采用进给向量自动或者操作者直觉调整的土壤夯实装置.pdf

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摘要
申请专利号:

CN200680027471.5

申请日:

2006.06.23

公开号:

CN101438008A

公开日:

2009.05.20

当前法律状态:

终止

有效性:

无权

法律详情:

未缴年费专利权终止 IPC(主分类):E01C 19/38申请日:20060623授权公告日:20110511终止日期:20160623|||专利权的转移IPC(主分类):E01C 19/38变更事项:专利权人变更前权利人:威克纽森欧洲公司变更后权利人:威克纽森产品有限两合公司变更事项:地址变更前权利人:德国慕尼黑变更后权利人:德国慕尼黑登记生效日:20111215|||授权|||实质审查的生效|||公开

IPC分类号:

E01C19/38; E02D3/074

主分类号:

E01C19/38

申请人:

威克建设设备有限公司

发明人:

M·菲希尔; O·W·斯坦佐; O·克尔玛; M·阿沃拉斯; W·恩沃多本; H·神那齐

地址:

德国慕尼黑

优先权:

2005.6.24 DE 102005029432.4

专利代理机构:

上海专利商标事务所有限公司

代理人:

顾峻峰

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内容摘要

本发明涉及一种振动夯实板,具有一个可以这样控制的振动激励装置(2),使力作用方向可以在多个位置上,特别是可以在两个以上的位置上进行调整。此外具有一个推进调整装置,用于这样控制振动激励装置(2),使力作用方向向一个达到振动夯实板尽可能最大推进的位置上调整。力作用方向可以在取决于振动夯实板的环境、特别是由土壤接触板(1)所要夯实的地基的倾斜度和/或者强度改变的情况下改变。作为对此的选择,力作用方向可以在取决于操作者要求的情况下改变。

权利要求书

1.  振动夯实板,具有
-一个具有传动装置的上部质量(5);以及具有
-一个与上部质量(5)通过一个弹簧装置(4)连接、包括一个振动激励装置(2)和一个土壤接触板(1)的下部质量;其中,
-通过振动激励装置(2)可以产生具有合成力作用方向的振动;
-振动激励装置(2)可以这样控制,使力作用方向可以在多个位置上,特别是在两个以上的位置上进行调整;
-具有一个用于通过操作者输入控制指令的操作件(17);
-操作件(17)与推进调整装置连接,从而控制指令可以传递到推进调整装置上;以及其中
-力作用方向通过借助推进调整装置的控制可以在取决于操作者的控制指令情况下改变;
其特征在于,
-推进调整装置为控制振动激励装置(2)这样构成,使力作用方向始终向一个位置上调整,在该位置上,如果操作者的控制指令要求最大推进速度的话,达到振动夯实板在地面上最大可能的推进速度;以及
-力作用方向通过借助推进调整装置的控制在取决于振动夯实板的环境、特别是由土壤接触板(1)所要夯实的地基的倾斜度和/或者强度改变的情况下改变。

2.
  按权利要求1所述的振动夯实板,其特征在于,推进调整装置具有:
-一个倾斜度识别装置,用于识别土壤接触板(1)与水平线相关的倾斜角;以及
-一个调整装置,用于在取决于土壤接触板(1)的倾斜角情况下调整与土壤接触板(1)相关的力作用方向的角度。

3.
  按权利要求2所述的振动夯实板,其特征在于,力作用方向所要调整的角度为在识别倾斜角时提供尽可能最大推进速度的角度。

4.
  振动夯实板,具有
-一个具有传动装置的上部质量(5);以及具有
-一个与上部质量(5)通过一个弹簧装置(4)连接、包括一个振动激励装置(2)和一个土壤接触板(1)的下部质量;其中,
-通过振动激励装置(2)可以产生具有合成力作用方向的振动;
-振动激励装置(2)可以这样控制,使力作用方向可以在多个位置上,特别是在两个以上的位置上进行调整;
-力作用方向通过借助推进调整装置的控制可以在取决于操作者的控制指令情况下改变;以及其中
-具有一个用于通过操作者输入控制指令的操作件(17);
其特征在于,
-推进调整装置除操作件(17)外还附加具有一个操作者要求-识别装置;
-操作者要求-识别装置具有至少一个力测量装置,用于检测由操作者在至少一个空间方向上施加到该操作件(17)和/或者其他操作件上的力;以及
-如果由力测量装置检测的力大于按规定操纵操作件所要求的力,ze推进调整装置按照预先规定的规则改变力作用方向。

5.
  按权利要求4所述的振动夯实板,其特征在于,通过力测量装置可以在多个空间方向上分别检测多种力。

6.
  按权利要求4或5所述的振动夯实板,其特征在于,
-通过力测量装置可以根据分别检测的力产生分别处理的力信号(18);以及
-推进调整装置具有一个控制装置,利用该装置可以这样计值力信号(18),使其在取决于影响各自力信号(18)的力大小和/或者方向的情况下改变振动激励装置的力方向。

7.
  按权利要求1-6之一所述的振动夯实板,其特征在于,振动夯实板具有一个牵引杆(16),上面具有至少一个通过操作者控制的操作件(17)。

8.
  按权利要求7所述的振动夯实板,其特征在于,操作件(17)或者控制件用于预先规定振动夯实板的前进和/或者后退行驶,其中,力作用方向通过振动激励装置(2)在取决于操作件(17)或者控制件的信号情况下可以相应利用水平的力分量在前进或者后退方向上调整。

