CS261388B1

CS261388B1 - Profilograph for roadway profile measuring

Info

Publication number: CS261388B1
Application number: CS872449A
Authority: CS
Inventors: Jan Ing Kocour; Jiri Ing Marek; Zdenek Sedlak; Pavel Ing Vrtilek
Original assignee: Kocour Jan; Marek Jiri; Zdenek Sedlak; Pavel Ing Vrtilek
Priority date: 1987-04-06
Filing date: 1987-04-06
Publication date: 1989-02-10
Also published as: CS244987A1

Abstract

Očelem řešení je urychlení a zautomatizování měření. Tohoto účelu je dosaženo tím, že pojízdný rám je opatřen pohybovým ústrojím, spojeným s pohonným ústrojím, na boku pojízdného rámu je rovnoběžně s ním otočně kolem vodorovného čepu uložena měřicí lat, opatřena zvedacím ústrojím pro její natočení do vodorovné polohy, dále je na měřicí lati uspořádán po ní posuvný jezdec, na němž je posuvné uloženo měřící táhlo, kolmé k měřicí lati a ukončené dole snímaoím kolečkem pro styk s měřenou vozovkou, přičemž je na jezdci uspořádáno čidlo pro snímání výškové polohy měřicího táhla.The solution is to speed up and automate measurement. This purpose is achieved in that the movable frame is provided with a movable frame a device associated with the power train, on the side of the mobile frame is parallel to pivoted about the horizontal pivot measuring lats, equipped with lifting device to rotate it horizontally it is arranged on it on the measuring batt slider on which the slider is stored measuring rod, perpendicular to measuring rod and finished down the sensing wheel for contact with measured by the road, being on the rider A sensor for sensing a height position is provided measuring rod.

Description

Vynález se týká profilografu pro měření profilu vozovek·BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention

Pro klasifikaci vozovek, zejména letištních drah a ploch, pomocí spektrálních hustot nerovností je nutno zjistit výškové body nivelety velmi podrobně na dlouhém úseku dráhy· K tomu je potřeba obvykle několika tisíc hodnot· Dosud se tyto hodnoty získávají klasickou nivelací profilu povrchu vozovky s krokem 0,25 m· Tento postup je zdlouhavý a pracný· Jiné podrobné metody měření profilu vozovky, například fotoelektrická komparační metoda, se neosvědčily·For the classification of pavements, in particular airport runways and areas, by the spectral densities of the unevennesses, it is necessary to determine the leveling points of the leveling plane in very detailed way over a long runway. 25 m · This procedure is lengthy and laborious · Other detailed methods of measuring the road profile, such as the photoelectric comparison method, have not worked well ·

Profilograf určený pro automatické měření podrobného a skutečného profilu vozovek není dosud znám a proto není též možné tato měření automatizovat* Dosavadní profilografy je nutné obvykle ručně přestavovat a urovnávat, což velmi zdržuje postup měření·Profilograph designed for automatic measurement of detailed and actual pavement profile is not yet known and therefore it is also not possible to automate these measurements * Existing profilographs usually have to be manually adjusted and leveled, which greatly hinders the measurement procedure ·

Profilografem se zde rozumí pouze takové zařízení, umožňující v analogové nebo digitální formě změřit, popřípadě i zaznamenat skutečný profil povrchu v udaném směru bez zkreslení nebe filtrace amplitud a délek vln nerovností měřeného povrchu·Profilograph here means only such a device, which enables to measure or record the actual surface profile in given direction without distortion or filtration of amplitudes and wavelengths of irregularities of measured surface in analog or digital form.

