RU179921U1

RU179921U1 - Universal ultrasonic profilometer for measuring the transverse evenness of the road surface

Info

Publication number: RU179921U1
Application number: RU2018103445U
Authority: RU
Inventors: Андрей Юрьевич Цаль; Павел Олегович Середа
Priority date: 2018-01-30
Filing date: 2018-01-30
Publication date: 2018-05-29

Abstract

Полезная модель относится к области дорожного строительства, в частности к техническим средствам определения технико-эксплуатационных показателей объектов дорожного хозяйства, оперативного контроля качественных параметров сооружаемых и эксплуатируемых автомобильных дорог.Техническим результатом является расширение функциональных возможностей передвижной дорожной лаборатории.Сущность полезной модели заключается в том, что, для обеспечения возможности установки ультразвуковой рейки на различные типы автомобилей и регулировки положения ультразвуковой рейки в целях достижения ее оптимального положения для производства измерений, крепление ультразвуковой рейки выполняется регулируемым в вертикальном положении за счет применения телескопического механизма с дискретной фиксацией. Механизм состоит из двух идентичных по конструкции внешних труб, которые крепятся к бамперу транспортного средства, и двух внутренних труб, которые могут перемещаться внутри внешних. Фиксация внутренней трубы к внешней в положении оптимальном для производства измерений производится винтами через специальные отверстия, выполненные во внутренних и внешних трубах. Внутренние трубы имеют специальные пазы для установки рейки с ультразвуковыми датчиками и отверстия для фиксации рейки винтами. Спереди и сзади к рейке крепится под углом грязезащитный щиток, который снижает степень загрязнения рейки в ходе движения транспортного средства в неблагоприятных погодных условиях.Для возможности работы универсального ультразвукового профилометра на высоте, превышающей 25-30 см от дорожного покрытия, предусматривается применение ультразвуковых датчиков с рабочим диапазоном до 1,3 м и слепой зоной до 0,2 м.С целью повышения защищенности от воздействия неблагоприятных факторов окружающей среды целесообразно применение ультразвуковых датчиков с высоким классом защиты, изготавливаемых в специальных пылевлагозащищенных корпусах и температурной компенсацией сигнала, а также с возможностью регулирования звуковых лучей.The utility model relates to the field of road construction, in particular, to technical means for determining the technical and operational indicators of road facilities, operational control of the quality parameters of constructed and operated roads. The technical result is to expand the functionality of a mobile road laboratory. The essence of the utility model is that , to provide the possibility of installing ultrasonic rails on various types of vehicles and adjusting The position of the ultrasonic staff in order to achieve its optimal position for measurements, the mounting of the ultrasonic staff is adjustable in the vertical position through the use of a telescopic mechanism with discrete fixation. The mechanism consists of two external pipes identical in design, which are attached to the bumper of the vehicle, and two internal pipes that can move inside the external. The inner pipe is fixed to the external one in the optimal position for making measurements using screws through special holes made in the internal and external pipes. The inner pipes have special grooves for mounting the rail with ultrasonic sensors and holes for fixing the rail with screws. An anti-dust shield is attached at the front and rear to the rail at an angle, which reduces the degree of contamination of the rail during vehicle movement in adverse weather conditions. To enable the universal ultrasonic profilometer to operate at a height exceeding 25-30 cm from the road surface, the use of ultrasonic sensors with a working with a range of up to 1.3 m and a blind zone of up to 0.2 m. In order to increase protection against the effects of adverse environmental factors, it is advisable to use ultrasonic Pins with a high degree of protection, which are produced in special housings pylevlagozaschischennyh and temperature compensated signal, with the possibility of regulation of sound beams.

Description

Полезная модель относится к области дорожного строительства, в частности к техническим средствам определения технико-эксплуатационных показателей объектов дорожного хозяйства, оперативного контроля качественных параметров сооружаемых и эксплуатируемых автомобильных дорог.The utility model relates to the field of road construction, in particular, to technical means for determining the technical and operational indicators of road facilities, operational control of the quality parameters of constructed and operated roads.

