CN110670460A - 一种车载路面坑洞检测系统的检验装置及应用 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种车载路面坑洞检测系统的检验装置及应用,针对车载路面坑洞检测系统检测路面坑洞三维特征信息的准确度问题，提供了一种成本低、体积小、结构简单、操作便捷、控制精确、可靠性高的检验装置。基于坑洞三维特征的一种可变的车载路面坑洞检测系统的检验装置通过步进电机驱动运动检验圆盘旋转，来调整两圆盘上几何形孔的相对位置，使两个检验圆盘上的几何形孔交错形成不同形状的空隙，从而模拟坑洞的不同形状；同时通过电动推杆推动活塞在圆柱检验筒内做往复运动，改变活塞至固定检验圆盘端的距离，来模拟坑洞的深度。通过调整模拟坑洞的形状和深度进而实现对车载路面坑洞检测系统检测不同三维特征路面坑洞的结果准确性进行评估。
Description
技术领域
本发明涉及一种道路交通领域的车载检测设备的辅助装置，特别是涉及基于坑洞三维特征可变的一种车载路面坑洞检测系统检验装置。
背景技术
车辆是公路运输的主要载体，其平顺性和安全性受路面的平坦情况制约。道路由于雨水冲刷和载重车辆反复碾压等因素作用，形成路面坑洞。当前，路面坑洞已成为路面病害的主要形式之一，严重影响车辆的通过性和舒适性，所以，有效地检测出路面坑洞具有重要意义。常见的路面坑洞有板角坑洞、鱼鳞坑、圆形坑洞以及不规则多边形坑洞，大小不同、深浅不一。为了能够精准地、有效地检测出路面坑洞的信息，具体来说是路面坑洞的形状和深度，需要使用检验装置对车载路面坑洞检测系统进行检验。因此，设计一种可以模拟不同路面坑洞特征的装置，用来合理评估车载路面坑洞检测系统检测不同三维特征路面坑洞的准确性。
发明内容
本发明针对车载路面坑洞检测系统检测路面坑洞三维特征信息的准确度问题，提供了一种成本低、体积小、结构简单、操作便捷、控制精确、可靠性高的检验装置。基于坑洞三维特征可变的一种车载路面坑洞检测系统检验装置及应用，通过步进电机驱动运动检验圆盘旋转，来调整两圆盘上几何形孔的相对位置，使两个检验圆盘上的几何形孔交错形成不同形状的空隙，从而模拟坑洞的不同形状；同时，通过电动推杆推动活塞在圆柱检验筒内做往复运动，改变活塞至固定检验圆盘端的距离，来模拟坑洞的深度。通过调整模拟坑洞的形状和深度进而实现对车载路面坑洞检测系统检测不同三维特征路面坑洞的结果准确性进行评估。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案予以实现。
一种车载路面坑洞检测系统的检验装置，包括：运动检验圆盘、固定检验圆盘、圆柱检验筒、连接管、阶梯轴、大齿轮、小齿轮、步进电机、活塞、电动推杆和安装平台，所述连接管套装在阶梯轴上，滚动配合，所述运动检验圆盘与固定检验圆盘同侧套装在阶梯轴的一端，所述运动检验圆盘固定在阶梯轴上，所述固定检验圆盘固定在连接管上，所述连接管另一端固定有圆盘，在固定检验圆盘和圆盘的内侧面上固定有圆柱检验筒，所述圆柱检验筒内的活塞由电动推杆驱动，电动推杆固定安装在安装平台上，所述阶梯轴通过相互啮合的大小齿轮由步进电机驱动，所述步进电机通过步进电机支座，所述连接管通过支撑架分别固定在安装平台上。
进一步地，所述运动检验圆盘上均匀分布有1个圆形通孔、1个正方形通孔、1个等边三角形通孔和1个长方形通孔，4个通孔大小不相同；
所述固定检验圆盘上设有1个圆形通孔、1个正方形通孔和1个等边三角形通孔，三个通孔边缘均带有圆形凹槽，并与运动检验圆盘上的圆形通孔、正方形通孔、等边三角形通孔对应，所述每个圆形凹槽与所在的通孔同心。
