专利名称：一种压路机及其压实装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及工程机械领域，特别涉及一种用于压路机的压实装置。本实用新型还涉及一种包括上述压实装置的压路机。
背景技术：
压路机是一种道路施工用工程机械，广泛应用于高等级公路、铁路、机场跑道、大坝、体育场等大型工程项目的填方压实作业，可用于碾压沙性、半粘性及粘性土壤、路基稳定土及浙青混凝土路面层等。压路机通过其压实装置实现压实作业，压实装置由一个或多个金属圆柱形滚轮或橡胶轮胎组成，压实装置在其控制系统的作用下滚动和/或振动压碎岩石、压实土壤、浙青混凝土或砾石。压实装置是压路机的重要组成部分，其工作性能直接影响到压路机的压路质量。压实装置的工作类型主要包括振动型、振荡型和振动/振荡型三种，其中，振动型 压实装置的振动轮绕其几何轴心作圆周振动或垂直振动，振动轮通过产生无定向的力或垂直方向的力对土壤施加压力，从而激励土体使之产生无定向振动或垂直振动；振动压实时振动波在被压实材料中会沿着纵深方向持续扩散和传播，对深层有很好的压实效果，压实影响深度大，压实效率高，适合于厚铺层的压实，但是，由于振动力在纵深方向是逐渐衰减的，表层的力大于深层的力，所以可能会造成深层压实但是表层集料压碎的现象。振荡型压实装置的振荡轮绕其几何轴心作简谐摆动，振荡轮通过产生交变扭振力矩对铺层施加水平剪切力，从而激励土体使之产生水平振动；与振动压实相比，振荡压实时振动波在被压实材料中会沿着水平方向传播，对表层有很好的压实效果但是影响深度不大，适合于薄层压实。由于振动压实和振荡压实分别适用于不同的工作阶段和土层情况，因此，为了提高压路机的工作性能，使压路机在不同的土壤环境下能够选择合适的压实方式，目前采用的压实装置通常能够在振动模式和振荡模式之间转换。请参考图1，图I为一种典型的压实装置的结构示意图。传统振动/振荡转换型压实装置均通过以下结构实现压实装置的轮基体I’包括中央传动轴2’、平行设置且贯穿轮基体的第一偏心轴3’和第二偏心轴4’，在中央传动轴与第一偏心轴、第二偏心轴之间通过齿形带或同步齿轮等传动机构5’传动，驱动机构驱动中央传动轴转动，带动齿形带等传动机构驱动两根偏心轴作高速旋转，当两偏心轴初始偏J位置相对，即两偏心轴的相位差为180°时实现振荡功能，当两偏心轴位置相同，即两偏心轴的相位差为0°时产生振动功能。但是，上述压实装置在振动和振荡模式转换时，需要通过手工调节第一偏心轴和第二偏心轴的初始位置，以保证两根偏心轴相位差为180°或者0°，从而实现振动或振荡功能，压实装置的结构复杂且模式转换过程费时费力，转换效率较低，无法根据当前使用状况实时进行振动功能和振荡功能之间的切换，反应周期较长。因此，如何简化压实装置的结构，提高模式切换效率，且根据当前使用状况实现模式的实时切换，缩短模式转换的反应周期，提高压路机的工作性能，就成为本领域技术人员亟须解决的问题。
实用新型内容本实用新型的目的是提供一种用于压路机的压实装置，其结构较为简单，且能够根据当前使用状况实现模式的实时切换，从而缩短了模式转换周期，提高了模式切换效率，进而提高了压路机的工作性能。本实用新型的另一目的是提供一种包括上述压实装置的压路机。为解决上述技术问题，本实用新型提供一种压路机的压实装置，包括安装于所述压路机的车架上的轮基体，所述轮基体内安装有平行设置的第一偏心轴和第二偏心轴，两所述偏心轴分别由独立的动力元件驱动。优选地，所述动力元件包括第一马达和第二马达，所述第一马达与所述第一偏心轴传动连接，所述第二马达与所述第二偏心轴传动连接。 优选地，所述第一马达与所述第一偏心轴、所述第二马达与所述第二偏心轴分别 通过花键传动连接。