用于确定地面刚度的系统和方法技术方案

本发明专利技术公开了一种压实机，该压实机具有被构造对作业材料进行压实的至少一个滚筒。该压实机还包括存储有标定系统的存储器。该标定系统具有多个参考推进动力值、多个参考地面刚度值以及所述多个参考推进动力值和所述多个参考地面刚度值之间的相关性信息。该压实机还包括处理器。该处理器被配置成确定所述压实机的推进动力。该处理器还被配置成将所述压实机的推进动力与所述标定系统中的所述多个参考推进动力值中的至少一个推进动力值进行比较。该处理器被进一步配置成基于所述压实机的推进动力和所述多个参考推进动力值中的所述至少一个推进动力值之间的关系确定所述作业材料的刚度值。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术总体上涉及将材料压实的机器，更具体地说，涉及用于在地面压实过程期间确定地面刚度(硬度)的系统和方法。
技术介绍
压实机器或压实机一般用来在建造建筑物、公路、停车场和其他结构时将作业材料(例如，土壤、砂砾、沥青)压实到期望密度。通常，工地的土质材料必须被压实，并且必定涉及到一个或多个压实机器连续地将材料压实，直到实现期望的压实水平。该过程可能需要在作业材料上进行许多次以达到期望水平。刚度是用来确定压实水平的一个度量。确定土壤或其它材料的刚度有各种各样的方法。目前的技术包括使用核密度计、平板载荷试验装置、落锤式弯沉仪等等，它们在压实过程之前和/或之后测量土壤密度或土壤刚度。尽管这可对土壤或其它材料的压实提供精确的测量，但是这些测量必须与压实过程分开地进行。已知用于在压实过程期间测量压实度的系统。例如，授予WackerNeusonProduktionGmbH&Co.的美国专利No.8,057,124B2(“’124专利”)公开了一种用于测量土壤参数的方法和装置。该装置使用接触表面参数和接触力的实际梯度的近似来计算动态变形模量。然而，该模量是无量纲的。另外，’124专利公开的方法限于振动压实机器，因为在该方法中使用的分析需要测量振动接触元件的接触力和接触距离。目前的方法不能提供在由非振动式静态压实机器执行的压实过程期间确定的具有工程单位的刚度测量。尽管可以得到用于这种机器的无单位刚>度指标，但是该无单位刚度指标不能用于其它目的，例如，由需要知道土壤或其它材料的具体压实度以便建造或设计道路、建筑物垫板等的设计工程师使用。另一个缺点是无单位指标经常依赖于机器，因此难以在多个机器之间使用。本专利技术旨在克服或减轻所阐述的这些问题中的一个或多个。
技术实现思路
在一个方面中，本专利技术涉及一种压实机。该压实机包括被配置成对作业材料进行压实的至少一个滚筒。该压实机还包括控制器。该控制器被配置成确定所述压实机的推进动力。该控制器还被配置成访问标定系统，该标定系统包括参考推进动力值和该参考推进动力值与参考地面刚度值之间的相关性信息。该控制器还被配置成将所述压实机的推进动力与所述参考推进动力值进行比较。基于所述压实机的推进动力和所述参考推进动力值之间的关系确定所述作业材料的刚度值。另外，所述压实机被配置成基于所确定的刚度值调节压实功(压实作用力，compactioneffort)。在另一个方面中，本专利技术涉及一种压实机。该压实机包括被配置成对作业材料进行压实的至少一个滚筒。该压实机还包括存储有标定系统的存储器。该标定系统包括多个参考推进动力值、多个参考地面刚度值以及所述多个参考推进动力值和所述多个参考地面刚度值之间的相关性信息。该压实机还包括处理器。该处理器被配置成确定所述压实机的推进动力。该处理器被进一步配置成将所述压实机的推进动力与所述标定系统中的所述多个参考推进动力值中的至少一个参考推进动力值进行比较。另外，该处理器被配置成基于所述压实机的推进动力和所述多个参考推进动力值中的所述至少一个参考推进动力值之间的关系确定所述作业材料的刚度值。在另外方面中，本专利技术涉及一种用于对作业场所(现场)上的至少一种作业材料进行压实的系统。该系统包括压实机，该压实机具有可变压实功设置(设定)机构。该系统还包括存储有标定系统的存储器。该标定系统包括多个参考推进动力值、多个参考地面刚度值以及所述多个参考推进动力值和所述多个参考地面刚度值之间的相关性信息。该系统进一步包括处理器。该处理器被配置成确定所述压实机的推进动力。该处理器被进一步配置成将所述压实机的推进动力与所述标定系统中的所述多个参考推进动力值中的至少一个推进动力值进行比较。另外，所述处理器被配置成基于所述压实机的推进动力和所述多个参考推进动力值中的所述至少一个推进动力值之间的关系确定作业材料的刚度值。此外，所述处理器被配置成基于所确定的刚度值和位置信息产生用于所述作业场所的地面刚度地图(图谱，map)。附图说明图1是压实机的示例性实施方式的示意图；图2是控制器的示例性实施方式的框图；图3是位于一部分待压实的作业材料上的示例性滚筒的示意图；以及图4是示出了确定作业材料的刚度值的示例性方法的流程图。具体实施方式图1是根据本专利技术的一个方面的示例性压实机的示意图。在图1中，示出了示例性压实机10，该压实机10能够在表面16上行进并且在其自身动力作用下将作业材料14压实。作业材料14可以包括土壤、砂砾、沥青等。能够被想到来实现所公开的方法和装置的压实机的类型包括土壤压实机、沥青压实机、多功能压实机、气动压实机、振动压实机、自行走两轮和四轮压实机、以及拖拽系统。压实机10包括本体或框架12，该本体或框架12将使得压实机10能够发挥功能的各种物理和结构特征互操作地相联接和相关联。这些特征可以包括安装在框架2上的驾驶室20，操作员可以从该驾驶室20控制和引导压实机10的操作。另外，转向特征件21和类似控制件可以位于驾驶室20内。为了在表面16上驱动压实机10，也可以将诸如内燃发动机之类的动力系统(未示出)安装至框架12，该动力系统能够产生推进动力以物理地移动压实机10。一个或多个其它作业器具(未示出)可被连接至压实机10。这些作业器具可以用于各种任务，例如包括装载、升降和清扫。这些作业器具可以包括例如铲斗、叉式升降装置、清扫机、抓斗、切割器、剪切机、刀片、破碎器/重锤、螺旋推运器等。为了使压实机10能够物理地运动，所示的压实机10包括与表面16滚动接触的第一滚筒24和第二滚筒22。应该认识到，压实机10可以具有用于将作业材料14压实的单个滚筒和(多个)橡胶轮胎，并且滚筒(或在单个滚筒压实机的情况下的一个滚筒)可以是光滑的或者配备有诸如凸块型设计或夯实块型设计的压实块(feet)。出于参考目的，压实机10可以具有一般的行进方向，从而可以认为滚筒24为压实机10的前滚筒，并且将滚筒22认为是后滚筒。前滚筒24和后滚筒22可以是可旋转地联接至框架12并且能够相对于框架12旋转的圆筒状结构。因为它们的前后位置和它们的尺寸，前滚筒24和后滚筒22将压实机10的框架12支承在表面16上方，并且允许压实机10在表面16上行进。前滚筒24和后滚筒22大体横向于或垂直于压实机10的行进方向定向。应该认识到，因为压实机10是可转向的，所以行进的前进方向在操作过程期间可以改变，但是通常仅能本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种压实机，该压实机包括：被配置成对作业材料进行压实的至少一个滚筒；以及控制器，该控制器被配置成：确定所述压实机的推进动力；访问标定系统，该标定系统包括参考推进动力值和该参考推进动力值与参考地面刚度值之间的相关性信息；将所述压实机的推进动力与所述参考推进动力值进行比较；以及基于所述压实机的推进动力和所述参考推进动力值之间的关系确定所述作业材料的刚度值；其中，所述压实机被配置成基于所确定的刚度值调节压实功。

