CN117308899B - 一种道路规划用测绘装置及测绘方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种道路规划用测绘装置及测绘方法，包括沿直线行走的行走小车、转动连接在行走小车中心的旋转架以及竖向滑接在旋转架中心的测距滚轮组，所述测距滚轮组包括测距轮和转速传感器，所述旋转架的转动轴线竖向设置且穿过测距轮的中心；还包括左右排布的两个横移组件，所述横移组件包括轴接在旋转架上的转轴、固接在转轴两端的转动杆以及铰接在转动杆上的支撑杆，所述转轴前后延伸，所述旋转架上固接有位于转轴下方的销轴，所述支撑杆上开有容销轴插入的导向长槽；本发明可以实现测绘过程中的左右平移，从而有效避障的同时不影响测绘数值，并且可以随意调整方向，调整方向过程中测距轮始终保持不动，从而实现精准测量。

Description

一种道路规划用测绘装置及测绘方法

技术领域

本发明涉及测绘技术领域，具体是指一种道路规划用测绘装置及测绘方法。

背景技术

城市规划是以发展眼光、科学论证、专家决策为前提，对城市经济结构、空间结构、社会结构发展进行规划，城市规划中需要对修建之前或者修建好的公路进行测量，现有道路测绘时一般采用测距轮进行，通过测距轮在地面上滚动，通过检测测距轮的转数来计算行走的路径大小，例如公告号为CN219511410U的一种市政道路测量用测距轮，需要测绘人员手持测距轮在道路上行走实现测量，因此测绘人员的行走路程非常大。

随着现有测绘技术的发展，出现了自动行走无人式的测绘车，是将测距轮安装在自走小车上，但是目前采用的测绘车结构是通过自走小车的转向轮实现行走和转向，当遇到路面行走路径上有障碍物时，测绘车无法左右平移，需要转向避让，因此转向避让时测绘的数值会有一定的偏差，影响最终测绘距离的精准度；并且测绘车在正常转向过程中，测距轮会跟随测绘车进行弧形转向，该弧形的路径也使测绘产生一定的误差。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，提供一种道路规划用测绘装置及测绘方法。

本发明是通过如下技术方案实现的，提供一种道路规划用测绘装置，包括沿直线行走的行走小车、转动连接在行走小车中心的旋转架以及竖向滑接在旋转架中心的测距滚轮组，所述测距滚轮组包括测距轮和转速传感器，所述旋转架的转动轴线竖向设置且穿过测距轮的中心；还包括左右排布的两个横移组件，所述横移组件包括轴接在旋转架上的转轴、固接在转轴两端的转动杆以及铰接在转动杆上的支撑杆，所述转轴前后延伸，所述旋转架上固接有位于转轴下方的销轴，所述支撑杆上开有容销轴插入的导向长槽；还包括驱动旋转架旋转的旋转驱动机构以及驱动两个转轴同步旋转的横移驱动机构。

作为优化，所述行走小车上装有摄像头、无线通讯模块和卫星定位模块。

作为优化，所述支撑杆的下端固接有地面支撑板，地面支撑板下端面为球面且设有多个防滑凸起。

作为优化，所述旋转驱动机构包括旋转电机以及安装在旋转电机上的主动齿轮，所述旋转架上固接有与主动齿轮啮合的被动齿轮。

作为优化，所述横移驱动机构包括固接在转轴上的同步链轮以及驱动任意转轴旋转的横移电机，两个转轴的同步链轮之间连接有同步链条。

作为优化，所述测距滚轮组还包括测距轮架和固接在测距轮架上端的导向杆，所述测距轮安装在测距轮架上，所述旋转架上固接有与导向杆适配的导向套。

作为优化，所述测距轮架上转动连接有检测转轴，测距轮侧面固接有主动带轮，检测转轴上固接有被动带轮，主动带轮和被动带轮通过同步带连接且主动带轮直径大于被动带轮直径，所述转速传感器检测所述检测转轴的转速。

作为优化，所述行走小车包括车架、两个驱动轮和两个从动轮，两个驱动轮之间连接有驱动轮轴，还包括驱动所述驱动轮轴旋转的行走电机。

作为优化，所述测距滚轮组侧面固接有顶板，转轴上固接有位于顶板下方的顶杆，所述顶杆和转动杆分别位于转轴两侧。

一种测绘方法，包括如下步骤：

a、行走小车在待测绘道路上沿直线行走，测距滚轮组的测距轮下落至地面，通过转速传感器检测所述测距轮的旋转周数来计算行走距离；

b、当遇到行走路径上存在障碍物时，两个横移组件的转轴同步旋转，通过转动杆的旋转带动支撑杆左右上下摆动，此时导向长槽在销轴上滑动，转动杆向下摆动使支撑杆下端支撑在地面上，继续向下摆动从而将整个行走小车从地面抬起，转轴继续旋转从而通过支撑杆下端左右摆动实现整个测绘装置的左右平移，通过控制转轴的旋转方向来切换平移方向；

