專利名稱:公路路況檢測儀的制作方法
一種用于公路路面養(yǎng)護狀況的檢測儀器，屬物理檢測儀器。
公路在使用過程中，由于車輛輾壓、人為損壞、道路本身修筑質(zhì)量，以及環(huán)境氣候條件的影響，路面會出現(xiàn)各種病害。主要病害有龜裂、油包、坑槽、沉陷、擁包、車轍、松散、啃邊等。這些病害的存在，導(dǎo)致公路質(zhì)量下降，造成車輛行駛顛簸，加速車輛磨損，增加燃料消耗，有時甚至?xí)l(fā)生交通事故。影響行車的平穩(wěn)性、舒適性和安全性，縮短公路的使用壽命。
為了解和獲得公路養(yǎng)護的技術(shù)狀況和信息，正確評定公路的養(yǎng)護質(zhì)量，國家有關(guān)部門頒布了公路養(yǎng)護技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)它是以路面、路基、構(gòu)造物、標(biāo)號志、綠化五個方面，25種病害和項目，在1公里長度的公路范圍內(nèi)，各種病害所占的線段長度(M)，和各病害區(qū)域面積(m2)的多少累加和有關(guān)項目評定計分。以往測量病害線段長度和病害區(qū)域面積時，采用人工判斷評估和皮尺測量，不僅費時費工，且勞動條件差強度大。對測定的數(shù)據(jù)，又需經(jīng)過多次記錄轉(zhuǎn)換統(tǒng)計計算，容易出現(xiàn)差錯，檢測粗糙，難以對公路養(yǎng)護技術(shù)狀況作出確切的評定。
針對上述問題，本實用新型的目的就在于提供一種能自動測量路面各種病害線段長度和病害區(qū)域面積，統(tǒng)計有關(guān)項目數(shù)據(jù)，并能進行運算和自動打印其結(jié)果的儀器。使公路養(yǎng)護質(zhì)量的評定建立在科學(xué)、準(zhǔn)確高效的基礎(chǔ)上。
本實用新型通過自動測量推車和微機系統(tǒng)來實現(xiàn)上述目的。
以下結(jié)合附圖和實施例，將詳述本實用新型的工作原理，結(jié)構(gòu)特征和工作過程。
圖1為自動測量推車傳動裝置圖圖2為自動測量推車傳動裝置俯視圖圖3為自動測量推車側(cè)視圖圖4為自動測量推車電路板原理圖圖5為公路況檢測儀電路結(jié)構(gòu)框圖圖6為微機總程序流程圖本實用新型主要由自動測量推車和微機系統(tǒng)構(gòu)成。自動測量推車包括測量推車和電路板，微機系統(tǒng)包括微機和外部設(shè)備。當(dāng)儀器不工作時，測量推車與微機系統(tǒng)處于分離狀態(tài)。
圖1所示為自動測量推車傳動裝置圖，它主要由傳動輪〔1〕、導(dǎo)輪〔20〕、心軸〔22〕、螺栓〔2〕、滾珠軸承〔3〕、齒輪軸套〔4〕、齒輪罩殼〔5〕、齒輪箱〔6〕、傳動軸〔7〕、銅套〔8〕、小齒輪〔9〕、開口銷〔10〕、平鍵〔11〕、彈簧連軸節(jié)〔12〕、傳感器〔14〕、電源開關(guān)〔17〕、輸出插座〔18〕、外殼〔21〕、傳感器支架〔23〕、中間傳動軸〔26〕、過橋齒輪〔28〕、定位擋圈〔30〕、從動輪〔29〕、主動輪〔31〕等構(gòu)成。心軸〔22〕的兩端支承在傳動輪〔1〕和導(dǎo)輪〔20〕的滾珠軸承〔3〕上，齒輪軸套〔4〕兩端有法蘭盤，它套裝在心軸〔22〕上，大法蘭盤的一端用螺栓〔2〕和傳動輪〔1〕固接，小法蘭盤的一端套裝主動齒輪〔31〕上。因主動齒輪〔31〕和從動齒輪〔29〕安裝在齒輪箱〔6〕的外側(cè)，為了齒輪傳動可靠和清潔，故用罩殼〔5〕密封。齒輪箱〔6〕用不同厚度的鋼板焊成。在箱體的一側(cè)板上鉆有兩個銅套孔，分別安裝銅套〔8〕。傳動軸〔7〕和〔26〕安裝在相應(yīng)的銅套內(nèi)。在齒輪箱底板〔25〕鉆有兩螺釘孔，用螺釘〔27〕將齒輪箱固接于心軸〔22〕上。傳感器支架〔23〕則用螺釘〔24〕固定在底板〔25〕上，傳感器〔14〕用螺釘〔13〕固定在支架〔23〕上。齒輪箱外殼〔21〕的正面板右側(cè)裝有電源開關(guān)〔17〕和輸出插座〔18〕，電源開關(guān)〔17〕固定在開關(guān)板〔16〕上，并用螺釘〔15〕與齒輪箱外殼〔21〕連接，同樣輸出插座〔18〕用螺釘〔19〕和外殼〔21〕連接。
