輪轂式道面自主檢測智能裝置的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種輪轂式道面自主檢測智能裝置，包括車體，車體上設(shè)有控制系統(tǒng)、無損檢測系統(tǒng)和操作機(jī)構(gòu)，操作機(jī)構(gòu)安裝在車體上，無損檢測系統(tǒng)和操作機(jī)構(gòu)相連，控制系統(tǒng)和操作機(jī)構(gòu)電連接，控制系統(tǒng)和無損檢測系統(tǒng)電連接；無損檢測系統(tǒng)包括電阻率儀，操作機(jī)構(gòu)包括伸縮機(jī)構(gòu)，電阻率儀和所述伸縮機(jī)構(gòu)相連，車體的底部設(shè)有獨(dú)立驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)向裝置。采用本發(fā)明的輪轂式道面自主檢測智能裝置能夠?qū)崿F(xiàn)智能化檢測，由于無需人工駕駛，提高了檢測安全性和檢測數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性；集成多種無損檢測傳感器于一體，可一次性實(shí)現(xiàn)路面(包括內(nèi)部)狀況的全面評估，檢測效率大幅提升，也減少了對道路通行性的影響。
【專利說明】
輪轂式道面自主檢測智能裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及道面檢測裝置，特別是涉及一種輪轂式道面自主檢測智能裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]高速公路建成以后，為了保證通行安全性和效率，需要定期檢修養(yǎng)護(hù)。隨著中國高速公路通車?yán)锍痰目焖僭鲩L、道路服務(wù)年限的增加，高速公路已進(jìn)入建設(shè)與養(yǎng)護(hù)并重的時(shí)期，2000年以前建成的I萬多公里高速公路已全面進(jìn)入大修期，2008年底以前建成的5萬多公里高速公路也普遍進(jìn)入缺陷責(zé)任期后的正常維修養(yǎng)護(hù)期，養(yǎng)護(hù)行業(yè)整體人員規(guī)模增長迅速。隨著交通部“十二五公路養(yǎng)護(hù)管理發(fā)展綱要”將大中修比例由13%提升到17%，比例提升接近30%，2015年需要接受大中修養(yǎng)護(hù)的高速公路就接近1.3萬公里。
[0003]高速公路養(yǎng)護(hù)包括路基養(yǎng)護(hù)、路面養(yǎng)護(hù)、橋涵養(yǎng)護(hù)、通道養(yǎng)護(hù)、隧道養(yǎng)護(hù)、標(biāo)志標(biāo)線養(yǎng)護(hù)、房屋養(yǎng)護(hù)、機(jī)電設(shè)施養(yǎng)護(hù)等等，其中路面養(yǎng)護(hù)是高速公路養(yǎng)護(hù)的重要內(nèi)容。路面養(yǎng)護(hù)的前提是對路面狀況的檢測與評估。目前，路面狀況檢測評估主要靠人工目測，這主要靠經(jīng)驗(yàn)，檢測準(zhǔn)確性差。替代方式是使用人工持儀器檢測，這比目測數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性要好，但也存在以下幾方面的問題:一是手工采集數(shù)據(jù)易受人工操作錯(cuò)誤的影響，數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性得不到保障，且人身安全得不到保障；二是人工檢測的速率低，需要大量的人力，勞動(dòng)強(qiáng)度大且效率低下，檢測時(shí)間長，影響通行效率;三是人工檢測只能是單一儀器，一次只能檢測一種缺陷，不能對路面狀況進(jìn)行全面評估。
[0004]因此，結(jié)合現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，提供一種能對路面狀況進(jìn)行綜合檢測與評估的自動(dòng)化系統(tǒng)顯得尤為必要。目前已經(jīng)有可以對道路表面狀況進(jìn)行檢測的多功能檢測車，可以用于高速公路和一般公路上信息資料的即時(shí)收集(實(shí)時(shí)位置、路面平整度、紋理、路面車轍狀況、道路幾何數(shù)據(jù)、全球定位系統(tǒng)、道路景觀和路面破損狀況的圖象等)，并進(jìn)行計(jì)算機(jī)即時(shí)和延后處理。但是該類型檢測車的缺點(diǎn)是仍然需要人工操控和人工判斷，不能滿足某些檢測工藝對運(yùn)動(dòng)控制的要求(如每隔一定距離就停下來)，不能自主檢測和對數(shù)據(jù)進(jìn)行融合進(jìn)而自動(dòng)評估，且只能檢測道路表面的狀況，不能檢測道路表面以下的狀況。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于，提供一種輪轂式道面自主檢測智能裝置，采用自動(dòng)化式的設(shè)計(jì)理念，通過智能裝置采集路面狀況信息，能夠大大地提高檢測效率，并且檢測標(biāo)準(zhǔn)相同，數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性較高。
