一种精度可调的水泥路面刻槽检测装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种精度可调的水泥路面刻槽检测装置，包括带有滚轮的拖车，拖车上安装有计算机、电动机、电源和滑轨，滑轨上安装激光三角测量装置，激光三角测量装置包括带有滑轮的架体以及安装在该架体上的激光器、发射透镜、CCD相机和接收透镜；发射透镜位于激光器的光路上，激光遇到路面反射经由接收透镜进入CCD相机；激光器斜对或正对地面设置；发射透镜设置在激光器光路上；接收透镜与发射透镜的连线平行于滑轨，接收透镜和发射透镜的法线的夹角不大于90°，且两者法线的交点落在地面上；本实用新型专利技术能够确定激光三角测量采用直射式还是斜射式测量，通过调整测量模式控制测量精度，操作简单灵活，测量结果精度高。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术属于路面测量
，涉及一种精度可调的水泥路面刻槽检测装置。
技术介绍
一般说来，路面的宏观构造和细观构造对水泥路面的抗滑性能作用最大。细观构造为路面提供基本的抗滑力，低速行车下有显著作用，但在雨水、雨雪天气下宏观构造就尤为重要，宏观构造可在轮胎与路面的接触界面上提供有效的泄水通道，减缓路面抗滑力在高速下的衰减并抑制水漂现象的发生。其中，刻槽对水泥路面的宏观构造起着决定性的作用，因此，现阶段的水泥路面的抗滑问题解决的重点之一就是检测路面的刻槽磨损程度。在水泥路面结构技术设计和施工上较重视结构特性，而对路面的抗滑能力往往重视不够，导致路面抗滑能力降低，车辆的行驶安全性未能得到有效保证，造成的水泥路面的交通事故增多，经济损失较大。因此，研究水泥路面的抗滑能力具有十分重要的意义。现阶段，用于路面抗滑性能检测的设备主要有摆式摩擦系数仪、动态摩擦系数仪、锁定轮型摩擦系数仪、侧向力型摩擦系数仪、固定滑移率型摩擦系数仪、可变滑移率型摩擦系数仪、断面法、体积法和液体流出法。其中，摆式摩擦系数仪、动态摩擦系数仪均是定点测量，不能连续测量，效率较低；锁定轮型摩擦系数仪、侧向力型摩擦系数仪、固定滑移率型摩擦系数仪、可变滑移率型摩擦系数仪均只能用于现场测试，对测试轮通过的路面的测量，属于线测量；断面法在有槽状或坑状表面构造的水泥路面上，测试结果受到一定的影响，并且测量面积小，效率低；体积法和液体流出法效率低，不易于潮湿天气测量，对于里程较长的公路，只能选择某些路段进行抽样调查，降低了测试结果对整个路段的路面抗滑能力的评价。综上，现有检测技术存在误差大、效率低、造价昂贵等问题，研究一种自动化程度高、操作方便、效率高、检测精确的水泥路面刻槽深度检测装置是十分有必要的。
技术实现思路
针对上述现有技术存在的缺陷或不足，本装置的目的在于，提供一精度可调的水泥路面刻槽检测装置，根据所要要求达到的测量精度及其所测水泥路面的情况去调整激光器与路面所成的角度，确定激光三角测量采用直射式还是斜射式测量，通过调整测量模式控制测量精度，操作简单灵活，测量结果精度高。为了达到上述目的，本技术采用了如下的技术解决方案:一种精度可调的水泥路面刻槽检测装置，包括带有滚轮的拖车，在该拖车上安装有计算机、电动机、电源和滑轨，所述滑轨上安装有能够沿滑轨移动的激光三角测量装置，该激光三角测量装置包括带有滑轮的架体以及安装在该架体上的激光器、发射透镜、CCD相机和接收透镜；发射透镜位于激光器发射出的激光光路上，激光遇到路面发射后，经由接收透镜进入CXD相机；激光器斜对地面设置或者正对地面设置；发射透镜设置在激光器发射光束的光路上且两者距离为发射透镜的焦距；接收透镜与发射透镜的连线平行于滑轨，接收透镜和发射透镜的法线的夹角不大于90°，且两者法线的交点落在地面上；(XD相机设置在接收透镜的前端上方且其靶面平行于接收透镜；所述电动机与激光三角测量装置的架体连接用以驱动其沿滑轨移动；旋转编码器安装在激光三角测量装置的架体的滑轮上；电动机、旋转编码器、激光器和CCD相机分别与计算机相连；计算机、旋转编码器、激光器和C⑶相机分别与电源连接。本技术还包括如下其他技术特征:所述激光器采用线激光器。所述(XD相机采用面阵(XD相机。本技术的精度可调的水泥路面刻槽检测装置，采用激光三角法来测量水泥路面的刻槽深度。在激光三角法中，直射式由于其接收散射光的特点，适合于测量散射性好的路面，斜射式结构可接收来自被测物体的正反射光，当被测物体表面为镜面时，不会由于散射光过弱而导致光电探测器输出信号太小，使得测量无法进行。但是直射式结构由于受成像透镜孔径的限制，光电元件接收的是一小部分光能，光能损失大，受杂散射影响大，信噪比小，分辨率较低，相对于直射式，斜射式结构的分辨力高于直射式。所以当系统要求的精度比较高，所测路面的镜面反射比较严重时，可以通过调整激光器的位置来改变激光三角法的测量方式。