CN110057279B - 电阻触发式伸缩可移动量测隧道管片错台的方法 - Google Patents

Abstract

本申请属于地铁隧道盾构管片拼装施工技术领域，涉及一种电阻触发式伸缩可移动量测隧道管片错台的方法。该电阻触发式伸缩可移动量测隧道管片错台的方法通过助推器推动活塞驱使水槽进入玻璃管，基于玻璃管内水位变化，定量化精准量测盾构管片环之间的错位；采用吸盘使整个装置吸附在盾构管片错位测量点内壁上，以实现不同管片错位部位的可移动式吸附；还利用摄像头安装在定位销钉上，以实现对盾构管片各环错台量影像信息的实时提取，作为管片错台维修保养信息的重要参考依据；而且该方法还具有量测精准、快速可移动、成本低、通用性好、效率高、操作简易的特点。

Description

电阻触发式伸缩可移动量测隧道管片错台的方法

技术领域

本申请属于地铁隧道盾构管片拼装施工技术领域，具体涉及一种电阻触发式伸缩可移动量测隧道管片错台的方法。

背景技术

城市地铁隧道盾构工程主要是利用螺栓连接法对各环管片进行拼装，曲线段隧道盾构掘进拼接过程中容易发生管片错位，加之受盾构管片制作误差以及盾构管片拼装由工人操作完成，在这个过程中，没有精确的校准工具，也极易发生盾构各拼装管片间出现相对错位的现象，从而影响整个结构的受力，引起盾构管片产生裂缝或局部破坏，极大地影响整个结构的可靠性和安全性。

现有的地铁隧道工程在正常运营过程中，由于受到上部结构的重力作用，以及隧道通车后的往复循环振动，导致盾构管片之间的螺栓出现松动，引起盾构各环管片之间发生相对位移，从而引发隧道渗漏水。现有运营隧道和施工隧道各环管片之间的错位评判，没有一个定量化的精准量测设备，现场主要是依赖工程技术人员的工程经验做出评价，或者是利用简单的测量尺进行量测，由于受限于隧道的高度，不能对隧道顶部的错台进行精准量测，非常不利于于隧道稳定性评价。

中国专利CN104457572B基于三维扫描技术提取盾构隧道错缝错台量的方法，主要步骤是根据三维激光扫描获取的隧道内壁正射影像提取相邻管片之间的纵缝位置信息，垂直于隧道衬砌环的中心轴线设置切面，并提取相邻管片纵缝切面两侧一定距离范围内的隧道衬砌环点集，分别将切面两侧的点集投影到切面上获得两个断面切片，对断面切片上的圆弧分弧段进行数据检查，剔除粗差点后将两个断面切片上的圆弧进行拟合，计算纵缝处相邻弧段沿半径方向的错开量。但是该方法受人为因素影响大，不能快速对两环管片之间的错台进行定量化评价。

中国专利CN104713435A管片错台测量专用尺，包括测量部和定位部，定位部位于测量部右侧，定位部包括横挡条和竖挡片，竖挡片垂直固定在横挡条的左端面上，测量部包括卡槽、测量尺和锁紧螺栓，测量尺设置在卡槽内并可相对于卡槽上下移动，在卡槽侧壁上设置有通孔，锁紧螺栓的螺杆穿过通孔端部抵在测量尺的侧壁上，卡槽底部与横挡条的下表面处于同一平面，但是该专用尺由于受隧道高度限制影响，不能量测隧道顶部及一定高度范围的错台，且不能实时获取量测部位的错位影像数据。

中国专利CN105387801B一种地铁隧道管片错台量检测方法，包括如下步骤：输入Kinect设备采集深度图像的三维数据矩阵，并对数据进行预处理；采用双对角差分算法将深度图转成数字图像技术可以处理的二值图像；二值图像中的噪声采用联合去噪算法处理，同时对于螺栓孔，注浆孔这些特殊噪声基于形状特征去除；用细化算法提取错台的骨架，通过全局搜索算法识别不同类型的错台线并找到对应深度图像上错台的位置进行管片错台量计算。但是该方法受人为因素影响大，不能快速对两环管片之间的错台进行定量化评价，也不能实时获取量测部位的错位影像数据。

中国专利CN204691793U手持式地铁隧道管片错台检测装置，包含Kinect设备、第一旋转关节、摄像机、支撑杆、手持伸缩杆、拉环、背带、控制柜、电池组件、GPS定位器、第二旋转关节、伸缩调节轴、平板电脑、支撑架。但是该装置不能在隧道任意高度和任意范围内移动，不能快速对两环管片之间的错台进行定量化评价，也不能实时获取量测部位的错位影像数据。

