CN109854295A - 一种小断面隧洞物探测线滑行架及应用 - Google Patents

Abstract

本发明属于工程探测领域，公开了一种小断面隧洞物探测线滑行架及应用，设置有第一竖杆；第一竖杆之间通过支撑杆连接，支撑杆与第一竖杆之间焊接；第一竖杆上端焊接有横杆，横杆之间焊接有连接杆，连接杆上端焊接有第二栏杆；第二栏杆焊接有挂扣，挂扣卡接有铁链；铁链另一端与挂钩卡接，挂钩焊接在第二竖杆，第二竖杆插接在第一竖杆内部。本发明相比人力或者机动设备搬运物探测线设备，本发明一方面解决物探测线的搬运问题，另一方面，滑行架运行平稳，使测定的结果也相对稳定。

Description

一种小断面隧洞物探测线滑行架及应用

技术领域

本发明属于工程探测领域，尤其涉及一种小断面隧洞物探测线滑行架及应用。

背景技术

目前，常规的探测设备一般都比较笨重，需要耗费的人力比较大，探测的精度也比较低，而且探测结果不稳定。

隧洞内气温的特点是气温高、湿度大、温差大，不同地点的气流大小不等。气温的高低与深度有关，深部地温增高，工作环境严重；在生产的过程中经常需要进行探测，以便得到更加精确的数值，所以探测架非常的重要。

综上所述，现有技术存在的问题是：

在小断面隧洞物探测中，探测设备搬运困难，探测结果不稳定。

现有技术中，小断面隧洞物探测设备运行速度和探测能力的控制效果差。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种小断面隧洞物探测线滑行架及应用。

本发明是这样实现的，一种小断面隧洞物探测线滑行架设置有：

第一竖杆；

第一竖杆之间通过支撑杆连接，支撑杆与第一竖杆之间焊接；

第一竖杆上端焊接有横杆，横杆之间焊接有连接杆，连接杆上端焊接有第二栏杆；第二栏杆焊接有挂扣，挂扣卡接有铁链；铁链另一端与挂钩卡接，挂钩焊接在第二竖杆，第二竖杆插接在第一竖杆内部。

进一步，所述第一竖杆下端焊接连接轴，连接轴通过轴承与滑轮连接，滑轮与滑轨卡接。

进一步，所述横杆上端放置有第二木板，横杆与第一竖杆之间通过螺栓与斜支撑杆连接。

进一步，所述第二竖杆之间通过支撑杆连接，支撑杆上端焊接有第一栏杆，第一栏杆之间的支撑杆上端放置有第一木板；

右端的第一栏杆焊接有挂扣，左端的第一栏杆焊接固定有挂钩，挂钩与挂扣之间通过铁链连接。

本发明的另一目的在于提供一种搭载有所述小断面隧洞物探测线滑行架的小断面隧洞物探测系统，所述小断面隧洞物探测系统包括：

小断面隧洞物探测线滑行架；

小断面隧洞物探测线滑行架通过链条与伺服电机连接；伺服电机通过信息号连接控制器，控制器包括：

速度数据采集模块，完成对输入信号速度数据的采集，为后续参数估计提供数据来源。

参数计算模块，对输入信号速度模型中的参数进行估计，最终得到满足误差要求的参数值；

相位噪声测量结果生成模块，通过将最终得到的参数代入信号相位噪声幂律模型中计算出被测振荡器信号的相位噪声测量结果；

过振荡器信号的速度模型，利用信号速度测量数据，采用非线性最小二乘法进行曲线拟合，得到速度模型中的参数初值，并编写正则方程组对参数进行修正，最终得到满足既定要求的参数；再根据信号速度与其相位噪声幂律模型的关系，将求得的参数代入相位噪声幂律模型中，进而得到被测信号的相位噪声测量结果，获得伺服电机的速度值。

