CN214747891U - 一种轮式混凝土地坪平整度测量装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种轮式混凝土地坪平整度测量装置，包括：承载机构，包括一个第一滚轮，两个第二滚轮以及T型手推杆，所述第二滚轮上固定有里程计；所述第一滚轮和所述第二滚轮呈三角形排布；数据测量机构，包括：主控模块以及与所述主控模块导线连接的惯性测量单元和里程计，所述数据测量机构中主控模块和惯性测量单元固定在所述承载机构上，里程计固定上述第二滚轮上。通过推动承载机构在初凝后的混凝土地坪面上移动，利用惯性测量单元和里程计组合来获取地坪表面形态数据。本平整度测量装置具有测量效率高，测量点连续、精度可靠的特点。

Description

一种轮式混凝土地坪平整度测量装置

技术领域

本实用新型涉及测量技术领域，尤其涉及一种轮式混凝土地坪平整度测量装置。

背景技术

目前，常用的混凝土地坪平整度测量设备包括水平靠尺和塞尺、水准仪和水准尺等，水平靠尺存在着不可重复、测量点位稀疏的问题，难以真实反映地坪面的实际情况。而水准测量通常从一个已知高程点出发，沿选定的水准路线驻站测定个点的高程，对大范围的混凝土地坪测量需要的测量点位较多，需要频繁换站、仪器调平，十分耗时费力。难以满足当前大范围超平地坪平整度测量对精度和效率的严格要求。

因此，如何提高混凝土地坪的检测效率及准确率是亟需解决的问题。

实用新型内容

鉴于上述现有技术的不足，本实用新型的目的在于提供一种轮式混凝土地坪平整度平整度测量装置，旨在解决现有对混凝土的平整度测量时出现测量效率低，测量结果的准确率低的问题。

本实用新型实施例提供了一种轮式混凝土地坪平整度测量装置，包括：

承载机构，包括一个第一滚轮及两个第二滚轮，所述第二滚轮上固定有里程计；所述第一滚轮和所述第二滚轮呈三角形排布；

数据测量机构，包括：主控模块以及与所述主控模块导线连接的惯性测量单元，所述数据测量机构固定在所述承载机构上；所述里程计与所述主控模块导线连接。

可选地，所述的轮式混凝土地坪平整度测量装置，其中，所述测量机构还包括：无线通讯模块以及电源组件，所述无线通讯模块分别与所述主控模块导线连接；所述电源组件与所述主控模块导线连接。

可选地，所述的轮式混凝土地坪平整度测量装置，其中，所述主控模块包括控制芯片，所述控制芯片用于控制所述惯性测量单元的数据采集工作。

可选地，所述的轮式混凝土地坪平整度测量装置，其中，所述控制芯片的类型为FPGA类型芯片或ARM类型芯片。

可选地，所述的轮式混凝土地坪平整度测量装置，其中，所述数据采集机构还包括：

存储模块，所述存储模块与所述主控模块通信连接，用于接收并存储所述惯性测量单元和所述里程计采集的数据信息。

可选地，所述的轮式混凝土地坪平整度测量装置，其中，所述两个第二滚轮对称设置，且每一滚轮上均固定一个所述里程计。

可选地，所述的轮式混凝土地坪平整度测量装置，其中，所述惯性测量单元包括：三轴单轴陀螺仪和三个单轴加速度计。

可选地，所述的轮式混凝土地坪平整度测量装置，其中，所述第一滚轮为万向轮，所述第二滚轮为里程轮。

可选地，所述的轮式混凝土地坪平整度测量装置，其中，所述承载机构还包括：

推杆组件，包括固定部及手推杆，所述固定部固定在所述承载结构上，且与所述万向轮位于所述承载机构的同一侧；所述手推杆的一端固定在所述固定部上。

有益效果：本实用新型提供一种轮式混凝土地坪平整度测量装置，包括带轮子的承载机构以及固定在所述承载机构上的数据测量机构，通过推行承载机构在初凝后的混凝土地坪面上，利用数据测量机构上的惯性测量单元获取形态数据。本平整度测量装置具有测量效率高，测量点连续、精度可靠的特点。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员而言，在不符创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的一种轮式混凝土地坪平整度测量装置的结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的数据采集机构框图。

具体实施方式

为了便于理解本实用新型，下面将参照相关附图对本实用新型进行更全面的描述。附图中给出了本实用新型的较佳实施方式。但是，本实用新型可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本实用新型的公开内容理解的更加透彻全面。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本实用新型。

平整度是评估水泥地坪质量最为通用、最为重要的参数之一，其意义是描述地面崎岖不平的程度与整体倾斜的程度。对平整度的测量与检测，保障了地面上人或物的稳定，避免因凹凸不平或倾斜过度而导致的对人员和物品的损害，同时提升了地面的耐久度。