c、转动杆向下摆动使支撑杆与地面接触时，通过顶杆向上摆动推动顶板向上移动，从而推动测距滚轮组向上移动，使测距轮离开地面；

d、当测绘装置需要转向时，两个横移组件的转轴同步旋转，转动杆向下摆动使支撑杆下端支撑在地面上，从而将整个行走小车从地面抬起，旋转驱动机构驱动行走小车旋转至要调整的方向，转轴反向旋转使行走小车下落至地面且支撑杆上移离开地面，通过旋转驱动机构驱动旋转架旋转至与行走小车相同的方向。

本发明的有益效果为：本发明的一种道路规划用测绘装置及测绘方法，可以实现测绘过程中的左右平移，从而有效避障的同时不影响测绘数值，并且可以随意调整方向，调整方向过程中测距轮始终保持不动，从而实现精准测量。

附图说明

图1为本发明正面结构示意图；

图2为本发明侧面结构示意图；

图3为本发明测距滚轮组正面结构示意图；

图4为本发明横移组件正面结构示意图；

图5为本发明横移组件侧面结构示意图；

图中所示：

1、车架，2、旋转架 ，3、测距滚轮组，31、导向杆，32、测距轮架，33、测距轮，34、主动带轮，35、被动带轮，36、检测转轴，37、转速传感器，38、传感器支架，4、横移组件，41、转轴，42、转动杆，43、支撑杆，44、销轴，45、导向长槽，46、地面支撑板，5、同步链轮，6、顶杆，7、顶板，8、被动链轮，9、横移电机，10、弹簧，11、导向套，12、旋转电机，13、主动齿轮，14、被动齿轮，15、摄像头，16、无线通讯模块，17、卫星定位模块，18、驱动轮，19、驱动轮轴，20、行走电机，21、从动轮。

具体实施方式

为能清楚说明本方案的技术特点，下面通过具体实施方式，对本方案进行阐述。

如图1~5所示，本发明的一种道路规划用测绘装置，包括沿直线行走的行走小车、转动连接在行走小车中心的旋转架2以及竖向滑接在旋转架2中心的测距滚轮组3。

所述行走小车包括车架1、两个驱动轮18和两个从动轮21，车架1为矩管焊接而成的矩形框架结构，两个驱动轮18安装在车架1前端的两侧，两个从动轮21安装在车架1后端的两侧。

两个驱动轮18之间连接有驱动轮轴19，还包括驱动所述驱动轮轴19旋转的行走电机20。行走电机20通过链条或者传动皮带带动驱动轮轴19旋转，从而实现行走小车的直线行走。

所述行走小车上装有摄像头15、无线通讯模块16和卫星定位模块17。摄像头15便于操作人员远程观察路况，卫星定位模块17可以实现测绘装置的卫星定位，从而便于自动绘制行走轨迹图，无线通讯模块16可以实现数据的无线传输，同时行走小车上还装有蓄电池，用来提供电能。

测距滚轮组3位于旋转架2的中心位置，所述测距滚轮组3包括测距轮33和转速传感器37，所述测距滚轮组3还包括测距轮架32和固接在测距轮架32上端的导向杆31，所述测距轮33安装在测距轮架32上，

所述旋转架2上固接有与导向杆31适配的导向套11，导向杆31竖向插入导向套11中，实现了测距滚轮组3的上下滑接导向，从而使测距轮33适应路面起伏，始终与地面接触。导向杆31上套有将导向杆31向下推动的弹簧10，从而使测距轮33更好的与地面贴合。

所述测距轮架32上转动连接有检测转轴36，检测转轴36位于测距轮架32的上端且平行于测距轮33的转轴，测距轮33侧面固接有主动带轮34，检测转轴36上固接有被动带轮35，主动带轮34和被动带轮35通过同步带连接且主动带轮34直径大于被动带轮35直径，所述转速传感器37检测所述检测转轴36的转速，转速传感器37安装在传感器支架38上。通过转速传感器37检测所述检测转轴36的转速，可以得出检测转轴36的旋转周数，从而更加准确的得出测距轮33的旋转周数，使测量更精确。

旋转架2为矩管焊接而成的框架结构，位于车架1内部，旋转架2上端通过轴承与车架1的上端转动连接，所述旋转架2的转动轴线竖向设置且穿过测距轮33的中心，从而使旋转架2旋转时，测距轮33不会相对于自身转轴旋转，也就不影响测量精度。

