用于隧/巷道的軌道式三維激光數(shù)字測量儀的制作方法
【技術領域】
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[0001]本實用新型涉及三維激光數(shù)字測量領域，尤其涉及一種用于隧/巷道的軌道式三維激光數(shù)字測量儀。
【背景技術】
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[0002]近年來，國內(nèi)地下工程迅速發(fā)展，特別是地鐵軌道交通的高速發(fā)展，對隧/巷道數(shù)字化測量技術的要求日益增強。由于地質結構變化、列車長期沖擊等問題，洞體易局部形變、基礎設施侵界現(xiàn)象屢有發(fā)生，所以在隧道或巷道的施工過程以及貫通后，均需要對隧/巷道的開挖體積、限界進行測量計算，以及收斂監(jiān)測和穩(wěn)定性分析等工作，以控制工程施工質量。通過對隧/巷道斷面進行高速高精度測量，可及時發(fā)現(xiàn)問題并指導維護，確保運營安全。
[0003]目前的現(xiàn)有技術主要采用人工測量、收斂計、斷面儀或全站儀等設備完成上述工作，其中:
[0004]人工測量根據(jù)需要測量的斷面參數(shù)對每個需要觀察的隧/巷道斷面點進行人工放樣，采用人工的方法量取斷面測點并測定所述斷面測點的高程和頂?shù)装甯叱獭Ｔ摲椒ㄔ诿總€觀測斷面的觀測點和隧/巷道設計線路中心據(jù)需要進行人工放樣，外業(yè)工作量巨大且精度不高，另外在測量速度和數(shù)據(jù)分析上均較慢，工序時間長，無法及時對施工進行指導。
[0005]收斂計可完成對隧/巷道壁面兩點間水平距離的變形量的測量和拱頂下沉位移量的量測等。該方法測量精度高，但存在測量數(shù)據(jù)小、操作難度大、勞動強度高等缺點，對于大斷面隧/巷道需要在平臺車上工作，操作不方便。
[0006]斷面儀或全站儀把隧/巷道的設計線路中心放樣到底板上，在放樣的設計線路中心點上架設儀器進行測量觀測，然后將測的數(shù)據(jù)進行業(yè)內(nèi)處理。該方法相比人工測量要簡便，但仍然要進行每個觀測斷面的設計線路中心的放樣，且每個觀測面均需要架站，外業(yè)工作量仍然不小，業(yè)內(nèi)仍有大量分析計算。
【實用新型內(nèi)容】:
[0007]針對現(xiàn)有技術的缺陷，本實用新型提供一種用于隧/巷道的軌道式三維激光數(shù)字測量儀，用于減少內(nèi)、外業(yè)工作量，實現(xiàn)隧/巷道斷面實時連續(xù)量測，有效地解決隧/巷道驗收、變形監(jiān)測及穩(wěn)定性分析的問題。
[0008]本實用新型提供一種用于隧/巷道的軌道式三維激光數(shù)字測量儀，包括:軌道、位于所述軌道上的行走機構、安裝于所述行走機構上的激光測量器和數(shù)字編碼器、固定于所述行走機構上的操作平臺、放置于所述操作平臺上的計算機、用于為所述激光測量器提供電源的電源箱；
[0009]所述激光測量器的一端與所述計算機相連，所述激光測量器的另一端與所述電源箱相連，所述電源箱與所述數(shù)字編碼器相連。
[0010]可選地，所述電源箱包括:脈沖器、蓄電池、空氣開關、串口轉換器；
[0011]所述蓄電池與所述空氣開關相連，所述脈沖器分別與所述數(shù)字編碼器、所述空氣開關、所述串口轉換器相連，所述串口轉換器與所述計算機相連。
[0012]可選地，所述激光測量器為斷面測量，測量角度為270°，測量范圍為I?80m。
[0013]可選地，所述用于隧/巷道的軌道式三維激光數(shù)字測量儀還包括:用于連接所述激光測量器與所述計算機的網(wǎng)線、用于連接所述激光測量器、所述電源箱、所述數(shù)字編碼器的電源線。
[0014]由上述技術方案可知，本實用新型的用于隧/巷道的軌道式三維激光數(shù)字測量儀，包括軌道、位于所述軌道上的行走機構、安裝于所述行走機構上的激光測量器和數(shù)字編碼器、固定于所述行走機構上的操作平臺、放置于所述操作平臺上的計算機、用于為所述激光測量器提供電源的電源箱，所述激光測量器的一端與所述計算機相連，所述激光測量器的另一端與所述電源箱相連，所述電源箱與所述數(shù)字編碼器相連，用于減少內(nèi)、外業(yè)工作量，實現(xiàn)隧/巷道斷面實時連續(xù)量測，有效地解決隧/巷道驗收、變形監(jiān)測及穩(wěn)定性分析的冋題。