[0006]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用如下的技術(shù)方案:
[0007]—種輪轂式道面自主檢測智能裝置，包括車體，車體上設(shè)有控制系統(tǒng)、無損檢測系統(tǒng)和操作機(jī)構(gòu)，操作機(jī)構(gòu)安裝在車體上，無損檢測系統(tǒng)和操作機(jī)構(gòu)相連，控制系統(tǒng)和操作機(jī)構(gòu)電連接，控制系統(tǒng)和無損檢測系統(tǒng)電連接;無損檢測系統(tǒng)包括電阻率儀，操作機(jī)構(gòu)包括伸縮機(jī)構(gòu)，電阻率儀和所述伸縮機(jī)構(gòu)相連，車體的底部設(shè)有獨(dú)立驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)向裝置。其中，電阻率儀用于檢測路面混凝土和鋼筋的腐蝕狀況，伸縮機(jī)構(gòu)用于控制電阻率儀的形態(tài)。非使用狀態(tài)下，伸縮機(jī)構(gòu)處于收縮狀態(tài)，一方面可以減小整體的占用空間，另一方面也可以防止電阻率儀由于碰撞發(fā)生損傷;使用狀態(tài)下，伸縮機(jī)構(gòu)可以將電阻率儀位移至指定的位置，并擺放成指定的角度，以便于提高電阻率儀的檢測數(shù)據(jù)精確度。
[0008]為了提高本裝置的檢測效率，無損檢測系統(tǒng)還包括沖擊回波儀和超聲波儀，超聲波儀和伸縮機(jī)構(gòu)相連。其中，沖擊回波儀用于檢測路面內(nèi)部橫向裂紋;超聲波儀產(chǎn)生的超聲波具有較強(qiáng)的穿透能力，能夠檢測路面以下的地質(zhì)情況，為綜合分析提供參考。無損檢測系統(tǒng)還包括探地雷達(dá)，探地雷達(dá)和伸縮機(jī)構(gòu)相連。其中，探地雷達(dá)用于檢測路面內(nèi)部惡化狀況。無損檢測系統(tǒng)還包括第一激光測量儀，第一激光測量儀和伸縮機(jī)構(gòu)相連。其中，第一激光測量儀用于檢測路面平整度和宏觀紋理。無損檢測系統(tǒng)還包括第二激光測量儀，第二激光測量儀和伸縮機(jī)構(gòu)相連。其中，第二激光測量儀用于檢測路面車轍深度。無損檢測系統(tǒng)還包括高清相機(jī)和全景相機(jī)，高清相機(jī)和全景相機(jī)均和伸縮機(jī)構(gòu)相連。本發(fā)明的檢測設(shè)備集成多種無損檢測傳感器于一體，可一次性實(shí)現(xiàn)路面(包括內(nèi)部)狀況的全面評估，為評估路面狀況提供多種可參考數(shù)據(jù)，并且檢測效率大幅提升，也減少了對道路通行性的影響。
[0009]通過采用伸縮機(jī)構(gòu)，在車體非運(yùn)行時(shí)，無損檢測系統(tǒng)的各元件都位于車體內(nèi)，防止各元件發(fā)生磨損、碰撞、損壞，從而提高設(shè)備的使用壽命。
[0010]作為其中一種可實(shí)施方式，所述獨(dú)立驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)向裝置包括安裝在車體上的驅(qū)動(dòng)電機(jī)，驅(qū)動(dòng)電機(jī)和所述控制系統(tǒng)電連接，還包括渦輪蝸桿機(jī)構(gòu)、安裝外框和輪胎，驅(qū)動(dòng)電機(jī)通過齒輪和渦輪蝸桿機(jī)構(gòu)嚙合，渦輪蝸桿機(jī)構(gòu)設(shè)置在安裝外框上，輪胎安裝在安裝外框上。驅(qū)動(dòng)電機(jī)受控制系統(tǒng)控制，當(dāng)裝置需要轉(zhuǎn)向時(shí)，驅(qū)動(dòng)電機(jī)根據(jù)控制系統(tǒng)的控制信號運(yùn)行，通過齒輪和渦輪蝸桿機(jī)構(gòu)帶動(dòng)安裝外框轉(zhuǎn)動(dòng)。所以，裝置轉(zhuǎn)向時(shí)首先調(diào)整獨(dú)立驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)向裝置的角度，然后直行即可，裝置的移動(dòng)路線不用產(chǎn)生弧度，這樣可以更加準(zhǔn)確的設(shè)定裝置的行走路線。
[0011]所述輪胎包括輪轂，輪轂內(nèi)設(shè)有輪轂電機(jī)總成，輪轂電機(jī)總成和所述控制系統(tǒng)電連接，所述安裝外框上設(shè)有減震器。每個(gè)輪胎內(nèi)均設(shè)有輪轂電機(jī)總成，并且安裝外框上設(shè)有減震器，可以減小車體振動(dòng)幅度，提高車體上精密儀器的使用壽命。
