相关的信息可由铺路机控制器61或控制器13的任何其它部分存储或确定。某些信息可以是相对静态的(即，对于来自运输卡车30的每个负载而言是静态或固定的)，并且其它信息在铺路操作期间可以是动态或改变的。静态信息的示例包括与由运输卡车30承载的每个负载相关联的唯一标识符、铺路材料进行混合的工厂以及铺路材料的负载的某些固定特性(例如油量和集料的尺寸)。可由铺路机控制器61或控制器13存储或确定的并且与铺路机50及其敷涂的材料相关联的动态信息包括铺路机的位置、斜度和地面速度，以及敷涂到工作表面101上的铺路材料的厚度和温度。
工厂20、运输卡车30和铺路机50中的每一个均可包括无线通信***75，以允许工厂20、运输卡车30和铺路机50之间实现多个指令和信息的无线通信，并实现与远离工厂、运输卡车和铺路机的其它机器和***之间的通信。在图3所示的一个实施例中，每个无线通信***75均可包括用于发送来自一个无线通信***的信号的发射器76和用于接收来自另一个无线通信***的发射器***的信号的接收器77。在某些情况下，发射器76和接收器77可组合为收发器***。在某些实施例中，运输卡车30可以只包括发射器***。
无线通信***75可实施或采用包括多个通信标准中任何标准的任何期望***或协议。所期望的协议将允许工厂20、一个或多个运输卡车30、一个或多个铺路机50和任何其它期望机器或***之间进行通信。可由无线通信***75使用的无线通信***或协议的示例包括诸如蓝牙(例如，IEEE 802.15)的无线个人局域网、诸如IEEE 802.11b或802.11g的局域网、蜂窝网络或用于数据传输的任何其它***或协议。可考虑其它无线通信***和配置。在某些情况下，无线通信可直接在工厂20和各机器之间或者各机器之间发送并接收。在其它情况下，通信可以被自动路由而不需要远程人员的重新传输。
控制***12可包括位于工厂20以及铺路***10的每个机器上的部件。更具体地，控制***12可包括工厂控制***21和工厂传感器23、卡车控制***36和卡车传感器38，以及铺路机控制***60和铺路机传感器62。此外，控制器13可包括工厂控制器22、卡车控制器37和铺路机控制器61。
在操作期间，工厂20、运输卡车30和铺路机50之间的无线通信***75可向彼此发送指示与每个工厂/机器、其操作及其相关联的铺路材料相关联的特性的信号。工厂20可发送至每个运输卡车30(即，发送至卡车控制器37)的信息的示例包括由运输卡车运输的负载的各个方面或特性。该信息可存储在卡车控制器37中，用于随后发送至接收材料的铺路机50，或者用于其它目的。作为示例，运输卡车30可以接收与铺路材料的每个负载有关的唯一标识符，该标识符指定生产材料的工厂、材料的特性(例如油量和集料的尺寸)、装载过程期间的温度和装载材料的时间，以及装载材料的量。
工厂20可发送至每个铺路机50(即发送至铺路机控制器61)的信息的示例包括每批铺路材料的信息或特性、该批次进行混合的铺路材料的量、装载到运输卡车上的材料的量(即，所用材料的量)，以及保持位置剩余的材料的量。
每个运输卡车30可发送至工厂20(即，发送至工厂控制器22)的信息的示例包括卡车的位置、其行驶方向及其到达工厂或到达铺路机50的估计时间。此外，运输卡车30还可通信卡车的类型(包括其运载量)，以及卡车是否正在将回收材料或废料运回至工厂20。
每个运输卡车30可发送至铺路机50的信息的示例包括运输卡车以及运输的铺路材料的特性。卡车的特性可包括运输卡车30的类型、卡车的某些方面的尺寸、卡车的位置、速率以及卡车的驶向(或者到达铺路地点100的时间)、卡车在其上操作的工作表面101的斜度或倾斜度，以及任何其它期望的信息。运输卡车30还可发送与由卡车承载的负载相关的信息，例如材料的类型以及负载的量与温度。铺路材料的负载的特性可包括与负载相关联的具体标识符或代码，例如指示该批次和铺路材料进行混合的工厂，以及运输卡车30中铺路材料的量及其当前温度。
