专利名称：低表面区域剪切装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种包括用于平整铺路材料的叶片的设备。更具体地，该设备包括用于测量路面高程的信号发生器，因此该叶片可被调整以生成更平坦的道路。
背景技术：
叶片还没有被用于平整粘性的沥青混合物，如基本不溶解的和/或冷沥青混合物。相反，叶片用于在混合物铺设之前平整道路而不是被用于铺设混合物。
当铺路材料被铺设到表面时，刮板被用于平整铺路材料。传统刮板的缺点在于它们在分配十分粘稠的不溶解和/或冷混合物时表现不佳。在铺设这些混合物时，刮板在混合物铺设时会挂住和拖住该混合物。
使用刮板的传统调节机构，不管是手动的还是电动的，只能改变刮板的工作的倾斜或角度而不能提升刮板。当铺设混合物的硬度增加时，为了连续铺设平坦的道路，刮板的前进速度必须降低，或者必须调节刮板的工作角度。即使进行任一个或二者都进行时，也只能折衷完工路面的通行性。
为了动员，起重油缸可调节刮板的下压力并升高刮板。当这些气缸将刮板提起之后，刮板被其重量拖动向下浮动。由于混合物产生的向上的力，刮板浮在铺路混合物上而不是处于悬浮状态。
有些刮板可响应道路高程变化手动调节。然而，这种延迟的调节只不过扩大了高程的变化，在道路中产生更严重的凸起的和凹下的路段。
为了克服这些缺点，需要一种可平整放置在高低高程道路的混合物部分的装置。更具体地，该装置应该比传统装置更能响应道路高程的变化。
发明内容
本发明的目的是提供一种铺设高模量沥青混合物的设备，以生成具有更好可通行性的道路表面。
本发明的另一个目的是提供一种测量道路高程的设备，从而使该设备的叶片可被调节以产生更平坦的道路。
本发明的另一个目的是提供一种具有叶片的设备，该叶片可更好地响应道路高程的变化，这样道路的隆起和表面的缺陷可被平整。
根据本发明，用于将高模量沥青混合物铺设在表面的设备实现了前述的和其他的目的。本设备包括将所述沥青混合物剪切到预期厚度的刮平叶片，响应所述表面的高程变化来升高和降低所述叶片的气缸，与所述气缸相关联的并且适于产生指示所述表面高程的信号的至少一个信号发生器，与所述信号发生器和所述气缸相关联的至少一个信号接收器。上述的叶片设备与牵引车连接。所述接收器可响应于所述信号发生器接收的信号启动所述近程控制装置(the proximity control device)。所述叶片响应于所述信号发生器发出的信号在所述表面高程变化时升高或降低。
本发明的其它目的、优点和新颖特征将在接下来的描述中部分地阐述，对本领域的普通技术人员来说，通过下述的考察本发明将部分变得显而易见，或者可从本发明的实践中学会本发明。
在构成本说明书一部分并且结合其理解的附图中，相似的附图标记指示各图中相似的部分，其中图1是本发明设备的透视图；图2是本发明叶片控制装置附属物的透视图，该装置是图1所示设备的一部分；图3是图2所示附属物的后视图；图4是图2所示附属物的俯视图；图5是沿图2线5-5所做的图2所示附属物的剖视图；图6是沿图2线6-6所做的图2所示设备的剖视图；图7是流程图，示出了如何处理由本发明设备产生和接收的信号。
具体实施例方式
参阅图1，用于将铺路材料铺设到表面的设备主要由附图标记10指代。设备10包括与牵引车14连接的附属物12。设备10的行进方向由箭头15指代。牵引车14包括接收集料的料斗16，其位于车辆的前侧。料斗16与该牵引车14的底盘18连接。图1仅只示出部分底盘18。车轮20也与底盘18连接。另外，支撑着椅24和栏杆26的工作台22由该牵引车的底盘18支撑。方向盘28与车轮20连接并且允许驾驶员坐在座位24上来控制牵引车14的移动方向。通向工作台22的阶梯30也由底盘18支撑。牵引车14的引擎(未示出)位于盖板32之后。牵引车14具有通向后工作台36的第二段阶梯34。后工作台36允许第二名操作员能够进一步控制该牵引车及其附属物的移动。
