一种公路平整度测量装置

文档序号:129397 发布日期:2021-10-22 浏览:12次 >En<

阅读说明:本技术 一种公路平整度测量装置 (Highway roughness measuring device ) 是由 李朝晖 郑瑞玲 左静琳 张波 魏红军 申德煜 郭双燕 满士慧 张彦娜 孟庆山 周 于 2021-07-26 设计创作,主要内容包括:本发明涉及一种公路平整度测量装置,用于直观、立体地反映出路面平整度,包括承载架和置于承载架两侧的两个同轴设置的支撑轮,承载架与支撑轮之间有轴托,所述轴托与承载架之间有至少两个相互平行的连杆,连杆的一端与承载架铰接,另一端与对应的轴托铰接,支撑轮与轴托经水平设置的转轴转动连接;所述的承载架两侧分别有弹性元件,弹性元件的一端与承载架连接,另一端与对应侧的任一所述连杆连接;所述的承载架上有用于检测连杆倾角变化的角度传感器和用于检测自身状态的水平传感器,所述轴托上有用于检测支撑轮转动速度的转速传感器,所述支撑轮上有压力传感器;所述的承载架上有载荷调节机构。(The invention relates to a road flatness measuring device, which is used for reflecting road surface flatness visually and three-dimensionally and comprises a bearing frame and two coaxially arranged supporting wheels arranged at two sides of the bearing frame, wherein a shaft support is arranged between the bearing frame and the supporting wheels; the two sides of the bearing frame are respectively provided with an elastic element, one end of each elastic element is connected with the bearing frame, and the other end of each elastic element is connected with any one connecting rod on the corresponding side; the bearing frame is provided with an angle sensor for detecting the change of the inclination angle of the connecting rod and a horizontal sensor for detecting the state of the bearing frame, the shaft bracket is provided with a rotating speed sensor for detecting the rotating speed of the supporting wheel, and the supporting wheel is provided with a pressure sensor; the bearing frame is provided with a load adjusting mechanism.)

一种公路平整度测量装置

技术领域

本发明涉及公路设计施工装置,具体涉及一种公路平整度测量装置。

背景技术

公路设计施工过程中,路面平整度是一项中重要的检测指标,现有的平整度检测设备多采用滚轮行进测量,得到滚轮行进过程中的高度变化曲线,以此作为路面平整度的判断依据,但这种测量得出的仅仅是一种孤立、抽象的数据,无法直观反映出路面的实际情况,而公路在实际使用过程中,不同车辆在相同路段行驶时,路面对其造成的影响不尽相同,尤其是车型和载重差异较大的车辆之间,同时,不同车辆对路面造成的损耗也不尽相同;而孤立的一种或几种数据难以完整、直观地体现出车辆与路面之间的相互作用结果,无法准确判断二者间的相互影响,无法针对性地给出路面修复方案以保证其使用寿命,无法保证车辆在路面行驶时的安全性。

发明内容

针对上述问题和不足,本发明提供一种公路平整度测量装置,旨在解决现有平整度检测装置数据单一、抽象,无法全方位地反映出路面真实状况的问题。

本发明要解决的技术问题不限于上述技术问题,未提及的其他技术问题对于本发明所属技术领域的普通技术人员而言是显而易见的,通过以下描述可以清楚知晓。

本发明为解决上述问题而采用的技术方案是:

包括承载架,承载架两侧分别经多连杆机构连接一支撑轮,并设有与多连杆机构对应的减震装置如减震弹簧、弹性伸缩杆、液压减震器等,使承载架和支撑轮连接为一套完整的独立悬挂系统,承载架由载荷调节机构施加下载荷压力以模拟不同车辆的真实重量;基于上述悬挂系统,进一步设置用于检测多连杆机构角度变化的角度传感器、用于检测承载架水平状态的水平传感器、用于检测支撑轮转动速度的转速传感器和用于检测支撑轮压力变化的压力传感器,由上述不同传感器,可以判断支撑轮与地面之间的接触状态和接触压力、支撑轮的转速和高度变化和承载架的倾斜状态,从而得出多个数据曲线,由所述的多个数据曲线综合判断路面与车辆之间的相互影响,方便检测人员以保证行车舒适和安全为首要前提作出路面修复方案,使路面充分满足设计要求。