优选地，所述第一偏心轴和所述第二偏心轴均沿轴向贯穿所述轮基体，且各偏心轴分别通过轴承安装于所述轮基体。优选地，还包括控制系统，所述控制系统进一步包括转角传感器和控制元件；所述转角传感器实时检测所述第一偏心轴的转角和所述第二偏心轴的转角，并将检测到的转角信号传输至所述控制元件；所述控制元件接收所述转角信号，并通过所述转角信号计算出所述第一偏心轴和所述第二偏心轴的相位差；若所述相位差与预定相位差相同，所述控制元件控制两所述马达以当前速度转动；若所述相位差与所述预定相位差不同，所述控制元件控制所述第一马达和/或所述第二马达改变转速。优选地，所述转角传感器包括第一转角传感器和第二转角传感器，两所述角度传感器分别安装于所述第一偏心轴和所述第二偏心轴上。优选地，所述控制系统还包括在检测到的相位差与预定相位差相等时检测所述第一马达转速的第一转速传感器，和在检测到的相位差与预定相位差相等时检测所述第二马达转速的第二转速传感器；所述第一转速传感器将检测到的第一转速传输至所述控制元件，所述第二转速传感器将检测到的第二转速传输至所述控制元件；所述控制元件接收所述第一转速和所述第二转速，并将两转速相比较，当所述第一转速与所述第二转速相等时，所述控制元件控制两所述马达以当前速度转动，当所述第一转速和所述第二转速不相等时，所述控制元件控制所述第一马达和/或所述第二马达改变转速。本实用新型提供一种压路机，包括车架和安装于所述车架前方的压实装置，所述压实装置为如上所述的压实装置。本实用新型所提供的压路机的压实装置，包括安装于所述压路机的车架上的轮基体，所述轮基体内安装有平行设置的第一偏心轴和第二偏心轴，两所述偏心轴分别由独立的动力元件驱动；由于第一偏心轴和第二偏心轴是由不同的动力元件驱动的，两者不存在联动关系，当压路机需要切换工作模式时，只需调整动力元件的输出转速，也即改变第一偏心轴和/或第二偏心轴的转速，当第一偏心轴和第二偏心轴的相对位置达到规定的相位差时，工作模式切换完成；这样，在模式切换过程中，无需停机并手动调整两偏心轴的初始位置，从而简化了模式切换过程，提高了模式切换效率；同时，上述压实装置无需中央传动轴，和中央传动轴与第一偏心轴、第二偏心轴之间的传动机构，结构较为简单。在一种优选的实施方式中，本实用新型所提供的压实装置还包括转角传感器和控制元件；所述转角传感器实时检测所述第一偏心轴的转角和所述第二偏心轴的转角，并将检测到的转角信号传输至所述控制元件；所述控制元件接收所述转角信号，并通过所述转角信号计算出所述第一偏心轴和所述第二偏心轴的相位差；若所述相位差与预定相位差相同，所述控制元件控制两所述马达以当前速度转动；若所述相位差与所述预定相位差不同，所述控制元件控制两所述马达中的至少一者改变转速。这样，通过转角传感器和控制元件实现了模式的自动切换，从而实现了工作模式的实时切换，显著提高了模式切换效率。在另一种优选的实施方式中，本实用新型所提供的压实装置还包括实时检测所述第一马达转速的第一转速传感器，和实时检测所述第二马达转速的第二转速传感器；所述 第一转速传感器将检测到的第一转速传输至所述控制元件，所述第二转速传感器将检测到的第二转速传输至所述控制元件；所述控制元件接收所述第一转速和所述第二转速，并将两转速相比较，当所述第一转速与所述第二转速相等时，所述控制元件控制两所述马达以当前速度转动，当所述第一转速和所述第二转速不相等时，所述控制元件控制两所述马达中的至少一者改变转速，直到两马达的转速相等为止。这样，当模式切换完成后，保持两马达的转速相同，以维持该工作模式。
图I为一种现有的压实装置的结构示意图；图2为本实用新型所提供的压实装置一种具体实施方式
的结构示意图；图3为本实用新型所提供的控制系统一种具体实施方式
