專利名稱：激光動(dòng)態(tài)彎沉測(cè)量車的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種彎沉測(cè)量車，尤其涉及一種激光動(dòng)態(tài)彎沉測(cè)量車，可以廣泛應(yīng)用于交通領(lǐng)域中的高速公路、國(guó)省道、城市道路及機(jī)場(chǎng)跑道的彎沉測(cè)量。
背景技術(shù)：
自1960年以來(lái)，激光多普勒技術(shù)由于在測(cè)量中具有高的空間和時(shí)間分辨率，不接觸測(cè)量物體，不擾動(dòng)測(cè)量對(duì)象，能測(cè)量原有測(cè)速技術(shù)難以測(cè)量的對(duì)象而引人注目。1964年， YEH和CUMMIUS發(fā)表了第1篇關(guān)于激光多普勒技術(shù)測(cè)速的論文后，此項(xiàng)技術(shù)立即受到各方面的重視并進(jìn)行了大量的理論分析和試驗(yàn)研究，取得了顯著的成果。70年代后，國(guó)外廠商已經(jīng)開始向市場(chǎng)提供比較完備的產(chǎn)品并在不斷更新。激光多普勒測(cè)振技術(shù)現(xiàn)在成為科學(xué)技術(shù)及許多行業(yè)中不可少的檢測(cè)方法，已經(jīng)從流體和固體的速度測(cè)量發(fā)展到了振動(dòng)測(cè)量領(lǐng)域。振動(dòng)測(cè)量因?yàn)槟芊从澄矬w的動(dòng)態(tài)特性，特別是高速運(yùn)動(dòng)的物體，在工程技術(shù)中十分重要。激光多普勒測(cè)振儀從1983年南安普敦大學(xué)的光振研究所的發(fā)明開始，從單光束、 交叉光束測(cè)量發(fā)展到了多光束測(cè)量。激光振動(dòng)測(cè)量最開始是利用差動(dòng)式激光多普勒測(cè)速儀進(jìn)行扭轉(zhuǎn)振動(dòng)測(cè)量，隨后激光扭轉(zhuǎn)振動(dòng)儀的理論開始獨(dú)立發(fā)展，已經(jīng)取得了很大的成果。世界著名的生產(chǎn)激光多普勒測(cè)振儀的廠家B&K公司研究并制造出商品型號(hào)為2523的激光扭振儀。該產(chǎn)品中使用了單個(gè)激光干涉儀。而同樣知名的德國(guó)Polytec公司4000系列中的產(chǎn)品中包含了兩個(gè)激光干涉儀，測(cè)量效果得到了進(jìn)一步的提高。國(guó)內(nèi)天津大學(xué)、西安交通大學(xué)等研究部門也進(jìn)行了相應(yīng)的研究。激光多普勒測(cè)速(測(cè)振)技術(shù)最早是從激光測(cè)速技術(shù)發(fā)展來(lái)的。其物理原理在于探測(cè)從運(yùn)動(dòng)物體散射回來(lái)的反射光的多普勒頻移。圖9為單光束測(cè)速光路結(jié)構(gòu)。由激光器發(fā)出的頻率為f激光束經(jīng)分光鏡入射到被測(cè)表面，由于測(cè)量表面的運(yùn)動(dòng)，反射光將產(chǎn)生多普勒頻移fD
權(quán)利要求
1.一種激光動(dòng)態(tài)彎沉測(cè)量車，其特征在于，其包括移動(dòng)測(cè)量平臺(tái)、測(cè)量橫梁、工作輪、測(cè)速輪、加速度計(jì)和數(shù)據(jù)采集與處理裝置；其中，所述移動(dòng)測(cè)量平臺(tái)，包括牽引車和掛車，為所述測(cè)量橫梁、所述同步與信號(hào)處理裝置和所述數(shù)據(jù)采集與處理裝置提供搭載平臺(tái)；所述牽引車牽引所述掛車行進(jìn)，所述掛車的后輪為工作輪；所述測(cè)量橫梁，位于所述掛車上，安裝在所述工作輪的輪隙上方，主要由橫梁骨架、激光多普勒測(cè)振儀和光纖陀螺儀構(gòu)成，所述激光多普勒測(cè)振儀的激光束射向路面；所述激光多普勒測(cè)振儀，其個(gè)數(shù)為4-7個(gè)，設(shè)置于所述橫梁骨架上；其中一個(gè)所述激光多普勒測(cè)振儀為參考激光多普勒測(cè)振儀，與所述工作輪中心之間的距離大于彎沉盆的半徑；另外的3-6個(gè)所述激光多普勒測(cè)振儀為測(cè)量激光多普勒測(cè)振儀，與所述工作輪中心之間的距離小于彎沉盆的半徑；所述激光多普勒測(cè)振儀發(fā)出的激光中心線與垂直方向之間的角度θ為1.5度至2. 