本发明从车辆行驶舒适和安全角度出发,通过模拟车辆行驶时路面对其不同部位产生的数值变化曲线,从不同角度间接反映出路面的平整度变化,有利于检测人员直观判断路面状况,同时,积累不同曲线对路面平整度和车辆行驶的影响数据,便于建立数据模型,为以后的公路设计、检测和车辆行驶状态模拟提供可靠的计算数据库,使以后的检测过程大大简化。

附图说明

图1为本发明实施例1的立体示意图。

图2为本发明实施例1的前视图。

图3为本发明实施例1的右视图。

图4为本发明实施例2的立体示意图。。

图5为本发明实施例1的前视图。

图6为本发明实施例1的右视图。

图7为本发明实施例3的立体示意图。

图8为本发明实施例1的前视图。

图9为本发明实施例1的右视图。

技术术语与附图标记:

1、承载架 2、支撑轮 3、轴托 4、连杆 5、转轴

6、弹性元件 7、角度传感器 8、水平传感器 9、转速传感器 10、压力传感器

11、载荷调节机构 12、小轮 13、摆臂 14、固定架

15、浮动架 16、液压推杆 17、定位板 18、筋板 19、立轴

20、连杆机构 21、转动板 22、配重槽 23、配重物

具体实施方式

以下结合本发明附图中给出的实施例,对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述;显然,所描述的实施例是本发明的优选实施例,且不应被看作对其他实施例的排除;基于本发明给出的实施例,本领域技术人员在不付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都应属于本发明保护的范围。

在下文中,将参考附图详细描述本发明的优选实施例;然而,在描述本发明时,为了清楚说明本发明的要旨,将省略对现有已知功能或配置的描述。

附图1至3给出了本发明的实施例1,其包括承载架1和置于承载架1左右两侧的两个同轴设置的支撑轮2,所述的承载架1与支撑轮2之间有轴托3,所述轴托3与承载架1之间有至少两个相互平行的连杆4,连杆4的一端与承载架1铰接,连杆4的另一端与对应的轴托3铰接,从而组成多连杆机构,所述支撑轮2与轴托3经水平设置的转轴5转动连接;所述的承载架1左右两侧分别有弹性元件6(如减震弹簧、弹性伸缩杆、液压减震器等),弹性元件6的一端与承载架1连接,弹性元件6的另一端与对应侧的任一所述连杆4连接,具体连接方式应根据所选用的弹性元件6,结合常规手段进行选择,如弹性元件6为弹性伸缩杆时,弹性元件6的两端应分别与承载架1和所述连杆4铰接;所述的承载架1上有用于检测连杆4倾角变化的角度传感器7和用于检测自身状态的水平传感器8,所述轴托3上有用于检测支撑轮2转动速度的转速传感器9,所述支撑轮2上有压力传感器10;所述的承载架1上有载荷调节机构11,用于调节承载架1的实际载荷,模拟不同车型的车身重量。

使用时,将承载架1固定连接至牵引车辆尾部,根据道路设计标准,启动载荷调节机构11对承载架1施压以模拟道路允许行驶车辆的重量;启动牵引车牵引整个装置行进,通过行进过程中不同传感器的实时变化值,综合得出路面对车辆行驶的影响。

角度传感器7用于实时监测连杆4倾角,通过连杆4的倾角变化和所述连杆4的一端与支撑轮2之间的距离得出支撑轮2的竖向位移量(即减震过程中产生的竖向位移量),由此直接判断路面的障碍高度或坑洼深度,从而得到行进方向上的路面平整度变化曲线;还可结合转速传感器9(判断支撑轮是否离地)得出支撑轮2的离地高度曲线,以更加准确地判定路面起伏对车辆的冲击影响,作出更加安全、合理的路面修复措施。

