CN103868468A - 路面试样构造深度检测台及检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种路面试样构造深度检测台及检测方法，其中方法主要是：将待测试样摆放在试样摆放平台上，通过中控机控制直流电机启动，竖直轨道在直流电机的驱动下带动横向杆上下移动；通过摇杆控制检测试样摆放平台进行移动，从而使激光传感器对试样的表面纹理数据进行全面采集并将数据传输至单片机，单片机通过网口将数据发送至上位机进行存储及分析处理。本发明利用激光传感器来测量路面试样的构造深度，操作简单，灵活方便，能够提高测量精度和效率。

Description

路面试样构造深度检测台及检测方法

技术领域

本发明涉及路面检测领域，尤其涉及一种路面试样构造深度检测台及检测方法。

背景技术

近年来，随着我国公路网的逐步完善，路网运行能力得到快速提升，然而因路面抗滑性能不足而引发的滑溜交通事故也随之倍增。

根据我国交通部门的统计数据，2009年我国共发生道路交通事故23.8万起，造成67759人死亡、275125人受伤，直接财产损失达9.1亿元。以上数据应引起道路交通工作者的足够重视。实际上，导致道路交通事故的原因很多，由于沥青混凝土路面抗滑性不良导致车辆碰撞、追尾等是其中重要的一方面。因此，业界学者针对沥青路面的抗滑、检测、抗滑与路面纹理关系等问题做出了很多研究。

交通事故与路面的抗滑性能有很大的关系，而路面抗滑性能直接受到路面纹理深度的影响。道路表面的凹凸即粗构造或者称为构造深度，是指一定面积的路面凹凸不平的开口孔隙的平均深度，是路面粗糙程度的重要指标，主要用于评定路面表面的宏观粗糙度、排水性能及抗滑性。

目前，用于测量路面平均构造深度的方法分为接触式和非接触式两种。传统方法铺沙法属于接触式，其需要更多的人力，其效率低、精度低，因此非接触式激光法成为现在专家学者的主要研究对象。

现在，人们在非接触式测量方法中主要采用激光测距法。基于激光位移传感器的纹理检测设备根据其测试原理主要分为两类：一类是以激光三角法为测试原理的路面纹理检测设备；另一类是以激光聚焦跟踪法为原理的检测设备。然而，目前三角激光测距法有个很大的缺陷就是采集速度不够快，无法满足高速采集的要求，而激光聚焦跟踪法的缺陷则是无法检测路面宏观纹理。   

发明内容

本发明要解决的技术问题在于针对现有技术中传统方法和现有激光测距法的不足，提供一种采集速度快、采集精度高、能够检测路面宏观纹理的路面试样构造深度检测台。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

本发明提供一种路面试样构造深度检测台，包括检测平台，该检测平台上放置检测试样摆放平台；

该检测平台上设有竖直方向的固定杆，该固定杆上设有直流电机和与该固定杆平行的竖直轨道，所述竖直轨道连接横向杆，该横向杆的下方固定激光传感器，该激光传感器置于所述检测试样摆放平台上方，该激光传感器与单片机连接，该单片机通过网口与上位机连接；该横向杆上方设有水平仪；

该检测台还设有中控机，控制直流电机的开启，所述竖直轨道在直流电机的驱动下带动横向杆上下移动；该中控机上还设有摇杆，该摇杆控制检测试样摆放平台的移动。

本发明所述的路面试样构造深度检测台中，所述检测试样摆放平台包括底部承台、中间承台和顶部承台，待检测试样置于顶部承台上；底部承台与中间承台的一侧通过滑动轨道连接，另一侧通过齿轮轨道连接，该齿轮轨道上表面呈齿轮状，通过电机驱动中间承台上的与齿轮轨道相咬合的齿轮，带动顶部承台纵向移动；顶部承台与中间承台也通过滑动轨道和齿轮轨道连接，通过电机驱动齿轮轨道带动顶部承台横向移动。

本发明所述的路面试样构造深度检测台中，所述检测试样摆放平台的横向和纵向均设有刻度尺。

本发明所述的路面试样构造深度检测台中，所述单片机通过RJ45网口与上位机连接。

本发明所述的路面试样构造深度检测台中，所述激光传感器的测量频率大于等于78KHz。

本发明所述的路面试样构造深度检测台中，所述竖直轨道为螺纹轨道，所述横向杆通过螺纹部与所述螺纹轨道连接，该螺纹部与螺纹轨道相匹配，螺纹轨道在电机的带动下旋转，所述螺纹部沿螺纹轨道向上或者向下移动。

