一种公路工程用路面层位检测及标定系统
| 专利类型 | 发明公开 | 法律事件 | 公开; |
| 专利有效性 | 公开 | 当前状态 | 公开 |
| 申请号 | CN202411891187.9 | 申请日 | 2024-12-20 |
| 公开(公告)号 | CN119736832A | 公开(公告)日 | 2025-04-01 |
| 申请人 | 南皮县交通运输局; | 申请人类型 | 其他 |
| 发明人 | 于文娟; 赵合昌; 王健; | 第一发明人 | 于文娟 |
| 权利人 | 南皮县交通运输局 | 权利人类型 | 其他 |
| 当前权利人 | 南皮县交通运输局 | 当前权利人类型 | 其他 |
| 省份 | 当前专利权人所在省份：河北省 | 城市 | 当前专利权人所在城市：河北省沧州市 |
| 具体地址 | 当前专利权人所在详细地址：河北省沧州市南皮县光明西路103号 | 邮编 | 当前专利权人邮编：061599 |
| 主IPC国际分类 | E01C23/01 | 所有IPC国际分类 | E01C23/01 ; E01H1/10 ; B62D61/10 ; G01N21/95 ; G01S17/08 |
| 专利引用数量 | 0 | 专利被引用数量 | 0 |
| 专利权利要求数量 | 10 | 专利文献类型 | A |
| 专利代理机构 | 北京知汇宏图知识产权代理有限公司 | 专利代理人 | 刘冰; |
| 摘要 | 本 发明 涉及检测及标定技术领域，提出了一种公路工程用路 面层 位检测及标定系统，其针对公路的路面破损形成检测的同时能够对路面形成辅助清洁，降低路面上的杂物对破损路面的检测影响，能够对检测而出的损耗点形成标记，方便后续的维修作业，更为实用，包括检测组件和载体组件、安装组件和标定组件，载体组件包括车体，车体上设置有中缺口，车体上安装有轮系结构，检测组件包括第一视觉摄像头和第二视觉摄像头，第一视觉摄像头和第二视觉摄像头分别设置在中缺口的两侧，安装组件包括固定中筒，固定中筒固定连接在中缺口内，固定中筒内转动连接有转动架，固定中筒上安装有伺服 电机 ， 伺服电机 用于转动架相对于固定中筒的转动调整。 | ||
| 权利要求 | 1.一种公路工程用路面层位检测及标定系统，包括检测组件，其特征在于，还包括载体组件、安装组件和标定组件，所述载体组件包括车体(1)，所述车体(1)上设置有中缺口，车体(1)上安装有轮系结构，所述检测组件包括第一视觉摄像头(2)和第二视觉摄像头(3)，所述第一视觉摄像头(2)和第二视觉摄像头(3)分别设置在所述中缺口的两侧，所述安装组件包括固定中筒(4)，所述固定中筒(4)固定连接在所述中缺口内，固定中筒(4)内转动连接有转动架(5)，固定中筒(4)上安装有伺服电机(6)，所述伺服电机(6)用于所述转动架(5)相对于固定中筒(4)的转动调整，转动架(5)内转动连接有摆动架(7)，且转动架(5)上安装有电动伸缩杆(8)，所述电动伸缩杆(8)用于摆动架(7)相对于转动架(5)的摆动转动调整，摆动架(7)内滑动连接有升降储藏筒(9)，所述升降储藏筒(9)内设置有多个标识体，升降储藏筒(9)上安装有交替限位结构，所述交替限位结构与所述标识体匹配，所述摆动架(7)内安装有电动升降杆(10)，所述电动升降杆(10)用于升降储藏筒(9)相对于摆动架(7)的升降调整，摆动架(7)上安装有辅助清洁结构和光学检测结构。 |
