CN116989721B - 公路护栏测量装置及公路护栏高度、倾斜度测量方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种公路护栏测量装置、公路护栏高度及倾斜度测量方法，属于公路设施测量领域。该测量装置包括：测量杆体，所述测量杆体在接近第一侧端部的区域设置适于与护栏板上端连接的卡接结构，所述测量杆体在接近其第二侧端部的区域设置角度传感器；测距传感器，所述测距传感器滑动连接于所述测量杆体上，并可沿所述测量杆体的延伸方向滑动，所述测距传感器的检测面朝向下侧；支撑杆体，铰接于所述测量杆体的第二侧端部，适于在收纳位置与支撑位置之间摆动。本发明能够测量护栏相对不同水平参照物的有效高度，能够避免护栏基础受路肩长期沉降或路面加铺影响导致护栏相对于位于中间区域路面的整体高度会逐渐下降的问题。

Description

公路护栏测量装置及公路护栏高度、倾斜度测量方法

技术领域

本发明涉及道路交通安全设施检测技术领域，特别是一种适用于在役钢护栏测量装置及测量方法。

背景技术

波形梁钢护栏是一种重要的交通安全基础设施，其作用是防止失控车辆冲出道路，降低交通事故后果的严重程度，保障生命安全，减少财产损失。护栏高度指标是道路安全区域内设置的防护栏杆顶部距地面的高度。高速公路需要设置护栏，在不同的路段，护栏的高度标准不尽相同，例如，高速公路的护栏标准高度为1.2米，城市道路的护栏标准高度为0.8米，而在急弯、陡坡、填方等特殊场合下，护栏的高度标准也会有一些变化，需要根据实际道路情况进行调整，以保证车辆的行驶安全。如果护栏高度低于标准要求，可能导致车辆冲破护栏、超出道路，造成严重事故。护栏高度过高也同样存在安全隐患，比如触碰、剐蹭车辆的上部结构，干扰驾驶员视线，影响行车安全。为了保证护栏的高度符合标准，需要定期进行检测和维护。常用的检测对象包括监测护栏高度、距离和倾斜度等指标。如果护栏高度没有达到标准，需要进行及时维护，以保障车辆行驶的安全。

当前，测量护栏高度是选取护栏立柱高度以及护栏板上沿相对于正下方地面的距离。由于护栏基础受路肩长期沉降或路面加铺影响导致护栏相对于位于中间区域路面的整体高度会逐渐下降，但相对于其基础的高度并未发生变化，甚至略有上升，在雨水较多的土路肩基础上尤为明显，是非常典型的公路交通安全防护设施的隐蔽病害，不易直观察觉。根据碰撞分析，失控车辆在高速撞击护栏前最后的瞬间，车辆车轮会从路面部分直接水平冲出，而不与路肩部分发生接触，因此路面与路肩的高度落差会成为碰撞事故中车辆冲出道路的潜在隐患。

为此，有必要提供一种能够测量护栏相对于应急车道、硬路肩、土路肩以及护栏正下放基础的高度的测量装置。

发明内容

本发明要解决的技术问题是现有公路护栏测量装置仅测量护栏于其本身基础的高度导致护栏具有安全隐患的问题，为此，本发明提出了一种能够测量护栏相对不同水平参照物的有效高度的测量装置，其中不同水平参照物包括：护栏板正下方的基础、土路肩、硬路肩、应急车道。

针对上述技术问题，本发明提供如下技术方案：

一种公路护栏测量装置，包括：测量杆体，所述测量杆体在接近第一侧端部的区域设置适于与护栏板上端连接的卡接结构，所述测量杆体在接近其第二侧端部的区域设置角度传感器；测距传感器，所述测距传感器滑动连接于所述测量杆体上，并可沿所述测量杆体的延伸方向滑动，所述测距传感器的检测面朝向下侧；支撑杆体，铰接于所述测量杆体的第二侧端部，适于在收纳位置与支撑位置之间摆动。