9.
  按权利要求7或8所述的振动夯实板,其特征在于,如果通过操作者施加到操作件(17)上的力没有超过预先规定的极限值,则力作用方向与视为基准面的土壤接触板(1)相关的力作用角可以按照预先规定的标准力作用角进行调整。

10.
  按权利要求7-9之一所述的振动夯实板,其特征在于,推进调整装置这样构成,如果选择前进行驶和通过操作者基本上向下施加到操作件(17)上的力超过预先规定的极限值或者平均值在确定的时间上升,则力作用方向与视为基准面的土壤接触板(1)相关的力作用角可以更加倾斜进行调整,特别是比预先规定的标准力作用角更加倾斜。

11.
  按权利要求7-10之一所述的振动夯实板,其特征在于,如果调整后退行驶和通过操作者基本上向上施加到操作件(17)上的力超过预先规定的极限值或者平均值在确定的时间上升,则力作用方向与视为基准面的土壤接触板(1)相关的力作用角可以更加倾斜进行调整,特别是比预先规定的标准力作用角更加倾斜。

12.
  按权利要求7-11之一所述的振动夯实板,其特征在于,如果调整前进行驶和通过操作者基本上向前在前进方向上施加到操作件(17)上的力超过预先规定的极限值或者平均值在确定的时间上升,则力作用方向与视为基准面的土壤接触板(1)相关的力作用角可以更加平缓进行调整,特别是比预先规定的标准力作用角更加平缓。

13.
  按权利要求7-12之一所述的振动夯实板,其特征在于,如果调整后退行驶和通过操作者基本上向后在后退方向上施加到操作件(17)上的力超过预先规定的极限值或者平均值在确定的时间上升,则力作用方向与视为基准面的土壤接触板(1)相关的力作用角可以更加平缓进行调整,特别是比预先规定的标准力作用角更加平缓。

14.
  按权利要求7-13之一所述的振动夯实板,其特征在于,推进调整装置这样构成,如果力作用角比标准力作用角更加倾斜或者平缓进行调整,则该力作用角在由操作者施加到操作件(17)上的力不再超过预先规定的极限值或者平均值不再在确定时间上升的情况下也可以保持恒定。

15.
  按权利要求7-14之一所述的振动夯实板,其特征在于,推进调整装置这样构成,如果通过操作者施加到操作件(17)上与本来超过预先规定的极限值的力相反作用的力超过其他预先规定的极限值或者平均值在确定时间上升,则力作用角在相反作用力的方向上逐步或者连续回转预先规定的回转角。

16.
  振动夯实板,具有
-一个具有传动装置的上部质量(5);以及具有
-一个与上部质量(5)通过一个弹簧装置(4)连接、包括一个振动激励装置(2)和一个土壤接触板(1)的下部质量;其中,
-通过振动激励装置(2)可以产生具有合成力作用方向的振动;以及其中
-振动激励装置(2)可以通过推进调整装置这样控制,使力作用方向可以在多个位置上、特别是在两个以上的位置上进行调整;
其特征在于,推进调整装置具有:
-一个速度检测装置,用于检测实际推进速度和/或者推进速度的变化,
-一个计值装置,用于将实际推进速度与最后检测的推进速度进行比较和/或者用于这样计值推进速度的变化,使其可以确定振动夯实板推进速度的加大或者减小,以及通过
-一个变量装置在回转方向上这样改变力作用方向,使其在确定推进速度加大的情况下在相同的回转方向上继续改变力作用方向,而在确定推进速度减小的情况下则在相反的回转方向上改变力作用方向。

17.
  用于振动夯实板推进速度最大化的方法,具有一个振动激励装置(1),其中可以改变所产生振动的力作用方向,具有以下步骤:
a)振动夯实板在取决于由操作者预先规定的方向要求情况下以具有与方向要求相应的水平力分量的力作用方向行驶;
b)检测实际推进速度和/或者推进速度的变化;
c)将实际推进速度与最后检测的推进速度进行比较和/或者这样计值推进速度的变化,使其确定振动夯实板推进速度的加大或者减小;
d)在确定推进速度加大的情况下,在与以前变化时相同的回转方向上以小角度逐步或者连续改变力作用方向;
e)在确定推进速度减小的情况下,在与以前回转方向相反的回转方向上以小角度逐步或者连续改变力作用方向;
f)重复步骤b)-f)。