集料传送器38将集料从料斗16输送到第二料斗40。示出的集料42正进入料斗40。细料料斗44连接在料斗40后面。车上的乳剂/水罐未示出。集料和乳剂被混合在一起，在该混合物被铺设到地面之前，料斗44中的细料如水泥和/或石灰可以加到该混合物中。搅拌机45可在附属物12的螺旋推运器前方铺设沥青混合物。
参阅图2-4，附属物12包括用横梁52连接在一起的垂直支撑50。肋条54可在横梁52之间提供结构支撑。气缸56经由一端的托架58与垂直支撑50连接。气缸56的相对端经由托架61与枢轴臂60连接，每个枢轴臂在其上具有弯曲部。每个枢轴臂60经由多销铰62与垂直支撑50连接。通过利用铰62中的不同孔将枢轴臂固定在支撑50上，可调节枢轴臂60，从而改变附属物12相对于地面的工作角度。每个枢轴臂60的相对端与框架64连接。
框架64的各侧与齿轮箱66连接。齿轮箱66经由L型的托架68搁在滑板67上，如图5所示。轴69与齿轮箱66连接并通过马达71旋转，如图2-4所示。螺旋推运器70环绕轴69并且随着轴的旋转而转动。中心支撑72辅助固定轴69。托架74与框架64和底盘18连接。信号箱76伸出托架74。优选地，这些信号箱76在其中包括多路传感器78。传感器78在图6中示出。如图6所示，信号箱76的底部是开放的，因此传感器78可以将信号发送到铺设的地面。
叶片80与框架64连接。叶片80包括轮廓板82和刮平叶片84。磨损刮板86夹在刮平叶片84上。优选地，叶片80只离拌泥机45不多于五英尺。气缸56响应传感器78接收到的信号抬高或降低叶片80。气缸56还可以改变叶片的工作角度。
框架64、轴69、螺旋推运器70和叶片80沿基本垂直于前进方向的方向伸展，从而在单次通过时可以铺设和平整更多的沥青混合物。更具体地，轴69包括轴69a，其可伸缩地容纳在轴69b中。第一对轴69a和69b位于中心支撑74的一侧，第二对轴69a和69b位于中心支撑74的相反侧。螺旋推运器70包括螺旋推运器70a和70b，当轴69a和69b伸展开时，它们相互分开。如图5和6所示，叶片80包括叶片80a和叶片80b，它们以不同的量相互交叠，这取决于轴69的伸展量。框架64的伸缩如图5所示并用64a和64b表示。
如图5所示，驱动齿轮88位于各个齿轮箱66内，该驱动齿轮经由链条92与螺旋推运器齿轮90连接。螺旋推运器齿轮转动轴69以使螺旋推运器70转动并铺设沥青。气缸94一端连接到滑板67，另一端连接到托架96。托架96可接收板98。板98经由螺栓102连接于箱66。气缸94可提供将滑板67保持在地面的压力。
齿轮箱66用于限制沥青混合物不漏到附属物12各侧之外。优选地，附属物12在齿轮箱66每一侧包括由多于一个信号箱。例如，一个优选实施例包括三个信号箱，如图1所示。此外，优选地，各个信号箱76在其中包括产生和接收信号的多个传感器78。最优选地，在每个箱内有至少大约5个声纳传感器。箱76具有开放的底部，允许从传感器78发出的信号被送出以探测地面高程。然后，传感器78响应发出的信号来接收信号，并且处理该信号。控制阀与齿轮箱66和气缸56连接并响应传感器78的信号移动叶片80。
传感器78和叶片80之间的控制机理在图7中示出。信号由信号发生器站110产生。它被发送到接收器/处理器站112。接收器/处理器站112将信号发送到控制气缸站116的控制阀站114。优选地，控制阀站114包括伺服阀。然后，气缸站116能够影响刀片站118的运动。
