动力致动转向引导件的制作方法

1.本发明总体上涉及作业机器。更具体地，本发明涉及用于执行具有对准部件的操作的作业机器的引导件。更具体地，本发明涉及用于道路作业机器的自动引导件。


背景技术：

2.道路的建造是为了方便车辆行驶，并且照此，通常设计成直的和/或具有平滑的曲线。因此，执行路面移除、旋转混合和安装操作的道路作业机器可以经设计遵循相对直的线或平滑的曲线。还可以设计其它的道路作业机器，诸如划线设备或其它道路作业机器，以遵循相对直的线或平滑的曲线。为此，道路作业机器通常包括引导件，其向操作员提供机器是否正在跟踪适当路径的视觉指示。目前的引导件充其量也很繁琐。在机器返回操作之前，必须停止机器，操作员或其它人员必须手动调节引导件。
3.美国专利第9，587，937号涉及一种具有用于传感器单元的设置辅助系统的建筑机器。建筑机器具有带测量范围的传感器单元，并且传感器单元在其相对于建筑机器的方向上是可变的。


技术实现要素：

4.在一个或多个实施例中，一种作业机器可以包括由牵引设备支撑的框架和固定到框架的动力致动转向引导件。动力致动转向引导件可以包括主干部分，其经布置和配置相对于作业机器的行进方向侧向地铰接。主干部分可以包括经配置执行铰接的致动机构和经配置控制致动机构以使主干部分铰接到偏移尺寸的控制器。
5.在一个或多个实施例中，一种调节作业机器上的转向引导件的方法可以包括在控制器处接收将转向引导件调节到偏移尺寸的命令。该方法还可以包括利用控制器控制转向引导件上的致动机构，以相对于作业机器的行进方向侧向地铰接转向引导件的主干，直到其外端达到偏移尺寸。
附图说明
6.图1是根据一个或多个实施例的具有动力致动转向引导件的冷刨机的前和侧透视图。
7.图2是根据一个或多个实施例的具有动力致动转向引导件的沥青铺设机器的前和侧透视图。
8.图3是根据一个或多个实施例的具有动力致动转向引导件的沥青铺设机器的顶和侧透视图。
9.图4是根据一个或多个实施例的动力致动转向引导件的致动机构的断开视图。
10.图5是根据一个或多个实施例的动力致动转向引导件的致动机构的断开视图。
11.图6是根据一个或多个实施例的展开转向引导件的方法的图示。
具体实施方式
12.图1是根据一个或多个实施例的具有动力致动转向引导件100的冷刨机50形式的道路作业机器的透视图。冷刨机50可以适于从道路、停车场或其它铺设区域移除路面。冷刨机50通常可以用于沿相对直的路径或平滑的曲线(诸如在道路上发现的那些)移除路面。动力致动转向引导件100(下面将更详细地讨论)可以用作操作员的视觉指示器，指示道路作业机器正在遵循合适的路径。如图所示，冷刨机50可以包括由牵引设备54或系统支撑的框架52。冷刨机50可以包括由框架52支撑的铣刨鼓56和用于将铣刨材料从铣刨鼓56输送走并输送到例如卡车中的输送机58。可以通过布置在牵引设备54和框架52之间的一个或多个致动设备59来控制进入道路表面的铣刨鼓的深度。换言之，铣刨鼓56可以由框架52支撑，而框架52的向上或向下调节转而可以使铣刨鼓向上和向下移动。铣刨鼓可以延伸跨过框架并且可以具有围绕框架的保护壳体或护罩。动力致动转向引导件100可以延伸出冷刨机的侧面并且从冷刨机向前延伸，以提供从操作员到引导件的直接视线。引导件可以与道路或其它对准引导件的一侧对准，使得操作员可以在道路作业机器沿着铣刨路径行进时保持道路作业机器的对准。