目前，地坪平整度的测量仪器为靠尺、塞尺和水准仪，测量方法包括：使用靠尺紧靠地面，使用楔形塞尺测量靠尺与地面间缝隙最大宽度；使用水准仪测量多个待测点位的高程，计算最大高程与最小高程的极差。

尽管上述测量标准规范在我国已通行多年并至今仍在使用，但是它具有一些不足，尤其是对于现在地坪面积越来越大的趋势，这些不足也越来越显著：效率低，测量速度慢；不具备重复性，进行多次检测得到的结果可能互不相同；由于检测点的数量较少，使得测量结果不能正确反映水泥地坪实际的平整情况。

基于此，本实用新型提供一种能够解决上述技术问题的方案，其详细内容将在后续实施例中得以阐述。

请参阅图1，如图1所示，本实用新型所提供的一种轮式混凝土地坪平整度测量装置，包括：承载机构10及数据测量机构20，其中，所述承载机构10主要用作测量载体，即，承载测量所需要的测量设备、仪器等。所述数据测量机构主要用作混凝土地坪的形态数据的获取，用于后续的计算。

具体来说，所述承载机构10包括一个第一滚轮11及两个第二滚轮12，所述第二滚轮12上固定有里程计13；所述第一滚轮11和所述第二滚轮12呈三角形排布。

在本实施例中，所述承载机构可以看做是一个具有三个轮子的小车，小车包括支撑架及底板，三个轮子呈三角形排布固定在所述底板底部。根据三点成面原理，可知三轮结构能保证小车总是与地坪表面紧密贴合，从而使测量结果更能真实的反映地坪面的实际情况。小车底板的材质可以是金属也可以是塑料，其具体材质以及加工尺寸在此不做限定，可以根据需要进行设定。底板的形状可以是四边形，也可以是三角形等。所述第二滚轮12上固定有里程计13，通过里程计可以获得小车的运动轨迹数据。容易理解的是滚轮与所述数据测量机构是连接的，即，由数据测量机构来控制、收集里程计所获得的小车的运动轨迹数据。

在本实施例中，所述第一滚轮可以是万向轮，作为小车前轮可自由转动，方便控制小车的推行方向；第二滚轮为两个里程轮作为后轮，轴对称排布，只可沿行进方向滚动，在两个第二滚轮上各安装有一个里程计，可实时测量小车行进的里程和速度，两个里程轮组合还能有效抑制单个里程轮打滑的现象。

在本实施例中，所述里程计是测量运动载体行进里程和速度的装置，常用的里程计包括光电编码器、磁霍尔传感器等，作为举例，本实施例中采用零偏稳定性0.01°/h的高精度激光惯导和17位绝对型光电编码器等高精度传感器，有效保证了测量精度。

在本实施例的一种实现方式中，承载机构10还包括：推杆组件14，包括固定部140及手推杆141，所述固定部140固定在所述承载结构10上，且与所述第一滚轮11位于所述承载机构10的同一侧；所述手推杆141的一端固定在所述固定部140上。

具体来说，所述承载机构10可以看作是个滚轮小车，所述第一滚轮11为万向轮，所述万向轮为小车的前轮，所述固定部固定在所述小车的车头部，容易理解的是，所述手推杆组件设置在所述滚轮小车的车头部，所述手推杆的一端固定在所述固定部上，另一端设置有把手，作为举例，所述手推杆为一个T字形工件，其一端固定在固定部，另一端作为把手。

在本实施例的一种实现方式中，所述承载机构还包括有设备舱，所述数据测量机构设置在设备舱内，作为举例，所述设备舱可以是一个可打开的方形箱体，通过将数据测量机构设置在其中，可以对数据测量机构起到保护作用。

如图2所示，在本实施例中，所述数据测量机构20包括：主控模块21以及与所述主控模块21导线连接的惯性测量单元22，所述数据测量机构20固定在所述承载机构10上；所述里程计13与所述主控模块21导线连接。其中，所述主控模块21包括控制芯片(未示出)，用于控制控制惯性测量单元的数据采集工作，所述控制芯片的类型为FPGA类型芯片或ARM类型芯片。其中，所述FPGA(Field-Programmable Gate Array)，即现场可编程门阵列，它是在PAL、GAL、CPLD等可编程器件的基础上进一步发展的产物。它是作为专用集成电路(ASIC)领域中的一种半定制电路而出现的，既解决了定制电路的不足，又克服了原有可编程器件门电路数有限的缺点。FPGA控制类型的芯片型号可以是XC3S1000、XC3S400等型号以及将惯性测量单元采集到的姿态数据保存到存储模块中。

在本实施例的一种实现方式中，所述数据测量机构20还包括：无线通讯模块23以及电源组件24，所述无线通讯模块23与所述主控模块21导线连接；所述电源组件24与所述主控模块21导线连接。其中，所述电源组件包括可更换的电池、开关及电源模块。由所述电源组件24为主控模块21、惯性测量单元22、无线通讯模块23供电。