[0012]所述控制系統(tǒng)包括導(dǎo)航傳感系統(tǒng)和車體控制箱，導(dǎo)航傳感系統(tǒng)包括全球定位系統(tǒng)、陀螺儀、編碼器和避障激光雷達(dá)。采用基于全球定位系統(tǒng)、陀螺儀、編碼器以及避障激光雷達(dá)多傳感數(shù)據(jù)融合的導(dǎo)航方案，實(shí)現(xiàn)了室外厘米級的高精度導(dǎo)航和檢測數(shù)據(jù)的位置標(biāo)定，可以極大地提尚檢測的準(zhǔn)確性。
[0013]其中，所述伸縮機(jī)構(gòu)是直線氣缸和/或多級伸縮機(jī)構(gòu)。為了使本檢測裝置結(jié)構(gòu)更加緊湊，所述伸縮機(jī)構(gòu)還可以采用另一種形式的結(jié)構(gòu)，即由直線氣缸和連桿構(gòu)成，直線氣缸安裝在所述車體上，連桿與所述直線氣缸鉸接。
[0014]本檢測裝置還包括遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)，從而具有遠(yuǎn)程控制的功能，能夠?qū)⒉杉降臋z測數(shù)據(jù)發(fā)送給外部顯示裝置;遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)與車體上的無損檢測系統(tǒng)、控制系統(tǒng)之間通過無線通訊方式傳輸信息。遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)用于車體運(yùn)行狀態(tài)的監(jiān)控和必要時(shí)對車體動(dòng)作的人工干預(yù)(移動(dòng)平臺及操作機(jī)構(gòu)的啟停等)，以及無損檢測數(shù)據(jù)的存儲和處理。
[0015]采用本發(fā)明輪轂式道面自主檢測智能裝置的道面檢測方法，包括下述步驟:
[0016]S1:控制車體移動(dòng)至道面指定的位置；
[0017]S2:人工確定(采用現(xiàn)有技術(shù)手段，如差分GPS系統(tǒng)等)待檢測區(qū)域的關(guān)鍵點(diǎn)坐標(biāo)；
[0018]S3:人工設(shè)定道面的檢測區(qū)域，車體根據(jù)待檢測區(qū)域形狀尺寸自主規(guī)劃道面檢測路徑；
[0019]S4:控制車體沿所述道面檢測路徑移動(dòng)，每隔0.5-10m停下進(jìn)行路面及內(nèi)部狀況檢測，并米集公路狀況?目息；
[0020]S5:根據(jù)采集到的公路狀況信息進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控分析或延后分析。
[0021]步驟S3所述檢測路徑采用下述方法進(jìn)行規(guī)劃:測量道面檢測區(qū)域的長和寬(矩形路面)或關(guān)鍵點(diǎn)坐標(biāo)進(jìn)而擬合出待檢測區(qū)域的形狀和尺寸(非矩形路面)，控制車體沿S形路線移動(dòng)從而對道面檢測區(qū)域進(jìn)行全面檢測。所述對道面檢測區(qū)域進(jìn)行全面檢測是指，車體沿測量道面檢測區(qū)域的長或?qū)挼姆较蛑鹦幸苿?dòng)，并且每次前移車體單次的檢測寬度，從而對路面進(jìn)行全面檢測(圖示請見圖9)。
[0022]前述的道面檢測方法中，所述公路狀況信息包括路面混凝土和鋼筋的腐蝕狀況、和/或路面各層的厚度、和/或路面內(nèi)部裂紋、和/或路面以下的滲水情況、和/或路面以下的空洞情況、和/或路面的承載能力、和/或路面平整度和宏觀紋理、和/或路面車轍深度、和/或路面的地表圖像、和/或車體周圍的路面全景。
[0023]與現(xiàn)有技術(shù)相比，采用本發(fā)明的輪轂式道面自主檢測智能裝置能夠?qū)崿F(xiàn)智能化檢測，由于無需人工駕駛，提高了檢測安全性和檢測數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性;集成多種無損檢測傳感器于一體，可一次性實(shí)現(xiàn)路面(包括內(nèi)部)狀況的全面評估，檢測效率大幅提升，也減少了對道路通行性的影響。而且，本發(fā)明采用輪轂式獨(dú)立驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)向裝置，可以通過調(diào)節(jié)各輪的方向，實(shí)現(xiàn)直行、斜向行駛、橫向行駛、原地轉(zhuǎn)向等全方位運(yùn)動(dòng)，可以更加靈活的設(shè)定裝置的行走路線。
【附圖說明】
[0024]圖1是本發(fā)明的一種實(shí)施例的運(yùn)行狀態(tài)結(jié)構(gòu)示意圖；
[0025]圖2是獨(dú)立驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)向裝置一種實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0026]圖3是圖2的局部放大圖；