本发明的部分实施方式中，还包括手柄，所述手柄固定于所述测量杆体的第二侧端部，并与所述测量杆体同向延伸，所述角度传感器安装于所述手柄接近所述测量杆体的一侧。

本发明的部分实施方式中，所述测量杆体设有滑动轨道，所述测距传感器安装于滑块上，所述滑块沿所述滑动轨道滑动。

本发明的部分实施方式中，还包括驱动装置，所述驱动装置驱动所述滑块沿所述滑动轨道滑动。

本发明的部分实施方式中，所述驱动装置包括：转动电机以及丝杠螺母机构，所述转动电机的输出轴连接于丝杠螺母机构的丝杆上，所述滑块螺纹连接于所述丝杆上。

本发明的部分实施方式中，所述手柄上还设置用于控制所述驱动装置启停的采集控制按钮。

本发明的部分实施方式中，所述支撑杆体包括固定杆体以及可伸缩连接于固定杆体上的活动杆体，所述固定杆体铰接于所述测量杆体上，所述固定杆体与所述活动杆体之间设置高度调节按钮，高度调节按钮控制所述活动杆体的伸缩长度。

本发明同时提供一种公路护栏高度测量方法，其采用所述公路护栏测量装置，包括如下步骤：

S1. 将测量杆体的卡接结构卡接于护栏板的上沿边缘；使测量杆体沿水平方向延伸，根据角度传感器的检测结果，判断所述测量杆体是否水平；

S2. 当测量杆体水平后，使支撑杆体摆动至能够支撑所述测量杆体的支撑位置；

S3. 控制测距传感器沿测量杆体滑动，并按设定频率进行测距传感器与地面之间的距离检测。

本发明的部分实施方式中，所述测量杆体横跨护栏板正下方地基与应急车道之间的区域；所述控制测距传感器沿测量杆体滑动进一步包括：控制测距传感器沿护栏板正下方地基侧滑动至应急车道侧，再折返至护栏板正下方地基侧。

本发明同时提供一种公路护栏倾斜角度测量方法，采用所述的公路护栏测量装置，包括：

将所述测量杆体抵接于护栏板或护栏柱的表面，根据角度传感器的检测角度获得护栏板或护栏柱的倾斜角度。

本发明的技术方案相对现有技术具有如下技术效果：

本发明提供的公路护栏测量装置中，通过测量杆体的卡接结构使测量杆卡接于护栏板的上沿，根据角度传感器的检测结果使测量杆体处于水平状态，将支撑杆体摆动至能够支撑所述测量杆体的支撑位置；控制测距传感器相对测量杆体滑动使其按设定频率进行与地面之间的距离检测，也即实现护栏高度的测量。上述测量装置可实现护栏相对于不同水平参照物的高度测量，有助于更为全面的获得护栏的服役状态，避免护栏相对于其他路面高度下降带来的安全隐患。同时，上述测量装置还可以对护栏板及护栏柱进行倾斜角度进行测量。

附图说明

下面将通过附图详细描述本发明中优选实施例，将有助于理解本发明的目的和优点，其中:

图1为本发明提供的公路护栏测量装置的一种具体实施方式的结构示意图；

图2为本发明提供的公路护栏测量装置在进行护栏高度测量状态下的结构示意图；

图3为本发明提供的公路护栏测量装置的一种具体实施方式的结构示意图；

图4为本发明提供的公路护栏测量装置在进行双波波形梁护栏板倾斜度测量的示意图；

图5为本发明提供的公路护栏测量装置在进行三波波形梁护栏板倾斜度测量的示意图；

图6为本发明提供的公路护栏测量装置在进行护栏柱倾斜度测量的示意图。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

如图1-图6所示为本发明提供的公路护栏测量装置（以下简称测量装置）的一种具体实施方式，该测量装置用于对护栏A的高度、护栏A的倾斜角度（包括护栏板A1以及护栏柱A2）进行测量。

如图1-图3所示，该测量装置包括枢转连接的测量杆体10与支撑杆体20以及安装于测量杆体10上的测距传感器30，其中，所述测量杆体10在接近第一侧端部的区域设置适于与护栏板A1上端连接的卡接结构11，在进行高度测量时，通过卡接结构11使测量杆体10连接于护栏板A1上，所述测量杆体10在接近其第二侧端部的区域设置角度传感器90，根据角度传感器90的检测信号可获得测量杆体10与水平方向的倾斜角度，在进行高度测量时，可使角度传感器90的检测信号显示测量杆体10水平时，以控制执行部件（例如测距传感器30等）进行下一步的测量工作；在进行角度测量时，则可通过角度传感器90的信号直接获得测量杆体10的倾斜角度。所述支撑杆体20铰接于所述测量杆体10的第二侧端部，适于在收纳位置与支撑位置之间摆动，当支撑杆体20摆动至与测量杆体10延伸方向相近的情况下，其处于收纳位置，可方便该测量装置的取放；当支撑杆体20摆动至与测量杆体10延伸方向接近垂直的情况下，其处于支撑位置，其下表面抵接于地面上，用于支撑测量杆体10，并使测量杆体10保持在水平延伸方向上。

