一种路面结冰检测的室内实验装置的制作方法

1.本发明涉及结冰检测实验技术领域，尤其涉及一种路面结冰检测的室内实验装置。


背景技术：

2.如果地面温度低于0℃，道路上会出现积雪或结冰现象，道路结冰容易发生在11月到下一年4月（即冬季和早春）的一段时间内。我国北方地区，尤其是东北地区和内蒙古北部地区，常常出现道路结冰现象。一般来说，寒冬腊月，当出现大范围强冷空气活动引起气温下降的天气（气象上称为寒潮）时，如果伴有雨雪，最容易发生道路结冰现象。
3.结冰情况可以用结冰传感器检测，结冰传感器是一种检测飞机、输电线、建筑等物体表面结冰厚度的传感器，通过结冰传感器可以将结冰信号转换为可以直接检测的电学信号。
4.现有公开号为cn105954316a的中国专利公开了一种路面结冰检测的室内实验装置和方法，该发明提供一种路面结冰检测的室内实验装置和方法，包括实验件、制冷系统、升降系统、降水系统、通风系统、监控系统以及数据采集系统。制冷系统包括保温箱、供冷装置以及模拟路基；升降系统包括升降支架和电驱动装置；降水系统包括喷嘴和供水管道；通风系统由鼓风机和变频器相连；监控系统由监控摄像机通过传输设备连接到计算机；数据采集系统包括光纤传感器、温湿度传感器、智能采集模块以及计算机，光纤传感器、温湿度传感器均由智能采集模块连接到计算机。本发明设计合理，综合考虑多种环境参数对路面结冰影响，分别模拟普通路面与桥面结冰，且智能化程度高，利用光纤传感器直接检测路面结冰状态并传输计算机记录采集，实现无人监守即可自动记录数据。
5.上述专利在使用时，第一，上述专利利用降水系统模拟降雨，未考虑到当出现大范围强冷空气活动引起气温下降的天气时，如果伴有雨雪，最容易发生道路结冰现象；第二，城市道路中，虽然会出现结冰的情况，但道路上不时有车辆碾压的情况，对道路的结冰情况进行影响，需要根据该情况对道路进行模拟，得到检测数据；第三，人行道路与车辆碾压道路，所受碾压情况不同，在冷空气的影响下，结冰情况也有所不同，根据该情况可以在同一模拟环境进行对比模拟检测，然后根据不同情况，对结冰情况进行分析。


技术实现要素：

6.本发明实施例提供一种路面结冰检测的室内实验装置，以解决上述技术问题。
7.本发明实施例采用下述技术方案：一种路面结冰检测的室内实验装置，包括模拟室、数据中心、模拟台、降雨降雪系统、冷却系统、检测系统、车辆碾压系统和人行碾压系统，所述数据中心设置在模拟室的外侧，所述模拟台设置在模拟室的内部，所述降雨降雪系统与模拟室相连接，所述冷却系统与模拟室相连通，所述检测系统安装在模拟室内部，所述检测系统与数据中心电性连接，所述车辆碾压系统安装在模拟室的内侧壁上，所述人行碾压系统设置在模拟室的内侧壁上。
8.进一步，所述模拟台包括控温台、模拟路面、隔板和两个斜板，所述控温台设置在模拟室的内部，所述控温台可以根据道路电热能模拟出相应的温度，所述模拟路面设置在控温台的顶部，两个斜板对称设置在控温台的两端，两个斜板分别模拟路面的两侧，所述隔板安装在模拟路面上，所述隔板将模拟路面分为车辆道路和人行道路。
9.进一步，所述降雨降雪系统包括降雨箱、降雨管道、降雨喷头和造雪机，所述降雨箱设置在模拟室的外侧，所述降雨管道的一端连通在降雨箱内且另一端贯穿模拟室，所述降雨喷头安装在模拟室的内顶部且与降雨管道的另一端相连通，所述造雪机设置在模拟室的内部，所述降雨喷头可以自动调节喷淋的水量，所述造雪机可以调节造雪的速度。