Из уровня техники известен способ измерения геометрических параметров профиля дороги, включающий подачу на поверхность дорожного покрытия в процессе движения автомобиля ультразвуковых сигналов поперек направления движения автомобиля, прием отраженных сигналов и их преобразование в геометрические параметры поперечного профиля дороги (колейности), с учетом коррекции колебаний кузова автомобиля при его движении (см., например, каталог фирмы VTT, Финляндия 1992 г., Road, Traffic and Geotechnical Laboratory, приложение 1).The prior art method for measuring the geometric parameters of the road profile, including the application of ultrasonic signals to the surface of the road surface during the movement of the car across the direction of the car, receiving the reflected signals and converting them into geometric parameters of the transverse profile of the road (rut), taking into account the correction of vehicle body vibrations during its movement (see, for example, the catalog of VTT, Finland 1992, Road, Traffic and Geotechnical Laboratory, Appendix 1).

Наиболее близким техническим решением является ультразвуковая рейка, закрепленная на бампере транспортного средства [электронный ресурс: http://www.svpd.ru/pages/41]. Ширина рейки составляет 2,5 м, на ней установлены 12 ультразвуковых датчиков, которые одновременно измеряют расстояние от рейки до дорожного полотна. Управление измерениями происходит с компьютера, установленного на борту автомобиля и комплексируется с системой контроля перемещений кузова, что позволяет корректировать полученные данные в автоматическом режиме в зависимости от колебаний кузова транспортного средства в процессе его движения. Устройство может использоваться на увлажненном покрытии, и в темное и в светлое время суток, в отличие от систем измерения поперечной ровности дорожного покрытия, построенных на основе лазерных датчиков. The closest technical solution is the ultrasonic rail mounted on the bumper of the vehicle [electronic resource: http://www.svpd.ru/pages/41]. The width of the rail is 2.5 m, 12 ultrasonic sensors are installed on it, which simultaneously measure the distance from the rail to the roadway. Measurement control is carried out from a computer installed on board the car and is integrated with a body movement control system, which allows you to adjust the received data in automatic mode depending on the fluctuations of the vehicle body during its movement. The device can be used on wet surfaces, both in the dark and in the daytime, unlike systems for measuring the transverse evenness of the road surface, built on the basis of laser sensors.

К недостаткам данного технического решения можно отнести следующие:The disadvantages of this technical solution include the following:

снижение характеристик проходимости транспортного средства из-за необходимости установки рейки с ультразвуковыми датчиками на небольшой высоте (25-30 см) от дорожного покрытия;decrease in vehicle patency due to the need to install rails with ultrasonic sensors at a low height (25-30 cm) from the road surface;

ограниченные возможности установки на различные типы транспортных средств;limited installation options for various types of vehicles;

слабая защита от воздействия негативных факторов окружающей среды (сильная пылимость, снежный покров, сильные дождь и грязь могут вызвать некорректную работу ультразвуковых датчиков).poor protection against the effects of negative environmental factors (heavy dust, snow cover, heavy rain and dirt can cause incorrect operation of ultrasonic sensors).

Технической задачей предлагаемой полезной модели является расширение функциональных возможностей применения профилометра дорожного. The technical task of the proposed utility model is to expand the functionality of the use of a road profilometer.

Сущность полезной модели заключается в том, что универсальный ультразвуковой профилометр для измерения поперечной ровности дорожного покрытия, состоящий из рейки, с установленными в ней ультразвуковыми датчиками и специального крепления к бамперу автомобиля, при этом крепление выполнено на основе телескопического регулируемого по высоте механизма с дискретной фиксацией, состоящего из двух внешних труб, которые крепятся к бамперу транспортного средства, и двух внутренних труб, которые могут перемещаться внутри внешних и фиксируются в положении оптимальном для производства измерений винтами через специальные отверстия, выполненные во внутренних и внешних трубах, внутренние трубы имеют специальные пазы для установки рейки с ультразвуковыми датчиками и отверстия для фиксации рейки винтами, спереди и сзади к рейке крепится под углом грязезащитный щиток. The essence of the utility model lies in the fact that a universal ultrasonic profilometer for measuring the transverse evenness of the road surface, consisting of a rail with ultrasonic sensors installed in it and a special mount to the bumper of the car, the mount is made on the basis of a telescopic height-adjustable mechanism with discrete fixation, consisting of two external pipes that are attached to the bumper of the vehicle, and two internal pipes that can move inside the external and are fixed the optimum position for the production of measurements screws through the holes formed in the inner and outer tubes, the inner tubes have grooves for the installation rail with ultrasonic sensors and the holes for fixation screws rack, front and back is mounted to the rail at an angle mudguard.