13.图2是沥青铺设机器60形式的道路作业机器的透视图。沥青铺设机器60可以经配置将沥青混合物接收到料斗62中，用螺旋推运器(内部)将沥青混合物输送到整平板64，并用整平板64以受控方式将沥青混合物放置在道路表面上。沥青铺设机器60可以控制被放置路面的路面宽度、厚度和密度。在一个或多个实施例中，整平板可以包括整平板延伸部66，其允许调节被放置的路面的宽度。此外，整平板64可以向上和向下调节以控制被放置的路面的厚度。动力致动转向引导件100可以延伸出沥青铺设机器的侧面并从机器向前延伸，以提供从操作员到引导件的直接视线。引导件100可以与预定道路的一侧、先前铺设的沥青的边缘或其它对准引导件对准，使得操作员可以在道路作业机器沿路面路径行进时保持道路作业机器的对准。应当理解，虽然冷刨机和铺设机器已经作为道路机器的示例示出，但是其它机器也可以构成道路机器。例如，道路取料机、旋转混合器和其它机器可以构成道路作业机器。此外，大多数任何需要对准运动的作业机器都可以使用本文公开的动力致动转向引导件，并且不应当将引导件的使用限制于道路作业机器。例如，可以依赖于对准运动的其它作业机器可以包括挖沟机、装载机、滑动转向机或其它作业机器。
14.图3示出了图3的沥青铺设机器60的顶透视图。如图所示，动力致动转向引导件100可以从机器侧向地向前延伸，以便为操作员提供到引导件的直接视线。如图所示，引导件100与先前铺设的路面的边缘对准。当操作员操纵机器时，操作员可以保持转向引导件100与先前铺设的路面的边缘对准，使得沥青铺设机器的整平板的边缘也跟随该边缘。
15.现在转向图4，可以提供动力致动转向引导件100的更详细的讨论。图4是动力致动转向引导件100的局部特写断开视图。如上所述，动力致动转向引导件100可以经配置可调节地从作业机器50/60侧向地延伸并从机器向前延伸，以由操作员提供到引导件的直接视线。动力致动转向引导件100的调节可以允许改变机器的操作。例如，在沥青铺设机器的情况下，可以调节整平板的尺寸以放置不同的选定宽度的路面。在这些情况下，转向引导件100可以经调节考虑路面的选定宽度并允许转向引导件与整平板的边缘对准。如图所示，动力致动转向引导件100可以包括主干部分102、分支部分104、拖曳部件106和控制器108。这些部件中的每一个可以依次讨论。
16.主干部分102可以经配置用于支撑引导件100并且用于相对于机器50/60侧向地调节引导件。在一个或多个实施例中，如图4所示，主干部分102可以包括限定纵向轴线的轴、杆、管或其它细长元件110。细长元件110可以经布置总体上横向于机器的行进方向，使得细长元件110可以总体上延伸出作业机器的侧面。细长元件110可以经配置沿着纵向轴线是可调节的，从而允许细长元件110延伸出机器的侧面的程度被调节，并且照此允许基于变化的工作状况来调节转向引导件位置。细长元件110可以具有第一或内端112和第二或外端114。在一个或多个实施例中，细长元件可以由套筒、凸耳、螺母、衬套、密封件、轴承或其它外部支撑元件116支撑在作业机器的外边缘处或其附近。细长元件的第二或外端可以穿过外部支撑元件。第一或内端可以固定到套筒、凸耳、螺母、衬套、密封件、轴承或其它内部支撑元件118上或与其接合。照此，细长元件110可以以悬臂和可调节的方式侧向地延伸出作业机器的侧面，其中内部和外部支撑元件116/118以间隔开的方式支撑细长元件110，以将细长元件110保持在总体上水平的方向。如下面更详细地解释的，内部和外部支撑元件可以包括光滑套筒或内螺纹，用于与细长元件上的外螺纹接合。
