专利名称：用于矿质混合料级配三维检测的数据自动采集系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种用于矿质混合料级配三维检测自动采集系统。
背景技术：
矿质混合料和浙青材料充分粘结筑成的路面结构称为浙青路面，我国大部分高速公路和城市道路都采用浙青路面为主要路面形式，浙青路面具有表面平整无接缝、强度高、稳定性好、行车振动小、噪音低、养护简便等主要优点，从二十世纪五十年代开始，浙青路面的修筑数量逐年增多，浙青混合料必定成为世界范围内最普遍的道路建筑材料，因此对浙青混合料的合理性检测必定成为道路、建筑、信息等众多学科研究的对象。矿质混合料中集料的级配合理性以及集料的形态特征对浙青路面的性能具有显著影响，具体表现在对浙青路面的低温抗开裂能力、高温抗变形能力、抗疲劳、耐久性、结构适应性、平整性、抗滑、降噪、排水等诸多方面的影响。因此对集料级配的检测和颗粒形态特征的评价是决定浙青路面质量高低的两个重要环节，浙青路面工作在复杂的荷载应力与环境条件下，为了保障浙青路面的路用性能，需要对浙青混合料的材料选择、生产以及成型等过程实施严格的质量控制。现行的质量控制手段主要是全人工或者半人工的经验式的间接的试验检测方法，这些方法费力耗时、设备体积庞大、采集数据精度不高、并且检测结果在很大程度上受到操作水平的影响，不能客观反映所检测的特征参数与浙青路面性能之间的关系。此外，这些试验检测技术多为单目标检测，即一项检测只能检验一个特征参数，如集料的筛分，仅能得到集料的级配。有些集料颗粒形态特征的试验检测方法依据集料颗粒粒径的不同而有所区别，如粗集料的棱角性检测采用破碎面的个数来确定，而细集料颗粒则用松容空隙率的方法来间接表征，这使得检测过程趋于复杂，也不利于理解棱角性的概念及其对浙青路面性能的影响。
发明内容针对上述现有技术存在的缺陷或不足，本实用新型提供了一种用于矿质混合料级配三维检测自动采集系统，该系统能够快速、直接、客观的描述集料级配情况和集料颗粒的形态特征，有助于提升浙青路面的路用性能，提高矿质混合料检测的自动化进程，且不对环境造成污染，对道路交通行业的发展也将会有一定的促进作用，具有十分重要的意义。其有效解决了当前试验检测多依靠人工的间接检测方式，缺乏对集料颗粒形态特征直接客观的评价，并且试验检测过程耗时较长，具有滞后性以及检测得到的特征参数单一等难题。为了实现上述任务，达到预期结果，本实用新型采用如下技术解决方案。一种用于矿质混合料级配三维检测的数据自动采集系统，包括长方形的固定支架、上位机，所述固定支架的长度方向上安装有一对平行滑轨和与该平行滑轨相平行的金属横杆；所述平行滑轨与金属横杆位于同一水平面上；平行滑轨 上通过滑轮安装有防尘箱，防尘箱内设置红外线激光器和面阵相机且防尘箱下方开口，所述红外线激光器和面阵相机所成的平面与地面垂直，且红外线激光器朝向地面，面阵相机镜头法线方向与红外线激光器输出的光线夹角为O 90° ;所述金属横杆上安装有传送带，所述传送带的连接轴与步进电机连接，步进电机工作时可带动传送带同步运动；所述防尘箱和传送带通过金属板连接，步进电机驱动传送带运动，传送带通过垂直于传送带的金属板带动防尘箱沿一对滑轨运动；金属板靠近传送带的一端上设置有竖直的金属片；传送带一端的转轴上安装有编码器；金属横杆上步进电机所在的一端安装有光电控制开关；所述面阵相机、步进电机、光电控制开关、编码器和电源分别与上位机连接，上位机通过指令控制步进电机工作。连接。所述上位机发出指令控制所述面阵相机、步进电机驱动控制模块和编码器，面阵相机采集获得的数据传送回上位机进行存储。进一步的，所述金属横杆距离平行滑轨10 40cm。进一步的，所述面阵相机镜头前安装有滤光片。
图1是本实用新型的结构示意图。
以下结合附图和具体实施方式
对本实用新型做进一步的解释说明。
具体实施方式
如图1所示，本实用新型的用于矿质混合料级配三维检测的数据自动采集系统，包括长方形的固定支架6、上位机7，所述固定支架6的长度方向上安装有一对平行滑轨11和与该平行滑轨11相平行的金属横杆14，平行滑轨11与金属横杆14位于同一水平面上，且金属横杆14距 平行滑轨10 40cm ；平行滑轨11上通过滑轮安装有防尘箱1，防尘箱I内设置红外线激光器4和面阵相机2且防尘箱4下方开口，所述红外线激光器4和面阵相机2所成的平面与地面垂直，且红外线激光器4朝向地面，面阵相机2镜头法线方向与红外线激光器4输出的光线夹角为O 90° (优选1°，5° ,10° );面阵相机2镜头前安装有滤光片3用以滤除可见光；所述金属横杆14上安装有传送带12，所述传送带12的连接轴与步进电机5连接，步进电机5工作时驱动传送带12同步运动；所述传送带12长度比防尘箱I的行程长，以避免防尘箱I在行进过程中越界；所述防尘箱I和传送带12通过垂直于传送带12的金属板13连接,步进电机5驱动传送带12运动,传送带12通过金属板13带动防尘箱I沿一对滑轨11运动；金属板13上靠近传送带12的一端设置有竖直的金属片。