所述测距传感器30的检测面朝向下侧，以检测其检测面与地面之间的距离，所述测距传感器30滑动连接于所述测量杆体10上，并可沿所述测量杆体10的延伸方向滑动，通过控制测距传感器30滑动可获得护栏A相对于不同水平参照物的高度，此处的水平参照物根据待测量公路情况，如图2所示，包括但不限于：护栏板A1正下方地基、土路肩、硬路肩/应急车道等。

如图2所示，采用上述测量装置进行护栏A高度测量时，测量杆体10的卡接结构11卡接于护栏板A1的上沿，根据角度传感器90的检测结果使测量杆体10处于水平状态，将支撑杆体20摆动至能够支撑所述测量杆体10的支撑位置；由于测距传感器30可沿测量杆体10滑动，其能够按设定频率进行测距传感器30与地面之间的距离检测，也即实现护栏A高度的检测，通过上述测量装置可实现可获得护栏A相对于不同水平参照物的高度测量，例如，当测量杆体10横跨护栏板A1正下方地基与应急车道之间的区域时，则可实现护栏板A1相对于护栏板A1正下方地基、土路肩、硬路肩/应急车道的高度测量，有助于更为全面的获得护栏A的服役状态，避免护栏A基础地面受路肩长期沉降或路面加铺影响导致护栏A相对于其他路面，例如应急车道或硬路肩的整体高度下降，进而带来的安全隐患。

具体地，一种实施方式中，如图1-图3所示，所述测量装置还包括手柄40，所述手柄40固定于所述测量杆体10的第二侧端部，并与所述测量杆体10同向延伸，所述角度传感器90安装于所述手柄40接近所述测量杆体10的一侧；在进行高度测量时，测试者可通过手持手柄40侧将测量杆体10连接于护栏板A1上侧，同时握住手柄40调整所述测量杆体10的水平角度，当角度传感器90检测为0后，放下支撑杆体20并使其支撑于地面上。

具体地，一种实施方式中，所述卡接结构11为设置于测量杆体10下侧的卡接板，所述卡接板为具有一定弹性变形量的薄板形式，其板面与所述测量杆体10的延伸方向之间的夹角小于90°，且其向测量杆体10的第二端倾斜设置，公路护栏板A1通常成型为波形薄板，所述测量杆体10的卡接板卡接于护栏板A1的上端，使护栏板A1的部分区域位于卡接板与测量杆体10形成的锐角区域；这种卡接方式一方面便于测量杆与护栏板A1的连接，另一方面便于对护栏A进行高度测量时对测量杆体10延伸方向的调整。

为了使测距传感器30可靠地沿测量杆体10滑动，如图3所示，所述测量杆体10设有滑动轨道12，所述滑动轨道12的呈直线延伸，所述测距传感器30安装于滑块50上，所述滑块50沿所述滑动轨道12滑动。更具体地，所述滑动轨道12为成型于所述测量杆体10上侧的轨道槽，所述滑块50包括与所述滑动轨道12槽配合的导向部以及位于导向部外侧的安装部，所述测距传感器30安装于滑块50的安装部的底面上，且其采集面与所述测量杆体10的底面平齐。所述测距传感器30为激光测距传感器30，其测量方向垂直于滑动轨道12竖直向下，测距激光束垂直打向地面。

具体地，一种可选的实施方式中，为了实现测距传感器30按设定采样频率进行采集，该测量装置还包括驱动装置，所述驱动装置驱动所述滑块50沿所述滑动轨道12滑动；通过控制驱动装置使滑块50沿滑动轨道12匀速滑动，可使测距传感器30实现定频采样。其中，采样频率由滑块50的运行速度决定。其中采样频率与滑块50速度的关系为Freq=v/l；式中：Freq为采样频率；v为滑块50匀速运行的速度，l为采样间距。为保证有足够的数据采样点，对于1.0m的轨道和速度10cm/s运行的滑块50，如果每1cm采集并记录一个数据，那么采集频率应设置为Freq=10Hz。

