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1、10申请公布号CN102147353A43申请公布日20110810CN102147353ACN102147353A21申请号201010620241822申请日2010122261/289,11420091222US12/962,73120101208USG01N19/00200601E01C19/26200601E02D1/02200601E02D3/0220060171申请人卡特彼勒路面机械公司地址美国明尼苏达州72发明人NA奥肯JA阿德玛KA汉森BJ道宁74专利代理机构北京市金杜律师事务所11256代理人苏娟54发明名称用于压实测量的方法和系统57摘要本发明涉及用于压实测量的方法和系统。
2、，其中用于压实测量的系统包括用于确定工地处的材料区域的多个部分的压实状态的至少两个压实测量系统和用于显示来自压实测量系统的集合数据的显示系统。30优先权数据51INTCL19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书2页说明书4页附图4页CN102147355A1/2页21一种压实测量的方法，包括如下步骤通过第一压实测量系统确定指示材料区域的第一部分在第一深度范围上的压实状态的数据；通过第二压实测量系统确定指示所述材料区域的第二部分在第二深度范围上的压实状态的数据，其中所述第二深度范围比所述第一深度范围深；在第一显示范围上显示指示所述材料区域的第一部分的压实状态的数据；以及在第二显。
3、示范围上显示指示所述材料区域的第二部分的压实状态的数据。2根据权利要求1所述的方法，其中显示数据包括所述材料区域的第一部分在所述第一深度范围的至少一部分上的压实状态的视觉再现，并且还包括所述材料区域的第二部分在所述第二深度范围的至少一部分上的压实状态的视觉再现。3根据权利要求1所述的方法，其中确定所述材料区域的第一部分在所述第一深度范围上的压实状态以及确定所述材料区域的第二部分在所述第二深度范围上的压实状态的步骤在单个压实机经过所述材料区域的过程中进行。4根据权利要求1所述的方法，其中所述第一深度范围和所述第二深度范围是互不包含的深度范围。5根据权利要求1所述的方法，其中所述第一深度范围和所述。
4、第二深度范围包括重叠的深度范围。6根据权利要求1所述的方法，其中确定所述材料区域的第一部分在所述第一深度范围上的压实状态以及确定所述材料区域的第二部分在所述第二深度范围上的压实状态的步骤大致同时进行。7根据权利要求1所述的方法，其中所述第一显示范围等于所述第一深度范围。8根据权利要求7所述的方法，其中所述第二显示范围等于所述第二深度范围。9根据权利要求1所述的方法，其中所述材料区域的第一部分包括第一材料，并且所述材料区域的第二部分包括第二材料，其中所述第一材料和所述第二材料是彼此不同的材料。10根据权利要求1所述的方法，其中所述材料区域的第一部分包括第一材料，并且所述材料区域的第二部分包括第二。
5、材料，其中所述第一材料和所述第二材料是相同的。11一种用于测量压实的系统，包括第一压实测量系统，用于确定材料区域的第一部分在第一深度范围上的压实状态；第二压实测量系统，用于确定所述材料区域的第二部分在第二深度范围上的压实状态；至少一个电子控制模块，可操作地连接到所述第一压实测量系统和所述第二压实测量系统；以及显示系统，可操作地连接到所述电子控制模块，并且能够在第一显示范围上显示指示所述材料区域的第一部分的压实状态的数据，并且在第二显示范围上显示指示所述材料区域的第二部分的压实状态的数据。12根据权利要求11所述的系统，其中所述显示系统包括所述材料区域的第一部分在所述第一深度范围的至少一部分上的。
6、压实状态的视觉再现，并且还包括所述材料区域的第二部分在所述第二深度范围的至少一部分上的压实状态的视觉再现。权利要求书CN102147353ACN102147355A2/2页313根据权利要求11所述的系统，其中所述显示系统还能够显示所述压实机的立体图。14根据权利要求11所述的系统，其中所述第一压实测量系统和所述第二压实测量系统能够大致同时测量所述材料区域的第一部分的压实状态和所述材料区域的第二部分的压实状态。15根据权利要求11所述的系统，其中所述显示系统被附接到包括所述第一压实测量系统和所述第二压实测量系统的压实机上。16根据权利要求11所述的系统，其中所述显示系统以在视觉上有差别的方式显。
