一种适用于F2赛道的摊铺三维定位装置及其控制方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开一种适用于F2赛道的摊铺三维定位装置及其控制方法，属于工程机械技术领域，装置包括由平面定位信号接收模块、平面定位信号发射模块构成的平面定位机构和由高程测量激光接收模块、高程测量激光发射模块构成的高程定位机构，还包括内置在连接杆内的倾角传感器，倾角传感器与高程测量激光接收模块连接，平面定位信号接收模块、高程测量激光接收模块以及倾角传感器构成三维定位机构，三维定位机构竖直安装在熨平板上。还公开一种适用于F2赛道的摊铺三维定位装置的控制方法。通过在连接杆内置倾角传感器，根据倾角传感器测量的角度对摊铺路面的高程进行修正，克服了由于路面横坡连续反向摇摆的赛车场路面所导致的高程测量精度降低的弊端。

Paving three-dimensional positioning device suitable for F2 track and control method thereof

The invention discloses a method for F2 track paving three-dimensional positioning device and control method thereof, belonging to the technical field of engineering machinery, apparatus includes a height positioning mechanism is composed of a planar positioning mechanism of planar positioning signal receiving module, signal transmitting module of the plane location and elevation measurement by laser receiving module, leveling laser emission module, also the connection includes built-in tilt sensor bar, angle sensor and leveling laser receiving module connected plane positioning signal receiving module, receiving module and elevation measurement of laser angle sensor to form a 3D positioning mechanism, 3D positioning mechanism is vertically arranged on the ironing plate. A control method for a paving three-dimensional positioning device for a F2 track is also disclosed. Through the connecting rod built-in tilt sensor, the elevation of pavement pool according to the angle sensor to measure the angle correction, overcomes the disadvantages of lower elevation measurement precision racing pavement cross slope caused by the continuous reverse swing.

【技术实现步骤摘要】
一种适用于F2赛道的摊铺三维定位装置及其控制方法
本专利技术涉及工程机械
，特别涉及一种适用于F2赛道的摊铺三维定位装置及其控制方法。
技术介绍
