CN111998786A - 一种高精度的盾尾间隙测量装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种高精度的盾尾间隙测量装置，包括相互配合的盾壳（1）和管片（2），盾壳（1）内壁和管片（2）外壁之间形成盾尾间隙（3），盾壳（1）上设有一组采集器（4），每台采集器（4）的采集口正对着盾尾间隙（3）设置，且采集器（4）连接在一个保护盒（5）内，保护盒（5）固定在盾壳（1）内壁上；采集器（4）为高分相机，共设为三台，分别设于盾壳（1）的正上方和两侧，且两侧采集器（4）之间的连线与盾壳（1）中心到正上方采集器（4）之间的连线相互垂直。本发明发优点是提高了测量的实时性和精确度，可以安全、准确地对盾尾间隙进行测量，自动化程度高，能够及时有效地供工作人员掌握盾尾间隙的情况。

Description

一种高精度的盾尾间隙测量装置及方法

技术领域

本发明涉及地铁隧道施工技术领域，尤其是一种高精度的盾尾间隙测量装置及方法。

背景技术

盾构法是在地表以下土层或岩层中暗挖隧道的一种施工方法。在施工中，盾尾间隙是盾构机施工中重要的技术指标，盾尾间隙形成于盾尾内壁与对应的管片外壁之间，它会影响到盾构机的管片是否能正常安装以及盾构机的纠偏姿态，进而影响到设备的后续施工计划安排以及隧道的施工质量。

盾尾间隙测量对象是盾尾与管片之间的距离，由于盾尾与管片是相对运动的，采用机械式接触装置对盾尾间隙进行的距离测量，容易受到施工扰动的影响，使得盾尾间隙的测量误差较大，测量设备易磨损。

发明内容

本发明目的就是为了解决现有盾尾间隙测量误差大、精度低、测量设备易磨损的问题，提供了一种高精度的盾尾间隙测量装置，可以提高测量的实时性和精确度，可以安全、准确地对盾尾间隙进行测量，自动化程度高，能够及时有效地供工作人员掌握盾尾间隙的情况。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种高精度的盾尾间隙测量装置，包括相互配合的盾壳和管片，管片设于盾壳的内腔中，盾壳内壁和管片外壁之间形成盾尾间隙，盾壳上设有一组采集器，每台采集器的采集口正对着盾尾间隙设置，且采集器连接在一个保护盒内，保护盒固定在盾壳上，以用于保护采集器不受灰尘、泥土等影响、同时减小施工扰动；

所述采集器为ARM平台下控制高分相机，共设为三台，分别设于盾壳的正上方和两侧，且两侧采集器之间的连线与盾壳中心到正上方采集器之间的连线相互垂直。

进一步地，所述保护盒的外部连有一层缓冲层，以用于减小保护盒与盾壳之间的磨损。

进一步地，所述缓冲层为EPS泡沫缓冲板。

进一步地，所述保护盒与采集器之间连有一组均匀分布的缓冲弹簧，以用于减小施工对采集器采集数据的不良影响。

进一步地，所述采集器的采集频率高于5次/秒。

为了进一步完成本发明的目的，还提供了一种高精度的盾尾间隙测量方法，具体步骤如下，包括：

（1）采集器的安装：将高分相机安装于盾壳内壁上的保护盒内，注意安装的稳定性，保证采集时高分相机不会从保护盒内脱落；

（2）镜头的调整：安装固定后，调整高分相机的采集镜头正对着盾尾间隙测量位置，以用于保证数据采集的准确性；

（3）数据采集与分析：调整完毕后即可进行盾尾间隙图像的采集工作，高分相机将采集的数据传输到电脑端，并通过专业的软件进行标定、计算，最终得到精确的盾尾间隙数据。

与现有技术相比，本发明的优点具体在于：

（1）自动化程度高，采用了非接触式的测量方式，机器自动进行图像采集、传输、分析、存储、可视化；

（2）信息及时性高，根据预设时间间隔读取采集的数据，若判断间隙清晰，则数据可以直接显示；

（3）测量精度高，采集器采用ARM平台下控制高分相机，误差小于3mm；

（4）安装了保护装置和缓冲装置，减小了外界环境的干扰，提高了测量数据的精度和准确性；

（5）本发明的装置不产生任何辐射和有害物质，安全环保。

附图说明

图1为本发明的一种高精度的盾尾间隙测量装置结构示意图；

图2为本发明的缓冲弹簧的装配示意图。

具体实施方式

实施例1

为使本发明更加清楚明白，下面结合附图对本发明的一种高精度的盾尾间隙测量装置及方法进一步说明，此处所描述的具体实施例仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。