Uvedené nevýhody jsou odstraněny profilografem podle vynálezu, jehož podJhtou je, že pojízdný rám je opatřen pohyblivým ústrojím, spojeným s pohonným ústrojím, na boku pojízdného rámu je rovnoběžně s ním uložena měřicí lať otočně kolem vodorovného čepu, opatřená zvedacím ústrojím pro její natočení do vodorovné polohy a čidlem vodorovné polohy, dále je na měřicí lati uspořádán po ní posuvný jezdec, na němž je posuvně uloženo měřicí táhlo, kolmé k měřicí lati a ukončené dole sní4 macím kolečkem pro styk s měřenou vozovkou, přičemž na jezdci je uspořádáno čidlo pro snímání výškové polohy měřicího táhla a snímač dráhy ujeté jezdcem po měřicí lati·These disadvantages are overcome by a profiling device according to the invention, in which the movable frame is provided with a movable device connected to the drive mechanism, on the side of the movable frame a measuring bar is rotatably mounted around the horizontal pin, provided with a lifting device to rotate it horizontally and a horizontal position sensor, a sliding slider on which the measuring rod is displaceably mounted perpendicular to the measuring rod and terminated at the bottom by a sensor for contact with the road to be measured, and a slider for height sensing is provided on the slider. of the measuring rod and the track traveled by the rider on the measuring rod ·

Profilografem podle vynálezu lze na měřeném úseku vozovky získat dostatečný, předem stanovený počet výškových bodů naA sufficient predetermined number of height points can be obtained by the profiling device according to the invention on the road section to be measured

261 388 — 2 — profilu vozovky, to jest míst na povrchu vozovky se zjištěnou absolutní nebo relativní výškou, velmi rychle· Přitom odpadá dosavadní namáhavá ruční práce spojená s přenášením nivelační latě a nivelačniho stroje, případně ustavováním dosud známých profilografů. Hodnoty změřené profilografem lze automaticky zaznamenávat, například na děrnou nebo magnetickou pásku a celou práci zautomatizovat· Při použití zautomatizovaného profilografu stačí na měřené trase vytyčit pevné body vzdálené přibližně 150 až 200 m od sebe·261 388 - 2 - road surface, ie places on the road surface with an absolute or relative height, very quickly · This avoids the hitherto strenuous manual work associated with moving the leveling batten and the leveling machine or setting up known profilers. The values measured by the profilograph can be automatically recorded, for example on a punched or magnetic tape and automated the whole job · When using an automated profilograph, it is sufficient to mark fixed points on the measured route approximately 150 to 200 m apart ·

Příklad profilografu podle vynálezu je zobrazen na výkresech, na nichž je profilograf znázorněn na obr.l v půdoryse a na obr_a2 v bokoryse·An example of a profilograph according to the invention is shown in the drawings in which the profilograph is shown in FIG _. 1 in plan view and in FIG _. 2 in a side view.

Pojízdný rám JL je opatřen pohybovým ústrojím tvořeným dvěma hnacími koly 2, ležícími na společném hřídeli 12 u prvního čela 34 pojízdného rámu JL,, a jedním rejdovacím kolem £, neseným nosnou vidlicí 4, uloženou otočně ve vodorovné rovině na druhém čele 35 pojízdného rámu 1,· Rejdovací kolo 3, je opatřeno snímačem £ otáček· Nosná vidlice 4 je opatřena natáčecím ústrojím 36, tvořeným první pákou 37, spojenou pevně pod úhlem ve vodorovné rovině s nosnou vidlicí 4. Volný konec první páky 37 je čepem spojen s druhou pákou 38, uspořádanou pod úhlem k první páce 37. Na volném konci druhé páky 38 je našroubována válcovitá matice 5, pohyblivě uložená volným koncem v závěsu 41 na první příčce 39 pojízdného rámu JL, rovnoběžné s druhým čelem 35 pojízdného rámu JL. Válcovitá matice 5 je spojena s druhým pohonem 6.The traveling frame 1 is provided with a movement device consisting of two drive wheels 2 lying on a common shaft 12 at the first face 34 of the traveling frame 1 and one steering wheel 6 supported by a fork 4 rotatable in a horizontal plane on the second face 35 of the traveling frame 1. The caster 3 is provided with a rotation sensor 36. The support fork 4 is provided with a pivot device 36 formed by a first lever 37 connected rigidly at an angle in a horizontal plane to the support fork 4. The free end of the first lever 37 is pin connected to the second lever 38 arranged at an angle to the first lever 37. At the free end of the second lever 38 is screwed a cylindrical nut 5 movably mounted by the free end in a hinge 41 on the first crossbar 39 of the mobile frame JL parallel to the second face 35 of the mobile frame JL. The cylindrical nut 5 is connected to the second drive 6.

