技术领域
[0001] 本实用新型涉及
工程机械技术领域，特别涉及一种混合动力推土机及其找平系统。
背景技术
[0002] 混合动力推土机的动力来源于
电机，而非直接来源于
发动机，该设计使得混合动力推土机具备节能、环保等优点，在工程机械领域的应用逐渐广泛，比如农田基本建设、
水利
水电工程、公路
铁路建设、机场建设和市政工程的技术领域。
[0003] 施工后路面的平整是混合动力推土机的作业性能的重要指标，因此，混合动力推土机作业时需要找平，即铲刀作业后的路面保持在同一平面上。目前，主要通过GPS三维高程控制方式实现混合动力推土机的找平。
[0004] GPS三维控制系统集成了
定位技术、设计
软件和强大的控制系统，能够实现对挖掘、平整的自动化，并具备找平功能。GPS三维控制系统，是基于GPS全球定位系统上的应用，
硬件是由环球通讯卫星和接收装置组成，基于卫星的无线电导航定位系统，为用户提供精密的三维坐标、导航与时间信息。
[0005] 然而，通过GPS三维控制系统实现混合动力推土机的找平存在下述
缺陷：
[0006] 第一、由于GPS测量是通过接收卫星发射的
信号，再将该信号经过
数据处理而得到点位坐标，则任何可能影响信号接收的因素出现干扰时，所测定的点位坐标都可能产生误差。上述原因导致该找平方法不适合点位
视野狭窄、视
角范围内有障碍物的环境，尤其不适合在老城区作业；而且易受大功率无线电发射源、高压输电线路的干扰，也不适宜大面积水域地区，影响了混合动力推土机在此类环境下的作业。
[0007] 第一、随着地球的数字化
进程，GPS三维控制系统结构复杂，成本较高。
[0008] 有鉴于此，如何改进混合动力推土机找平系统，以使其避免外界环境干扰，确保找平效果，同时也降低成本，是本领域技术人员亟待解决的技术问题。实用新型内容
[0009] 为解决上述技术问题，本实用新型的目的为提供一种混合动力推土机及其找平系统。该找平系统可以避免外界环境干扰，确保找平效果。
[0010] 本实用新型提供一种混合动力推土机的找平系统，包括：
[0011]
支撑架，设置于混合动力推土机的作业面；
[0012] 激光发射器，设置于支撑架上，所述激光发射器具有能够旋转并发出激
光信号的激光发射头；
[0013] 激
光接收器，用于接收所述激光发射器发射的激光信号，所述激光接收器相对混合动力推土机的
机身固定；
[0014]
控制器，所述激光接收器将接收的激光信号发送至所述控制器，所述控制器根据接收的激光信号输出相应的
控制信号至混合动力推土机铲刀的升降控制装置。
[0015] 优选地，还包括设置于混合动力推土机上的立杆，所述接收器设置于所述立杆上。
[0017] 优选地，所述升降控制装置包括控制混合动力推土机铲刀升降的油缸、电磁比例
阀、驱动所述油缸的
液压泵，所述电磁
比例阀设置于所述
液压泵至所述油缸的通路上；所述控制器根据接收的激光信号输出控制所述电磁比例阀的信号。
[0018] 优选地，所述升降控制装置还包括机械
控制阀，所述机械控制阀与所述电磁比例阀并联，且设置于所述液压泵至所述油缸的通路上。
[0019] 优选地，所述升降控制装置还包括主控阀，所述主控阀控制所述液压泵的出口连通所述机械控制阀或所述电磁比例阀。
[0020] 本实用新型还提供一种混合动力推土机，包括相对其机身固定的激光接收器，用于接收设置于作业面上的激光发射器发射的激光信号，激光发射器具有能够旋转并发出激光信号的激光发射头；还包括控制器，所述激光接收器将接收的激光信号发送至所述控制器，所述控制器根据接收的激光信号输出相应的控制信号至混合动力推土机铲刀的升降控制装置。
[0021] 优选地，所述控制器设置于所述混合动力推土机的
驾驶室内。
[0022] 上述混合动力推土机及其找平系统能够利用激光的集中性好、散射小、
能量集中的特点，使激光通过透镜并进一步聚集和旋转，形成一个光度纯、抗干扰、脉冲能量强的光平面，该光平面与预定作业平面平行，并将该光平面作为基准参照面，由于该基准参照面是处于一定空间高度的稳定平面，因而不受机群作业和其它因素的干扰，从而确保找平效果。而且，基于激光的特性，该找平方法可以精确、动态地对混合动力推土机与激光发射器之间的距离进行测量，响应速度高、可调性强、
精度高，也具有
分辨率高、功耗稳定、耗电量小等优点。平整作业时采用该混合动力推土机及其找平系统，能够显著提高工作效率、降低劳动强度、改善平整