7、示所述第一显示范围和所述第二显示范围。17根据权利要求11所述的系统，其中所述材料区域的第一部分包括第一材料，并且所述材料区域的第二部分包括第二材料，其中所述第一材料和所述第二材料彼此不同。18根据权利要求11所述的系统，其中所述材料区域的第一部分包括第一材料，并且所述材料区域的第二部分包括第二材料，其中所述第一材料和所述第二材料是相同的。19一种机器，包括压实机，具有框架和与所述框架联接的压实元件；第一压实测量系统，用于确定材料区域的第一部分在第一深度范围上的压实状态；第二压实测量系统，用于确定所述材料区域的第二部分在第二深度范围上的压实状态；至少一个电子控制模块，可操作地连接到所述第一压实。
8、测量系统和所述第二压实测量系统；以及显示系统，可操作地连接到所述至少一个电子控制模块，并且能够显示来自所述第一压实测量系统和所述第二压实测量系统的输出。20根据权利要求19所述的机器，其中所述第一压实测量系统能够通过提供指示所述压实机在经过所述材料区域之上时的滚动阻力的数据来测量所述材料区域的第一部分的压实状态。21根据权利要求19所述的机器，其中所述第二压实测量系统能够通过提供指示所述压实机在经过所述材料区域之上时的滚动阻力的数据来测量所述材料区域的第二部分的压实状态。22根据权利要求19所述的机器，其中所述第一压实测量系统能够通过提供来自联接到所述压实元件的加速计的数据来测量所述材料区域的。
9、第一部分的压实状态。23根据权利要求19所述的机器，其中所述第二压实测量系统能够通过提供来自联接到所述压实元件的加速计的数据来测量所述材料区域的第二部分的压实状态。24根据权利要求19所述的机器，其中所述显示系统还能够显示所述压实机的立体图。25根据权利要求19所述的机器，其中所述第一压实测量系统和所述第二压实测量系统能够大致同时输出包括指示所述材料区域的第一部分的压实状态以及所述材料区域的第二部分的压实状态的电子数据的信号。权利要求书CN102147353ACN102147355A1/4页4用于压实测量的方法和系统技术领域0001本发明总体涉及用于压实土石材料的系统。更具体地，公开了一种用于。
10、压实的方法和系统，该方法和系统使用至少两个不同的压实测量系统来更准确地确定压实程度。背景技术0002例如道路建设项目的建造项目需要长时间且通常高成本的过程来确保最终产品例如道路满足例如适当平整度、水平度、承载能力等需要。通常工地处的土石材料必须被重新分布，并且采用一种或多种压实机器来连续压实材料，直到实现所需的压实程度。0003工地通常包含变化的地形和土壤组分。此外，工地的不同区域会具有变化的压实需要。测量工地区域的压实状态的系统在本领域是公知的。尽管具有测量工地区域的压实状态的自动或半自动方法，还是需要一种更加准确的测量方法。例如，测量区域压实的不同方法在地面以下的变化深度处具有变化的精度水。
11、平。因此，希望的是一种以对机器操作者和/或自动压实控制系统有利的方式最佳地利用来自多个不同压实测量系统的数据并显示所得数据的系统。0004本发明旨在克服或消除以上提到的一个或多个问题。发明内容0005在一个方面，压实测量的方法包括通过第一压实测量系统确定指示材料区域的第一部分在第一深度范围上的压实状态的数据的步骤。还包括通过第二压实测量系统确定指示材料区域的第二部分在第二深度范围上的压实状态的数据的步骤，其中第二深度范围比第一深度范围深。该方法还包括在第一显示范围上显示指示材料区域的第一部分的压实状态的数据的步骤。该方法还包括在第二显示范围上显示指示材料区域的第二部分的压实状态的数据的步骤。0。
12、006在另一方面，用于测量压实的系统包括用于确定材料区域的第一部分在第一深度范围上的压实状态的第一压实测量系统。还包括的是用于确定材料区域的第二部分在第二深度范围上的压实状态的第二压实测量系统。还包括的是可操作地连接到第一压实测量系统和第二压实测量系统的至少一个电子控制模块。还包括的是可操作地连接到电子控制模块并被构造成在第一显示范围上显示指示材料区域的第一部分的压实状态的数据以及在第二显示范围上显示指示材料区域的第二部分的压实状态的数据的显示系统。0007在另一方面，一种机器包括压实机，压实机具有框架和与框架联接的压实元件。还包括的是用于确定材料区域的第一部分在第一深度范围上的压实状态的第一。
13、压实测量系统。还包括的是用于确定材料区域的第二部分在第二深度范围上的压实状态的第二压实测量系统。还包括的是可操作地连接到第一压实测量系统和第二压实测量系统的至少一个电子控制模块。还包括的是可操作地连接到至少一个电子控制模块并被构造成显示来自第一压实测量系统和第二压实测量系统的输出的显示系统。说明书CN102147353ACN102147355A2/4页5附图说明0008图1表示根据本发明构造的压实机的示意图。0009图2表示工地处的示例性压实系统。0010图3表示示例性显示屏，显示工地处的材料区域和压实机的立体图。0011图4表示说明用于测量工地处的材料区域的压实状态的示例性方法的流程图。具体。