[0027]圖4是本發(fā)明的基本控制原理不意圖；
[0028]圖5是無損檢測系統(tǒng)一種實(shí)施例的布置方式示意圖；
[0029]圖6是伸縮機(jī)構(gòu)一種實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0030]圖7是伸縮機(jī)構(gòu)另一種實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0031 ]圖8是伸縮機(jī)構(gòu)再一種實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0032]圖9是本發(fā)明的一種實(shí)施例的控制架構(gòu)圖；
[0033]圖10是本發(fā)明裝置工作模式示意圖；
[0034]圖11是本發(fā)明的另一種實(shí)施例的運(yùn)行狀態(tài)結(jié)構(gòu)示意圖。
[0035]附圖標(biāo)記:1-車體，2-伸縮機(jī)構(gòu)，3-操作機(jī)構(gòu)，4-全景相機(jī)，5-獨(dú)立驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)向裝置，6-超聲波儀，7-第一激光測量儀，8-第二激光測量儀，9-電阻率儀，10-探地雷達(dá)，11-高清相機(jī)，12-直線氣缸，13-連桿，19-無損檢測系統(tǒng)，20-控制系統(tǒng)，21-遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)，22-驅(qū)動(dòng)電機(jī)，23-齒輪，24-渦輪蝸桿機(jī)構(gòu)，25-安裝外框，26-輪胎，27-減震器，28-輪轂電機(jī)總成，29-輪轂，30-緊固螺釘，31-定子繞組，32-外轉(zhuǎn)子，33-主軸，34-軸承，35-行星輪，36-行星齒輪假，37-太陽輪。
[0036]下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對本發(fā)明作進(jìn)一步的說明。
【具體實(shí)施方式】
[0037]本發(fā)明的實(shí)施例1:如圖1和圖4所示，一種輪轂式道面自主檢測智能裝置，包括車體I，車體I上設(shè)有控制系統(tǒng)20、無損檢測系統(tǒng)19和操作機(jī)構(gòu)3，操作機(jī)構(gòu)3安裝在車體I上，無損檢測系統(tǒng)19和操作機(jī)構(gòu)3相連，控制系統(tǒng)20和操作機(jī)構(gòu)3電連接，控制系統(tǒng)20和無損檢測系統(tǒng)19電連接;無損檢測系統(tǒng)19包括電阻率儀9，操作機(jī)構(gòu)3包括伸縮機(jī)構(gòu)2，電阻率儀9和所述伸縮機(jī)構(gòu)2相連，車體I的底部設(shè)有獨(dú)立驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)向裝置5。其中，伸縮機(jī)構(gòu)2用于控制裝置整體由運(yùn)行狀態(tài)至非運(yùn)行狀態(tài)之間的自由轉(zhuǎn)換，運(yùn)行狀態(tài)下將無損檢測系統(tǒng)19的各單元擺放至有利于發(fā)揮各單元作用的位置。本實(shí)施例中，連接電阻率儀9的伸縮機(jī)構(gòu)2安裝在車體I的前側(cè)，采用圖6所示結(jié)構(gòu)的伸縮機(jī)構(gòu)2。
[0038]如圖5所示:無損檢測系統(tǒng)19還包括沖擊回波儀和超聲波儀6，超聲波儀6和伸縮機(jī)構(gòu)2相連。本實(shí)施例中連接沖擊回波儀和超聲波儀6的伸縮機(jī)構(gòu)2安裝在車體I的前側(cè)，采用圖6所示結(jié)構(gòu)的伸縮機(jī)構(gòu)2，本伸縮機(jī)構(gòu)2包括直線氣缸12和連桿13，直線氣缸12安裝在所述車體I上，連桿13與所述直線氣缸12鉸接。無損檢測系統(tǒng)19還包括探地雷達(dá)10，探地雷達(dá)10和伸縮機(jī)構(gòu)2相連，連接探地雷達(dá)10的伸縮機(jī)構(gòu)2安裝在車體I的后側(cè)，采用圖6所示結(jié)構(gòu)的伸縮機(jī)構(gòu)2。無損檢測系統(tǒng)19還包括第一激光測量儀7，第一激光測量儀7和伸縮機(jī)構(gòu)2相連。無損檢測系統(tǒng)19還包括第二激光測量儀8，第二激光測量儀8和伸縮機(jī)構(gòu)2相連。連接第一激光測量儀7和第二激光測量儀8的伸縮機(jī)構(gòu)2安裝在車體I的前側(cè)中部，均采用如圖7所示的伸縮機(jī)構(gòu)2。無損檢測系統(tǒng)19還包括高清相機(jī)11和全景相機(jī)4，高清相機(jī)11和全景相機(jī)4均和伸縮機(jī)構(gòu)2相連。連接全景相機(jī)4的伸縮機(jī)構(gòu)2安裝在車體I的頂部，采用如圖8所示的伸縮機(jī)構(gòu)2;連接高清相機(jī)11的伸縮機(jī)構(gòu)2安裝在車體I上部，采用如圖7所示的伸縮機(jī)構(gòu)2。