【附圖說明】
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[0015]圖1A為本實用新型一實施例提供的用于隧/巷道的軌道式三維激光數(shù)字測量儀整體結構示意圖；
[0016]圖1B為本實用新型一實施例提供的用于隧/巷道的軌道式三維激光數(shù)字測量儀三維結構示意圖；
[0017]圖2為本實用新型一實施例提供的用于隧/巷道的軌道式三維激光數(shù)字測量儀內(nèi)部電源箱結構示意圖；
[0018]圖3為本實用新型一實施例提供的用于隧/巷道的軌道式三維激光數(shù)字測量儀連接關系不意圖。
【具體實施方式】
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[0019]下面結合附圖和實施例，對本實用新型的【具體實施方式】作進一步詳細描述。以下實施例用于說明本實用新型，但不用來限制本實用新型的范圍。
[0020]圖1A示出了本實用新型一實施例提供的用于隧/巷道的軌道式三維激光數(shù)字測量儀整體結構示意圖，圖1B示出了本實用新型一實施例提供的用于隧/巷道的軌道式三維激光數(shù)字測量儀三維結構示意圖，結合圖1A和圖1B所示，本實施例的用于隧/巷道的軌道式三維激光數(shù)字測量儀，包括:軌道1、位于所述軌道上的行走機構2、安裝于所述行走機構2上的激光測量器3和數(shù)字編碼器4、固定于所述行走機構2上的操作平臺5、放置于所述操作平臺上的計算機6、用于為所述激光測量器提供電源的電源箱7 ;
[0021]所述激光測量器3的一端與所述計算機6相連，所述激光測量器3的另一端與所述電源箱7相連，所述電源箱7與所述數(shù)字編碼器4相連。
[0022]舉例來說，本實施例中的激光測量器型號為LMS111，數(shù)字編碼器型號為DFS60E ；
[0023]進一步地，所述激光測量器3為斷面測量，測量角度為270°，測量范圍為I?80m ；
[0024]進一步地，所述用于隧/巷道的軌道式三維激光數(shù)字測量儀還包括:用于連接所述激光測量器3和所述計算機6的網(wǎng)線、用于連接所述激光測量器3、所述電源箱7、所述數(shù)字編碼器4的電源線。
[0025]可理解的是，所述行走機構2結構簡單，采用人工推動或電控自行行走，可沿軌道I做直線或曲線運動，所述激光測量器3固定在所述行走機構2上并通過網(wǎng)絡與操作平臺5上的計算機6連接，所述電源箱7的主要功能是通訊和供電。
[0026]應說明的是，本實用新型的軌道I為土木工程、地鐵工程、礦山工程、地下儲油庫工程及為一些特殊洞室工程定制的軌道。
[0027]具體地，在實際應用中，本實用新型的用于隧/巷道的軌道式三維激光數(shù)字測量儀，通過激光測量器3獲取隧/巷道的三維空間數(shù)據(jù)，通過數(shù)字編碼器4采集行走機構2的位移量，將上述數(shù)據(jù)傳輸?shù)接嬎銠C，由配套軟件“巖體三維激光數(shù)字測量系統(tǒng)”處理，即可得到所述隧/巷道的斷面坐標及其三維模型。
[0028]本實施例的用于隧/巷道的軌道式三維激光數(shù)字測量儀，將激光測量器安裝于行走機構的上部可使激光測量器沿軌道運動，以使所述激光測量器的中心與隧/巷道中心至隧/巷道斷面上個點之間的距離，根據(jù)所測得的距離及角度、位移，并通過坐標轉換，可計算隧/巷道斷面上各測點的坐標，然后將各測得的斷面沿軌道行走方向逐一相連，進而形成三維空間數(shù)字模型，整個測量過程無需布置測點，避免搬運儀器換站，測量速度快，同時結構簡單，操作方便，可廣泛應用在隧/巷道工程開挖空間體積計算、超欠挖分析、隧/巷道圍巖收斂變形觀測及其穩(wěn)定性分析。
[0029]圖2示出了本實用新型一實施例提供的用于隧/巷道的軌道式三維激光數(shù)字測量儀內(nèi)部電源箱結構示意圖，如圖2所示，所述所述電源箱7包括:蓄電池71、空氣開關72、脈沖器73、串口轉換器74。