每个铺路机50可发送至工厂20的信息的示例包括铺路机的位置及其行驶方向、每单位时间(例如，吨/小时)内铺路材料的生产率和敷涂量、所敷涂的铺路材料的总量，以及尚待敷涂以完成铺路工作的材料的量。此外，铺路机50还可将料斗52中铺路材料的温度和/或敷涂的材料或层102的温度通信至工厂20。此外，铺路机50的操作员可通知工厂20或向工厂20提供通知由运输卡车30运送的铺路材料已被分离的程度。在某些情况下，分离物的量可超过期望阈值，并且可拒绝由运输卡车30输送的负载。在其它情况下，操作员可通知工厂20，使得工厂中的人员可以改变铺路材料的特性(例如，集料的尺寸或尺寸的组合)或运输卡车的装载过程，以减少负载输送地点中分离物的量。
铺路机50可发送至运输卡车30的信息的示例包括铺路机的位置及其行驶方向、其行驶速率及其行驶等级。此外，铺路机控制器61可发送推动辊70上的负载、料斗52的高度、料斗中的可用容量以及料斗倒空的时间。
控制***12及其部件可用来自工厂20、运输卡车30、铺路机50和铺路***10外部***的信息来提高铺路***的部件之间的通信，并提高铺路过程的效率。
包括工厂控制器22的控制器13可使用来自运输卡车30和铺路机50的信息，生成用于在工厂20装载运输卡车并以优化或期望的方式将运输卡车引导至期望铺路材料的计划。更具体地，控制器13可分析在每个铺路机50处铺设或敷涂铺路材料的速率，以及铺路机处铺路材料的温度。控制器13还可识别每个运输卡车30的位置、其驶向以及速度，并确定到达工厂20或每个卡车针对的铺路机50的估计到达时间。控制器13还可追踪正在朝铺路机50行驶的每个运输卡车30中材料的量。如果运输卡车30包括温度传感器44，则控制器13还可追踪运输卡车中负载的温度。在某些情况下，控制器13还可接收可应用于运输卡车30在工厂20和铺路地点100之间行驶的潜在路线的交通信息数据。
用这些信息中的全部或一些作为输入，控制器13可生成用于运输卡车30到达和/或装载的定时计划和/或时间表、从工厂20到铺路地点100的建议或期望路线以及建议的行驶速率或速度。因此，控制器13可利用到达定时计划协调运输卡车30到铺路地点100的到达时间，以最小化或减少运输卡车在铺路地点等待的时间量。
这种操作可通过允许在工厂将铺路材料装载到运输卡车30中时降低铺路材料的温度而降低在工厂20所使用的能量的量(这是因为铺路材料敷涂到工作表面101上时对铺路材料的温度进行了追踪或监测，或者因为在将铺路材料装载到铺路机50中之前运输卡车等待的时间较少)。
通过与工厂20通信，将要到达工厂的运输卡车30包括再生材料，用于再生材料的计划可在运输卡车到达之前启动，因此倾倒再生材料的期望位置可以以有效的方式确定并通信。另一方面，通过根据可用的交通信息数据追踪运输卡车30的路线，可以存储或生成最快或最优的路线，以备未来使用。
包括工厂控制器22的控制器13可使用来自运输卡车30和铺路机50的信息，生成用于在工厂20以优化或期望的方式生产或处理铺路材料的计划。更具体地，控制器13可分析在每个铺路机50处铺设或敷涂铺路材料的速率，以及铺路机处铺路材料的温度。控制器13还可识别每个运输卡车30的位置、其驶向以及速度，并确定到达工厂20或每个卡车针对的铺路机50的估计到达时间。控制器13还可追踪正在向铺路机50行驶的每个运输卡车30中材料的量。如果运输卡车30包括温度传感器44，则控制器13还可追踪运输卡车中负载的温度。在某些情况下，控制器13还可接收与运输卡车30在工厂20和铺路地点100之间行驶的潜在路线相关的交通信息。
使用这些信息中的全部或一些作为输入，控制器13可以生成用于处理工厂20处的铺路材料的计划和/或时间表。该计划和/或时间表可包括开始处理该批铺路材料的时间，以及将其保持在保持位置的温度。通过监测铺路材料铺设的速率、每个卡车的位置、速度以及负载，控制器13还可确定每个运输卡车30应该装载并被指引向铺路地点100的时间。因此，控制器13可协调运输卡车30到达铺路地点100的时间，以最小化或减少运输卡车在铺路地点等待的时间量。
这种操作可提高铺路***的效率，通过优化期望时间内铺路材料的生产和运输卡车30的装载以减少运输卡车在铺路地点100的怠速时间但依然保持充足的铺路材料供应，从而使得铺路机50依然在生产。仅在预定出发时间之前不久才减少怠速时间并装载运输卡车30还可以允许在装载到工厂20处的运输卡车30时降低铺路材料的温度。.