水平传感器8用于检测承载架1的倾斜角度,根据两个支撑轮2的轮距和水平传感器8的变化值模拟得出车辆运行时的颠簸程度,为路面修复工作提供进一步参考。

转速传感器9用于实时监测支撑轮2的转速,由于支撑轮2自身由牵引车的前进和地面摩擦力的作用而被动驱动,因此当支撑轮2与地面分离时,支撑轮2的转速必然因失去驱动力而变小,反言之,当支撑轮2转速降低时,支撑轮2处于必然处于离地状态,根据其再次恢复正常转速(与地面接触)的时间和牵引速度得出离地行驶距离,同时根据角度传感器7得出的离地高度模拟生成抛物曲线,据此曲线可反推出支撑轮2离地前路面起伏对其造成的冲击力;从离地行驶距离和冲击力两个方面进一步测评路面对车辆的影响,从而给出更加合理的修复方案。

压力传感器10用于检测路面对支撑轮2造成的冲击力,测绘冲击力变化曲线,判断路面对车辆运行稳定性的影响;同时,在支撑轮2离地的情况下,根据离地前的冲击力与牵引拉力的合力,及上述得出的离地距离,再次模拟抛物曲线,并与转速传感器得出的抛物进行比较分析,综合得出更加精准的模拟行驶数据。

由于力的相互作用性,地面对车辆造成的冲击力即车辆对路面造成的冲击力,根据冲击力变化曲线,可以近似测算公路的潜在损伤风险和使用寿命,以便于及时对路面进行强化和修复。

进一步地,所述的承载架1下方有置于两个支撑轮2之间的多个小轮12,所述小轮12与承载架1之间有摆臂13,摆臂13的一端与承载架1弹性铰接使摆臂13下摆,摆臂13的另一端与小轮12铰接,所述的承载架1上有与摆臂13一一对应的转角传感器,通过转角传感器的变化值和摆臂13的长度,得出对应小轮12的竖向位移高度(即路面行进方向的平整度)曲线;所述多个小轮12的轴线与两个支撑轮2的轴线位于同一竖直平面内,任一时刻内两个支撑轮2的高度和多个小轮12的高度按序连接所构成的曲线即为当前行驶位置路面截面的平整度曲线,将该曲线与上述行进方向上不同的平整度曲线进行整合即可模拟出装置行进覆盖范围内路面的整体立体模型,从而使检测人员更加直观地观测路面情况,便于快速找出缺陷严重区域,制定完善、有效的路面修复措施。

进一步地,所述的承载架1由固定架14和浮动架15组成,所述的支撑轮2、连杆4、弹性元件6与浮动架15连接,所述的角度传感器7和水平传感器8置于浮动架15上,所述的载荷调节机构11为竖向设置的液压推杆16,液压推杆16的上端与固定架14连接,液压推杆16的下端与浮动架15经平行于水平面且垂直于支撑轮2轴向的轴线转动连接,避免浮动架14自身产生倾斜晃动时,液压推杆16与浮动架14之间产生刚性扭转变形而影响正常使用;使用时,将固定架14固定于牵引车辆上,完成对整个装置的定位,液压推杆16对浮动架15提供下压力,牵引车的重量经固定架14作用于液压推杆16上方,为液压推杆16提供支撑力,该设置实际是将牵引车的一部分重量施加于浮动架14上,从而使承载架1模拟出预设车辆的重量。

进一步地,所述的固定架14由定位板17和筋板18经平行于水平面且垂直于支撑轮2轴向的轴线转动连接,所述的筋板18与浮动架15经液压推杆16连接;使用时,将定位板17固定于牵引车辆上,则筋板18可在定位板17上转动,当牵引车辆因路面起伏而带动定位板17晃动时,筋板18与定位板17之间的相对转动可使筋板18保持相对稳定,也即使液压推杆16更好地保持竖直状态,从而减小牵引车辆晃动对浮动架15产生的影响,使测量结果更加真实可靠。