Na boku pojízdného rámu JL je rovnoběžně s ním uložena měřicí lat 20, a to otočně kolem vodorovného čepu 13. Měřicí lat je opatřena zvedacím ústrojím 32 pro její natočení do vodorovné polohy, tvořeným čtvrtým pohonem 15. otočně kolem vodorovné osy uloženým vůči pojízdnému rámu JL. Volný konec výsuvného trnu čtvrtého pohonu 15 je čepem spojen s dvojitou klikou 14, uloženou otočně v boku pojízdného rámu I,, přičemž její vněj ší část zasahuje do vedení 16 v měřicí lati 20.A measuring latch 20 is mounted parallel to the side of the mobile frame, rotatably around a horizontal pin 13. The measuring latch is provided with a lifting mechanism 32 for pivoting it to a horizontal position, formed by a fourth drive 15 rotatable about a horizontal axis mounted relative to the mobile frame JL. . The free end of the pull-out mandrel of the fourth drive 15 is connected by a pin to a double crank 14 mounted rotatably in the side of the traveling frame 1, the outer part of which extends into the guide 16 in the measuring rod 20.

Na měřicí lati 20 je uspořádán po ní pomocí třetích kladek posuvný jezdec 28, na němž je pomocí čtvrtých kladek 26 posuvně uloženo měřicí táhlo 25, kolmé k měřicí lati 20 a ukonče261 388 ** né dole snímacím kolečkem 27 pro styk s měřenou vozovkou· Na jezdci 28 je dále uspořádáno elektřooptické čidlo 19 pro snímání polohy měřicího táhla 25 a snímač 42 dráhy ujeté jezdcem 28 po měřicí lati· Na jezdci 28 jsou ukotveny konce lanka 29 vedeného přes první kladku 23 a druhou kladku 24. Druhá kladka 24 je spojena s prvním pohonem 22» Na měřicí lati 20 je rovněž uspořádáno čidlo 43 vodorovné polohy·A slide 28 is disposed on the measuring rod 20 by means of third pulleys, on which a measuring rod 25 perpendicular to the measuring rod 20 is displaceably supported by means of the fourth pulleys 26 and terminated by a pickup wheel 27 for contact with the road to be measured. slider 28 is further provided with an electro-optic sensor 19 for sensing the position of the measuring rod 25 and a travel sensor 42 traveled by slider 28 on the measuring rod. The slider 28 anchors the ends of the cable 29 extending through the first pulley 23 and the second pulley 24. The horizontal position sensor 43 is also arranged on the measuring rod 20.

Pohonné ústrojí 33 je tvořeno třetím pohonem 9, uchyceným na druhé příčce 40 pojízdného rámu JL a jsoucím v záběru s převodovkou 10, uchycenou rovněž na druhé příčce 40· Převodovka JLO je v záběru s elektricky řazenou spojkou 8, uspořádanou na hřídeli 12 hnacích kol 2,· Na hřídeli 12 je též uspořádána elektricky řazená brzda 11, která je svou nepohyblivou částí uchycena na pojízdném rámu JL·The transmission 33 is formed by a third drive 9 mounted on the second crossmember 40 of the traveling frame JL and engaged with the gearbox 10 also mounted on the second crossmember 40. The transmission JLO engages with an electrically engaged clutch 8 arranged on the shaft 12 of the drive wheels 2 An electrically actuated brake 11 is also provided on the shaft 12, which is fixed by its stationary part to the mobile frame JL.

