技术领域
[0001] 本
发明涉及3D摊铺技术领域，尤其涉及一种基于液体找平的3D摊铺系统。
背景技术
[0002] 二十世纪七十年代，我国开始研制
沥青混合料
摊铺机产品，为了尽快地掌握和赶上世界先进技术
水平，我国引进了多个国际品牌的摊铺机，如日本的Niigata、德国的戴纳派克、福格勒和ABG等；八十年代通过对世界先进技术水平的学习和吸纳，我国自主研发了种类齐全的摊铺机，摊铺机控制系统也随之应运而生。在现阶段，摊铺机通常采用“滑靴”
传感器和声纳传感器，依靠测量人员架设的导梁或者基准线进行摊铺厚度和平顺性的控制。放眼全球，在
工程机械市场的争夺战中，控制方式是否优异成为关键点。拓普康mmGPS测量系统系统由GNSS基准站、激光发射器和mmGPS流动站三部分部分组成。系统工作时，GNSS基准站通过无线电发射器实时向流动站接收机发送差分
信号，同时激光发射器实时向流动站发射高程信息；mmGPS流动站接收机系统分别将接收到的天空中GPS
卫星信号、GNSS基站发送的
差分信号和激光发射器发射的高程信息，进行处理解算，实现了实时的GNSS平面厘米级和高程毫米级
定位。由于激光扫描器发射的是一种无形不可见的
激光束，因此在扫描区内过多过频的人员站立或走动、机械移动将会对扫描
质量产生影响，而且基于激光系统找平的设备一般价格比较昂贵，成本较高。
发明内容
[0003] 本发明提供了一种基于液体找平的3D摊铺系统，旨在提出一种新的3D摊铺找平方式，降
低信号传输受到的影响，减少设备成本投入。
[0004] 本发明提供了一种基于液体找平的3D摊铺系统，其包括：摊铺机、与所述摊铺机电性相连的3D摊铺控
制模块以及液体找平模块，所述液体找平模块实时获取摊铺机高程信息，并将所述高程信息发送至所述3D摊铺
控制模块，所述3D摊铺控制模块在获取到所述高程信息后生成对应所述摊铺机的摊铺指令，所述摊铺机根据所述摊铺指令执行当前摊铺厚度，所述液体找平模块包括测量管，所述测量管包括竖直固定于所述摊铺机上的第一直管、竖直固定于预定监测点的第二直管、以及连接于所述第一直管的
下管口和所述第二直管的下管口之间的连通管，所述连通管低于所述第一直管和所述第二直管，所述连通管为长度大于所述第一直管与所述第二直管之间的距离的软管，所述测量管内注入有测量液，所述测量液的液面位于所述第一直管和所述第二直管内，所述预定监测点处设有监测所述第二直管液面高度的测量仪，所述测量仪与所述3D摊铺控制模块电性相连。
[0005] 本发明
实施例通过液体找平模块实时获取摊铺机高程信息，并将高程信息发送至3D摊铺控制模块，3D摊铺控制模块在获取到高程信息后生成对应摊铺机的摊铺指令，引用液体的压强平衡原理来进行高程传递，在
信号传输上具有较强的抗干扰性，同时经济效益方面也具有更大的优势。
附图说明
[0006] 为了更清楚地说明本发明实施例技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0007] 图1是本发明实施例提供的一种基于液体找平的3D摊铺系统的结构示意图。
具体实施方式
[0008] 下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0009] 应当理解，当在本
说明书和所附
权利要求书中使用时，术语“包括”和“包含”指示所描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。
[0010] 还应当理解，在此本发明说明书中所使用的术语仅仅是出于描述特定实施例的目的而并不意在限制本发明。如在本发明说明书和所附权利要求书中所使用的那样，除非上下文清楚地指明其它情况，否则单数形式的“一”、“一个”及“该”意在包括复数形式。
[0011] 还应当进一步理解，在本发明说明书和所附权利要求书中使用的术语“和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合，并且包括这些组合。
[0012] 请参阅图1，是本发明实施例提供的一种基于液体找平的3D摊铺系统的结构示意图，该基于液体找平的3D摊铺系统包括：摊铺机10、与摊铺机10电性相连的3D摊铺控制模块30以及液体找平模块，液体找平模块实时获取摊铺机10高程信息，并将高程信息发送至3D摊铺控制模块30，3D摊铺控制模块30在获取到高程信息后生成对应摊铺机的摊铺指令，摊铺机10根据摊铺指令执行当前摊铺厚度，液体找平模块包括测量管，测量管包括竖直固定于摊铺机10上的第一直管21、竖直固定于预定监测点40的第二直管22、以及连接于第一直管21的下管口和第二直管22的下管口之间的连通管23，连通管23低于第一直管21和第二直管22，连通管23为长度大于第一直管21与第二直管22之间的距离的软管，测量管内注入有测量液，测量液的液面位于第一直管21和第二直管22内，预定监测点40处设有监测第二直管22液面高度的测量仪24，测量仪24与3D摊铺控制模块30电性相连。