包括铺路机控制器61的控制器13可使用与运输卡车30和铺路机50中的每一个相关的信息，优化铺路过程。这样一来，控制器13可根据每个机器及其有效负载的特性和操作确定或计算与铺路操作相关的信息。例如，控制器13可根据输送机***的进给速率确定料斗52倒空的时间，并根据翻斗车身35相对于底盘31的角度、翻斗车身中负载的类型与量以及负载的温度而确定运输卡车30中的供应材料用完的时间。控制器13还可确定任何运输卡车30和铺路机50之间的距离，以及任何识别的运输卡车的估计到达时间。
此外，铺路机控制***60可操作以(同时或单独地)控制运输卡车30和铺路机50的操作。例如，在某些情况下，可期望的是允许铺路机50控制运输卡车30的制动器和/或动力传动***。在另一个示例中，可期望的是允许铺路机50控制翻斗车身35相对于底盘31的位置，以控制材料在料斗52中的流量。此外，可期望的是允许铺路机50控制运输卡车30的转向，以将运输卡车保持在相对于铺路机50的料斗52居中的位置。在这些情况中的每一种情况下，运输卡车30的操作可根据铺路机50的操作而自动控制，或者铺路机的操作员可从铺路机的输入装置57控制运输卡车的各方面的能力。
参考图4，图中示出了铺路***10的操作流程图。在步骤110中，期望时间段(例如，一天)的铺路计划可确定或输入至控制器13中。该铺路计划可包括可用运输卡车30和铺路机50的数量，并设定将铺设的材料的量(包括距离和厚度以及铺路材料的特性(例如油量、集料的尺寸和任何填料))。
铺路材料装载到运输卡车30中的期望温度的初始估计可根据可用运输卡车30和铺路机50的数量以及工厂20和铺路地点100之间的距离而确定。此外，运输卡车30的路线或路径的环境温度以及沿工厂20和铺路地点100之间路线的交通状况均可用于确定期望铺路材料温度的初始估计。根据距离以及要铺设的铺路材料的厚度，可以确定要在工厂20进行混合的材料的量。
在步骤111中，工厂20、运输卡车30和铺路机50的无线通信***75可在***(两个或两个以上)之间建立通信信道或连接，以实现每个机器之间以及机器与工厂之间的通信。在一个示例中，两个无线通信***75之间可通过蜂窝连接建立直接通信信道。在使用局域网的示例中(其中无线通信***75是相对接近的)，一旦其被识别并连接，则可根据与无线通信***相关联的唯一标识符而建立连接信道。在使用蓝牙***的示例中，一个无线通信***75可以在“主”或“广告”模式下操作，在该模式中，其正在搜索处于“从属”或“扫描”模式的一个或多个其它无线通信***。一旦无线通信***75之间的相对距离变得足够小(即，在无线通信***的范围内)，则无线通信***可自动建立通信信道或连接，或者配对。
在步骤112中，具有期望特性的一批铺路材料可以在工厂20混合，并存储在工厂的指定保持位置。铺路材料可以在期望的运输卡车装载温度的初始估计下储存。在步骤113中，铺路材料的负载可转移或装载到运输卡车30中。
用于运输卡车30的推荐计划或路线可在步骤114中由控制器13根据运输卡车30的位置和速度的电子地图以及铺路机50将铺路材料敷涂到工作表面101上的速率来生成。该路线还可以根据由控制器从交通信息数据和其它可用信息中接收的当前或预期交通和天气状况而确定。该计划还可包括针对运输卡车30在指定时间到达铺路地点100的紧急性的信息，以避免铺路过程的中断。在一个示例中，如果铺路地点100处材料的量相对较少，则运输卡车操作员可被指示或请求将休息时间推迟到将铺路材料的负载输送至铺路地点100之后。在另一个示例中，通知在装载运输卡车之前可能在工厂20处等待或者在铺路地点100处等待的操作员该推迟，并且操作员可选择在装载运输卡车30之前进行休息。