参见图1，一种高精度的盾尾间隙测量装置，包括相互配合的盾壳1和管片2，管片2设于盾壳1的内腔中，盾壳1内壁和管片2外壁之间形成盾尾间隙3，其特征在于：

盾壳1上设有一组采集器4，每台采集器4的采集口正对着盾尾间隙3设置，且采集器4连接在一个保护盒5内，保护盒5固定在盾壳1上，以用于保护采集器不受灰尘、泥土等影响、同时减小施工扰动；

所述采集器4为ARM平台下控制高分相机，共设为三台，分别设于盾壳1的正上方和两侧，且两侧采集器4之间的连线与盾壳1中心到正上方采集器4之间的连线相互垂直，采集器4的采集频率高于5次/秒；

参见图1和图2，所述保护盒5的外部连有一层缓冲层6，缓冲层6为EPS泡沫缓冲板，保护盒5与采集器4之间连有一组均匀分布的缓冲弹簧7，以用于减小施工对采集器采集数据的不良影响；

本发明中，使用上述测量装置进行盾尾间隙测量方法，具体步骤如下，其特征在于，包括：

（1）采集器的安装：将高分相机安装于盾壳1内壁上的保护盒5内，注意安装的稳定性，保证采集时高分相机不会从保护盒内脱落；

（2）镜头的调整：安装固定后，调整高分相机的采集镜头正对着盾尾间隙3测量位置，以用于保证数据采集的准确性；

（3）数据采集与分析：调整完毕后即可进行盾尾间隙图像的采集工作，高分相机将采集的数据传输到电脑端，并通过专业的软件进行标定、计算，最终得到精确的盾尾间隙数据。

本发明的测量装置自动化程度高、信息及时性高、测量精度高，采用了非接触式的测量方式，机器自动进行图像采集、传输、分析、存储、可视化，同时还可根据预设时间间隔读取采集的数据，测量误差小于3mm；此外，缓冲弹簧和保护盒可以有效减小外界环境的干扰，本装置不产生任何辐射和有害物质，安全环保。

除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围。

Claims (6)

1.一种高精度的盾尾间隙测量装置，包括相互配合的盾壳（1）和管片（2），盾壳（1）内壁和管片（2）外壁之间形成盾尾间隙（3），其特征在于：

盾壳（1）上设有一组采集器（4），每台采集器（4）的采集口正对着盾尾间隙（3）设置，且采集器（4）连接在一个保护盒（5）内，保护盒（5）固定在盾壳（1）内壁上；

采集器（4）为高分相机，共设为三台，分别设于盾壳（1）的正上方和两侧，且两侧采集器（4）之间的连线与盾壳（1）中心到正上方采集器（4）之间的连线相互垂直。

2.根据权利要求1所述的高精度的盾尾间隙测量装置，其特征在于：

所述保护盒（5）的外部连有一层缓冲层（6）。

3.根据权利要求2所述的高精度的盾尾间隙测量装置，其特征在于：

所述缓冲层（6）为EPS泡沫缓冲板。

4.根据权利要求1~3任一项所述的高精度的盾尾间隙测量装置，其特征在于：

所述保护盒（5）与采集器（4）之间连有一组均匀分布的缓冲弹簧（7）。

5.根据权利要求1~3任一项所述的高精度的盾尾间隙测量装置，其特征在于：

所述采集器（4）的采集频率高于5次/秒。

6.一种使用如权利要求1~3任一项所述的测量装置进行盾尾间隙测量方法，具体步骤如下，其特征在于，包括：

1）采集器的安装：将高分相机安装于盾壳内壁上的保护盒内，注意安装的稳定性，保证采集时高分相机不会从保护盒内脱落；

2）镜头的调整：安装固定后，调整高分相机的采集镜头正对着盾尾间隙测量位置，以用于保证数据采集的准确性；

3）数据采集与分析：调整完毕后即可进行盾尾间隙图像的采集工作，高分相机将采集的数据传输到电脑端，并通过专业的软件进行标定、计算，最终得到精确的盾尾间隙数据。

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