專利名稱：壓實作業輔助裝置、壓實作業輔助方法和壓路機的制作方法
技術領域：
本發明涉及工程技術領域，具體而言，涉及一種壓實作業輔助裝置、一種壓實作業輔助方法和一種壓路機。
背景技術：
目前，大多數國外振動壓路機的都采用了壓實度檢測裝置，而國內部分產商的壓路機也裝配或選配了壓實度檢測裝置，以實時監測施工路面的壓實情況，該裝置可有效的監測到路面的壓實度信息，可在一定程度上的提高施工質量和降低施工成本。采用上述方法的壓實度檢測裝置，存在以下缺點振動壓路機工作時，壓實度檢測裝置都只是反映當時的壓實地面的壓實情況，施工人員在具體操作過程中，只能被動的接受壓實結果。壓實結果要么是該路段整體壓實度(對多個采樣點的壓實度進行平均計算)， 要么就是每個采樣點的壓實度，其對下一遍壓實的參考意義不是很大，難以在下一遍壓實時比較合理的修正壓實均勻性。因此，現有的壓實度檢測裝置也就無法對后續的壓實作業提供有力的指導。總體來說，現有的壓實度檢測裝置雖然在施工中提供了壓實度信息，但不能更好的實現精細化的作業，難以實現均勻壓實，無法指導下一遍壓實作業，使得后續壓實作業依然依賴于操作人員的工程經驗。因此，需要提供一種新的用于在壓路過程中按區域檢測壓實度的方案，以實現精細化作業，能夠針對不同區域壓實度情況，進行不同壓實處理，實現均勻壓實，進一步的，可以提供壓實作業建議工作參數，如振動頻率，振幅、壓實速度、整體壓實遍數等，從而有效的指導下一遍壓實作業，降低對操作人員的工程經驗的依賴度，更進一步地達到最優的壓實作業并減少能源與機器損耗。同時，需要收集驗收道路的依據，準確及時地對用戶進行提醒，并為道路維修提供指導作用。
發明內容
本發明所要解決的技術問題在于，提供一種新的用于在壓路過程中按區域檢測壓實度的方案，以針對不同區域，進行不同壓實處理，從而實現精細化的作業，同時，需要在壓路過程中針對不同區域提供作業建議參數，完成對壓路作業的指導工作。有鑒于此，本發明提供一種壓實作業輔助裝置，包括工作信號采集單元，采集壓路機的工作信號；反饋信號采集單元，采集路面在受到壓路機的作用力后的反饋信號；主控單元，對路面上不同位置的所述反饋信號進行處理，取得路面上不同工作位置的壓實度， 對所述工作信號進行處理，得到所述壓路機在不同時刻的工作位置，并進一步得到所述壓路機在不同時間段的工作區域，以及按預定方式對所述工作區域內的多個壓實度進行處理，得到所述工作區域的壓實質量參數，其中，所述壓實質量參數包括所述工作區域的整體壓實度，所述工作信號包括所述壓路機的驅動馬達的轉速和/或振動頻率以及初始工作位置。整體壓實度反應的是一個路面區域的整體范圍內的壓實質量，結合路面區域多個點的壓實度而得到，區別于對于路面某一點的壓實度。驅動馬達轉速反映的是壓路機的作業速度，結合時間很容易推算其作業位置，工作信號不限于驅動馬達的轉速，也可以是驅動馬達的振動頻率，轉速可以直接測量，也可以通過驅動馬達的振動頻率提取其轉速值，同樣可以推算出壓路機的作業速度。在該技術方案中，可以針對具體的區域來檢測壓實度，相比于對單個點或整個路段檢測壓實度來說，本方案更有利于明確具體區域的壓實度，有利于指導后續的對該區域的壓實作業。主控單元可以采用多種類型的主控芯片。在該技術方案中，由于目前檢測不同點的壓實度的方法較多，所以反饋信號可以是壓路機在壓路過程中受到反作用力后的振動加速度信號，或是壓實路面時振動波在路面橫向傳遞的時間長度，或是壓實路面時材料中空氣含量的變化，在反饋信號為上述振動加速度信號時，反饋信號采集單元可以是加速度計。在上述技術方案中，優選地，所述主控單元還按預定方式，取得所述壓路機的額定性能和與所述工作區域的材料匹配的壓實曲線，并對所述工作區域的整體壓實度、所述壓路機的額定性能和與所述材料匹配的壓實曲線進行處理，以得到所述壓路機對所述工作區域的最小壓實遍數，和/或所述壓路機對所述工作區域每次壓實作業時的作業建議參數， 其中，所述壓實曲線反映不同材料的累計受力與壓實度之間的關系，或單次受力與壓實度增量之間的關系。在該技術方案中，獲取不同工作區域的最小壓實遍數以及下次作業建議參數，可以針對每個工作區域，精細化地指導并優化壓實作業，提升了壓實作業的精細程度。在上述技術方案中，優選地，所述主控單元還根據路面上不同工作區域的壓實度， 取得所述路面的整體壓實度，以及對所述路面的整體壓實度、所述壓路機的額定性能和與所述材料匹配的壓實曲線進行處理，以得到所述壓路機對所述路面的最小壓實遍數，和/ 或所述壓路機對所述路面每次壓實作業時的作業建議參數。在該技術方案中，但針對不同工作區域進行壓實作業太過占用時間時，完全可以獲取取得針對整個路面的最小壓實變數以及下次作業建議參數，針對整個路面進行壓實作業，能提高壓實作業的效率。在上述技術方案中，優選地，所述主控單元根據所述工作區域是否已進行壓實作業，或進行壓實作業后的整體壓實度，確定所述工作區域的工作狀態。