在步骤115中，运输卡车30可沿推荐路线从工厂20行驶至铺路地点100。在步骤116中，运输卡车30可向控制器13发送其当前位置、速率和驶向，以及与其负载有关的信息。与负载相关的信息可包括材料的量及其温度。控制器13可生成所有运输卡车30的电子地图，并且由运输卡车提供的信息可用于更新该电子地图。
在步骤117中，运输卡车30到达铺路地点100。铺路材料的温度可以在步骤118中确定。在一个示例中，材料装载到铺路机50的料斗52中的温度可根据与料斗相关联的温度传感器69而确定。在另一个示例中，该温度可根据与运输卡车30相关联的温度传感器44而确定。在步骤119中，铺路材料的温度可通信至工厂20。如果根据运输卡车30的温度传感器44确定了温度，则材料的温度还可直接通信至铺路机50。此外或可选择地，铺路材料在铺设到工作表面101上时由刮板53上的温度传感器69确定的温度可通信至工厂20。
在决策步骤120中，控制器13可确定铺路材料的温度是否在特定或期望范围内。更具体地，控制器13可确定该温度是超过上温度阈值还是低于下温度阈值。如果该温度超过上阈值，则可通过降低保持位置上铺路材料的温度来降低工厂20的能量消耗。如果该温度低于下阈值，而可期望的是提高保持位置上铺路材料的温度，以降低铺路材料的负载因交付时温度太低而被拒绝的可能性。
在步骤121中，控制器13可生成命令信号或指令，以自动或手动调节保持位置上铺路材料的温度。此外，如果该温度低于操作阈值，则可拒绝运输卡车30中的全部负载，并且另一辆运输卡车可指向为靠近铺路机50，并在步骤117中重新开始该过程。
在步骤122中，由运输卡车30供应的铺路材料可以以可视的方式或以其它方式进行检验，以确定铺路材料的分离量是否超过决策步骤123中的分离量阈值。如果铺路材料的分离量超过分离量阈值，则可在步骤124中通过铺路机50将分离程度通信至工厂20。在步骤125中，控制器13可生成自动或手动调节保持位置处或装载过程中铺路材料的特性的指令，以减少在将铺路材料在运输卡车30中从工厂20运输至铺路地点100时分离的量。
在步骤126中，运输卡车30可与铺路机50对齐，并且铺路操作开始，下文将更具体地描述。在铺路机50铺设铺路材料时，铺路操作和铺路材料的多个特性可在步骤127中通信至工厂20。例如，材料铺设的速率(包括铺路机50的速度和材料的厚度)可通信至工厂20，以将材料使用的速率通知给工厂。此外，铺路材料的温度还可继续通信至工厂20。
在某些实施例中，来自工厂20的与铺路材料的使用有关的信息可通信至铺路机50。例如，工厂20可根据离开工厂的量而通知铺路机50铺路材料的使用速率。离开工厂20的材料的量(减少运输中的铺路材料)可用于确认由铺路机50确定的铺路层102的厚度是正确的。此外，工厂20还可向铺路机50提供信关于用于特定工作的一批铺路材料在工厂保持位置剩余的量的信息。
运输卡车30的翻斗车身35中剩余的材料的量可以在步骤128中确定，并在步骤129中通信至工厂20和/或运输卡车30(即下一辆将铺路材料供应给铺路机50的预定卡车)。在决策步骤130中，控制器13可确定运输卡车30是否为空。如果运输卡车30为空，则可重复步骤126至130。