说明书

采用进给向量自动或者操作者直觉调整的土壤夯实装置
技术领域
本发明涉及一种按权利要求1前序部分所述的振动夯实板。
背景技术
用于夯实土壤的振动夯实板通常具有一个下部质量以及一个与下部质量通过一个弹簧装置连接的上部质量,下部质量其中包括一个夯实土壤的土壤接触板和一个向土壤接触板施力的振动激励装置,例如传动装置就属于上部质量。
可转换的振动夯实板,也就是至少在前进和后退方向上可转换其行驶方向的振动夯实板通常采用所谓的“双轴技术”构成。这种机械或者可以通过遥控操作或者手动控制。在手动控制的振动夯实板情况下,上部质量上安装一个导向牵引杆,在其顶端上具有一个行驶方向控制件。利用行驶方向控制件此外可以这样控制振动激励器,使其产生具有合成力的振动,其水平作用方向对着操作者所要求的方向。此外,行驶方向控制件大多坚固耐用,从而操作者也可以通过手动导入力影响振动夯实板的行驶方向或者甚至可以使振动夯实板转向。
在双轴技术的振动夯实板情况下,设置在下部质量上的振动激励器具有两个可相对转动的不平衡轴。不平衡轴造型合理地相互旋转连接,从而前轴后退旋转和后轴前进旋转。由两个轴携带的不平衡件在起始位置上彼此相对转过90°。
图1示意示出现有技术中公开的振动夯实板的侧视图。在土壤接触板1上设置一个由前不平衡轴2和后不平衡轴3构成的振动激励器。通过由多个弹簧组成的弹簧装置4,上部质量5与土壤接触板1连接。在上部质量5上具有一个用于振动激励器未示出的传动装置。此外在上部质量5上安装一个带操作件7的牵引杆6。
振动激励器的不平衡轴2、3上各自安装不平衡件8和9,它们在图1所示的起始位置上以90°相对扭转。通过不平衡轴2、3的相对旋转,形成一种合成的力向量10,其在任何时间点上均以45°向土壤表面,也就是通过土壤接触板1确定的平面倾斜。基本上通过土壤接触板1和振动激励器构成的下部质量的冲击使土壤夯实。名义存在的不平衡总力中-根据角位置-各自约70%用于夯实(垂直力作用)和推进(水平力作用)。
两个不平衡件8、9之一可以最大180°在所属的不平衡轴2、3上扭转。作为对此的替代,也可以整体上改变两个不平衡轴2、3之间的相位。由此形成的可能性是前进和后退控制以及在然后100%夯实作用下原地振动,但无水平运动。
图2与图1类似以示意图示出振动夯实板,其中,具有不平衡件9的不平衡轴3的相位相对于图1所示的位置改变180°。由此形成一种合成的力向量10,其基本上以45°角向下对着土壤接触板1并因此使振动夯实板进行后退行驶。振动激励器上相位的相应变化以公知的方式通过操纵操作件7,也就是后拉操作件7进行。
为改变不平衡件8、9或不平衡轴2、3之间的相位,通常使用这样设置的扭转套,使例如所要调整的不平衡件在轴向上沿一个螺旋槽引导并由此经过相应的扭转角。取代扭转套,还公知其他的调节件,例如像差速器或者行星齿轮传动装置。这种技术长期以来公知,从而不再赘述。
对于特定的使用情况(例如在几乎不能夯实的材料如沙子、沥青结构或者碎石上行进)来说,振动夯实板快速推进比夯实作用更重要。实践中在这种情况下有时采用这种方法,即这样改变轴2、3上不平衡件8、9之间的角度,使合成的力向量10分布更加平缓。图3作为举例示出不平衡件8、9的相对位置,在该位置上形成一种力作用角小于45°的合成力向量10。与此相应,力向量10具有达到更强推进作用的更大水平分量。对应措施是降低力向量10的垂直分量,从而夯实作用相应减少。
例如可以通过在不平衡轴2、3之间以1:1传动装置上的一个或者多个齿“移挂”不平衡轴2、3达到图3所示力向量10的更加平缓的位置。另一种可能性是使用角度扭转大于180°倾斜度更加倾斜的扭转套。
在以一个或者多个齿移挂不平衡轴2、3时,力向量水平分量的加大只能在一个方向上-最好是在前进方向上-实现。而在另一个方向上,如图4所示水平分量减少,其中不平衡轴2、3-从图3的位置出发-在后退行驶中回转。由于在后退行驶时力向量10的垂直分量很大,振动夯实板的运行很不平稳,从而不可能在沥青或者碎石结构上使用。
对于这种情况来说,具有优点的是具有倾斜螺距导向槽的扭转套,其在后退行驶时也可以快速推进-与前进方向上的推进相应-正如图5示意地所示。
两种方案的缺点是,同时利用垂直夯实力分量也降低了单个夯实冲击之间土壤接触板1从土壤抬起的力分量。因为只有在垂直力分量足够大的情况下,土壤接触板才能从所要夯实的土壤抬起并以所要求的方式前进运动。在平地上,这一点在力向量10角度调整的很大范围内不重要。但只要克服螺距,垂直力作用就常常不再足以使下部质量从土壤抬起,使其可以根据前进方向的水平力作用将螺距向上移动。
图6示出这样一种使用情况,其中振动夯实板利用平缓调整的力向量10(力作用角<45°)向上移动螺距。在这种设置中,振动夯实板很有可能停住,虽然提高了运动方向上(与土壤接触板1相关的水平分量)的力分量。这种效应对于振动夯实板的操作者来说常常不可理解并此外对高效工作不利。