本发明还提供一种路面试样构造深度检测方法，包括以下步骤：

步骤一：将激光传感器固定于横向杆上，通过中控机控制竖直轨道的上下移动，从而控制激光传感器到检测试样摆放平台的距离，并且调节水平仪；

步骤二：接通电源，将待检测试样置于检测试样摆放平台上；

步骤三：通过上位机控制单片机启动激光传感器采集数据，并通过中控机上的摇杆控制检测试样摆放平台在水平横向和纵向上的移动；

步骤四：激光传感器将采集的数据传送到单片机，再通过网口将数据传送给上位机；

步骤五：上位机将采集的数据通过绘图软件显示待检测试样的路面纹理。

本发明所述的方法中，步骤四中，单片机通过UDP协议将数据通过RJ网口经数据传送给上位机。

本发明产生的有益效果是：本发明通过中控机控制竖直轨道的上下移动，从而控制激光传感器到检测试样摆放平台的距离，并调节水平仪中控机，同时通过中控机上的摇杆控制检测试样摆放平台在水平横向和纵向上的移动，使激光传感器有效采集路面检测试样的构造深度数据，并通过网口发送给上位机，本发明的操作方便灵活、数据采样速度快，通过绘图软件对采样数据进行处理以显示待检测试样的路面纹理，相比传统检测方法可大大提高检测精度和效率。

 

附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：

图1为本发明实施例中路面试样构造深度检测台的结构示意图；

图2为本发明实施例中检测试样摆放平台的正视图；

图3为本发明实施例中检测试样摆放平台的侧视图；

图4为本发明实施例检测装置的中控机的俯视图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1所示，本发明实施例路面试样构造深度检测台，包括检测平台9，该检测平台9上放置检测试样摆放平台1。

该检测平台9上设有竖直方向的固定杆7，该固定杆上设有直流电机6和与该固定杆7平行的竖直轨道8，竖直轨道8连接横向杆2，该横向杆2的下方固定激光传感器5，该激光传感器5置于检测试样摆放平台1上方，该激光传感器5与单片机连接，该单片机可通过RJ45网口与上位机连接。该横向杆2上方设有水平仪4。观察水平仪是否水平，若不水平可以调节。

该检测台还设有中控机3，控制电机6（直流电机）的开启，如图4所示，右侧为中控机3的三档开关，分别为Off、向上和向下档位，用来控制激光传感器的上下移动，启动该三档开关，将激光传感器调节至测量距离范围内。竖直轨道8在直流电机的驱动下带动横向杆2上下移动，当直流电机6启动，带动竖直轨道8转动，此时横向杆2与竖直轨道8通过咬合的齿轮连接在一起，横向杆2随着竖直轨道8的转动而上下移动；如图4所示，该中控机3上还设有摇杆，该摇杆控制检测试样摆放平台1的移动。

如图2和图3所示，本发明实施例的检测试样摆放平台1包括底部承台、中间承台和顶部承台，待检测试样置于顶部承台上；底部承台与中间承台的一侧通过滑动轨道连接，另一侧通过齿轮轨道连接，该齿轮轨道上表面呈齿轮状，通过电机11驱动中间承台上的与齿轮轨道相咬合的齿轮，带动顶部承台纵向移动；顶部承台与中间承台也通过滑动轨道和齿轮轨道连接，通过电机12驱动齿轮轨道带动顶部承台横向移动。

本发明实施例中，检测试样摆放平台1的横向和纵向均设有刻度尺。用来判断待检测的沥青试样在平台上移动的距离。

本发明的路面试样构造深度检测台中，激光传感器的测量频率大于等于78KHz。该激光传感器可满足0.01mm距离间隔至少测一次，其允许的最快移动速度为0.78m/s，使单个试样数据采集时间小于0.5s，实现高精度高速采集。

本发明的一个实施例中，如图1所示，竖直轨道8为螺纹轨道，横向杆2通过螺纹部与螺纹轨道连接，该螺纹部与螺纹轨道相匹配，螺纹轨道在电机6的带动下旋转，螺纹部沿螺纹轨道向上或者向下移动，螺纹部带动横向杆2运动，从而使激光传感器5上下移动，可提高检测灵活性。