优选地，声纳传感器沿前进方向的跨度不超过大约12英尺。另外，每个声纳传感器应该在该设备侧面的大约2英尺以内。优选地，被相互平均的任何信号应该在大约每单位14英寸之内，并且在各单位之间平均的任何信号应该相互在25英尺以内。所述信号可以与固定的基线比较。
任何剪切装置可以用来代替叶片80。该剪切装置包括与地面接触的表面积小于刮板并且能够剪切沥青混合物的装置。优选地，该剪切装置是叶片并且相对于该车辆的前进方向是凹的。任何近程控制装置可以用来代替气缸56。例如，电动皮带轮系统可以是近程控制装置。优选地，该近程控制装置包括2个双向液压缸。
如图6所示，铺路混合物106铺设的厚度大约是3/8到31/2英寸。该剪切装置相对于道路的角度大约是60度到120度。优选地，该剪切装置在剪切铺路材料时被转动一定的角度，这样铺路材料倾斜地下到道路的边缘实现排水目的。优选地，该剪切装置是叶片并且相对于该车辆的前进方向是凹的。该剪切装置应该在螺旋推运器的6英寸以内。优选地，它在螺旋推运器3英寸以内。最优选地，该螺旋推运器在该剪切装置1英寸以内。
在运行中，牵引车14沿前进方向15前进。牵引车14在道路上释放铺路混合物106。沿前进方向15，附属物12跟随在牵引车14后面。当牵引车14向前移动时，传感器78向路面发送信号以测量其高程。优选地，两个齿轮箱66二者上都有包括传感器78的信号箱76，这样可测量道路的中心和道路的边缘。优选地，各侧有多个传感器箱，这样可测量道路上即将出现的变化，因此这些测量结果可被平均以产生逐渐倾斜的任何斜面。从传感器接收的信号被传输到信号接收器，多路信号在这里被平均。如果需要的话，它们可以被加权平均。然后，该接收器将信号发送到控制气缸56的控制阀(未示出)。该控制阀由来自于传感器78的信号控制。气缸56根据道路上高出的部分向下移动叶片80以生成更平坦的道路。作为一种替代方案，响应于接收到道路部分凹下的信号，一信号被发送到控制阀，以控制气缸56将叶片80向下移动来填平凹处。当牵引车14响应于地面高程的变化而移动时，叶片80可以立即被移动。不像刮板，叶片80任何时候都悬在空中。本发明设备在停止和启动时不会在路面形成压痕。
该控制器可基于该些传感器确定的地面高程控制该叶片的高度和坡度。该叶片响应铺设表面的高程立即和按比例地升高或降低。可选地，可以停止信号的产生，以及用手动方式控制该叶片。
由上所述可以看到，本发明非常适于达到上文提出的各个目标和目的以及其他优点，这些优点是明显的并且是本发明固有的。
因为可以制造本发明的许多可能的实施例而不脱离其范围，因此应该理解，这里所述的内容或所示的附图应解释为示例性的而不是限制性的。
虽然示出和讨论特定的实施例，当然还可以进行各种修改，但是除所附权利要求中包括的限制之外，本发明不限于这里描述的特定形式或各部分的布置和步骤。另外，应该理解，可以使用本发明的某些特征和子结合而不用参考其他特征和子结合。这都在权利要求的范围内并由其限制。
权利要求
1.一种将沥青混合物铺设在表面上的设备，所述设备包括将所述沥青混合物分布在所述表面上的剪切装置；响应所述表面的高程变化来升高和降低所述剪切装置的近程控制装置；与所述近程控制装置相关联的并且适于产生指示所述表面高程的信号的至少一个信号发生器；与所述近程控制装置和所述信号发生器相关联的至少一个信号接收器；从而，所述剪切装置响应于所述发生器发出的信号在所述表面高程变化时升高或降低。