本发明的另一目的在于提供一种小断面隧洞物探测方法采用非线性最小二乘法确定参数初值的方法具体包括：

依据式采用非线性最小二乘法，确定参数的初值，取(β＝0,1,2,3,4)，即需要选择a_β的初值，将式表示为如下的矩阵形式：

FA＝S；

其中：

A＝[a₀ a₁ … a₄]^T S＝[S₀ S₁ … S₄]^T；

矩阵F中所要用的数据点是从N个{(f_i,S_i)}i＝1,2,…,N中选取五个频率点，选取的数值应保证矩阵F是满秩可逆；

由此得表示参数a_β初值的矩阵A的初值为：

以为初始值进行迭代对矩阵A的值进行估计，l表示迭代次数，此时l＝0。

进一步，参数估计的误差β＝0,1,…,4，由以下方程估算：

其中系数和为：

其中S_k表示频率f_k处的速度测量值，表示频率f_k处对应的速度的第l次迭代值，即：

进一步，噪声模型参数估计的判断方法为：

判断如不满足误差要求，令：

l＝l+1；

并将修正后的和对应的速度测量数据代入正则方程组进行求解，得到各参数的修正值β＝0,1,…4，重新判断直至误差满足测量要求或达到设定的迭代次数。

满足误差要求，则将参数值作为(β＝0,1,2,3,4)的值代入式中，即得到被测信号的相位噪声，并由此绘制相位噪声曲线。

综上所述，本发明的优点及积极效果为：

相比人力或者机动设备搬运物探测线设备，滑行架的发明一方面解决物探测线的搬运问题，另一方面，滑行架运行平稳，测定的结果也相对稳定。

本发明提供的这种物探测线滑行架可以就地取材，简单易制，而且操作简单，方便耐用。

本发明的小断面隧洞物探测系统包括：

小断面隧洞物探测线滑行架；

小断面隧洞物探测线滑行架通过链条与伺服电机连接；伺服电机通过信息号连接控制器，控制器包括：

速度数据采集模块，完成对输入信号速度数据的采集，为后续参数估计提供数据来源。

参数计算模块，对输入信号速度模型中的参数进行估计，最终得到满足误差要求的参数值；

相位噪声测量结果生成模块，通过将最终得到的参数代入信号相位噪声幂律模型中计算出被测振荡器信号的相位噪声测量结果；

过振荡器信号的速度模型，利用信号速度测量数据，采用非线性最小二乘法进行曲线拟合，得到速度模型中的参数初值，并编写正则方程组对参数进行修正，最终得到满足既定要求的参数；再根据信号速度与其相位噪声幂律模型的关系，将求得的参数代入相位噪声幂律模型中，进而得到被测信号的相位噪声测量结果，获得伺服电机的速度值。可实现电机的运行速度智能控制和对周围物品的图像准确检测。

附图说明

图1是本发明实施例提供的小断面隧洞物探测线滑行架结构示意图。

图2是本发明实施例提供的第一栏杆和第二栏杆结构示意图。

图3是本发明实施例提供的第一木板和第二木板结构示意图。

图中：1、挂钩；2、铁链；3、挂扣；4、第一栏杆；5、第一木板；6、支撑杆；7、第一竖杆；8、连接轴；9、滑轨；10、滑轮；11、斜支撑杆；12、第二木板；13、第二栏杆；14、第二竖杆。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1-图3所示，本发明实施例提供的小断面隧洞物探测线滑行架包括：挂钩1、铁链2、挂扣3、第一栏杆4、第一木板5、支撑杆6、第一竖杆7、连接轴8、滑轨9、滑轮10、斜支撑杆11、第二木板12、第二栏杆13、第二竖杆14。

第一竖杆7下端焊接连接轴8，连接轴8通过轴承与滑轮10连接，滑轮10与滑轨9卡接。

第一竖杆7之间通过支撑杆6连接，支撑杆6与第一竖杆7之间焊接。

第一竖杆7上端焊接有横杆，横杆之间焊接有连接杆，连接杆上端焊接有第二栏杆13；第二栏杆13焊接有挂扣3，挂扣3卡接有铁链2；铁链2另一端与挂钩1卡接，挂钩1焊接在第二竖杆14，第二竖杆14插接在第一竖杆7内部。

横杆上端放置有第二木板12，横杆与第一竖杆7之间通过螺栓与斜支撑杆11连接。

第二竖杆14之间通过支撑杆连接，支撑杆上端焊接有第一栏杆4，第一栏杆4之间的支撑杆上端放置有第一木板5；右端的第一栏杆4焊接有挂扣3，左端的第一栏杆4焊接固定有挂钩1，挂钩1与挂扣3之间通过铁链2连接。

本发明使用时，推动整体的滑行架，使滑轮10沿着滑轨9移动，当需要站在滑行架的上端时，通过铁链2将挂钩1、挂扣3连接，保护工作人员的安全。同时工作人员可以站在滑行架的两端的第二木板12上。

在本发明实施例中，本发明提供的小断面隧洞物探测系统包括：

小断面隧洞物探测线滑行架；

小断面隧洞物探测线滑行架通过链条与伺服电机连接；伺服电机通过信息号连接控制器，控制器包括：

速度数据采集模块，完成对输入信号速度数据的采集，为后续参数估计提供数据来源。

参数计算模块，对输入信号速度模型中的参数进行估计，最终得到满足误差要求的参数值；

相位噪声测量结果生成模块，通过将最终得到的参数代入信号相位噪声幂律模型中计算出被测振荡器信号的相位噪声测量结果；

过振荡器信号的速度模型，利用信号速度测量数据，采用非线性最小二乘法进行曲线拟合，得到速度模型中的参数初值，并编写正则方程组对参数进行修正，最终得到满足既定要求的参数；再根据信号速度与其相位噪声幂律模型的关系，将求得的参数代入相位噪声幂律模型中，进而得到被测信号的相位噪声测量结果，获得伺服电机的速度值。