[0030]應說明的是，所述電源箱7內(nèi)還包括有預留的線纜布置區(qū)，所述蓄電池71為所述激光測量器3和所述脈沖器72供電，所述脈沖器72與所述數(shù)字編碼器4相連用于記錄所述數(shù)字編碼器4的轉數(shù)。
[0031]圖3示出了本實用新型一實施例提供的用于隧/巷道的軌道式三維激光數(shù)字測量儀連接關系示意圖，如圖3所示，所述蓄電池71與所述空氣開關72相連，所述脈沖器73分別與所述所述空氣開關72、所述串口轉換器74、所述數(shù)字編碼器4相連，所述串口轉換器74與所述計算機6相連；
[0032]具體地，在實際應用中，當各部分連接就緒后，打開電源箱7的空氣開關72，待激光測量器3的指示燈變綠后推動行走2機構沿軌道I迀就，激光測量器3和數(shù)字編碼器4采集數(shù)據(jù)并反饋給計算機6，數(shù)據(jù)經(jīng)專用軟件“巖體三維激光數(shù)字測量系統(tǒng)”處理后得到斷面及其三維模型。
[0033]本實用新型采用的三維激光測量技術，采集數(shù)據(jù)實現(xiàn)無需對觀測隧/巷道進行外業(yè)放樣和標記工作，人工推動行走機構沿著軌道行走，一站式測量，無需換站，測量轉速快，能夠及時對施工進行科學指導，且成本低、結構緊湊、安裝簡單。
[0034]最后應說明的是:以上各實施例僅用以說明本實用新型的技術方案，而非對其限制；盡管參照前述各實施例對本實用新型進行了詳細的說明，本領域的普通技術人員應當理解:其依然可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分或者全部技術特征進行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應技術方案的本質脫離本實用新型權利要求所限定的范圍。
【主權項】
1.一種用于隧/巷道的軌道式三維激光數(shù)字測量儀，其特征在于，包括:軌道、位于所述軌道上的行走機構、安裝于所述行走機構上的激光測量器和數(shù)字編碼器、固定于所述行走機構上的操作平臺、放置于所述操作平臺上的計算機、用于為所述激光測量器提供電源的電源箱；所述激光測量器的一端與所述計算機相連，所述激光測量器的另一端與所述電源箱相連，所述電源箱與所述數(shù)字編碼器相連。
2.根據(jù)權利要求1所述的用于隧/巷道的軌道式三維激光數(shù)字測量儀，其特征在于，所述電源箱包括:脈沖器、蓄電池、空氣開關、串口轉換器；所述蓄電池與所述空氣開關相連，所述脈沖器分別與所述數(shù)字編碼器、所述空氣開關、所述串口轉換器相連，所述串口轉換器與所述計算機相連。
3.根據(jù)權利要求1所述的用于隧/巷道的軌道式三維激光數(shù)字測量儀，其特征在于，所述激光測量器為斷面測量，測量角度為270°，測量范圍為1?80m。
4.根據(jù)權利要求1所述的用于隧/巷道的軌道式三維激光數(shù)字測量儀，其特征在于，所述用于隧/巷道的軌道式三維激光數(shù)字測量儀還包括:用于連接所述激光測量器與所述計算機的網(wǎng)線、用于連接所述激光測量器、所述電源箱、所述數(shù)字編碼器的電源線。
【專利摘要】本實用新型提供一種用于隧/巷道的軌道式三維激光數(shù)字測量儀，包括軌道、位于所述軌道上的行走機構、安裝于所述行走機構上的激光測量器和數(shù)字編碼器、固定于所述行走機構上的操作平臺、放置于所述操作平臺上的計算機、用于為所述激光測量器提供電源的電源箱，所述激光測量器的一端與所述計算機相連，所述激光測量器的另一端與所述電源箱相連，所述電源箱與所述數(shù)字編碼器相連，用于減少內(nèi)、外業(yè)工作量，實現(xiàn)隧/巷道斷面實時連續(xù)量測，有效地解決隧/巷道驗收、變形監(jiān)測及穩(wěn)定性分析的問題。
【IPC分類】E21F17-18
【公開號】CN204402563
【申請?zhí)枴緾N201520009107
【發(fā)明人】趙興東, 朱萬成, 張亞兵, 萬宏華, 徐繼濤
【申請人】東北大學
【公開日】2015年6月17日
【申請日】2015年1月6日