[发明专利]公路路面摊铺厚度的插入式自动测量装置

摘要

本发明属于道路施工质量控制领域，为提供可实现公路路面摊铺厚度自动、高精度、实时测量的装置，既可实现路面摊铺厚度的实时测量，又能将测量信息远程发送至数据库可供后续质量评估应用，作为相关部门进行摊铺质量管理的依据。为此，本发明采取的技术方案是，公路路面摊铺厚度的插入式自动测量装置，包括：测量平台小车、摊铺厚度测量模块、GPS实时定位模块、集成控制器模块、数据无线发送模块(DTU)、数据库及应用服务器模块。本发明主要应用于道路施工质量控制。

主权项

一种公路路面摊铺厚度的插入式自动测量装置，其特征是，包括：测量平台小车、摊铺厚度测量模块、GPS实时定位模块、集成控制器模块、数据无线发送模块(DTU)、数据库及应用服务器模块；测量平台小车由钢轮、高强度铝合金车架、用于安装包括摊铺厚度测量模块、GPS实时定位模块、集成控制器模块和数据无线发送模块的左右向横梁以及连接伸缩装置组成，其与摊铺机采用连接伸缩装置连接，且随摊铺机同步向前移动；连接伸缩装置采用刚性套梁与软钢丝结合的方式，其中，刚性套梁用于控制平台小车行进方向，防止小车偏移；软钢丝通过伸拉电机转动来收放，在摊铺厚度测量过程中软钢丝放出，刚性套梁伸长，以保证测量平台小车原地不动；当测量完成后，连接伸缩装置中的伸拉电机回收软钢丝，拉动测量平台小车，刚性套梁伸长部位复原，平台小车跟上摊铺机移动；摊铺厚度测量模块包括电动推杆、位移传感器、压力传感器和探针；电动推杆安装在测量平台小车的横梁上，使推杆竖直向下伸缩，根据路面宽度调整横梁长度，并沿横梁安装满足全断面测量要求适宜数量的电动推杆；每个电动推杆与一个位移传感器、一个压力传感器配套安装，并在推杆前端安装探针，电动推杆内部电机可正反转，带动推杆伸长和收缩；位移传感器可实时测得电动推杆的伸出值；压力传感器安装在电动推杆前段，位于推杆和探针之间，可实时测得探针前端所受到的压力；GPS实时定位模块由GPS接收机和GPS基准站组成，GPS接收机安装在测量平台小车上，用以确定小车的平面位置坐标(x,y)；GPS基准站将RTK(Real‑time Kinematic)实时动态差分信号无线发送至GPS接收机，以提高GPS定位精度；该模块用于获得任意时刻测量平台小车的平面位置坐标，并将当前测量时间及相应的位置坐标传送到集成控制器模块。集成控制器模块包括24V供电电源、12V供电电源、测量起止控制器和数据控制器四个部分；24V供电电源向电动推杆供电和软钢丝伸拉电机供电，12V供电电源向数据控制器和测量起止控制器供电，同时数据控制器输出5V电压向位移传感器和压力传感器供电；根据一定时间间隔，测量起止控制器给电动推杆发送启动信号，测量开始，电动推杆启动并将推杆伸出；同时，测量起止控制器给软钢丝伸拉电机发送信号，伸拉电机转动放出软钢丝，软钢丝和刚性套梁同步伸长，使测量平台小车原地停止不动；数据控制器实时读取压力传感器和位移传感器测量的数值，并根据预先设定的接触压力和触底压力，实时判断探针是否开始进入摊铺表面及是否到达基面；当测得的压力值大于接触压力时，认为探针已接触摊铺表面，此时数据控制器记录该时刻位移传感器的测量值L1；当测得的压力值大于触底压力时，认为探针已经到达基面，此时数据控制器记录该时刻位移传感器的测量值L2；然后，数据控制器计算摊铺厚度，即为H＝L2‑L1；当探针到达基面时，数据控制器触动测量起止控制器给电动推杆发送反转信号，电动推杆反转一定时间，待探针拔出摊铺面后，电动推杆停止工作；随后测量起止控制器给软钢丝伸拉电机发送收缩软钢丝信号，伸拉电机反转收缩软钢丝，待刚性套梁收缩复位、测量平台小车跟上摊铺机后，伸拉电机停止工作；最后，数据控制器将GPS实时定位模块采集的当前测量时间及相应的测量平台小车位置坐标，以及每个电动推杆的ID号及其对应的摊铺厚度值H一并传输给数据无线通讯装置(DTU)；数据无线发送模块(DTU)将数据控制器发送过来的当前采样时间及其对应的测量平台小车坐标、各个电动推杆ID号及其所对应的摊铺厚度，经GPRS(General Packet Radio Service，通用分组无线服务技术)网络无线发送到远程数据库和应用服务器模块中。