发明内容
本发明的目的在于,提供一种振动夯实板,其中推进速度可以在取决于环境条件改变的情况下或者在取决于操作者要求的情况下最佳化或最大化。此外,提供一种用于振动夯实板推进速度最大化的方法。
该目的依据本发明通过一种按权利要求1、4或者16所述的振动夯实板和一种按权利要求17所述的方法得以实现。具有优点的进一步构成参阅从属权利要求。
依据本发明的振动夯实板的特征在于,具有一个这样控制振动激励装置的推进调整装置,使力作用方向始终向一个位置上调整,在该位置上,如果操作者的控制指令要求最大推进速度的话,则达到振动夯实板在地面上尽可能最大的推进速度。在此方面,力作用方向通过借助推进调整装置的控制在取决于振动夯实板的环境改变,特别是由土壤接触板所要夯实的地基的倾斜度和/或者强度改变的情况下改变。
利用推进调整装置因此可以调整振动激励装置的适当位置,从而产生力作用方向,其最佳地适用于各自通过环境条件(土壤的坡度、夯实度、强度)预先规定的使用情况,而且特别是可以根据操作者的要求实现最大的推进速度。
情况出乎意料地表明,振动夯实板的推进速度在不同程度倾斜的路段情况下很大程度上取决于各自的力作用角。
在平地(坡度0°)上行驶时,20°与30°之间的力作用角产生最大的推进速度。而在地基的坡度仅为5°时,最佳的力作用角约为40°,而地基的坡度为10°的情况下,力作用角必须为60°左右,以达到最大的推进速度。
意料之中的是,可达到的最大推进速度随着坡度的增加而下降。但在此方面令人惊异的是,可以达到这种最大进给的最佳力作用角随着坡度的加大而向更大的角度偏移。因此在坡道上不能最佳地使振动夯实板仅利用一种固定调整的力作用角(例如45°)。然后达不到尽可能最佳的推进或利用振动夯实板不能克服本来可以克服的坡度。在力作用角为45°和坡度为10°时,推进速度接近零。
然而通过适当控制不平衡轴的角位置可以为不同的倾斜角找到各自最佳的力作用角,从而直至该地带一定的极限坡度始终可以推进。在此方面特别具有现实意义的是储存在振动夯实板上的固定配置,“机械的纵向倾斜”或“土壤接触板的倾斜角”和“合成力向量的角度”,目的是达到最大的推进速度,只要操作者要求这一点并例如通过振动夯实板的操作件“通知”。
图7示出爬坡能力得到改进的上述振动夯实板,其中操作者通过发出的控制利用操作件7达到力向量10,其力作用角超过45°,以便-尽管坡度比较大-达到进给。
然而对于操作者来说实践中困难的是,通过操纵可供他使用的控制件在其位置方面这样配合或改变力向量,使其对不同的坡度仍产生推进或使推进最大化。这项任务对一般情况下仅受过少量培训、随着工作时间的消逝注意力越来越不集中的操作者来说过于苛求。
依据本发明的振动夯实板在这里由此提供帮助,即推进调整装置能够分别这样调整力作用方向,使振动夯实板可以始终达到尽可能最大的推进,如果操作者要求这一点的话。尽可能最大的推进因此是指一种在给定条件下(例如坡度)可以由振动夯实板以最有利的方式达到的推进或推进速度。依据本发明的振动夯实板主动采取措施,以达到这种尽可能最大的推进或使其保持恒定,只要操作者通过操作件发出相应的控制指令并因此表明其最大推进的愿望。
不言而喻,操作者通过操作件也可以随意发出不要求振动夯实板最大推进的控制指令。操作者还可以根据振动激励装置的构成调整力作用角、降低推进速度、使振动夯实板在相反的方向上行驶或者转向运动。就此而言,操作者一如既往地具有用于控制振动夯实板的所有可能性,这一点正如现有技术中公知的那样。但如果操作者明确要求最大推进振动夯实板,那么推进调整装置自动采取相应措施并与振动夯实板环境的变化无关,也就是例如地基的坡度,始终达到尽可能最大的推进速度。
如果操作者希望振动夯实板达到尽可能最大的推进速度,那么例如可以由此通知,即他将操作件(例如杠杆)压向压力点(例如压力开关)或克服压力点。而如果压力点未被操作件克服,那么力作用角的调整服从操作件的位置与合成力作用方向之间常见(例如线性)的相互关系。力作用方向的调整这样自动进行,使其始终达到尽可能最大的推进速度,然后断开这样的自动调整。
在此方面特别具有优点的是,力作用方向通过借助推进调整装置的控制可以在取决于振动夯实板环境的改变,特别是由土壤接触板所要夯实的地基的倾斜度和/或者强度的情况下改变。
因此具有优点的是,推进调整装置具有一个倾斜度识别装置,用于识别土壤接触板与水平线相关的倾斜角,以便按照这种方式确定振动夯实板是在平地上还是在斜坡上运动。推进调整装置此外具有一个调整装置,用于在取决于土壤接触板的倾斜角情况下调整称为力作用角的力作用相对于土壤接触板的角度。为此目的,推进调整装置上可以储存具有相应数据的表格。根据所测定的倾斜角和由此确定的坡度,为振动激励装置预先规定产生最大推进作用的最佳力作用角。