圖2為自動測量推車傳動裝置的俯視圖，在齒輪箱〔6〕的箱體上鉆有潤滑油孔〔34〕，供潤滑齒輪傳動軸〔7〕和〔26〕。傳感器〔14〕產(chǎn)生的信號經(jīng)接口〔35〕通過導(dǎo)線〔36〕傳輸至電路板〔41〕，電路板〔41〕支承在支架〔40〕上并用螺釘〔42〕彼此連接。支架〔40〕還加工有螺釘孔〔39〕，供連接齒輪箱蓋板〔43〕用(參見圖3)。電池盒〔38〕用螺釘〔37〕固定在齒輪箱外殼〔21〕的內(nèi)側(cè)，電池盒〔38〕的蓋子為插入式結(jié)構(gòu)，便于裝拆電池。
圖3為自動測量推車的側(cè)視圖，蓋板〔43〕為一毫米厚的A3鋼板，其形狀為方形，在四角鉆有螺釘孔。推把是測量推車的重要部件，它由推把下接頭〔44〕，推把中段〔49〕、把手〔47〕所組成。推把下接頭〔44〕分別與齒輪箱、萬向輪和推把中段連接，它由鋼管制作，但接頭的下端加工成實心體，實心體的長度約50毫米，其外端面中心處鉆有螺釘孔、供接頭下端與心軸〔22〕連接。同時下端也與齒輪箱底板〔25〕用螺釘連接、下端與底板〔25〕接觸的一面將實心體加工出一個面并鉆有螺釘孔。在推把下接頭〔44〕的中部彎成圓弧形。上端管口加工有螺紋，用螺母擋圈〔45〕使之與推把中段〔49〕連接，上端管口的下方伸出一支管，供安裝萬向輪〔52〕并用螺釘〔51〕鎖緊。推把中段〔49〕為直管，一端加工有凸緣，便于螺母擋圈〔45〕和推把下接頭〔44〕接合。另一端在外圓面上加工一個螺釘孔，把手〔47〕的一端伸入推把中段〔49〕管內(nèi)并以螺釘〔50〕固緊。把手〔47〕是一彎管，一端如前所述，另一端裝有塑料把手套，其端面伸出RS－232插頭〔46〕，在把手上裝有控制按鈕〔48〕。為便于測量標(biāo)示在傳動輪〔1〕的中心處安裝指示針〔53〕。
圖4為自動測量推車電路板原理圖，它由控制電路〔54〕、接口電路〔55〕、整形電路〔56〕、輸入電路〔57〕四大部分組成。輸入電路〔57〕的主要功能就是對傳感器〔14〕來的信號進行分頻處理，并將處理后的信號送至整形電路〔56〕、該電路由R1、C1和CH4024組成。整形電路〔56〕由R12、R13、C5、C6及J210組成，其主要功能就是對分頻后的信號進行整形處理?？刂齐娐贰?4〕由C2、C3、C4，R2、R3、R4、R5、R6、R7、及J210等組成。它的作用就是控制儀器測量的起始與終止。接口電路〔55〕由T1、T2及R8、R9、R10、R11組成，其主要作用就是將已加工處理的信號進行電平轉(zhuǎn)換，變成微機能接收的信號，通過傳輸導(dǎo)線和RS－232C接口，傳輸至微機進行運算處理。
圖5和圖6分別為儀器電路結(jié)構(gòu)框圖和微機總程序流程圖，本實用新型為野外使用便攜式儀器，必需采用電池供電，對體積，重量、和功耗都提出嚴(yán)格要求。因此選擇日本EPSON公司生產(chǎn)的HX－20型微機，該機以COMS8位(bit)微處理器6301作中央處理器，具有16KB、RAM、32KBROM，4行液晶顯示，配備內(nèi)置24行打印機、微型錄音機及RS－232C型標(biāo)準(zhǔn)通訊接口。所以儀器功耗小、重量輕。