还包括驱动旋转架2旋转的旋转驱动机构，所述旋转驱动机构包括旋转电机12以及安装在旋转电机12上的主动齿轮13，所述旋转架2上固接有与主动齿轮13啮合的被动齿轮14。旋转电机12安装在车架1上，旋转电机12为伺服电机，可以精确控制旋转架2的旋转角度。

还包括左右排布的两个横移组件4，两个横移组件4分别安装在旋转架2的左右两侧，所述横移组件4包括轴接在旋转架2上的转轴41、固接在转轴41两端的转动杆42以及铰接在转动杆42上的支撑杆43，所述转轴41前后延伸，转动杆42垂直于转轴41，一端与转轴41固接，另一端与支撑杆43铰接且铰接轴平行于转轴41。

支撑杆43为竖向设置的长杆，所述旋转架2上固接有位于转轴41下方的销轴44，所述支撑杆43上开有容销轴44插入的导向长槽45；因此当转轴41旋转时，会带动支撑杆43上下左右摆动。

例如如图4所示，当转动杆42顺时针旋转至图4位置时，主要带动支撑杆43向下摆动，支撑杆43支撑在地面上之后继续摆动，从而使行走小车向上离开地面，当转动杆42旋转时向下的数值状态时，主要带动支撑杆43下端向图中右侧方向摆动，从而带动行走小车向左侧横移。

每个横移组件4上装有两个支撑杆43，因此两个横移组件4的四个支撑杆43同步移动实现测绘装置的左右平移。所述支撑杆43的下端固接有地面支撑板46，地面支撑板46下端面为球面且设有多个防滑凸起。地面支撑板46下端面还装有压力传感器，用来检测是否与地面接触。

还包括驱动两个转轴41同步旋转的横移驱动机构。所述横移驱动机构包括固接在转轴41上的同步链轮5以及驱动任意转轴41旋转的横移电机9，两个转轴41的同步链轮5之间连接有同步链条。通过同步链条实现了两个转轴41同步，横移电机9通过安装在任意一个转轴41上的被动链轮8实现该转轴的旋转。

由于测距滚轮组3 中的测距轮33会在弹簧的弹力及重力作用下向下移动，因此当行走小车向侧面移动时，需要将测距轮33向上抬起，防止测距轮33与地面接触影响左右横移。

为了在行走小车离开地面后测距轮33也离开地面，所述测距滚轮组3侧面固接有顶板7，转轴41上固接有位于顶板7下方的顶杆6，所述顶杆6和转动杆42分别位于转轴41两侧，当转动杆42向下转动至低于转轴41时，顶杆6向上转动顶起顶板7，从而将整个测距滚轮组3向上抬起，本实施例中顶板7焊接在导向杆31侧面，弹簧10下端顶在顶板7上端面。

一种测绘方法，包括如下步骤：

a、行走小车在待测绘道路上沿直线行走，测距滚轮组3的测距轮33下落至地面，通过转速传感器37检测所述测距轮33的旋转周数来计算行走距离；

b、当遇到行走路径上存在障碍物时，两个横移组件4的转轴41同步旋转，通过转动杆42的旋转带动支撑杆43左右上下摆动，此时导向长槽45在销轴44上滑动，转动杆42向下摆动使支撑杆43下端支撑在地面上，继续向下摆动从而将整个行走小车从地面抬起，转轴41继续旋转从而通过支撑杆43下端左右摆动实现整个测绘装置的左右平移，通过控制转轴41的旋转方向来切换平移方向；

c、转动杆42向下摆动使支撑杆43与地面接触时，通过顶杆6向上摆动推动顶板7向上移动，从而推动测距滚轮组3向上移动，使测距轮33离开地面；

d、当测绘装置需要转向时，两个横移组件4的转轴41同步旋转，转动杆42向下摆动使支撑杆43下端支撑在地面上，从而将整个行走小车从地面抬起，旋转驱动机构驱动行走小车旋转至要调整的方向，转轴41反向旋转使行走小车下落至地面且支撑杆43上移离开地面，通过旋转驱动机构驱动旋转架2旋转至与行走小车相同的方向。

当然，上述说明也并不仅限于上述举例，本发明未经描述的技术特征可以通过或采用现有技术实现，在此不再赘述；以上实施例及附图仅用于说明本发明的技术方案并非是对本发明的限制，参照优选的实施方式对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，本技术领域的普通技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换都不脱离本发明的宗旨，也应属于本发明的权利要求保护范围。

Claims (9)