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| 说明书全文 | 一种公路工程用路面层位检测及标定系统技术领域[0001] 本发明涉及检测及标定技术领域，具体涉及一种公路工程用路面层位检测及标定系统。 背景技术[0002] 众所周知，公路作为重要的基础设施，它连接城市、乡村和工业区，促进了经济的发展和人们的出行，而伴随着公路的使用也需要对公路进行维护，公路维护修补的前提是需要预先清楚公路的损耗位置，而后在有目的性的维护处理，为方便公路损耗位置的确定我们提出一种公路工程用路面层位检测及标定系统。 [0003] 经检索，中国专利申请号为CN202410424563.7的发明专利公开了一种公路工程用的路面厚度检测装置，其大致描述为，包括遥控面板，遥控面板的内部安装有无线控制模块，基准组件，基准组件包括放置板、平衡调节机构、固定筒、深入杆、基准水管以及反向机构，其中，放置板通过平衡机构放置在地面上，放置板的板面中间位置处开设有圆孔，且深入杆滑动设置在圆孔内，基准水管通过反向机构与深入杆进行同步且运动方向相反的运动，深入杆的一侧设置有使其固定的固定机构，检测组件，检测组件包括箱体、移动组件、转动筒、高度调节机构、检测水管、旋转接头，其在使用时，将放置板放置在地面上，且使圆孔与地面上测量预留孔相对齐，转动调节螺杆，调节各个调节螺杆向下伸出长度，并通过观察水平气泡仪，从而使放置板调节成水平状态，将深入杆插入预留孔内，直至深入杆的底端与预留孔的底部相接触后开启测量即可。 [0004] 上述的现有技术方案虽然能够配套路面厚度形成检测，但是检测过程中，需要设置预留孔，因此对检测作业的前提要求较为严格，操作便利性有待进一步提高，也较难适用于公路维护修补前的检测和标定作业。 发明内容[0005] 针对现有技术的不足，本发明提供了一种公路工程用路面层位检测及标定系统，其针对公路的路面破损形成检测的同时具备主动清洁功能，能够对路面形成辅助清洁，降低路面上的杂物对破损路面的检测影响，并且能够对检测而出的损耗点形成标记，以方便后续的维修作业，实用性更强。 [0006] 为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种公路工程用路面层位检测及标定系统，包括检测组件，还包括载体组件、安装组件和标定组件，所述载体组件包括车体，所述车体上设置有中缺口，车体上安装有轮系结构，所述检测组件包括第一视觉摄像头和第二视觉摄像头，所述第一视觉摄像头和第二视觉摄像头分别设置在所述中缺口的两侧，所述安装组件包括固定中筒，所述固定中筒固定连接在所述中缺口内，固定中筒内转动连接有转动架，固定中筒上安装有伺服电机，所述伺服电机用于所述转动架相对于固定中筒的转动调整，转动架内转动连接有摆动架，且转动架上安装有电动伸缩杆，所述电动伸缩杆用于摆动架相对于转动架的摆动转动调整，摆动架内滑动连接有升降储藏筒，所述升降储藏筒内设置有多个标识体，升降储藏筒上安装有交替限位结构，所述交替限位结构与所述标识体匹配，所述摆动架内安装有电动升降杆，所述电动升降杆用于升降储藏筒相对于摆动架的升降调整，摆动架上安装有辅助清洁结构和光学检测结构。 [0007] 优选的，所述摆动架上开设有中心腔和驱动孔，所述升降储藏筒滑动连接在所述中心腔内，升降储藏筒固定连接有驱动杆，所述驱动杆滑动连接在所述驱动孔内，且电动升降杆的升降杆与所述驱动杆传动连接。 [0008] 优选的，所述辅助清洁结构包括转动刷筒，所述转动刷筒上设置有多个出液孔和多个刷毛，多个所述刷毛分别与多个所述出液孔之间均呈错位设置，转动刷筒转动连接有弯头管，所述弯头管连通有滑动管，所述滑动管外转动连接有辅支架，所述辅支架与所述升降储藏筒固定连接，升降储藏筒上开设有转连孔，滑动管连接在所述转连孔内，且滑动管上滑动连接有转动管，所述转动管转动连接在转连孔内，摆动架内安装有变频电机，所述变频电机用于所述转动管的转动驱动，转动管的顶端转动连接有外接管。 [0011] 优选的，所述光学检测结构包括光学检测器和辅助安装架，所述辅助安装架与所述升降储藏筒固定连接，且辅助安装架与所述驱动杆固定连接，所述光学检测器安装在所述辅助安装架的底端。 [0012] 优选的，所述标识体包括底座和顶壳，所述底座和顶壳之间通过伸缩筒连接，所述伸缩筒内设置有弹性簧，所述弹性簧的两端分别与底座连接和顶壳连接，顶壳内和底座内分别固定连接有顶吸盘和底吸盘，所述顶吸盘和底吸盘相互匹配。 [0013] 优选的，所述交替限位结构包括外置铰接座，所述外置铰接座与所述摆动架固定连接，外置铰接座内转动连接有双头驱动架，所述双头驱动架内连接有两个传动轴，两个所述传动轴分别连接有上限位插块和下限位插块，所述摆动架上开设有两个插入限位口，所述上限位插块和下限位插块分别与两个所述插入限位口匹配，所述升降储藏筒上开设有与上限位插块和下限位插块匹配的长条口，外置铰接座上安装有用于双头驱动架摆动驱动的控制电机。 [0014] 优选的，所述轮系结构包括两个主轮轴，两个所述主轮轴分别固定连接在所述车体的左右两侧，两个主轮轴上均转动连接有主轮架，两个所述主轮架上均转动连接有分轮架，两个所述主轮架上和两个所述分轮架上均安装有转向动力轮，两个分轮架上均安装有辅助过渡轮。 [0015] 优选的，所述摆动架上开设有两个侧开口和两个顶开口，两个所述侧开口分别与两个所述顶开口连通，两个侧开口内均固定连接有弹力簧，两个所述弹力簧均固定连接有限位杆，两个所述限位杆分别滑动连接在两个所述顶开口内，两个所述限位杆的顶端固定连接有限位压架，所述限位压架用于置入所述升降储藏筒内的标识体的辅助下压限位。 [0016] 与现有技术相比，本发明提供了一种公路工程用路面层位检测及标定系统，具备以下有益效果： [0017] (1)本发明中，通过检测组件和光学检测结构的配备，形成粗检测和细检测双重功能，检测组件的粗检测大致对公路的路面形成快速识别，光学检测结构对检测组件所识别的路面破损区域形成精确识别，以针对公路的路面破损形成检测，保障检测数据可靠性的同时提升了检测效率。 [0018] (2)本发明中，通过标识体的设计，形成道路破损处的标定结构，标定结构存储时处于压缩状态，存储空间需求更小，投放完成后自主弹性升高，从而达到主动标记的效果，通过交替限位结构的配备，对标识体形成限位和投放通过作业。 [0020] 图1为本发明整体的立体结构示意图； [0021] 图2为本发明图1中A处的局部放大结构示意图； [0022] 图3为本发明伺服电机、摆动架和电动伸缩杆等配合的立体结构示意图； [0023] 图4为本发明整体的另一角度的立体结构示意图； [0024] 图5为本发明图4中B处的局部放大结构示意图； [0025] 图6为本发明图4中C处的局部放大结构示意图； [0026] 图7为本发明固定中筒、转动架和伺服电机等配合的立体结构示意图； [0027] 图8为本发明摆动架、升降储藏筒和电动升降杆等配合的立体结构示意图； [0028] 图9为本发明摆动架、升降储藏筒和电动升降杆等配合的局部剖视的立体结构示意图； [0029] 图10为本发明弯头管、滑动管和联动齿轮等配合的立体结构示意图； [0030] 图11为本发明转动架、升降储藏筒和上限位插块等配合的剖视的立体结构示意图； [0031] 图12为本发明标识体的立体结构示意图； [0032] 图13为本发明整体仰视的立体结构示意图； [0033] 图14为本发明图13中D处的局部放大结构示意图； [0034] 图15为本发明图13中E处的局部放大结构示意图； [0035] 图16为本发明升降储藏筒、辅支架和辅助安装架配合的立体结构示意图。 [0036] 图中：1、车体；2、第一视觉摄像头；3、第二视觉摄像头；4、固定中筒；5、转动架；6、伺服电机；7、摆动架；8、电动伸缩杆；9、升降储藏筒；10、电动升降杆；11、中心腔；12、驱动孔；13、驱动杆；14、转动刷筒；15、出液孔；16、刷毛；17、弯头管；18、滑动管；19、辅支架；20、转连孔；21、转动管；22、变频电机；23、驱动带轮；24、同步带；25、从动带轮；26、端面驱动轮；27、联动齿轮；28、通过孔；29、光学检测器；30、辅助安装架；31、底座；32、顶壳；33、弹性簧； 34、顶吸盘；35、底吸盘；36、外置铰接座；37、双头驱动架；38、传动轴；39、上限位插块；40、下限位插块；41、长条口；42、主轮轴；43、主轮架；44、分轮架；45、转向动力轮；46、辅助过渡轮； 47、侧开口；48、顶开口；49、弹力簧；50、限位杆；51、限位压架。 具体实施方式[0037] 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，都属于本发明保护的范围。 [0038] 实施例，请参阅图1‑图16，一种公路工程用路面层位检测及标定系统，包括检测组件，还包括载体组件、安装组件和标定组件，载体组件包括车体1，车体1上设置有中缺口，车体1上安装有轮系结构，检测组件包括第一视觉摄像头2和第二视觉摄像头3，第一视觉摄像头2和第二视觉摄像头3分别设置在中缺口的两侧，安装组件包括固定中筒4，固定中筒4固定连接在中缺口内，固定中筒4内转动连接有转动架5，固定中筒4上安装有伺服电机6，伺服电机6用于转动架5相对于固定中筒4的转动调整，转动架5内转动连接有摆动架7，且转动架5上安装有电动伸缩杆8，电动伸缩杆8用于摆动架7相对于转动架5的摆动转动调整，摆动架 7内滑动连接有升降储藏筒9，升降储藏筒9内设置有多个标识体，标识体包括底座31和顶壳 32，底座31和顶壳32之间通过伸缩筒连接，伸缩筒内设置有弹性簧33，弹性簧33的两端分别与底座31连接和顶壳32连接，顶壳32内和底座31内分别固定连接有顶吸盘34和底吸盘35，顶吸盘34和底吸盘35相互匹配，通过标识体的设计，形成道路破损处的标定结构，标定结构存储时处于压缩状态，存储空间需求更小，投放完成后自主弹性升高，从而达到主动标记的效果，升降储藏筒9上安装有交替限位结构，交替限位结构与标识体匹配，交替限位结构包括外置铰接座36，外置铰接座36与摆动架7固定连接，外置铰接座36内转动连接有双头驱动架37，双头驱动架37内连接有两个传动轴38，两个传动轴38分别连接有上限位插块39和下限位插块40，摆动架7上开设有两个插入限位口，上限位插块39和下限位插块40分别与两个插入限位口匹配，升降储藏筒9上开设有与上限位插块39和下限位插块40匹配的长条口41，外置铰接座36上安装有用于双头驱动架37摆动驱动的控制电机，通过交替限位结构的配备，对标识体形成限位和投放通过作业。 [0039] 还需进一步说明的是，摆动架7内安装有电动升降杆10，电动升降杆10用于升降储藏筒9相对于摆动架7的升降调整，摆动架7上安装有辅助清洁结构和光学检测结构，辅助清洁结构包括转动刷筒14，转动刷筒14上设置有多个出液孔15和多个刷毛16，多个刷毛16分别与多个出液孔15之间均呈错位设置，转动刷筒14转动连接有弯头管17，弯头管17连通有滑动管18，滑动管18外转动连接有辅支架19，辅支架19与升降储藏筒9固定连接，升降储藏筒9上开设有转连孔20，滑动管18连接在转连孔20内，且滑动管18上滑动连接有转动管21，转动管21转动连接在转连孔20内，摆动架7内安装有变频电机22，变频电机22用于转动管21的转动驱动，转动管21的顶端转动连接有外接管，变频电机22的输出轴上通过驱动带轮23传动连接有同步带24，转动管21上固定连接有与同步带24匹配的从动带轮25，辅支架19的底端固定连接有端面驱动轮26，端面驱动轮26啮合有联动齿轮27，联动齿轮27与转动刷筒14固定连接，且联动齿轮27开设有与弯头管17匹配的通过孔28，通过辅助清洁结构的设计，能够配合待检测的路面形成辅助喷淋和刷洗作业，具备主动清洁功能，能够对路面形成辅助清洁，降低路面上的杂物对破损路面的检测影响，光学检测结构包括光学检测器29和辅助安装架30，辅助安装架30与升降储藏筒9固定连接，且辅助安装架30与驱动杆13固定连接，光学检测器29安装在辅助安装架30的底端，通过检测组件和光学检测结构的配备，形成粗检测和细检测双重功能，检测组件的粗检测大致对公路的路面形成快速识别，光学检测结构对检测组件所识别的路面破损区域形成精确识别，以针对公路的路面破损形成检测，保障检测数据可靠性的同时提升了检测效率。 [0040] 还需进一步说明的是，摆动架7上开设有中心腔11和驱动孔12，升降储藏筒9滑动连接在中心腔11内，升降储藏筒9固定连接有驱动杆13，驱动杆13滑动连接在驱动孔12内，且电动升降杆10的升降杆与驱动杆13传动连接，能够形成升降储藏筒9在中心腔11内的相对高度调节，轮系结构包括两个主轮轴42，两个主轮轴42分别固定连接在车体1的左右两侧，两个主轮轴42上均转动连接有主轮架43，两个主轮架43上均转动连接有分轮架44，两个主轮架43上和两个分轮架44上均安装有转向动力轮45，两个分轮架44上均安装有辅助过渡轮46，搭配车体1形成行进功能结构，该结构对公路破损路面的通过性较好，摆动架7上开设有两个侧开口47和两个顶开口48，两个侧开口47分别与两个顶开口48连通，两个侧开口47内均固定连接有弹力簧49，两个弹力簧49均固定连接有限位杆50，两个限位杆50分别滑动连接在两个顶开口48内，两个限位杆50的顶端固定连接有限位压架51，限位压架51用于置入升降储藏筒9内的标识体的辅助下压限位，形成标识体的辅助限位，方便标识体的储藏。 [0041] 该实施例中的第一视觉摄像头2、第二视觉摄像头3、伺服电机6、电动伸缩杆8、电动升降杆10、变频电机22和光学检测器29均为市面上购买的本领域技术人员公知的常规设备，本发明中我们只是对其进行使用，并未对其结构和功能进行改进，其设定方式、安装方式和电性连接方式，对于本领域的技术人员来说，只要按照其使用说明书的要求进行调试操作即可，在此不再对其进行赘述。 [0042] 综上所述，该公路工程用路面层位检测及标定系统的工作原理为，在使用之前，首先对该公路工程用路面层位检测及标定系统进行电装调试，为第一视觉摄像头2、第二视觉摄像头3、伺服电机6、电动伸缩杆8、电动升降杆10、变频电机22和光学检测器29配备中央控制器，通过中央控制器能够实现第一视觉摄像头2、第二视觉摄像头3和光学检测器29所检测采集信息的识别和处理，并将处理信号转换为伺服电机6、电动伸缩杆8、电动升降杆10和变频电机22各自对应的控制信号传递至对应的伺服电机6、电动伸缩杆8、电动升降杆10和变频电机22，使用时为第一视觉摄像头2、第二视觉摄像头3、伺服电机6、电动伸缩杆8、电动升降杆10、变频电机22、光学检测器29和中央控制器配套安装蓄电池，将转向动力轮45中的动力装置接入中央控制器和蓄电池的供应电路中，当转向动力轮45运行能够