【技术特征摘要】
2014.12.12 US 14/5687491.一种压实机，该压实机包括：
被配置成对作业材料进行压实的至少一个滚筒；以及
控制器，该控制器被配置成：
确定所述压实机的推进动力；
访问标定系统，该标定系统包括参考推进动力值和该参考推进动
力值与参考地面刚度值之间的相关性信息；
将所述压实机的推进动力与所述参考推进动力值进行比较；以及
基于所述压实机的推进动力和所述参考推进动力值之间的关系确
定所述作业材料的刚度值；
其中，所述压实机被配置成基于所确定的刚度值调节压实功。
2.根据权利要求1所述的压实机，其中，所述控制器还被配置成基于
所述压实机的推进动力和所述参考推进动力值之间的差来确定所述作业材
料的刚度值。
3.根据权利要求1所述的压实机，其中，所述控制器还被配置成使用
回归方法来确定所述作业材料的刚度值。
4.根据权利要求1所述的压实机，其中，所述控制器还被配置成向显
示器发送表示所述作业材料的刚度值是否满足预定阈值的信号。
5.根据权利要求1所述的压实机，其中，所述控制器还被配置成将所
述作业材料的刚度值确定为所述作业材料的具有力/面积单位的物理特征
参数。
6.根据权利要求1所述的压实机，其中，所述控制器还被配置成将所
述作业材料的类型、密度或水分含量水平中的至少一者与所述标定系统中
的参考材料信息进行比较，所述参考推进动力值部分地基于该比较来确定。
7.根据权利要求1所述的压实机，其中，所述标定系统包括从现场测
量或实验室测试获得的数据。
8.根据权利要求1所述的压实机，其中，所述推进动力是基于所述压

\t实机的地面速度、所述压实机的滚动阻力或由所述压实机输送到所述作业
材料的压实能量中的至少一个确定的。
9.一种压实机，该压实机包括：
被配置成对作业材料进行压实的至少一个滚筒；
存储器，该存储器存储有标定系统，所述标定系统包括多个参考推进
动力值、多个参考地面刚度值以及所述多个参考推进动力值和所述多个参
考地面刚度值之间的相关性信息；以及
处理器，该处理器被配置成：
确定所述压实机的推进动力；
将所述压实机的推进动力与所述标定系统中的所述多个参考推进
动力值中的至少一个参考推进动力值进行比较；以及
基于所述压实机的推进动力和所述多个参考推进动力值中的所述
至少一个参考推进动力值之间的关系确定所述作业材料的刚度值。
10.根据权利要求9所述的压实机，其中，所述处理器还被配置成基
于所述压实机的推...

【专利技术属性】
技术研发人员：P·T·柯科兰，L·迟，
申请(专利权)人：卡特彼勒公司，
类型：发明
国别省市：美国;US