一种多路激光测距的公路路面形变检测装置的制作方法

本发明属于路面检测，涉及一种多路激光测距的公路路面形变检测装置。

背景技术：

1、公路路面在长期服役过程中，易出现车辙、凹陷、凸起、平整度衰减等形变病害，路面形变的精准检测是公路养护、质量验收、病害评估的核心基础工作，现阶段多路激光测距式路面形变检测设备已被广泛应用于公路路面检测作业，该类设备通过搭载多路激光传感器，非接触式采集路面高程数据，以此还原路面形变状态，具备检测效率高、采样密度大的特点。

2、传统检测设备的激光光学部件外侧石英玻璃多为裸露固定式结构，野外检测过程中，路面飞溅碎石、扬尘、泥水会持续冲击、附着在石英玻璃表面，长期作业后石英玻璃易产生划痕、麻点与污渍堆积，造成激光光路散射、遮挡，引发检测数据失真、数据跳变等问题，而传统清洁防护方式多为固定护罩、人工擦拭，无法实现实时动态防护，人工停机清洁不仅降低检测效率，还无法适配连续高速检测作业需求。

3、公路雨后、洒水养护、低洼路段普遍存在路面积水与薄泥浆层，积水会在路面形成镜面反射，激光光束照射至积水表面时会发生反射偏移、回波丢失，设备仅能采集水面高程数据，无法识别真实路面形变，导致路面微小坑槽、车辙病害被积水掩盖，出现漏检、误检情况。

技术实现思路

1、本发明针对野外公路长距离路面形变检测中，光学窗口易被碎石打毛、雨后积水镜面反射误检、高温路面热蜃数据漂移、电气驱动故障点多无法连续作业的行业痛点开展研发。研发过程中发现，现有技术采用电机驱动防护薄膜收卷，需要额外电源与控制电路，故障点多；无前置除水结构，雨后积水路面无法检测；无光路隔离结构，高温沥青路面热蜃效应导致数据漂移，无法满足野外全天候连续检测需求。

2、本发明将颠簸能单向收卷防护子系统、分段随动人字形除水系统、密封柔性光路隔离系统与浮动缓冲悬挂系统整合，实现防护、除水、稳像、缓冲全流程无电源自动运行，提供一种多路激光测距的公路路面形变检测装置。

3、为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：一种多路激光测距的公路路面形变检测装置，包括检测车以及设置在检测车前方的车辙仪，所述车辙仪通过悬挂组件连接在检测车的前方，所述车辙仪的两侧转动设有与地面接触的随动轮；

4、防护组件，所述防护组件设置在车辙仪上，利用防护组件对车辙仪底部的石英玻璃防护，所述防护组件包括两组轴承座，两组所述轴承座分别固定于车辙仪的前后两侧，两组所述轴承座内分别转动设有放卷辊和收卷辊，所述放卷辊的外壁固定并绕设有薄膜，所述薄膜的另一端与收卷辊固定连接，利用薄膜阻挡碎石击打石英玻璃，所述收卷辊与悬挂组件配合使用，在颠簸的过程中自动驱动收卷辊收卷使用后的薄膜；

5、积水清理组件，所述积水清理组件设置在车辙仪的前方，所述积水清理组件包括可升降调节设置在车辙仪底部的多个滑动杆，所述滑动杆的底部开设有安装槽，所述安装槽内固定设有刮片，所述刮片呈“人”字形，行驶的过程中利用“人”字形刮片对路面积水清理。

6、进一步的，所述悬挂组件包括固定于检测车车架的固定架，所述固定架的顶端滑动套设有两组滑动筒，两组所述滑动筒的外侧固定设有升降架，所述固定架的顶部贯穿转动设有螺杆，所述升降架螺纹套设在螺杆上，所述升降架的顶部贯穿滑动设有两个导向杆，两个所述导向杆的底部固定设有连接杆，所述连接杆固定于车辙仪的一侧，所述导向杆的外壁套设有第一弹簧，所述第一弹簧的两端分别与升降架的底部和连接杆的顶部抵触。

7、进一步的，所述防护组件还包括固定套设在收卷辊外壁的棘盘，所述收卷辊的外壁转动套设有转动盘，所述转动盘的内壁固定设有多个转动座，所述转动座内转动设有与棘盘相啮合的棘爪，所述棘爪的转轴外壁套设有扭簧，所述扭簧的两端分别于转动座和棘爪抵触，所述转动盘与升降架传动连接，所述随动轮随路面起伏时，驱动车辙仪上下跳动，利用上下跳动动力驱动收卷辊收卷薄膜。