附图4至6给出了本发明的实施例2,其与实施例1的不同之处在于,承载架1由固定架14、浮动架15和竖向设置的立轴19组成,所述的支撑轮2、连杆4、弹性元件6与浮动架15连接,所述的角度传感器7和水平传感器8置于浮动架15上;所述立轴19的上端与固定架14经平行四边形连杆机构20铰接,使立轴19始终保持竖直状态,立轴19的下端与浮动架15经平行于水平面且垂直于支撑轮2轴向的轴线转动连接,避免浮动架14自身产生倾斜晃动时,立轴19与浮动架14之间产生刚性扭转变形而影响正常使用;所述的载荷调节机构11为液压推杆16,液压推杆16的两端分别与固定架14和连杆机构20铰接,用于驱动连杆机构20的转动,从而为浮动架15提供下压力。

进一步地,所述的固定架14由定位板17和转动板21经平行于水平面且垂直于支撑轮2轴向的轴线转动连接,所述的转动板21与立轴19经平行四边形连杆机构20铰接,所述液压推杆16的两端分别与转动板21和连杆机构20铰接;使用时,将定位板17固定于牵引车辆上,则转动板21可在定位板17上转动,当牵引车辆因路面起伏而带动定位板17晃动时,转动板21与定位板17之间的相对转动可使转动板21保持相对稳定,也即使立轴19更好地保持竖直状态,从而减小牵引车辆晃动对浮动架15产生的影响;当转动板21为摆陀状时,其自身产生的下摆复位力可作用于立轴19上,使立轴19受到牵引车辆影响而摇摆时可以更快地复位,从而保证浮动架15上承受的压力相对稳定,获得良好的模拟行驶效果和准确的测量数据。

附图7至9给出了本发明的实施例3,其与实施例1和实施例2的不同之处在于,承载架1由固定架14、浮动架15组成,所述的浮动架15上有开口朝上的配重槽22,配重槽22内有配重物23如金属块、混凝土块、沙石等,所述的配重槽22与配重物23组成载荷调节机构11,所述的浮动架15/配重槽22与固定架14经平行四边形连杆机构20铰接,使配重槽22始终保持开口朝上,避免配重物滑落而影响重量模拟效果。

进一步地,所述的固定架14由定位板17和转动板21经平行于水平面且垂直于支撑轮2轴向的轴线转动连接,所述的转动板21与浮动架15/配重槽22经平行四边形连杆机构20铰接;使用时,将定位板17固定于牵引车辆上,则转动板21可在定位板17上转动,当牵引车辆因路面起伏而带动定位板17晃动时,转动板21与定位板17之间的相对转动可使转动板21保持相对稳定,也即使配重槽22更好地保持竖直状态,从而减小牵引车辆晃动对浮动架15产生的影响。

为了进一步增加检测精度,上述三个实施例中的多个小轮12在两个支撑轮2之间均布设置,且所述小轮12越多,得出的路面截面平整度曲线越精确。

为了进一步提高车辆行驶的模拟效果,上述三个实施例中的支撑轮2与常规车轮的规格一致或直接选用常规车轮,以便于准确模拟行车状态。

根据上述实施例得出的不同曲线和数值,可以帮助检测人员准确判断路面起伏变化及何种路面平整度变化会导致车轮离地和车身晃动等,便于直观、立体、形象地反映出路面平整度的真实情况,便于检测人员作出准确判定和完善的修复方案。

上述说明书和实施例的描述,用于解释本发明的保护范围,但不构成对本发明保护范围的限定;通过本发明或上述实施例的启示,本领域技术人员结合公知常识、本领域的普通技术知识和/或现有技术,通过合乎逻辑的分析、推理或有限的试验可以得到的对本发明实施例或其中一部分技术特征的修改、等同替换或其他改进,均应包含在本发明的保护范围之内。

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