專利名稱：智能型磁懸浮靜力光輪精碾壓路機的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種壓路機。是一種運行精度高、用于路面的精碾、并能夠?qū)崿F(xiàn)路面平整度零返修的智能型磁懸浮靜力光輪精碾壓路機。
背景技術(shù)：
浙青公路具有表面平整、行車舒適、揚塵小、養(yǎng)護維修簡便等優(yōu)點，已成為國內(nèi)最普遍的公路路面形式之一。在浙青公路的施工過程中，利用靜力光輪壓路機將攤鋪的浙青混合料碾壓至平整均勻，是浙青公路施工過程中的最后也是最為關(guān)鍵的工序，對保證浙青路面平整度和延長通行車輛的壽命具有重要意義，但由于傳統(tǒng)的靜力光輪壓路機不具備對路面平整度的在線檢測和對自適應(yīng)調(diào)整功能，使得人們只能采用在路面竣工后，再通過檢測和返修的方式來保證路面的平整度，不僅影響了整體路面的美觀，還延長了路面的施工周期，更難以獲得具有較高平整度精度的浙青路面。隨著科學(xué)技術(shù)和社會經(jīng)濟的不斷發(fā)展，人們對路面的平整度要求越來越高，這種要求促進了路面檢測技術(shù)的發(fā)展，更促進了靜力光輪精碾壓路機的發(fā)展，但由于受傳統(tǒng)觀念的束縛，現(xiàn)有路面平整度仍采用竣工后人為檢測和返修的方式得以保證，例如3 m直尺最大間隙值法、連續(xù)式平整度儀標準差法、激光平整度測定儀、車載式顛簸累積儀等，這些檢測方法和儀器不僅存在人為因素影響大、精度低、測試效率低等問題，還容易破壞路面的整體美觀性，更難以滿足具有高平整精度浙青路面的施工要求，因此，若能從對浙青混合料碾壓的施工過程入手，實現(xiàn)施工過程中對路面平整度的在線檢測和自動補償，對提高浙青公路的施工效率和施工質(zhì)量具有重要的促進作用，其中，將在線檢測和自動控制技術(shù)相結(jié)合應(yīng)用于靜力光輪壓路機中制成靜力光輪精碾壓路機，使得前碾輪在完成對浙青混合料粗碾的同時，采集剛剛被碾路面平整度的信息，并將該信息傳遞給由多個相同的碾輪組成的后碾輪，后碾輪再根據(jù)該信息適時的調(diào)整其各個碾輪碾壓力的大小，完成對粗碾后路面的精碾，并實現(xiàn)路面平整度的零返修，便是有效的技術(shù)方法之一。本申請專利以實現(xiàn)靜力光輪壓路機工作過程中對浙青路面的精碾而獲得高平整精度的浙青路面為目標，將具有較強主動控制和信息處理能力，并能精確、可靠的實現(xiàn)在線檢測和自動補償功能的磁懸浮支承技術(shù)與傳統(tǒng)的靜力光輪壓路機相結(jié)合，研制出一種新型的智能型磁懸浮靜力光輪精碾壓路機，既符合浙青公路建筑行業(yè)的發(fā)展趨勢，又滿足路面機械行業(yè)的總體發(fā)展要求。經(jīng)檢索，國內(nèi)外雖已有多數(shù)壓路機的相關(guān)專利申請，但未見有本申請專利所提出的將磁懸浮技術(shù)與靜力光輪壓路機相結(jié)合制成的具有對路面平整度在線檢測和自動補償功能、可實現(xiàn)路面平整度的零返修、并主要用于路面精碾過程的智能型磁懸浮靜力光輪靜碾壓路機。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種運行精度高、用于路面的精碾、并能夠?qū)崿F(xiàn)路面平整度零返修的智能型磁懸浮靜力光輪精碾壓路機。本發(fā)明的技術(shù)解決方案是
一種智能型磁懸浮靜力光輪精碾壓路機，其特征是包括前碾輪和后碾輪，后碾輪由兩個實心輪和多個磁懸浮碾輪組成，前碾輪由一實心輪構(gòu)成，中心鉸接架位于前碾輪和后碾輪沿軸向方向的兩側(cè)，并通過軸承分別與前輪軸和后輪軸相連，使前碾輪和后碾輪連接在一起，前輪支架和后輪支架均通過中心鉸接架分別套裝在前碾輪和后碾輪的上方。在后碾輪中，兩個實心輪位于后輪軸兩端，各個磁懸浮碾輪位于后輪軸的中間位置，且相鄰磁懸浮碾輪之間無接觸，磁懸浮碾輪外圈直徑小于實心輪直徑，后輪軸對應(yīng)于各磁懸浮碾輪段均對稱安裝一對動磁極，每個磁懸浮碾輪內(nèi)側(cè)對應(yīng)于每個動磁極位置處分別安裝一靜電磁鐵。