一旦运输卡车30为空，则下一辆运输卡车可在步骤131中定位为装载铺路机50，，并且铺路过程通过重复步骤117至132而继续。空的运输卡车30可在步骤132中驶回其重新装载铺路材料的工厂20，并且该过程通过重复步骤113至132而继续。由运输卡车30使用的在铺路地点100和工厂20之间的路线可由控制器13确定。
在某些情况下，可期望的是生成定时计划，以错开装载过程，从而使得在需要其它铺路材料之前不久运输卡车30就可到达铺路地点100，以最小化卡车怠速所耗费的时间量。此外，运输卡车30在工厂20和铺路地点100之间行驶的推荐路线可基于交通信息数据的更新而定期或实时更新。如上所述，推荐路线可由控制器13根据或考虑当前或预期交通状况而产生。
参照图5，图5中示出了使用运输卡车30的示例性铺路操作的流程图，并且示出了铺路机50。在步骤140中，运输卡车30和铺路机50的无线通信***75可在两个***之间建立通信信道或连接，以实现两个机器之间的通信。在一个示例中，两个机器之间可通过蜂窝连接建立直接通信信道。在使用局域网的示例中，连接信道可以在识别和联接时建立在与一对机器相关联的唯一标识符之间。在使用蓝牙***的示例中，铺路机50可以在“主”或“广告”模式下操作，在该模式中，其正在搜索处于“从属”或“扫描”模式的一个或多个机器。一旦运输卡车30和铺路机50之间的相对距离变得足够小(即，在无线通信***75的范围内)，则两个机器的无线通信***将建立通信信道或连接，或者配对。
在步骤141中，铺路机控制器61可接收来自铺路机50的传感器的数据或信号，并且卡车控制器37可接收来自运输卡车30的传感器的数据或信号。在步骤142中，铺路机控制器61和卡车控制器37中的每一个均可确定与各自的机器相关联的特性。这些特性可包括每个机器的位置信息和操作性能，以及与每个机器的有效负载相关的负载特性或信息。
运输卡车30的无线通信***75的发射器76可在步骤143中将与运输卡车的操作相关联的一个或多个特性发送至铺路机50的无线通信***的接收器77。这些特性可包括运输卡车30的类型、卡车的某些方面的尺寸、卡车的位置(例如，GPS坐标)(或到达铺路地点的时间)、速度以及卡车的方向(或者到达铺路地点的时间)、卡车在其上操作的工作表面的斜度或倾斜度，以及任何其它期望的信息。运输卡车30的无线通信***75还可发送与由卡车承载的负载相关的特性信号，例如材料的类型以及负载的量与温度。此外，无线通信***75还可发送与负载相关联的具体标识符或编码，例如指示该批料以及铺路材料进行混合的工厂的标识符或编码)。
在步骤143中，铺路机50的无线通信***75的发射器76还可将指示与铺路机的操作相关联的一个或多个特性的操作信号发送至与运输卡车30的无线通信***的接收器77。例如，当运输卡车30在运输途中时，铺路机50可发送其料斗52的状态，例如料斗倒空的时间。根据运输卡车30和铺路机50之间的距离以及料斗52倒空的时间，运输卡车30的操作员可能能够估计降低铺路机50的操作将由于铺路材料不足而中断的可能性所需的紧迫性。
一旦运输卡车30接近铺路机50，则铺路机可将其位置和速度发送至运输卡车，以简化运输卡车相对于铺路机的位置。
在步骤144中，与运输卡车30相关联的所有或部分特性可显示在铺路机50的操作员站66处的显示装置58上，并且与铺路机50相关联的所有或部分特性可显示在运输卡车30的驾驶室33内的显示装置(未示出)上。