在本发明的权利要求4定义的另一种方案中-如现有技术中那样-力作用方向通过借助推进调整装置的控制可以在取决于操作者的控制指令情况下改变,其中,操作者的控制指令可以通过操作件输入。依据本发明,推进调整装置除操作件外还具有另一个操作者要求识别装置。这意味着,除了操作件(例如手柄、杠杆、按键、操纵杆)位置常见的计值外还进行其他的计值,以便更好地识别操作者要求。为此操作者要求识别装置具有至少一个力测量装置,利用其可以检测由操作者在至少一个空间方向上施加到该操作件和/或者其他操作件上的力。如果由力测量装置检测的力大于按规定操纵操作件所要求的力,那么这一点由推进调整装置做如下解释,即操作者对他仅通过调整操作件达到的作用尚不满意。确切地说,推进调整装置然后认定操作者要求更强的效果。
如果操作者例如将作为操作件使用的操纵杆向前推并用力将其继续压入前进方向,那么推进调整装置对这种行为做如下解释,即操作者要求振动夯实板更快推进。推进调整装置与此相应可以采取措施,以便提高推进速度,这一点就此而言在技术上是可能的。
如果由力测量装置检测的力大于按规定操纵操作件所需的力,那么推进调整装置根据预先规定的规则改变力作用方向。由此通过解释由操作者未明确通过操纵操作件表明的操作者要求使推进速度最大化。在此方面,可以检测特别是遇到障碍(坡度)时操作者出现的直觉反应并从中对振动夯实板得出相应结论并在振动激励器上进行调整。
力测量装置可以构成用来检测操作者对用于输入控制指令的操作件施力。但作为对此的替代,还公知具有至少两个操作件的振动夯实板,即用于输入操作者控制指令的第一操作件(例如操纵杆)和第二操作件(例如手柄),操作者可以通过握住其并导入力控制振动夯实板。这样操作者一方面可以将其控制指令通过第一操作件(例如操纵杆)传送到推进调整装置上并附加通过第二操作件(手柄)校正地影响振动夯实板继续运动。力测量装置然后以具有优点的方式这样构成,使其也可以检测作用于第二操作件的力并作为操作者要求解释,从而因此可以通过推进调整装置根据预先规定的规则改变振动激励器的力作用方向。
具有优点的是,推进调整装置为此目的具有一个操作者要求识别装置,其可以包括一个力测量装置,以便检测由操作者在至少一个空间方向上施加到操作件上的力。
最好通过力测量装置可以分别检测由操作者在多个空间方向上施加的多种力。
情况表明,操作者直觉通过按压或者拉动可以安装在牵引杆的末端或者导向弓形件上的操作件尝试“帮助”振动夯实板加快进给。因此操作者尝试通过推移或者拉动操作件影响进给速度。如果振动夯实板遇到特别是上坡形式的障碍,那么操作者尝试通过向下按压操作件并因此牵引杆末端将振动夯实板-类似于童车-向前抬起,以便使爬坡变得容易。而在后退行驶时,操作者抬起牵引杆末端,以便使振动夯实板可以很容易地克服障碍。
作为牵引杆在这种相互联系上不仅是指“真正的”牵引杆,而且也是指导向弓形件或者可以使操作者向振动夯实板施加导向力的其他导向装置。
但本发明并不局限于牵引杆引导的振动夯实板,而且同样也可以在遥控的振动夯实板上使用。在这里操作者也可以通过直觉按压或者拉动操作件来影响振动夯实板的控制。类似现象例如可以在计算机游戏的玩家那里观察到,他们向操纵杆施加远远超过按规定操作操纵杆所需力的力。
最好通过力测量装置可以根据分别检测的力产生分别处理的力信号,其中,推进调整装置具有一个控制装置,利用该装置可以这样计值力信号,使其在取决于影响各自力信号的力大小和/或者方向的情况下改变振动激励装置的力方向。按照这种方式,操作者可以通过向操作件施加相应的力达到推进调整装置确定的控制反应,产生振动激励器所要求的调整。
概念“操作件”代表控制手柄或者手柄,操作者通过其可以手动导入用于引导振动夯实板的力。手柄在此方面通常是固定安装的手柄,其仅用于操作者握住,而控制手柄则一方面可移动,以便预先规定振动激励器的控制指令,但另一方面构造得坚固耐用,以便由操作者全力拉动或者按压。此外可以预先规定控制件,但其仅用于预先规定振动激励器的控制指令,而不用于接受操作者更大的机械力。
具有优点的是,操作件或者控制件用于预先规定振动夯实板的前进和/或者后退行驶,其中,力作用方向通过振动激励装置在取决于操作件或者控制件的信号的情况下,可以相应利用水平力分量在前进或者后退方向上调整。操作件或者控制件因此可以公知的方式控制振动夯实板前进和后退。
在本发明一种特别具有优点的实施方式中,如果通过操作者施加到操作件上的力没有超过预先规定的极限值,则力作用角可以调整到预先规定的标准力作用角。下面总地将力作用方向(由振动激励器产生的合成力的作用方向)与视为基准面的土壤接触板之间的角度理解为力作用角。与此相应,力作用角最大可以为90°。力作用方向超过90°的继续回转会又导致力作用角变小。
如果操作者通过操作或者控制件预先规定前进或者后退行驶的相应信号,则调整为标准力作用角-利用相应定向的水平分量。
