CN108613632A - 一种间隙自动测距装置 - Google Patents

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苏梦卿
赵子捷
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Abstract

本发明提供了一种间隙自动测距装置，包括基座、翼臂、滚轮和连接杆，基座上表面开设有滑槽，滑槽内设置有可沿滑槽滑动的滑块，滑块上设置有标靶；滚轮套装在滚轮轴上；连接杆的一端与滚轮轴铰接，连接杆的另一端与滑块铰接；翼臂的一端与基座铰接，翼臂的另一端与滚轮轴铰接；翼臂与基座之间通过弹性件连接，弹性件用于分离翼臂与基座。本发明可以对窄小间隙进行准确测量，通过安装激光测距仪、直线位移计等自动测量工具还可以达到在窄隙发生变化过程中进行实时准确测量的目的，同时通过蓝牙、wifi等无线传输方式实时将测量结果传输至手机、电脑等终端，实现对窄小间隙的实时监控。

Description

一种间隙自动测距装置
技术领域
本发明属于测量技术领域，尤其涉及一种间隙自动测距装置。
背景技术
盾构机是使用盾构法的隧道掘进机。盾尾间隙是盾构机中盾尾壳体内壁和管片外壁之间的空隙，是控制管片拼装质量、确保盾尾刷有效工作的重要部位，其数据的可靠性和实时性直接关系到盾构机施工的安全。由于盾尾间隙设计一般在3～7cm范围内，现有测量装置一般无法保证盾尾间隙测量结果的准确性，更无法实现盾尾间隙的实时监测。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提供一种间隙自动测距装置，包括基座、翼臂、滚轮和连接杆，所述基座上表面开设有滑槽，所述滑槽内设置有可沿所述滑槽滑动的滑块，所述滑块上设置有标靶；所述滚轮套装在滚轮轴上；所述连接杆的一端与所述滚轮轴铰接，所述连接杆的另一端与所述滑块铰接；所述翼臂的一端与所述基座铰接，所述翼臂的另一端与所述滚轮轴铰接；所述翼臂与所述基座之间通过弹性件连接，所述弹性件用于分离所述翼臂与所述基座。
进一步的，所述滚轮轴的轴线与所述连接杆的轴线垂直，所述连接杆与所述滚轮轴铰接的一端设置有连接杆轴孔，所述滚轮轴穿套在所述连接杆轴孔中。
进一步的，所述测距仪包括两根翼臂，两根所述翼臂对称设置在所述滑槽的两侧，两根所述翼臂与所述滚轮轴垂直设置，所述翼臂两端均设置有翼臂轴孔，所述翼臂一端的翼臂轴孔套装在所述基座侧面的转轴上，所述翼臂另一端的翼臂轴孔套装在滚轮轴上。
进一步的，所述弹性件为套装在所述转轴上的压簧，所述压簧的一端与所述翼臂连接，所述压簧的另一端与所述基座连接。
进一步的，所述测距装置还包括激光测距仪或直线位移计。
进一步的，所述测距装置还包括与所述激光测距仪或所述直线位移计连接的无线传输装置。
进一步的，所述无线传输装置包括蓝牙传输模块、wifi传输模块和GPRS传输模块中的任意一种或几种。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
本发明可以对窄小间隙进行准确测量，通过安装激光测距仪、直线位移计等自动测量工具还可以达到在窄隙发生变化过程中进行实时准确测量的目的，同时通过蓝牙、wifi等无线传输方式实时将测量结果传输至手机、电脑等终端，实现对窄小间隙的实时监控。
附图说明
图1为本发明的间隙自动测距装置的装配结构示意图；
图2为图1的A位置的放大图；
图3为本发明的间隙自动测距装置的测距方法原理图；
图4为本发明的间隙自动测距装置测量盾构机盾尾间隙的安装示意图；
其中：1基座，2翼臂，3滚轮，4滚轮轴，5连接杆，6滑槽，7滑块，8标靶，9压簧，10转轴，11激光测距仪，12槽盖，13盾尾壳体内壁，14管片外壁。
具体实施方式
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。
一种间隙自动测距装置，如图1-2所示，包括基座1、翼臂2、滚轮3和连接杆5；基座1上表面开设有滑槽6，滑槽6的一端设置有激光测距仪11，滑槽6内还设置有可沿滑槽6滑动的滑块7，滑块7邻近激光测距仪11的一侧设置有标靶8；滑槽6上方两侧分别设置有槽盖12，槽盖12的长度不小于滑块7在滑槽6滑动的行程长度，槽盖12通过螺栓固定安装在基座1上表面；连接杆5穿过两块槽盖12之间的空隙，连接杆5的一端与滑块7铰接，连接杆5的另一端设置有连接杆轴孔，连接杆轴孔套装在滚轮轴4的中间位置，滚轮轴4的轴线与连接杆5的轴线垂直；在滚轮轴4上位于连接杆轴孔的两侧分别套设有一个滚轮3；所述滑槽6的两侧分别对称设置有一根翼臂2，翼臂2与滚轮轴4垂直设置，翼臂2两端均设置有翼臂轴孔，翼臂2一端的翼臂轴孔套装在基座1侧面的转轴10上，翼臂2另一端的翼臂轴孔套装在滚轮轴4上；翼臂2与基座1之间通过压簧9连接，压簧9用于分离翼臂2与基座1，为翼臂2绕转轴10转动提供驱动力，压簧9套装在转轴10上，压簧的一端承接于翼臂2的下平面，其另一端安装在基座1侧面的插孔内；激光测距仪11与无线传输装置连接，无线传输装置包括蓝牙传输模块、wifi传输模块和GPRS传输模块。
本发明提供的间隙自动测距装置利用机械传动装置，通过测量水平距离来间接测量垂直距离，达到了准确测量窄小间隙的目的；并且可以在窄隙发生变化的过程中实时进行准确测量；同时可以应用信息传输原理将测量信息实时传送至手机或电脑等终端进行处理分析，实时获取窄隙测量结果和窄隙变化情况。
以测量盾尾间隙为例，如图4所示，首先将基座1与盾构机的盾尾壳体内壁13采用螺钉连接，两侧的翼臂2在压簧9的作用下受到使其远离基座1的作用力，使其前端的滚轮3可以与管片外壁14始终保持接触，基座底面到滚轮3顶部之间的垂直距离即为盾尾间隙。
如图1-2所示，当翼臂2与基座1底面平行时，滚轮轴4的中心轴线、连接杆5与滑块7的铰接轴的中心轴线和转轴10的中心轴线处于与基座底面平行的同一平面S上。在测量过程中，如图3所示，翼臂2两端的两个翼臂轴孔中心之间的距离M、连接杆5的连接杆轴孔中心到连接杆5与滑块7的铰接轴的中心轴线的垂直距离L、以及连接杆5与滑块7的铰接轴的中心轴线到转轴10的中心轴线之间的垂直距离P可以作为一个三角形的三条边，而连接杆5的连接杆轴孔中心到平面S的垂直距离为H即为与该三角形中与P相对的顶点到P的垂线长度。由于M和L的长度均为已知，P的长度可以由激光测距仪11测量的数据和结构尺寸关系得到，该三角形的三边长度都可以得到，因此可以计算出H的长度；而连接杆5与滑块7的铰接轴的中心轴线到基座1底面的高度h1和滚轮3自身的半径长度h2均为已知，将计算出的H的长度数值加上h1和h2即可获得基座1底面到滚轮3顶部之间的垂直距离，即测得盾尾间隙的具体数值。当盾尾间隙随着盾构机前移实时变化时，滚轮3与基座1之间的距离也会相应地发生变化，滚轮3通过连接杆5带动滑块7在滑槽6中滑动，通过激光测距仪11随时测量出滑块7上的标靶8在滑槽6中的位移变化，通过无线传输装置将测量结果上传至手机或电脑终端，结合间隙自动测距装置的相关部件的结构尺寸进行处理分析，不仅可以获得实时的盾尾间隙大小，还可以监测盾尾间隙的变化。
本发明提供的间隙自动测距装置利用机械传动装置，通过测量水平距离来间接测量垂直距离，达到了准确测量窄小间隙的目的；并且可以在窄隙发生变化的过程中实时进行准确测量；同时可以应用信息传输原理将测量信息实时传送至手机或电脑等终端进行处理分析，实时获取窄隙测量结果和窄隙变化情况，保障盾构机施工的安全，同时可以提高盾构机的管片拼装质量。
在本发明中，可以用直线位移计代替激光测距仪11来测量滑块7上的标靶8在滑槽6中的位移变化，将直线位移计的拉杆与滑块7连接。
最后应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (7)