10.进一步，所述冷却系统包括冷凝器、冷凝管道和风机，所述冷凝机安装在模拟室的外侧，所述冷凝管道的一端与冷凝器相连通，所述冷凝管道的另一端分叉连通在模拟室上，所述风机安装在模拟室的侧壁上，所述风机的风速可调节。
11.进一步，所述检测系统包括若干结冰传感器，若干所述结冰传感器分别设置在人行道路和车辆道路上，若干所述结冰传感器均与数据中心电性连接。
12.进一步，所述车辆碾压系统包括第一丝杆滑台、承载板、伸缩弹簧、碾压架、车轮组件、两个碾压铰接杆和两个碾压连接杆，所述第一丝杆滑台安装在模拟室的侧壁上，所述承载板安装在第一丝杆滑台的滑台上，两个所述碾压铰接杆的一端均铰接在承载板上且两个碾压铰接杆的一端相互铰接，两个所述碾压连接杆的一端分别铰接在两个碾压铰接杆的另一端，所述碾压架铰接在两个碾压连接杆上，所述伸缩弹簧的两端分别铰接在两个碾压连接杆和两个碾压铰接杆的连接处，所述车轮组件转动安装在碾压架上。
13.进一步，所述车轮组件包括车轮和两个加宽组件，所述车轮转动安装在碾压架上，所述车轮上设有侧滑传感器，两个所述加宽组件均安装在车轮上，每个所述加宽组件均包括滑杆、滑套、十字支撑杆、两个加宽电缸、四个加宽铰接杆、四个第一弧板和四个第二弧板，所述滑杆设置在车轮上，所述滑套滑动安装在滑杆上，两个所述加宽电缸安装在车轮上且伸缩端均连接在滑套上，所述十字支撑杆安装在滑杆的顶部，四个所述第一弧板分别铰接在十字支撑杆的四个支杆上，四个所述第二弧板分别铰接在十字支撑杆的四个支杆上且分别与四个第一弧板相铰接，四个所述加宽铰接杆的一端均铰接在滑套上且另一端分别铰接在四个第一弧板与四个第二弧板的铰接处，所述车轮上设有供第一弧板和第二弧板收缩的加宽槽。
14.进一步，所述人行碾压系统包括第二丝杆滑台、支撑架、碾压电机、同步铰接杆、人行架、模拟块、第二铰接杆、两个人行连接杆、两个第一铰接杆和两个模拟弹簧，所述第二丝杆滑台安装在模拟室的侧壁上，所述支撑架安装在第二丝杆滑台的滑台上，所述碾压电机安装在支撑架上，两个所述第一铰接杆的一端均铰接在支撑架上且其中一个第一铰接杆连接在碾压电机的主轴上，所述同步铰接杆铰接在两个第一铰接杆的另一端，两个所述人行连接杆的一端分别铰接在两个第一铰接杆的另一端，所述第二铰接杆的一端铰接在支撑架上且另一端铰接在其中一个人行连接杆上，所述人行架铰接在两个人行连接杆的另一端，所述模拟块滑动安装在人行架上，两个所述模拟弹簧均设置在模拟块和人行架之间。
15.本发明实施例采用的上述至少一个技术方案能够达到以下有益效果：其一，模拟路面的材质与正常道路一致，控温台可以根据道路电热能模拟出正常道路的地热能，提高实验的严谨性，而隔板将模拟路面分为车辆道路和人行道路，便于模拟
出真实路况以及便于区分区域，而两个斜板为了辅助车辆碾压系统对车辆道路做碾压工作。
16.其二，降雨喷头根据室外正常雨量，可以自动调节喷淋的水量，将降雨箱内的水通过降雨管道均匀地喷淋在模拟路面上，而造雪机用于模拟降雪天气，降雨降雪系统模拟出雨雪天气，在出现大范围强冷空气活动引起气温下降的天气且伴有雨雪时，对该天气进行模拟实验，提供实验的多用性，达到提前预警的效果。
17.其三，车辆碾压系统是由第一丝杆滑台驱动，带动承载板移动，承载板会带动两个碾压铰接杆和两个碾压连接杆移动，然后车轮组件首先接触第一块斜板，斜板抵触车轮组件向上移动，车轮组件会推动两个碾压连接杆挤压伸缩弹簧回缩，两个碾压连接杆和碾压铰接杆之间的角度发生变化，同时伸缩弹簧产生复位的推力，下压车轮组件对模拟路面进行碾压，模拟出车辆的重量，对路面上的雨雪进行碾压，更严谨地模拟出车辆道路的结冰情况。
