专利名称：混凝土激光整平机的制作方法
技术领域：
本发明涉及道路施工设备，具体地说是用于刮平混凝土道路的混凝土激光整平 机。
背景技术：
传统的地坪夯实仅在道路施工中采用，由二至四人手持震动板进行夯实，其他如 楼房、商场等地坪基本不做，是受环境和机械设备的限制所造成。国内传统的地坪施工均为 人工操作，地坪质量的好坏取决于操作工人的熟练程度，及重复抹面以保证地坪高低误差， 因此人工操作的地坪夯实效果差、大大降低了地坪夯实作业效率。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术现状，而提供施工效率高、精度 高、质量优、操作简单，实现刮平和振捣两道工序一起并且一次性完成的混凝土激光整平 机。本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为混凝土激光整平机，包括激光发 射器、机架、与机架相连接的连接架组件、与连接架组件相连接的振动刮板组件、设置在机 架上的行走机构、液压系统、发电机、发动机、水平传感器、和控制系统、设置在振动刮析板 组件上的激光接收器。连接架组件包括连接架和拉杆组件，连接架的一端与机架相铰接，另 一端与振动刮板组件相铰接。在机架和振动刮板组件之间铰接有拉杆组件。连接架的中部 与抬臂动力缸的活塞杆一端相铰接，该抬臂动力缸的另一端与机架相铰接。为优化上述技术方案，采取的措施还包括上述的振动刮板组件包括振动板、固定在振动板上并与振动板和伺服电动缸相铰 接的支撑架、与支撑架活动连接的刮板和固定在振动板上的振动驱动机构。支撑架包括两 个支撑臂，刮板上设置有两个对应的刮板支座，每个刮板支座通过伺服电动缸与对应的支 撑臂的上端连接，并通过刮板连接件与对应的支撑臂的下端活动连接。上述的激光接收器为两个，分别固定在两个支撑杆上，支撑杆固定在刮板的两侧。上述的振动驱动机构包括固定在振动板中心的振动支座，固定在振动支座上的振 动支架，固定在振动支架内的轴承和振动轴、设置在振动轴上的活动偏心块和固定偏心块， 以及与振动轴相连接的振动马达。上述的行走机构包括设置在机架上的横梁和设置在横梁两端的车轮，在横梁内设 置有对应车轮的行走马达，行走马达的动力输出轴与车轮的中心轴相连接。上述的横梁与机架相铰接，在横梁的一端设置有用于调整机架水平姿态的行走动 力缸。上述的控制系统包括中央处理器和控制面板。机架设置有水平传感器，中央处理 器接收水平传感器的检测信号，通过行走动力缸和抬臂动力缸共同配合，控制机架的水平 姿态。中央处理器接收激光接收器的检测信号，通过伺服电动缸控制刮板两端的高度。当处于非工作状态时，中央处理器将不考虑接收激光接收器的信号，而通过抬臂动力缸控制 振动刮板组件的上升，以脱离水泥表面。上述的控制面板设置有用于控制振动刮板组件升降的连接架升降模块、用于控制 机架水平的横纵向水平调整模块、用于控制行走机构的行进或后退模块、水平仪模块、用于 控制照明灯的照明模块、用于控制动力的启动开关模块、用于控制刮板高度的刮板控制模 块、输入参数模块和用于控制振动马达的振动马达模块。上述的行走动力缸和抬臂动力缸为液压缸，在机架上固定设置有液压油泵、驱动 液压油泵的发动机和由发动机驱动的发电机。上述的行走动力缸和抬臂动力缸为液压缸为伺服电动缸。与现有技术相比，本发明混凝土激光整平机主要用于水平地面和道路施工，采用 了先进的激光测控技术、计算机控制技术、传感器技术和伺服驱动技术，在刮板前有一个震 动板，震动板上设置有一个3000次/分的震动马达，它的作用不但使混凝土予以夯实，而且 重新把地坪高进行一次复核，由于是机械操作这些工作一个人便可以彻底完成，并且大大 提高了施工效率。激光控制混凝土整平机通过激光发射源-接收器-数据处理-调整刮板 高度的工作原理，平整度可以达到彡士2. 5mm/3m，标高误差彡士2. 5mm/300m直径范围。由 于施工地本身存在很大的高低差，因此为确保机器在行走中始终保持同一高度，采用伺服 电动缸-液压系统使刮板在0.05s内便能调整到所需高度。整机采用先进的激光控制技 术和计算机控制的伺服驱动技术，基于计算机控制和电子测量技术的机器水平自动调节系 统，自动化程度高，具有施工效率高、精度高、质量优、操作简单、施工人员少、施工成本低等 优势。