本装置用数字激光光源照射水泥路面的表面上的发射光由接收透镜成像于CCD靶面上，由于实验采用的是面阵CCD相机，可以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。附图说明 图1是本技术的装置结构示意图。图2是激光三角法直射式测量原理图。图3是激光三角法斜射式测量原理图。图中的标记分别表示:1、拖车，2、计算机，3、电动机，4、电源，5、纵向滑轨，6、旋转编码器，7、激光器，8、发射透镜，9、CXD相机，10、接收透镜，11、滑轮。以下结合附图和实施例对本技术作进一步的详细说明。具体实施方式参见图1，本技术的精度可调的水泥路面刻槽检测装置，包括带有滚轮的拖车1，在该拖车I上安装有计算机2、电动机3、电源4和滑轨5，所述滑轨5上安装有能够沿滑轨5移动的激光三角测量装置，该激光三角测量装置包括带有滑轮11的架体以及安装在该架体上的激光器7、发射透镜8、CXD相机9和接收透镜10 ;发射透镜8位于激光器7发射出的激光光路上，激光遇到路面发射后，经由接收透镜10进入CXD相机9 ;激光器7斜对地面设置或者正对地面设置；发射透镜8设置在激光器7发射光束的光路上且两者距离为发射透镜8的焦距；接收透镜10与发射透镜(8)的连线平行于滑轨6，接收透镜10和发射透镜8的法线的夹角为Θ I和Θ 2的和，Θ I和Θ 2的和不大于90°，可取Θ I与Θ 2均等于45°，且两者法线的交点落在地面上；C⑶相机9设置在接收透镜10的前端上方且其靶面平行于接收透镜10。所述电动机3与激光三角测量装置的架体连接用以驱动其沿滑轨5移动；旋转编码器6安装在激光三角测量装置的架体的滑轮11上，用以测量激光三角测量装置在滑轨5上的位移；电动机3、旋转编码器6、激光器7和CCD相机9分别与计算机2相连；计算机2、旋转编码器6、激光器7和CXD相机9分别与电源4连接。本实施例中，激光器7采用线激光器，电源4选择UPS为整个装置供电，CXD相机9采用面阵C⑶相机。测量前，将激光三角测量装置的架体安装在滑轨5上，调整激光器7与CXD相机9之间的距离以及激光器7的发射光与地面所成的角度。按照激光三角测量的模式，分为直射式测量和斜射式测量，这两种测量模式的实现只需要调整激光三角测量装置中各部件在架体上的安装位置及角度即可。两种测量方法的原理图如图2和图3所示，当需要采用直射式时，将Θ取45度，其中Θ为接收透镜10和发射透镜8的法线的夹角；采用斜射式时，取θ1=θ2=45°，其中Q1为发射透镜8与地面法线的夹角，其中θ2为接受透镜10与地面法线的夹角，这样选取角度可以从原理上保证测量的线性化，此时接收的光也是最多的。本技术的工作流程如下:电动机3控制激光三角测量装置整体运动，当电动机3开启后，激光测量装置沿滑轨5移动，滑轮11带动旋转编码器6转动，旋转编码器6将激光测量装置运动的位移信号转换成电信号传送给计算机2，计算机2控制将电信号以触发的形式发送给CCD相机9，以此控制CCD相机9的拍摄频率，CCD相机9以该频率采集图像并将采集到的图像传送给计算机2，计算机2从图像中提取被测路面的垂直距离，由于水泥路面的各处刻槽深度不同，所以CXD相机9本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种精度可调的水泥路面刻槽检测装置，其特征在于，包括带有滚轮的拖车（1），在该拖车（1）上安装有计算机（2）、电动机（3）、电源（4）和滑轨（5），所述滑轨（5）上安装有能够沿滑轨（5）移动的激光三角测量装置，该激光三角测量装置包括带有滑轮（11）的架体以及安装在该架体上的激光器（7）、发射透镜（8）、CCD相机（9）和接收透镜（10）；发射透镜（8）位于激光器（7）发射出的激光光路上，激光遇到路面发射后，经由接收透镜（10）进入CCD相机（9）；激光器（7）斜对地面设置或者正对地面设置；发射透镜（8）设置在激光器（7）发射光束的光路上且两者距离为发射透镜（8）的焦距；接收透镜（10）与发射透镜（8）的连线平行于滑轨（6），接收透镜（10）和发射透镜（8）的法线的夹角不大于90°，且两者法线的交点落在地面上；CCD相机（9）设置在接收透镜（10）的前端上方且其靶面平行于接收透镜（10）；所述电动机（3）与激光三角测量装置的架体连接用以驱动其沿滑轨（5）移动；旋转编码器（6）安装在激光三角测量装置的架体的滑轮（11）上；电动机（3）、旋转编码器（6）、激光器（7）和CCD相机（9）分别与计算机（2）相连；计算机（2）、旋转编码器（6）、激光器（7）和CCD相机（9）分别与电源（4）连接。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李伟，沙爱民，孙朝云，张娟，任炳兰，袁梦霞，郝雪丽，
申请(专利权)人：长安大学，
类型：实用新型
国别省市：