传送带12 —端的转轴上安装有编码器9。金属横杆14上步进电机5所在的一端安装有光电控制开关8。所述面阵相机2、步进电机5、光电控制开关8、编码器9和电源10分别与上位机7连接，上位机7通过指令控制步进电机5工作。连接。所述上位机7发出指令控制所述面阵相机2、步进电机驱动控制模块7和编码器9，面阵相机2采集获得的数据传送回上位机7进行存储。本实用新型的工作原理如下:打开电源10，开启上位机7，打开激光器4的电源使其开始工作。在上位机7发送指令控制步进电机5工作，步进电机5带动传送带12开始传动，传送带12通过金属板13带动防尘箱I沿着平行滑轨11移动。在移动过程中，传送带12 —端转轴上安装的编码器9向上位机7发出传送带12的位移信息，上位机7处理该信息并根据处理结果控制面阵相机2采集图像的时间间隔，以使其与步进电机5的行进速度相匹配；当防尘箱(I移动到步进电机5跟前时，金属板13上设置的竖直的金属片遮挡光电控制开关8，光电控制开关8被触发向上位机7发出脉冲，上位机7控制步进电机5停止工作，从而防尘箱I停止前进，整个采集工作结束。 ·
权利要求1.一种用于矿质混合料级配三维检测的数据自动采集系统，其特征在于，包括长方形的固定支架(6)、上位机(7)，所述固定支架(6)的长度方向上安装有一对平行滑轨(11)和与该平行滑轨(11)相平行的金属横杆(14);所述平行滑轨(11)与金属横杆(14)位于同一水平面上； 所述平行滑轨(11)上通过滑轮安装有防尘箱(I)，防尘箱(I)内设置红外线激光器(4 )和面阵相机(2)且防尘箱(4)下方开口，所述红外线激光器(4)和面阵相机(2)所成的平面与地面垂直，且红外线激光器(4)朝向地面，面阵相机(2)镜头法线方向与红外线激光器(4)输出的光线夹角为O 90° ; 所述金属横杆(14)上安装有传送带(12)，所述传送带(12)的连接轴与步进电机(5)连接，步进电机(5)工作时可带动传送带(12)同步运动；所述防尘箱(I)和传送带(12)通过垂直于传送带(12 )的金属板(13 )连接,步进电机(5 )驱动传送带(12 )运动,传送带(12 )通过金属板(13)带动防尘箱(I)沿一对滑轨(11)运动；金属板(13)靠近传送带(12)的一端上设置有竖直的金属片； 所述传送带(12 ) —端的转轴上安装有编码器(9 );金属横杆(14)上步进电机(5 )所在的一端安装有光电控制开关(8);所述面阵相机(2)、步进电机(5)、光电控制开关(8)、编码器(9)和电源(10)分别与上位机(7)连接，上位机(7)通过指令控制步进电机(5)工作。连接。所述上位机(7)发出指令控制所述面阵相机(2)、步进电机驱动控制模块(7)和编码器(9)，面阵相机(2)采集获得的数据传送回上位机(7)进行存储。
2.如权利要求1所述的用于矿质混合料级配三维检测的数据自动采集系统，其特征在于，所述金属横杆(14)距离平行滑轨(11) 10 40cm。
3.如权利要求1所述的用于矿质混合料级配三维检测的数据自动采集系统，其特征在于，所述面阵相机(2 )镜头 前安装有滤光片(3 )。
专利摘要本实用新型公开了一种用于矿质混合料级配三维检测的数据自动采集系统，包括固定支架、上位机，固定支架的长度方向上安装有一对平行滑轨和与该平行滑轨相平行的金属横杆；平行滑轨上通过滑轮安装有防尘箱，防尘箱内设置红外线激光器和面阵相机；金属横杆上安装有传送带，传送带的连接轴与步进电机连接；传送带一端的转轴上安装有编码器；金属横杆上安装有光电控制开关；面阵相机、步进电机、光电控制开关、编码器和电源分别与上位机连接，上位机通过指令控制步进电机工作。该系统有效解决了当前试验检测多依靠人工的间接检测方式，缺乏对集料颗粒形态特征直接客观的评价，并且试验检测过程耗时较长，具有滞后性以及检测得到的特征参数单一等问题。
文档编号G01N15/02GK203117075SQ20132005627
公开日2013年8月7日 申请日期2013年1月31日 优先权日2013年1月31日
发明者孙朝云, 郝雪丽, 李伟, 沙爱民, 王鹏远, 罗晶, 任炳兰, 袁梦霞, 赵海伟 申请人:长安大学