图1是本发明实施例的立体结构示意图；图2是本发明实施例的振动刮板组件的立体结构示意图；图3是图2的组装分解示意图；图4是本发明实施例的刮板的立体结构示意图； 图5是图4的组装分解示意图； 图6是本发明实施例的连接架的立体结构示意图；图7是图6的组装分解示意图；图8是本发明实施例的机架的立体结构示意图；图9是本发明实施例的行走机构的立体结构示意图；图10是图9的剖面图；图11是图9的组装分解示意图；图12是图1的组装分解示意图；图13是本发明实施例的使用状态示意图；图14是本发明实施例的液压系统的连接示意图；图15是本发明实施例的液压系统的列表示意图；图16是本发明实施例的控制系统的模块示意图；图17是本发明实施例的控制面板的模块示意图。
具体实施例方式以下结合附图对本发明的实施例作进一步详细描述。图1至图17所示为本发明的结构示意图。其中的附图标记为振动支架Al、轴承A2、活动偏心块A3、固定偏心块A4、振动轴 A5、振动马达A6、橡胶垫A7、振动板A8、支撑架A9、振动支座A10、支撑杆Bi、杆座B2、刮板 支座B3、刮板B4、接头Cl、连接臂C2、方槽连杆C3、螺杆C4、连接杆C7、中心轴D1、轴承D2、 支撑外套D3、行走马达D4、端盖D5、轮毂连接法兰D6、横梁D7、车轮D8、电磁阀El至电磁阀 E11、发动机1、发电机2、油泵安装套3、皮带4、联轴器A5、弹性块6、联轴器B7、油泵8、机架 9、液压系统10、油箱11、散热扇12、轴13、行走动力缸固件14、行走动力缸15、行走动力缸 固件16、行走机构17、抬臂动力缸18、轴19、铜套20、第二拉杆21、拉杆连接件23、定位套 对、第一拉杆25、销钉沈、连接架27、伺服电动缸观、刮板连接件31、激光接收器33、支座 ；34、振动刮板组件35、拉杆组件36、中央处理器37、激光发射器38、水平传感器39、控制面板 40。本发明的混凝土激光整平机，包括激光发射器38、机架9、与机架9相连接的连接 架组件36、与连接架组件36相连接的振动刮板组件35、设置在机架9上的行走机构17、发 电机1、电动机2、水平传感器39、液压系统10、控制系统和设置在振动刮板组件上的激光接 收器33。连接架组件包括连接架27和拉杆组件36，连接架27的一端与机架9相铰接，另一 端与振动刮板组件35相铰接。在机架9和振动刮板组件35之间铰接有拉杆组件36。所述 连接架27的中部与抬臂动力缸18的活塞杆一端相铰接，该抬臂动力缸18的另一端与机架 9相铰接。本实施例中，连接架27包括连接臂C2，在连接臂C2的两端分别设置有接头Cl和 连接杆C7。抬臂动力缸18的活塞杆通过方槽连杆C3、螺杆C4与连接架27的中部相活动 连接。拉杆组件36由与振动刮板组件35相铰接的第一拉杆25、与机架9相铰接的第二 拉杆21以及连接第一拉杆25和第二拉杆21的拉杆连接件23组成。第一拉杆25通过销 钉26活动连接振动刮板组件35。振动刮板组件35包括振动板A8、固定在振动板A8上并与连接架27相铰接的支撑 架A9、与支撑架A9活动连接的刮板B4和固定在振动板A8上的振动驱动机构。支撑架A9 与振动板A8之间设置有橡胶垫A7。支撑架A9包括两个支撑臂，刮板B4上设置有两个对应 的刮板支座B3，每个刮板支座B3通过伺服电动缸观与对应的支撑臂的上端连接，并通过活 动的支架与对应的支撑臂的下端相连接。振动刮板组件35固定于支座34的机架9上，振动刮板组件35通过抬臂动力缸18 的伸缩，可以相对于支座部分，在垂直的方向上下动作。伺服电动缸观，可以调节振动板A8 两端的高度。因此，当机器处于工作状态时，这个振动刮板组件35接合在混凝土表面上。 通过“激光发射器-接收器-数据处理-调整刮板高度”的工作原理，伸缩伺服电动缸观， 调节振动板A8两端的高度，从而响应激光接收器33接收到的信号，完成对水平面和双向道 路坡面高精度的平整。