质量，尤其在进行大面积场地作业时该类优势尤为明显。
附图说明
[0023] 图1为本实用新型所提供混合动力推土机找平系统一种具体实施方式的结构示意图；
[0025] 图3为图1中找平系统的液压原理图；
[0026] 图4为本实用新型中激光接收器和激光发射器的工作原理示意图。
[0027] 图1、3-4中：
[0028] 10混合动力推土机、101控制器、102铲刀、103立杆、20支撑架、30激光发射器、40激光接收器、501铲刀提升控制装置、502铲刀下降控制装置、61电磁比例阀、62主控阀、63机械控制阀、64铲刀提升油缸、P1基准参照面、P2待作业的工况地面、P3已平整地面具体实施方式
[0029] 为了使本领域的技术人员更好地理解本实用新型的技术方案，下面结合附图和具体
实施例对本实用新型作进一步的详细说明。
[0030] 请参考图1，图1为本实用新型所提供混合动力推土机找平系统一种具体实施方式的结构示意图；图2为本实用新型所提供混合动力推土机找平方法一种具体实施方式的流程图。
[0031] 如图1所示，该找平系统包括支撑架20、激光发射器30、激光接收器40以及控制器101。
[0032] 支撑架20设置于混合动力推土机10的作业面，作业面即混合动力推土机10作业的地面，图1中将支撑架20置于推土机的前方。激光发射器30设置于支撑架20上，激光发射器30具有能够旋转的激光发射头，激光发射头在作业时可以高速旋转，旋转角度可达360度。支撑架20可以是三脚架，三脚架具有稳定、结构简单、易于携带和摆放等优势。当然，也可以在作业面上竖立杆件等作为支撑架20，以安装激光发射器30。
[0033] 激光接收器40用于接收激光发射器30发射的激光信号，即激光接收器40与激光发射器30配套设置，其中，激光接收器40相对混合动力推土机10的机身固定，则激光发射器30的激光信号射向混合动力推土机10的机身处时，该信号能够被激光接收器40接收，进而获取激光信号到达机身处的时间。
[0034] 为了便于设置激光接收器40，可以设置立杆103，并将激光接收器40设置于立杆103上，立杆103可以直接安装在混合动力推土机10的机身上，如图1所示。
[0035] 控制器101与激光接收器40连接，可以无线或是有线连接，激光接收器40将接收到的激光信号发送至控制器101。控制器101可以根据激光接收器40发送的激光信号输出相应的控制信号至混合动力推土机10铲刀102的升降控制装置，控制器101可以对激光接收器40发送的信号进行信号技术处理，并经数据处理后得到输出至升降控制装置的控制信号。图1中，控制器101设置于混合动力推土机10的驾驶室内，易于布置和操控，操作人员可以直接在控制器101内输入相关参数以确定预定作业平面。升降控制装置的控制原理可以参考图3理解，图3为图1中找平系统的液压原理图。
[0036] 升降控制装置包括图1中所示的铲刀提升控制装置501和铲刀下降控制装置502，以及设置于该液压系统中的电磁比例阀61、作为执行元件的铲刀提升油缸64。控制器101
输出信号至铲刀提升控制装置501和铲刀下降控制装置502，二者再控制电磁比例阀61导通的方向和开度，以控制铲刀提升油缸64或铲刀下降油缸
活塞杆的伸出长度，进而调节铲刀102提升或下降的高度，最终达到控制作业面平整高度的目的，即实现找平。
[0037] 图3的液压系统中还设置了机械控制阀63，具有操控
手柄，该机械控制阀63也可以控制铲刀提升油缸64以及铲刀下降油缸。当电磁比例阀61出现故障时，或是根据特殊工况预先的控制策略无法满足平整需求时，操作人员可以通过机械控制阀63手动控制铲刀102的升降，即该机械控制阀63具有备用功能。
[0038] 图3中，液压系统还设置了主控阀62，该主控阀62可以根据具体工况，控制油液进入电磁比例阀61或机械控制阀63，或是泄压回流，具有分配功能。
[0039] 上述找平系统工作时的具体步骤如下：
[0040] S1、通过
激光束形成与预定作业平面平行的光平面，将该光平面作为基准参照面P1，并预存混合动力推土机10处于预定作业平面各
位置时，激光信号达到混合动力推土机10机身处的各对应时间；