在該技術方案中，如果工作區域未經過壓實作業，可確定為未壓實狀態，如果工作區域已經過壓實作業，則將該區域的整體壓實度與預定閾值進行比較，在該區域的整體壓實度大于預定閾值時，確定為過壓實狀態，在該區域的整體壓實度等于預定閾值時，確定為已壓實狀態，在該區域的整體壓實度小于預定閾值時，確定為欠壓實狀態。在上述技術方案中，優選地，還包括溫度測量單元，用于采集所述工作區域的溫度，供所述主控單元根據所述溫度對所述材料的壓實度的影響，對與所述材料匹配的壓實曲線進行修正。在該技術方案中，由于壓路材料在不同溫度下被壓實后，最終壓實度存在差異，本方案中將溫度也考慮在內，保證了最后生成的作業建議參數更加準確。在上述技術方案中，優選地，還包括輸入單元，用于供用戶輸入所述材料的信息， 供所述主控單元根據所述材料的信息，從預置的多種壓實曲線中查詢出與所述材料相符的壓實曲線；和/或顯示單元，用于顯示所述作業建議參數和/或工作狀態；和/或通訊單元， 用于連接至所述壓路機的預定裝置，供所述主控單元通過所述通訊單元，從所述壓路機的預定裝置，獲取所述壓路機的額定性能。在該技術方案中，順利地獲取了壓路機性能以及壓實曲線，完成了作業建議參數的計算，并能將作業建議參數顯示給用戶，指導用戶完成下一次的壓路作業。通訊單元可以是通訊接口，而輸入單元可以采用鍵盤。在該技術方案中，不同的工作狀態可以以不同顏色或其他形式顯示給用戶，便于用戶準確識別出不同區域壓實質量的好壞。顯示單元可以是觸摸顯示屏，其還可以作為輸入單元。在上述技術方案中，優選地，所述作業建議參數包括作業速度、振動幅值和/或振動頻率。在該技術方案中，上述內容僅為舉例，并不用于限制作業建議參數，作業建議參數可以包括多種參數。在上述技術方案中，優選地，還包括存儲單元，對所述工作區域在被壓路機最后一遍壓實后的所述壓實質量參數進行記錄；和/或在所述壓實質量參數超出預定區間時對所述工作區域進行記錄；和/或對所述工作區域的不同壓實過程中所述路面的材料和壓實度，以及所述壓路機的額定性能進行記錄。在該技術方案中，最后一遍壓實后的壓實質量參數，可以作為驗收道路的有效依據，而對與一些質量參數在預定區間外的區域，很可能是壓實質量存在問題，能夠準確及時地對用戶進行提醒，并為道路維修提供指導作用，而累計的不同壓實過程中的壓實度、壓路機性能等信息，可以用于后續修正材料的壓實曲線。在上述技術方案中，優選地，所述壓實質量參數還包括路面變異系數。在該技術方案中，除了路面變異系數以外，壓實質量參數還可以包括更多類型信息。本發明還提供一種壓實作業輔助方法，包括步驟202，采集壓路機的工作信號； 步驟204，采集路面在受到壓路機的作用力后的反饋信號；步驟206，對路面上不同位置的所述反饋信號進行處理，取得路面上不同工作位置的壓實度，對所述工作信號進行處理，得到所述壓路機在不同時刻的工作位置，并進一步得到所述壓路機在不同時間段的工作區域，以及按預定方式對所述工作區域內的多個壓實度進行處理，得到所述工作區域的壓實質量參數，其中，所述壓實質量參數包括所述工作區域的整體壓實度，所述工作信號包括所述壓路機的驅動馬達的轉速和/或振動頻率以及初始工作位置。整體壓實度反應的是一個路面區域的整體范圍內的壓實質量，結合路面區域多個點的壓實度而得到，區別于對于路面某一點的壓實度。驅動馬達轉速反映的是壓路機的作業速度，結合時間很容易推算其作業位置，工作信號不限于驅動馬達的轉速，也可以是驅動馬達的振動頻率，轉速可以直接測量，也可以通過驅動馬達的振動頻率提取其轉速值，同樣可以推算出壓路機的作業速度。在該技術方案中，可以針對具體的區域來檢測壓實度，相比于對單個點或整個路段檢測壓實度來說，本方案更有利于明確具體區域的壓實度，有利于指導后續的對該區域的壓實作業。可以采用多種類型的主控芯片來完成對工作信號的處理。在該技術方案中， 由于目前檢測不同點的壓實度的方法較多，所以反饋信號可以是壓路機在壓路過程中受到反作用力后的振動加速度信號，或是壓實路面時振動波在路面橫向傳遞的時間長度，或是壓實路面時材料中空氣含量的變化，在反饋信號為上述振動加速度信號時，反饋信號采集單元可以是加速度計。在上述技術方案中，優選地，還包括按預定方式，取得所述壓路機的額定性能和與所述工作區域的材料匹配的壓實曲線，并對所述工作區域的整體壓實度、所述壓路機的額定性能和與所述材料匹配的壓實曲線進行處理，以得到所述壓路機對所述工作區域的最小壓實遍數，和/或所述壓路機對所述工作區域每次壓實作業時的作業建議參數，其中，所述壓實曲線反映不同材料的累計受力與壓實度之間的關系，或單次受力與壓實度增量之間的關系。在該技術方案中，獲取不同工作區域的最小壓實遍數以及下次作業建議參數，可以針對每個工作區域，精細化地指導并優化壓實作業，提升了壓實作業的精細程度。