的原理图；图4为本实用新型所提供的控制系统另一种具体实施方式
的结构示意图；图5为图4所示控制系统的原理具体实施方式
本实用新型的核心是提供一种用于压路机的压实装置，其结构较为简单，且能够根据当前使用状况实现模式的实时切换，从而缩短了模式转换周期，提高了模式切换效率，进而提高了压路机的工作性能。本实用新型的另一核心是提供一种包括上述压实装置的压路机，和基于该压实装置的控制方法。为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型的技术方案，
以下结合附图和具体实施方式
对本实用新型作进一步的详细说明。请参考图2，图2为本实用新型所提供的压实装置一种具体实施方式
的结构示意图。在一种具体实施方式
中，本实用新型提供的压实装置用于压路机，该压实装置包括安装于压路机的车架上的轮基体1，轮基体I 一般设置在压路机驾驶室的前方，通过轮基体I的滚动和振动/振荡实现路面压实。轮基体I内安装有平行设置的第一偏心轴31和第二偏心轴32，且两偏心轴分别由独立的动力元件驱动，两偏心轴在动力元件的作用下转动，从而带动轮基体I滚动，当第一偏心轴31和第二偏心轴32之间的相位差为0°时，轮基体I处于振动模式，当第一偏心轴31和第二偏心轴32之间的相位差为180°时，轮基体I处于振荡模式。上述动力元件可以为马达，即动力元件包括第一马达51和第二马达52，第一马达51与第一偏心轴31传动连接，第二马达52与第二偏心轴32传动连接。显然地，动力元件也不局限于马达，其也可以为本领域常规使用的其他驱动件，例如电机等。第一马达51和第一偏心轴31的传动连接方式可以为花键副形式,第二马达52和第二偏心轴32之间的传动连接方式也可以为花键副的形式。花键连接的方式能够较好地实现径向定位，且其在转动过程中周向受力均衡，受力性能较好。显然地，第一马达51和第一偏心轴31之间、第二马达52和第二偏心轴32之间也不局限于花键连接的方式，也可以为其他能够实现径向定位的方式，例如平键连接等。 第一偏心轴31和第二偏心轴32可以均沿轴向贯穿所述轮基体1，且各偏心轴分别通过轴承安装于所述轮基体1，这样，两偏心轴可以直接安装在轮基体I上，简化了偏心轴的安装结构。两偏心轴也可以不直接安装在轮基体I上，也可以分别为两偏心轴设置支撑架装置，第一偏心轴31和第二偏心轴32分别与支撑架转动连接，支撑架固定在轮基体I上。文中“第一、第二”等序数词的使用是为了区分相同名称的不同部件，仅仅为了便于描述，不表示顺序，更不应理解为某种限定。由于第一偏心轴31和第二偏心轴32是由不同的动力元件驱动的，两者不存在联动关系，当压路机需要切换工作模式时，只需调整动力元件的输出转速，也即改变第一偏心轴31和/或第二偏心轴32的转速，当第一偏心轴31和第二偏心轴32的相对位置达到规定的相位差时，工作模式切换完成；这样，在模式切换过程中，无需停机并手动调整两偏心轴的初始位置，从而简化了模式切换过程，提高了模式切换效率；同时，上述压实装置无需中央传动轴，和中央传动轴与第一偏心轴31、第二偏心轴32之间的传动机构，结构较为简单。还可以对本实用新型所提供的压实装置进行进一步的改进。请参考图3，图3为本实用新型所提供的控制系统一种具体实施方式
的原理图。在另一种具体实施方式