18.其四，因车轮的宽度不是一致的，当需要模拟车轮宽度对结冰情况的影响时，两个加宽电缸开始运作，带动滑套在滑杆上移动，滑套向上移动会带动四个加宽铰接杆向上，推动四个第一弧板和四个第二弧板沿着十字支撑杆而展开，展开形成一个圆柱状，将车轮的两侧加宽，模拟出加宽后的车轮碾压的情况，同时车辆在模拟路面的转动情况由侧滑传感器反馈至数据中心。
19.其五，人行碾压系统是由第二丝杆滑台驱动支撑架移动，模拟出人的移动路线，而碾压情况由碾压电机驱动，带动两个第一铰接杆转动，在同步铰接杆的作用下，两个第一铰接杆同步转动，带动两个人行连接杆移动，而第二铰接杆对其中一个人行连接杆进行限制，两个人行连接杆会在碾压电机的驱动下，带动人行架和模拟块做循环式模拟步行工作，而当模拟块接触地面后，人行架仍要向下移动小距离位置，会导致模拟弹簧会挤压模拟块对模拟。
附图说明
20.此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：图1为本发明的第一立体结构示意图；图2为本发明的第二立体结构示意图；图3为本发明的模拟室的立体结构示意图；图4为本发明的模拟台的立体结构示意图；图5为本发明的车辆碾压系统的立体结构示意图；图6为本发明的车轮组件的立体结构示意图；图7为本发明的加宽组件的立体结构示意图；图8为本发明的人行碾压系统的立体结构示意图。附图标记模拟室1，数据中心11，模拟台2，降雨降雪系统3，冷却系统4，检测系统5，车辆碾压系统6，车轮组件7，人行碾压系统8，控温台21，模拟路面22，隔板23，斜板24，降雨箱31，降雨管道32，降雨喷头33，造雪机34，冷凝器41，冷凝管道42，风机43，结冰传感器51，第一丝杆滑
台61，承载板62，伸缩弹簧63，碾压架64，碾压铰接杆65，碾压连接杆66，车轮71，加宽组件72，滑杆73，滑套74，十字支撑杆75，加宽电缸76，加宽铰接杆77，第一弧板78，第二弧板79，第二丝杆滑台81，支撑架82，碾压电机83，同步铰接杆84，人行架85，模拟块86，第二铰接杆87，人行连接杆88，第一铰接杆89，模拟弹簧861。
具体实施方式
21.为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明具体实施例及相应的附图对本发明技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
22.以下结合附图，详细说明本发明各实施例提供的技术方案。
23.参照图1至图8所示，本发明实施例提供一种路面结冰检测的室内实验装置，包括模拟室1、数据中心11、模拟台2、降雨降雪系统3、冷却系统4、检测系统5、车辆碾压系统6和人行碾压系统8，所述数据中心11设置在模拟室1的外侧，所述模拟台2设置在模拟室1的内部，所述降雨降雪系统3与模拟室1相连接，所述冷却系统4与模拟室1相连通，所述检测系统5安装在模拟室1内部，所述检测系统5与数据中心11电性连接，所述车辆碾压系统6安装在模拟室1的内侧壁上，所述人行碾压系统8设置在模拟室1的内侧壁上；降雨降雪系统3根据天气预报，模拟出相应的天气，冷却系统4模拟出相应的温度和风力，在模拟期间，根据车管所得到道路的车辆数据，车辆碾压系统6和人行碾压系统8定期运作，模拟出车辆和人行碾压的状态，同时形成对比，而检测系统5会实时检测模拟台2的结冰情况，然后传输至数据中心11。