在上述技術方案中，優選地，還包括根據路面上不同工作區域的壓實度，取得所述路面的整體壓實度，以及對所述路面的整體壓實度、所述壓路機的額定性能和與所述材料匹配的壓實曲線進行處理，以得到所述壓路機對所述路面的最小壓實遍數，和/或所述壓路機對所述路面每次壓實作業時的作業建議參數。在該技術方案中，但針對不同工作區域進行壓實作業太過占用時間時，完全可以獲取取得針對整個路面的最小壓實變數以及下次作業建議參數，針對整個路面進行壓實作業，能提高壓實作業的效率。在上述技術方案中，優選地，還包括根據所述工作區域是否已進行壓實作業，或進行壓實作業后的整體壓實度，確定所述工作區域的工作狀態。在該技術方案中，如果工作區域未經過壓實作業，可確定為未壓實狀態，如果工作區域已經過壓實作業，則將該區域的整體壓實度與預定閾值進行比較，在該區域的整體壓實度大于預定閾值時，確定為過壓實狀態，在該區域的整體壓實度等于預定閾值時，確定為已壓實狀態，在該區域的整體壓實度小于預定閾值時，確定為欠壓實狀態。在上述技術方案中，優選地，還包括采集所述工作區域的溫度，并根據所述溫度對所述材料的壓實度的影響，對與所述材料匹配的壓實曲線進行修正。在該技術方案中，由于壓路材料在不同溫度下被壓實后，最終壓實度存在差異，本方案中將溫度也考慮在內，保證了最后生成的作業建議參數更加準確。在上述技術方案中，優選地，還包括根據用戶輸入所述材料的信息，從預置的多種壓實曲線中查詢出與所述材料相符的壓實曲線；和/或顯示所述作業建議參數和/或工作狀態；和/或從所述壓路機的預定裝置，獲取所述壓路機的額定性能。在該技術方案中，順利地獲取了壓路機性能以及壓實曲線，完成了作業建議參數的計算，并能將作業建議參數顯示給用戶，指導用戶完成下一次的壓路作業。可以通過通訊接口來獲取壓路機的性能，可以采用鍵盤輸入材料信息。在該技術方案中，不同的工作狀態可以以不同顏色或其他形式顯示給用戶，便于用戶準確識別出不同區域壓實質量的好壞。 參數和狀態的顯示可以通過觸摸顯示屏完成，其還可以用于輸入材料信息。在上述技術方案中，優選地，所述作業建議參數包括作業速度、振動幅值和/或振動頻率。在該技術方案中，上述內容僅為舉例，并不用于限制作業建議參數，作業建議參數可以包括多種參數。在上述技術方案中，優選地，還包括對所述工作區域在被壓路機最后一遍壓實后的所述壓實質量參數進行記錄；和/或在所述壓實質量參數超出預定區間時對所述工作區域進行記錄；和/或對所述工作區域的不同壓實過程中所述路面的材料和壓實度，以及所述壓路機的額定性能進行記錄。在該技術方案中，最后一遍壓實后的壓實質量參數，可以作為驗收道路的有效依據，而對與一些質量參數在預定區間外的區域，很可能是壓實質量存在問題，能夠準確及時地對用戶進行提醒，并為道路維修提供指導作用，而累計的不同壓實過程中的壓實度、壓路機性能等信息，可以用于后續修正材料的壓實曲線。在上述技術方案中，優選地，所述壓實質量參數還包括路面變異系數。在該技術方案中，除了路面變異系數以外，壓實質量參數還可以包括更多類型信息。本發明還提供一種壓路機，包括如上述的壓實作業輔助裝置。具備了上述壓實作業輔助裝置的壓路機，能夠針對不同區域采集壓實度，并能夠生成對具體區域的作業建議參數，以保證順利完成下一次作業。通過以上技術方案，可以實現一種壓實作業輔助裝置、一種壓實作業輔助方法和一種壓路機，用于在壓路過程中按區域檢測壓實度的方案，以針對不同區域，進行不同壓實處理，從而實現精細化的作業，同時，需要在壓路過程中針對不同區域提供作業建議參數， 完成對壓路作業的指導工作。
圖1是根據本發明的一個實施例的壓實作業輔助裝置的框圖；圖2是根據本發明的一個實施例的壓實作業輔助方法的流程圖；圖3是根據本發明的一個實施例的壓路機的框圖；圖4是根據本發明的一個實施例的壓路機的作業示意圖；圖5是根據本發明的一個實施例的壓實作業輔助裝置的結構示意圖；圖6是根據本發明的一個實施例的壓路機的轉速測量示意圖；圖7是根據本發明的一個實施例的壓實作業輔助裝置得到的不同區域的壓實度示意圖。
具體實施例方式為了能夠更清楚地理解本發明的上述目的、特征和優點，下面結合附圖和具體實施方式
對本發明進行進一步的詳細描述。在下面的描述中闡述了很多具體細節以便于充分理解本發明，但是，本發明還可以采用其他不同于在此描述的其他方式來實施，因此，本發明并不限于下面公開的具體實施例的限制。圖1是根據本發明的一個實施例的壓實作業輔助裝置的框圖。如圖1所示，本發明提供一種壓實作業輔助裝置100，包括工作信號采集單元 102，采集壓路機的工作信號；反饋信號采集單元104，采集路面在受到壓路機的作用力后的反饋信號；主控單元106，對路面上不同位置的所述反饋信號進行處理，取得路面上不同工作位置的壓實度，對所述工作信號進行處理，得到所述壓路機在不同時刻的工作位置，并進一步得到所述壓路機在不同時間段的工作區域，以及按預定方式對所述工作區域內的多個壓實度進行處理，得到所述工作區域的壓實質量參數，其中，所述壓實質量參數包括所述工作區域的整體壓實度，所述工作信號包括所述壓路機的驅動馬達的轉速和/或振動頻率以及初始工作位置。