中，本实用新型所提供的压实装置还具有控制系统，该控制系统通过检测两偏心轴的转角，实现振荡和振动模式的自动切换，从而实现在工作状态改变时，及时调整压路机的工作模式，提高压路机的工作性能。具体地，该控制系统包括转角传感器和控制兀件41,其中,转角传感器用于实时检测第一偏心轴31的转角和第二偏心轴32的转角，并将检测到的转角信号传输至控制元件41 ;控制元件41接收转角传感器检测到的转角信号，并通过该转角信号计算出第一偏心轴31和第二偏心轴32的相位差；若得到的相位差与预定相位差相同，控制元件41控制第一马达51和第二马达52以当前速度转动；若计算出的相位差与预定相位差不同，控制元件41控制第一马达51和/或第二马达52改变转速，由于两马达的转速不同，则第一偏心轴31和第二偏心轴32的转速不同，两偏心轴的相对偏心位置发生变化，两者的相位差改变，当两者的相位差达到预定相位差时，控制元件41停止控制策略，操作人员调整两马达的转速，使两马达的输出转速相同，从而使得第一偏心轴31和第二偏心轴32在当前相位差状态下等速转动，以便保持当前模式；这样，通过转角传感器和控制元件41实现了模式的自动切换，从而实现了工作模式的实时切换，显著提高了模式切换效率。上述转角传感器的数目可以为两个，两转角传感器分别安装于第一偏心轴31和所述第二偏心轴32上，两偏心轴的转角分别通过独立的转角传感器检测，以便提高检测精度。从理论上来讲，转角传感器并不局限于两个，也可以只设置一个转角传感器，该转角传感器既检测第一偏心轴31的转角，又检测第二偏心轴32的转角，并将两转角分别传输至控制元件41。在上述控制模式中，当需要转换工作模式时，通过控制系统调整两马达的转速，转 速调整后，当相位差达到使用要求后，控制过程结束，操作人员手动调整马达转速，因此，该过程为开环控制过程。请参考图4和图5，图4为本实用新型所提供的控制系统另一种具体实施方式
的结构示意图；图5为图4所示控制系统的原理图。在上述具体实施方式
中，当调整两马达的转速至两偏心轴的相位差与预定相位差相等后，不局限于通过人工的方式控制两马达的转速，也可以通过下述自动控制方式控制两马达的转速。具体地，上述控制系统还包括实时检测所述第一马达51转速的第一转速传感器44，和实时检测所述第二马达52转速的第二转速传感器45 ;第一转速传感器44将检测到的第一转速传输至所述控制元件41，所述第二转速传感器45将检测到的第二转速传输至所述控制元件41 ;控制元件41接收所述第一转速和所述第二转速，并将两转速相比较，当所述第一转速与所述第二转速相等时，所述控制元件41控制两所述马达以当前速度转动，当所述第一转速和所述第二转速不相等时，所述控制元件41控制两所述马达中的至少一者改变转速。以下简述本实用新型所提供的压实装置中各部分的安装关系，两个驱动侧轴承座12和两个振动侧轴承座15分别用螺栓固定在轮基体I上，第一偏心轴31、第二偏心轴32分别通过振动轴承安装在两个驱动侧轴承座12和两个振动侧轴承座15上，固定在振动侧轴承座15上的第一马达51通过花键副与第一偏心轴31连接接，第二马达52与第二偏心轴32通过花键副连接，固定在驱动侧轴承座12上的第一转角传感器42、第二转角传感器43分别与第一偏心轴31、第二偏心轴32连接，轮基体I右侧依次通过驱动侧减振器5、驱动板6、减速机8与驱动侧支架7连接，左侧依次通过中间连接座
16、框架轴承19、框架轴承座18、连接板22、振动侧减振器23与振动侧支架24联接，端盖20安装在框架轴承座18上，压板21安装在中间连接座16上；驱动侧支架7、振动侧支架24与压路机的车架连接。需要指出的是，上述各部件的连接关系只是一种具体的实施例，并不局限于上述具体连接方式，只要能够保证各部件的正常工作，各部分的安装关系可以为本领域中常规使用的各种连接方式。除了上述压实装置，本实用新型还提供一种包括上述压实装置的压路机，该压路机的其他各部分结构请参考现有技术，在此不再赘述。[0051]以上对本实用新型所提供的一种压路机及其压实装置进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说， 在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。