发明内容

本发明的目的在于，克服现有技术的不足，提供一种电阻触发式伸缩可移动量测隧道管片错台的方法，具有量测精准、快速可移动、成本低、通用性好、效率高、操作简易的优点。

为了实现上述目标，本发明提供了如下技术方案：

首先提供一种用于量测隧道管片错台的电阻触发式伸缩可移动装置，包括金属外壳、调平及移动吸附系统、嵌入式测量系统；其中，嵌入式测量系统设于金属外壳的内部用于间接量测拼接盾构管片之间的高差，调平及移动吸附系统安装在金属外壳下部用于对整个装置进行调平和移动吸附；

嵌入式测量系统包括圆柱形的水槽、活塞、推进机构、定位机构、位移测量机构；水槽设置在金属外壳内用于盛水，水面上设置有活塞，且活塞的直径与水槽的直径相同，活塞的上方设置有可上下移动地推进机构；同时推进机构还与定位机构连接，定位机构用于对拼接的两个盾构管片进行分别定位；位移量测机构包括玻璃管，水槽与玻璃管连通；定位机构在推进机构的推动下依次到达拼接的两个盾构管片处，同时活塞在推进机构的推动下驱使水槽中的水向玻璃管内流动，进而通过位移量测机构量测玻璃管内的液面高度变化，即间接对拼接盾构管片之间的高差进行量测。

进一步，推进机构包括助推器、垫片、移动指针、第一弹簧、卡簧、固定外壳；

固定外壳为上下贯通的空腔结构，其焊接在金属外壳内部，并位于活塞上方，固定外壳内嵌套有移动指针；移动指针的下端呈锥形并伸出固定外壳外部与活塞接触，移动指针的上方安装有助推器，助推器与移动指针之间安装有垫片，同时移动指针外套设有第一弹簧，第一弹簧的上下两端各自通过一个卡簧进行限位。

助推器可以为T型的，其包括相互连接的横部和竖部，T型助推器的横部位于金属外壳外，T型助推器的竖部穿设在金属外壳的顶部，为了便于T型助推器的竖部穿过，可以在金属外壳的顶部开设孔洞。

进一步，定位机构包括可伸缩定点销钉、滑槽、连接轨道、定位销钉、定位感应器；

滑槽竖向安装在金属外壳的外侧壁上，可伸缩定点销钉可上下移动地安装在滑槽上，同时可伸缩定点销钉通过连接轨道与助推器连接，且可伸缩定点销钉上方安装有定位销钉，定位销钉下方安装有定位传感器。

进一步，定位销钉上还安装有摄像头。

进一步，位移测量机构还包括压力水膜、第二弹簧、位移指数表；

玻璃管内设置有水平布置的压力水膜和竖向布置的第二弹簧，第二弹簧的上下两端分别固定于玻璃管内部的上下两端，同时第二弹簧与位移指数表连接，位移指数表中设置有电源；水槽中的水在活塞的驱动下通过压力水膜流入玻璃管内并在玻璃管内产生电流，通过位移指数表对玻璃管内的电流进行检测进而得到玻璃管内的液面高度变化。

进一步，调平及移动吸附系统包括调平水槽，调平水槽安装在金属外壳的底部中心，调平水槽中安装有水平布置的隔板，隔板上部盛有水，同时隔板上开设有四个均匀布置的小孔，每个小孔中各插入一个导管，四个导管之间依次呈90°布置，且四个导管各自与第一个触角相连通，同时在导管与触角之间均设置有形状记忆合金片，形状记忆合金片以网片形式缠绕在触角中，且形状记忆合金片与继电器连接，并通过继电器控制形状记忆合金片的变形；同时调平水槽的底部中心设置有圆形凹槽，调平小球放置在圆形凹槽内，并可以在调平水槽的底部滚动。

进一步，调平及移动吸附系统还包括调平机构，每个触角下方均安装一组调平机构；

调平机构包括压力传感器、旋转弹簧、发条、第二电动机；压力传感器安装在触角的内底部，触角与发条之间通旋转弹簧连接，同时发条与第二电动机；发条在第二电动机的驱动下转动旋转弹簧，从而带动整个装置以所述触角为圆心旋转。