1.一种道路规划用测绘装置，其特征在于：包括沿直线行走的行走小车、转动连接在行走小车中心的旋转架（2）以及竖向滑接在旋转架（2）中心的测距滚轮组（3），所述测距滚轮组（3）包括测距轮（33）和转速传感器（37），所述旋转架（2）的转动轴线竖向设置且穿过测距轮（33）的中心；

还包括左右排布的两个横移组件（4），所述横移组件（4）包括轴接在旋转架（2）上的转轴（41）、固接在转轴（41）两端的转动杆（42）以及铰接在转动杆（42）上的支撑杆（43），所述转轴（41）前后延伸，所述旋转架（2）上固接有位于转轴（41）下方的销轴（44），所述支撑杆（43）上开有容销轴（44）插入的导向长槽（45）；

还包括驱动旋转架（2）旋转的旋转驱动机构以及驱动两个转轴（41）同步旋转的横移驱动机构；

所述测距滚轮组（3）侧面固接有顶板（7），转轴（41）上固接有位于顶板（7）下方的顶杆（6），所述顶杆（6）和转动杆（42）分别位于转轴（41）两侧。

2.根据权利要求1所述的一种道路规划用测绘装置，其特征在于：所述行走小车上装有摄像头（15）、无线通讯模块（16）和卫星定位模块（17）。

3.根据权利要求1所述的一种道路规划用测绘装置，其特征在于：所述支撑杆（43）的下端固接有地面支撑板（46），地面支撑板（46）下端面为球面且设有多个防滑凸起。

4.根据权利要求1所述的一种道路规划用测绘装置，其特征在于：所述旋转驱动机构包括旋转电机（12）以及安装在旋转电机（12）上的主动齿轮（13），所述旋转架（2）上固接有与主动齿轮（13）啮合的被动齿轮（14）。

5.根据权利要求1所述的一种道路规划用测绘装置，其特征在于：所述横移驱动机构包括固接在转轴（41）上的同步链轮（5）以及驱动任意转轴（41）旋转的横移电机（9），两个转轴（41）的同步链轮（5）之间连接有同步链条。

6.根据权利要求1所述的一种道路规划用测绘装置，其特征在于：所述测距滚轮组（3）还包括测距轮架（32）和固接在测距轮架（32）上端的导向杆（31），所述测距轮（33）安装在测距轮架（32）上，所述旋转架（2）上固接有与导向杆（31）适配的导向套（11）。

7.根据权利要求6所述的一种道路规划用测绘装置，其特征在于：所述测距轮架（32）上转动连接有检测转轴（36），测距轮（33）侧面固接有主动带轮（34），检测转轴（36）上固接有被动带轮（35），主动带轮（34）和被动带轮（35）通过同步带连接且主动带轮（34）直径大于被动带轮（35）直径，所述转速传感器（37）检测所述检测转轴（36）的转速。

8.根据权利要求1所述的一种道路规划用测绘装置，其特征在于：所述行走小车包括车架（1）、两个驱动轮（18）和两个从动轮（21），两个驱动轮（18）之间连接有驱动轮轴（19），还包括驱动所述驱动轮轴（19）旋转的行走电机（20）。

9.一种使用权利要求1-8任一项所述测绘装置进行的测绘方法，其特征在于，包括如下步骤：

a、行走小车在待测绘道路上沿直线行走，测距滚轮组（3）的测距轮（33）下落至地面，通过转速传感器（37）检测所述测距轮（33）的旋转周数来计算行走距离；

b、当遇到行走路径上存在障碍物时，两个横移组件（4）的转轴（41）同步旋转，通过转动杆（42）的旋转带动支撑杆（43）左右上下摆动，此时导向长槽（45）在销轴（44）上滑动，转动杆（42）向下摆动使支撑杆（43）下端支撑在地面上，继续向下摆动从而将整个行走小车从地面抬起，转轴（41）继续旋转从而通过支撑杆（43）下端左右摆动实现整个测绘装置的左右平移，通过控制转轴（41）的旋转方向来切换平移方向；

c、转动杆（42）向下摆动使支撑杆（43）与地面接触时，通过顶杆（6）向上摆动推动顶板（7）向上移动，从而推动测距滚轮组（3）向上移动，使测距轮（33）离开地面；

d、当测绘装置需要转向时，两个横移组件（4）的转轴（41）同步旋转，转动杆（42）向下摆动使支撑杆（43）下端支撑在地面上，从而将整个行走小车从地面抬起，旋转驱动机构驱动行走小车旋转至要调整的方向，转轴（41）反向旋转使行走小车下落至地面且支撑杆（43）上移离开地面，通过旋转驱动机构驱动旋转架（2）旋转至与行走小车相同的方向。