CN205718884U - 一种路面平整度测量装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种路面平整度测量装置。该路面平整度测量装置包括旋转激光源、线阵图像传感器、支架、基座、测量标杆、信号采集系统以及清洁装置；旋转激光源与线阵图像传感器之间以激光的收授非接触联系。该测量装置工作时，半导体激光源垂直发射出一束激光，照在45°旋转棱镜上，旋转电机带动45°旋转棱镜水平旋转，产生一束在空间水平旋转的激光束，在其周围空间形成一道水平基准光平面。装设在测量标杆上的线阵图像传感器2连续不断检测旋转激光平面在传感器上的高度位置信息，并经过信号采集系统的运算和处理最后得出路面的平整度数据。该测量方法工作效率和测量精度较高，实现了路面平整度的自动化测量。

Description

一种路面平整度测量装置

技术领域

本实用新型涉及一种路平整度测量技术领域，具体为一种路面范围大、对平整度要求高的路面平整度激光测量装置。

背景技术

由于路面平整度直接影响车辆、飞机等运载装置的安全以及乘坐者的舒适程度，所以一直是路面质量评价及路面施工验收中的一个重要指标之一。目前，普遍采用的路面平整度测量方法包括两种，一种是采用三米直尺放在需要检测的路面上，然后找出三米直尺与路面之间的最大间隙，从间隙的大小来分析路面的平整程度。该检测方法结构简单，但是测速慢、耗时费力，且需要大量的人工劳动。另一种常见的平整度检测装置是基于车辆的车体与主轴之间的距离会随着路面的不平整而发生位移变化现象，此测量装置称为颠簸累计法。由于车辆机械特性会随着时间的变化而发生变化，而且平整度的指标还受到车辆机械特性及车速的影响，因此，测量精度难以保证。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种激光路面平整度检测装置，该装置以非接触方式进行检测从而有效保证路面施工平整度的测量，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：该路面平整度测量装置包括旋转激光源、线阵图像传感器、支架、基座、测量标杆、运算放大器、信号预处理器、微处理器、调宽脉冲控制器、显示器以及清洁装置；其中，支架的连接支架部件可以为三角架或者平衡架；线阵图像传感器固定在测量标杆上，测量标杆设有一排不同高度的安装孔，以便于线阵图像传感器调整固定高度。旋转激光源与线阵图像传感器之间以激光的收授非接触联系，线阵图像传感器为CCD摄像板，CCD摄像板上布满像素，每平方厘米上有30万个，一个像素为一个晶点，直径为7微米，其输出的不是电流值，而是像素值，它被特定的图像处理采集接收并输出像素个数，再输入计算机软件转为长度因子，同时，进行平整度指标均方差统计运算，因此，其测量结构精度很高，可达0.1mm。清洁装置安装于基座的侧边部，其包括直流电机、喷头、吸尘装置，可以对待测量的路面进行清洗和除尘，保证测量对象的干净，避免由于路面上的杂质产生测量误差。

进一步地，本实用新型中的旋转激光源设置在支架的支撑平面上，该旋转激光源包括半导体激光源、45°旋转棱镜和旋转电机。支架包括连接支架部件、活动连接在连接支架部件上的下支架平台以及与下支架平台平行且与其固定连接的上支架平台。半导体激光源直径在1.3-2cm之间，长在3.5-6.5cm之间，光电直径10m内为1mm，功率为1-5mw。下支架平台的下方固定有水平调整机构，用以调整下支架平台的水平度，改水平调整机构保证支架的水平度精度在±0.005°之内。半导体激光源垂直安装在下支架平台的中心位置；旋转电机主轴朝下安装在上支架平台的底面，45°旋转棱镜安装在旋转电机的主轴前端。

线阵图像传感器通过电连接于信号采集系统，信号采集系统包括运算放大器、信号预处理器、微处理器、调宽脉冲控制器、显示器以及供电电源。运算放大器型号为LM324，它可以对采集的微弱信号进行放大处理；信号预处理器为大规模可编程逻辑器件FPGA；微处理器型号为89LV55。显示器用于数据的存储和显示，且显示器连接打印机设备，用于检测结果的打印。

具体使用方式：在测量之前先把旋转激光源的支架固定在待测路面的某一位置，在基座的适当高度装设线阵图像传感器，在基座上安装信号采集系统。当平整度测量装置开始工作时，半导体激光源垂直发射出一束激光，照在45°旋转棱镜上，旋转电机以600转/分钟的速率带动45°旋转棱镜水平旋转，产生一束在空间水平旋转的激光束，在其周围空间形成一道水平基准光平面。由于在支架的下支架平台的下方固定有水平调整机构，可保证水平基准光的水平精度在±0.005°。装设在测量标杆上线阵图像传感器连续不断检测旋转激光平面在传感器上的高度位置信息，线阵图像传感器将信号传入运算放大器放大后，滤除日光等干扰信号，将有效的激光信号送入信号预处理器并经过微处理器，微处理器经运算、处理后判定激光平面照射在线阵图像传感器的位置，测出路面高度，从而得出路面平整度数据。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：本实用新型采用激光检测方法进行路面平整度测量，提高了工作效率、保证路面平整度测量的测量精度。由于该测量装置自带的清洁装置，能有效对测量路面进行杂物清扫，以保证测量结果的准确性。