进一步，调平及移动吸附系统还移动吸附机构，每一组调平机构的下方均安装一组移动吸附机构；

移动吸附机构包括真空负压传感器、吸盘、压力泵载体、储气囊、送气导管、小气体导管、压力泵；吸盘设置在地面上，储气囊设置在吸盘上并与吸盘通过小气体导管连通，储气囊腔体的内底部设置有真空负压传感器用于检测吸盘的真空度；压力泵载体内设置有压力泵，压力泵通过送气导管与储气囊连通，且压力泵载体中还分别开设有出气孔和进气孔。

在本申请中，气体进入时，通过进气孔进入压力泵载体，再经由压力泵增大压强进入送气导管，储存进入储气囊，储气囊用于临时储存气体，多余的气体从小气体导管进入吸盘。气体排出时，吸盘内的气体通过小气体导管、储气囊、送气导管、压力泵、出气孔排出，吸盘内达到真空状态，从而可以将整个装置吸附在待测盾构管片上，这是本申请一大优势，尤其可以用于测量平常无法测量的点位或比较高的位置。

进一步，用于量测隧道管片错台的电阻触发式伸缩可移动装置还包括蓝牙设备和遥控器；

遥控器通过蓝牙设备分别与调平及移动吸附系统、嵌入式测量系统连接以控制调平及移动吸附系统、嵌入式测量系统工作。

进一步，调平及移动吸附系统、嵌入式测量系统可以中安装有继电器，并通过继电器和蓝牙设备与遥控器连接。

进一步，遥控器通过蓝牙设备与各发动机、压力泵、位移指数表、摄像头等设备连接，并控制这些设备工作。

进一步，遥控器上还设置有气压指数表，遥控器还通过蓝牙设备与真空负压传感器连接，并显示吸盘的真空度。

进一步，遥控器上还设置有压强指数表，遥控器还通过蓝牙设备与压力传感器连接，并显示触角处的压力值。

进一步，与形状记忆合金片连接的继电器也通过蓝牙设备与遥控器连接，通过遥控器控制形状记忆合金片的变形。

进一步，压力泵载体的进气孔上安装有进气开关，进气开关通过蓝牙设备与遥控器连接，通过遥控器控制进气孔启闭。

进一步，遥控器还通过蓝牙设备与定位传感器连接，在定位传感器感应到定位销钉到达定点后将信号传给遥控器，进而遥控器通过第一电动机驱动助推器带动可伸缩定点销钉向下伸长。

本申请提供的一种电阻触发式伸缩可移动量测隧道管片错台的方法，包括：。

S1.将用于量测隧道管片错台的电阻触发式伸缩可移动装置放在待测点处；

S2.将整个装置吸附在待测点处：

通过控制压力泵使吸盘内的气体通过小气体导管、储气囊、送气导管、出气孔排出，并使吸盘内达到真空状态，从而将整个装置吸附在测量点处；

S3.调平装置：

通过压力传感器检测各触角出的压力数值，若第一触角处测得压力数值较大，表示该处处于低势，处在装置中心水平凹槽处的调平小球会滚向第一触角方向，通过继电器控制第二触角、第三触角、第四触角中的形状记忆合金变形，调平水槽中的水依次通过导管、形状记忆合金流入其他三个触角中进行装置调平；待装置调平后，四个触角上的压力数值会保持一致，调平小球会回到圆形凹槽处，形状记忆合金也恢复原来形状，水停止流动。

其他三个触角处的调平同第一触角，不再赘述。

S4.测量高差：

拼接的两段盾构管片包括第一盾构管片和第二盾构管片，本申请用于测量两个盾构管片的高差。

打开摄像头开始录像，对于测量点位作记录，方便之后确认；

启动第一电动机驱动助推器向下移动，进而带动移动指针、定位销钉和可伸缩定点销钉向下移动；

首先助推器带动定位销钉向下移动并到达定点位置，即第一盾构管片处；同时，移动指针向下推动活塞并驱使水槽中的水通过压力水膜向玻璃管内流动，使玻璃管内液面高度发生变化，此时玻璃管内液面高度可以记为h1，记录此时位移指数表的数值；

然后，固定定位销钉不动，助推器继续带动可伸缩定点销钉向下伸长并到达第二盾构管片处，同时助推器还带动移动指针继续向下移动并继续推动活塞驱使水槽中的水继续通过压力水膜向玻璃管内流动，使玻璃管内液面高度再次发生变化，此时玻璃管内液面高度可以记为h2，再次记录此时位移指数表的数值；至此一个测点高差测量结束。