整體壓實度反應的是一個路面區域的整體范圍內的壓實質量，結合路面區域多個點的壓實度而得到，區別于對于路面某一點的壓實度。驅動馬達轉速反映的是壓路機的作業速度，結合時間很容易推算其作業位置，工作信號不限于驅動馬達的轉速，也可以是驅動馬達的振動頻率，轉速可以直接測量，也可以通過驅動馬達的振動頻率提取其轉速值，同樣可以推算出壓路機的作業速度。在該技術方案中，可以針對具體的區域來檢測壓實度，相比于對單個點或整個路段檢測壓實度來說，本方案更有利于明確具體區域的壓實度，有利于指導后續的對該區域的壓實作業。主控單元106可以采用多種類型的主控芯片。在該技術方案中，由于目前檢測不同點的壓實度的方法較多，所以反饋信號可以是壓路機在壓路過程中受到反作用力后的振動加速度信號，或是壓實路面時振動波在路面橫向傳遞的時間長度，或是壓實路面時材料中空氣含量的變化，在反饋信號為上述振動加速度信號時，反饋信號采集單元104可以是加速度計。在上述技術方案中，所述主控單元106還按預定方式，取得所述壓路機的額定性能和與所述工作區域的材料匹配的壓實曲線，并對所述工作區域的整體壓實度、所述壓路機的額定性能和與所述材料匹配的壓實曲線進行處理，以得到所述壓路機對所述工作區域的最小壓實遍數，和/或所述壓路機對所述工作區域每次壓實作業時的作業建議參數，其中，所述壓實曲線反映不同材料的累計受力與壓實度之間的關系，或單次受力與壓實度增量之間的關系。在該技術方案中，獲取不同工作區域的最小壓實遍數以及下次作業建議參數，可以針對每個工作區域，精細化地指導并優化壓實作業，提升了壓實作業的精細程度。在上述技術方案中，優選地，所述主控單元106還根據路面上不同工作區域的壓實度，取得所述路面的整體壓實度，以及對所述路面的整體壓實度、所述壓路機的額定性能和與所述材料匹配的壓實曲線進行處理，以得到所述壓路機對所述路面的最小壓實遍數， 和/或所述壓路機對所述路面每次壓實作業時的作業建議參數。在該技術方案中，但針對不同工作區域進行壓實作業太過占用時間時，完全可以獲取取得針對整個路面的最小壓實變數以及下次作業建議參數，針對整個路面進行壓實作業，能提高壓實作業的效率。在上述技術方案中，優選地，所述主控單元106根據所述工作區域是否已進行壓實作業，或進行壓實作業后的整體壓實度，確定所述工作區域的工作狀態。在該技術方案中，如果工作區域未經過壓實作業，可確定為未壓實狀態，如果工作區域已經過壓實作業， 則將該區域的整體壓實度與預定閾值進行比較，在該區域的整體壓實度大于預定閾值時， 確定為過壓實狀態，在該區域的整體壓實度等于預定閾值時，確定為已壓實狀態，在該區域的整體壓實度小于預定閾值時，確定為欠壓實狀態。在上述技術方案中，優選地，還包括溫度測量單元108，用于采集所述工作區域的溫度，供所述主控單元根據所述溫度對所述材料的壓實度的影響，對與所述材料匹配的壓實曲線進行修正。在該技術方案中，由于壓路材料在不同溫度下被壓實后，最終壓實度存在差異，本方案中將溫度也考慮在內，保證了最后生成的作業建議參數更加準確。在上述技術方案中，還包括輸入單元112，用于供用戶輸入所述材料的信息，供所述主控單元106根據所述材料的信息，從預置的多種壓實曲線中查詢出與所述材料相符的壓實曲線；和/或顯示單元114，用于顯示所述作業建議參數和/或工作狀態；和/或通訊單元110，用于連接至所述壓路機的預定裝置，供所述主控單元104通過所述通訊單元110， 從所述壓路機的預定裝置，獲取所述壓路機的額定性能。在該技術方案中，順利地獲取了壓路機性能以及壓實曲線，完成了作業建議參數的計算，并能將作業建議參數顯示給用戶，指導用戶完成下一次的壓路作業。通訊單元110 可以是通訊接口，而輸入單元112可以采用鍵盤。在該技術方案中，不同的工作狀態可以以不同顏色或其他形式顯示給用戶，便于用戶準
在上述技術方案中，所述作業建議參數包括作業速度、振動幅值和/或振動頻率。 在該技術方案中，上述內容僅為舉例，并不用于限制作業建議參數，作業建議參數可以包括多種參數。在上述技術方案中，還包括存儲單元116，對所述工作區域在被壓路機最后一遍壓實后的所述壓實質量參數進行記錄；和/或在所述壓實質量參數超出預定區間時對所述工作區域進行記錄；和/或對所述工作區域的不同壓實過程中所述路面的材料和壓實度， 以及所述壓路機的額定性能進行記錄。在該技術方案中，最后一遍壓實后的壓實質量參數， 可以作為驗收道路的有效依據，而對與一些質量參數在預定區間外的區域，很可能是壓實質量存在問題，能夠準確及時地對用戶進行提醒，并為道路維修提供指導作用，最后一遍壓實后的壓實質量參數，可以作為驗收道路的有效依據，而對與一些質量參數在預定區間外的區域，很可能是壓實質量存在問題，能夠準確及時地對用戶進行提醒，而累計的不同壓實過程中的壓實度、壓路機性能等信息，可以用于后續修正材料的壓實曲線。