本发明实施例的路面试样构造深度检测方法，包括以下步骤：

步骤一：将激光传感器固定于横向杆上，通过中控机控制竖直轨道的上下移动，从而控制激光传感器到检测试样摆放平台的距离，并且调节水平仪；

步骤二：接通电源，将待检测试样置于检测试样摆放平台上；

步骤三：通过上位机控制单片机启动激光传感器采集数据，并通过中控机上的摇杆控制检测试样摆放平台在水平横向和纵向上的移动；

步骤四：激光传感器将采集的数据（主要对试样的表面纹理数据进行全面采集）传送到单片机，再通过网口将数据传送给上位机；

步骤五：上位机将采集的数据通过绘图软件显示待检测试样的路面纹理。

本发明的步骤四中，单片机通过UDP协议将数据通过RJ45网口传送给上位机。上位机通过开发的软件接收数据，并将数据存储在硬盘上，以便后续数据分析。本发明中利用UDP通信方式，使激光在高速采集路面数据的情况下，还能实时将数据传输到上位机。

激光采集的每组数据由16位二进制数组成，每个数据包里包含600组数据，这些数据通过单片机上传至上位机后实时存储在上位机的硬盘里。同时，利用C++设计的专用路面纹理数据接收程序，可以将单片机传来的报文以直观的形式存储在PC机或数据服务器的文档里，以便后续对数据进行详细分析。应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (8)

1.一种路面试样构造深度检测台，其特征在于，包括检测平台(9)，该检测平台上放置检测试样摆放平台(1)；

该检测平台上设有竖直方向的固定杆(7)，该固定杆(7)上设有直流电机(6)和与该固定杆平行的竖直轨道(8)，所述竖直轨道(8)连接横向杆(2)，该横向杆(2)的下方固定激光传感器(5)，该激光传感器(5)置于所述检测试样摆放平台(1)上方，该激光传感器(5)与单片机连接，该单片机通过网口与上位机连接；该横向杆上方设有水平仪(4)；

该检测台还设有中控机(3)，控制直流电机的开启，所述竖直轨道(8)在直流电机的驱动下带动横向杆(2)上下移动；该中控机(3)上还设有摇杆，该摇杆控制检测试样摆放平台(1)的移动。

2.根据权利要求1所述的路面试样构造深度检测台，其特征在于，所述检测试样摆放平台包括底部承台、中间承台和顶部承台，待检测试样置于顶部承台上；底部承台与中间承台的一侧通过滑动轨道连接，另一侧通过齿轮轨道连接，该齿轮轨道上表面呈齿轮状，通过电机驱动中间承台上的与齿轮轨道相咬合的齿轮，带动顶部承台纵向移动；顶部承台与中间承台也通过滑动轨道和齿轮轨道连接，通过电机驱动齿轮轨道带动顶部承台横向移动。

3.根据权利要求1所述的路面试样构造深度检测台，其特征在于，所述检测试样摆放平台的横向和纵向均设有刻度尺。

4.根据权利要求1所述的路面试样构造深度检测台，其特征在于，所述单片机通过RJ45网口与上位机连接。

5.根据权利要求1所述的路面试样构造深度检测台，其特征在于，所述激光传感器的测量频率大于等于78KHz。

6.根据权利要求1所述的路面试样构造深度检测台，其特征在于，所述竖直轨道为螺纹轨道，所述横向杆通过螺纹部与所述螺纹轨道连接，该螺纹部与螺纹轨道相匹配，螺纹轨道在电机的带动下旋转，所述螺纹部沿螺纹轨道向上或者向下移动。

7.一种路面试样构造深度检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一：将激光传感器固定于横向杆上，通过中控机控制竖直轨道的上下移动，从而控制激光传感器到检测试样摆放平台的距离，并且调节水平仪；

步骤二：接通电源，将待检测试样置于检测试样摆放平台上；

步骤三：通过上位机控制单片机启动激光传感器采集数据，并通过中控机上的摇杆控制检测试样摆放平台在水平横向和纵向上的移动；

步骤四：激光传感器将采集的数据传送到单片机，再通过网口将数据传送给上位机；

步骤五：上位机将采集的数据通过绘图软件显示待检测试样的路面纹理。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，步骤四中，单片机通过UDP协议将数据通过RJ45网口传送给上位机。

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