在步骤145中，运输卡车30可相对于铺路机50移动，以将翻斗车身35的端部定位在铺路机料斗52上方。如果需要的话，运输卡车30可用铺路机50的GPS坐标及其自己的GPS坐标来协助将运输卡车相对于铺路机来定位。在一个示例中，运输卡车30的操作员可使用铺路机50的GPS坐标以及运输卡车的GPS坐标来将运输卡车定位在期望位置。在另一个示例中，运输卡车30的控制器13可生成以半自动方式将运输卡车移动至相对于铺路机50的期望位置的指令。
在又一个示例中，铺路机50的操作员可使用运输卡车30的GPS坐标以及铺路机50的GPS坐标来将铺路机相对于运输卡车定位。在另一个示例中，光学传感器(未示出)可用于协调机器的位置。在另一个示例中，铺路机50的控制器13可生成以半自动方式将运输卡车和铺路机移动至相对于铺路机50的期望位置的指令。
根据铺路机的料斗52中材料的量和材料敷涂到工作表面101上的速率，在决策步骤146中可以由铺路机50的操作员或者由铺路机控制器61确定翻斗车身35相对于运输卡车30的底盘31的高度的改变是否是所期望的。
如果进料速率的增加或降低是所期望的，则可在步骤147中改变翻斗车身的高度。在一个示例中，铺路机操作员可生成通过铺路机控制器61改变高度的指令，并使用铺路机的无线通信***75的发射器76将指令发送至运输卡车30。该指令可由运输卡车30的无线通信***75的接收器77接收。卡车控制器37可使用来自铺路机的指令根据需要自动改变翻斗车身35的高度。在另一个示例中，该指令可在运输卡车30中接收，并且操作员可操作卡车的输入装置以手动改变翻斗车身的高度。
要么在步骤147中改变翻斗车身的高度，要么在不需要改变的决策步骤146中，运输卡车30和铺路机50可以在步骤148中一起移动以执行期望的铺路操作。在一个实施例中，铺路机50可接合并推动运输卡车30，从而使得铺路机的驱动***进行操作以推进这两个机器。在另一个实施例中，铺路机50可确定该对机器将进行操作的速度，并且铺路机的无线通信***75可将期望的速度发送至运输卡车30的无线通信***75。在手动操作中，运输卡车30的操作员之后可以以期望的速度操作该卡车。在自动操作中，来自铺路机50的铺路机控制器61的信号可指导卡车控制器37在期望速度下操作该机器。
在某些情况下，运输卡车30和铺路机50操作在其上的工作表面101可能不是水平的。如果运输卡车30和铺路机50都在上山行驶，则重力将迫使运输卡车抵靠铺路机，并且铺路操作可根据需要继续进行。然而，在运输卡车30在进行下山行驶(即，铺路机50和运输卡车均在下山行驶，或者运输卡车到达了山顶时)的任何情况下，运输卡车可能倾向于在铺路机前行驶。在这种情况下，铺路机50的铺路机控制器61可配置为监测运输卡车的位置和速度，并指导卡车控制器37在必要时使用运输卡车的制动器，以将卡车保持在期望位置上和/或保持相对于铺路机的期望速度，并且/或保持理想的推动辊位移或推动辊压力。
铺路机控制***60还可配置为保持运输卡车30和铺路机50之间的对齐。例如，铺路机控制器61或卡车控制器37可使用来自其各自的位置传感***的数据来驾驶运输卡车30，以保持翻斗车身35的中心线沿铺路机50的料斗52的中心线。在另一个实施例中，铺路机50和/或运输卡车30可包括向控制器13提供反馈以保持两个机器对齐的传感器(例如，光学传感器)。
在步骤149中，铺路机50的铺路机控制器61可根据来自料斗高度传感器31的信号确定料斗52中的可用容量，并且运输卡车30的卡车控制器37可根据来自负载监测***89的信号确定翻斗车身35中剩余材料的范围与量。在决策步骤150中，控制器13可确定翻斗车身35中的所有剩余材料是否将适配在料斗52中。如果剩余材料并不适配在料斗52中，则铺路操作可继续，并重复步骤141至150。