8、进一步的，所述转动盘的外壁固定设有固定杆，所述固定杆的另一端转动设有连杆，所述连杆的另一端转动于升降架的外端。

9、进一步的，所述积水清理组件还包括固定于车辙仪前方的连接杆，所述连接杆的底部设有两个伸缩架，两个所述伸缩架的底端设有支撑杆，所述支撑杆的一侧固定设有与滑动杆相对应的延伸杆，所述滑动杆贯穿滑动于延伸杆上，所述滑动杆的外壁固定套设有限位环，所述滑动杆的外壁套设有第二弹簧，所述第二弹簧的两端分别与延伸杆的底部和限位环的顶部抵触。

10、进一步的，所述滑动杆的底部开设有安装槽，所述刮片插接于安装槽内，并通过螺钉固定。

11、进一步的，所述伸缩架包括固定于连接杆底部的底座，所述底座内可调节设有两个螺母座，两个所述螺母座的底部转动设有伸缩栏，所述伸缩栏的底端转动设有两个转动杆，两组所述转动杆均转动于支撑杆的顶部。

12、进一步的，两个所述底座的一侧贯穿转动设有同一个螺杆，所述螺杆的外壁开设有两组螺纹区，每组所述螺纹分为正反两个，所述螺母座螺纹套设于相对应的螺纹区。

13、进一步的，还包括设置在车辙仪底部的多个光路隔离组件，所述光路隔离组件包括固定于车辙仪底部石英玻璃下表面的两个固定座，每组所述固定座内均固定设有波纹管，所述波纹管与激光光路同轴，所述波纹管的底部固定设有配重环，使用时，配重环距离地面5-8cm。

14、进一步的，所述固定座的底部固定设有套杆，所述套杆内滑动设有滑动杆，所述滑动杆贯穿固定于配重环内，利用套杆和滑动杆对波纹管导向。

15、本发明的有益效果在于：

16、1、本发明所公开的一种多路激光测距的公路路面形变检测装置，通过前后布置的放卷辊、收卷辊缠绕铺设防护薄膜，全程覆盖车辙仪底部石英玻璃光学区域，可实时阻挡碎石冲击、泥水扬尘附着污染石英玻璃，避免光学部件产生划痕、麻点，可有效降低光路遮挡、散射引发的数据失真。同时依托悬挂组件的颠簸位移，通过连杆、固定杆、转动盘配合棘爪与棘盘的单向啮合传动结构，利用路面颠簸机械能实现失效薄膜的全自动收卷更替，全程无需电控驱动、无需人工停机更换清洁，实现光学防护结构的无源动态更新，大幅提升设备连续作业能力，降低设备运维频次与使用成本；

17、2、本发明所公开的一种多路激光测距的公路路面形变检测装置，通过人字形刮片、第二弹簧、伸缩架的自适应配合，可在激光检测前完成光路区域路面积水、薄泥浆的主动导流清除，裸露真实路面基底，人字形结构具备双向导流能力，可快速排走检测区域积水，避免积水镜面反射导致的激光回波丢失、病害漏检问题，有效解决了传统设备无法适配雨后、潮湿路面检测的缺陷，大幅拓宽设备作业工况与作业窗口期；

18、3、本发明所公开的一种多路激光测距的公路路面形变检测装置，通过固定架、滑动筒、升降架构成稳定的竖向滑动导向结构，配合螺杆螺纹传动实现车辙仪初始高度的精准调节，可适配不同激光景深需求，保证激光传感器始终处于最佳检测状态。同时导向杆外侧套设的第一弹簧可对车辙仪形成柔性缓冲支撑，路面颠簸过程中通过弹性形变吸收冲击，有效降低设备震动损耗，提升检测姿态稳定性，且可将路面颠簸位移稳定传递至防护组件，为薄膜自动收卷提供持续动力，实现缓冲减震与动力输出的双重功能，结构利用率高、联动逻辑紧密；

19、4、本发明所公开的一种多路激光测距的公路路面形变检测装置，通过波纹管配合配重环形成封闭式竖向光路通道，将激光光束与外部紊乱气流隔离，有效规避高温沥青路面热对流、横向乱风导致的光路折射、光斑抖动问题，消除热蜃效应引发的检测数据漂移，同时套杆与滑动杆的导向配合，可限制波纹管扭曲、晃动，保证光路始终竖直同轴，极大提升复杂温度、气流工况下的激光检测稳定性，实现高温路面完工即检，有效提升道路施工验收效率。

20、本发明的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本发明的实践中得到教导。本发明的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。