进一步地，所述圆柱检验筒为3个，每个圆柱检验筒由圆管和圆管内的活塞和与活塞连接的电动推杆组成，所述圆管与固定检验圆盘上的圆形凹槽配合安装。
进一步地，所述圆柱检验筒为3个，每个圆柱检验筒由圆管和圆管内的活塞和与活塞连接的电动推杆组成，所述圆管与固定检验圆盘上的圆形凹槽配合安装。
进一步地，所述连接管通过滚动轴承套装在阶梯轴上，两端通过法兰盘螺栓固定在固定检验圆盘和圆盘上，管身通过弧形连接件螺栓固定在支撑架上；所述阶梯轴上带有多个轴肩，两端分别通过锁紧螺母锁紧运动检验圆盘和大齿轮。
进一步地，所述大齿轮和小齿轮为直齿圆柱齿轮，其模数、压力角相同。
进一步地，所述步进电机为永磁式步进电机，所述步进电机支座上表面有多个矩形通孔，用于散热。
进一步地，所述活塞凹槽面设有吊耳，所述电动推杆为齿轮式电动推杆。
进一步地，所述安装平台为直角结构，表面有可供螺栓穿过的圆形通孔。
一种车载路面坑洞检测系统的检验装置的应用，将所述检验装置放置在车辆前方的水平地面上，通过控制步进电机驱动小齿轮旋转，小齿轮与大齿轮啮合传动，大齿轮通过阶梯轴带动运动检验圆盘定量旋转，从而精确调整两圆盘上几何形孔的相对位置，使两个检验圆盘上的几何形孔交错形成不同形状的空隙，来模拟坑洞的不同形状；同时通过控制电动推杆伸缩推动活塞在圆柱检验筒内做往复运动，定量改变活塞至固定检验圆盘的距离，来模拟坑洞的深度。
本发明的有益效果是：
1.本发明所述的基于坑洞三维特征的一种可变的车载路面坑洞检测系统检验装置及应用占用空间小、移动方便、操作便捷、精确度高，适合车载系统在室内室外使用。
2.本发明所述的基于坑洞三维特征的一种可变的车载路面坑洞检测系统检验装置可以连续模拟形状不同且深度不同的路面坑洞，首次实现从三维角度变换坑洞的特征，解决了从坑洞三维特征的角度对车载路面坑洞检测系统检测结果进行检验的问题。
3.本发明所述的基于坑洞三维特征的一种可变的车载路面坑洞检测系统检验装置模拟的坑洞特征变化量控制精确，接近真实路况。
4.本发明所述的基于坑洞三维特征可变的车载路面坑洞检测系统检验装置结构简单、可靠性高，采用普通材料制作使成本较低。
附图说明
图1是本发明所述的基于坑洞三维特征的一种可变的车载路面坑洞检测系统检验装置的等轴测视图；
图2是本发明所述的基于坑洞三维特征的一种可变的车载路面坑洞检测系统检验装置的侧视图；
图3是本发明所述的基于坑洞三维特征的一种可变的车载路面坑洞检测系统检验装置的圆柱检验筒、连接管、活塞和电动推杆的局部剖视图；
图4是本发明所述的运动检验圆盘的等轴测视图；
图5是本发明所述的固定检验圆盘的等轴测视图；
图6是本发明所述的圆柱检验筒的等轴测视图；
图7是本发明所述的连接管的等轴测视图；
图8是本发明所述的支撑架的等轴测视图；
图9是本发明所述的阶梯轴的等轴测视图；
图10是本发明所述的大齿轮的等轴测视图；
图11是本发明所述的小齿轮的等轴测视图；
图12是本发明所述的步进电机的等轴测视图；
图13是本发明所述的步进电机支座的等轴测视图；
图14是本发明所述的活塞的等轴测视图；
图15是本发明所述的电动推杆的等轴测视图；
图16是本发明所述的安装平台的等轴测视图。
图17是本发明所述的滚动轴承的等轴测视图；
图18是本发明所述的锁紧螺母的等轴测视图。
