CN203190966U - 一种水泥混凝土路面错台量的自动检测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种水泥混凝土路面错台量的检测装置，包括支架，在支架上安装计算机、电源、电动机、第一滑轨和第二滑轨，固定支架通过第一滑轮和第二滑轮安装在第一滑轨和第二滑轨上，且上端连接丝杠；电动机驱动丝杠运动带动固定支架运动，固定支架上的激光三角测量装置沿第一滑轨和第二滑轨的中线来回移动；所述激光三角测量装置由线型激光器、面阵CCD相机和面阵CCD相机组成且封装为一个整体，激光器正对地面，第一面阵CCD相机与激光器中输出激光的夹角θ1为35°～50°；第二面阵CCD相机与激光器输出激光的夹角θ2大于θ1，且第一面阵CCD相机和第二面阵CCD相机位于激光器的同一侧；该装置能够实现对水泥混凝土路面错台量的实时、高效和精确的检测。

Description

一种水泥混凝土路面错台量的自动检测装置

技术领域

    本实用新型属于道路工程领域，具体涉及一种水泥混凝土路面错台量的自动检测装置。 

背景技术

水泥混凝土路面错台量是指水泥混凝土路面中横向接缝或裂缝处相邻两块水泥板的高程差。错台产生的原因主要有以下几种：路基基层碾压不密实，强度不足，致使基层在行车荷载作用下发生塑性累计位移；局部地基不均匀沉降；相邻板间的传荷能力下降；水浸入基层，行车荷载使路面板产生泵吸现象，动水将面板与基层间的碎屑抛向后方，把后方的板抬起等等。错台是影响水泥混凝土路面平整度、寿命以及加铺后反射裂缝的重要因素，也是水泥混凝土路面技术状况评定、养护、加铺设计时必须考虑的一个重要指标。因此，如何对错台量进行实时、准确和高效的检测，成为公路管理养护部门十分关注的问题。 

目前，对错台量的检测通常使用人工测量和自动检测。人工测量是利用直尺、游标卡尺或水准仪实现，速度慢，交通干扰大，精度低；自动检测利用错台的存在会显著影响国际平整度指标（IRI）的特性，有激光断面仪、超声波断面仪，断面仪价格昂贵，并且不能对错台量准确测量。 

综上，现有检测技术存在误差大、效率低、造价昂贵等问题，研究一种效率高、检测精确的水泥混凝土路面错台量的自动检测装置是十分有必要的。 

发明内容

鉴于现有检测水泥路面错台量的技术存在误差大、效率低、造价昂贵等问题，本实用新型的目的在于，提出一种水泥混凝土路面错台量的检测装置，该装置通过电动机带动激光三角测量装置进行实时数据采集，并利用双面阵CCD相机对称采集，最后用计算机进行计算，能够实现对水泥混凝土路面错台量的实时、高效和精确的检测，并能够利用不同角度的面阵CCD相机在观测整体路面状况的同时，根据需要观测该处细节图。 

为了实现上述任务，本实用新型采取如下的技术解决方案： 

一种水泥混凝土路面错台量的检测装置，包括支架，在支架上安装计算机、电源、电动机、第一滑轨和第二滑轨，其中，第一滑轨和第二滑轨相互平行，电动机位于第一滑轨和第二滑轨的中线上且位于支架的一端；支架上方安装有丝杠，丝杠一端连接电动机由电动机驱动；在第一滑轨和第二滑轨上分别安装有第一滑轮和第二滑轮，第二滑轮上安装有旋转编码器；固定支架通过第一滑轮和第二滑轮安装在第一滑轨和第二滑轨上，且固定支架上端连接丝杠；电动机驱动丝杠运动从而带动固定支架运动，固定支架上的激光三角测量装置沿第一滑轨和第二滑轨的中线来回移动；所述激光三角测量装置由线型激光器、面阵CCD相机和面阵CCD相机组成且组装为一个整体，其中，所述激光器正对地面，第一面阵CCD相机镜头的法线方向与激光器中输出激光的夹角θ1为35°～50°；第二面阵CCD相机镜头的法线方向与激光器输出激光的夹角θ2大于θ1，且第一面阵CCD相机和第二面阵CCD相机位于激光器的同一侧；

所述三角支架上安装有平行于地面的第三滑轨，第二面阵CCD相机安装在第三滑轨上且与电动机相连，电动机驱动第二面阵CCD相机沿第三滑轨来回移动；

所述电动机、激光器、第一面阵CCD相机、第二面阵CCD相机、旋转编码器分别与计算机和电源相连。

本实用新型还包括如下其他技术特征： 

所述第一面阵CCD相机与激光器中输出激光的夹角θ1为40°，所述第二面阵CCD相机与激光器输出激光的夹角θ2为60°。

所述电源采用UPS电源。 

本实用新型装置采用激光三角法来测量水泥路面的错台量，由于采用面阵CCD相机，可对采集到的图像进行实时，连续、快速的处理，通过激光三角测量原理计算得到路面的数据，并由多幅图像数据恢复出路面的三维图像；由第三滑轨控制的第三面阵CCD相机可移动测量不同区域的路面细节图像信息。 