První pohon 22, čtvrtý pohon 15, snímač 4 otáček, snímač 42 dráhy, čidlo 4,3 vodorovné polohy, čidlo 19 pro snímání výškové polohy měřicího táhla 25, pohonné ústrojí 33 s třetím pohonem 9., spojkou 8 a s brzdou 11 jsou elektricky napojeny na blok 18 řídicí a záznamové elektroniky»The first drive 22, the fourth drive 15, the speed sensor 4, the travel sensor 42, the horizontal position sensor 4.3, the sensor 19 for measuring the height of the measuring rod 25, the drive 33 with the third drive 9, the clutch 8 and the brake 11 are electrically connected to block 18 of control and recording electronics »

Jako první pohon 22, druhý pohon 6_, třetí pohon 9, a čtvrtý pohon JL5. J^sou zde použity elektromotory» napojené na zdroj elektrické energie, uložený ve zdrojovém prostoru 17, Tyto elektromotory je však možno též napájet kabelem ze sítě elektrického napětí·As first drive 22, second drive 6, third drive 9, and fourth drive 15. J ^sou used herein motors »connected to a source of electrical energy stored in the source chamber 17, electric motors, however, also possible to power cord voltage ·

Na pojízdném rámu JL je uchycen horní kryt 30 a spodní kryt 31, chránící mechanické a dektrické části profilografu·The top frame 30 and the bottom cover 31 are mounted on the traveling frame JL to protect the mechanical and electrical parts of the profilograph.

Funkce profilografu podle vynálezu je následující:The function of the profilograph according to the invention is as follows:

Mezi dvěma body, jejichž výšky byly zjištěny nivelačním měřením se profilograf posunuje od prvního pevného bodu k druhému poVnému bodu· Při zabrzděném profilografu snímá se výška jednotlivých bodů nivelety vozovky od vodorovné měřicí latě 20 svislým posuvem měřicího táhla 25, které je svým snímacím kolečkem 27 v dotyku s povrchem měřené vozovky· Svislá vzdálenost snímacího kolečka 27 od měřicí latě 20 je snímána čidlem 19 pro snímání výškové polohy měřicího táhla 25, jehož elektrické signály se vedou do bloku 18 řídicí a záznamové eletroniky· Při stojícím profilografu se měření provádí v různých polohách jezdce 28 na měřicí lati 20, který se plynule pohybuje po měřicíBetween two points whose heights were determined by leveling the profilograph moves from the first fixed point to the second lateral point. When the profilograph is braked, the height of the individual points of the road leveling is sensed from the horizontal measuring bar 20 by vertical displacement of the measuring rod 25. · The vertical distance of the measuring wheel 27 from the measuring bar 20 is sensed by the sensor 19 for sensing the height position of the measuring rod 25, whose electrical signals are routed to block 18 of the control and recording electronics. 28 on the measuring rod 20, which continuously moves along the measuring rod