在上述技術方案中，所述壓實質量參數還包括路面變異系數。在該技術方案中，除了路面變異系數以外，壓實質量參數還可以包括更多類型信息。圖2是根據本發明的一個實施例的壓實作業輔助方法的流程圖。如圖2所示，本發明還提供一種壓實作業輔助方法，包括步驟202，采集壓路機的工作信號；步驟204，采集路面在受到壓路機的作用力后的反饋信號；步驟206，對路面上不同位置的所述反饋信號進行處理，取得路面上不同工作位置的壓實度，對所述工作信號進行處理，得到所述壓路機在不同時刻的工作位置，并進一步得到所述壓路機在不同時間段的工作區域，以及按預定方式對所述工作區域內的多個壓實度進行處理，得到所述工作區域的壓實質量參數，其中，所述壓實質量參數包括所述工作區域的整體壓實度，所述工作信號包括所述壓路機的驅動馬達的轉速和/或振動頻率以及初始工作位置。整體壓實度反應的是一個路面區域的整體范圍內的壓實質量，結合路面區域多個點的壓實度而得到，區別于對于路面某一點的壓實度。驅動馬達轉速反映的是壓路機的作業速度，結合時間很容易推算其作業位置，工作信號不限于驅動馬達的轉速，也可以是驅動馬達的振動頻率，轉速可以直接測量，也可以通過驅動馬達的振動頻率提取其轉速值，同樣可以推算出壓路機的作業速度。在該技術方案中，可以針對具體的區域來檢測壓實度，相比于對單個點或整個路段檢測壓實度來說，本方案更有利于明確具體區域的壓實度，有利于指導后續的對該區域的壓實作業。可以采用多種類型的主控芯片來完成對工作信號的處理。在該技術方案中， 由于目前檢測不同點的壓實度的方法較多，所以反饋信號可以是壓路機在壓路過程中受到反作用力后的振動加速度信號，或是壓實路面時振動波在路面橫向傳遞的時間長度，或是壓實路面時材料中空氣含量的變化，在反饋信號為上述振動加速度信號時，反饋信號采集單元可以是加速度計。在上述技術方案中，還包括按預定方式，取得所述壓路機的額定性能和與所述工作區域的材料匹配的壓實曲線，并對所述工作區域的整體壓實度、所述壓路機的額定性能和與所述材料匹配的壓實曲線進行處理，以得到所述壓路機對所述工作區域的最小壓實遍數，和/或所述壓路機對所述工作區域每次壓實作業時的作業建議參數，其中，所述壓實曲線反映不同材料的累計受力與壓實度之間的關系，或單次受力與壓實度增量之間的關系。獲取不同工作區域的最小壓實遍數以及下次作業建議參數，可以針對每個工作區域，精細化地指導并優化壓實作業，提升了壓實作業的精細程度。在上述技術方案中，還包括根據路面上不同工作區域的壓實度，取得所述路面的整體壓實度，以及對所述路面的整體壓實度、所述壓路機的額定性能和與所述材料匹配的壓實曲線進行處理，以得到所述壓路機對所述路面的最小壓實遍數，和/或所述壓路機對所述路面每次壓實作業時的作業建議參數。在該技術方案中，但針對不同工作區域進行壓實作業太過占用時間時，完全可以獲取取得針對整個路面的最小壓實變數以及下次作業建議參數，針對整個路面進行壓實作業，能提高壓實作業的效率。在上述技術方案中，還包括根據所述工作區域是否已進行壓實作業，或進行壓實作業后的整體壓實度，確定所述工作區域的工作狀態。在該技術方案中，如果工作區域未經過壓實作業，可確定為未壓實狀態，如果工作區域已經過壓實作業，則將該區域的整體壓實度與預定閾值進行比較，在該區域的整體壓實度大于預定閾值時，確定為過壓實狀態，在該區域的整體壓實度等于預定閾值時，確定為已壓實狀態，在該區域的整體壓實度小于預定閾值時，確定為欠壓實狀態。在上述技術方案中，優選地，還包括采集所述工作區域的溫度，并根據所述溫度對所述材料的壓實度的影響，對與所述材料匹配的壓實曲線進行修正。在該技術方案中，由于壓路材料在不同溫度下被壓實后，最終壓實度存在差異，本方案中將溫度也考慮在內，保證了最后生成的作業建議參數更加準確。在上述技術方案中，還包括根據用戶輸入所述材料的信息，從預置的多種壓實曲線中查詢出與所述材料相符的壓實曲線；和/或顯示所述作業建議參數和/或工作狀態； 和/或從所述壓路機的預定裝置，獲取所述壓路機的額定性能。在該技術方案中，順利地獲取了壓路機性能以及壓實曲線，完成了作業建議參數的計算，并能將作業建議參數顯示給用戶，指導用戶完成下一次的壓路作業。可以通過通訊接口來獲取壓路機的性能，可以采用鍵盤輸入材料信息。在該技術方案中，不同的工作狀態可以以不同顏色或其他形式顯示給用戶，便于用戶準確識別出不同區域壓實質量的好壞。 參數和狀態的顯示可以通過觸摸顯示屏完成，其還可以用于輸入材料信息。在上述技術方案中，所述作業建議參數包括作業速度、振動幅值和/或振動頻率。 在該技術方案中，上述內容僅為舉例，并不用于限制作業建議參數，作業建議參數可以包括多種參數。在上述技術方案中，還包括對所述工作區域在被壓路機最后一遍壓實后的所述壓實質量參數進行記錄；和/或在所述壓實質量參數超出預定區間時對所述工作區域進行記錄；和/或對所述工作區域的不同壓實過程中所述路面的材料和壓實度，以及所述壓路機的額定性能進行記錄。在該技術方案中，最后一遍壓實后的壓實質量參數，可以作為驗收道路的有效依據，而對與一些質量參數在預定區間外的區域，很可能是壓實質量存在問題， 能夠準確及時地對用戶進行提醒，并為道路維修提供指導作用，而累計的不同壓實過程中的壓實度、壓路機性能等信息，可以用于后續修正材料的壓實曲線。在上述技術方案中，所述壓實質量參數還包括路面變異系數。在該技術方案中，除了路面變異系數以外，壓實質量參數還可以包括更多類型信息。圖3是根據本發明的一個實施例的壓路機的框圖。