图中：1.运动检验圆盘，2.固定检验圆盘，3.圆柱检验筒，4.连接管，5.支撑架，6.阶梯轴，7.大齿轮，8.小齿轮，9.步进电机，10.步进电机支座，11.活塞，12.电动推杆，13.安装平台，14.滚动轴承，15.锁紧螺母。
具体实施方式
为了使发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，进一步说明本发明的技术方案及优点，下面结合附图及实施例进行详细描述。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。
下面结合附图对本发明作进一步的详细描述：
两个支撑架5通过螺栓连接到安装平台13上；连接管4通过螺栓连接到支撑架5上；阶梯轴6穿进连接管4；2个滚动轴承14外圈表面分别与连接管4两端中心孔过盈配合，2个滚动轴承14内圈表面分别与阶梯轴6两端过盈配合；固定检验圆盘2中心孔与连接管4回转中心线同轴心，固定检验圆盘2有凹槽的一侧与连接管4的圆盘面面接触，固定检验圆盘2通过螺栓连接在连接管4的一端；圆柱检验筒3圆盘端中心孔与连接管4回转中心线同轴心，圆筒端卡进固定检验圆盘2上的凹槽内，圆柱检验筒3通过螺栓连接在连接管4的另一端；运动检验圆盘1中心轴孔凸出的一面背向固定检验圆盘2，运动检验圆盘1中心孔与阶梯轴6回转中心线同轴心，通过平键与阶梯轴6连接在一起；锁紧螺母15在阶梯轴6的一端固定运动检验圆盘1；大齿轮7中心轴孔与阶梯轴6回转中心线同轴心，通过平键与阶梯轴6连接在一起；锁紧螺母15在阶梯轴6的另一端固定大齿轮7；步进电机支座10通过螺栓连接在安装平台13上；步进电机9通过螺栓连接在步进电机支座10上；小齿轮8中心轴孔与步进电机9主轴回转中心线同轴心，通过平键与步进电机9主轴连接在一起，且小齿轮8上端与大齿轮7下端啮合在一起；锁紧螺母15在步进电机9主轴端部固定小齿轮8；活塞11与电动推杆12通过螺栓连接在一起，3个活塞11的圆柱面分别与圆柱检验筒3内表面面接触，电动推杆12通过螺栓连接在安装平台13上。
如图1至3所示，基于坑洞三维特征的一种可变的车载路面坑洞检测系统检验装置，包括运动检验圆盘1、固定检验圆盘2、圆柱检验筒3、连接管4、支撑架5、阶梯轴6、大齿轮7、小齿轮8、步进电机9、步进电机支座10、活塞11、电动推杆12、安装平台13、滚动轴承14和锁紧螺母15。
16个螺栓分别穿过安装平台底面上和支撑架5底端的圆形通孔，通过螺栓连接将两个支撑架5固定到安装平台13上。
8个螺栓分别穿过连接管4管身两侧上端和两个支撑架5顶端的圆形通孔，通过螺栓连接将连接管4固定到支撑架5上。
阶梯轴6穿进连接管4。
2个滚动轴承14外圈表面分别与连接管4两端中心孔过盈配合，2个滚动轴承14内圈表面分别与阶梯轴6过盈配合。
固定检验圆盘2中心孔与连接管4回转中心线同轴心，固定检验圆盘2有凹槽的一面与连接管4左端的圆盘面面接触，4个螺栓穿过固定检验圆盘2上和连接管4左端面上的圆形通孔，通过螺栓连接将固定检验圆盘2固定在连接管4的左端面，且固定检验圆盘2的中心轴孔边缘恰好将滚动轴承14轴向固定。
圆柱检验筒3圆盘端中心孔与连接管4回转中心线同轴心，圆筒端卡进固定检验圆盘2上的凹槽内，4个螺栓穿过连接管4右端圆盘上和圆柱检验筒3右端圆盘上的圆形通孔，通过螺栓连接将圆柱检验筒3固定在连接管4的右端面。
运动检验圆盘1中心轴孔凸出的一面背向固定检验圆盘2，运动检验圆盘1中心孔与阶梯轴6回转中心线同轴心，中心孔内表面与阶梯轴6表面面接触，运动检验圆盘1右端面与阶梯轴6轴肩端面面接触，并通过平键与阶梯轴6固定连接在一起。锁紧螺母15旋进阶梯轴6左端螺纹，锁紧螺母15右端面与运动检验圆盘1左端面面接触，限制运动检验圆盘1的轴向运动。
