路面弯沉激光高速检测系统.pdf

本发明涉及一种路面特别是高速公路路面弯沉激光高速检测系统。它由安装于载体车上的落锤--加载轮平台组成的路面冲击加载系统与由高功率激光片光与高分辨CCD组成的路面变形数值图像摄影系统组成，自由落体重锤通过加载论作用到路面产生变形，不仅不影响车辆的正常运行，且更和实际车况相同，落锤不直接对路面加载，而是对由车轮构成的平台加载，可在车行进中瞬态加载，保证了检测可在正常高速行驶下进行，能以小于100公里/小时的速度对路面弯沉值进行高速检测，直接得到路面的弯沉值而且得到弯沉盆曲线。

1.  一种路面弯沉激光高速检测系统，其特征在于：它由安装于载体车上的路面冲击加载系统与路面变形图像数值摄像系统组成，路面冲击加载系统采用落锤加载装置，其刚性支架[8]固连于载体车上，锤体液压升落架[4]固连在刚性支架[8]上，中间设置滑动直杆[7]，锤体[6]套在滑动直杆上，液压升落架[4]上端设置落锤控制器[5]，加载轮支架下方连接加载轮[12]，支架水平梁上方两侧分别连接垂直滑动杆[10]，中间设置凸台[15]，滑动杆[10]设置于液压升落架[4]下端的空腔[11]中，滑动杆上端的空腔[11]中设置弹簧[9]，路面变形图像数值摄像系统由高分辨CCD数值摄像机[3]，高功率激光片光源[1]构成，分别设置于刚性支架[8]上，高分辨CCD数值摄像机[3]及高功率激光片光源[1]与工作时序与里程控制器[2]连接。

2.  根据权利要求1所述的路面弯沉激光高速检测系统，其特征在于：液压升落架[4]上端设置电磁落锤控制器[5]

3.  根据权利要求1或2所述的路面弯沉激光高速检测系统，其特征在于：高功率脉冲激光经柱透镜一维扩束形成平面片光，其光轴和摄像机光轴的夹角大于45度。

4.  根据权利要求1或2所述路面弯沉激光高速检测系统，其特征在于：高功率激光片光源[1]设置于刚性支架[8]横梁下方，高分辨CCD数值摄像机[3]设置于刚性支架[8]横梁下方，或两者位置互换。

路面弯沉激光高速检测系统
一、技术领域
本发明涉及路面弯沉值的检测技术，特别是一种路面弯沉激光高速检测系统。
二、背景技术
路面弯沉量是各种公路特别是高速公路的验收和定期检测的一个很重要的指标，但长期已来检测设备仍采用人工或低速检测设备，如贝克曼梁仍大量用于公路的竣工验收和静态检测中，近年研制的基于贝克曼梁原理的动态弯沉仪和从国外引进的先进的动态弯沉设备，落锤式动态弯沉仪，重锤直接作用贴在路面的承载板上，因此到检测点须停车降下锤杆拄到底部的加载与传感器平板，由电磁控制落锤由高处自由下落冲击加载传感器板，路面受冲击产生变形并被传感器测量而计算路面弯沉与沉盆形状，其特点是必须停下来对路面直接加载，严重影响检测速度，虽可连续进行弯沉检测但检测速度仅能到5公里/小时，远达不到高速公路正常行驶速度，不仅检测效率低，而且不便在高速公路进行正常检测。有信息表明国外丹麦等一些国家正研制用激光传感的高速弯沉检测技术，如基于激光多普勒效应测量路面变形速度的高速弯沉仪的设计，但车载平台自己的运动幅度比路面变形大几个数量级，它对测量造成的影响目前还无法从技术上解决，实验中仍有许多问题尚未解决而至今仍未形成产品与得到应用。
三、发明内容
本发明的目的在于提供一种高速的路面弯沉检测设备，能在不影响公路正常交通的情况下，对各种公路路面弯沉进行高速高效的检测的路面弯沉激光高速检测系统。
实现本发明目的的技术解决方案为：一种路面弯沉激光高速检测系统，其特征在于：它由安装于载体车上的路面冲击加载系统与路面变形图像数值摄像系统组成，路面冲击加载系统采用落锤加载装置，其刚性支架固连于载体车上，锤体液压升落架固连在刚性支架上，中间设置滑动直杆，锤体套在滑动直杆上，液压升落架上端设置落锤控制器，加载轮支架下方连接加载轮，支架水平梁上方两侧分别连接垂直滑动杆，中间设置凸台，滑动杆设置于液压升落架下端的空腔中，滑动杆上端的空腔中设置弹簧，路面变形图像数值摄像系统由高分辨CCD数值摄像机，高功率激光片光源构成，分别设置于刚性支架上，高分辨CCD数值摄像机及高功率激光片光源与工作时序与里程控制器连接。
本发明与现有技术相比，其显著优点是：本发明在精确控制下的自由落体重锤通过加载论作用到路面产生变形，不仅不影响车辆的正常运行，且更和实际车况相同，落锤不直接对路面加载，而是对由车轮构成的平台加载，车轮平台通过两可上下相对自由滑动的轴套与载体车连接，可在车行进中瞬态加载，保证了检测可在正常高速行驶下进行，能以小于100公里/小时的速度对路面弯沉值进行高速检测。落锤加载装置安装于载体车上与加载轮平台分立但很好配合，保证进行周期加载，对路面冲击应变的测量，用高功率激光经拄透镜系统进行一维扩束成平面片状光束，对加载轮迹线路面以小角度照明产生显示路面变形的纵向线结构激光图形，用高分辨CCD对准线激光图像，摄取路面在冲击加载作用下产生的变形图形新方案，经试验可解决车载平台对变形测量的影响，直接得到路面的弯沉值而且得到弯沉盆曲线。成功解决路面弯沉的高速检测难题。
四、附图说明
附图是本发明的一种构成示意图。
五、具体实施方式
结合附图，整个检测系统它由安装于载体车上的路面冲击加载系统与路面变形图像数值摄像系统组成，路面冲击加载系统采用落锤加载装置，其刚性支架8固连于载体车上，锤体液压升落架4固连在刚性支架8上，中间设置滑动直杆7，锤体6套在滑动直杆上，液压升落架4上端设置电磁落锤控制器5，加载轮支架下方连接加载轮12，支架水平梁上方两侧分别连接垂直滑动杆10，中间设置凸台15，用于落锤撞击，滑动直杆7下端设置在凸台中间的小孔16中，滑动杆10设置于液压升落架4下端的空腔11中，滑动杆上端的空腔11中设置弹簧9，路面变形图像数值摄像系统由高分辨CCD数值摄像机3，高功率激光片光源1构成，分别设置于刚性支架8上，高分辨CCD数值摄像机3及高功率激光片光源1与工作时序与里程控制器2连接。高功率脉冲激光经柱透镜一维扩束形成平面片光，其光轴和摄像机光轴的夹角最好大于45度。高功率激光片光源1可设置于刚性支架8横梁下方，高分辨CCD数值摄像机3设置于刚性支架8横梁下方，或两者位置互换。本发明能以小于100公里/小时的速度对路面弯沉值进行高速检测，直接得到路面的弯沉值而且得到弯沉盆曲线13。
主要技术参数：锤重可取(100-200)KG，滑动直杆高0.5米，可达到与现有贝克曼梁测量弯沉要求的压强，摄像机选用分辨率高于1024以上的面阵摄像机，的高功率激光平面片光源可选1000毫瓦以上的近红外单横模半导体激光或高功率脉冲激光经拄面透镜一维扩束形成平面片光，其光轴和处摄像机光轴应大于45度。