17.细长元件110的侧向位置可以由致动机构120控制。在图4所示的实施例中，致动机构120可以包括例如螺杆驱动器。如图所示，电驱动的螺杆驱动器120可以邻近并且总体上平行于细长元件110定位。细长元件110可以包括在其外表面上的螺纹，其适于与螺杆驱动器接合。内部支撑套筒118可以包括沿套筒纵向延伸并且允许螺杆驱动器的螺纹螺钉或其它齿轮机构接合细长元件110上的螺纹的进入窗口。在其它实施例中，螺杆驱动器可以沿着细长元件的长度邻近内部支撑元件放置。螺杆驱动器可以在基本固定的位置固定到作业机器。照此，当螺杆驱动器被致动时，根据螺杆驱动器的致动方向并且由于细长元件上的螺纹与螺杆驱动器的齿轮的接合，细长元件110可以被向外或向内推动。螺杆驱动器可以是可逆的，以延伸或缩回细长元件，并且照此，调节转向引导件进一步离开机器的侧面或更靠近机器的侧面。除非被致动，否则螺杆驱动器可以通过防止延伸或缩回来防止转向引导件的无意调节。
18.如上所述，外部和内部支撑机构116/118可以包括内螺纹，以接收细长元件外侧上的螺纹并且与其接合。在一些实施例中，例如，细长元件可以延伸到机器侧面的5英尺之外，并且细长元件的总长度可以近似地为10英尺。当细长元件完全缩回时，第二或外端可以由外部支撑元件支撑，并且细长元件可以总体上完全延伸穿过机器的宽度，使得第一或内端定位在机器的相对侧上。考虑到作为细长元件的总长度的百分比的相对大的延伸，细长元件的相对大的长度可以是带螺纹的。照此，细长元件的螺纹部分可以在其整个行程中的某一点处接合内部和外部支撑元件116/118。在一个或多个实施例中，基本上细长元件的整个长度可以是带螺纹的。
19.分支部分104可以从主干部分102的第二或外端114延伸，并且可以适于沿着机器向前到达允许操作员直接视线的点。在一个或多个实施例中，分支部分可以包括具有连接端122和自由端124的细长轴、杆、管道、导管或管。分支部分可以在其连接端用垂直布置的销栓固定到主干部分102，使得分支部分104可以在存储位置(从主干部分向后延伸)和展开位置(从主干部分向前延伸)之间枢转。在一个或多个实施例中，分支部分104可以是具有套筒部分和杆部分的伸缩式分支，并且包括用于将杆部分固定在延伸位置的固定螺钉或其它锁定机构。在一个或多个实施例中，该延伸部可以包括与主干部分相同或相似的致动器。在
另外的实施例中，分支部分104可以具有一个或多个铰链而不是伸缩部件，使得分支部分可以围绕一个或多个垂直延伸的轴线折叠以折叠分支部分。
20.应当理解，分支部分104可以有助于帮助到达操作员更容易看到的点。然而，在一个或多个实施例中，可以省略分支部分，并且操作员可以依靠主干部分的外端来进行对准引导。
21.拖曳部件106可以从分支部分104的自由端124延伸。拖曳部件106可以适于在道路表面上拖曳或从分支部分的自由端124悬挂，以便向操作员提供关于自由端124悬停在道路表面上的位置的透视图。在一个或多个实施例中，拖曳部件106可以包括链条或其它相对柔性的元件，其也相对较重，以避免受到例如风或微风的影响。在一个或多个其它实施例中，拖曳部件可以包括塑料或其它柔性元件，其适于柔性地接合和拖曳在地面上，从而为分支部分的自由端提供少量的支撑而不影响其侧向位置。与分支部分类似，在操作员不需要或不期望接触或接近地面的特征的情况下，可以省略拖曳部件。