大齿轮7中心轴孔与阶梯轴6回转中心线同轴心，中心轴孔内表面与阶梯轴6表面面接触，大齿轮7左端面与阶梯轴6轴肩端面面接触，并通过平键与阶梯轴6固定连接在一起。锁紧螺母15旋进阶梯轴6端部螺纹，锁紧螺母15左端面与大齿轮7右端面面接触，用于限制大齿轮7的轴向运动。
8个螺栓分别穿过安装平台13底面上和步进电机支座10底端的圆形通孔，通过螺栓连接将步进电机支座10固定在安装平台13上。
4个螺栓分别穿过步进电机支座10顶端和步进电机9底端的圆形孔，通过螺栓连接将步进电机9固定在步进电机支座10上。
小齿轮8中心轴孔与步进电机9主轴回转中心线同轴心，中心轴孔内表面与步进电机9主轴表面面接触，小齿轮8右端面与步进电机9主轴轴肩端面面接触，并通过平键与步进电机9主轴固定连接在一起，且小齿轮8上端与大齿轮7下端啮合在一起。锁紧螺母15旋进步进电机9主轴端部螺纹，锁紧螺母15右端面与小齿轮7左端面面接触，用于限制小齿轮8的轴向运动。
3个螺栓分别穿过活塞11和电动推杆12上的圆形通孔，通过螺栓连接将活塞11与电动推杆12固定连接在一起。3个活塞11的圆柱面分别与圆柱检验筒3内表面面接触，适当延伸电动推杆12长度，使活塞11向圆柱检验筒3内运动一定距离，18个螺栓分别穿过电动推杆12底端上和安装平台13侧面上的圆形通孔，通过螺栓连接将电动推杆12固定在安装平台13上。
如图4所示，所述运动检验圆盘1为钢板制成的圆形零件，圆盘中心焊接有一个带有键槽内孔的套，在圆盘表面上均匀分布有1个圆形通孔、1个正方形通孔、1个等边三角形通孔和1个长方形通孔，4个通孔大小各不相同。
如图5所示，所述固定检验圆盘2为钢板制成的圆形零件，圆盘中心铣有1个的圆形轴孔，轴孔周围钻有对称排列的4个可供螺栓穿过的圆形通孔，在圆盘表面四周铣有1个边缘带有凹槽的圆形通孔、1个边缘带有凹槽的正方形通孔和1个边缘带有凹槽的等边三角形通孔，3个通孔与运动检验圆盘1上对应的通孔位置和大小一致,凹槽分别与3个通孔同心。
如图6所示，所述圆柱检验筒3右端为钢板制成的圆盘，中心铣有一个圆形轴孔，轴孔周围钻有对称排列的4个可供螺栓穿过的圆形通孔，在圆盘表面围绕中心焊接有3个相同的可供活塞运动的钢管，3个钢管与固定检验圆盘上对应的凹槽位置和大小一致。
如图7所示，所述连接管4管身为钢管制成，两端内壁铣有与轴承配合的盲孔，管身上对称焊接有2个弧形连接件，弧形连接件为钢板制成，对称钻有4个可供螺栓穿过的圆形通孔，两端圆盘为钢板制成，圆盘中心铣有1个圆形轴孔，圆盘通过加强筋与管身焊接在一起，起到轴向固定作用。
如图8所示，所述支撑架5为铸造件，中部有加强肋，底端对称钻有8个可供螺栓穿过的圆形通孔，圆弧形顶端钻有4个可供螺栓穿过的圆形通孔。
如图9所示，所述阶梯轴6为圆钢车削成的带有多个轴肩的圆柱体零件，在阶梯轴6两端车削有螺纹，靠近螺纹位置的轴上铣有键槽。
如图10所示，所述大齿轮7为直齿圆柱齿轮。
如图11所示，所述小齿轮8为直齿圆柱齿轮，其模数、压力角分别与大齿轮相同。
如图12所示，所述步进电机9为永磁式步进电机。
如图13所示，所述步进电机支座10为矩形钢板加工成的立方体零件，上表面铣有多个矩形通孔，用于散热。
如图14所示，所述活塞11为铸造件，凹槽面焊接有钢板制成的吊耳。
如图15所示，所述电动推杆12为齿轮式电动推杆。