如果剩余材料将适配在料斗52中，则翻斗车身35可在步骤151中由铺路机50的操作员、运输卡车30的操作员或由卡车控制器37或铺路机控制器61自动升高，以倒空运输卡车。运输卡车30可以在步骤152中从铺路机50脱离，并且满载的运输卡车移动至相对于铺路机的位置上，以便以高效的方式继续铺路操作。
参照图6，图中示出了与再混合转运车辆80和运输卡车30一起操作的铺路机50。再混合转运车辆80允许已经因尺寸和/或温度分离的材料在被供给到铺路机50的料斗52中之前进行再混合。再混合转运车辆80包括材料运输和再混合***81和可操作地连接至诸如车轮83的接地驱动机构的诸如发动机82的原动机。操作员站84可包括用于控制再混合转运车辆80的多个输入装置85。
材料运输和再混合***81可包括铺路材料可倾倒进入的倾倒料斗86、用于将材料从倾倒料斗输送或运输至铺路材料可进行再混合和再加热的再混合料斗88的输送机87。再混合转运车辆80还可包括用于将材料从再混合料斗88输送或运输至出口90的可摇摆或可枢转转载运输机89。通过将出口90与铺路机50的料斗52对齐，从出口排出的材料可以在再混合操作完成后从铺路机的倾倒料斗86输送至铺路机的料斗52。
再混合转运车辆80可包括车辆控制***91和车辆控制器92，其分别大体类似或等同于运输卡车30的卡车控制***36和卡车控制器37。再混合转送车辆80还可包括大体标示为93的多个车辆传感器，其大体类似或等同于运输卡车30的卡车传感器38和/或铺路机50的铺路机传感器62。此外，再混合转运车辆80还可包括大体标示为75的无线通信***，其大体类似或等同于运输卡车30和铺路机50的无线通信***75。
使用再混合转运车辆80的铺路机50的操作可以与使用运输卡车30的铺路机的操作基本相同，在本文中不再重复描述。在某些情况下，期望的是，操作使用再混合转运车辆80和直接将铺路材料供应或进料至再混合转运车辆的运输卡车30的铺路机50，从而使得这三辆机器能够沿工作表面一起移动。在这种情况下，这些机器中的每一辆均可与其它机器通信，并且铺路机控制***60可配置为允许铺路机50的操作员控制运输卡车30和再混合转运车辆80以及铺路机的操作(以与上述关于控制运输卡车的操作的方式类似的方式)。
工业实用性
本文所述***的工业实用性将根据前述讨论而容易理解。前述讨论适用于铺路***10，铺路***10可包括一个或多个工厂20、一个或多个供料机(例如运输卡车30)以及一个或多个铺路机50(在诸如铺路地点100的工作地点处进行操作以铺设工作表面101)。铺路操作可以在建筑工地、道路地点、停车场或期望将铺路材料敷涂到工作表面101上的任何其它区域上进行。
上述***通过利用无线通信***75而提供了改进的通信，以实现更高效的铺路操作。工厂20和其上的铺路材料的特性可通信至供料机和铺路机50。供料机及由其运输的铺路材料的特性可通信至工厂20和铺路机50。铺路机50以及敷涂到工作表面101上的铺路材料的特性可通信至工厂20和运输卡车30。工厂20和各机器之间改进的信息共享可提高铺路操作的效率。
应当意识到，前面的描述提供了所公开***和技术的示例。然而，可以设想，本发明的其它实施方式可以与前面详述的示例在细节上有所不同。对本发明或其示例的所有引用旨在引用在此处讨论的特定示例，而不旨在暗示对本公开的更一般的任何限制。所有关于某些特征的区别和贬低的语言意在表示缺乏对这些特征的偏好，但是除非另有说明，否则不完全排除在本发明的范围之外。