14、实施方式0012图1表示用于压实工作区域的示例性压实机10。压实机10包括附接到例如滚筒14和车轮15的地面接合元件的框架12。本领域普通技术人员将理解到在一些实施方式中，第二滚筒可代替车轮15。压实机10包括附接到框架12以便容纳操作者的驾驶室16，并且包括例如方向盘18的典型操作者控制器，以便控制机器操作。压实机10可以是本领域公知的任何类型的压实机。0013通信装置20可被安装到压实机10，以便发送和/或接收信号。信号可以与例如压实机10的位置、操作模式或其它方面的特征相关联。通信装置20还可接收与工地的特征相关的信号或者在工作区域内操作压实机10的控制信号。通信装置20还可用来发送来自。
15、压实机10的有关工地处的材料区域的压实状态的数据，例如通过压实机10上的一个或多个压实测量系统产生的数据，如下面更详细描述那样。0014压实机10还包括用于接收和发送有关机器的操作和控制的信号的电子控制模块26，如此处更详细描述那样。例如，电子控制模块26可经由通信线28接收来自第一压实测量系统22和第二压实测量系统24以及传感器的信号。电子控制模块26还任选地发送和接收有关机器操作的其它方面的信号，例如至压实机10上的马达、泵或通信装置的信号。另外，虽然电子控制模块26表示成图1的压实机10上的信号组成部件，机器的控制可通过使用可操作地连接以便控制多种不同任务并协调安装到或连接到压实机10上。
16、的一个或多个压实测量系统的数据处理的多个电子控制模块来实现。0015第一压实测量系统22可包括被构造成收集直接或间接指示与压实机10相互作用的材料区域的压实响应的数据的一个或多个传感器或电子器件。例如，第一压实测量系统22可被构造成在压实机10经过材料区域之上时通过测量压实机10的滚动阻力来提供指示材料区域的压实状态的信号。通过这种方法提供的压实测量技术在美国专利6188942中描述，该专利“942专利”通过引用结合于此。942专利公开了一种通过根据已知的压实宽度、材料提升厚度以及压实机的滚动阻力计算例如输送到材料的压实能量来确定材料的压实性能的方法和系统。因此，第一压实测量系统22可包括被构。
17、造成从压实能量计算来提供压实性能的测量的一个或多个传感器和电子系统。如942专利所描述那样，例如地面速度传感器、倾斜计以及转矩传感器的传感器可用来确定压实性能。0016压实机10还装备有第二压实测量系统24。第二压实测量系统24可以是所述的压实测量系统中的一个，或者可以是用于测量压实的替代方法。例如，第二压实测量系统24可以包括测量压实机的滚筒例如图1的压实机10的滚筒14的运动的加速计。这种类型的系统测量材料的硬度或材料在载荷下抵抗变形的能力。加速计测量滚筒运动，并转化成指示材料压实状态的硬度数值。0017替代地，第一压实测量系统22或第二压实测量系统24可以是其它测量装置，例如说明书CN1。
18、02147353ACN102147355A3/4页6核密度计或挠度计。本发明适当地覆盖了除了这里详细描述的示例性方法之外的测量材料压实的其它公知方式。0018图2表示工地处的压实系统200。随着压实机10在材料区域204上行驶，获取材料区域204的一个或多个测量值，以便确定材料区域204的压实程度。第一压实测量系统22可测量材料区域204的第一部分在例如图2的D1的第一深度长度上的压实程度。第二压实测量系统24可测量材料区域204的第二部分在例如图2的D2的第二深度长度上的压实程度。例如，D1可以是05米，因此第一压实测量系统22由此测量材料区域204的第一部分在地面以下的005米之间的压实程。
19、度。类似地，D2的长度可以是15米，指的是第二压实测量系统24测量材料区域204的第二部分在地面以下的052米之间的压实程度。在此例子中，压实机10上的两个不同的压实测量系统测量材料区域204的多个部分在不同且互不包含的深度上的压实程度。0019但是替代地，不同的压实测量系统可测量材料区域204的不同但重叠的深度。回到图2，第一压实测量系统22可测量材料区域204的第一部分至深度D1的压实程度，并且第二压实测量系统24可测量材料区域204的第二部分在从深度L处开始的深度D2的压实程度。例如，第一压实测量系统22可测量深度为0075米的压实，而第二压实测量系统24可测量深度为052米之间的压实。。
