阅读说明：本技术 一种道路横纵坡自动测量装置及其使用方法 (Automatic measuring device for road transverse and longitudinal slopes and using method thereof ) 是由 潘兵宏 周锡浈 温长鹏 于 2019-10-24 设计创作，主要内容包括：本发明公开一种道路横纵坡自动测量装置及其使用方法,其组成为包含测量基板和仪器壳体两部分,仪器壳体内设有控制电路板,控制电路板上含有电源装置、数据处理单元、USB数据接口、数据存储单元、倾角传感器,并连接有数字操作板和显示装置。该装置放置于路面后,可自动测量路面横纵坡度值,具有测量快速、便于携带等特点,可提高测量效率,并保证测量精度。(The invention discloses an automatic measuring device for a road transverse and longitudinal slopes and a using method thereof. The device is placed behind the road surface, but automatic measurement road surface horizontal and vertical gradient value has characteristics such as the measurement is quick, portable, can improve measurement of efficiency to guarantee measurement accuracy.)

一种道路横纵坡自动测量装置及其使用方法

技术领域

本发明属于公路测量设备技术领域，具体为一种道路横纵坡自动测量装置及其使用方法。

背景技术

目前，在公路验收阶段，常常采用水准仪或全站仪对道路横纵坡进行验收检查，具体为：通过量取道路路面两点间的高差以及水平距离，即得坡度＝高差/水平距离×100％，该方法虽然能保证测量精度，但是操作过程较为繁琐，测量效率低下，难以满足公路工程测量领域快速、高效、方便的需求。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种道路横纵坡自动测量装置，该装置具有快速测量、便于携带等特点，可提高测量效率，并保证测量精度。

本发明是通过以下技术方案来实现：

一种道路横纵坡自动测量装置，包括仪器壳体，仪器壳体内设置有控制电路板，控制电路板上设有电源装置、数据处理单元、数据存储单元和倾角传感器，仪器壳体上表面设置有数字操作板和显示装置；

电源装置，用于为数据处理单元、数据存储单元、倾角传感器、数字操作板和显示装置供电；

倾角传感器，用于采集道路横纵坡倾角信息，并传输给数据处理单元；

数据处理单元，用于对道路横纵坡倾角信息进行模数转换并处理得到道路横纵坡信息，得到的道路横纵坡信息传输给数据存储单元和显示装置；

数据存储单元，用于存储桩号信息和相应的道路横纵坡信息；

数字操作板，用于输入桩号至数据存储单元和显示装置，并控制电源装置、倾角传感器、数据处理单元和数据存储单元的工作状态；

显示装置，用于显示桩号信息和相应的道路横纵坡信息。

优选的，倾角传感器采用液体摆双轴倾角传感器。

进一步的，使用时，倾角传感器的X轴平行于道路横断面方向，Y轴平行于道路前进方向，数据处理单元根据倾角信息处理得到道路横纵坡的方法为：

i_x＝tan(a_x)×100％

i_y＝tan(a_y)×100％

其中：

i_x为道路横坡；

a_x为倾角传感器的X轴与水平面的夹角；

i_y为道路纵坡；

a_y为倾角传感器的Y轴与水平面的夹角。

进一步的，使用时，倾角传感器的X轴平行于仪器壳体的一侧面，Y轴平行于仪器壳体的另一侧面。

优选的，还包括测量基板，使用时，仪器壳体置于测量基板上。

进一步的，测量基板呈矩形设置。

优选的，控制电路板上还设有USB数据接口，USB数据接口用于将数据存储单元存储的桩号信息和道路横纵坡信息导出。

所述的道路横纵坡自动测量装置的使用方法，将道路横纵坡自动测量装置置于待测的道路上，使倾角传感器的X轴平行于道路横断面方向，Y轴平行于道路前进方向；在数字操作板输入被测点的桩号信息，传递至数据存储单元存储，且在显示装置上显示桩号信息；桩号信息输入完毕后，通过数字操作板控制倾角传感器开始测量，倾角传感器将测量的道路横纵坡倾角信息传递至数据处理单元，数据处理单位处理得到道路横坡和道路纵坡并将道路横坡和道路纵坡传递至显示装置，当显示装置上显示的道路横坡、道路纵坡数据稳定时，通过数字操作板控制数据处理单位将当前得到的道路横坡和道路纵坡信息传递保存至数据存储单元。

与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：

本发明使用时，在数字操作板上输入桩号，桩号信息保存至数据存储单元内并在显示装置上显示，然后通过数字操作板控制倾角传感器开始测量，经数据处理单元处理后得到对比道路横纵坡信息在显示装置上显示，然后通过数字操作板启动数据储存，道路横纵坡信息保存至数据存储单元中并与相应的桩号对应存储。本发明装置通过倾角传感器和数据处理单元能够快速得到道路横纵坡信息，测量速度快，测量效率高，且能保证测量精度，本发明装置易于携带，使用方便。