本實用新型根據(jù)路況檢測要求的功能進行編程，編程在微機上進行，整個軟件程序是采用EPSON擴展的BASIC語言設(shè)計，功能選擇采用菜單形式提示，人機對話工作方式進行。全部軟件采用模塊技術(shù)編程，由測量、統(tǒng)計、資料修改，碰帶數(shù)據(jù)文件讀寫、微機通訊等模塊組成，通過主程序?qū)⑾到y(tǒng)自成封閉結(jié)構(gòu)，設(shè)計程序直接保留在計算機內(nèi)。對采集到的數(shù)據(jù)用隨機(RAM)文件結(jié)構(gòu)存貯，可通過RS－232C接口與IBM－PC計算機或兼容機進行數(shù)據(jù)傳輸并將數(shù)據(jù)文件追加在aBASE－Ⅲ庫文件中，以便決策處理。
本實用新型的工作過程描述如下根據(jù)所測定的項目，將儀器置于工作狀態(tài)，推動測量推車，傳動輪〔1〕轉(zhuǎn)動，因齒輪軸套〔4〕與傳動輪〔1〕為剛性連接，故齒輪軸套〔4〕跟隨轉(zhuǎn)動，在齒輪軸套〔4〕的一端裝有主動齒輪〔31〕，從動齒輪〔29〕與主動齒輪〔31〕嚙合，過橋齒輪〔28〕又與小齒輪〔9〕嚙合，當(dāng)傳動輪〔1〕轉(zhuǎn)動時，上述齒輪均同時轉(zhuǎn)動，小齒輪〔9〕通過彈簧聯(lián)軸節(jié)〔12〕和傳感器〔14〕連接，故傳感器轉(zhuǎn)動，總傳動比為112.15，即傳動輪〔1〕旋轉(zhuǎn)一圈，傳感器〔14〕轉(zhuǎn)動12.15圈。因傳感器為電磁感應(yīng)式，它的傳動變成脈沖信號輸出，信號輸至電路板，經(jīng)電路板分頻、整形、和電平轉(zhuǎn)換，變成微機能接收的信號，通過RS－232C接口進入微機進行運算處理，存貯或打印其結(jié)果。
本實用新型在軟件設(shè)計上已充分考慮到路況檢測的25個項目，使用者根據(jù)被測項目，采用菜單式提示，人機對話方式進行，可方便地將檢測數(shù)據(jù)進行處理。并顯示或打印所需數(shù)據(jù)結(jié)果，對路況檢測提供準(zhǔn)確科學(xué)的數(shù)據(jù)信息。
路況檢測儀主要是測量長度和面積，面積計算以方形面積計算處理，這符合實際情況且能滿足公路路況檢測精度要求。
長度測量計算公式L＝ (NK)/(n) 2πR式 中L——所測長度(米)N——進入微機的脈沖數(shù)K——分頻系數(shù)，本機K＝64n——傳動輪〔1〕滾動一圖產(chǎn)生的脈沖數(shù)R——傳動輪〔1〕半徑π——圓周率(π＝3.1416)本實用新型的主要技術(shù)指標(biāo)一技術(shù)參數(shù)1.測量精度±2.5CM2.測量范圍 長度0.1～100M面積0.01～327m23.統(tǒng)計精度≥99％4.檢測速度，2公里／小時5.內(nèi)存容量一次可存7公里數(shù)據(jù)資料6.外存容量，每盒磁帶可存80公里數(shù)據(jù)資料。
7.功耗微機工作電流 30MA
測量推車24MW8.電 源測量推車5～7.5V微 機 4.8V9.使用環(huán)境，環(huán)境溫定0℃～40℃10.整機重量10Kg二 功能指標(biāo)1.長度測量 7種2.面積測量 11種3.鍵盤輸入 7種本實用新型經(jīng)現(xiàn)場試驗，功能齊全，操作簡便，穩(wěn)定可靠，是路檢工作必備儀器，使用該儀器檢測比人工檢測費用節(jié)約3.5倍，每100公里檢測費用可節(jié)約463元。本實用新型除用于路況檢測外，還可用于其他土木工程中大面積的瀝青，混凝土平面的病害檢測。
權(quán)利要求