1.一种间隙自动测距装置，其特征在于，所述测距仪包括基座(1)、翼臂(2)、滚轮(3)和连接杆(5)，所述基座(1)上表面开设有滑槽(6)，所述滑槽(6)内设置有可沿所述滑槽(6)滑动的滑块(7)，所述滑块(7)上设置有标靶(8)；所述滚轮(3)套装在滚轮轴(4)上；所述连接杆(5)的一端与所述滚轮轴(4)铰接，所述连接杆(5)的另一端与所述滑块(7)铰接；所述翼臂(2)的一端与所述基座(1)铰接，所述翼臂(2)的另一端与所述滚轮轴(4)铰接；所述翼臂(2)与所述基座(1)之间通过弹性件连接，所述弹性件用于分离所述翼臂(2)与所述基座(1)。
2.根据权利要求1所述的测距装置，其特征在于，所述滚轮轴(4)的轴线与所述连接杆(5)的轴线垂直，所述连接杆(5)与所述滚轮轴(4)铰接的一端设置有连接杆轴孔，所述滚轮轴(4)穿套在所述连接杆轴孔中。
3.根据权利要求2所述的测距装置，其特征在于，所述测距仪包括两根翼臂(2)，两根所述翼臂(2)对称设置在所述滑槽(6)的两侧，两根所述翼臂(2)与所述滚轮轴(4)垂直设置，所述翼臂(2)两端均设置有翼臂轴孔，所述翼臂(2)一端的翼臂轴孔套装在所述基座(1)侧面的转轴(10)上，所述翼臂(2)另一端的翼臂轴孔套装在滚轮轴(4)上。
4.根据权利要求3所述的测距装置，其特征在于，所述弹性件为套装在所述转轴(10)上的压簧(9)，所述压簧(9)的一端与所述翼臂(2)连接，所述压簧(9)的另一端与所述基座(1)连接。
5.根据权利要求1-4任一所述的测距装置，其特征在于，所述测距装置还包括激光测距仪(11)或直线位移计。
6.根据权利要求5所述的测距装置，其特征在于，所述测距装置还包括与所述激光测距仪(11)或所述直线位移计连接的无线传输装置。
7.根据权利要求6所述的测距装置，其特征在于，所述无线传输装置包括蓝牙传输模块、wifi传输模块和GPRS传输模块中的任意一种或几种。
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