当机器处于非工作状态，如停止或需要快速移动时，中央处理器37将不考虑激光接收器的信号，通过抬臂动力缸18伸缩，将振动刮板组件35提升到一定的高 度，以便脱离水泥面。激光接收器33为两个，分别固定在两个支撑杆Bl上，支撑杆Bl固定在刮板B4的 两侧。本实施例中，在刮板B4上固定有刮板支座B3，刮板支座B3固定有杆座B2，支撑杆Bl 固定在杆座B2内。刮板支座B3通过刮板连接件31与支撑臂下端相活动连接，同时支撑臂 上端的伺服电动缸观与刮板支座B3相连接。通过调节两个伺服电动缸观，刮板B4两侧的 高度便可自动调节。本发明是通过固定的激光发射器38来确定基准标高。固定在两个支撑杆Bl上的 两个激光接收器33分别负责测量振动板A8两端的高度。激光接收器33将信号输送到中 央处理器37，中央处理器37进行运算处理后，发出指令，控制伺服电动缸观伸缩，调整振动 板A8到合适的高度，从而实现对水平面和双向道路坡面高精度的平整。本发明除了具备全 自动模式外，还有手动模式。用户可以通过控制面板输入参数，来确定振动板A8两端的高 度，从而完成水平面和双向道路坡面的高精度平整。振动驱动机构包括固定在振动板A8中心的振动支座A10，固定在振动支座AlO上 的振动支架Al，固定在振动支架Al内的轴承A2和振动轴A5、设置在振动轴A5上的活动偏 心块A3和固定偏心块A4，以及与振动轴A5相连接的振动马达A6。振动马达A6为与液压振动马达，振动器转速3000rpm至5500rpm，它的作用不但使 混凝土夯实，而且重新对地坪标高进行一次复核。通过该振动刮板组件35，能将刮平和振捣 两道路工序一次性完成，从而确保高精度的平整度。行走机构17包括设置在机架9上的横梁D7和设置在横梁D7两端的车轮D8，在 横梁D7内设置有对应车轮D8的行走马达D4，行走马达D4的动力输出轴与车轮D8的中心 轴Dl相连接。本实施例中，行走机构17的中心轴D1、轴承D2、支撑外套D3、行走马达D4、 端盖D5、轮毂连接法兰D6、横梁D7和车轮D8的装配结构如图10所示。激光整平机可在未硬化的混凝土表面移动。两个轮子各由一台行走马达D4分别 驱动，可独立移动，整平头互不影响。行走马达D4为与液压系统相连接的液压马达，可以手 动控制设备前进、后退、转向以及行进速度，行进速度可无级调节。在机架9上设置有水平传感器39，激光整平机在不规则路面上行进时，水平传感 器39将会感应到信号，并将信号输送到中央处理器37中，经过中央处理器37运算处理后， 发出指令，中央处理器37控制行走动力缸15和抬臂动力缸18的伸缩，分别调整机架9X向 和和Y向的水平姿态，使机器在行进的过程中自动调整机身的角度，保持整平面的平整。横梁D7与机架9相铰接，行走动力缸15设置在横梁D7的一端用于调整机架9水 平姿态。机架固定设置有液压油泵8和驱动液压油泵8的发动机1，由发动机1驱动的发电 机2。本实施例中，机架9、设置在机架9上液压系统10、发动机1、发电机2、水平传感器 39、油箱11、行走机构17、油泵8和散热扇12等构成混凝土激光整平机的支座34。本发明的动力方面是由汽油发动机1、发电机2以及液压油泵8三部分组成。汽油 发动机1驱动交流发电机2，产生12V的交流电源。通过汽油发动机1驱动液压油泵8，提 供液压系统10的液压油。液压油泵8固定安装在油泵安装套3内，汽油发动机1的动力输出轴通过联轴器5、弹性块6和联轴器7连接油泵8，并通过皮带4驱动发电机2。如图14所示的液压系统连接示意图和图15所示的液压系统的列表示意图，液压 系统包括电磁阀E1至电磁阀E11，其中电磁阀E11是比例调节阀，电磁阀E10是调速阀。本 发明的液压系统具有驱动、振动、水平姿态调节功能。本发明的液压系统接收控制系统的指 令，通过行走马达D4控制着行走机构17的驱动调节。电磁阀E1、电磁阀E3和电磁阀E2、 电磁阀E4两组分别控制机器的向前和向后运动。通过行走动力缸15和抬臂动力缸18控 制机架9水平姿态的调节。通过电磁阀E8和电磁阀E9可分别控制机身的横向水平升和横 向水平降。