24.优选的，所述模拟台2包括控温台21、模拟路面22、隔板23和两个斜板24，所述控温台21设置在模拟室1的内部，所述控温台21可以根据道路电热能模拟出相应的温度，所述模拟路面22设置在控温台21的顶部，两个斜板24对称设置在控温台21的两端，两个斜板24分别模拟路面22的两侧，所述隔板23安装在模拟路面22上，所述隔板23将模拟路面22分为车辆道路和人行道路；模拟路面22的材质与正常道路一致，控温台21可以根据道路电热能模拟出正常道路的地热能，提高实验的严谨性，而隔板23将模拟路面22分为车辆道路和人行道路，便于模拟出真实路况以及便于区分区域，而两个斜板24为了辅助车辆碾压系统6对车辆道路做碾压工作。
25.优选的，所述降雨降雪系统3包括降雨箱31、降雨管道32、降雨喷头33和造雪机34，所述降雨箱31设置在模拟室1的外侧，所述降雨管道32的一端连通在降雨箱31内且另一端贯穿模拟室1，所述降雨喷头33安装在模拟室1的内顶部且与降雨管道32的另一端相连通，所述造雪机34设置在模拟室1的内部，所述降雨喷头33可以自动调节喷淋的水量，所述造雪机34可以调节造雪的速度；降雨喷头33根据室外正常雨量，可以自动调节喷淋的水量，将降雨箱31内的水通过降雨管道32均匀的喷淋在模拟路面22上，而造雪机34用于模拟降雪天气，降雨降雪系统3模拟出雨雪天气，在出现大范围强冷空气活动引起气温下降的天气且伴有雨雪时，对该天气进行模拟实验，提供实验的多用性，达到提前预警的效果。
26.优选的，所述冷却系统4包括冷凝器41、冷凝管道42和风机43，所述冷凝机安装在模拟室1的外侧，所述冷凝管道42的一端与冷凝器41相连通，所述冷凝管道42的另一端分叉
连通在模拟室1上，所述风机43安装在模拟室1的侧壁上，所述风机43的风速可调节；冷凝器41将空气压缩制冷，随后通过冷凝管道42对模拟室1进行降温，模拟出不同低温冷凝的温度，风机43的风速可调节，可以调节出不同的风力，根据不同天气的不同情况进行模拟，达到准确数据。
27.优选的，所述检测系统5包括若干结冰传感器51，若干所述结冰传感器51分别设置在人行道路和车辆道路上，若干所述结冰传感器51均与数据中心11电性连接；结冰传感器51分别感应人行道路和车辆道路受不同碾压情况的结冰情况，同时也对同一道路的不同位置进行感应，然后反馈至数据中心11进行统计。
28.优选的，所述车辆碾压系统6包括第一丝杆滑台61、承载板62、伸缩弹簧63、碾压架64、车轮组件7、两个碾压铰接杆65和两个碾压连接杆66，所述第一丝杆滑台61安装在模拟室1的侧壁上，所述承载板62安装在第一丝杆滑台61的滑台上，两个所述碾压铰接杆65的一端均铰接在承载板62上且两个碾压铰接杆65的一端相互铰接，两个所述碾压连接杆66的一端分别铰接在两个碾压铰接杆65的另一端，所述碾压架64铰接在两个碾压连接杆66上，所述伸缩弹簧63的两端分别铰接在两个碾压连接杆66和两个碾压铰接杆65的连接处，所述车轮组件7转动安装在碾压架64上；车辆碾压系统6是由第一丝杆滑台61驱动，带动承载板62移动，承载板62会带动两个碾压铰接杆65和两个碾压连接杆66移动，然后车轮组件7首先接触第一块斜板24，斜板24抵触车轮组件7向上移动，车轮组件7会推动两个碾压连接杆66挤压伸缩弹簧63回缩，两个碾压连接杆66和碾压铰接杆65之间的角度发生变化，同时伸缩弹簧63产生复位的推力，下压车轮组件7对模拟路面22进行碾压，模拟出车辆的重量，对路面上的雨雪进行碾压，更严谨地模拟出车辆道路的结冰情况。
