CN114577188A - 一种用于隧道施工的激光准直导向装置及系统 - Google Patents

一种用于隧道施工的激光准直导向装置及系统 Download PDF

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胡勇
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Abstract

本发明公开了一种用于隧道施工的激光准直导向装置及系统,包括:底座;标定板,一面设置有激光发射器,标定板的另一面用于接收来自隧道初始端的激光信号或来自其它标定板的激光发射器的激光信号;标定支架,通过横杆与标定板连接,横杆为标定板的转动轴;高度调节结构,设置于标定支架,高度调节结构用于调节标定板的高度;旋转结构,与标定支架连接,旋转结构用于调整标定板的角度;水平位移结构,水平位移结构与标定支架连接,水平位移结构用于调整标定板的水平位移。通过标定板进行坐标定位,使激光发射器发射的激光光束实现首尾相连,保障了激光光束远距离传输的清晰度,克服了光线昏暗下使用全站仪测量远处隧道施工过程精度不高的问题。

Description

一种用于隧道施工的激光准直导向装置及系统
技术领域
本发明涉及隧道施工设备技术领域,尤其是涉及一种用于隧道施工的激光准直导向装置及系统。
背景技术
公路的建设是国家经济发展的生命线,随着我国轨道交通行业的高速发展,隧道施工逐渐成了目前公路施工中的主要工程项目。山岭隧道、水下隧道和城市隧道的施工挖掘日益增多。测量是工程施工中的重要依据及标准,贯穿了整个施工过程,每一环节都离不开测量对工程中的准确控制。
在隧道施工过程中,常用激光来进行准直导向测量。目前,大型建筑和地下隧道的施工等精密工程普遍使用全站仪进行测量角度和方向。但因隧道地面高低起伏不平,光线昏暗,且若隧道施工较长,可能导致激光从起始端到远距离清晰度降低,则起不到准直导向的作用。若在远端继续增加全站仪进行测量,据统计,目前隧道全站仪的位置调整及放样最快也需要半个小时才可以完成,这不仅加大了施工成本,造成经济上的浪费,还降低了工作效率,影响施工进度。
发明内容
本发明的目的在于克服上述技术不足,提出一种用于隧道施工的激光准直导向装置及系统,解决现有技术中在光线昏暗的隧道施工过程中,隧道地面高低起伏不平,工程长度过长,导致激光在远距离清晰度降低的问题,或当需要改变施工方向,难以调整施工基准线的准直导向问题。
为达到上述技术目的,第一方面,本发明的技术方案提供一种用于隧道施工的激光准直导向装置,包括:
底座;
标定板,一面设置有激光发射器,所述标定板的另一面用于接收来自隧道初始端的激光信号或来自其它标定板的激光发射器的激光信号;
标定支架,通过横杆与所述标定板连接,所述横杆为所述标定板的转动轴;
高度调节结构,设置于所述标定支架,所述高度调节结构用于调节所述标定板的高度;
旋转结构,与所述标定支架连接,所述旋转结构用于调整所述标定板的角度;
水平位移结构,设置于所述底座,所述水平位移结构与所述标定支架连接,所述水平位移结构用于调整所述标定板的水平位移。
与现有技术相比,本发明提供的用于隧道施工的激光准直导向装置的有益效果包括:
本发明提供的用于隧道施工的激光准直导向装置,结合隧道施工特点,通过标定板进行坐标定位,使激光发射器发射的激光光束实现首尾相连,保障了激光光束远距离传输的清晰度,克服了光线昏暗下使用全站仪测量远处隧道施工过程精度不高的问题,也避免了摆放过多全站仪采样带来的时间和资源的浪费。若隧道地面凹凸不平或需要改变隧道挖掘方向,通过旋转或移动标定板的位置,从而改变激光发射器的照射方向,在此过程中仍保持光束照射在下一个激光导向机构标定板的激光发射器尾端,则可保证隧道施工方向仍是选定的基准线方向。本发明可灵活的调整激光准直的方向,且可实时的保持激光较好的清晰度,在隧道施工过程中实现准直导向效果,不仅提高了工作效率,而且带来了很好的经济效益。
根据本发明的一些实施例,所述底座四角位置还设置有滚轮。
根据本发明的一些实施例,所述激光发射器设置于所述标定板的中心位置。
根据本发明的一些实施例,所述高度调节结构包括:
设置于所述横杆两端的第一滑块;
滑槽,设置于所述标定支架,所述滑槽与所述第一滑块都形状相匹配,通过所述第一滑块和所述滑槽以实现所述标定板的高度调节。
根据本发明的一些实施例,所述标定板网格化划分,并设置有平面直角坐标系。
