本發(fā)明涉及工程機械技術領域，特別涉及一種適用于f2賽道的攤鋪三維定位裝置及其控制方法。

背景技術：

攤鋪機是一種重要的路面施工設備，在實際工程中，攤鋪機將熨平板降低至于地面合適距離的位置時將各種材料攤平在路面上，以保證路面的平整度。

但是在鋪建賽車場賽道時，由于賽車場賽道具有連續(xù)反復彎道、回轉彎度大、回轉半徑小、路面縱坡連續(xù)起伏變化以及路面橫坡連續(xù)方向搖擺等特點，賽車道對路面平整度要求較高，需要攤鋪機在進行攤鋪作業(yè)時，能精確定位攤鋪機熨平板的板面和高程位置。

目前的攤鋪機僅能對曲面瀝青進行攤鋪，而且高程定位精度差，無法滿足這種賽車道的攤鋪要求。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種適用于f2賽道的攤鋪三維定位裝置及其控制方法，以提高攤鋪機的定位精度。

為實現(xiàn)以上目的，本發(fā)明采用的技術方案為：第一方面，提供一種適用于f2賽道的攤鋪三維定位裝置，該裝置包括：由平面定位信號接收模塊、平面定位信號發(fā)射模塊構成的平面定位機構和由高程測量激光接收模塊、高程測量激光發(fā)射模塊構成的高程定位機構，平面定位信號接收模塊和高程測量激光接收模塊安裝在連接桿的中上部且平面定位信號接收模塊安裝在連接桿的頂部，該裝置還包括內置在連接桿內的傾角傳感器，傾角傳感器與高程測量激光接收模塊連接，平面定位信號接收模塊、高程測量激光接收模塊以及傾角傳感器構成三維定位機構，且三維定位機構豎直安裝在熨平板上。

具體地，所述的傾角傳感器通過固定件安裝于連接桿的中上部位內。

具體地，述的連接桿的制作材料是高性能碳纖維。

具體地，所述的熨平板的兩側對稱豎直安裝有三維定位機構。

具體地，所述的固定件為螺栓。

第二方面，提供一種適用于f2賽道的攤鋪三維定位裝置的控制方法，該方法包括：

平面定位信號接收模塊根據接收到的平面定位信號發(fā)射模塊發(fā)射的平面定位信號，對攤鋪路面的平面進行定位；

高程測量激光接收模塊根據接收到的高程測量激光發(fā)射模塊發(fā)射的高程定位信號，對攤鋪路面的高程進行定位；

利用傾角傳感器測量的傾角，對攤鋪路面的高程進行修正。

進一步地，所述的利用傾角傳感器測量的傾角，對攤鋪路面的高程進行修正，具體包括：

根據傾角傳感器測量的傾角，利用高程修正公式，對攤鋪路面的高程進行修正，其中高程修正公式如下：

hb'＝hb·cosβ，

其中，hb'為修正后的攤鋪路面高程，hb為為修正錢的攤鋪路面的高程，β為傾角傳感器測量的連接桿的傾角。

與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明存在以下技術效果：本發(fā)明通過在連接桿內置傾角傳感器，通過傾角傳感器測量出連接桿的傾斜角度。其中，高程測量激光接收模塊與傾角傳感器連接，采集傾角傳感器測量的連接桿傾斜角度，進而利用連接桿的傾斜角度對高程測量激光接收模塊所測量出的攤鋪路面的高程進行修正，得到修正后的高程。克服了由于路面橫坡連續(xù)反向搖擺的賽車場路面導致連接桿傾斜所造成的的高程測量精度降低的弊端。

附圖說明

圖1是本發(fā)明一實施例中一種適用于f2賽道的攤鋪三維定位裝置的結構示意圖；

圖2是本發(fā)明一實施例中的三維定位機構的結構示意圖；

圖3是本發(fā)明一實施例中一種適用于f2賽道的攤鋪三維定位裝置的控制方法的流程示意圖；

圖4是本發(fā)明一實施例中利用傾角傳感器測量的傾角對攤鋪路面高程進行修正的原理示意圖。

具體實施方式

下面結合圖1至圖4所示，對本發(fā)明做進一步詳細敘述。

如圖1、圖2所示，本實施例公開了一種適用于f2賽道的攤鋪三維定位裝置，該裝置包括：由平面定位信號接收模塊10、平面定位信號發(fā)射模塊11構成的平面定位機構和由高程測量激光接收模塊20、高程測量激光發(fā)射模塊21構成的高程定位機構，平面定位信號接收模塊10和高程測量激光接收模塊20安裝在連接桿40的中上部且平面定位信號接收模塊10安裝在連接桿40的頂部，該裝置還包括內置在連接桿40內的傾角傳感器30，傾角傳感器30與高程測量激光接收模塊20連接，平面定位信號接收模塊10、高程測量激光接收模塊20以及傾角傳感器30構成三維定位機構50，且三維定位機構50豎直安裝在熨平板60上。

進一步地，所述的傾角傳感器30通過固定件安裝于連接桿40的中上部位內。

需要說明的是，如圖2所示，本實施例中的平面定位信號接收模塊10、高程測量激光接收模塊20以及傾角傳感器30均安裝在連接桿40的中上部，且相對位置關系為上中下的關系。其中，高程測量激光接收模塊20通過連接線與傾角傳感器30連接，以獲取傾角傳感器30采集的連接桿40傾斜角度。

而在實際應用中，由于賽車道具有回轉彎度大、回轉半徑小、路面縱坡連續(xù)起伏變化以及路面橫坡連續(xù)反向搖擺的特點，傳統(tǒng)的三維定位裝置在測量高程時，由于路面起伏變化會造成攤鋪機熨平板于路面貼合的平面的位置會不斷的發(fā)生變化，從而導致測量的高程精度會有所降低。因此，本實施例通過在連接桿40內置傾角傳感器30，通過測量出的連接桿40的傾角對測量出的高程進行修正，提高了高程測量的精確度。

進一步地，所述的連接桿40的制作材料是高性能碳纖維。

需要說明的是，本實施例中的高性能碳纖維材料為市售產品：由美國天寶(trimble)公司提供。

需要說明的是，在實際應用中，由于攤鋪機的熨平板60的溫度較高，因此本實施例采用具有低密度、耐超高溫、熱膨脹系數小、高軸向強度的高性能碳纖維。使得制作出的連接桿40具有質量輕、硬度高、耐高溫的特性，在工作過程中不易出現(xiàn)傾斜、損壞等現(xiàn)象，從而增加了高程測量的準確性。

進一步地，所述的熨平板60的兩側對稱豎直安裝有三維定位機構50。

需要說明的是，本實施例中將兩套三維定位機構50對稱的安裝在熨平板60的兩側。是考慮到在實際應用中，如果在熨平板60上安裝一套三維定位機構50，測量的傾角可能會出現(xiàn)誤差，在熨平板60的兩側對稱設置三維定位機構50，可有效的提高測量的傾角的準確性，進而提高高程測量的準確性。

進一步地，本實施例中的固定件為螺栓。但是需要說明的是，本領域技術人員也可以根據實際情況的需要，使用其它固定方式如螺絲、鉚釘等對傾角傳感器30進行固定。

需要說明的是，使用螺栓可以將傾角傳感器30精確的固定在連接桿40內部，使得傾角傳感器30能夠準確、實時的測量出連接桿40的工作姿態(tài)。

進一步地，本實施例中的攤鋪三維定位裝置會將對攤鋪路面進行定位的過程以及結果通過終端設備進行顯示，以便用戶通過終端設備對路面攤鋪過程進行實時顯示控制。

如圖3所示，本實施例公開了一種適用于f2賽道的攤鋪三維定位裝置的控制方法，該方法包括如下步驟s1至s3：

s1、平面定位信號接收模塊10根據接收到的平面定位信號發(fā)射模塊11發(fā)射的平面定位信號，對攤鋪路面的平面進行定位；

s2、高程測量激光接收模塊20根據接收到的高程測量激光發(fā)射模塊21發(fā)射的高程定位信號，對攤鋪路面的高程進行定位；

s3、利用傾角傳感器30測量的傾角，對攤鋪路面的高程進行修正。

進一步地，所述的步驟s3具體包括如下步驟：

根據傾角傳感器30測量的傾角，利用高程修正公式，對攤鋪路面的高程進行修正，其中高程修正公式如下：

hb'＝hb·cosβ，

其中，hb'為修正后的攤鋪路面高程，hb為修正錢的攤鋪路面的高程，β為傾角傳感器30測量的連接桿40的傾角。

具體地，本實施例中利用傾角傳感器30測量的傾角對高程測量激光接收模塊20測量的高程進行修正的原理如圖4所示：

其中，根據高程計算原理和幾何關系，對高程測量激光接收模塊20測量的高程進行修正的過程如下：

ha＝h0+h，

hb＝ha±s·sinα，

hb'＝hb·cosβ，

因此，得出hb'＝(h0+h+s·sinα)·cosβ。其中，h0為高程測量激光發(fā)射模塊21處點位高程，h為高程測量激光發(fā)射模塊21的儀器高度，ha為高程測量激光發(fā)射模塊21發(fā)射源的高程，s為高程測量激光發(fā)射模塊21測出的高程測量激光發(fā)射模塊21與高程測量激光接收模塊20之間的斜距。α為高程測量激光發(fā)射模塊21測量高程測量激光接收模塊20發(fā)射的激光時的仰角，hb為高程測量激光接收模塊20的高程。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內。