在本申请中，定位销钉定点位置就是高差起点，可伸缩定点销钉自身的伸长量就是拼接盾构管片之间的高差，拼接盾构管片之间的高差通过玻璃管内的水位变化进行测量。玻璃管内的水位由内嵌式测量装置决定，水槽中的水通过压力水膜向玻璃管内流动时，会使玻璃管内液面高度发生变化，并使玻璃管内产生电流I；其中，玻璃管中的水和第二弹簧作为电阻R，电池提供额定电压U，且额定电压U、电阻率ρ和玻璃管(30)的横截面积S为已知，电流I可由位移指数表得到，根据欧姆定律R＝U/I及电阻计算公式R＝ρh/S，可以得到玻璃管的液面高度变化为：

h＝US/Iρ；

进而根据玻璃管的前后两次液面高度变化可以得到拼接盾构管片之间高差＝h2-h1。

S5.移动至下一个测点进行测量：

一个测点结束后，通过第一电动机反推动助推器回到起始位置，并带动其他构件皆回到初始状态，同时玻璃管中的水因无压力而回流到水槽中；

打开第一触角、第二触角、第四触角下方的压力泵载体上进气孔，使气体通过进气孔、压力泵、送气导管、储气囊、小气体导管进入吸盘；此时，真空负压传感器检测到气体数值增大，这三个触角下方的吸盘脱离盾构管片；而第三触角下方的吸盘仍处于真空状态，吸附在盾构管片上；

启动第三触角处的第二发动机拧紧发条，发条转动旋转弹簧带动整个装置以第三触角为圆心旋转；旋转一定角度后，增大第一触角、第二触角、第四触角下方吸盘的气体压强值，并使第一触角、第二触角、第四触角下方吸盘吸附在盾构管片上；

重复以上步骤，使整个装置以其他触角为圆心旋转前进，从而使整个装置向下一测点前进；到达下一测点时，定位销钉触碰到测点标高起点处，重复测量步骤，在整个隧道内行走一周，即完成测量。

与现有技术相比，本申请的有益效果在于：

(1)通过助推器20推动活塞27驱使水槽28进入玻璃管30，基于玻璃管内水位变化，定量化精准量测盾构管片环之间的错位。

(2)采用吸盘、储气囊、压力泵相结合使整个装置吸附在盾构管片错位测量点内壁上，以实现不同管片错位部位的可移动式吸附；气体可以通过进入气孔14，再经由压力泵3增大压强进入送气导管13，储存进入储气囊5，多余的气体进而从小气体导管15进入吸盘2，气体排出时再通过小气体导管15、储气囊5、送气导管13、压力泵3、出气孔4排出吸盘2，并吸盘内达到真空状态，吸附在待测管片处。