29.优选的，所述车轮组件7包括车轮71和两个加宽组件72，所述车轮71转动安装在碾压架64上，所述车轮71上设有侧滑传感器，两个所述加宽组件72均安装在车轮71上，每个所述加宽组件72均包括滑杆73、滑套74、十字支撑杆75、两个加宽电缸76、四个加宽铰接杆77、四个第一弧板78和四个第二弧板79，所述滑杆73设置在车轮71上，所述滑套74滑动安装在滑杆73上，两个所述加宽电缸76安装在车轮71上且伸缩端均连接在滑套74上，所述十字支撑杆75安装在滑杆73的顶部，四个所述第一弧板78分别铰接在十字支撑杆75的四个支杆上，四个所述第二弧板79分别铰接在十字支撑杆75的四个支杆上且分别与四个第一弧板78相铰接，四个所述加宽铰接杆77的一端均铰接在滑套74上且另一端分别铰接在四个第一弧板78与四个第二弧板79的铰接处，所述车轮71上设有供第一弧板78和第二弧板79收缩的加宽槽；因车轮71的宽度不是一致的，当需要模拟车轮71宽度对结冰情况的影响时，两个加宽电缸76开始运作，带动滑套74在滑杆73上移动，滑套74向上移动会带动四个加宽铰接杆77向上，推动四个第一弧板78和四个第二弧板79沿着十字支撑杆75而展开，展开形成一个圆柱状，将车轮71的两侧加宽，模拟出加宽后的车轮71碾压的情况，同时车辆在模拟路面22的转动情况由侧滑传感器反馈至数据中心11。
30.优选的，所述人行碾压系统8包括第二丝杆滑台81、支撑架82、碾压电机83、同步铰接杆84、人行架85、模拟块86、第二铰接杆87、两个人行连接杆88、两个第一铰接杆89和两个模拟弹簧861，所述第二丝杆滑台81安装在模拟室1的侧壁上，所述支撑架82安装在第二丝杆滑台81的滑台上，所述碾压电机83安装在支撑架82上，两个所述第一铰接杆89的一端均铰接在支撑架82上且其中一个第一铰接杆89连接在碾压电机83的主轴上，所述同步铰接杆
84铰接在两个第一铰接杆89的另一端，两个所述人行连接杆88的一端分别铰接在两个第一铰接杆89的另一端，所述第二铰接杆87的一端铰接在支撑架82上且另一端铰接在其中一个人行连接杆88上，所述人行架85铰接在两个人行连接杆88的另一端，所述模拟块86滑动安装在人行架85上，两个所述模拟弹簧861均设置在模拟块86和人行架85之间；人行碾压系统8是由第二丝杆滑台81驱动支撑架82移动，模拟出人的移动路线，而碾压情况由碾压电机83驱动，带动两个第一铰接杆89转动，在同步铰接杆84的作用下，两个第一铰接杆89同步转动，带动两个人行连接杆88移动，而第二铰接杆87对其中一个人行连接杆88进行限制，两个人行连接杆88会在碾压电机83的驱动下，带动人行架85和模拟块86做循环式模拟步行工作，而当模拟块86接触地面后，人行架85仍要向下移动小距离位置，会导致模拟弹簧861会挤压模拟块86对模拟路面22施压，模拟出人的步行碾压情况。
31.以上所述仅为本发明的实施例而已，并不用于限制本发明。对于本领域技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的权利要求范围之内。