实现车体1相对于路面形成行进，车体1行进过程中，第一视觉摄像头2对车体1经过区域的路面形成快速扫描，实现路面的大致识别和判断，对于路面初步判断异常的区域，车体1行进至该区域后缓慢移动或暂停，电动升降杆10工作实现升降储藏筒9相对于车体1的相对高度调整，达到光学检测器29相对于判断异常的路面区域形成靠近，光学检测器29发出激光，相对于路面形成扫描，激光扫描路面缝隙的基本原理是通过发射激光束并测量光束从发射到反射回来的时间，从而计算出被测路面与扫描设备之间的距离，通过快速连续地扫描，激光系统可以获取大量的空间数据，形成高精度的三维点云模型，这些数据能够用来识别和分析路面的裂缝情况，包括裂缝的中心、方向、宽度、长度和深度等几何信息，以实现异常的路面的进一步确定识别和判断，识别和判断过程中电动伸缩杆8上电工作实现摆动架7在转动架5内的倾斜角度的调整，以方便光学检测器29相对于路面的夹角的调整，并且伺服电机6工作能够实现转动架5相对于固定中筒4的转动调整，以使转动架5内的摆动架7的倾斜方向形成调整，使光学检测器29相对于路面具备更适宜的检测方向。 [0043] 进一步的，若路面上存在异物，不方便判断路面异常的具体情况时，变频电机22工作实现驱动带轮23的转动驱动，驱动带轮23通过同步带24实现从动带轮25的转动驱动，从动带轮25转动带动转动管21转动，转动管21转动带动滑动管18转动，滑动管18转动通过弯头管17带动转动刷筒14摆动，在端面驱动轮26和联动齿轮27的搭配运行下，转动刷筒14摆动过程中会实现自身相对于弯头管17的转动，最终到达转动刷筒14不同环面相对于路面形成主动变化，提高路面上异物的清理效果，并且也能够提高转动刷筒14的利用率，必要时，为外接管配套安装供液泵和蓄液箱，通过供液泵抽取蓄液箱内的液体送入外接管内，并由外接管、转动管21、滑动管18和弯头管17的顺序引导进入转动刷筒14内，进入转动刷筒14内的液体经由出液孔15排出，当转动刷筒14对路面形成清理时，蓄液箱内预先加入注入水之类的清洗液体，以辅助转动刷筒14上的刷毛16相对于路面形成辅助清洁，路面检测完成后，当需要对应标记以方便后续修补时，转动刷筒14相对于升降储藏筒9形成转离躲避，控制电机运行实现双头驱动架37的一个往复摆动，即双头驱动架37的顶端先相对于摆动架7远离至极限位置后双头驱动架37相对于摆动架7再次靠近复位，双头驱动架37的顶端先相对于摆动架7远离过程中，上限位插块39被相对于长条口41抽出，其对于标识体的限位作用失效，而下限位插块40被堆入升降储藏筒9内对标识体形成辅助限位，而上限位插块39对标识体的限位作用失效后，标识体则会进入上限位插块39和下限位插块40之间的区域内，下限位插块40对标识体形成限位，而双头驱动架37相对于摆动架7再次靠近复位后，上限位插块39再次插入升降储藏筒9内对上一步中已经掉落的标识体的上方的标识体形成再次限位，而掉落在下限位插块40上由下限位插块40形成限位的标识体的限位作用失效，下限位插块 40不会在对原限位的标识体形成限位，该标识体经过升降储藏筒9的引导最终落在地面上，落在地面上的标识体，不在受外力的挤压作用，在弹性簧33的作用下会使顶吸盘34和底吸盘35的相对吸附作用失效，促使底座31和顶壳32所配合而成的整体结构形成相对弹起升高，以方便相对于路面形成标识，最终方便后续的路面维护时的辨识和寻找，第二视觉摄像头3能够对转动刷筒14处理过的路面进行二次识别，第二视觉摄像头3也能够对标识体的投放情况形成投放后的校验和判断。 |
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