除非本文中另有说明，否则本文所述的数值的范围仅仅用作分别指代该范围内的每个独立的值的简化方法，并且每个独立的值与它在本文中被单独引述一样引用到本说明书中。本文所述的所有方法均可以任何适当的顺序来执行，除非在本文中另有所指或与上下文明显矛盾。
因此，如适用的法律所允许的，本发明包括所附权利要求中列举的主题的所有修改和等同物。此外，上述元件在所有其可能的变型中的任何组合均包含在本发明内，除非在本文中另有所指或与上下文明显矛盾。

Claims (13)

1.一种用于控制供料机和铺路机的***，包括：
供料机，包括：
推进所述供料机的第一地面接合驱动机构；
铺路材料的负载可在其中进行运输的材料运输单元；
用于生成指示与所述供料机相关联的第一特性的第一信号的第一传感器；
位于所述供料机上的第一无线通信***；以及
第一控制器，配置为：
确定与所述供料机相关联的所述第一特性；以及
发送指示与所述供料机相关联的所述第一特性的第一操作信号；以及
铺路机，包括：
推进所述铺路机的第二地面接合驱动机构原动机；
用于将铺路材料敷涂到工作表面上的材料敷涂***；
用于生成指示与所述铺路机相关联的第二特性的第二信号的第二传感器；
用于从所述供料机接收铺路材料的材料接收单元；
位于所述铺路机上的第二无线通信***；以及
第二控制器，配置为：
确定与所述铺路机相关联的所述第二特性；
接收指示与所述供料机相关联的所述第一特性的所述第一操作信号；
以及
基于与所述供料机相关联的所述第一特性和与所述铺路机相关联的所述第二特性来生成控制所述铺路机的操作的命令信号；
其中所述第二控制器进一步配置为，当所述供料机可控制地与所述铺路机接合时，所述第二控制器生成第二命令信号以控制所述供料机的操作，所述操作为使所述供料机转向、控制所述供料机的翻斗车身相对于供料机底盘的位置、以及制动所述供料机中的至少一个。
2.根据权利要求1所述的***，其中所述第二命令信号控制所述供料机的进料速率的操作。
3.根据权利要求2所述的***，其中所述第二命令信号控制所述供料机的翻斗车身的升高。
4.根据权利要求1所述的***，其中所述供料机还包括传感器，所述传感器用于生成第一负载信号，所述第一负载信号指示由所述供料机运输的铺路材料的所述负载的负载特性，所述第一控制器进一步配置为发送指示由所述供料机运输的铺路材料的所述负载的所述负载特性的负载特性信号，并且所述第二控制器进一步配置为接收来自所述第一控制器的所述负载特性信号并且进一步基于铺路材料的所述负载的所述负载特性来生成控制所述铺路机的所述命令信号。
5.根据权利要求4所述的***，其中所述负载特性为所述负载的温度。
6.根据权利要求4所述的***，其中所述负载的所述负载特性为构成所述负载的材料的类型。
7.根据权利要求1所述的***，其中所述命令信号控制所述铺路机的进料速率的操作。
8.根据权利要求1所述的***，其中所述第一特性为所述供料机内的材料量。
9.根据权利要求1所述的***，其中所述第一特性为所述供料机的速度，并且所述第二特性为所述铺路机的速度。
10.根据权利要求1所述的***，其中所述第一特性为所述供料机的位置，并且所述第二特性为所述铺路机的位置。
11.根据权利要求1所述的***，其中所述第二特性为所述铺路机的可用容量。
12.根据权利要求1所述的***，其中所述第二特性为所述铺路机内的材料量。
13.根据权利要求1所述的***，其中所述命令信号控制所述铺路机的速度。
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