所述滑块50上安装两台所述测距传感器30，两个测距传感器30同步数据采集，最终的竖直距离为2组数据的算术平均值。激光测距传感器30激光头与轨道下表面平齐，与测量装置自身任意部位不产生干涉。

所述驱动装置的结构不唯一，一种可选的实施方式中，所述驱动装置为直线电机，其可直接驱动滑块50实现直线移动。另一种可选的实施方式中，如图3所示，所述驱动装置包括：转动电机60以及丝杠螺母机构，所述转动电机60的输出轴连接于丝杠螺母机构的丝杆70上，所述滑块50螺纹连接于所述丝杆70上。所述转动电机60采用步进电机，其安装于所述测量杆体10的第一侧端部，所述丝杆70安装于所述轨道槽内并沿轨道槽的方向延伸至所述测量杆体10的第二侧端部；所述滑块50则在转动电机60的驱动下沿所述丝杆70的轴线方向滑动。

为了方便驱动装置的控制，所述手柄40上还设置用于控制所述驱动装置启停的采集控制按钮80，当测量杆体10水平后按下采集控制按钮80可驱动装置启动，所述滑块50带动所述测距传感器30沿滑动轨道12匀速移动。

具体地，一种可选的实施方式中，为了保证支撑杆体20的支撑效果，所述支撑杆体20为高度可调的杆体，如图2所示，其包括固定杆体21以及可伸缩连接于固定杆体21上的活动杆体22，所述固定杆体21铰接于所述测量杆体10上，所述固定杆体21与所述活动杆体22之间设置高度调节按钮23，高度调节按钮23控制所述活动杆体22的伸缩长度，按下高度调节按钮23，所述活动杆体22可进行伸缩，松开高度调节按钮23，活动杆体22则相对固定杆体21固定。所述活动杆体22远离固定杆体21的一侧端部设有橡胶垫24，其增大与地面的摩擦，支撑结构稳定性较好。

本发明同时提供一种上述测量装置对公路护栏A进行高度测量的方法的实施方式，包括如下步骤：

S1. 将测量杆体10的卡接结构11卡接于护栏板A1的上沿边缘；使测量杆体10沿水平方向延伸，根据角度传感器90的检测结果，判断所述测量杆体10是否水平；

具体地，手持位于测量杆体10第二侧端部的手柄40将测量杆体10的卡接板卡接于护栏板A1的上边沿上，并使测量杆体10大体沿水平方向延伸，直至角度传感器90检测的角度为0°后，测量杆体10的方向调整完毕；

S2. 当测量杆体10水平后，使支撑杆体20摆动至能够支撑所述测量杆体10的支撑位置；

具体地，将支撑杆体20向下摆动至大致竖直方向，并调节支撑杆体20的高度。例如，当支撑杆体20摆动至竖直方向时，支撑杆体20的底部未接触到地面，则按下高度调节按钮23，使所述活动杆体22向外侧伸出，直至活动杆体22的底部接触地面，此时松开高度调节按钮23，活动杆体22则相对固定杆体21固定，且支撑杆体20可靠地支撑于地面上。

S3. 控制测距传感器30沿测量杆体10滑动，并按设定频率进行测距传感器30与地面之间的距离检测。

具体地，初始状态下，所述滑块50及测距传感器30位于接近所述测量杆体10第一侧端部的位置处；按下手柄40上的采集控制按钮80，使转动电机60启动，电机输出轴沿第一方向转动，测距传感器30则随滑块50沿测量杆体10的滑动轨道12滑动，并从护栏板A1正下方地基侧滑动至应急车道侧，当到达应急车道侧的设定位置后，转动电机60停止设定时长后，控制转动电机60反方向运行，也即电机输出轴沿第二方向转动，所述测距传感器30则由应急车道侧滑动至护栏板A1正下方地基侧，完成测距传感器30检测面与地面之间的距离检测，再根据测距传感器30的检测面与测量杆体10底面（测量杆体10底面与护栏板A1上沿位于同一高度上）之间的高度差，即可换算得到护栏板A1相对不同水平参照物的高度。