Сущность полезной модели поясняется чертежами, где на фиг.1 представлен внешний вид универсального ультразвукового профилометра спереди; на фиг.2 представлен внешний вид универсального ультразвукового профилометра слева. The essence of the utility model is illustrated by drawings, where figure 1 shows the appearance of a universal ultrasonic profilometer in front; figure 2 presents the appearance of a universal ultrasonic profilometer on the left.

Универсальный ультразвуковой профилометр для измерения поперечной ровности дорожного покрытия содержит крепления выполненные регулируемыми в вертикальном положении за счет применения телескопического механизма с дискретной фиксацией, который состоит из двух внешних труб – 1 и двух внутренних труб – 2. В верхней части каждой из внешних труб 1 имеются отверстия 3 для крепления к бамперу транспортного средства. На внешних трубах 1 имеются два отверстия 4 для фиксации внутренних труб 2 в нужном положении. Внутренняя труба 2 может перемещаться внутри внешней трубы 1, для ее фиксации в нужном положении имеются отверстия 5, выполненные с шагом 1 см. При совпадении отверстий 4 и 5 на внутренней 2 и внешней трубе 1 и достижения оптимального положения для производства измерений внутренняя 2 и внешняя трубы 1 фиксируются винтом 6 и гайкой 7. Противоположный конец внутренней трубы 2 имеет специальный паз 8 для установки рейки 9 с ультразвуковыми датчиками 10, в котором имеется отверстие для фиксации рейки 9 с помощью винта 11. Спереди и сзади к рейке 9 крепится под углом грязезащитный щиток 12 с помощью винтов 13, который снижает степень загрязнения рейки 9 в ходе движения транспортного средства в неблагоприятных погодных условиях. A universal ultrasonic profilometer for measuring the transverse evenness of the road surface contains fasteners made adjustable in a vertical position due to the use of a telescopic mechanism with discrete fixation, which consists of two external pipes - 1 and two internal pipes - 2. There are holes in the upper part of each of the external pipes 1 3 for attaching to the bumper of the vehicle. On the outer pipes 1 there are two holes 4 for fixing the inner pipes 2 in the desired position. The inner pipe 2 can move inside the outer pipe 1, to fix it in the right position there are holes 5 made in 1 cm increments. If holes 4 and 5 on the inner 2 and the outer pipe 1 coincide and the optimal position for making measurements is reached, inner 2 and outer the pipes 1 are fixed with a screw 6 and a nut 7. The opposite end of the inner pipe 2 has a special groove 8 for mounting the rail 9 with ultrasonic sensors 10, in which there is a hole for fixing the rail 9 with a screw 11. Fastens the front and rear to the rail 9 I angled mudguard 12 with screws 13, which reduces the degree of contamination of the rack 9 in the course of the vehicle in adverse weather conditions.

Для обеспечения возможности работы универсального ультразвукового профилометра при установке его на высоте, превышающей 25-30 см от дорожного покрытия, оптимально применять ультразвуковые датчики с рабочим диапазоном до 1,3 м и слепой зоной до 0,2 м, так как высота установки переднего бампера большинства серийных автомобилей находиться в пределах от 0,15 м (легковые автомобили) до 1 м (грузовые автомобили повышенной проходимости).To enable the universal ultrasonic profilometer to work when installed at a height exceeding 25-30 cm from the road surface, it is optimal to use ultrasonic sensors with a working range of up to 1.3 m and a blind zone of up to 0.2 m, since the installation height of the front bumper is production vehicles range from 0.15 m (cars) to 1 m (off-road trucks).