[0039]如圖2所示，所述獨(dú)立驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)向裝置5包括安裝在車體I上的驅(qū)動(dòng)電機(jī)22，驅(qū)動(dòng)電機(jī)22和所述控制系統(tǒng)20電連接，還包括渦輪蝸桿機(jī)構(gòu)24、安裝外框25和輪胎26，驅(qū)動(dòng)電機(jī)22通過齒輪23和渦輪蝸桿機(jī)構(gòu)24嚙合，渦輪蝸桿機(jī)構(gòu)24設(shè)置在安裝外框25上，輪胎26安裝在安裝外框25上。所述輪胎26包括輪轂29，輪轂29內(nèi)設(shè)有輪轂電機(jī)總成28，輪轂電機(jī)總成28和所述控制系統(tǒng)20電連接，所述安裝外框25上設(shè)有減震器27。車體I通過獨(dú)立驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)向裝置5移動(dòng)，并實(shí)現(xiàn)原地轉(zhuǎn)向。如圖3所示，輪轂電機(jī)總成28通過主軸33設(shè)置在安裝外框25上，并通過緊固螺釘30固定在輪轂29上;輪轂電機(jī)總成28包括通過軸承34設(shè)置在主軸33上的外轉(zhuǎn)子32以及套設(shè)在主軸33上的定子繞組31、太陽輪37、行星齒輪架36和行星輪35。所述控制系統(tǒng)20包括導(dǎo)航傳感系統(tǒng)和車體控制箱，導(dǎo)航傳感系統(tǒng)包括全球定位系統(tǒng)、陀螺儀、編碼器和避障激光雷達(dá)。
[0040]實(shí)施例2:如圖1和圖4所示，一種輪轂式道面自主檢測智能裝置，包括車體1，車體I上設(shè)有控制系統(tǒng)20、無損檢測系統(tǒng)19和操作機(jī)構(gòu)3，操作機(jī)構(gòu)3安裝在車體I上，無損檢測系統(tǒng)19和操作機(jī)構(gòu)3相連，控制系統(tǒng)20和操作機(jī)構(gòu)3電連接，控制系統(tǒng)20和無損檢測系統(tǒng)19電連接;無損檢測系統(tǒng)19包括電阻率儀9，操作機(jī)構(gòu)3包括伸縮機(jī)構(gòu)2，電阻率儀9和所述伸縮機(jī)構(gòu)2相連，車體I的底部設(shè)有獨(dú)立驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)向裝置5。
[0041]如圖2所示，所述獨(dú)立驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)向裝置5包括安裝在車體I上的驅(qū)動(dòng)電機(jī)22，驅(qū)動(dòng)電機(jī)22和所述控制系統(tǒng)20電連接，還包括渦輪蝸桿機(jī)構(gòu)24、安裝外框25和輪胎26，驅(qū)動(dòng)電機(jī)22通過齒輪23和渦輪蝸桿機(jī)構(gòu)24嚙合，渦輪蝸桿機(jī)構(gòu)24設(shè)置在安裝外框25上，輪胎26安裝在安裝外框25上。所述輪胎26包括輪轂29，輪轂29內(nèi)設(shè)有輪轂電機(jī)總成28，輪轂電機(jī)總成28和所述控制系統(tǒng)20電連接，所述安裝外框25上設(shè)有減震器27。車體I通過獨(dú)立驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)向裝置5移動(dòng)，并實(shí)現(xiàn)原地轉(zhuǎn)向。如圖3所示，輪轂電機(jī)總成28通過主軸33設(shè)置在安裝外框25上，并通過緊固螺釘30固定在輪轂29上;輪轂電機(jī)總成28包括通過軸承34設(shè)置在主軸33上的外轉(zhuǎn)子32以及套設(shè)在主軸33上的定子繞組31、太陽輪37、行星齒輪架36和行星輪35。所述控制系統(tǒng)20包括導(dǎo)航傳感系統(tǒng)和車體控制箱，導(dǎo)航傳感系統(tǒng)包括全球定位系統(tǒng)、陀螺儀、編碼器和避障激光雷達(dá)。所述伸縮機(jī)構(gòu)2是直線氣缸12和/或多級伸縮機(jī)構(gòu)。本檢測智能裝置還包括遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)21，遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)21與車體I上的無損檢測系統(tǒng)19、控制系統(tǒng)20之間通過無線通訊方式傳輸信息。