本发明同时提供采用上述公路护栏A测量装置进行护栏A倾斜角度测量的方法的具体实施方式。具体地，所述护栏A的倾斜角度测量包括护栏板A1的倾斜角度测量和/或护栏柱A2的倾斜角度测量。

护栏板A1通常包括双波波形梁护栏板A1与三波波形梁护栏板A1。对于双波波形梁护栏板A1进行倾斜角度测量时，如图4所示，将所述测量杆体10抵接于护栏板A1的两个波峰位置处，角度传感器90的检测数据即护栏板A1的倾斜角度。对于三波波形梁护栏板A1进行倾斜角度测量时，如图5所示，将测量杆体10首先与护栏板A1上部波峰、中部波峰接触，读取角度传感器90数据，然后，测量杆体10与护栏板A1中部波峰、下部波峰接触，读取角度传感器90数据，两次数据求算术平均值得到护栏板A1整体倾斜角度。

对于护栏柱A2来说，在进行倾斜角度测量时，如图6所示，使用测量杆体10紧贴护栏柱A2外壁，读取角度传感器90数据获得其倾斜角度值。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。

Claims (8)

1.一种公路护栏测量装置，其特征在于，包括：

测量杆体，所述测量杆体在接近第一侧端部的区域设置适于与护栏板上端连接的卡接结构，所述测量杆体在接近其第二侧端部的区域设置角度传感器，用于检测测量杆体与水平方向的倾斜角度；

测距传感器，所述测距传感器滑动连接于所述测量杆体上，并可沿所述测量杆体的延伸方向滑动，所述测距传感器的检测面朝向下侧；所述测量杆体设有滑动轨道，所述测距传感器安装于滑块上，所述滑块沿所述滑动轨道滑动，还包括驱动装置，所述驱动装置驱动所述滑块沿所述滑动轨道匀速滑动，以使测距传感器实现定频采样；

支撑杆体，铰接于所述测量杆体的第二侧端部，适于在收纳位置与支撑位置之间摆动；当支撑杆体摆动至与测量杆体延伸方向接近垂直的情况下，其处于支撑位置，其下表面抵接于地面上，用于支撑测量杆体，并使测量杆体保持在水平延伸方向上。

2.根据权利要求1所述的一种公路护栏测量装置，其特征在于，还包括手柄，所述手柄固定于所述测量杆体的第二侧端部，并与所述测量杆体同向延伸，所述角度传感器安装于所述手柄接近所述测量杆体的一侧。

3.根据权利要求1所述的一种公路护栏测量装置，其特征在于，所述驱动装置包括：转动电机以及丝杠螺母机构，所述转动电机的输出轴连接于丝杠螺母机构的丝杆上，所述滑块螺纹连接于所述丝杆上。

4.根据权利要求2所述的一种公路护栏测量装置，其特征在于，所述手柄上还设置用于控制所述驱动装置启停的采集控制按钮。

5.根据权利要求1所述的一种公路护栏测量装置，其特征在于，所述支撑杆体包括固定杆体以及可伸缩连接于固定杆体上的活动杆体，所述固定杆体铰接于所述测量杆体上，所述固定杆体与所述活动杆体之间设置高度调节按钮，所述高度调节按钮控制所述活动杆体的伸缩长度。

6.一种公路护栏高度测量方法，其特征在于，采用权利要求1-5任一所述的公路护栏测量装置，包括如下步骤：

S1. 将测量杆体的卡接结构卡接于护栏板的上沿边缘；使测量杆体沿水平方向延伸，根据角度传感器的检测结果，判断所述测量杆体是否水平；

S2. 当测量杆体水平后，使支撑杆体摆动至能够支撑所述测量杆体的支撑位置；

S3.控制测距传感器沿测量杆体滑动，并按设定频率进行测距传感器与地面之间的距离检测。

7.根据权利要求6所述的一种公路护栏高度测量方法，其特征在于，所述测量杆体横跨护栏板正下方地基与应急车道之间的区域；所述控制测距传感器沿测量杆体滑动进一步包括：控制测距传感器沿护栏板正下方地基侧滑动至应急车道侧，再折返至护栏板正下方地基侧。

8.一种公路护栏倾斜度测量方法，其特征在于，采用权利要求1-5任一所述的公路护栏测量装置，包括：

将所述测量杆体抵接于护栏板或护栏柱的表面，根据角度传感器的检测角度获得护栏板或护栏柱的倾斜角度。