在后輪支架的內(nèi)側(cè)，對應(yīng)于每個磁懸浮碾輪水平中心線位置處均安裝一對進給調(diào)節(jié)電磁鐵，并沿每個磁懸浮碾輪豎直中心線均對稱地安裝一對上支承電磁鐵和一對下支承電磁鐵，在每對進給調(diào)節(jié)電磁鐵和每對上支承電磁鐵中分別安裝一個位移傳感器。后輪軸為無磁性的形式，每個磁懸浮碾輪、靜電磁鐵、進給調(diào)節(jié)電磁鐵、支承電磁鐵和動磁極均由軟磁材料制成。前輪支架的后側(cè)下方通過安裝架安裝多個路面平整度檢測器，其數(shù)量與磁懸浮碾輪數(shù)量相等，且每個檢測器的安裝位置與磁懸浮碾輪位置相對應(yīng)，檢測器與控制調(diào)節(jié)電磁鐵、支承電磁鐵工作的控制器連接。當(dāng)磁懸浮碾輪穩(wěn)定懸浮時，動磁極分別與其所對應(yīng)的各靜電磁鐵之間的氣隙值大于磁懸浮碾輪最低點與路面之間的間隙值。每個靜電磁鐵、進給調(diào)節(jié)電磁鐵、支承電磁鐵上均繞有線圈。各個支承電磁鐵的結(jié)構(gòu)參數(shù)相同，且任意時刻分別通入上支承電磁鐵和下支承電磁鐵線圈中的電流大小一致。本發(fā)明結(jié)構(gòu)合理，具有對施工路面平整度的在線檢測和自動補償，可用以對施工路面的精碾，能夠?qū)崿F(xiàn)對路面平整度零返修。


下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步說明。圖1是本發(fā)明一個實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為圖1的A-A視圖； 圖3為圖1的B-B視圖。
具體實施例方式一種智能型磁懸浮靜力光輪精碾壓路機，包括前碾輪和后碾輪，后碾輪由兩個實心輪22J4和多個磁懸浮碾輪10組成，前碾輪由一實心輪2構(gòu)成，中心鉸接架6位于前碾輪和后碾輪沿軸向方向的兩側(cè)，并通過軸承分別與前輪軸3和后輪軸18相連，使得前碾輪和后碾輪連接在一起，前輪支架1和后輪支架7均通過中心鉸接架6分別套裝在前碾輪和后碾輪的上方，在后碾輪中，兩個實心輪22、M位于后輪軸18兩端，各個磁懸浮碾輪位于后輪軸18的中間位置，相互之間不接觸，且磁懸浮碾輪外圈直徑相等，并小于實心輪22、M的直徑，后輪軸18對應(yīng)于磁懸浮碾輪段對稱的安裝一對動磁極13、19，每個磁懸浮碾輪內(nèi)側(cè)對應(yīng)于每個動磁極13、19位置處分別安裝一靜電磁鐵14、20，在后輪支架7的內(nèi)側(cè)，對應(yīng)于每個磁懸浮碾輪水平中心線位置處安裝一對進給調(diào)節(jié)電磁鐵，并沿每個磁懸浮碾輪豎直中心線對稱的安裝一對上支承電磁鐵和一對下支承電磁鐵，在每對進給調(diào)節(jié)電磁鐵和每對上支承電磁鐵中分別安裝一個位移傳感器。后輪軸18不具有磁性，每個磁懸浮碾輪、靜電磁鐵、進給調(diào)節(jié)電磁鐵、支承電磁鐵和動磁極均由軟磁材料制成。前輪支架1的后側(cè)下方通過安裝架5安裝多個路面平整度檢測器4，其數(shù)量與磁懸浮碾輪數(shù)量相等，且每個檢測器的安裝位置與磁懸浮碾輪位置相對應(yīng)，當(dāng)磁懸浮碾輪穩(wěn)定懸浮時，動磁極13和19分別與兩者所對應(yīng)的各靜電磁鐵之間的氣隙值大于磁懸浮碾輪最低點與路面之間的間隙值，且每個靜電磁鐵、進給調(diào)節(jié)電磁鐵、支承電磁鐵上均繞有線圈。各個支承電磁鐵的結(jié)構(gòu)參數(shù)相同，且任意時刻分別通入上支承電磁鐵和下支承電磁鐵線圈中的電流大小一致。為便于敘述，取某一磁懸浮碾輪10的工作過程為例，講述智能型磁懸浮靜力光輪壓路機的工作原理，其余磁懸浮碾輪的工作過程與10 —致。工作之前，所有線圈均不通電，磁懸浮碾輪10與地面接觸，與其對應(yīng)的路面平整度檢測器4以及位移傳感器9、12均不工作。