22.控制器108可以是作业机器的控制台的一部分。换言之，机器可以包括计算设备，其具有计算机可读存储介质和存储在其上的指令，用于在沥青铺设机器的情况下展开和操纵作业机器的各种部件，诸如整平板和加热元件，或者在冷刨机的情况下展开和操纵铣刨鼓和输送机。计算设备还可以包括用于响应于操作员控制输入以及其它输入和方向来执行指令的处理器。在本实施例中，存储在计算机可读存储介质上的指令可以包括用于调节动力致动转向引导件的指令，并且照此，计算设备可以用作转向引导件的控制器。在其它实施例中，可以提供专用控制器。控制器108可以与动力致动转向引导件100上的致动机构120有线或无线信号通信，并且可以适于基于操作员指令来控制转向引导件的主干部分和/或分支部分。
23.在一个或多个实施例中，计算机可读存储介质上的指令可以适于由操作员选择的调节。换言之，例如，可以选择和输入转向引导件的偏移距离126(即，作业机器的侧向距离)。例如，如果使用10英尺宽的机器并且期望的路面宽度为12英尺，则操作员可以选择1英尺的偏移距离并且将其输入到机器中，使得转向引导件与路面整平板对准。换言之，对于12英尺宽的路面，路面整平板可以是12英尺宽，照此，可以侧向延伸1英尺超过作业机器的每一侧。在英制单位系统中，可以在选择器上获得一英尺、一英寸或一英寸的几分之一的增量，诸如八分之一或十六分之一。控制器108可以向动力致动转向引导件100的主干部分102的致动机构120提供信号，并且可以操作致动机构120直到主干被适当地调节。在一个或多个实施例中，可以通过将主干返回到完全缩回状态(即，零偏移)来校准控制器108，然后控制器可以依赖于操作速度和致动机构的已知行程来确定致动机构运行多长时间。在其它实施例中，一个或多个电子传感器可以沿着主干定位以确定何时停止致动机构。在又一实施例中，计算机执行的指令可以允许操作员操作致动机构并且依靠视觉检查(经由摄像机或直接视线或其它人员)来确定主干的适当延伸。
24.在一个或多个其它实施例中，系统可以包括用于确定路面宽度并且相应地调节动力致动转向引导件的算法。例如，在一个或多个实施例中，操作员可以输入路面宽度而不是偏移。控制器108可以接收路面宽度，从计算机可读存储介质中检索机器宽度，减去机器宽度，并将结果除以2以得到偏移位置126。给定所计算的偏移位置，控制器可以控制主干的位置以将主干的外端放置在偏移126。还可以使用基于路面宽度到达动力致动转向引导件位
置的其它方法。在一个或多个实施例中，可以将整个道路宽度输入到控制器中。例如，操作员可以输入用于道路的24英尺宽度。给定整平板延伸部的限制，在大多数路面中需要胎冠以及其它因素，计算设备可计算待施加的路面宽度并相应地调节动力致动转向引导件。例如，当使用具有5英尺可延伸整平板的10英尺宽的机器时，最大路面部分宽度可以是大约20英尺。然而，给定道路中的胎冠，可以放置两个12英尺宽的路面部分。考虑到12英尺宽的路面部分，计算设备可以减去机器宽度并除以2以得到用于动力致动转向引导件的1英尺偏移尺寸126。基于所计算的偏移，控制器可以经由致动机构将转向引导件调节到1英尺的偏移。还可以提供基于整个道路宽度计算偏移的其它方法。
25.在一个或多个实施例中，转向引导件的致动可以与整平板延伸部的延伸或缩回相关联。例如，操作员可以调节沥青铺设机器上整平板的宽度，以产生期望的路面宽度。与动力致动转向引导件类似，整平板延伸部可以远离机器的每一侧侧向地延伸，并且整平板延伸部的边缘可以限定路面的期望边缘。在一个或多个实施例中，操作员可以调节整平板延伸部，并且计算设备可以基于整平板延伸部的调节位置确定动力致动转向引导件的偏移。例如，如果操作员调节用于14英尺宽的路面部分的整平板延伸部，则计算系统可以识别出整平板延伸部从10英尺的机器的每一侧延伸出2英尺，并且照此可以建立2英尺的偏移。基于所建立的2英尺偏移，控制器也可以将动力致动转向引导件调节到2英尺偏移。还可以提供基于整平板延伸部的位置建立偏移的其它方法。