在本实施例中，所述数据测量机构20还包括存储模块，用于存储采集到的姿态数据和里程数据，作为举例所述存储模块可以是内存卡。其中，所述姿态数据也即是姿态信息，即速度与角度。所述惯性测量单元采集自身姿态信息，并将采集到的姿态信息发送至主控模块21，由所述主控模块21将接收到的所述姿态信息存储至所述存储模块。当测量任务结束后，可以通过Wifi无线连接，将存储模块中所保存的姿态信息数据和里程数据发送至终端设备(即对数据进行回传处理)。需要说明的是，也可以通过直接读取的方式将姿态信息数据和里程数据从存储模块中读出，最后通过数据处理软件融合计算得出混凝土地坪的平整度指标。

在本实施例的一种实现方式中，所述惯性测量单元22为航姿参考系统；所述航姿参考系统包括三个单轴陀螺仪和三个单轴加速度计。

在本实施例一种实现方式中，电池与电源模块相连，电源模块给主控模块提供稳定的电压；可更换充电电池使得它可以避免因电量不足而造成的测量中断；主控模块与6轴IMU(包括三轴陀螺、三轴加速度计)、里程计以及电源模块相连；6轴IMU采集到的姿态数据及里程计采集到的里程数据传回主控模块，再由无线通讯模块传回处理，从而解算出地面形状，进行平整度的计算与评估。

在本实施例一种实现方式中，在使用本实用新型提供的轮式混凝土地坪平整度测量装置进行平整度检测时，平整度测量装置开机上电后，作业人员手握手推杆沿规划的测试线路移动，由主控模块上的控制芯片以500Hz的频率采集惯性测量单元和里程计所获取到的数据，有效保证了测量数据的连续性，然后将采集到的数据存入存储模块，测量任务结束后，可通过Wifi无线连接拷出数据或直接从存储模块中读出测量数据，最后通过数据处理软件融合计算得到被测混凝土地面的平整度信息。需要说明的是，所述数据处理软件，为现有技术中常用的数据处理软件，软件的具体工作过程在此不做赘述。

在本实施例中，所述的测试线路可以是八字形、弓字形、网格状都是可以的，能完全覆盖到待测地平面即可，测线间距理论上是越密越好，越密是越能反映真实情况的，但是实际应用过程中主要根据施工方的测量精度要求来合理设定。从起始点出发直至遍历所有测线然后再回到起始点，完成一次测量流程。

应当理解的是，本实用新型的应用不限于上述的举例，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，所有这些改进和变换都应属于本实用新型所附权利要求的保护范围。

Claims (9)

1.一种轮式混凝土地坪平整度测量装置，其特征在于，包括：

承载机构，包括一个第一滚轮及两个第二滚轮，所述第二滚轮上固定有里程计；所述第一滚轮和所述第二滚轮呈三角形排布；

数据测量机构，包括：主控模块以及与所述主控模块导线连接的惯性测量单元，所述数据测量机构固定在所述承载机构上；所述里程计与所述主控模块导线连接。

2.如权利要求1所述的轮式混凝土地坪平整度测量装置，其特征在于，所述数据测量机构还包括：无线通讯模块以及电源组件，所述无线通讯模块分别与所述主控模块导线连接；所述电源组件与所述主控模块导线连接。

3.如权利要求1所述的轮式混凝土地坪平整度测量装置，其特征在于，所述主控模块包括控制芯片，所述控制芯片用于控制所述惯性测量单元的数据采集工作。

4.如权利要求3所述的轮式混凝土地坪平整度测量装置，其特征在于，所述控制芯片的类型为FPGA类型芯片或ARM类型芯片。

5.如权利要求2所述的轮式混凝土地坪平整度测量装置，其特征在于，所述数据测量机构还包括：

存储模块，所述存储模块与所述主控模块通信连接，用于接收并存储所述惯性测量单元和里程计采集的数据信息。

6.如权利要求1所述的轮式混凝土地坪平整度测量装置，其特征在于，所述两个第二滚轮对称设置，且每一滚轮上均固定一个所述里程计。

7.如权利要求1所述的轮式混凝土地坪平整度测量装置，其特征在于，所述惯性测量单元包括：三个单轴陀螺仪和三个单轴加速度计。

8.如权利要求1所述的轮式混凝土地坪平整度测量装置，其特征在于，所述第一滚轮为万向轮，所述第二滚轮为里程轮。

9.如权利要求1所述的轮式混凝土地坪平整度测量装置，其特征在于，所述承载机构还包括：

推杆组件，包括固定部及手推杆，所述固定部固定在所述承载机构上，且与所述第一滚轮位于所述承载机构的同一侧；所述手推杆的一端固定在所述固定部上。

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