一种适用于F2赛道的摊铺三维定位装置的制作方法

本实用新型涉及工程机械技术领域，特别涉及一种适用于F2赛道的摊铺三维定位装置。

背景技术：

摊铺机是一种重要的路面施工设备，在实际工程中，摊铺机将熨平板降低至于地面合适距离的位置时将各种材料摊平在路面上，以保证路面的平整度。

但是在铺建赛车场赛道时，由于赛车场赛道具有连续反复弯道、回转弯度大、回转半径小、路面纵坡连续起伏变化以及路面横坡连续方向摇摆等特点，赛车道对路面平整度要求较高，需要摊铺机在进行摊铺作业时，能精确定位摊铺机熨平板的板面和高程位置。

目前的摊铺机仅能对曲面沥青进行摊铺，而且高程定位精度差，无法满足这种赛车道的摊铺要求。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种适用于F2赛道的摊铺三维定位装置，以提高摊铺机的定位精度。

为实现以上目的，本实用新型采用的技术方案为：提供一种适用于 F2赛道的摊铺三维定位装置，该装置包括：由平面定位信号接收模块、平面定位信号发射模块构成的平面定位机构和由高程测量激光接收模块、高程测量激光发射模块构成的高程定位机构，平面定位信号接收模块和高程测量激光接收模块安装在连接杆的中上部且平面定位信号接收模块安装在连接杆的顶部，该装置还包括内置在连接杆内的倾角传感器，倾角传感器与高程测量激光接收模块连接，平面定位信号接收模块、高程测量激光接收模块以及倾角传感器构成三维定位机构，且三维定位机构竖直安装在熨平板上。

具体地，所述的倾角传感器通过固定件安装于连接杆的中上部位内。

具体地，述的连接杆的制作材料是高性能碳纤维。

具体地，所述的熨平板的两侧对称竖直安装有三维定位机构。

具体地，所述的固定件为螺栓。

与现有技术相比，本实用新型存在以下技术效果：本实用新型通过在连接杆内置倾角传感器，通过倾角传感器可测量出连接杆的倾斜角度。其中，高程测量激光接收模块与倾角传感器连接，采集倾角传感器测量的连接杆倾斜角度，进而利用连接杆的倾斜角度对高程测量激光接收模块所测量出的摊铺路面的高程进行修正，得到修正后的高程。克服了由于路面横坡连续反向摇摆的赛车场路面导致连接杆倾斜所造成的的高程测量精度降低的弊端。

附图说明

图1是本实用新型一实施例中一种适用于F2赛道的摊铺三维定位装置的结构示意图；

图2是本实用新型一实施例中的三维定位机构的结构示意图；

图3是本实用新型一实施例中利用倾角传感器测量的倾角对摊铺路面高程进行修正的原理示意图。

具体实施方式

下面结合图1至图3所示，对本实用新型做进一步详细叙述。

如图1、图2所示，本实施例公开了一种适用于F2赛道的摊铺三维定位装置，该装置包括：由平面定位信号接收模块10、平面定位信号发射模块11构成的平面定位机构和由高程测量激光接收模块20、高程测量激光发射模块21构成的高程定位机构，平面定位信号接收模块10和高程测量激光接收模块20安装在连接杆40的中上部且平面定位信号接收模块10安装在连接杆40的顶部，该装置还包括内置在连接杆40内的倾角传感器30，倾角传感器30与高程测量激光接收模块20连接，平面定位信号接收模块10、高程测量激光接收模块20以及倾角传感器30 构成三维定位机构50，且三维定位机构50竖直安装在熨平板60上。

进一步地，所述的倾角传感器30通过固定件安装于连接杆40的中上部位内。

需要说明的是，如图2所示，本实施例中的平面定位信号接收模块 10、高程测量激光接收模块20以及倾角传感器30均安装在连接杆40 的中上部，且相对位置关系为上中下的关系。其中，高程测量激光接收模块20通过连接线与倾角传感器30连接，以获取倾角传感器30采集的连接杆40倾斜角度。