[0042]實(shí)施例3:如圖1和圖4所示，一種輪轂式道面自主檢測智能裝置，包括車體1，車體I上設(shè)有控制系統(tǒng)20、無損檢測系統(tǒng)19和操作機(jī)構(gòu)3，操作機(jī)構(gòu)3安裝在車體I上，無損檢測系統(tǒng)19和操作機(jī)構(gòu)3相連，控制系統(tǒng)20和操作機(jī)構(gòu)3電連接，控制系統(tǒng)20和無損檢測系統(tǒng)19電連接;無損檢測系統(tǒng)19包括電阻率儀9，操作機(jī)構(gòu)3包括伸縮機(jī)構(gòu)2，電阻率儀9和所述伸縮機(jī)構(gòu)2相連，車體I的底部設(shè)有獨(dú)立驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)向裝置5。無損檢測系統(tǒng)19還包括沖擊回波儀和超聲波儀6，超聲波儀6和伸縮機(jī)構(gòu)2相連。無損檢測系統(tǒng)19還包括探地雷達(dá)10，探地雷達(dá)10和伸縮機(jī)構(gòu)2相連。無損檢測系統(tǒng)19還包括第一激光測量儀7，第一激光測量儀7和伸縮機(jī)構(gòu)2相連。無損檢測系統(tǒng)19還包括第二激光測量儀8，第二激光測量儀8和伸縮機(jī)構(gòu)2相連。
[0043]如圖2所示，所述獨(dú)立驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)向裝置5包括安裝在車體I上的驅(qū)動(dòng)電機(jī)22，驅(qū)動(dòng)電機(jī)22和所述控制系統(tǒng)20電連接，還包括渦輪蝸桿機(jī)構(gòu)24、安裝外框25和輪胎26，驅(qū)動(dòng)電機(jī)22通過齒輪23和渦輪蝸桿機(jī)構(gòu)24嚙合，渦輪蝸桿機(jī)構(gòu)24設(shè)置在安裝外框25上，輪胎26安裝在安裝外框25上。所述輪胎26包括輪轂29，輪轂29內(nèi)設(shè)有輪轂電機(jī)總成28，輪轂電機(jī)總成28和所述控制系統(tǒng)20電連接，所述安裝外框25上設(shè)有減震器27。車體I通過獨(dú)立驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)向裝置5移動(dòng)，并實(shí)現(xiàn)原地轉(zhuǎn)向。所述控制系統(tǒng)20包括導(dǎo)航傳感系統(tǒng)和車體控制箱，導(dǎo)航傳感系統(tǒng)包括全球定位系統(tǒng)、陀螺儀、編碼器和避障激光雷達(dá)。所述伸縮機(jī)構(gòu)2(如圖6所示)包括直線氣缸12和連桿13，直線氣缸12安裝在所述車體I上，連桿13與所述直線氣缸12鉸接。
[0044]本發(fā)明的一種輪轂式道面自主檢測智能裝置用于采集道面以及路面以下的地質(zhì)信息，然后將采集到的信息發(fā)送給遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)21，遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)21主要由高性能服務(wù)器和多屏顯示系統(tǒng)構(gòu)成，其中服務(wù)器負(fù)責(zé)無損檢測數(shù)據(jù)的存儲、計(jì)算和后處理以及車體的遠(yuǎn)程控制，多屏顯示系統(tǒng)顯示采集的數(shù)據(jù)及處理結(jié)果以及車體的工作狀態(tài)。因此，遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)21可以處理采集到的地質(zhì)信息，同時(shí)也可以用于控制車體的工作狀態(tài)。
[0045]采用本發(fā)明輪轂式道面自主檢測智能裝置的道面檢測方法，包括下述步驟:
[0046]S1:控制車體移動(dòng)至道面指定的位置；
[0047]S2:人工確定(通過差分GPS系統(tǒng))待檢測區(qū)域的關(guān)鍵點(diǎn)坐標(biāo)；
[0048]S3:人工設(shè)定道面的檢測區(qū)域，車體根據(jù)待檢測區(qū)域形狀尺寸自主規(guī)劃道面檢測路徑；
[0049]S4:控制車體沿所述道面檢測路徑移動(dòng)，每隔0.5-10m停下進(jìn)行路面及內(nèi)部狀況檢測，并米集公路狀況?目息；
[0050]S5:根據(jù)采集到的公路狀況信息進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控分析或延后分析。
[0051]步驟S3所述檢測路徑采用下述方法進(jìn)行規(guī)劃:當(dāng)檢測區(qū)域?yàn)榫匦螘r(shí)，測量道面檢測區(qū)域的長和寬；當(dāng)檢測區(qū)域非矩形時(shí)，測量檢測區(qū)域的關(guān)鍵點(diǎn)坐標(biāo)進(jìn)而擬合出待檢測區(qū)域的形狀和尺寸;然后控制車體沿S形路線移動(dòng)從而對道面檢測區(qū)域進(jìn)行全面檢測。