261 388 lati 20 pomocí lanka 29 a prvního pohonu 22· Předem určenou vzdálenost jednotlivých měření, například 0,25 m, indikuje snímač 42 dráhy, který po ujetí stanovené dráhy jezdce 28 vydá elektrický povel k záznamu okamžité hodnoty elektrického signálu čidla 19 pro snímání výškové polohy měřicího táhla 25. Tato hodnota odpovídá vzdálenosti dotykového bodu snímacího kolečka 27 s vozovkou od měřicí latě 20· Takto se postupuje od druhé kladky 24 k první kladce 23. Naměřené hodnoty spolu s údaji o poloze jezdce 28 na měřici lati 20 se zaznamenávají v bloku 18 řídicí a záznamové elektroniky. Když je provedeno měření ve všech stanovených bodech měřicí latě 20, odbrzdí se hnací kola 2 brzdou 11, třetí pohon 9 se zapne a profilograf se uvede do pohybu. Zároveň se zapojí první pohon 22 na zpětný chod a jezdec 28 se přesune do výchozí polohy ke druhé kladce 24. Po ujetí úseku rovnajícího se délce pojezdové dráhy jezdce 28 po měří cí lati 20 vypne se třetí pohon j) a současně se brzdou 11 hnací kola 2 opět zabrzdí. Vzdálenost ujetá profilografem se měří snímačem 7 otáček. Po zabrzděni profilografu snímá čidlo 43 vodorovné polohy polohu měřicí latě 20 a prostřednictvím bloku 18 řídicí a záznamové elektroniky dává povely zvedacímu ústrojí 32, Rotor čtvrtého pohonu 15 zvedacího ústrojí 32 se podle údajů čidla 43 vodorovné polohy otáčí jedním směrem, což způsobuje zasunování nebo vysunování výsuvného trnu, který otáčí klikou 14 s kterou je spojen, a v důsledku toho vnější část dvojité kliky 14 zvedacího ústrojí 32, zasahující do vedení 16. zvedá nebo spouští konec měřicí latě 20 na straně první kladky 23. Po ustavení měřicí latě 20 do vodorovné polohy zapne se první pohon 22 a jezdec 28 se dá do pohybu při současném měření v předem stanovených délkových intervalech.Po ukončení měření se profilograf opět přesune a všechny úkony se samočinně opa kují, jak popsáno. Přitom platí, že poslední měřený bod předcházejícího kroku je prvním měřeným bodem následujícího kroku.261 388 lati 20 by means of cable 29 and first drive 22 · A predetermined distance of the individual measurements, for example 0.25 m, is indicated by a track sensor 42 which, after driving the specified track of rider 28, gives an electrical command to record the instantaneous value of the height sensor 19 This value corresponds to the distance of the ground contact point of the touch wheel 27 from the measuring bar 20. This is done from the second pulley 24 to the first pulley 23. The measured values together with the position of the rider 28 on the measuring bar 20 are recorded in a block. 18 Control and recording electronics. When the measurement is performed at all specified points of the measuring bar 20, the drive wheels 2 are released by the brake 11, the third drive 9 is switched on and the profile is moved. At the same time, the first reverse gear 22 is engaged and the slider 28 is moved to the starting position to the second roller 24. After traveling a section equal to the travel distance of the slider 28 along the measuring rod 20, the third drive j) is switched off. 2 brakes again. The distance traveled by the profiler is measured by a 7-turn sensor. After braking the profilograph, the horizontal position sensor 43 detects the position of the measuring bar 20 and commands the lifting device 32 via the control and recording electronics block 18. The rotor of the fourth drive 15 of the lifting device 32 rotates in one direction according to the horizontal position sensor 43. a mandrel that rotates the crank 14 with which it is connected and, as a result, the outer portion of the double crank 14 of the lifting device 32 extending into the guide 16 raises or lowers the end of the measuring bar 20 on the first pulley 23. the first drive 22 is switched on and the slider 28 is moved to simultaneously measure at predetermined length intervals. After completion of the measurement, the profile is moved again and all operations are repeated automatically as described. The last measured point of the previous step is the first measured point of the next step.

Profilograf se při měření pohybuje postupně od jednoho pevného bodu k druhému. Není-li dráha měřená mezi pevnými body přímková nebo odchýlí-li se profilograf od vytyčeného směru, koriguje se pohyb profilografu natáčením ústrojím 36. Natáčecí ústrojí 36 se uvede v činnost otáčením druhého pohonu 6 na jed5The profilograph moves from one fixed point to the next during measurement. If the path measured between the fixed points is not straight or if the profilograph deviates from the defined direction, the motion of the profilograph is corrected by pivoting device 36. The pivoting device 36 is actuated by rotating the second drive 6 to one