通过抬臂动力缸18的伺服电动缸控制振动刮板组件35的升降。控制两个电磁 阀E6和电磁阀E7，便可实现振动刮板组件35的升和降。控制振动马达A6可对振动板A8 进行振动调节。通过控制电磁阀E5的动作，来控制振动马达A6的开启和关闭。如图15所示，控制系统包括中央处理器37和控制面板40。机架9设置有水平传 感器39，中央处理器37接收水平传感器39的检测信号，通过行走动力缸15和抬臂动力缸 18分别控制机架9的X向和Y向的水平姿态，从而自动的调整车身的角度，保持车身相对整 平面的水平姿态，从而确保施工面的高精度的平整。在处开非工作状态时，如停止或快速移 动时，中央处理器37不考虑接收上述激光接收器33的检测信号，通过抬臂动力缸18伺服 电动缸控制振动刮板组件35的升降，以脱离水泥表面。中央处理器37接收激光接收器33 的检测信号，经过数据处理后，通过伺服电动缸观抬起刮板B4的高度。本发明具有手动模式和自动模式，控制面板40设置有用于控制振动刮板组件35 升降的连接架升降模块、用于控制机架9水平的横纵向水平调整模块、用于控制行走机构 17的行进或后退模块、水平仪模块、用于控制照明灯的照明模块、用于控制动力的启动开关 模块、用于控制刮板B4高度的刮板控制模块、输入参数模块和用于控制振动马达A6的振动 马达模块。通过控制面板40可以自动和手动控制机器的各种动作和功能。例如通过控制 面板40上的输入参数模块输入参数后，通过中央处理器37处理后，两个伺服电动缸观自 动调整刮板B4两端的高度，从而确保水平面和双向道路坡面高精度的整平。本发明的两个激光接收器33分别固定在两根支撑杆Bl上，分别用来确定振动板 A8两端的高度。伺服电动缸28是用来调整振动板A8两端的高度，从而实现对水平面和双 向道路坡面的平整。振动刮板组件35的提升是通过抬臂动力缸18来实现的。施工路面的 振捣是通过振动机构32来实现的。在施工过程中，中央处理器37可自动控制振动刮板B4的高度，以响应激光接收器 33的信号。在行进过程中遇到不规则表面时，中央处理器37将通过控制行走动力缸15和 抬臂动力缸18的伸缩，分别调整机身的X向和Y向的水平姿态，自动调整机身的角度，使机 身相对整平面水平或倾斜的平行。当机器处于非工作状态，如停止或需快速移动时，中央处 理器37将不考虑激光接收器33的信号，通过抬臂动力缸18将振动刮板组件35提升一定 的高度，以脱离水泥表面。如图13所示，激光发射器38发射出的激光束旋转形成一个激光控制面。将地坪 标高引导到激光整平机的整平头上。激光整平机的自动控制系统将根据整平头上的激光接 收器33感应到的激光信号，自动对标高、坡度进行实时调整。因为激光发射器38在设置好 之后固定不动，从而保证大面积地面的施工不产生误差。本发明将计算机控制技术、激光测控技术、伺服驱动技术、电子测量及传感器技术相结合，自动化程度高，有效确保混凝土地坪的平整度误差和标高误差处于极小范围之内。本发明的动力系统不局限于液压系统，也可以采用伺服电动缸、变频电机等驱动 各动力部分。如行走机构(17)的行走马达D4可以是变频电机；行走动力缸(15)和抬臂动 力缸(18)可以是伺服电动缸；振动马达A6可以是高频振动电动机。本实施例的混凝土激光整平机，功率为6. 3KW ；地面平整度彡士2. 5mm/3m长；地 面标高误差彡士2. 55mm/300m直径范围，最大施工半径150m，最大工程量2000m2/h ；工 作幅度2m ；设备重量400Kg。本发明的最佳实施例已阐明，由本领域普通技术人员做出的各种变化或改型都不 会脱离本发明的范围。
权利要求
1.混凝土激光整平机，包括机架(9)、与机架(9)相连接的接连架组件(36)、与连接架 组件(36)相连接的振动刮板组件(35)、设置在机架(9)上的行走机构(17)、激光接收器 (33)和控制系统，其特征是所述的升降机构包括连接架(27)，连接架(27)的一端与机架 (9)相铰接，另一端与振动刮板组件(35)相铰接；在所述的机架(9)和振动刮板组件(35) 之间铰接有拉杆组件；所述连接架(27)的中部与抬臂动力缸(18)的活塞杆一端相铰接，该 抬臂动力缸(18)的另一端与机架(9)相铰接。