[0052]具體的，所述公路狀況信息包括路面混凝土和鋼筋的腐蝕狀況、和/或路面各層的厚度、和/或路面內(nèi)部裂紋、和/或路面以下的滲水情況、和/或路面以下的空洞情況、和/或路面的承載能力、和/或路面平整度和宏觀紋理、和/或路面車轍深度、和/或路面的地表圖像、和/或車體周圍的路面全景。
[0053]本發(fā)明的一種實(shí)施例的工作原理:輪轂式道面自主檢測智能裝置首先由人工遙控至檢測作業(yè)起始點(diǎn)位置，然后根據(jù)人工設(shè)定的檢測路面寬度和長度自主規(guī)劃檢測路徑并實(shí)施檢測，檢修數(shù)據(jù)傳輸至遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)21實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)融合等后處理及可視化;輪轂式道面自主檢測智能裝置的控制系統(tǒng)20采用工業(yè)PC作為主控系統(tǒng)，各功能板塊為模塊化設(shè)計(jì)，包括車體I和操作機(jī)構(gòu)3的控制模塊，以及負(fù)責(zé)無損檢測數(shù)據(jù)采集傳輸?shù)目刂颇K;遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)21具備檢測參數(shù)設(shè)置及在線調(diào)整功能，具備數(shù)據(jù)可視化及數(shù)據(jù)融合處理及綜合評價(jià)功能，具備遠(yuǎn)程控制車體作業(yè)的功能。
[0054]輪轂式道面自主檢測智能裝置在工作時(shí)，首先將搭載無損檢測系統(tǒng)的車體運(yùn)輸至作業(yè)現(xiàn)場，然后運(yùn)動(dòng)到檢測起始點(diǎn)，由人工設(shè)定好須檢測的路面范圍，車體自主規(guī)劃好檢測路徑。在檢測作業(yè)啟動(dòng)后，車體按照檢測工藝的要求(運(yùn)動(dòng)速度、運(yùn)動(dòng)啟停等)運(yùn)動(dòng)，同時(shí)協(xié)調(diào)控制操作機(jī)構(gòu)的動(dòng)作(伸縮、展開等)進(jìn)行檢測作業(yè)。在檢測過程中，車體通過無線通訊(WIF1、4G等)方式將檢測數(shù)據(jù)發(fā)送至遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)21，檢測的數(shù)據(jù)可由人工實(shí)時(shí)監(jiān)控分析或延后分析，也可由儀器進(jìn)行實(shí)時(shí)的自動(dòng)化分析或處理；同時(shí)，人工可實(shí)時(shí)監(jiān)控車體的工作狀態(tài)，必要時(shí)通過遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)21控制其運(yùn)行。
[0055]如圖9所示，為本發(fā)明的整體控制架構(gòu)圖。整體控制系統(tǒng)主要由設(shè)置在車體上的機(jī)上控制器一和機(jī)上控制器二以及遠(yuǎn)程監(jiān)控平臺(即遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)21)組成。機(jī)上控制器一采用實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)，對源自激光雷達(dá)、GPS、慣導(dǎo)傳感器、編碼器的數(shù)據(jù)進(jìn)行采集和融合處理，通過WIFI和手持式控制器通訊，機(jī)上控制器一也負(fù)責(zé)車體的運(yùn)動(dòng)控制和路徑規(guī)劃以及操作機(jī)構(gòu)的控制。機(jī)上控制器二采用Windows系統(tǒng)，主要負(fù)責(zé)各路面無損檢測傳感儀器數(shù)據(jù)的采集，并通過WIFI和遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)21通訊。遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)21主要負(fù)責(zé)車體運(yùn)行狀態(tài)的監(jiān)控、無損檢測數(shù)據(jù)的顯示和處理。