摊铺机是一种重要的路面施工设备，在实际工程中，摊铺机将熨平板降低至于地面合适距离的位置时将各种材料摊平在路面上，以保证路面的平整度。但是在铺建赛车场赛道时，由于赛车场赛道具有连续反复弯道、回转弯度大、回转半径小、路面纵坡连续起伏变化以及路面横坡连续方向摇摆等特点，赛车道对路面平整度要求较高，需要摊铺机在进行摊铺作业时，能精确定位摊铺机熨平板的板面和高程位置。目前的摊铺机仅能对曲面沥青进行摊铺，而且高程定位精度差，无法满足这种赛车道的摊铺要求。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种适用于F2赛道的摊铺三维定位装置及其控制方法，以提高摊铺机的定位精度。为实现以上目的，本专利技术采用的技术方案为：第一方面，提供一种适用于F2赛道的摊铺三维定位装置，该装置包括：由平面定位信号接收模块、平面定位信号发射模块构成的平面定位机构和由高程测量激光接收模块、高程测量激光发射模块构成的高程定位机构，平面定位信号接收模块和高程测量激光接收模块安装在连接杆的中上部且平面定位信号接收模块安装在连接杆的顶部，该装置还包括内置在连接杆内的倾角传感器，倾角传感器与高程测量激光接收模块连接，平面定位信号接收模块、高程测量激光接收模块以及倾角传感器构成三维定位机构，且三维定位机构竖直安装在熨平板上。具体地，所述的倾角传感器通过固定件安装于连接杆的中上部位内。具体地，述的连接杆的制作材料是高性能碳纤维。具体地，所述的熨平板的两侧对称竖直安装有三维定位机构。具体地，所述的固定件为螺栓。第二方面，提供一种适用于F2赛道的摊铺三维定位装置的控制方法，该方法包括：平面定位信号接收模块根据接收到的平面定位信号发射模块发射的平面定位信号，对摊铺路面的平面进行定位；高程测量激光接收模块根据接收到的高程测量激光发射模块发射的高程定位信号，对摊铺路面的高程进行定位；利用倾角传感器测量的倾角，对摊铺路面的高程进行修正。进一步地，所述的利用倾角传感器测量的倾角，对摊铺路面的高程进行修正，具体包括：根据倾角传感器测量的倾角，利用高程修正公式，对摊铺路面的高程进行修正，其中高程修正公式如下：HB'＝HB·cosβ，其中，HB'为修正后的摊铺路面高程，HB为为修正钱的摊铺路面的高程，β为倾角传感器测量的连接杆的倾角。与现有技术相比，本专利技术存在以下技术效果：本专利技术通过在连接杆内置倾角传感器，通过倾角传感器测量出连接杆的倾斜角度。其中，高程测量激光接收模块与倾角传感器连接，采集倾角传感器测量的连接杆倾斜角度，进而利用连接杆的倾斜角度对高程测量激光接收模块所测量出的摊铺路面的高程进行修正，得到修正后的高程。克服了由于路面横坡连续反向摇摆的赛车场路面导致连接杆倾斜所造成的的高程测量精度降低的弊端。附图说明图1是本专利技术一实施例中一种适用于F2赛道的摊铺三维定位装置的结构示意图；图2是本专利技术一实施例中的三维定位机构的结构示意图；图3是本专利技术一实施例中一种适用于F2赛道的摊铺三维定位装置的控制方法的流程示意图；图4是本专利技术一实施例中利用倾角传感器测量的倾角对摊铺路面高程进行修正的原理示意图。具体实施方式下面结合图1至图4所示，对本专利技术做进一步详细叙述。如图1、图2所示，本实施例公开了一种适用于F2赛道的摊铺三维定位装置，该装置包括：由平面定位信号接收模块10、平面定位信号发射模块11构成的平面定位机构和由高程测量激光接收模块20、高程测量激光发射模块21构成的高程定位机构，平面定位信号接收模块10和高程测量激光接收模块20安装在连接杆40的中上部且平面定位信号接收模块10安装在连接杆40的顶部，该装置还包括内置在连接杆40内的倾角传感器30，倾角传感器30与高程测量激光接收模块20连接，平面定位信号接收模块10、高程测量激光接收模块20以及倾角传感器30构成三维定位机构50，且三维定位机构50竖直安装在熨平板60上。进一步地，所述的倾角传感器30通过固定件安装于连接杆40的中上部位内。需要说明的是，如图2所示，本实施例中的平面定位信号接收模块10、高程测量激光接收模块20以及倾角传感器30均安装在连接杆40的中上部，且相对位置关系为上中下的关系。其中，高程测量激光接收模块20通过连接线与倾角传感器30连接，以获取倾角传感器30采集的连接杆40倾斜角度。而在实际应用中，由于赛车道具有回转弯度大、回转半径小、路面纵坡连续起伏变化以及路面横坡连续反向摇摆的特点，传统的三维定位装置在测量高程时，由于路面起伏变化会造成摊铺机熨平板于路面贴合的平面的位置会不断的发生变化，从而导致测量的高程精度会有所降低。因此，本实施例通过在连接杆40内置倾角传感器30，通过测量出的连接杆40的倾角对测量出的高程进行修正，提高了高程测量的精确度。进一步地，所述的连接杆40的制作材料是高性能碳纤维。需要说明的是，本实施例中的高性能碳纤维材料为市售产品：由美国天宝(Trimble)公司提供。