一种结构表面混凝土剥落程度测量装置及测量方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN110207629A(43)申请公布日2019.09.06(21)申请号201910610636.0(22)申请日2019.07.08(71)申请人健研检测集团有限公司地址361000福建省厦门市思明区湖滨南路62号十楼、十一楼(72)发明人段进涛邱发强朱三凡陈树辉林翼锋(74)专利代理机构深圳市韦恩肯知识产权代理有限公司44375代理人李华双(51)Int.Cl.G01B21/00(2006.01)G01B21/18(2006.01)G01B21/28(2006.01)权利要求书2页说明书4页附图5页(54)发明名称一种结构表面混凝土剥落程度测量装置及测量方法(57)摘要本发明公开了一种结构表面混凝土剥落程度测量装置及测量方法。该测量装置包括激光测距仪、U形支架、支座、支架、转轴；所述激光测距仪、U形支架、支座的上面分别设置有用于调平的第一水准泡、第二水准泡、第三水准泡；U形支架的一边外侧设置有第一驱动马达、第一齿轮和第一霍尔角度传感器，U形支架的U形底边的内侧设置有第二驱动马达、第二齿轮和第二霍尔角度传感器。本发明还提供了利用该测量装置进行测量的方法，本发明的测量装置和测量方法能够在降低测量成本的同时还能有效提高测量精度，提高测量效率。CN110207629ACN110207629A权利要求书1/2页1.一种结构表面混凝土剥落程度测量装置，其特征是：包括，激光测距仪，所述激光测距仪的上表面的中间位置设置有第一水准泡；U形支架，所述U形支架的一边外侧设置有第一驱动马达、第一齿轮和第一霍尔角度传感器，所述U形支架的底边内侧设置有第二驱动马达、第二齿轮和第二霍尔角度传感器；所述所述U形支架的底边的上侧还设置有第二水准泡；支座，所述支座的上表面的中间位置设置有第三水准泡；支架，所述支架安装在所述支座的下面；第一转轴，所述第一转轴的一端与所述第一齿轮连接，另一端与所述激光测距仪连接；第二转轴，所述第二转轴的一端与所述第二齿轮连接，另一端与所述支座连接。2.根据权利要求1所述的一种结构表面混凝土剥落程度测量装置，其特征是：所述第一驱动马达通过所述第一齿轮带动所述第一霍尔角度传感器转动。3.根据权利要求1所述的一种结构表面混凝土剥落程度测量装置，其特征是：所述第一霍尔角度传感器与所述第一齿轮的传动比为1：1。4.根据权利要求1所述的一种结构表面混凝土剥落程度测量装置，其特征是：所述第二驱动马达通过所述第二齿轮带动所述第二霍尔角度传感器转动。5.根据权利要求1所述的一种结构表面混凝土剥落程度测量装置，其特征是：所述第二霍尔角度传感器与所述第二齿轮的传动比为1：1。6.根据权利要求1所述的一种结构表面混凝土剥落程度测量装置，其特征是：所述激光测距仪可转动的角度范围为0°-90°。7.根据权利要求1所述的一种结构表面混凝土剥落程度测量装置，其特征是：所述U形支架可转动的角度范围为0°-360°。8.根据权利要求1所述的一种结构表面混凝土剥落程度测量装置，其特征是：所述支架共包括三条支腿。9.一种结构表面混凝土剥落程度测量方法，利用权利要求1至3所述的一种结构表面混凝土剥落程度测量装置，其特征是：包括以下步骤：a.在隧道内选择合适的位置与角度安放测量装置：将测量装置面向被测量区域，以测点设为坐标原点，建立球坐标系；b.对测量装置进行初始状态的调平：先参照第三水准泡进行整体调平，再参照第二水准泡对U形支架进行调平，最后参照第一水准泡对激光测距仪进行调平；三个水准泡在初始状态的连线即为Z轴，激光测距仪指向的区域为测量区域；c.开启电源，采集被测量区域在球坐标系中的初始坐标，同一时刻激光测距仪、第一霍尔角度传感器、第二霍尔角度传感器采集到的数据分别对应球坐标系中的d.利用控制系统控制驱动马达的运行，第一驱动马达带动激光测距仪转动一个角度θ，第一霍尔角度传感器采集此刻的角度；同时第二驱动马达带动U形支架转动一周，第二霍尔角度传感器采集整个过程中的任意时刻(如每0.1秒记录一次)的角度同时在整个过程中激光测距仪会采集任意时刻(如每0.1秒记录一次)所测得的距离ρ，同一时刻的θ、ρ就组成了球坐标系中的一个坐标，当激光测距仪完成0°-90°的每一个θ角(如每次间隔0.05°)，U形支架完成0°-360°的每一个角的循环时，就完成了测量；2CN110207629A权利要求书2/2页e.通过Matlab、Python数据分析程序，根据公式z＝ρ·cosθ将球面坐标系转化为常用的三维直角坐标系进行数据分析，根据隧道表面的三维直角坐标数据，计算出隧道表面混凝土剥落的位置、表面积、深度、体积等参数，再根据隧道表面的三维直角坐标数据绘制出剥落区域的等高线图，直观地表达隧道表面混凝土剥落的情况。