[0056]如圖10和圖11所示，為輪轂式道面自主檢測智能裝置工作模式示意圖。在設(shè)置好檢測起點(diǎn)和終點(diǎn)后，車體根據(jù)待檢測道面的面積和車體單次可檢測的面積自主規(guī)劃出其運(yùn)動(dòng)路徑，主要原則是保證待檢測道面的全覆蓋和車體運(yùn)動(dòng)路徑最短。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種輪轂式道面自主檢測智能裝置，其特征在于，包括車體(I)，車體(I)上設(shè)有控制系統(tǒng)(20)、無損檢測系統(tǒng)(19)和操作機(jī)構(gòu)(3)，操作機(jī)構(gòu)(3)安裝在車體(I)上，無損檢測系統(tǒng)(19)和操作機(jī)構(gòu)(3)相連，控制系統(tǒng)(20)和操作機(jī)構(gòu)(3)電連接，控制系統(tǒng)(20)和無損檢測系統(tǒng)(19)電連接;無損檢測系統(tǒng)(19)包括電阻率儀(9)，操作機(jī)構(gòu)(3)包括伸縮機(jī)構(gòu)(2)，電阻率儀(9)和所述伸縮機(jī)構(gòu)(2)相連，車體(I)的底部設(shè)有獨(dú)立驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)向裝置(5)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的輪轂式道面自主檢測智能裝置，其特征在于，無損檢測系統(tǒng)(19)還包括沖擊回波儀、超聲波儀(6)和探地雷達(dá)(10)，超聲波儀(6)、探地雷達(dá)(10)均和伸縮機(jī)構(gòu)(2)相連。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的輪轂式道面自主檢測智能裝置，其特征在于，無損檢測系統(tǒng)(19)還包括第一激光測量儀(7)，第一激光測量儀(7)和伸縮機(jī)構(gòu)(2)相連。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的輪轂式道面自主檢測智能裝置，其特征在于，無損檢測系統(tǒng)(19)還包括第二激光測量儀(8)，第二激光測量儀(8)和伸縮機(jī)構(gòu)(2)相連。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的輪轂式道面自主檢測智能裝置，其特征在于，無損檢測系統(tǒng)(19)還包括高清相機(jī)(11)和全景相機(jī)(4)，高清相機(jī)(11)和全景相機(jī)(4)均和伸縮機(jī)構(gòu)(2)相連。6.根據(jù)權(quán)利要求1至5任一項(xiàng)所述的輪轂式道面自主檢測智能裝置，其特征在于，所述獨(dú)立驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)向裝置(5)包括安裝在車體(I)上的驅(qū)動(dòng)電機(jī)(22)，驅(qū)動(dòng)電機(jī)(22)和所述控制系統(tǒng)(20)電連接，還包括渦輪蝸桿機(jī)構(gòu)(24)、安裝外框(25)和輪胎(26)，驅(qū)動(dòng)電機(jī)(22)通過齒輪(23)和渦輪蝸桿機(jī)構(gòu)(24)嚙合，渦輪蝸桿機(jī)構(gòu)(24)設(shè)置在安裝外框(25)上，輪胎(26)安裝在安裝外框(25)上。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的輪轂式道面自主檢測智能裝置，其特征在于，所述輪胎(26)包括輪轂(29)，輪轂(29)內(nèi)設(shè)有輪轂電機(jī)總成(28)，輪轂電機(jī)總成(28)和所述控制系統(tǒng)(20)電連接，所述安裝外框(25)上設(shè)有減震器(27)。8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的輪轂式道面自主檢測智能裝置，其特征在于，所述控制系統(tǒng)(20)包括導(dǎo)航傳感系統(tǒng)和車體控制箱，導(dǎo)航傳感系統(tǒng)包括全球定位系統(tǒng)、陀螺儀、編碼器和避障激光雷達(dá)。9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的輪轂式道面自主檢測智能裝置，其特征在于，所述伸縮機(jī)構(gòu)(2)是直線氣缸(12)和/或多級伸縮機(jī)構(gòu)；或者所述伸縮機(jī)構(gòu)(2)由直線氣缸(12)和連桿(13)構(gòu)成，直線氣缸(12)安裝于所述車體(I)上，連桿(13)與所述直線氣缸(12)鉸接。10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的輪轂式道面自主檢測智能裝置，其特征在于，還包括遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)(21)，遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)(21)與車體(I)上的無損檢測系統(tǒng)(19)、控制系統(tǒng)(20)之間通過無線通訊方式傳輸信息。
【文檔編號】E01C23/01GK105937199SQ201610343901
【公開日】2016年9月14日
【申請日】2016年5月23日
【發(fā)明人】桂仲成
【申請人】桂仲成