5度；所述光纖陀螺儀的個(gè)數(shù)為3個(gè)，3個(gè)光纖陀螺儀成空間正交布置，所述光纖陀螺儀設(shè)置于所述橫梁骨架上，光纖陀螺儀測(cè)量所述橫梁骨架在慣性空間中的三軸角速度，用于補(bǔ)償橫梁骨架由于角運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致激光多普勒測(cè)振儀的測(cè)速誤差；所述參考激光多普勒測(cè)振儀、所述測(cè)量激光多普勒測(cè)振儀和所述光纖陀螺儀的測(cè)量結(jié)果被傳送至所述數(shù)據(jù)采集與處理裝置中；所述工作輪，能夠保證在運(yùn)轉(zhuǎn)的過(guò)程中，不遮擋或干涉激光；所述測(cè)速輪主要由車輪、車輪固定架及光電旋轉(zhuǎn)編碼器組成，該車輪由該車輪固定架固定于所述橫梁骨架上；該光電旋轉(zhuǎn)編碼器安裝于該車輪上，用于測(cè)量該車輪的瞬時(shí)運(yùn)行速度，并將該瞬時(shí)運(yùn)行速度傳送至所述數(shù)據(jù)采集與處理裝置中；所述加速度計(jì)，埋設(shè)于路面，用于測(cè)量所述移動(dòng)測(cè)量平臺(tái)通過(guò)路面時(shí)加速度值，并將該加速度值傳送至所述數(shù)據(jù)采集與處理裝置中；所述數(shù)據(jù)采集與處理裝置，用于根據(jù)接收到的數(shù)據(jù)計(jì)算路面的瞬時(shí)彎沉值。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的激光動(dòng)態(tài)彎沉測(cè)量車，其特征在于，所述測(cè)量激光多普勒測(cè)振儀為三個(gè)，所述光纖陀螺儀為三個(gè)；一所述測(cè)量激光多普勒測(cè)振儀距離所述工作輪中心的前方100士 10毫米； 另一所述測(cè)量激光多普勒測(cè)振儀距離所述工作輪中心的前方300士 10毫米； 又一所述測(cè)量激光多普勒測(cè)振儀距離所述工作輪中心的前方750士 10毫米； 所述參考激光多普勒測(cè)振儀距離所述工作輪中心的前方3600士 100毫米； 所述三臺(tái)光纖陀螺儀，成正交方式固定在所述橫梁骨架的中部。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的激光動(dòng)態(tài)彎沉測(cè)量車，其特征在于，其還包括同步與信號(hào)處理裝置，所述同步與信號(hào)處理裝置包括車輛定位與同步控制電路和傳感器信號(hào)處理電路；所述車輛定位與同步控制電路接收GPS信號(hào)和所述光電旋轉(zhuǎn)編碼器發(fā)送的信號(hào)，經(jīng)過(guò)處理后，建立時(shí)間和線性空間基準(zhǔn)，并生成傳感器同步控制信號(hào)；所述傳感器信號(hào)處理電路，用于將所述激光多普勒測(cè)振儀、所述光纖陀螺儀、所述光電旋轉(zhuǎn)編碼器和所述加速度計(jì)輸出的信號(hào)轉(zhuǎn)化成標(biāo)準(zhǔn)的電壓信號(hào)，并將該電壓信號(hào)傳送至所述數(shù)據(jù)采集與處理裝置中。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的激光動(dòng)態(tài)彎沉測(cè)量車，其特征在于，其還包括方艙和環(huán)境維持裝置，其中，所述方艙，包括鋼骨架、鋁型材蓋板及保溫防火發(fā)泡材料，設(shè)置于所述掛車上并罩設(shè)于所述測(cè)量橫梁上方；所述環(huán)境維持裝置，設(shè)置于所述方艙內(nèi)部，包括車載空調(diào)、暖風(fēng)機(jī)和壓氣機(jī)構(gòu)成，為所述方艙內(nèi)部維持25士2°C的工作環(huán)境，以及維持所述方艙內(nèi)的氣壓為艙外的1. 1-1. 2倍。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的激光動(dòng)態(tài)彎沉測(cè)量車，其特征在于，其還包括配重塊，所述配重塊的重量大小能夠保證所述工作輪對(duì)地壓力為100KN，所述配重塊可拆卸地安裝于所述工作輪上。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種激光動(dòng)態(tài)彎沉測(cè)量車，其包括移動(dòng)測(cè)量平臺(tái)、測(cè)量橫梁、工作輪、測(cè)速輪、加速度計(jì)和數(shù)據(jù)采集與處理裝置。本發(fā)明所述的激光動(dòng)態(tài)彎沉測(cè)量車?yán)眉す舛嗥绽諟y(cè)速原理和慣性測(cè)量原理，在車輛以正常交通速度(15～80km/h)行駛過(guò)程中，由安裝在車輛載荷輪前的多個(gè)激光多普勒測(cè)振儀同步測(cè)量各測(cè)點(diǎn)的路面相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度，經(jīng)過(guò)慣性補(bǔ)償計(jì)算后，獲得路面的瞬時(shí)彎沉變形速度，再通過(guò)道路層狀彈性力學(xué)模型，反演得到路面動(dòng)態(tài)彎沉值，用于普查與評(píng)估道路網(wǎng)的承載能力。
文檔編號(hào)E01C23/01GK102162217SQ201010561720
公開日2011年8月24日 申請(qǐng)日期2010年11月18日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月18日
發(fā)明者付智能, 張德津, 曹民, 李清泉, 毛慶洲 申請(qǐng)人:武漢武大卓越科技有限責(zé)任公司