而在实际应用中，由于赛车道具有回转弯度大、回转半径小、路面纵坡连续起伏变化以及路面横坡连续反向摇摆的特点，传统的三维定位装置在测量高程时，由于路面起伏变化会造成摊铺机熨平板于路面贴合的平面的位置会不断的发生变化，从而导致测量的高程精度会有所降低。因此，本实施例通过在连接杆40内置倾角传感器30，通过测量出的连接杆40的倾角对测量出的高程进行修正，提高了高程测量的精确度。

进一步地，所述的连接杆40的制作材料是高性能碳纤维。

需要说明的是，本实施例中的高性能碳纤维材料为市售产品：由美国天宝(Trimble)公司提供。

需要说明的是，在实际应用中，由于摊铺机的熨平板60的温度较高，因此本实施例采用具有低密度、耐超高温、热膨胀系数小、高轴向强度的高性能碳纤维。使得制作出的连接杆40具有质量轻、硬度高、耐高温的特性，在工作过程中不易出现倾斜、损坏等现象，从而增加了高程测量的准确性。

进一步地，所述的熨平板60的两侧对称竖直安装有三维定位机构 50。

需要说明的是，本实施例中将两套三维定位机构50对称的安装在熨平板60的两侧。是考虑到在实际应用中，如果在熨平板60上安装一套三维定位机构50，测量的倾角可能会出现误差，在熨平板60的两侧对称设置三维定位机构50，可有效的提高测量的倾角的准确性，进而提高高程测量的准确性。

进一步地，本实施例中的固定件为螺栓。但是需要说明的是，本领域技术人员也可以根据实际情况的需要，使用其它固定方式如螺丝、铆钉等对倾角传感器30进行固定。

需要说明的是，使用螺栓可以将倾角传感器30精确的固定在连接杆40内部，使得倾角传感器30能够准确、实时的测量出连接杆40的工作姿态。

进一步地，本实施例中的摊铺三维定位装置会将对摊铺路面进行定位的过程以及结果通过终端设备进行显示，以便用户通过终端设备对路面摊铺过程进行实时显示控制。

具体地，对本实施例公开的一种适用于F2赛道的摊铺三维定位装置的控制过程如下：

(1)平面定位信号接收模块10根据接收到的平面定位信号发射模块11发射的平面定位信号，对摊铺路面的平面进行定位；

(2)高程测量激光接收模块20根据接收到的高程测量激光发射模块21发射的高程定位信号，对摊铺路面的高程进行定位；

(3)利用倾角传感器30测量的倾角，对摊铺路面的高程进行修正，具体修正过程为：

根据倾角传感器30测量的倾角，利用高程修正公式，对摊铺路面的高程进行修正，其中高程修正公式如下：

H_B'＝H_B·cosβ，

其中，H_B'为修正后的摊铺路面高程，H_B为修正钱的摊铺路面的高程，β为倾角传感器30测量的连接杆40的倾角。

具体地，本实施例中利用倾角传感器30测量的倾角对高程测量激光接收模块20测量的高程进行修正的原理具体为：

其中，根据高程计算原理和几何关系，对高程测量激光接收模块20 测量的高程进行修正的过程如下：

H_A＝H₀+h，

H_B＝H_A±S·sinα，

H_B'＝H_B·cosβ，

因此，得出H_B'＝(H₀+h+S·sinα)·cosβ。其中，H₀为高程测量激光发射模块21处点位高程，h为高程测量激光发射模块21的仪器高度，H_A为高程测量激光发射模块21发射源的高程，S为高程测量激光发射模块 21测出的高程测量激光发射模块21与高程测量激光接收模块20之间的斜距。α为高程测量激光发射模块21测量高程测量激光接收模块20发射的激光时的仰角，H_B为高程测量激光接收模块20的高程。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。