如图16所示，所述安装平台13为2个矩形钢板焊接成的立体零件，直角处焊接有加强肋，表面钻有43个可供螺栓穿过的圆形通孔。
如图17所示，所述滚动轴承14为深沟球轴承。
如图18所示，所述锁紧螺母为六角法兰面锁紧螺母。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种车载路面坑洞检测系统的检验装置，包括：运动检验圆盘、固定检验圆盘、圆柱检验筒、连接管、阶梯轴、大齿轮、小齿轮、步进电机、活塞、电动推杆和安装平台，其特征在于，所述连接管套装在阶梯轴上，滚动配合，所述运动检验圆盘与固定检验圆盘同侧套装在阶梯轴的一端，所述运动检验圆盘固定在阶梯轴上，所述固定检验圆盘固定在连接管上，所述连接管另一端固定有圆盘，在固定检验圆盘和圆盘的内侧面上固定有圆柱检验筒，所述圆柱检验筒内的活塞由电动推杆驱动，电动推杆固定安装在安装平台上，所述阶梯轴通过相互啮合的大小齿轮由步进电机驱动，所述步进电机通过步进电机支座，所述连接管通过支撑架分别固定在安装平台上。
2.根据权利要求1所述的一种车载路面坑洞检测系统的检验装置，其特征在于，所述运动检验圆盘上均匀分布有1个圆形通孔、1个正方形通孔、1个等边三角形通孔和1个长方形通孔，4个通孔大小不相同；
所述固定检验圆盘上设有1个圆形通孔、1个正方形通孔和1个等边三角形通孔，三个通孔边缘均带有圆形凹槽，并与运动检验圆盘上的圆形通孔、正方形通孔、等边三角形通孔对应，所述每个圆形凹槽与所在的通孔同心。
3.根据权利要求1或2所述的一种车载路面坑洞检测系统的检验装置，其特征在于，所述圆柱检验筒为3个，每个圆柱检验筒由圆管和圆管内的活塞和与活塞连接的电动推杆组成，所述圆管与固定检验圆盘上的圆形凹槽配合安装。
4.根据权利要求1所述的一种车载路面坑洞检测系统的检验装置，其特征在于，所述圆柱检验筒为3个，每个圆柱检验筒由圆管和圆管内的活塞和与活塞连接的电动推杆组成，所述圆管与固定检验圆盘上的圆形凹槽配合安装。
5.根据权利要求1所述的一种车载路面坑洞检测系统的检验装置，其特征在于，所述连接管通过滚动轴承套装在阶梯轴上，两端通过法兰盘螺栓固定在固定检验圆盘和圆盘上，管身通过弧形连接件螺栓固定在支撑架上；所述阶梯轴上带有多个轴肩，两端分别通过锁紧螺母锁紧运动检验圆盘和大齿轮。
6.根据权利要求1所述的一种车载路面坑洞检测系统的检验装置，其特征在于，所述大齿轮和小齿轮为直齿圆柱齿轮，其模数、压力角相同。
7.根据权利要求1所述的一种车载路面坑洞检测系统的检验装置，其特征在于，所述步进电机为永磁式步进电机，所述步进电机支座上表面有多个矩形通孔，用于散热。
8.根据权利要求1所述的一种车载路面坑洞检测系统的检验装置，其特征在于，所述活塞凹槽面设有吊耳，所述电动推杆为齿轮式电动推杆。
9.根据权利要求1所述的一种车载路面坑洞检测系统的检验装置，其特征在于，所述安装平台为直角结构，表面有可供螺栓穿过的圆形通孔。
10.根据权利要求1至9任一项所述的检验装置的应用，其特征在于，将所述检验装置放置在车辆前方的水平地面上，通过控制步进电机驱动小齿轮旋转，小齿轮与大齿轮啮合传动，大齿轮通过阶梯轴带动运动检验圆盘定量旋转，从而精确调整两圆盘上几何形孔的相对位置，使两个检验圆盘上的几何形孔交错形成不同形状的空隙，来模拟坑洞的不同形状；同时通过控制电动推杆伸缩推动活塞在圆柱检验筒内做往复运动，定量改变活塞至固定检验圆盘的距离，来模拟坑洞的深度。
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