在本发明一种特别具有优点的实施方式中,推进调整装置这样构成,如果通过操作者基本上向下施加的力超过预先规定的极限值并选择前进行驶,则力作用角可以调整得比预先规定的标准力作用角更加倾斜。这一点涉及上面描述的情况,即操作者在出现障碍或者坡度时直觉上努力通过下压牵引杆后端达到将土壤接触板前端抬起的目的,以便由此使振动夯实板的爬坡过程变得容易。依据本发明的推进调整装置识别操作者的这种努力并由此得出克服坡度的结论。与此相应并在考虑到上述内容的情况下,力作用角度调整到更加倾斜的角度。
对于另一种使用情况来说,其中操作者在后退行驶时基本上向上拉动操作件和在此方面由他施加的力超过预先规定的极限值,力作用角同样调整得更加倾斜。在这里,操作者也尝试通过后退行驶期间上拉牵引杆直觉上提高振动夯实板的爬坡能力。推进调整装置通过更加倾斜调整力作用角支持这种努力。
通过推进调整装置预先规定的回转角调整或回转角变化可以根据振动激励器的构成分级或者连续进行。推进调整装置相对于标准力作用角改变力作用角的程度可以预先规定,其中,可以使用机械或者电子的预编程序。同样可以设想连续通过更长的时间改变力作用角。此外还可以分多个级各自以较小的回转角改变力作用角。这些可能性基本上也取决于振动激励器的能力。
而如果操作者在振动夯实板前进行驶时向前在前进方向上按压操作件,那么这一点由推进调整装置解释为操作者要求更快行驶。与此相应,力作用角调整为更加平缓,特别是比标准力作用角更加平缓。由此可以达到上面结合图3介绍的力作用。
相应内容适用于后退行驶:如果操作者向后在后退方向上拉动操作件,那么他要求在后退方向上提高推进。与此相应,推进调整装置使力作用角例如图5所示更加平缓调整。
特别具有优点的是推进调整装置这样构成,如果改变的力作用角已经调整,其相应地比预先规定的标准力作用角更加倾斜或者更加平缓,那么该改变的力作用角在由操作者施加到操作件上的力不再超过预先规定的极限值情况下也可以保持恒定。与此相应,操作者完全可以仅在例如所要求的振动夯实板快速前进行驶开始时向前按压操作件,从而调整更加平缓的力作用角。该力作用角在操作者不再施加提高力的情况下也可以保持。相同情况也适用于例如较长时间爬坡时,在这种情况下同样不再改变更加倾斜的力作用角。
特别具有优点的是,如果通过操作者施加到操作件上与本来超过预先规定的极限值的力相反作用的力超过其他预先规定的极限值,则力作用角在相反作用力的方向上以预先规定的回转角分多步或者连续进行回转。这一点涉及这种情况,即操作者例如首先要求快速前进行驶并与此相应调整平缓的力作用角。如果现在自动调整的更高推进速度对操作者来说过快,那么他在后退方向上,也就是与前进方向自动地相反拉动操作件,即使他尚未通过控制件明确控制振动激励器。拉动操作件由推进调整装置识别,从而因此调整更加倾斜的力作用角并使振动夯实板放慢其前进行驶速度。在此方面,根据构成可以在较长时间保持操作者在后退方向上的拉力情况下,使振动夯实板最后在水平方向上处于停止状态(力作用角90°)。
最后在本发明一种进一步构成中,如果操作者相应长时间持续向操作件施加力,也可以完全改变行驶方向。
正如详细介绍的那样,作为力作用角倾斜或者平缓调整的标准,超过预先规定的极限值通过由操作者在相反方向上施加力设定。作为对此的替代或者补充,也可以取由操作者在确定时间施加力的平均值,以便在提升或保持恒定或者在降低力时产生相应的作用。特别是可以这种方式在借助适当的时窗情况下确定滑动平均值,从而在平均提高操作力或也在保持不变或者降低平均操作力时,由推进调整装置采取上述措施。
在本发明权利要求16所述的另一种方案中,推进调整装置具有一个速度检测装置,用于检测实际推进速度和/或者用于检测推进速度的变化。此外具有一个计值装置,用于将实际推进速度与最后检测的推进速度进行比较和/或者用于计值推进速度的变化,从而可以确定振动夯实板推进速度的加大或者减小。最后具有一种变量装置,用于在回转方向上以小的角度步骤或者连续方式这样改变力作用方向,使其在确定推进速度加大的情况下在相同的回转方向上继续改变力作用方向,而在确定推进速度减小的情况下则在相反的回转方向上改变力作用方向。
按照这种方式,推进速度可以自动最大化。推进调整装置监测导致改变力作用角的作用。如果在改变力作用角后确定推进速度加大,那么推进调整装置从中得出结论,以相同方式继续改变力作用角使推进速度继续加大。而如果推进速度减小,推进调整装置则以相反的方式回转力作用方向,期待由此达到提高推进速度的目的。
在依据本发明用于振动夯实板推进速度最大化的方法中,实施为此所需的步骤。振动夯实板在取决于由操作者预先规定的方向要求情况下的行驶期间,检测实际推进速度(或推进速度的变化)。将实际推进速度与最后检测的推进速度进行比较并确定推进速度的加大或者减小。在确定推进速度加大的情况下,在与以前变化时相同的回转方向上改变力作用方向。而如果确定推进速度减小,则在与以前回转方向相反的回转方向上改变力作用方向。这些步骤不断重复,以便可以优化推进速度。