2.如权利要求1所述的设备，还包括与所述近程控制装置连接的用于分配所述沥青混合物的牵引车。
3.如权利要求1所述的设备，还包括与所述剪切装置连接的用于将所述沥青混合物保持在所述设备内的封闭端。
4.如权利要求2所述的设备，其中所述牵引车在其中包括拌泥机，并且其中所述剪切装置离所述拌泥机不超过5英尺。
5.如权利要求1所述的设备，其中所述设备包括多个信号发生器和与其相关联的多个信号接收器。
6.如权利要求1所述的设备，其中所述近程控制装置包括用于升高和降低所述剪切装置的气缸。
7.如权利要求1所述的设备，其中所述信号发生器是声纳发生器并且所述信号接收器是声纳接收器。
8.如权利要求1所述的设备，还包括与所述近程控制装置连接用于分配所述沥青混合物的螺旋推运器。
9.如权利要求8所述的设备，其中所述螺旋推运器在所述剪切装置的6英寸以内。
10.如权利要求1所述的设备，其中所述剪切装置是叶片。
11.如权利要求10所述的设备，其中所述叶片相对于所述设备前进方向是凹的。
12.如权利要求1所述的设备，其中所述剪切装置能够响应所述表面的高程变化按比例地升高或降低。
13.如权利要求5所述的设备，其中由所述信号接收器接收的所述多个信号被平均。
14.如权利要求3所述的设备，其中所述信号发生器与所述封闭端连接，这样至少一个发生器与第一端连接，至少一个发生器与第二端连接。
15.如权利要求1所述的设备，其中所述接收器控制所述剪切装置的高度和坡度。
16.如权利要求1所述的设备，其中所述剪切装置能够沿基本垂直于所述设备前进方向的方向伸展。
17.一种使用包括剪切装置、升高和降低所述剪切装置的近程控制装置以及螺旋推运器的设备平整表面的方法，所述方法包括(a)沿前进方向移动所述设备；(b)当所述设备移动时，将沥青混合物铺设到所述表面；(c)调节所述剪切装置的高度，这样在所述表面高程变化时剪切装置可以被升高和降低；和(d)利用上述剪切装置平整所述沥青混合物，其中步骤(a)-(d)在单次通过中完成。
18.如权利要求17所述的方法，其中所述设备还包括与所述近程控制装置相关联的信号发生器和信号接收器，所述方法还包括当所述设备沿所述前进方向移动时，利用来自所述信号发生器的信号测量所述表面的高程；和利用信号接收器处理所述信号。
19.如权利要求18所述的方法，还包括利用来自所述信号发生器的信号测量所述表面的姿态。
20.如权利要求17所述的方法，其中所述沥青混合物是基本上免于稀释的。
21.如权利要求17所述的方法，其中所述表面是泥土、砂砾、沥青或它们的结合物。
22.如权利要求17所述的方法，还包括停止沿所述前进方向移动的所述设备；启动所述设备，其中在所述的停止和启动步骤过程中，所述剪切装置保持基本上的平面移动。
全文摘要
本发明公开一种设备(10)，其用于剪切铺设在表面的铺路材料。该设备(10)包括将沥青混合物剪切到预期厚度的叶片(80)，用来响应表面高程变化升高和降低该叶片(80)的气缸(56)，与各个气缸相关联并且适于产生指示该表面高程的信号的至少一个信号发生器(110)，与各个信号发生器(110)相关联的至少一个信号接收器(112)。该叶片设备(10)与牵引车(14)连接。该接收器(112)可响应由该发生器(110)接收的信号启动该气缸(56)。该叶片(80)响应于该发生器(110)发出的信号在该表面高程变化时升高和降低，以在铺设中平整表面高程的变化。
文档编号E01C19/22GK1780960SQ200480010583
公开日2006年5月31日 申请日期2004年3月30日 优先权日2003年4月21日
发明者比尔·格鲁巴 申请人:西姆材料公司