1.一種用于公路路況的檢測儀器，它由自動測量推車和微機系統(tǒng)兩大部分構(gòu)成。自動測量推車包括測量推車和電路板，微機系統(tǒng)包括微機和外部設(shè)備，當(dāng)儀器不工作時，自動測量推車與微機系統(tǒng)處于分離狀態(tài)。其特征在于自動測量推車它由傳動輪[1]、導(dǎo)輪[20]、心軸[22]、滾珠軸承[3]、齒輪軸套[4]、齒輪罩殼[5]、齒輪箱[6]、傳動軸[7]和[26]、銅套[8]、小齒輪[9]、過橋齒輪[28]、主動齒輪[31]、從動齒輪[29]、彈簧連軸節(jié)[12]、傳感器[14]、傳感器支架[23]、外殼[21]、輸出插座[18]、電源開關(guān)[17]、電池盒[28]、電路板[41]、推把下接頭[44]、推把中段[49]、把手[47]、控制按鈕[48]、RS-232插頭[46]、萬向輪[52]、指示針[53]等零部件組成，電路板它由控制電路[54]，接口電路[55]、整形電路[56]、輸入電路[57]組成，微機系統(tǒng)它包括內(nèi)置[24]行打印機，微型錄音機，RS-232C型標(biāo)準(zhǔn)通訊接口以及HX-20型微機。
2.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的公路路況檢測儀，其特征在于自動測量推車支承在傳動輪〔1〕、導(dǎo)輪〔20〕和萬向輪〔52〕上，心軸〔22〕的兩端分別套裝傳動輪〔1〕和導(dǎo)輪〔20〕、齒輪箱〔6〕固接在心軸〔22〕上，傳感器支架〔23〕則固定在齒輪箱〔6〕的底板〔25〕上。
3.如權(quán)利要求
2所述的自動測量推車，其特征在于自動測量推車的齒輪箱〔6〕由鋼板焊接而成，齒輪傳動軸〔7〕和傳感器〔14〕的連接采用彈簧聯(lián)軸節(jié)〔12〕。
4.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的公路路況檢測儀，其特征在于電路板由R1、C1，CH4024組成的輸入電路〔57〕，其任務(wù)就是將傳感器〔14〕產(chǎn)生的信號進行分頻處理，并將處理的信號傳送至由R12、R13、C5、C6及J210組成的整形電路〔56〕，將分頻信號進行整形，經(jīng)過整形后的信號傳送至由T1、T2及R8、R9、R10、R11組成的接口電路〔55〕、將信號進行電平轉(zhuǎn)換變成微機能接收的信號，由C2、C3、C4、R2、R3、R4、R5、R6、R7及J210等組成的控制電路，它的任務(wù)是控制測量的起始和終止，整個電路板由控制按鈕〔48〕來控制。
5.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的公路路況檢測儀，其特征在于整個軟件程序使用的是EPSOn擴展的BASic語言設(shè)計，功能選樣采用菜單形式提示，人機對話方式進行、模塊技術(shù)編程，通過主程序?qū)⑾到y(tǒng)自成封閉結(jié)構(gòu)，并將設(shè)計程序直接保留在微機內(nèi)，采集到的數(shù)據(jù)采用隨機(RAM)文件結(jié)構(gòu)存貯并可與IBM－PC機或其他兼容機進行數(shù)據(jù)傳輸。
專利摘要
一種用于公路路況的檢測儀器，屬物理檢測儀器，它由自動測量推車和微機系統(tǒng)兩大部分構(gòu)成，主要零部件有傳動輪、齒輪傳動裝置、傳感器、電路板及微機系統(tǒng)。它能對公路路況25種病害及項目進行檢測，并對檢測的數(shù)據(jù)資料加以處理。根據(jù)需要存貯在磁帶上或追加至數(shù)據(jù)庫，也可現(xiàn)場打印其結(jié)果。使公路的養(yǎng)護質(zhì)量評定建立在科學(xué)、準(zhǔn)確的基礎(chǔ)上，比人工檢測費用節(jié)約3.5倍以上。
文檔編號G01B7/00GK87204148SQ87204148
公開日1988年3月30日 申請日期1987年4月21日
發(fā)明者朱懷安, 楊金, 陽海清, 徐德明, 尹見田 申請人:湖南省交通科研所導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan