一种用于大跨度桥梁形态激光扫描的辅助标记带铺设车

1.本发明涉及桥梁空间形态测量与识别技术，特别涉及一种用于大跨度桥梁形态激光扫描的辅助标记带铺设车。


背景技术：

2.三维激光扫描仪通过实时测量发射光的角度和反射光的时间来确定目标点在三维球坐标系里的空间位置，并转换到三维直角坐标系下。相比传统测绘仪器的单点测量，三维激光扫描仪测量具有高速、精准等优点。在桥梁工程中，利用三维激光扫描仪可以快速获得桥梁表面的点云，从而体现出桥梁的空间几何形态。
3.现有的高端三维激光扫描仪的最大量程可达1km，对大跨度桥梁进行扫描时，桥梁长、直的几何特点会形成过小的入射角，且混凝土桥梁粗糙、灰色的表面和钢桥灰白色的表面对激光的反射效果均不佳，大大降低反射激光的反射强度，导致三维激光扫描仪的有效量程大幅缩短，造成目标点丢失。
4.随着数字化桥梁管理养护技术的发展趋势，对桥梁三维空间信息的获取方式也更快、更准，一旦扫描距离过长，便会出现桥梁梁体底部几何形态三维数据无法采集的技术难题。


技术实现要素：

5.发明目的：针对以上问题，本发明目的是提供一种用于大跨度桥梁形态激光扫描的辅助标记带铺设车，通过铺设部将标记带贴附到桥梁的主梁底面，提高三维激光扫描仪的反射面，进而提高三维激光扫描仪的工作效率。
6.技术方案：本发明的一种用于大跨度桥梁形态激光扫描的辅助标记带铺设车，所述铺设车包括铺设部、导向部和传力部，所述铺设部固定在铺设车顶部，所述铺设部的顶部设置有滚轮，所述导向部设置在铺设车底部，所述传力部固定在铺设车外部，所述导向部上方设置有卷轴，标记带与桥梁接触的表面为橡胶磁层，标记带的另一表面设置具有凸起的反射角，反射角作为齿，使标记带一端与滚轮通过齿连接，使标记带另一端与卷轴通过齿连接。
7.进一步，所述标记带为柔性材料，反射角所在面为白色密布，反射角形状为等边三角形。
8.进一步，所述铺设部包括支架，所述支架包括呈水平设置的下板、以及与下板呈锐角连接的侧板，下板和侧板的夹角之间固定有弹性件，滚轮通过转轴安装在侧板的顶端，下板通过紧定螺栓固定在铺设车上。
9.进一步，所述导向部通过卡槽与铺设车车体底部连接，通过螺栓固定在车体底部，导向部对称设置在铺设车底部的两侧，导向部内侧上设置导向轮。
10.进一步，所述传力部包括传力杆和磁铁，传力杆一端通过螺栓固定在车体外端面，传力杆另一端与磁铁连接。
11.进一步，铺设车车体底部对称设置多个走行轮，中部的两个对称设置的走行轮与齿轮组连接，齿轮组与卷轴连接，卷轴设置在齿轮组上方，标记带缠绕在卷轴上。
12.进一步，所述弹性件为扭簧。
13.有益效果：本发明与现有技术相比，其显著优点是：
14.1、本发明将标记带安装在大跨桥梁主梁底部，利用标记带反射角形成的多个凸起为激光提供更多反射面，减小反射角，提高反射效果，进而提高三维激光扫描仪的工作效率和准确性；
15.2、标记带采用柔性材料，可塑性强，铺设部设置的弹性件可将标记带调整至紧密贴合桥梁底部；标记带采用橡胶磁吸附在主梁底面，安装简单快捷，对桥梁整体影响较小；
16.3、铺设车整体重量较轻，便于安装到工字钢上，通过导向部在工字钢上移动，安全可靠，受环境影响较小，不阻碍检修车移动。
附图说明
17.图1为本发明铺设车主视图；
18.图2为本发明辅助车底部结构示意图；
19.图3为将本发明安装在工字钢时的a-a剖面图；
20.图4为本发明导向部局部放大图；
21.图5为本发明标记带结构示意图。
具体实施方式
22.下面结合附图对本发明作进一步的说明。
23.本实施例所述的一种用于大跨度桥梁形态激光扫描的辅助标记带铺设车，结构示意图如图1所示，包括铺设部2、导向部4和传力部5。铺设部2固定在铺设车3顶部，铺设部2包括支架10，支架10包括呈水平设置的下板、以及与下板呈锐角连接的侧板，下板和侧板的夹角之间固定有扭簧11，扭簧11给支架10一个向上的弹力。铺设部2的顶部设置有滚轮9，滚轮9通过转轴13安装在侧板的顶端，下板通过紧定螺栓12使铺设部2固定在铺设车3上。
24.导向部4通过卡槽18与车体14底部连接，通过第一螺栓20固定在车体14底部，导向部4对称设置在铺设车3底部的两侧，导向部4内侧上设置导向轮19，导向轮19与工字钢6翼缘板的侧边接触，辅助铺设车3在工字钢6上运动，同时限制前进方向。卡槽18末端装有固定螺栓21，当铺设车3到达预定位置时，利用固定螺栓21将其锁死在该位置处，如图2所示。
25.如图3-4所示，铺设车3车体14底部对称设置多个走行轮15，走行轮15与工字钢6直接接触，中部的两个对称设置的走行轮15与齿轮组16连接，通过走行轮15旋转提供动力并传递给卷轴17，齿轮组16与卷轴17连接，卷轴17设置在齿轮组16上方，卷轴17上分布有齿以与标记带1更好的贴合。当标记带1比较长时，可以将标记带1缠绕在卷轴17上放置在铺设车3内部。
26.如图5所示，标记带1与桥梁接触的表面为橡胶磁层7，标记带1通过橡胶磁7吸附在主梁底面，标记带1的另一表面设置有反射角8，反射角8作为齿，使标记带1一端与滚轮9通过齿连接，使标记带1另一端与卷轴17通过齿连接。标记带1为柔性材料，反射角8所在面为白色密布。为了使反射角8既能作为齿又能增强反射效果，反射角8形状为等边三角形。
27.传力部5固定在铺设车3外部，传力部5包括传力杆22和磁铁23，传力杆22一端通过第二螺栓24固定在车体14外端面，传力杆22另一端与磁铁23连接，磁铁23吸附在检修车上将动力传递给传力杆22。
28.在一个实际应用的某大跨桥梁主梁扫描项目中：
29.所述铺设车3安装在大跨桥梁主梁底板与检修车轨道梁工字钢6上，沿着工字钢6移动将标记带1铺设到主梁底板，大大提升了三维激光扫描仪对大跨桥梁空间形态的扫描范围。
30.其中，标记带1为宽15厘米的橡胶磁7和反射角8组合带，标记带1的一侧为橡胶磁7，厚度为0.2厘米，标记带1的另一侧的表层密布有边长0.2厘米的等边三角形的反射角8，将总长度100米的标记带1缠绕在卷轴17上。
31.当使用铺设车3贴附标记带1时，首先在桥梁底检修车旁边的工字钢6上，将导向部4中的卡槽18卡在大跨桥梁主梁底板检修车轨道梁的工字钢6上，通过螺栓将铺设车3的车体14与卡槽18连接；将标记带1缠绕在卷轴17后放入铺设车3内部，铺设部2的支架10通过紧定螺栓12安装在铺设车3上部，将传力部5通过第二螺栓24安装在车体14的外侧，传力杆22的另一端通过磁铁23与检修车连接，通过磁铁23检修车将动力传递给传力杆22，进而带动铺设车3的走行轮15沿工字钢6运动，与走行轮15连接的齿轮组16带动卷轴17转动，标记带1和铺设部2的滚轮9一起运动，在扭簧11向上的弹力作用下，铺设部2将标记带1紧密贴合在桥梁底部。
32.上述辅助标靶可以实现桥体底部主梁远距离精确扫描的工作原理是：由于塑料制成的光滑白色标记带对激光的反射效果最好，增强了激光的反射强度。同时标记带表面密集的细小凸起给激光提拱了大量入射角更小的反射面，使得三维激光扫描仪发射的激光有更大的可能以较高的反射强度被仪器接收。细小的凸起更贴近桥梁底面，也降低了扫描误差。