(3)利用摄像头12安装在定位销钉35上，可实现对盾构管片各环错台量影像信息的实时提取，可作为管片错台维修保养信息的重要参考依据。

(4)本申请还具有量测精准、快速可移动、成本低、通用性好、效率高、操作简易的特点。

附图说明：

图1为本申请实施例提供的用于量测隧道管片错台的电阻触发式伸缩可移动装置在工作状态下的剖视图；

图2为本申请实施例提供的用于量测隧道管片错台的电阻触发式伸缩可移动装置的左视图；

图3为本申请实施例提供的用于量测隧道管片错台的电阻触发式伸缩可移动装置的右视图；

图4为本申请实施例提供的用于量测隧道管片错台的电阻触发式伸缩可移动装置的仰视图；

图5为本申请实施例提供的用于量测隧道管片错台的电阻触发式伸缩可移动装置的俯视图；

图6为本申请实施例提供的用于量测隧道管片错台的电阻触发式伸缩可移动装置的调平过程1示意图；

图7为本申请实施例提供的用于量测隧道管片错台的电阻触发式伸缩可移动装置的调平过程2示意图；

图8为本申请实施例提供的用于量测隧道管片错台的电阻触发式伸缩可移动装置的调平过程3示意图；

图9为本申请实施例提供的用于量测隧道管片错台的电阻触发式伸缩可移动装置的前进过程1示意图；

图10为本申请实施例提供的用于量测隧道管片错台的电阻触发式伸缩可移动装置的前进过程2示意图；

图11为本申请实施例提供的用于量测隧道管片错台的电阻触发式伸缩可移动装置的前进过程3示意图；

图12为本申请实施例提供的用于量测隧道管片错台的电阻触发式伸缩可移动装置的测量过程1示意图；

图13为本申请实施例提供的用于量测隧道管片错台的电阻触发式伸缩可移动装置的测量过程2示意图；

图14为本申请实施例提供的用于量测隧道管片错台的电阻触发式伸缩可移动装置的测量过程3示意图。

其中：1真空负压传感器、2吸盘、3压力泵载体、4出气孔、5储气囊、6压力传感器、7蓝牙设备、8形状记忆合金片、9调平水槽、10导管、11调平小球、12摄像头、13送气导管、14进气孔、15小气体导管、16发条、17旋转弹簧、18电池、19第一电动机、20助推器、21可伸缩定点销钉、22滑槽、23第一弹簧、24垫片、25卡簧、26移动指针、27活塞、28水槽、29压力水膜、30玻璃管、31连接轨道、32第二电动机、33位移指数表、34第二弹簧、35定位销钉、36定位感应器、37固定外壳、38隔板、39压力泵、4001第一触角、4002第二触角、4003第三触角、4004第四触角、41金属外壳。

具体实施方式

以下结合附图所示实施例对本申请作进一步的说明

如图1～图14所示，一种用于量测隧道管片错台的电阻触发式伸缩可移动装置，包括金属外壳41、蓝牙设备7、调平及移动吸附系统、嵌入式测量系统；其中，嵌入式测量系统设于金属外壳41的内部，是整个装置的核心部分，金属外壳41下部设置有调平及移动吸附系统，金属外壳41顶部设置有蓝牙设备7。

进一步，嵌入式测量系统包括圆柱形的水槽28、活塞27、推进机构、定位机构、位移测量机构。水槽28设置在金属外壳41内，用于盛水，水面上设置有活塞27，活塞27的直径与水槽28的直径相同，活塞27上方设置有可上下移动地推进机构并在推进机构的推动下上下移动，同时推进机构与定位机构连接，水槽28的下部设置有水平的分支管，分支管的末端与位移测量机构连接。

进一步，推进机构包括助推器20、垫片24、移动指针26、第一弹簧23、卡簧25、固定外壳37；固定外壳37为上下贯通的空腔结构，其焊接在金属外壳41内部，并位于活塞27上方，固定外壳37内嵌套有移动指针26；移动指针26的下端呈锥形并伸出固定外壳37外部与活塞27接触，移动指针26的上方安装有助推器20，助推器20与移动指针26之间安装有垫片24，垫片24的作用是缓冲助推器20传来的力，移动指针26外套设有第一弹簧23，第一弹簧23的上下两端各自通过一个卡簧25进行限位，位于上方的卡簧25固定在垫片24下方，位于下方的卡簧25固定在固定外壳37底部。助推器20与第一电动机19连接，第一电动机19中设置有继电器和电池18。

助推器20可以为T型的，其包括相互连接的横部和竖部，T型助推器20的横部位于金属外壳41外，T型助推器20的竖部穿设在金属外壳41的顶部，为了便于T型助推器20的竖部穿过，可以在金属外壳41的顶部开设孔洞。

进一步，定位机构包括摄像头12、可伸缩定点销钉21、滑槽22、连接轨道31、定位销钉35、定位感应器36；可伸缩定点销钉21通过连接轨道31与助推器20连接，滑槽22竖向安装在金属外壳41的外侧壁上，可伸缩定点销钉21可上下移动地安装在滑槽22上，可伸缩定点销钉21上方安装有定位销钉35，定位销钉35上方安装有摄像头12，定位销钉35下方安装有定位传感器36。

进一步，位移测量机构包括压力水膜29、玻璃管30、第二弹簧34、位移指数表；水槽28分支管的末端与竖向设置的玻璃管30连通，玻璃管30的顶部封闭，其底部与分支管连通；玻璃管30内设置有竖向布置的第二弹簧34和水平布置的压力水膜29，第二弹簧34的上下两端分别固定于玻璃管30的上下两端，同时第二弹簧34与安装在金属外壳41的内壁上的位移指数表33连接，位移指数表33中设置有继电器和电池18，电池18、第二弹簧34、位移指数表33之间通过若干多芯传导线连接。