如圖3所示，本發明還提供一種壓路機300，包括如上述的壓實作業輔助裝置 100。具備了上述壓實作業輔助裝置的壓路機，能夠針對不同區域采集壓實度，并能夠生成對具體區域的作業建議參數，以保證順利完成下一次作業。以下詳細說明本發明的技術方案。在本發明的一個實施例中，提出了用小區域法衡量路面的壓實狀態，用不同標號 (或顏色)區分壓實的情況，可以分為A、B、C和D共4級，假設為每級對應不同的意義，A表示未壓實，B表示欠壓實，C表示已壓實，D表示過壓實。如圖4所示，當壓實機中的操作人員按下坐標定位后，壓路機的屏幕上光標出現在坐標軸的零點位置，通過設置在壓路機上的轉速傳感器404檢測鋼輪液壓驅動馬達的轉速后獲取壓路機的運行速度，結合經過時間即可確定壓路機的工作位置，進一步則可以得到壓路機經過的工作區域。同時實時檢測該工作區域的多個壓實度，主控芯片402根據所檢測的結果，計算出小區域的平均壓實度，用均方根衡量該小區域的均勻性，并得出路面變異系數，同時對壓實度超出所設定預定區間值的區域進行不同標號的標記。然后主控芯片402獲取實驗期間所擬合的不同材料的壓實曲線(反映材料在不同作用力下的最終壓實度)、每一遍壓實過程的壓實度、壓路機壓實的額定性能，主控芯片 402綜合這三類信息后進過特定的計算推演，得到最少壓實遍數及下一遍壓實的建議作業參數并顯示，且根據所檢測的小區域的壓實度信息修正在該區域下一遍壓實時的作業建議參數并顯示。該類作業參數中包括有作業速度、振動幅值、振動頻率信息。通過存儲器，可同時記錄最后一遍壓實結束之后整段路面的壓實質量參數，作為道路驗收的衡量參數依據，并對衡量參數超出預定區間值的小區域(或特定壓實狀態的區域)進行記錄存儲，以方便后期進行道路維護。通過監控壓實過程中浙青混合料的溫度，主控芯片402得到不同溫度下進行壓實對最終壓實質量的影響，最后累積數據信息，加入溫度因素對壓實度的影響，以改善在不同氣候與溫度條件下的壓實曲線。圖5是根據本發明的一個實施例的壓實作業輔助裝置的結構示意圖。如圖5所示，振動壓路機通過鋼輪振動給予地面激振力之后，地面給壓路機反作用力，通過加速度計1檢測壓路機振動信號，經過濾波器2將高階頻率成分濾除后，再經過放大電路3將信號匹配到ADC (模數轉換器)4的量化電壓等級，然后經過ADC4轉換為數字信號，主控芯片5將對這些數字信號進行相應的處理后，可以得到壓路機在不同位置上時路面的壓實度。轉速檢測器7將壓路機轉速信號采集到主控芯片5內，主控芯片5根據該轉速信號以及工作時間，可以確定壓路機在具體時間段內經過的工作區域，通過統計該時間段內的多個壓實度信息，可以計算出該區域的整體壓實度。通訊接口 6為用來與主控芯片5進行通訊，主控芯片5從通訊接口 6獲取壓路機的額定性能數據，用戶可通過鍵盤等人機輸入接口 10將所需信息輸入到主控芯片5中，主控芯片5可根據輸入信息獲取符合路面材料的壓實曲線，同時，溫度信號將通過溫度檢測模塊8被檢測到主控芯片，主控芯片5根據溫度信號對壓實曲線進行修正。主控芯片5將所獲取的振動信號計算得到具體區域的壓實度后，結合溫度信號、壓路機性能參數信息后，再次計算后得到作業參數信息，并將其在顯示屏11上顯示。最后主控芯片5將需要存儲的信息存儲到大容量存儲器9中，包括最后一遍的建議作業參數，和最少壓實遍數。另外壓路機上還可以設置其他的模塊12(如電源、
13聲光報警等)等組成部分。應當指出，對于本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明原理前提下的若干修改，例如將顯示屏與鍵盤用觸摸屏替代，轉速檢測轉換成檢測液壓驅動馬達的振動頻率來獲取轉速信息，不使用主控芯片內部的ADC而采用外置的ADC轉換芯片，將濾波器與放大器集成到一個模塊或者芯片中等都應視為本發明的保護范圍。其中，測量壓路機的轉速信號示意圖如圖6所示。如圖6所示，轉速檢測器602設置在車輪的支架上，而貼膜604設置在車輪上。當車輪旋轉時，貼膜604會隨著車輪一起轉動，每次經過轉速檢測器602時，轉速檢測器602 都會進行記錄，而通過計算檢測到貼膜604的時間間隔，以及貼膜604旋轉的圓周，可以很容易計算出車輪的轉速。根據本實施例的技術方案，最終對不同區域的壓實狀態的顯示示意圖如圖7。