工作時，上支承電磁鐵11、15、下支承電磁鐵17、21和進給調(diào)節(jié)電磁鐵8、16中的線圈首先通電，待位移傳感器9、12檢測出磁懸浮碾輪10穩(wěn)定懸浮后，靜電磁鐵14、20中線圈和路面平整度檢測器4同時通電，隨后，開啟驅(qū)動電機，帶動后輪軸18和位于后輪軸上的動磁極13、19 一起做旋轉(zhuǎn)運動，使得位于動碾輪內(nèi)側(cè)的靜電磁鐵14和20分別與動磁極13和 19之間的磁阻增大，根據(jù)磁通總是向磁阻小的線路集中的原理，動磁極13和19分別以磁力吸引靜電磁鐵14和20，使得動磁極13和19分別與靜電磁鐵14和20之間的磁力產(chǎn)生切向分力，即使得靜電磁鐵14、20產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩，從而帶動磁懸浮碾輪10隨后輪軸18做同向同速旋轉(zhuǎn)運動，同時，后輪軸10又帶動位于其兩端的實心輪22J4轉(zhuǎn)動，實心輪22J4又通過中心鉸接架6的作用帶動前碾輪2工作，若磁懸浮碾輪10在軸向方向發(fā)生偏移時，同樣根據(jù)磁通總是向磁阻小的線路集中的原理，固定于后輪支架上7的支承電磁鐵11、15、17、21和進給調(diào)節(jié)電磁鐵8、16分別以磁力吸引磁懸浮碾輪10，使得磁懸浮碾輪10在軸向方向上迅速回到平衡位置。前碾輪2主要用于實現(xiàn)對路面的粗碾，路面平整度檢測器4隨時記錄下相關(guān)路面粗碾后的路面平整度信息，并將該信息傳遞給控制器，控制器經(jīng)分析處理后，根據(jù)后碾輪的運行速度，及時向各支承電磁鐵線圈發(fā)出控制電流信號，適時地調(diào)整磁懸浮碾輪10的碾壓力，當(dāng)路面平整度檢測器4在某處檢測出粗碾后路面的實際高度高于路面的理想高度時，經(jīng)控制器分析后，根據(jù)后碾輪的運動速度，當(dāng)檢測器4所對應(yīng)的磁懸浮碾輪10運動至此處時，在增大下支承電磁鐵17、21電磁吸力的同時，減小上支承電磁鐵11、15的電磁吸力， 使得磁懸浮碾輪的碾壓力增大，將此處的路面高度壓至理想位置，反之，當(dāng)路面平整度檢測器4檢測出某處粗碾后路面的實際高度低于路面的理想高度時，經(jīng)控制器分析后，根據(jù)后碾輪的運動速度，在檢測器4所對應(yīng)磁懸浮碾輪10運動至此處時，在減小下支承電磁鐵17、 21電磁吸力的同時，增大上支承電磁鐵11、15的電磁吸力，使得磁懸浮碾輪的碾壓力為零， 從而獲得較高水平的路面平整度。由于上支承電磁鐵11、15是沿磁懸浮碾輪豎直中心線對稱安裝，且兩者的結(jié)構(gòu)參數(shù)和任意時刻分別通入兩者線圈中的電流大小均一致，因此上支承電磁鐵11和15沿水平方向的電磁力合力相互抵消，同理，下支承電磁鐵17和21沿水平方向的電磁力分力也相互抵消。若位移傳感器9檢測出磁懸浮碾輪10在運動過程中沿水平方向發(fā)生偏移時，通過控制器的作用，在增大一側(cè)進給調(diào)節(jié)電磁鐵電磁力的同時，減小另一側(cè)進給調(diào)節(jié)電磁鐵的電磁力，保證磁懸浮碾輪10沿水平方向始終處于平衡位置。在磁懸浮碾輪10的整個運動過程中，位移傳感器9始終處于工作狀態(tài)，以保證磁懸浮碾輪10在水平方向上始終處于平衡位置，而位移傳感器12僅僅在支承電磁鐵11、15、17、21未收到控制器發(fā)出的控制信號之前工作，以保證磁懸浮碾輪10在豎直方向上處于平衡位置，一旦支承電磁鐵11、15、17、21收到控制器發(fā)出的信號并分別對上、下支承電磁鐵11、15和17,21的電磁力做出調(diào)整時，位移傳感器12停止工作，隨后，上、下支承電磁鐵11、15和17、21的電磁力將根據(jù)檢測器4的檢測信號進行調(diào)整。 工作結(jié)束后，驅(qū)動電機首先停止旋轉(zhuǎn)，前碾輪與后碾輪停止運動，隨后路面平整度檢測器4停止工作，最后支承電磁鐵11、15、17、21、進給調(diào)節(jié)電磁鐵8、16和靜電磁鐵14、20 中線圈停止通電，磁懸浮碾輪10落于地面接觸，由于當(dāng)磁懸浮碾輪10穩(wěn)定懸浮時，動磁極 13,19分別與靜電磁鐵14、20之間的氣隙值大于磁懸浮碾輪10最低點與路面之間的間隙值，因此，當(dāng)磁懸浮碾輪落于地面時，動磁極13、19不會分別與靜磁極14、20相碰。