在本申请中，通过第一电动机19驱动助推器20向下移动，进而带动移动指针26推动活塞27向下移动，从而驱使水槽28中的水通过压力水膜29向玻璃管30内流入。

进一步，调平及移动吸附系统包括调平水槽9、调平机构、移动吸附机构。调平水槽9焊接在金属外壳41的底部中心，调平水槽9中安装有水平布置的隔板38，隔板38上部盛有水，同时隔板38上开设有四个均匀布置的小孔，每个小孔中各插入一个导管10，四个导管10之间依次呈90°布置，且四个导管10分别与水平焊接在调平水槽9外侧的第一触角4001、第二触角4002、第三触角4003、第四触角4004相连通，四个触角的外侧端均封闭，内侧端分别与导管10连通，同时在导管与触角之间均设置有形状记忆合金片8，形状记忆合金片8以网片形式缠绕在触角中，且形状记忆合金片8与继电器连接，并通过继电器控制形状记忆合金片8的变形；同时调平水槽9的底部中心设置有圆形凹槽，调平小球11放置在圆形凹槽内，并可以在调平水槽9的底部滚动。

进一步，每个触角下方均安装一组调平机构，每一组调平机构的下方均安装一组移动吸附机构。

进一步，调平机构包括压力传感器6、旋转弹簧17、发条16、第二电动机32。压力传感器6安装在触角内底部，同时触角与发条16之间通旋转弹簧17连接，旋转弹簧17采用螺栓与触角固接，旋转弹簧17采用螺丝与发条16固接，同时发条16与第二电动机32连接，第二电动机32中设置有继电器和电池18。

进一步，移动吸附机构包括真空负压传感器1、吸盘2、压力泵载体3、出气孔4、储气囊5、送气导管13、进气孔14、小气体导管15、压力泵39。吸盘2设置在地面上，储气囊5设置在吸盘2上并与吸盘2通过小气体导管15连通，储气囊5腔体的内底部设置有真空负压传感器1用于检测吸盘2的真空度，储气囊5、小气体导管15、吸盘2和地面可以组成一个封闭环境，小气体导管15是连接吸盘2与储气囊5之间的空气通道；压力泵载体3是一个空腔结构，其中设置有压力泵39，压力泵39通过送气导管13与储气囊5连通，同时压力泵载体3中还分别开设有出气孔4和进气孔14。

在本申请中，气体进入时，通过进气孔14进入压力泵载体3，再经由压力泵39增大压强进入送气导管13，储存进入储气囊5，储气囊5用于临时储存气体，多余的气体从小气体导管15进入吸盘2。气体排出时，吸盘2内的气体通过小气体导管15、储气囊5、送气导管13、压力泵39、出气孔4排出，吸盘2内达到真空状态，从而可以将整个装置吸附在待测盾构管片上，这是本申请一大优势，尤其可以用于测量平常无法测量的点位或比较高的位置。

进一步，发条16可以采用螺栓固定在储气囊5上。

在本申请中，电动机与构件的连接均可以采用若干杆式多芯传导线连接。

进一步，用于量测隧道管片错台的电阻触发式伸缩可移动装置还包括有遥控器，遥控器通过蓝牙设备7与各发动机、压力泵、位移指数表33、摄像头12等设备连接，并控制这些设备工作。

进一步，遥控器上还设置有气压指数表，遥控器还通过蓝牙设备7与真空负压传感器1连接，并显示吸盘2的真空度。

进一步，遥控器上还设置有压强指数表，遥控器还通过蓝牙设备7与压力传感器6连接，并显示触角处的压力值。

进一步，与形状记忆合金片8连接的继电器也通过蓝牙设备7与遥控器连接，通过遥控器控制形状记忆合金片8的变形。

进一步，压力泵载体3的进气孔14上安装有进气开关，进气开关通过蓝牙设备7与遥控器连接，通过遥控器控制进气孔14启闭。

进一步，遥控器还通过蓝牙设备7与定位传感器36连接，在定位传感器36感应到定位销钉35到达定点后将信号传给遥控器，进而遥控器通过第一电动机驱动助推器带动可伸缩定点销钉21向下伸长。

本申请还提供一种电阻触发式伸缩可移动量测隧道管片错台的方法，包括：。

S1.将用于量测隧道管片错台的电阻触发式伸缩可移动装置放在待测点处；

S2.将整个装置吸附在待测点处：

通过控制压力泵39使吸盘2内的气体通过小气体导管15、储气囊5、送气导管13、出气孔4排出，并使吸盘2内达到真空状态，从而将整个装置吸附在测量点处；

S3.调平装置：

本装置的核心在于将高差转换为水位液面差，所以必须将装置调为水平才能准确测量。装置起初放置在待测盾构管片处时是不水平的，四个触角上的各压力传感器6有不同的压力数值。而形状记忆合金片8具记忆能力，变形后能维持该形状一定时间。