在圖7中，在位置702處顯示了 14個區域的工作狀態，分別使用A、B、C和D進行表示，其中，A表示未壓實，B表示欠壓實，C表示已壓實，D表示過壓實。由于未壓實的工作狀態A需要提醒用戶特別留意，所以在未壓實狀態的顯示處提供了一個箭頭圖標704，來對該狀態進行標識。本實施例的技術方案與現有技術相比具有下列優點(1)實現實時、連續采集壓實度，并提供有益于精細化壓實作業的小區域的壓實質量顯示。與作業過程中只顯示在壓實過程中整個路面的壓實度值相比，小區域壓實質量顯示可以向用戶提供直觀的顯示局部的壓實度信息，避免了只有整體的壓實度信息而忽略了局部壓實度突變信息的可能。與連續曲線顯示方式相比，連續曲線顯示雖然可以很詳細的提供每一個采樣點的壓實度信息，卻無法使得用戶根據此壓實度信息進行作業參數調整， 而小區域的壓實質量的顯示方式不僅可解決這一弊端還為精細化壓實作業提供了可能。(2)通過試驗期間對不同材料壓實過程中所采集的大量數據的累積，擬合得到了不同材料的壓實曲線，該曲線信息以程序的形式固化到壓實作業輔助裝置中。用戶可通過鍵盤等輸入接口輸入材料等相關信息之后，可實現壓實曲線的最佳匹配，并根據壓路機自身作業性能計算出最少的壓實遍數及每一遍壓實作業時的建議作業參數，而且根據壓實曲線對過壓實和欠壓實的小區域進行建議壓實作業參數的修正。此方式可避免了依靠操作人員經驗進行作業的弊端，不僅可以提高作業質量，還減輕了對操作人員的要求。(3)大容量的數據存儲功能，能記錄最后一遍壓實結束之后整段路面的壓實質量參數，為道路驗收提供參數依據。并對衡量參數超出預定區間值的小區域進行記錄存儲，以方便后期進行道路維護。(4)增加溫度測量模塊，通過其測量在不同溫度條件下，主控芯片計算獲取浙青混合料被壓實時的壓實度和冷卻后最終壓實度的關聯關系。實現智能的修正壓實溫度對路面最終壓實度的影響系數，改善了壓實過程中由于不同天氣條件、浙青混合料不同溫度對路面最終壓實質量造成的影響。綜上所述，本發明實現了一種壓實作業輔助裝置、一種壓實作業輔助方法和一種壓路機，可實現實時、連續地檢測路面壓實度信息，以及實現小區域的壓實質量顯示，并為精細化壓實作業提供了可能。通過實驗期間大量數據的累積，獲取了不同材料的壓實曲線。 根據用戶所輸入的信息，實現壓實曲線的最佳匹配，并根據壓路機自身作業性能計算出最少的壓實遍數及每一遍壓實作業時的建議作業參數，且對小區域作業時能進行建議壓實作業參數的修正。大容量的數據存儲，不僅方便后續不同材料壓實曲線的擬合精度的提升，而且為道路驗收提供依據。同時所記錄的超預定區間值小區域也方便了后期的道路維護。增加了溫度因素對浙青混合料壓實過程中壓實質量的影響。 以上所述僅為本發明的優選實施例而已，并不用于限制本發明，對于本領域的技術人員來說，本發明可以有各種更改和變化。凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。
權利要求
1.一種壓實作業輔助裝置，其特征在于，包括工作信號采集單元，采集壓路機的工作信號；反饋信號采集單元，采集路面在受到壓路機的作用力后的反饋信號；主控單元，對路面上不同位置的所述反饋信號進行處理，取得路面上不同工作位置的壓實度，對所述工作信號進行處理，得到所述壓路機在不同時刻的工作位置，并進一步得到所述壓路機在不同時間段的工作區域，以及按預定方式對所述工作區域內的多個壓實度進行處理，得到所述工作區域的壓實質量參數，其中，所述壓實質量參數包括所述工作區域的整體壓實度，所述工作信號包括所述壓路機的驅動馬達的轉速和/或振動頻率以及初始工作位置。
2.根據權利要求1所述的壓實作業輔助裝置，其特征在于，所述主控單元還按預定方式，取得所述壓路機的額定性能和與所述工作區域的材料匹配的壓實曲線，并對所述工作區域的整體壓實度、所述壓路機的額定性能和與所述材料匹配的壓實曲線進行處理，以得到所述壓路機對所述工作區域的最小壓實遍數，和/或所述壓路機對所述工作區域每次壓實作業時的作業建議參數，其中，所述壓實曲線反映不同材料的累計受力與壓實度之間的關系，或單次受力與壓實度增量之間的關系。
3.根據權利要求2所述的壓實作業輔助裝置，其特征在于，所述主控單元還根據路面上不同工作區域的壓實度，取得所述路面的整體壓實度，以及對所述路面的整體壓實度、所述壓路機的額定性能和與所述材料匹配的壓實曲線進行處理，以得到所述壓路機對所述路面的最小壓實遍數，和/或所述壓路機對所述路面每次壓實作業時的作業建議參數。
4.根據權利要求1所述的壓實作業輔助裝置，其特征在于，所述主控單元根據所述工作區域是否已進行壓實作業，或進行壓實作業后的整體壓實度，確定所述工作區域的工作狀態。
5.根據權利要求2所述的壓實作業輔助裝置，其特征在于，還包括溫度測量單元，用于采集所述工作區域的溫度，供所述主控單元根據所述溫度對所述材料的壓實度的影響，對與所述材料匹配的壓實曲線進行修正。