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。 

具体实施方式

参见图1，本实用新型的水泥混凝土路面错台量的检测装置，包括支架14，在支架14上安装计算机1、电源2、电动机5、第一滑轨4和第二滑轨9，其中，第一滑轨4和第二滑轨9相互平行，电动机5位于第一滑轨4和第二滑轨9的中线上且位于支架14的一端；支架14上方安装有丝杠6，丝杠6一端连接电动机5由电动机驱动；在第一滑轨4和第二滑轨9上分别安装有第一滑轮3和第二滑轮16，第二滑轮16上安装有旋转编码器8；固定支架7通过第一滑轮3和第二滑轮16安装在第一滑轨4和第二滑轨9上，固定支架7上端连接丝杠6；电动机5驱动丝杠6运动从而带动固定支架7运动，固定支架7上的激光三角测量装置13沿第一滑轨4和第二滑轨9的中线来回移动； 

所述激光三角测量装置13由线型激光器12、第一面阵CCD相机10和第二面阵CCD相机11组成且组装为一个整体，其中，所述激光器12正对地面，第一面阵CCD相机10镜头的法线方向与激光器12中输出激光的夹角θ1为35°～50°，保证面阵CCD相机10的视场和测量精度；第二面阵CCD相机11镜头的法线方向与激光器12输出激光的夹角θ2大于θ1，使得第二面阵CCD相机11能够观测路面的细节图像和数据，且第一面阵CCD相机10和第二面阵CCD相机11位于激光器12的同一侧。本实例中，θ1为40°，θ2为60°。

固定支架7上安装有平行于地面的第三滑轨15，第三滑轨15与电动机5连接；第二面阵CCD相机11安装在第三滑轨15上，电动机5驱动第二面阵CCD相机11沿第三滑轨15来回移动，以获取不同位置的细节图像。 

电动机5、激光器12、第一面阵CCD相机10、第二面阵CCD相机11、旋转编码器8分别与计算机1和电源2相连。电源2为UPS电源。 

旋转编码器8用于采集传送带的传动距离即激光三角测量装置13的移动距离并发送给计算机1，激光三角测量装置13每行进1mm，计算机1控制第一面阵CCD相机10采集一次图像数据，保证了纵向的测量精度。第二面阵CCD相机11用于观测细节图，测量错台量时主要采用第一面阵CCD相机10采集图像。 

在检测过程中，电动机5通过丝杠6运动控制激光三角测量装置13运动，运动滑轨由第一滑轨4和第二滑轨9组成，在第一滑轨4和第二滑轨9上分别装有第一滑轮3和第二滑轮16，在第二滑轮16上安装有旋转编码器8。当电动机5开启后，丝杠6、第一滑轮3、第二滑轮16开始运动，带动三角测量装置13移动，带动旋转编码器8转动，旋转编码器8将第二滑轮16运动位移信号转换成电信号传送给计算机1，计算机1向第一面阵CCD相机10发出脉冲触发，第一面阵CCD相机10拍摄获取图像，并传送到计算机1中进行处理，激光器12垂直照射水泥路面，第一面阵CCD相机10接收到被测路面的垂直距离，由于水泥路面出现错台处与平整处存在一定的垂直距离变化，因此通过第一面阵CCD相机10采集的图像像素坐标会有变化，对每幅图像进行处理，再根据坐标差距由激光三角法测量原理计算公式得出水泥路面的错台量。第二面阵CCD相机11可在第三滑轨15上移动，根据第二面阵CCD相机11移动观测不同位置的细节图像。 

Claims (3)

1.一种水泥混凝土路面错台量的检测装置，其特征在于，包括支架（14），在支架（14）上安装计算机（1）、电源（2）、电动机（5）、第一滑轨（4）和第二滑轨（9），其中，第一滑轨（4）和第二滑轨（9）相互平行，电动机（5）位于第一滑轨（4）和第二滑轨（9）的中线上且位于支架（14）的一端；支架（14）上方安装有丝杠（6），丝杠（6）一端连接电动机（5）由电动机驱动；在第一滑轨（4）和第二滑轨（9）上分别安装有第一滑轮（3）和第二滑轮（16），第二滑轮（16）上安装有旋转编码器（8）；固定支架（7）通过第一滑轮（3）和第二滑轮（16）安装在第一滑轨（4）和第二滑轨（9）上，且固定支架（7）上端连接丝杠（6）；电动机（5）驱动丝杠（6）运动从而带动固定支架（7）运动，固定支架（7）上的激光三角测量装置（13）沿第一滑轨（4）和第二滑轨（9）的中线来回移动；所述激光三角测量装置（13）由线型激光器（12）、第一面阵CCD相机（10）和第二面阵CCD相机（11）组成且组装为一个整体，其中，所述激光器（12）正对地面，第一面阵CCD相机（10）镜头的法线方向与激光器（12）中输出激光的夹角θ1为35°～50°；第二面阵CCD相机（11）镜头的法线方向与激光器（12）输出激光的夹角θ2大于θ1，且第一面阵CCD相机（10）和第二面阵CCD相机（11）位于激光器（12）的同一侧；

所述固定支架（7）上安装有平行于地面的第三滑轨（15），第二面阵CCD相机（11）安装在第三滑轨（15）上且与电动机（5）相连，电动机（5）驱动第二面阵CCD相机（11）沿第三滑轨（15）来回移动；

所述电动机（5）、激光器（12）、第一面阵CCD相机（10）、第二面阵CCD相机（11）、旋转编码器（8）分别与计算机（1）和电源（2）相连。

2.如权利要求1所述的水泥混凝土路面错台量的检测装置，其特征在于，所述第一面阵CCD相机（10）与激光器（12）中输出激光的夹角θ1为40°，所述第二面阵CCD相机（11）与激光器（12）输出激光的夹角θ2为60°。

3.如权利要求1所述的水泥混凝土路面错台量的检测装置，其特征在于，所述电源（2）采用UPS电源。

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