若第一触角4001处测得压力数值较大，表示该处处于低势，处在装置中心水平凹槽处的调平小球11会滚向第一触角4001方向，继电器控制第二触角4002、第三触角4003、第四触角4004中的形状记忆合金8变形，调平水槽9中的水通过导管10、形状记忆合金8流入第二触角4002、第三触角4003、第四触角4004中进行装置调平；待装置调平后，四个触角上的压力数值会保持一致，调平小球11会回到圆形凹槽处，形状记忆合金8也恢复原来形状，水停止流动。

其他三个触角处的调平同第一触角，不再赘述。

S4.测量高差：

拼接的两段盾构管片包括第一盾构管片和第二盾构管片，本申请用于测量两个盾构管片的高差。

打开摄像头12开始录像，对于测量点位作记录，方便之后确认；

启动第一电动机19驱动助推器20向下移动，进而带动移动指针26、定位销钉35和可伸缩定点销钉21向下移动；

首先助推器20带动定位销钉35向下移动并到达定点位置，即第一盾构管片处；同时，移动指针26向下推动活塞27，并驱使水槽28中的水通过压力水膜29向玻璃管30内流动，使玻璃管30内液面高度发生变化，此时玻璃管30内液面高度可以记为h1，记录此时位移指数表33的数值；同时第一弹簧23被压缩，以缓冲助推器20传来的力，防止瞬时力过大；

然后，定位销钉35固定不动，助推器继续带动可伸缩定点销钉21向下伸长并到达第二盾构管片处，同时助推器还带动移动指针26继续向下移动，移动指针26继续向下推动活塞27，并驱使水槽28中的水继续通过压力水膜29向玻璃管30内流动，使玻璃管30内液面高度再次发生变化，此时玻璃管30内液面高度可以记为h2，再次记录此时位移指数表33的数值；一个测点高差测量结束。

在本申请中，通过定位传感器36感应定位销钉35上的位置变化，且定位感应器36具有较高的精度，在定位销钉35到达定点位置，即测定起点后，定位传感器36能够立即将信号通过蓝牙设备7传给遥控器，通过遥控器控制可伸缩定点销钉21伸长，并到达第二盾构管片处。

在本申请中，定位销钉35定点位置就是高差起点，可伸缩定点销钉21自身的伸长量就是拼接盾构管片之间的高差。

在本申请中，玻璃管30内水位由内嵌式测量装置决定，水槽28中的水通过压力水膜29向玻璃管30内流动时，会使玻璃管30内液面高度发生变化，并使玻璃管30内产生电流I；其中，玻璃管30中的水和第二弹簧34作为电阻R，电池18提供额定电压U，且额定电压U、电阻率ρ和玻璃管30的横截面积S为已知，电流I可由位移指数表得到，根据欧姆定律R＝U/I及电阻计算公式R＝ρh/S，可以得到玻璃管的液面高度变为h＝US/Iρ；进而根据玻璃管的前后两次液面高度变化可以得到拼接盾构管片之间高差＝h2-h1。

S5.移动至下一个测点进行测量：

一个测点结束后，通过第一电动机19反推动助推器20回到起始位置，并带动其他构件皆回到初始状态，同时玻璃管30中的水因无压力而回流到水槽28中；

打开第一触角、第二触角、第四触角下方的压力泵载体3上进气孔14的进气开关，气体通过进气孔14、压力泵39、送气导管13、储气囊5、小气体导管15进入吸盘2；此时，真空负压传感器1检测到气体数值增大，这三个触角下方的吸盘2脱离盾构管片；而第三触角下方的吸盘2仍处于真空状态，吸附在盾构管片上；

启动第三触角处的第二发动机32拧紧发条16，发条16转动旋转弹簧17带动整个装置以第三触角为圆心旋转，旋转一定角度后，增大第一触角、第二触角、第四触角下方吸盘的气体压强值，并使第一触角、第二触角、第四触角下方吸盘吸附在盾构管片上；

重复以上步骤，使整个装置以其他触角为圆心旋转前进，从而使整个装置向下一测点前进；到达下一测点时，定位销钉35触碰到测点标高起点处，重复测量步骤，在整个隧道内行走一周，即完成测量。