附图说明

图1为本实用新型一种路面平整度测量装置示意图；

图2为本实用新型一种熟路平整度装置工作原理示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1，本实用新型提供的一种实施例：该路面平整度测量装置包括旋转激光源1、线阵图像传感器2、支架3、基座4、测量标杆5、运算放大器6、信号预处理器7、微处理器8、调宽脉冲控制器9、显示器10以及清洁装置11；其中，支架3的连接支架部件可以为三角架或者平衡架；线阵图像传感器2固定在测量标杆5上，测量标杆5设有一排不同高度的安装孔，以便于线阵图像传感器调整固定高度。旋转激光源1与线阵图像传感器2之间以激光的收授非接触联系，线阵图像传感器2为CCD摄像板，CCD摄像板上布满像素，每平方厘米上有30万个，一个像素为一个晶点，直径为7微米，其输出的不是电流值，而是像素值，它被特定的图像处理采集接收并输出像素个数，再输入计算机软件转为长度因子，同时，进行平整度指标均方差统计运算，因此，其测量结构精度很高，可达0.1mm。清洁装置11安装于基座4的侧边部，其包括直流电机、喷头、吸尘装置，可以对待测量的路面进行清洗和除尘，保证测量对象的干净，避免由于路面上的杂质产生测量误差。

请参阅图2，本实用新型中的旋转激光源1设置在支架3的支撑平面上，该旋转激光源包括半导体激光源23、45°旋转棱镜24和旋转电机25。支架3包括连接支架部件（未图示，参见图1）、活动连接在连接支架部件上的下支架平台21以及与下支架平台21平行且与其固定连接的上支架平台22。半导体激光源23直径在1.3-2cm之间，长在3.5-6.5cm之间，光电直径10m内为1mm，功率为1-5mw。下支架平台21的下方固定有水平调整机构，用以调整下支架平台21的水平度，该水平调整机构保证支架3的水平度精度在±0.005°之内。半导体激光源23垂直安装在下支架平台21的中心位置；旋转电机25主轴朝下安装在上支架平台22的底面，45°旋转棱镜24安装在旋转电机25的主轴前端。

线阵图像传感器2通过电连接于信号采集系统，信号采集系统包括运算放大器6、信号预处理器7、微处理器8、调宽脉冲控制器9、显示器10以及供电电源。运算放大器6型号为LM324，它可以对采集的微弱信号进行放大处理；信号预处理器7为大规模可编程逻辑器件FPGA；微处理器8型号为89LV55。显示器10用于数据的存储和显示，且显示器10连接打印机设备，用于检测结果的打印。

具体使用方式：在测量之前先把旋转激光源1的支架3固定在待测路面的某一位置，在基座4的适当高度装设线阵图像传感器2，在基座4上安装信号采集系统。当平整度测量装置开始工作时，半导体激光源23垂直发射出一束激光，照在45°旋转棱镜24上，旋转电机25以600转/分钟的速率带动45°旋转棱镜24水平旋转，产生一束在空间水平旋转的激光束，在其周围空间形成一道水平基准光平面。由于在支架3的下支架平台21的下方固定有水平调整机构，可保证水平基准光的水平精度在±0.005°。装设在测量标杆5上线阵图像传感器2连续不断检测旋转激光平面在传感器上的高度位置信息，线阵图像传感器将信号传入运算放大器6放大后，滤除日光等干扰信号，将有效的激光信号送入信号预处理器7并经过微处理器8，微处理器8经运算、处理后判定激光平面照射在线阵图像传感器2的位置，测出路面高度，从而得出路面平整度数据。

对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

Claims (4)

1.一种路面平整度测量装置，该路面平整度测量装置包括旋转激光源（1）、线阵图像传感器（2）、支架（3）、基座（4）、测量标杆（5）、运算放大器（6）、信号预处理器（7）、微处理器（8）、调宽脉冲控制器（9）、显示器（10）以及清洁装置（11）；其中，所述支架（3）的连接支架部件可以为三角架或者平衡架；所述线阵图像传感器（2）固定在所述测量标杆（5）上，所述测量标杆（5）设有一排不同高度的安装孔；所述旋转激光源（1）与所述线阵图像传感器（2）之间以激光的收授非接触联系，所述线阵图像传感器（2）为CCD摄像板，所述CCD摄像板上布满像素，每平方厘米上有30万个像素，一个像素为一个晶点，直径为7微米，其输出的不是电流值，而是像素值，其测量结果精度为0.1mm；所述清洁装置（11）安装于所述基座（4）的侧边部，所述清洁装置（11）包括直流电机、喷头、吸尘装置；所述旋转激光源（1）设置在所述支架（3）的支撑平面上，所述旋转激光源（1）包括半导体激光源（23）、45°旋转棱镜（24）和旋转电机（25）；所述支架（3）包括连接支架部件、活动连接在所述连接支架部件上的下支架平台（21）以及与所述下支架平台（21）平行且与其固定连接的上支架平台（22）；所述半导体激光源（23）直径为1.3-2cm，长为3.5-6.5cm，光电直径10m内为1mm，功率为1-5mw；所述下支架平台（21）的下方固定有水平调整机构，所述水平调整机构保证所述支架（3）的水平度精度在±0.005°之内；所述运算放大器（6）型号为LM324；所述信号预处理器（7）为大规模可编程逻辑器件FPGA；所述微处理器（8）型号为89LV55。

2.根据权利要求1所述的一种路面平整度测量装置，所述半导体激光源（23）垂直安装在所述下支架平台（21）的中心位置；所述旋转电机（25）主轴朝下安装在所述上支架平台（22）的底面，所述45°旋转棱镜（24）安装在所述旋转电机（25）的主轴前端。

3.根据权利要求2所述的一种路面平整度测量装置，所述显示器（10）连接打印机设备。

4.根据权利要求3所述的一种路面平整度测量装置，所述旋转电机（25）的旋转速度为600转/分钟。