进一步的，倾角传感器的X轴平行于仪器壳体的一侧面，Y轴平行于仪器壳体的另一侧面，使用时，只需要保证仪器壳体的两个侧面分别与道路横断面方向、道路前进方向平行即可，便于寻找放置方向并保证方向准确度。

进一步的，设置测量基板，可直接放置于路面上，便于仪器测量较长范围内路面两点之间的坡度。

附图说明

图1为道路横纵坡自动测量装置结构示意图；

图2为道路横纵坡自动测量装置放置平面示意图；

图3为道路横纵坡自动测量装置工作原理流程图；

图4为倾角传感器工作原理图，(a)道路纵断面图，(b)道路横断面图。

具体实施方式

下面结合具体的实施例对本发明做进一步的详细说明，所述是对本发明的解释而不是限定。

为了使本领域技术人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

下面结合附图对本发明做进一步详细描述：

结合图1，本发明一种道路横纵坡自动测量装置，包括测量基板01和仪器壳体02，仪器壳体02内设置有控制电路板03，控制电路板03上设有电源装置04、数据处理单元05、USB数据接口06、数据存储单元07和倾角传感器08，仪器壳体02上表面设置有数字操作板09和显示装置10；

测量基板01长度为两米，宽度略宽于仪器壳体02宽度，可直接放置于路面上，便于仪器测量较长范围内路面两点之间的坡度。

电源装置04，用于为数据处理单元05、USB数据接口06、数据存储单元07、倾角传感器08、数字操作板09和显示装置10供电。

倾角传感器08，用于采集道路横纵坡倾角信息，并传输给数据处理单元05。

数据处理单元05，由单片机和相应的数据处理程序组成，用于对道路横纵坡倾角信息进行模数转换和道路横纵坡计算，得到的道路横纵坡信息传输给数据存储单元07，并传输至显示装置10进行显示。

数据存储单元07，用于存储桩号信息和相应的道路横纵坡信息。

USB数据接口06，用于将数据存储单元07存储的桩号信息和道路横纵坡信息导出，以便于路面横纵坡设计数据进行比对校核。

数字操作板09，用于桩号输入并控制电源装置04、倾角传感器08、数据处理单元05和数据存储单元07的工作状态，例如完成电源装置的启动/关闭、桩号输入、测量控制、数据存储和数据调取等操作。结合图1，数字操作板09上有数字0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、确定、上、下、左、右、电源16个按钮。测量人员可选择显示装置10的程序查阅一栏，调动数据存储单元7，此时显示装置10将显示最近一次测量的桩号、横坡、纵坡值，测量者可按左、右按钮查阅已测数据。

显示装置10用于显示横纵坡倾角信息和桩号信息，显示装置10上可见桩号、横坡、纵坡标题栏。

本发明装置工作原理为：数字操作板09上输入桩号，桩号信息保存至数据存储单元07内并在显示装置10上显示，然后通过数字操作板09控制倾角传感器08开始测量，经数据处理单元05处理后得到对比道路横纵坡信息在显示装置10上显示，然后通过数字操作板09启动数据储存，道路横纵坡信息保存至数据存储单元07中并与相应的桩号对应存储。

本发明装置的使用过程如下。

结合图2，测量人员使用时将横纵坡自动测量装置测量基板01短边平行于道路前进方向，以测量道路纵坡；测量基板01长边平行于道路横断面方向，以测量道路横坡，并将仪器壳体02放置于测量基板01上，并保证仪器壳体02的长边与测量基板01长边平行，仪器壳体02的短边与测量基板01的短边平行。

结合图3，测量人员手动在数字操作板09输入被测点桩号数据，传递至数据存储单元07，并由数据处理单元05接受并处理，在显示装置10的桩号一栏显示桩号。桩号数据输入完毕后，测量人员将横纵坡自动测量装置按要求放置在道路路面上，将显示装置10上的光标锁定到开始测量栏，按下数字操作板09中的确定按键，倾角传感器08将传感器X轴、Y轴与水平面的夹角数据传递至数据处理单元05，数据处理单位05将处理结果(道路横坡与纵坡)传递至显示装置10。当显示装置10上所示道路横坡、道路纵坡数据稳定时，将显示装置10上的光标锁定到保存栏，按下数字操作板09的确定按钮即可保存至数据存储单元07。

结合图4，倾角传感器08为横纵坡自动测量装置的主体，采用液体摆双轴倾角传感器，其安装底面与仪器壳体02平行，倾角传感器08的X轴平行于仪器壳体02长边方向，倾角传感器08的Y轴平行于仪器壳体02短边方向，由于道路横坡与纵坡的存在，将出现传感器X轴与水平面夹角，Y轴与水平面夹角。因此倾角测量与道路横纵坡关系为：

i_x＝tan(a_y)×100％

i_y＝tan(a_y)×100％

其中：

i_x为道路横坡；

a_x为倾角传感器X轴与水平面的夹角；

i_y为道路纵坡；

a_y为倾角传感器X轴与水平面的夹角。

以上内容仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明权利要求书的保护范围之内。