需要说明的是，在实际应用中，由于摊铺机的熨平板60的温度较高，因此本实施例采用具有低密度、耐超高温、热膨胀系数小、高轴向强度的高性能碳纤维。使得制作出的连接杆40具有质量轻、硬度高、耐高温的特性，在工作过程中不易出现倾斜、损坏等现象，从而增加了高程测量的准确性。进一步地，所述的熨平板60的两侧对称竖直安装有三维定位机构50。需要说明的是，本实施例中将两套三维定位机构50对称的安装在熨平板60的两侧。是考虑到在实际应用中，如果在熨平板60上安装一套三维定位机构50，测量的倾角可能会出现误差，在熨平板60的两侧对称设置三维定位机构50，可有效的提高测量的倾角的准确性，进而提高高程测量的准确性。进一步地，本实施例中的固定件为螺栓。但是需要说明的是，本领域技术人员也可以根据实际情况的需要，使用其它固定方式如螺丝、铆钉等对倾角传感器30进行固定。需要说明的是，使用螺栓可以将倾角传感器30精确的固定在连接杆40内部，使得倾角传感器30能够准确、实时的测量出连接杆40的工作姿态。进一步地，本实施例中的摊铺三维定位装置会将对摊铺路面进行定位的过程以及结果通过终端设备进行显示，以便用户通过终端设备对路面摊铺过程进行实时显示控制。如图3所示，本实施例公开了一种适用于F2赛道的摊铺三维定位装置的控制方法，该方法包括如下步骤S1至S3：S1、平面定位信号接收模块10根据接收到的平面定位信号发射模块11发射的平面定位信号，对摊铺路面的平面进行定位；S2、高程测量激光接收模块20根据接收到的高程测量激光发射模块21发射的高程定位信号，对摊铺路面的高程进行定位；S3、利用倾角传感器30测量的倾角，对摊铺路面的高程进行修正。进一步地，所述的步骤S3具体包括如下步骤：根据倾角传感器30测量的倾角，利用高程修正公式，对摊铺路面的高程进行修正，其中高程修正公式如下：HB'＝HB·cosβ，其中，HB'为修正后的摊铺路面高程，HB为修正钱的摊铺路面的高程，β为倾角传感器30测量的连接杆40的倾角。具体地，本实施例中利用倾角传感器30测量的倾角对高程测量激光接收模块20测量的高程进行修正的原理如图4所示：其中，根据本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种适用于F2赛道的摊铺三维定位装置，包括由平面定位信号接收模块(10)、平面定位信号发射模块(11)构成的平面定位机构和由高程测量激光接收模块(20)、高程测量激光发射模块(21)构成的高程定位机构，平面定位信号接收模块(10)和高程测量激光接收模块(20)安装在连接杆(40)的中上部且平面定位信号接收模块(10)安装在连接杆(40)的顶部，其特征在于，还包括内置在连接杆(40)内的倾角传感器(30)，倾角传感器(30)与高程测量激光接收模块(20)连接，平面定位信号接收模块(10)、高程测量激光接收模块(20)以及倾角传感器(30)构成三维定位机构(50)，且三维定位机构(50)竖直安装在熨平板(60)上。

【技术特征摘要】
1.一种适用于F2赛道的摊铺三维定位装置，包括由平面定位信号接收模块(10)、平面定位信号发射模块(11)构成的平面定位机构和由高程测量激光接收模块(20)、高程测量激光发射模块(21)构成的高程定位机构，平面定位信号接收模块(10)和高程测量激光接收模块(20)安装在连接杆(40)的中上部且平面定位信号接收模块(10)安装在连接杆(40)的顶部，其特征在于，还包括内置在连接杆(40)内的倾角传感器(30)，倾角传感器(30)与高程测量激光接收模块(20)连接，平面定位信号接收模块(10)、高程测量激光接收模块(20)以及倾角传感器(30)构成三维定位机构(50)，且三维定位机构(50)竖直安装在熨平板(60)上。2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述的倾角传感器(30)通过固定件安装于连接杆(40)的中上部位内。3.如权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述的连接杆(40)的制作材料是高性能碳纤维。4.如权利要求3所述的装置，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：张杰胜，丁圣文，沈志强，胡柱奎，徐精干，张立尧，陈奇，胡秀梅，
申请(专利权)人：中铁四局集团有限公司，中铁四局集团第一工程有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽,34