[0041] 预定作业平面即预期的经平整后的地面所处的平面，图1中，已平整地面P3与预定作业平面相符。作业之前，将支撑架20支撑于作业面上，图1中，将支撑架20支撑于待作业的工况地面P2上，激光发射器30用于确定基准参照面P1，故支撑架20在整个作业过程中，需要处于稳定状态。支撑架20定位后，再将激光发射器30安装于支撑架20上，激光发射器30的激光发射头射出的激光束可以在施工场地上方形成光平面，光平面与预定作业平面平行，则光平面可以按照预定作业平面需求，形成水平面或斜坡面，此时，光平面可以作为基准参照面P1。
[0042] 激光接收器40相对机身固定，安装激光接收器40时，使激光接收器40的接收端口的中心高度与基准参照面P1同位，激光接收器40恰好能够接收到激光信号，此时，混合动力推土机10所处的位置即属于预定作业平面上。假设混合动力推土机10始终在预定作业平面上运行，则激光接收器40始终能够接收到沿基准参照面P1射出的激光信号，当混合动力推土机10处于预定作业平面上不同位置时，激光接收器40接收激光信号的时间会发生相应的改变，混合动力推土机10越靠近激光发射器30，接收信号的时间越短。控制器101内可以预存混合动力推土机10处于预定作业平面各位置时，激光信号达到激光接收器
40的各对应时间，即达到混合动力推土机10机身处的预定时间。
[0043] 该实施例中设置立杆103安装激光接收器40，预调节时，可以调节激光接收器40在立杆103上的位置，以使激光接收器40的接收端口能够与基准参照面P1同位，该调节易于实现；而且，混合动力推土机10的高度有限，设置立杆103和支撑架20可以保证激光接收器40和激光发射器30处于推土机的上方，以降低外界环境的干扰。当然，不设置立杆103而直接安装激光接收器40至混合动力推土机10的机身上也是可以的，只是此时基准参照面P1的建立、后续的计算等步骤实施的简易度次于设置立杆103、支撑架20的实施例。
[0044] S2、实时接收激光信号；
[0045] 激光发射头不断旋转，激光沿激光发射器30和激光接收器40之间的连线方向发射时，激光接收器40能够接收到该激光信号。
[0046] S3、根据接收的激光信号获取当前状态下激光信号达到混合动力推土机10机身处的实际时间；
[0047] S4、根据实际时间和对应位置处的预存时间的差值，输出控制信号至混合动力推土机10铲刀102的升降控制装置。
[0048] 如图4所示，图4为本实用新型中激光接收器和激光发射器的工作原理示意图。
[0049] 随着混合动力推土机10的作业，推土机机身的位置不断发生变化，激光接收器40的位置也产生相应变化。当作业面具有起伏时，混合动力推土机10机身的高度改变，激光接收器40的高度随之改变，激光接收器40无法接收到沿基准参照面P1射出的激光信号，如图4所示，若激光接收器40处于基准参照面P1，激光路程为L1；实际上，激光接收器40处于基准参照面P1之上，激光路程为L2，显然L2大于L1，则接收到激光信号的实际时间与预设时间将发生偏差。根据该偏差可以计算出当前待作业的工况地面P2与预定作业平面的差值，从而输出相应的控制信号至铲刀升降控制装置，以使铲刀102将当前待作业的工况地面P2平整至与预定作业平面平行。
[0050] 该找平系统和找平方法利用激光的集中性好、散射小、能量集中的特点，使激光通过透镜并进一步聚集和旋转，形成一个光度纯、抗干扰、脉冲能量强的光平面，该光平面与预定作业平面平行，并将该光平面作为基准参照面P1，由于该基准参照面P1是处于一定空间高度的稳定平面，因而不受机群作业和其它因素的干扰，从而确保找平效果。而且，基于激光的特性，该找平系统可以精确、动态地对混合动力推土机10与激光发射器30之间的距离进行测量(根据接收到激光信号的时间获得距离)，响应速度高、可调性强、精度高，也具有分辨率高、功耗稳定、耗电量小等优点。平整作业时采用该找平系统，能够显著提高工作效率、降低劳动强度、改善平整质量，尤其在进行大面积场地作业时该类优势尤为明显。另外，上述找平系统仅设置激光发射器30和激光接收器40等部件，相较于背景技术中的GPS系统，结构简单，设计成本也较低。
[0051] 需要说明的是，为了便于理解和简洁描述，上文结合找平系统、和混合动力推土机描述，有益效果不再重复论述。
[0052] 以上对本实用新型所提供的一种混合动力推土机及其找平系统、找平方法进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型
权利要求的保护范围内。