2.根据权利要求1所述的混凝土激光整平机，其特征是所述的振动刮板组件(35) 包括振动板(A8)、固定在振动板(A8)上并与连接架(27)相铰接的支撑架(A9)、与支撑架 (A9)活动连接的刮板(B4)和固定在振动板(A8)上的振动驱动机构；所述的支撑架(A9)包 括两个支撑臂，刮板(B4)上设置有两个对应的刮板支座(B3)，每个刮板支座(B3)通过伺服 电动缸(28)与对应的支撑臂的上端连接，并且刮板支座(B3)通过刮板连接件(31)与对应 的支撑臂的下端活动连接。
3.根据权利要求2所述的混凝土激光整平机，其特征是所述的激光接收器(33)为两 个，分别固定在两个支撑杆(Bi)上，所述的支撑杆(Bi)固定在刮板(B4)的两侧。
4.根据权利要求3所述的混凝土激光整平机，其特征是所述的振动驱动机构包括固 定在振动板(A8)中心的振动支座(AlO)，固定在振动支座(AlO)上的振动支架(Al)，固定 在振动支架(Al)内的轴承(A2)和振动轴(A5)、设置在振动轴(A5)上的活动偏心块(A3) 和固定偏心块(A4)，以及与振动轴(A5)相连接的振动马达(A6)。
5.根据权利要求4所述的混凝土激光整平机，其特征是所述的行走机构(17)包括设 置在机架(9)上的横梁(D7)和设置在横梁(D7)两端的车轮(D8)，在横梁(D7)内设置有对 应车轮(D8)的行走马达(D4)，行走马达(D4)的动力输出轴与车轮(D8)的中心轴(Dl)相 连接。
6.根据权利要求5所述的混凝土激光整平机，其特征是所述的横梁(D7)与机架(9) 相铰接，在横梁(D7)的一端设置有用于调整机架(9)水平姿态的行走动力缸(15)。
7.根据权利要求6所述的混凝土激光整平机，其特征是所述的控制系统包括中央处 理器(37)和控制面板(40)；所述的机架(9)设置有水平传感器(39)，所述的中央处理器 (37)接收水平传感器(39)的检测信号，通过行走动力缸(15)和抬臂动力缸(18)共同控 制机架(9)的水平姿态；所述的中央处理器(37)接收所述激光接收器(33)的检测信号，通 过两个伺服电动缸(28)控制刮板(B4)的两端高度；所述的抬臂动力缸(18)控制刮板组件 (35)在非工作状态时的升降。
8.根据权利要求7所述的混凝土激光整平机，其特征是所述的控制面板设置有用于 控制振动刮板组件(35)升降的连接架升降模块、用于控制机架(9)水平的横纵向水平调整 模块、用于控制行走机构(17)的行进或后退模块、水平仪模块、用于控制照明灯的照明模 块、用于控制动力的启动开关模块、用于控制刮板(B4)高度的刮板控制模块、输入参数模 块和用于控制振动马达(A6)的振动马达模块。
9.根据权利要求8所述的混凝土激光整平机，其特征是所述的行走动力缸(15)和抬 臂动力缸(18)为液压缸，所述的机架(9)固定设置有液压油泵(8)、驱动液压油泵(8)的发 动机⑴和由发动机⑴驱动的发电机(2)。
10.根据权利要求8所述的混凝土激光整平机，其特征是所述的行走动力缸(15)和抬臂动力缸(18)为 伺服电动缸。
全文摘要
本发明公开了混凝土激光整平机，包括激光发射器、机架、与机架相连接的连接架组件、与连接架组件相连接的振动刮板组件、设置在机架上的行走机构、液压系统、发电机、发动机、水平传感器、和控制系统、设置在振动刮析板组件上的激光接收器。连接架组件包括连接架和拉杆组件，连接架的一端与机架相铰接，另一端与振动刮板组件相铰接。在机架和振动刮板组件之间铰接有拉杆组件。连接架的中部与抬臂动力缸的活塞杆一端相铰接，该抬臂动力缸的另一端与机架相铰接。该混凝土激光整平机实现了刮平和振捣两道工序同时完成，具有施工效率高、精度高、质量优、操作简单等优点。
文档编号E04F21/24GK102094379SQ20101028184
公开日2011年6月15日 申请日期2010年9月10日 优先权日2010年9月10日
发明者任巨山, 侯忠强, 张晓军, 郭俊杰 申请人:张晓军