[0013] 具体地，第一直管21固定在摊铺机10上，跟随摊铺机10动作，并通过连通管23将动作产生的高程变化量同步反馈到固定于预定监测点的第二直管22内，而在第二直管22内可以直接稳定的测出液面的变化量，从而计算出摊铺机10的高程信息。在具体实现中，可例如在第二直管22外壁设置刻度，通过红外线扫描设备实时获取第二直管22内液面对应的刻度值，从而得出液面变化值信息。通过液体找平模块实时获取摊铺机10高程信息，并将高程信息发送至3D摊铺控制模块30，3D摊铺控制模块30在获取到高程信息后生成对应摊铺机10的摊铺指令，引用液体的压强平衡原理来进行高程传递，在信号传输上具有较强的抗干扰性，同时经济效益方面也具有更大的优势。
[0014] 在一实施例中，若出现突发状况导致摊铺机10产生颠簸导致测量管内液面出现起伏时，采集因所述摊铺机高度调整引起的第二直管22内液面的读数变化值，读取读数变化值内对应的第一次达到的液面最高值和第一次达到的液面最低值，通过液面最高值和液面最低值计算出对应平静后的液面预测液面平衡值，在下次液面回复到预测液面平衡值的同一时刻、封堵第二直管22
上管口和或第一直管21上管口预定时长后解除封堵，待液面静止后读取第二直管22的读数，根据第二直管22读数的变化值计算所述高程信息。
[0015] 具体地，因为若让第二直管22内的液面自由回复平衡，一般需要的时间相对较长，如果通过最高值和最低值得出预测液面平衡值后，再在下次液面回复到预测液面平衡值的同一时刻封堵第二直管22上管口或第一直管21上管口预定时长后再解除封堵，该预定时长可以是比原本恢复时间短很多的瞬间，例如0.2秒，封堵后管内的液体会因两端剩余的密闭空气而强迫性静止或减速，则会大大降低第二直管22内液面恢复至平静的总时长。为封堵效果好，也可以选择同时封堵第二直管22上管口和第一直管21上管口。
[0016] 在一实施例中，液体找平模块还设有可同时封堵第一直管21上管口和第二直管22上管口、或者可单独封堵第一直管21上管口或第二直管22上管口的
电动阀门，阀门未在图中示出，阀门在需要启动时由3D摊铺控制模块30控制触发启动。
[0017] 在一实施例中，执行所述读取所述读数变化值内对应的第一次达到的液面最高值和第一次达到的液面最低值的步骤后还包括：判断所述液面最高值或所述液面最低值与变化前的液面静止值的差值是否超过第一预设差值范围，第一预设差值范围可以是一个固定值也可以是一个范围值；若液面最高值或液面最低值与变化前的液面静止值的差值不超过第一预设差值范围，摊铺机保持当前摊铺厚度继续进行摊铺作业。
[0018] 在一实施例中，在处于当前液面调整周期内时，摊铺机保持静止或以低于正常行驶速度的预设速度继续作业。
[0019] 具体地，为防止摊铺机找平过于频繁，影响摊铺效率，可预先设定找平出发
阈值，即液面最低值与变化前的液面静止值的差值是否超过预设差值范围，如果没有超过此范围则默认为摊铺路面是平整的，继续进行摊铺作业，只有超过阈值后才会进行找平动作。因为液体找平需要一段时间进行液面调整，此时最好让摊铺机保持静止，可以提高摊铺作业后路面的平整连贯性，或以低于正常行驶速度的预设速度继续作业，跨过突发情况的路面。
[0020] 在一实施例中，所述测量液为水或或
粘度不大于水粘度的液体。
[0021] 具体地，测量液可例如为水或者水
银，但不限定于此，也可以由其他的粘度不大于水粘度的液体来替代。
[0022] 实施例1
[0023] 以水为测量管内的液体为例，选择塑料透明水管加入适量水，第一直管、第二直管以及连通管的尺寸均为内径10mm、外径13mm，连通管长20m。以下为具体实验过程中遇到突发情况下的调整过程所得数据：
[0024] (1)平衡状态下，第二直管内液面读数是3cm，忽然管的一端抬高并且抬高到固定值，管内液体一端上升到最高读数时记录下读数(读数为11cm)，同时记录下另一端读数(读数为6cm)，此后水位上下浮动，达到平衡时间为7秒，平衡时的读数8.5cm左右。这是在没有阻