26.现在转向图5，示出了动力致动转向引导件200的另一实施例。在该实施例中，可以提供液压致动器220。换言之，关于图4描述的主干部分202的细长元件210可以是本实施例中的液压缸的杆。如图所示，液压缸可以布置在作业机器的主体内，并且液压缸的致动可以使杆从缸延伸出道路作业机器的侧面。本实施例的分支204、拖曳206和控制器208部分可以与上述相同或相似。
27.工业实用性
28.在操作和使用中，可以提供一种自动调节动力致动转向引导件的方法。(300)例如，操作员可以在机器控制台上输入致动命令。在一个或多个实施例中，操作员可以输入命令以调节动力致动转向引导件，并且操作员可以在转向引导件移动到位的同时继续输入命令。当操作员认为转向引导件被适当地调节时，操作员可以停止输入命令。在一个或多个其它实施例中，操作员可以通过输入偏移距离来输入命令。在其它实施例中，操作员可以通过输入路面宽度来输入命令。在其它实施例中，操作员可以通过输入道路宽度和/或与项目相关联的其它参数(诸如道路胎冠、中心线位置或胎冠位置、车道数目等)来输入命令。
29.在上述情况下，控制器可以接收致动命令作为来自操作员控制台的输入。(302)在所接收的输入提供主动指令以调节动力致动转向引导件的情况下，控制器可以将信号传输到致动设备以控制致动设备到达偏移尺寸。(304)在这种情况下，控制器可以控制致动设备并且可以继续这样做，除非/直到主动指令停止(即，当操作员停止输入命令时)。到致动设备的信号可以是基于操作员输入的前进或后退信号，并且可以向致动设备提供动力以延伸或缩回转向引导件的主干部分。
30.在所接收的输入提供偏移距离的情况下，控制器可以向致动设备传输信号并且可以继续这样做，除非/直到转向引导件的主干部分到达输入偏移距离。控制器可以依赖于主干部分的已知位置和主干部分的行进速度来识别转向引导件何时到达输入偏移。在一个或
多个其它实施例中，控制器可以接收来自一个或多个传感器的输入，这些传感器监测主干部分的位置并且可以基于指示所选择的偏移已经被建立的传感器读数来停止致动。
31.在所接收的输入包括路面宽度的情况下，控制器可以执行一系列计算以建立偏移尺寸。例如，在一个或多个实施例中，控制器可以访问存储的作业机器宽度，从路面宽度中减去机器宽度，并将结果除以2以建立偏移尺寸。在建立了偏移尺寸的情况下，控制器可以以与操作员直接输入偏移尺寸所使用的步骤相同或相似的方式调节转向引导件的位置。
32.在所接收的输入包括道路宽度的情况下，控制器可以执行一系列计算以建立偏移尺寸。例如，在一个或多个实施例中，除了存储的最大整平板宽度之外，控制器还可以依赖于输入的整个道路宽度。控制器还可以访问关于胎冠或胎冠位置的信息。基于该信息，控制器可以计算用于铺设路面的一个或多个路面宽度。在一个示例中，整个道路宽度可以是30英尺，并且由两个12英尺的车道和两个3英尺的路肩组成。机器的整个延伸整平板宽度可以是例如20英尺，基于10英尺宽的机器和从机器的每侧伸出的5英尺整平板延伸部。照此，最少两个路面通路可以用于铺设整个30英尺宽度。此外，由于在道路中有两条车道和一个胎冠，控制器可以确定可以提供15英尺路面的两个通路。给定15英尺的路面宽度，控制器可以减去10英尺的机器宽度并将5的结果除以2，以建立2英尺6英寸的偏移。给定2英尺6英寸的偏移，控制器可以使用操作员直接输入偏移距离的所述方法将自动转向引导件调节到2英尺6英寸的偏移距离。
