位移传感器,倾角传感器如何在智能压路机上应用?

一、位移传感器的应用

位移传感器在压路机上主要用于测量直线移动的距离。根据安装位置和测量对象的不同,主要有以下几种应用:

1. 安装在钢轮内部 - 测量压实遍数

这是最经典和重要的应用。

  • 工作原理:在振动钢轮的轮轴上安装一个位移传感器(如拉线式或磁致伸缩式),传感器会随着钢轮的转动输出脉冲信号。每个脉冲对应钢轮转动的一小段弧长,通过累计脉冲数,可以精确计算出压路机行驶的距离。

  • 核心功能压实遍数控制

    • 系统将碾压区域划分为一个虚拟的网格(如1m x 1m)。

    • 通过GPS/北斗高精度定位系统确定压路机在网格中的实时位置。

    • 位移传感器提供在该网格内的移动轨迹和距离

    • 控制系统综合位置和位移数据,实时计算并在地图界面上用不同颜色显示每个区域的压实遍数(例如,碾压1遍显示为蓝色,3遍显示为绿色,5遍显示为红色)。

    • 价值:操作手可以一目了然地看到哪些区域碾压不足,哪些区域已经达标,哪些区域存在过压风险,从而避免漏压和过压,保证整个作业面的均匀性。

2. 安装在机身或激活铰接处 - 测量转向角度

  • 工作原理:在铰接式压路机的转向铰接点安装一个角度传感器(本质上是测量角位移),它可以精确测量前、后车架的相对偏转角度。

  • 核心功能辅助转向与路径规划

    • 在自动碾压或辅助驾驶模式下,控制系统需要知道车辆的精确转向角度,才能计算出准确的行驶轨迹。

    • 结合位移传感器提供的行驶距离和转向角度传感器提供的方向,压路机可以实现更精确的路径跟踪,确保碾压轮迹紧密贴合,没有空隙。

3. 用于测量振动轮偏心轴相位(特殊应用)

在一些先进的压实控制系统中,需要知道振动马达偏心块的实时相位。此时会使用旋转编码器(一种角位移传感器)来监测。


二、倾角传感器的应用

倾角传感器用于测量物体相对于水平面的倾斜角度。在压路机上,它主要监测车身的姿态。

1. 安装在振动钢轮上 - 补偿坡度对压实测量的影响

这是倾角传感器最关键的应用。

  • 工作原理:将高精度双轴倾角传感器直接安装在振动钢轮的轴承座上,实时测量钢轮在行进方向(俯仰角)和横向(滚动角)的倾斜角度。

  • 核心功能为智能压实系统提供准确的基础数据

    • 补偿CMV/CCV值:智能压路机通过分析振动信号的谐波分量来计算压实度指标(如CMV、CCV)。但在坡道上,重力加速度会叠加在振动加速度上,导致测量值失真。倾角传感器提供的角度数据可以用于算法补偿,消除坡度影响,确保在不同坡道上测得的压实度值具有可比性和准确性。

    • 提高压实质量评估精度:没有倾角补偿的压实测量在坡道上几乎不可信。有了它,智能压实系统才能在复杂地形中真正发挥作用。

2. 安装在机架上 - 整车安全与操控

  • 工作原理:在压路机的主机架上安装倾角传感器,监测整车的姿态。

  • 核心功能防倾翻保护与坡道作业辅助

    • 安全预警:当压路机在陡坡上作业时,倾角传感器会实时监测车身倾斜度。如果角度接近安全阈值,系统会向操作手发出声光警报,甚至自动限制振动功能的启动,防止发生倾翻事故。

    • 坡道速度辅助:在大型坡道上,系统可以根据倾角自动限制行驶速度,确保作业安全。

    • 调平控制:对于带有自动调平功能的凸块轮或洒水系统,倾角数据可以作为反馈信号,确保相关机构始终与地面保持最佳工作角度。


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