В целях снижения влияния неблагоприятных внешних факторов на корректную работу универсального ультразвукового профилометра целесообразно применение ультразвуковых датчиков с высоким классом защиты, изготавливаемых в специальных пылевлагозащищенных корпусах и возможностью температурной компенсации сигнала, что позволяет проводить измерения в широком диапазоне температур от +30 до -50°С, а также ультразвуковых датчиков с регулированием звуковых лучей, что дает возможность настройки порога срабатывания и позволяет подавить паразитные сигналы и отражения от ложных объектов в диапазоне работы.In order to reduce the influence of adverse external factors on the correct operation of a universal ultrasonic profilometer, it is advisable to use ultrasonic sensors with a high protection class, manufactured in special dust and water tight cases and the possibility of temperature compensation of the signal, which allows measurements in a wide temperature range from +30 to -50 ° С, as well as ultrasonic sensors with adjustable sound beams, which makes it possible to adjust the threshold and allows to suppress stray e signals and reflections from false objects in the range of work.

Универсальный ультразвуковой профилометр для измерения поперечной ровности дорожного покрытия работает следующим образом:A universal ultrasonic profilometer for measuring the transverse evenness of the road surface works as follows:

Внешние трубы 1, с помощью отверстий 3, крепятся к бамперу транспортного средства (автомобиля). Внутренние трубы 2, вставляются во внешние 1 на одинаковом уровне таким образом, чтобы высота пазов 8 для крепления рейки 9 от дорожного покрытия находилась в пределах рабочего диапазона ультразвуковых датчиков 10. При этом необходимо, чтобы высота установки рейки 9 была достаточной для обеспечения необходимых характеристик проходимости транспортного средства. При достижении оптимального положения и совпадении отверстий 4 и 5 на внутренних 2 и внешних 1 трубах, они фиксируются винтом 6 и гайкой 7. В пазы 8 вставляется рейка 9 и фиксируется винтами 11. С помощью винтов 13 к рейке крепиться грязезащитный щиток 12. Измерения производятся в ходе движения транспортного средства по участку автомобильной дороги.External pipes 1, with the help of holes 3, are attached to the bumper of the vehicle (car). The inner tubes 2 are inserted into the outer ones 1 at the same level so that the height of the grooves 8 for fastening the rail 9 from the road surface is within the working range of the ultrasonic sensors 10. It is necessary that the height of the rail 9 be sufficient to provide the necessary characteristics of patency vehicle. Upon reaching the optimum position and coincidence of holes 4 and 5 on the inner 2 and outer 1 pipes, they are fixed with a screw 6 and a nut 7. A rail 9 is inserted into the grooves 8 and fixed with screws 11. Using the screws 13, a dirt shield 12 is attached to the rail. Measurements are made during the movement of the vehicle along the road section.

Таким образом, представленное техническое решение обеспечивает установку на любой тип транспортного средства, в том числе, на грузовые автомобили повышенной проходимости, на расстоянии оптимальном для проведения измерений, не снижает характеристик проходимости автомобиля, повышает устойчивость к негативным факторам окружающей среды. Thus, the presented technical solution provides installation on any type of vehicle, including off-road trucks, at an optimal distance for measurements, does not reduce the characteristics of the vehicle's patency, and increases resistance to negative environmental factors.

Claims

Universal ultrasonic profilometer for measuring the transverse evenness of the road surface, consisting of a rail with ultrasonic sensors installed in it and a special mount to the bumper of the car, characterized in that the mount is made on the basis of a telescopic height-adjustable mechanism with discrete fixation, consisting of two external pipes, which fastened to the bumper of the vehicle, and two internal pipes that can move inside the external and are fixed in the optimal position for production In order to measure with screws through special holes made in the inner and outer pipes, the inner pipes have special grooves for mounting the rail with ultrasonic sensors and holes for fixing the rail with screws, an anti-dust shield is attached at the front and rear to the rail at an angle.