20、在此例子中，两个压实测量系统获取重叠深度的读数，即地面以下05075米之间的读数。在这种情况下，存在处理为操作者显示的重叠数据的多种不同的可能性。一种可能性是电子控制模块忽略来自压实测量系统中的一个的数据的一部分。因此，在所述的例子中，电子控制模块可显示来自第一压实测量系统的005米的数据，并且显示来自第二压实测量系统的052米的数据，由此忽略来自第一压实测量系统的05075米之间的数据。0020替代地，在多个压实测量系统中的一个返回地面以下的相同深度的数据时，电子控制模块可将该数据取平均值。在另一替代形式中，电子控制模块可计算加权平均值，如果在特定深度上，有原因来确信压实测量系统中的一个可以。
21、提供比另一个压实测量系统更加准确的数据，那么为来自多个压实测量系统中的所述一个的数据取更大权重。0021图3表示示例性的显示屏300，显示屏300显示了工地的材料区域、有关材料区域的数据和压实机10的立体图。显示屏300可以位于工地的压实机器例如图1的压实机10上，和/或可以在工地的另一位置例如管理站显示，或者完全远离工地显示。0022显示屏300任选地表示压实机10，包括压实机10的当前位置，以便将操作者定向到正在显示的工地处的材料区域。显示屏300还表示出通过深度区域304和深度区域306表示的至少两个不同的压实深度区域。对于被显示的每个深度区域提供视觉指示，以便表示该深度区域的压实程度。。
22、例如深度区域304可以在显示屏300上以蓝色表示，较暗的蓝色指示深度区域304内的材料更为压实，而较浅的蓝色指示深度区域304内的材料不太压实。而深度区域306可以红色表示，较暗的红色指示深度区域306内的材料更为压实，而较浅的红色指示深度区域306内的材料不太压实。以此方式，操作者可以利用从两个不同压实测量系统收集的数据在单个显示屏上看到两个不同深度范围处的压实程度。0023还可以使用所述显示系统的变型。例如，可以使用不同的阴影或其它图形来代替颜色，两者都用来表示压实程度，并用来在两个或多个不同深度区域之间进行区分。不同颜色还可用来代表压实性能，例如绿色用来指示材料区域被充分压实，或者红色用。
23、来指示材说明书CN102147353ACN102147355A4/4页7料区域没有充分压实。同样，颜色或其它图形可指示压实的量化测量程度，或者替代地可指示与材料区域的目标压实程度相比的相对压实程度。0024另外，显示屏300不需要在显示器上显示两个或多个分散的深度区域。换言之，压实机10可以装备有多个压实测量系统，但是来自这些系统的测量值以为操作者无缝地显示深度区域的总体压实程度的方式组合，而操作者不会意识到显示屏具有来自一个以上的压实测量系统的集合数据。因此显示屏300可被构造成仅表示显示来自多个压实测量系统的集合测量值的单个深度区域。另外，显示屏300不需要显示由压实测量系统收集的所有可能。
24、的数据。也就是说，如果显示屏300对于材料区域在屏幕上显示两个不同显示深度，这些显示范围不需要与每个压实测量系统能够针对其收集数据的深度范围准确对应。0025图4表示说明用于测量工地处的材料区域的压实状态的示例性方法400的流程图。在第一步骤步骤402中，第一压实测量系统例如以上描述的那些用来收集指示材料区域的第一部分的压实状态的数据。在下一个步骤步骤404中，第二压实测量系统用来收集指示材料区域的第二部分的压实状态的数据。在第三步骤步骤406中，收集的数据被输出，以便显示从第一压实测量系统和第二压实测量系统收集的数据。该方法的这些步骤的变型可以如上所述地利用。0026工业实用性0027本发明。
25、提供一种用于准确确定工地处的材料区域的多个部分的压实响应的有利系统和方法。该系统和方法使得操作者以容易合成的方式得到一个或多个材料在变化深度处的压实响应的准确指示，使得操作者或者自动控制系统可以采取适当动作，以确保材料区域的多个部分被适当和有效地压实。该系统利用两个不同压实测量系统的相对优点，这两个压实测量系统在测量该区域内的材料不同深度处的压实状态中具有不同的精度。0028本领域的普通技术人员将明白所公开的例子的其它实施方式、特征、方面和原理，所公开的例子的其它实施方式、特征、方面和原理可以在多种环境和系统内应用。说明书CN102147353ACN102147355A1/4页8图1说明书附图CN102147353ACN102147355A2/4页9图2说明书附图CN102147353ACN102147355A3/4页10图3说明书附图CN102147353ACN102147355A4/4页11图4说明书附图CN102147353A。