最后介绍的用于优化推进速度的自动调整也可与上述的操作者直觉控制或者与振动夯实板依据标准的控制进行组合。例如可以设想具有一个按键,操作者需要时可以利用按键自动要求借助自动调整达到最大的推进速度。操作者然后一定程度上从本身采取措施中解放出来。
附图说明
下面借助参照附图的实施例对本发明的这些和其他特征进行详细说明。其中:
图1示出现有技术中公知的振动夯实板前进行驶时的示意侧视图;
图2示出后退行驶时图1的振动夯实板;
图3示出提速前进行驶的振动夯实板;
图4示出后退行驶时图3的振动夯实板;
图5示出另一种实施方式中提速后退行驶时图3的振动夯实板;
图6示出坡道上图3的振动夯实板;
图7示出具有优化爬坡能力的图6振动夯实板的示意图;
图8示出在依据本发明的振动夯实板上使用的控制回路,用于在前进行驶时操作者直觉控制;
图9示出在依据本发明的振动夯实板上使用的控制回路,用于在后退行驶时操作者直觉控制。
具体实施方式
依据本发明的振动夯实板在许多部分上与上面结合图1-7已经介绍的现有技术中公知的振动夯实板相应。就此而言参阅上述说明。
振动夯实板具有一个按照双轴技术或者三轴或者多轴技术本身公知的振动激励装置。不平衡轴2、3之一同样可以轴向分体,其中,每个轴向部分携带一个其相对位置可以单独控制的不平衡质量。在这种振动激励器上,偏转矩可以环绕振动夯实板的垂直轴线产生,这样可以进行转向。在一种三轴振动激励器上,双轴激励器上前面安装的不平衡件的一半向后位移。与此相应,力作用向量在双轴和三轴激励器上性质相同。本发明因此同样可以在三轴或者多轴激励器上使用。但下面出于简化的原因仅参照双轴振动激励器,正如上面已经借助图1-7介绍的那样。
依据本发明的振动夯实板上的振动激励器这样构成,使合成力的方向不仅可以如普遍常见的那样在(前进和后退行驶的)两个极限位置上调整,而且也可以在中间位置上调整。理想的是,力作用方向可以在大量的中间位置上调整,以便可以相应地实现大量的力作用角。
图8示出一个控制回路的原理图,利用该控制回路达到操作者直觉优化依据本发明的振动夯实板的爬坡能力。
在固定在振动夯实板的上部质量上的牵引杆16上具有一个操作件17,操作者通过其以本身公知的方式向振动激励器发送前进和后退行驶的控制指令。操作件17可以作为坚固耐用的手柄构成,其在图8所示的前进位置与图8虚线所示的后退位置之间可以回转。此外,操作者可以通过操作件17施加用于振动夯实板导向和转向的机械力。
在另一种未示出的实施方式中,操作件17是一种固定安装在牵引杆16上的手柄。振动激励器的控制指令然后由操作者通过一个未示出的附加控制件输入。
操作件17与一个未示出的力测量装置连接,该装置测量由操作者施加的力。在此方面,可以区分不同的空间方向(向上、向下、向前、向后)。
力测量装置产生传送到中央计算机19上的力信号18。中央计算机19上在借助适当的时窗情况下从所测量的操作力中形成平均值(参照图8,那里取滑动平均测量值的数量N)。
根据由此检测和在其作用方向方面相差的力测定操作者要求并以振动激励器调整值的方式确定。振动激励器上例如可以具有一个线性传动装置20,其以所要求的方式这样控制不平衡件或不平衡轴,使其产生预先规定的力作用角21。
线性传动装置20应可以无级调整并可以保持在所选择的位置上,以便可以达到任何中间角位置。线性传动装置20例如可以液压或者电机传动。线性传动装置20上可以连接一个本身快速的控制回路,其任务是使由外部预选的不平衡件的相对位置保持恒定。
根据力作用角21和由振动激励器产生的振动,形成特别是由操作者掌握的振动夯实板的爬坡能力。操作者就此而言作为调节元件使用。他根据其要求按压或者拉动操作件17并由此通过控制回路使力作用角21改变或者保持恒定并因此影响振动夯实板的爬坡能力。
如果操作者希望让振动夯实板更加快速地运行,则他直觉上更加用力向前按压操作件17(参见图8那里的力FS),虽然在较大的夯实板情况下由于携带的质量大而因此几乎达不到作用。用力按压(提高平均的操作力),特别是采用超过预先规定的极限值的力按压,现在可以作为中央计算机19的指令信号使用,以便以一定的角量彼此增量式调整振动激励器上的不平衡质量。按照这种方式,力作用角可以更加平缓调整,从而达到更高的推进速度。
操作件17上的操作力可以通过牵引杆头上的力测量盒检测。同样可以使用压力灵敏的手柄。原则上适用所有类型的压力或力接收器,利用其可以检测操作者的手力。然而应可以区分出不同的作用或空间方向。