6.根據權利要求2所述的壓實作業輔助裝置，其特征在于，還包括輸入單元，用于供用戶輸入所述材料的信息，供所述主控單元根據所述材料的信息，從預置的多種壓實曲線中查詢出與所述材料相符的壓實曲線；和/或顯示單元，用于顯示所述作業建議參數和/或工作狀態；和/或通訊單元，用于連接至所述壓路機的預定裝置，供所述主控單元通過所述通訊單元，從所述壓路機的預定裝置，獲取所述壓路機的額定性能。
7.根據權利要求2所述的壓實作業輔助裝置，其特征在于，所述作業建議參數包括作業速度、振動幅值和/或振動頻率。
8.根據權利要求1所述的壓實作業輔助裝置，其特征在于，還包括存儲單元，對全部工作區域在被壓路機最后一遍壓實后的所述壓實質量參數進行記錄；和/或在所述壓實質量參數超出預定區間時對所述工作區域進行記錄；和/或對所述工作區域的不同壓實過程中所述路面的材料和壓實度，以及所述壓路機的額定性能進行記錄。
9.根據權利要求1至8中任一項所述的壓實作業輔助裝置，其特征在于，所述壓實質量參數還包括路面變異系數。
10.一種壓實作業輔助方法，其特征在于，包括步驟202，采集壓路機的工作信號；步驟204，采集路面在受到壓路機的作用力后的反饋信號；步驟206，對路面上不同位置的所述反饋信號進行處理，取得路面上不同工作位置的壓實度，對所述工作信號進行處理，得到所述壓路機在不同時刻的工作位置，并進一步得到所述壓路機在不同時間段的工作區域，以及按預定方式對所述工作區域內的多個壓實度進行處理，得到所述工作區域的壓實質量參數，其中，所述壓實質量參數包括所述工作區域的整體壓實度，所述工作信號包括所述壓路機的驅動馬達的轉速和/或振動頻率以及初始工作位置。
11.根據權利要求10所述的壓實作業輔助方法，其特征在于，還包括按預定方式，取得所述壓路機的額定性能和與所述工作區域的材料匹配的壓實曲線， 并對所述工作區域的整體壓實度、所述壓路機的額定性能和與所述材料匹配的壓實曲線進行處理，以得到所述壓路機對所述工作區域的最小壓實遍數，和/或所述壓路機對所述工作區域每次壓實作業時的作業建議參數，其中，所述壓實曲線反映不同材料的累計受力與壓實度之間的關系，或單次受力與壓實度增量之間的關系。
12.根據權利要求11所述的壓實作業輔助方法，其特征在于，還包括根據路面上不同工作區域的壓實度，取得所述路面的整體壓實度，以及對所述路面的整體壓實度、所述壓路機的額定性能和與所述材料匹配的壓實曲線進行處理，以得到所述壓路機對所述路面的最小壓實遍數，和/或所述壓路機對所述路面每次壓實作業時的作業建議參數。
13.根據權利要求10所述的壓實作業輔助方法，其特征在于，還包括根據所述工作區域是否已進行壓實作業，或進行壓實作業后的整體壓實度，確定所述工作區域的工作狀態。
14.根據權利要求11所述的壓實作業輔助方法，其特征在于，還包括采集所述工作區域的溫度，并根據所述溫度對所述材料的壓實度的影響，對與所述材料匹配的壓實曲線進行修正。
15.根據權利要求11所述的壓實作業輔助方法，其特征在于，還包括根據用戶輸入所述材料的信息，從預置的多種壓實曲線中查詢出與所述材料相符的壓實曲線；和/或顯示所述作業建議參數和/或工作狀態；和/或從所述壓路機的預定裝置，獲取所述壓路機的額定性能。
16.根據權利要求11所述的壓實作業輔助方法，其特征在于，所述作業建議參數包括作業速度、振動幅值和/或振動頻率。
17.根據權利要求10所述的壓實作業輔助方法，其特征在于，還包括對全部工作區域在被壓路機最后一遍壓實后的所述壓實質量參數進行記錄；和/或在所述壓實質量參數超出預定區間時對所述工作區域進行記錄；和/或對所述工作區域的不同壓實過程中所述路面的材料和壓實度，以及所述壓路機的額定性能進行記錄。
18.根據權利要求10至17中任一項所述的壓實作業輔助方法，其特征在于，所述壓實質量參數還包括路面變異系數。
19.一種壓路機，其特征在于，包括如權利要求1至9中任一項所述的壓實作業輔助裝置。
全文摘要
本發明提供一種壓實作業輔助裝置、一種壓實作業輔助方法和一種壓路機，其中，壓實作業輔助裝置包括工作信號采集單元，采集壓路機的工作信號；反饋信號采集單元，采集路面在受到壓路機的作用力后的反饋信號；主控單元，對路面上不同位置的所述反饋信號進行處理，取得路面上不同工作位置的壓實度，對所述工作信號進行處理，得到所述壓路機在不同時刻的工作位置，并進一步得到所述壓路機在不同時間段的工作區域，以及按預定方式進行處理，得到所述工作區域的壓實質量參數。在該技術方案中，可以針對具體的區域來檢測壓實度，有利于明確具體區域的壓實度，指導后續的對該區域的壓實作業。
文檔編號E01C19/26GK102561154SQ20121006555
公開日2012年7月11日 申請日期2012年3月13日 優先權日2012年3月13日
發明者卓文峰, 易鈺程, 鄧習樹 申請人:三一集團有限公司