力的情况下，液体的找平时间有点长，摊铺机正常作业时不会每次等这么久之后才进行摊铺。那么采用什么方法可以减少这时间呢，针对这种情况，下面采用定时封闭管端的方式来减少封闭时间！平衡状态下，管两端读数都是3cm，忽然管的一端抬高并且抬高到固定值，管内液体一端上升到最高读数时记录下读数(读数为11cm)，同时记录下另一端读数(读数为6cm)，默认算出二者的平均数8.5cm，等液面下降到8.5cm时立刻封闭管的两端，封闭时间大概大概0.2秒，达到平衡时间为1.6秒，平衡时的读数同样也是8.5cm左右。这种情况下摊铺机的前进速度稍微降低，并且在开始的固定时间使用液面忽然上升前的正常摊铺数据，路面基本能铺的很平顺，这种忽然有
坑槽的情况，使用目前市场上的3D智能摊铺系统进行摊铺也没办法一次达到找平效果。
[0025] 在一实施例中，在执行摊铺机保持以低于正常行驶速度的预设速度继续作业后还包括：判断第一次解除封堵后所述第二管体内的液面起伏的第一次液面最高值或液面最高值与所述预测液面平衡值之间的差值是否超过第二预设差值范围；若第一次解除封堵后所述第二管体内的液面起伏的第一次液面最高值或液面最高值与所述预测液面平衡值之间的差值超过第二预设差值范围，则第二次启动液面调整工序。
[0026] 具体地，如果水管两端液面第一次强制找平之后松开管端，液面没有达到几乎静止的状态，而是又大范围得移动，这种情况应该是因为摊铺机连续两次经过了上下起伏稍大的地方。这时需要端口进行第二次强制找平，找平的时间也相应的增加，针对这项变化，做了以下的实例。
[0027] 实施例2
[0028] 以水为管内液体，选择塑料透明水管加入适量水，水管长20m，管的内径10mm，管的外径13mm。
[0029] 平衡状态下水管内的水位都是5cm，忽然抬高右侧的水管6cm，停留1秒后再抬高6cm，左侧的液面随之上升，右侧的液面相对移动后停留的
位置在下降，等到左侧液面上升到最高位置(液面基本静止状态下的位置)时记录下高程读数15，同时记录下时间1.88秒，此后左侧液面开始下降，等到下降到最低处(液面基本静止状态下的位置)时记录下高程读数6.5cm(估读)，同时记录下时间3.55秒，等到左侧液面再次上升到10.75cm(大约)时封闭管的两端，封闭时间大概0.2秒，达到平衡时间为5.3秒，有所停留大概0.2秒后松开端头，液面继续有所移动，左侧小幅度上升，等到左侧液面上升到最高处时记录下高程读11cm，同时记录下时间5.6秒，此后液面下降，下降到平均数时强制封闭管的两端，封闭时间大概0.2秒，停止封闭后液面基本不动，停留的总时间是6.1秒，这是在遇到比较大的坑洞，并且是短时间内连续两次液面大幅度的浮动情况下的时间，如果要摊铺的路面比较平顺，那么液面浮动不会有这么大，液面相对静止时间也不会有那么长。
[0030] 上面是针对20米长的水管而做的试验，实际施工过程中不可能每摊铺20米就迁站，目前3D摊铺一般控制的距离在80米左右，还能满足施工的要求，针对着这种情况，下面我们做了一个使用100米长水管的试验。
[0031] 实施例3
[0032] 以水为管内液体，选择塑料透明水管加入适量水，水管长100m，管的内径10mm，管的外径13mm。平衡状态下水管内的水位都是5cm，忽然抬高右侧的水管6cm，停留1秒后再抬高6cm，左侧的液面随之上升，右侧的液面相对移动后停留的位置在下降，等到左侧液面上升到最高位置(液面基本静止状态下的位置)时记录下高程读数14cm，同时记录下时间2.89秒，此后左侧液面开始下降，等到下降到最低处(液面基本静止状态下的位置)时记录下高程读数7.5cm，同时记录下时间4.89秒，等到左侧液面再次上升到10.75cm时封闭管的两端，封闭时间大概大概0.2秒，达到平衡时间为5.73秒，有所停留大概0.2秒后松开端头，液面继续有所移动，左侧小幅度上升，等到左侧液面上升到最高处时记录下高程读数11cm，同时记录下时间6.21秒，此后液面下降，下降到平均数时强制封闭管的两端，封闭时间大概0.2秒，停止封闭后液面基本不动，停留的总时间是7.01秒。这种情况下是用水作为找平液体，如果能使用高
密度的液体，反应时间会在一定程度上减少。
[0033] 不同的液体，如果它们的粘附阻力相同的的情况下，密度越大的液体，它的反应时间越短。那可以根据实际需要与成本的大小适当选择所需液体。
[0034] 以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉
本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的
修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。