权利要求1.一种压路机的压实装置，包括安装于所述压路机的车架上的轮基体(I)，所述轮基体(I)内安装有平行设置的第一偏心轴(31)和第二偏心轴(32);其特征在于，两所述偏心轴分别由独立的动力元件驱动。
2.根据权利要求I所述的压路机的压实装置，其特征在于，所述动力元件包括第一马达(51)和第二马达(52)，所述第一马达(51)与所述第一偏心轴(31)传动连接，所述第二马达(52)与所述第二偏心轴(32)传动连接。
3.根据权利要求2所述的压路机的压实装置，其特征在于，所述第一马达(51)与所述第一偏心轴(31)、所述第二马达(52)与所述第二偏心轴(32)分别通过花键传动连接。
4.根据权利要求3所述的压路机的压实装置，其特征在于，所述第一偏心轴(31)和所述第二偏心轴(32)均沿轴向贯穿所述轮基体(I)，且各偏心轴分别通过轴承安装于所述轮基体⑴。
5.根据权利要求2至4任一项所述的压路机的压实装置，其特征在于，还包括控制系统，所述控制系统进一步包括转角传感器和控制元件(41)； 所述转角传感器实时检测所述第一偏心轴(31)的转角和所述第二偏心轴(32)的转角，并将检测到的转角信号传输至所述控制元件(41)； 所述控制元件(41)接收所述转角信号，并通过所述转角信号计算出所述第一偏心轴(31)和所述第二偏心轴(32)的相位差；若所述相位差与预定相位差相同，所述控制元件(41)控制两所述马达以当前速度转动；若所述相位差与所述预定相位差不同，所述控制元件(41)控制所述第一马达(51)和/或所述第二马达(52)改变转速。
6.根据权利要求5所述的压路机的压实装置，其特征在于，所述转角传感器包括第一转角传感器(42)和第二转角传感器(43)，两所述角度传感器分别安装于所述第一偏心轴(31)和所述第二偏心轴(32)上。
7.根据权利要求5所述的压路机的压实装置，其特征在于，所述控制系统还包括在检测到的相位差与预定相位差相等时检测所述第一马达(51)转速的第一转速传感器(44)，和在检测到的相位差与预定相位差相等时检测所述第二马达(52)转速的第二转速传感器(45)； 所述第一转速传感器(44)将检测到的第一转速传输至所述控制元件(41)，所述第二转速传感器(45)将检测到的第二转速传输至所述控制元件(41)； 所述控制元件(41)接收所述第一转速和所述第二转速，并将两转速相比较，当所述第一转速与所述第二转速相等时，所述控制元件(41)控制两所述马达以当前速度转动，当所述第一转速和所述第二转速不相等时，所述控制元件(41)控制所述第一马达(51)和/或所述第二马达(52)改变转速。
8.—种压路机，包括车架和安装于所述车架前方的压实装置，其特征在于，所述压实装置为如权利要求I至7任一项所述的压实装置。
专利摘要本实用新型公开了一种压路机的压实装置，包括安装于所述压路机的车架上的轮基体(1)，所述轮基体(1)内安装有平行设置的第一偏心轴(31)和第二偏心轴(32)；两所述偏心轴分别由独立的动力元件驱动。这样，在模式切换过程中，无需停机并手动调整两偏心轴的初始位置，从而简化了模式切换过程，提高了模式切换效率；同时，上述压实装置无需中央传动轴，和中央传动轴与第一偏心轴、第二偏心轴之间的传动机构，结构较为简单。本实用新型还公开了一种包括上述压实装置的压路机。
文档编号E01C19/28GK202543776SQ201220115230
公开日2012年11月21日 申请日期2012年3月23日 优先权日2012年3月23日
发明者刘邦辉, 周保刚, 夏磐夫, 张俊娴 申请人:徐工集团工程机械股份有限公司科技分公司