33.在其它实施例中，操作员可以不输入命令，而是转向引导件的偏移距离可以适于跟随整平板延伸部。例如，可以调节整平板以提供选定的道路宽度。基于调节后的整平板尺寸，控制器可以确定与每个整平板延伸的尺寸相同或相似的偏移尺寸。在确定偏移尺寸时，控制器可以使用上述方法将动力致动转向引导件调节到等于整平板延伸部的偏移距离，其中操作员直接输入偏移距离。
34.通过调节动力致动转向引导件，操作员可以使用转向引导件铺设道路，以保持道路机器与已确定的引导件诸如桩线、油漆线、路面边缘等对准。换言之，操作员可以以将转向引导件的分支部分的自由端保持在引导件上方的方式使机器转向。
35.上面的详细描述是说明性的，而不是限制性的。因此，本发明的范围应参考所附权利要求以及这些权利要求所授权的等同物的全部范围来确定。

技术特征：
1.一种作业机器，包括：框架，其由牵引设备支撑；以及动力致动转向引导件，其固定到所述框架并且包括：主干部分，其经布置和配置相对于所述作业机器的行进方向侧向地铰接，所述主干部分具有经配置执行铰接的致动机构；以及控制器，其经配置控制所述致动机构以使所述主干部分铰接到偏移尺寸。2.根据权利要求1所述的作业机器，其中所述主干部分包括具有纵向轴线的细长元件，所述纵向轴线相对于所述行进方向侧向地延伸，并且所述细长元件经配置沿所述纵向轴线铰接。3.根据权利要求2所述的作业机器，其中所述致动机构是螺杆驱动器和液压缸中的一个。4.根据权利要求1所述的作业机器，其中所述控制器经配置接收连续的命令并且控制所述致动机构，直到所述命令停止。5.根据权利要求1所述的作业机器，其中所述控制器经配置接收所述偏移尺寸并且控制所述致动机构以铰接所述主干，直到所述主干的外端达到所述偏移尺寸。6.根据权利要求1所述的作业机器，其中所述控制器经配置接收路面宽度、道路宽度和整平板延伸部中的至少一个的输入，并且基于所述输入建立所述偏移尺寸，并且控制所述致动机构以铰接所述主干，直到所述主干的外端达到所述偏移尺寸。7.一种调节作业机器上的转向引导件的方法，包括：在控制器处接收将所述转向引导件调节到偏移尺寸的命令；利用所述控制器控制所述转向引导件上的致动机构，以相对于所述作业机器的行进方向侧向地铰接所述转向引导件的主干，直到所述主干的外端达到所述偏移尺寸。8.根据权利要求7所述的方法，其中接收命令包括连续地接收命令，并且控制所述致动机构包括连续地控制所述致动机构直到所述命令停止。9.根据权利要求7所述的方法，其中接收命令包括接收所述偏移尺寸。10.根据权利要求7所述的方法，其中接收命令包括接收路面宽度、道路宽度和整平板延伸部中的至少一个的输入，所述方法进一步包括利用所述控制器基于所述输入确定所述偏移尺寸。

技术总结
作业机器可以包括由牵引设备支撑的框架和固定到框架的动力致动转向引导件。动力致动转向引导件可以包括主干部分，其经布置和配置相对于作业机器的行进方向侧向地铰接。主干部分可以包括经配置执行铰接的致动机构和经配置控制致动机构以使主干部分铰接到偏移尺寸的控制器。的控制器。的控制器。


技术研发人员：D
受保护的技术使用者：卡特彼勒路面机械公司
技术研发日：2021.11.22
技术公布日：2022/5/25