如果中央计算机19-例如通过平滑的平均值的计值-得到信息,则水平操作力FS通过直觉上操作件17的再按压平均得到提高,那么力作用角更加平缓调整。由此在平地上提高前进速度。这种功能主要是需要在平地上通过更高的速度取得更大的压实面积效率的情况下支持操作者。必须限制总力作用角向前可调整的最大位移,以便仍保留垂直的剩余力,其将下部质量从地面抬起,以便仍可以推进。否则土壤接触板1不能再从地面抬起并仅完成水平的往复运动。
力作用角最大可调整的合理位移可以凭经验求得并作为限制信息编入中央计算机19的程序。
如果现在振动夯实板驶过坑洼或者坡道,则第二力测量件测量操作力FD,操作者利用这种操作力直觉上希望在牵引杆16上向下按压振动夯实板,以便抬起土壤接触板1的前缘。中央计算机19为这种力分量也形成适当的平均值。如果中央计算机19得到信息,向下平均提高垂直操作力或与预先规定的极限值相对,那么力作用角更加倾斜调整。总力向量的复位也必须限制保留在尽可能大的程度上,以取得必要的最小推进分量。
如果机械因为操作者过于倾斜调整力向量而卡在一个斜坡上,则操作者直觉上在操作件17上向前按压机械,由此力作用角重新平缓调整。如果垂直向下的操作力下降,那么作用角同样也平缓调整。机械通过两个措施最后也又行驶。
只要振动夯实板没有得到水平或者垂直操作力信号,它就将振动激励器复位到例如45°的标准力作用角。对于特殊用途(例如碎石路)来说,也可以预先规定其他的标准力作用角。
图9示出振动夯实板后退行驶时图8的控制回路。
操作件17由操作者相应以公知的方式向后回转,以便这样控制振动激励器,使其在后退方向上产生具有水平分量的合成力向量。
现在为检测操作者的操作力也使用力测量装置。
如果振动夯实板在后退行驶时驶上一个坡道,那么操作者直觉上在延长牵引杆16情况下希望向后上拉操作件17,以便抬起土壤接触板1的后缘。为此花费的力FD通过力测量装置检测并作为力信号18传送到中央计算机19。如果所测量的操作力超过正常的操作力,则该计算机更加倾斜调整力作用角,从而可以使下部质量连同土壤接触板1更强地抬起。
而如果力作用角过于倾斜调整并因此振动夯实板的推进速度过小,那么操作者直觉上希望拉近机械(力FS)。这种力信号同样由中央计算机19计值,然后重新更加平缓调整力作用角。
只要没有超过一定的极限坡度,因此在后退行驶方向上振动夯实板也可以达到尽可能最佳的行驶速度。在后退行驶时,原则上使用与前进行驶时相同的调整算法,仅操作力数值上采用相反的符号。
在振动夯实板所介绍的控制回路中,可以装入适当的时间常数,以便为操作者达到舒适的操作性。控制回路可以通过大量所要使用的测量值N用于平滑平均值形成而为人去方便变得足够缓慢。操作者然后能够在爬坡性能方面承担测量环节的作用,其中,其直觉操作性主动得到振动夯实板的支持。振动夯实板所希望的缓慢反应防止机械的举动使操作者感到意外。
用于触发所述控制机构的操作力必须大于正常情况下本来作用的操作力。操作者然后主观上在正常工作范围内具有可靠控制的感觉并通过施加比附加控制件更强的操作力利用附加的控制可能性。
通过直觉上-或者也有意图的-按压和拉动操作件,操作者可以达到使振动夯实板无论是在平地上还是在坡道上均达到最大的推进速度。因此不涉及附加存在的可能性,即利用操作件17也调整振动激励器的中间位置,也就是有针对性的力作用角。通过依据本发明的振动夯实板为操作者提供一种组合操作件,操作者利用该操作件直觉上始终可以进行最佳控制。
在本发明的另一种实施方式中,除操作者之外或者取代操作者,可设置速度或加速度传感器作为测量和调整环节,利用其可以确定实际前进速度或速度变化。这样速度例如也可以通过加速度测量顺序的分析测定。自动的控制回路因此能够在预先规定的限度内改变力作用角并通过与进一步速度测量的比较,确定力作用角的变量,也就是力作用角的回转是否在正确的方向上进行,从而提高推进速度。而如果确定推进速度降低,那么力作用角也可以向相反的回转方向上回转。
通过持续不断的比较这样调整力作用角,使其达到各自最佳的推进速度。
上述的操作者直觉控制或者最后介绍的全自动力向量优化可以彼此独立或者也可以相互组合在依据本发明的振动夯实板上使用。所称的两种原理同样可以在推进调整装置上使用,其中振动夯实板的上坡或者下坡行驶例如通过倾斜度识别装置识别并相应调整力向量。

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本发明涉及一种振动夯实板,具有一个可以这样控制的振动激励装置(2),使力作用方向可以在多个位置上,特别是可以在两个以上的位置上进行调整。此外具有一个推进调整装置,用于这样控制振动激励装置(2),使力作用方向向一个达到振动夯实板尽可能最大推进的位置上调整。力作用方向可以在取决于振动夯实板的环境、特别是由土壤接触板(1)所要夯实的地基的倾斜度和/或者强度改变的情况下改变。作为对此的选择,力作用方向可以。

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