一种接触式路面高程测量装置.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CN109520472A(43)申请公布日2019.03.26(21)申请号201811600719.3(22)申请日2018.12.26(71)申请人交通运输部公路科学研究所地址100088北京市海淀区西土城路8号(72)发明人张金凝周毅姝陈柳清冷正威李怀君(74)专利代理机构北京思海天达知识产权代理有限公司11203代理人刘萍(51)Int.Cl.G01C5/00(2006.01)权利要求书1页说明书3页附图2页(54)发明名称一种接触式路面高程测量装置(57)摘要一种接触式路面高程测量装置，属于公路检测领域，包括机械结构和控制系统。机械结构包括主支架、高程测量设备、地面连接杆、测量轮；控制系统包括数据采集卡、RS232转TTL电平模块、陀螺仪、编码器、处理器；主支架与高程测量设备连接；主支架与和带编码器的测量轮机械连接；主支架上嵌入陀螺仪，高程测量设备的包括为两路光栅尺，光栅尺的滑动块连接地面连接杆，地面连接杆紧贴地面，两路光栅尺通过数据采集卡连接到RS232转TTL电平模块，RS232转TTL电平模块连接到处理器；带编码器的测量轮中的编码器连接到处理器，陀螺仪连接到处理器。本装置自动化程度高，可近距离追踪试件断裂点位置，成像更清晰，试验精度更高。CN109520472ACN109520472A权利要求书1/1页1.一种接触式路面高程测量装置，包括机械结构和控制系统两大部分；其特征在于：机械结构由主支架、高程测量设备、地面连接杆、测量轮组成；控制系统包括数据采集卡、RS232转TTL电平模块、陀螺仪、编码器、处理器；主支架与高程测量设备连接；主支架与和带编码器的测量轮机械连接；主支架上嵌入陀螺仪，高程测量设备的包括为两路光栅尺，光栅尺的滑动块连接地面连接杆，地面连接杆紧贴地面，两路光栅尺通过数据采集卡连接到RS232转TTL电平模块，RS232转TTL电平模块连接到处理器；带编码器的测量轮中的编码器连接到处理器，陀螺仪连接到处理器。2.应用如权利要求1所述装置的方法，其特征在于：陀螺仪将倾角数据送入处理器；光栅尺滑动块连接地面连接杆，地面连接杆紧贴地面，两路光栅尺采集的数据通过数据采集卡将数据发送到RS232转TTL电平模块，转换为TTL电平输入处理器进行数据解析，得到地面的高程值；带编码器的测量轮与地面接触，通过轮子的旋转，与轮子耦合的编码器将电平编码数据传送到处理器中，进行编码计数，从而得到设备移动距离。3.应用如权利要求1所述装置的方法，其特征在于：(1)对路面高程值测量之前，通过陀螺仪倾角数据进行设备水平校准，找到绝对平整的路面；(2)调整光栅尺固定的两路地面连接杆和编码器测量轮，保证两路地面连接杆和编码器测量轮触地；(3)启动设备进入测量模式；(4)设备进行实时高程值的检测与存储；(5)设备通过编码器进行移动距离的检测与存储；(6)设备通过陀螺仪进行倾角角度的检测与存储到SD卡；(7)陀螺仪将倾角数据送入处理器；两路光栅尺采集的数据通过数据采集卡将数据发送到RS232转TTL电平模块，转换为TTL电平输入处理器进行数据解析，得到地面的高程值；带编码器的测量轮与地面接触，通过轮子的旋转，与轮子耦合的编码器将电平编码数据传送到处理器中，进行编码计数，从而得到设备移动距离。2CN109520472A说明书1/3页一种接触式路面高程测量装置技术领域[0001]本发明属于交通运输领域。背景技术[0002]近几年，随着国家经济的快速发展，交通运输行业也随之快速发展起来，尤其是公路运输方式对国民经济的蓬勃发展起到了重要作用。大范围高速公路建成并实现通车，使得国民经济快速发展。但同时，出现了高速公路检测养护等问题，尤其是之前建成通车的高速公路路段，已出现明显的破损裂痕、路面不平整等现象，直接影响着公路使用寿命和车辆行驶安全。因此建立完善的公路路面养护管理对于科学高效地了解已通车路面状况是非常必要的。并且对已实现通车路段路面的平整度、路面裂缝、车辙大小等指标进行检测、评价与分析，对于科学评定公路建设等级、路面运行状况等具有重大的意义。平整度影响着车辆行驶安全、使用年限和乘客的舒适性。平整性差的公路路面，会对车辆行驶产生阻力，使车辆产生震动颠簸，妨碍了车辆的行驶安全，还会使局部产生积水，路面损害速度加快等。为了使车辆行驶安全，乘客感觉舒适，道路使用年限增长，路面平整度的检测尤为重要。路面平整度有多种检测方法和仪器，主要有：3米直尺、精密水准仪、车载式颠簸累积仪、八轮连续式平整度仪、激光断面仪等，不同的检测设备适用范围和检测精度各不相同。[0003]在进行路面平整度检测时，非常重要的一个参数是路面高程值，本专利提出一种有效的接触式高程值测量方法。[0004](