權(quán)利要求
1.一種智能型磁懸浮靜力光輪精碾壓路機，其特征是包括前碾輪和后碾輪，后碾輪由兩個實心輪和多個磁懸浮碾輪組成，前碾輪由一實心輪構(gòu)成，中心鉸接架位于前碾輪和后碾輪沿軸向方向的兩側(cè)，并通過軸承分別與前輪軸和后輪軸相連，使前碾輪和后碾輪連接在一起，前輪支架和后輪支架均通過中心鉸接架分別套裝在前碾輪和后碾輪的上方。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能型磁懸浮靜力光輪精碾壓路機，其特征是在后碾輪中，兩個實心輪位于后輪軸兩端，各個磁懸浮碾輪位于后輪軸的中間位置，且相鄰磁懸浮碾輪之間無接觸，磁懸浮碾輪外圈直徑小于實心輪直徑，后輪軸對應(yīng)于各磁懸浮碾輪段均對稱安裝一對動磁極，每個磁懸浮碾輪內(nèi)側(cè)對應(yīng)于每個動磁極位置處分別安裝一靜電磁鐵。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的智能型磁懸浮靜力光輪精碾壓路機，其特征是在后輪支架的內(nèi)側(cè)，對應(yīng)于每個磁懸浮碾輪水平中心線位置處均安裝一對進給調(diào)節(jié)電磁鐵，并沿每個磁懸浮碾輪豎直中心線均對稱地安裝一對上支承電磁鐵和一對下支承電磁鐵，在每對進給調(diào)節(jié)電磁鐵和每對上支承電磁鐵中分別安裝一個位移傳感器。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的智能型磁懸浮靜力光輪精碾壓路機，其特征在于后輪軸為無磁性的形式，每個磁懸浮碾輪、靜電磁鐵、進給調(diào)節(jié)電磁鐵、支承電磁鐵和動磁極均由軟磁材料制成。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的智能型磁懸浮靜力光輪精碾壓路機，其特征是前輪支架的后側(cè)下方通過安裝架安裝多個路面平整度檢測器，其數(shù)量與磁懸浮碾輪數(shù)量相等，且每個檢測器的安裝位置與磁懸浮碾輪位置相對應(yīng)，檢測器與控制調(diào)節(jié)電磁鐵、支承電磁鐵工作的控制器連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的智能型磁懸浮靜力光輪精碾壓路機，其特征是當(dāng)磁懸浮碾輪穩(wěn)定懸浮時，動磁極分別與其所對應(yīng)的各靜電磁鐵之間的氣隙值大于磁懸浮碾輪最低點與路面之間的間隙值。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的智能型磁懸浮靜力光輪精碾壓路機，其特征是每個靜電磁鐵、進給調(diào)節(jié)電磁鐵、支承電磁鐵上均繞有線圈。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的智能型磁懸浮靜力光輪精碾壓路機，其特征是各個支承電磁鐵的結(jié)構(gòu)參數(shù)相同，且任意時刻分別通入上支承電磁鐵和下支承電磁鐵線圈中的電流大小一致。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種智能型磁懸浮靜力光輪精碾壓路機，包括前碾輪和后碾輪，后碾輪由兩個實心輪和多個磁懸浮碾輪組成，前碾輪由一實心輪構(gòu)成，中心鉸接架位于前碾輪和后碾輪沿軸向方向的兩側(cè)，并通過軸承分別與前輪軸和后輪軸相連，使前碾輪和后碾輪連接在一起，前輪支架和后輪支架均通過中心鉸接架分別套裝在前碾輪和后碾輪的上方。本發(fā)明結(jié)構(gòu)合理，具有對施工路面平整度的在線檢測和自動補償，可用以對施工路面的精碾，能夠?qū)崿F(xiàn)對路面平整度零返修。
文檔編號E01C19/29GK102561158SQ201210013129
公開日2012年7月11日 申請日期2012年1月17日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月17日
發(fā)明者吳強, 周一丹, 錢永明, 馬蘇揚 申請人:南通大學(xué)