上述描述仅是对本申请较佳实施例的描述，并非是对本申请范围的任何限定。任何熟悉该领域的普通技术人员根据上述揭示的技术内容做出的任何变更或修饰均应当视为等同的有效实施例，均属于本申请技术方案保护的范围。

Claims (2)

1.一种电阻触发式伸缩可移动量测隧道管片错台的方法，其特征在于，包括：

S1.将用于量测隧道管片错台的电阻触发式伸缩可移动装置放在待测点处；

S2.将整个装置吸附在待测点处：

通过控制压力泵使吸盘内的气体通过小气体导管、储气囊、送气导管、出气孔排出，并使吸盘内达到真空状态，从而将整个装置吸附在测量点处；

S3.调平装置：

通过压力传感器检测各触角出的压力数值，若第一触角处测得压力数值较大，表示该处处于低势，处在装置中心水平凹槽处的调平小球会滚向第一触角方向，通过继电器控制第二触角、第三触角、第四触角中的形状记忆合金变形，调平水槽中的水依次通过导管、形状记忆合金流入其他三个触角中进行装置调平；待装置调平后，四个触角上的压力数值会保持一致，调平小球会回到圆形凹槽处，形状记忆合金也恢复原来形状，水停止流动；

其他三个触角处的调平同第一触角；

S4.测量高差：

打开摄像头开始录像，对于测量点位作记录，方便之后确认；

启动第一电动机驱动助推器向下移动，进而带动移动指针、定位销钉和可伸缩定点销钉向下移动；

首先助推器带动定位销钉向下移动并到达定点位置，即第一盾构管片处；同时，移动指针向下推动活塞并驱使水槽中的水通过压力水膜向玻璃管内流动，使玻璃管内液面高度发生变化并产生电流，此时玻璃管内液面高度可以记为h1，记录此时位移指数表的电流数值；

然后，固定定位销钉不动，助推器继续带动可伸缩定点销钉向下伸长并到达第二盾构管片处，同时助推器还带动移动指针继续向下移动并继续推动活塞驱使水槽中的水继续通过压力水膜向玻璃管内流动，使玻璃管内液面高度再次发生变化并产生电流，此时玻璃管内液面高度可以记为h2，再次记录此时位移指数表的电流数值；至此一个测点高差测量结束；拼接盾构管片之间的高差为h2-h1，其中h1、h2通过位移指数表的电流数值计算得到；

S5.移动至下一个测点进行测量：

一个测点结束后，通过第一电动机反推动助推器回到起始位置，并带动其他构件皆回到初始状态，同时玻璃管中的水因无压力而回流到水槽中；

打开第一触角、第二触角、第四触角下方的压力泵载体上进气孔，使气体通过进气孔、压力泵、送气导管、储气囊、小气体导管进入吸盘；此时，真空负压传感器检测到气体数值增大，这三个触角下方的吸盘脱离盾构管片；而第三触角下方的吸盘仍处于真空状态，吸附在盾构管片上；

启动第三触角处的第二发动机拧紧发条，发条转动旋转弹簧带动整个装置以第三触角为圆心旋转；旋转一定角度后，增大第一触角、第二触角、第四触角下方吸盘的气体压强值，并使第一触角、第二触角、第四触角下方吸盘吸附在盾构管片上；

重复以上步骤S1-S2，使整个装置以剩下的其他三个触角为圆心旋转前进，从而使整个装置向下一测点前进；到达下一测点时，定位销钉触碰到测点标高起点处，重复测量步骤S3-S5，在整个隧道内行走一周，即完成测量。

2.根据权利要求1所述的电阻触发式伸缩可移动量测隧道管片错台的方法，其特征在于：

定位销钉定点位置就是高差起点，可伸缩定点销钉自身的伸长量就是拼接盾构管片之间的高差，拼接盾构管片之间的高差通过玻璃管内的水位变化进行测量；

玻璃管内的水位由内嵌式测量装置决定，水槽中的水通过压力水膜向玻璃管内流动时，会使玻璃管内液面高度发生变化，并使玻璃管内产生电流I；其中，玻璃管中的水和第二弹簧作为电阻R，电池提供额定电压U，且额定电压U、电阻率ρ和玻璃管(30)的横截面积S为已知，电流I可由位移指数表得到，根据欧姆定律R＝U/I及电阻计算公式R＝ρh/S，可以得到玻璃管的液面高度变化为：

h＝US/Iρ；

进而根据玻璃管的前后两次液面高度变化可以得到拼接盾构管片之间高差＝h2-h1。

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