在本发明实施例中，本发明提供的小断面隧洞物探测方法采用非线性最小二乘法确定参数初值的方法具体包括：

依据式采用非线性最小二乘法，确定参数的初值，取(β＝0,1,2,3,4)，即需要选择a_β的初值，将式表示为如下的矩阵形式：

FA＝S；

其中：

A＝[a₀ a₁ … a₄]^T S＝[S₀ S₁ … S₄]^T；

矩阵F中所要用的数据点是从N个{(f_i,S_i)}i＝1,2,…,N中选取五个频率点，选取的数值应保证矩阵F是满秩可逆；

由此得表示参数a_β初值的矩阵A的初值为：

以为初始值进行迭代对矩阵A的值进行估计，l表示迭代次数，此时l＝0。

在本发明实施例中，参数估计的误差β＝0,1,…,4，由以下方程估算：

其中系数和为：

其中S_k表示频率f_k处的速度测量值，表示频率f_k处对应的速度的第l次迭代值，即：

在本发明实施例中，噪声模型参数估计的判断方法为：

判断如不满足误差要求，令：

l＝l+1；

并将修正后的和对应的速度测量数据代入正则方程组进行求解，得到各参数的修正值β＝0,1,…4，重新判断直至误差满足测量要求或达到设定的迭代次数。

满足误差要求，则将参数值作为(β＝0,1,2,3,4)的值代入式中，即得到被测信号的相位噪声，并由此绘制相位噪声曲线。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种小断面隧洞物探测线滑行架，其特征在于，所述的小断面隧洞物探测线滑行架设置有：

第一竖杆；

第一竖杆之间通过支撑杆连接，支撑杆与第一竖杆之间焊接；

第一竖杆上端焊接有横杆，横杆之间焊接有连接杆，连接杆上端焊接有第二栏杆；

第二栏杆焊接有挂扣，挂扣卡接有铁链；铁链另一端与挂钩卡接，挂钩焊接在第二竖杆，第二竖杆插接在第一竖杆内部。

2.如权利要求1所述的小断面隧洞物探测线滑行架，其特征在于，所述第一竖杆下端焊接连接轴，连接轴通过轴承与滑轮连接，滑轮与滑轨卡接。

3.如权利要求1所述的小断面隧洞物探测线滑行架，其特征在于，所述横杆上端放置有第二木板，横杆与第一竖杆之间通过螺栓与斜支撑杆连接。

4.如权利要求1所述的小断面隧洞物探测线滑行架，其特征在于，所述第二竖杆之间通过支撑杆连接，支撑杆上端焊接有第一栏杆，第一栏杆之间的支撑杆上端放置有第一木板；

右端的第一栏杆焊接有挂扣，左端的第一栏杆焊接固定有挂钩，挂钩与挂扣之间通过铁链连接。

5.一种搭载有权利要求1所述小断面隧洞物探测线滑行架的小断面隧洞物探测系统，其特征在于，所述小断面隧洞物探测系统包括：

小断面隧洞物探测线滑行架；

小断面隧洞物探测线滑行架通过链条与伺服电机连接；伺服电机通过信息号连接控制器，控制器包括：

速度数据采集模块，完成对输入信号速度数据的采集，为后续参数估计提供数据来源；

参数计算模块，对输入信号速度模型中的参数进行估计，最终得到满足误差要求的参数值；

相位噪声测量结果生成模块，通过将最终得到的参数代入信号相位噪声幂律模型中计算出被测振荡器信号的相位噪声测量结果；

过振荡器信号的速度模型，利用信号速度测量数据，采用非线性最小二乘法进行曲线拟合，得到速度模型中的参数初值，并编写正则方程组对参数进行修正，最终得到满足既定要求的参数；再根据信号速度与其相位噪声幂律模型的关系，将求得的参数代入相位噪声幂律模型中，进而得到被测信号的相位噪声测量结果，获得伺服电机的速度值。

6.一种如权利要求5所述小断面隧洞物探测系统的小断面隧洞物探测方法，其特征在于，小断面隧洞物探测方法采用非线性最小二乘法确定参数初值的方法具体包括：

依据式采用非线性最小二乘法，确定参数的初值，取即需要选择a_β的初值，将式表示为如下的矩阵形式：

FA＝S；

其中：

A＝[a₀ a₁ … a₄]^T S＝[S₀ S₁ … S₄]^T；

矩阵F中所要用的数据点是从N个{(f_i,S_i)}i＝1,2,…,N中选取五个频率点，选取的数值应保证矩阵F是满秩可逆；

由此得表示参数a_β初值的矩阵A的初值为：

以为初始值进行迭代对矩阵A的值进行估计，l表示迭代次数，此时l＝0。

7.如权利要求6所述的小断面隧洞物探测方法，其特征在于，参数估计的误差 由以下方程估算：

其中系数和为：

其中S_k表示频率f_k处的速度测量值，表示频率f_k处对应的速度的第l次迭代值，即：

8.如权利要求6所述的小断面隧洞物探测方法，其特征在于，噪声模型参数估计的判断方法为：

判断如不满足误差要求，令：

l＝l+1；

并将修正后的和对应的速度测量数据代入正则方程组进行求解，得到各参数的修正值重新判断直至误差满足测量要求或达到设定的迭代次数；

满足误差要求，则将参数值作为的值代入式中，即得到被测信号的相位噪声，并由此绘制相位噪声曲线。