261 388 nu nebo na druhou stranu· Otáčky se přenášejí na válcovitou matici 5, z níž se vyšroubovává nebo do níž se zašroubovává podle směru otáčení válcovité matice 5, druhá páka 38, která natáčí první páku 37, čímž se natáčí nosná vidlice 4, a tím zaujme rejdovací kolo 3, správný směr· Korekce směru se provádí buď ručně pomocí dvou tlačítek zapojujících druhý pohon 6,nebo pomocí přídavného optoelektrického čidla a kontrastní linie, například bílého pruhu umístěného na vozovce·261 388 nu or on the other hand • The speed is transmitted to the cylindrical nut 5 from which it is screwed or screwed according to the direction of rotation of the cylindrical nut 5, the second lever 38 which pivots the first lever 37, thereby pivoting the fork 4; this corrects the steering wheel 3, the correct direction · The direction correction is carried out either manually by means of two buttons connecting the second drive 6 or by means of an additional optoelectric sensor and a contrast line, for example a white stripe on the roadway ·

Profilograf podle vynálezu může pracovat zcela automaticky a jeho použití je velmi výhodné tam, kde je třeba změřit výškové souřadnice velmi mnoha bodů, zejména pro vyšetře ní profilu letištních drah a ploch· Hodí se ale i pro měření vozovek pozemních komunikací, jejichž sklon ve směru měření nepřesahuje hodnotu + 1,5 %♦The profilograph according to the invention can operate completely automatically and is very useful where high altitude coordinates need to be measured, especially for surveying airfield and surface profiles. It is also suitable for measuring roadways that have an inclination in the measuring direction does not exceed + 1,5% ♦

Claims

Profiles for measuring the road profile, characterized in that the traveling frame (1) is provided with a movement device connected to the driving device (33), which is mounted on the side of the traveling frame (1) parallel to it on the measuring lai (20) a horizontal pin (13) provided with a lifting device (32) for its pivoting into a horizontal position and a horizontal position sensor (42); a slider (28) on which the measuring device is slidably mounted on the measuring rod (20); a rod (25) perpendicular to the measuring rod (20) and terminated at the bottom with a measuring wheel (27) for contact with the road to be measured, a sensor (19) for sensing the height position of the measuring rod (25) and a travel sensor (42) traveled by the rider (28) on the measuring rod (20).

Profilograph according to claim 1, characterized in that the measuring rod (20) is provided at the ends with a first pulley (23) and a second pulley (24) on which a cable (29) is placed, the ends of which are attached to the slider (28). ), the second roller (24) being connected to the first drive (22).

Profilograph according to Claims 1 and 2, characterized in that the movement device consists of two drive wheels (2) lying on a common axis at the first face (34) of the rolling frame (1) and one steering wheel (3), carried by a load fork (

.4. Profilograph according to Claim 3, characterized in that the pivoting device (36) is formed by a first lever (37) fixed at an angle in a horizontal plane connected to a support fork (4), the free end of which is articulated with a second lever (38) at an angle to the first lever (37) and the free end of which is provided with a helix, the free end of the second lever (38) screwing a cylindrical nut (5) movably mounted with the free end in the hinge on the first crossmember (39) of the traveling frame (1) wherein the cylindrical nut (5) is connected to the second drive (6) to rotate it.

4) mounted rotatably in a horizontal plane on the second face (35) of the traveling frame (1) and provided with a speed sensor (7), the support fork (4) being provided with a pivot device (36).

Profilograph according to one of Claims 1 to 4, characterized in that a fourth drive (15) is mounted stationary to the mobile frame (1),

7 261 388 which is rotatably connected to a double crank (14) mounted rotatably in the side of the traveling frame (1), the outer part of which extends into the guide (16) in the measuring lath (20).

Profilograph according to one of Claims 1 to 5, characterized in that the drive device (33) is formed by a third drive (9) mounted on a second crossmember (40) of the traveling frame (1) and engaged with the same mounted transmission (10). , which engages a clutch (8) arranged on the shaft (12) of the drive wheels (2), a brake (11) mounted on the shaft (12), fixed by its stationary part on the traveling frame (1).

Profilograph according to one of Claims 1 to 6, characterized in that the first drive (22), the fourth drive (15), the speed sensor (7), the travel sensor (42), the horizontal position sensor (43), the sensor (19) for sensing the height of the measuring rod (25), the drive train (33) with the third drive (9), the clutch (8) and the brake (11) are electrically connected to the control and recording electronics block (18) ·