[发明专利]用于确定压实状态的系统和方法

说明书

技术领域

本发明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。

背景技术

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。

发明内容

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示出了根据本发明的机器的图解视图；

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示出了根据本发明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。本发明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。