根据本发明的一些实施例,所述旋转结构包括:旋转圆盘和中心轴,通过所述旋转圆盘绕中心轴转动以调整所述标定板的角度。
根据本发明的一些实施例,所述标定支架的底部与所述旋转圆盘顶部铰接。
根据本发明的一些实施例,所述水平位移结构包括:
第二滑块,与所述中心轴连接;
滑道,与所述第二滑块形状相匹配,通过所述第二滑块在所述滑道内移动以实现所述标定板的水平位移调节。
第二方面,本发明的技术方案提供一种用于隧道施工的激光准直导向系统,多个如第一方面中任意一项所述的用于隧道施工的激光准直导向装置;
激光器,设置于隧道的起始位置,所述激光器发射出激光信号照射到第一个所述用于隧道施工的激光准直导向装置的标定板。
根据本发明的一些实施例,多个所述用于隧道施工的激光准直导向装置等间距设置。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出,部分将从下面的描述中变得明显,或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解,其中摘要附图要与说明书附图的其中一幅完全一致:
图1为本发明一个实施例提供的用于隧道施工的激光准直导向装置的结构图;
图2为本发明另一个实施例提供的用于隧道施工的激光准直导向装置的标定板的示意图;
图3为本发明另一个实施例提供的用于隧道施工的激光准直导向装置的标定板的最优位置示意图;
图4为本发明另一个实施例提供的用于隧道施工的激光准直导向装置的结构图;
图5为本发明另一个实施例提供的用于隧道施工的激光准直导向装置的结构图;
图6为本发明另一个实施例提供的用于隧道施工的激光准直导向装置的结构图;
图7为本发明另一个实施例提供的用于隧道施工的激光准直导向装置的结构图;
图8为本发明另一个实施例提供的用于隧道施工的激光准直导向系统的示意图。
附图标记说明:激光器1、标定板2、标定支架3、高度调节结构4、激光发射器5、旋转结构6、水平位移结构7、底座8、用于隧道施工的激光准直导向装置10。
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,以下结合附图及实施例,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。
需要说明的是,虽然在系统示意图中进行了功能模块划分,在流程图中示出了逻辑顺序,但是在某些情况下,可以以不同于系统中的模块划分,或流程图中的顺序执行所示出或描述的步骤。说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象,而不必用于描述特定的顺序或先后次序。
本发明提供了一种用于隧道施工的激光准直导向装置,结合隧道施工特点,通过标定板进行坐标定位,使激光发射器发射的激光光束实现首尾相连,保障了激光光束远距离传输的清晰度,克服了光线昏暗下使用全站仪测量远处隧道施工过程精度不高的问题,也避免了摆放过多全站仪采样带来的时间和资源的浪费,有效提升了工作效率。
下面结合附图,对本发明实施例作进一步阐述。
参照图1至图7,图1为本发明一个实施例提供的用于隧道施工的激光准直导向装置的结构图;图2为本发明另一个实施例提供的用于隧道施工的激光准直导向装置的标定板的示意图;图3为本发明另一个实施例提供的用于隧道施工的激光准直导向装置的标定板的最优位置示意图;图4为本发明另一个实施例提供的用于隧道施工的激光准直导向装置的标定板竖直旋转示意图;图5为本发明另一个实施例提供的用于隧道施工的激光准直导向装置的标定板竖直移动示意图;图6为本发明另一个实施例提供的用于隧道施工的激光准直导向装置的标定板水平旋转示意图;图7为本发明另一个实施例提供的用于隧道施工的激光准直导向装置的标定板水平移动示意图。
在一实施例中,用于隧道施工的激光准直导向装置10包括:底座8;标定板2,一面设置有激光发射器5,标定板2的另一面用于接收来自隧道初始端的激光信号或来自其它标定板2的激光发射器5的激光信号;标定支架3,通过横杆与标定板2连接,横杆为标定板2的转动轴;高度调节结构4,设置于标定支架3,高度调节结构4用于调节标定板2的高度;旋转结构6,与标定支架3连接,旋转结构6用于调整标定板2的角度;水平位移结构7,设置于底座8,水平位移结构7与标定支架3连接,水平位移结构7用于调整标定板2的水平位移。
本实施例提供的用于隧道施工的激光准直导向装置10,结合隧道施工特点,通过标定板2进行坐标定位,使激光发射器5发射的激光光束实现首尾相连,保障了激光光束远距离传输的清晰度,克服了光线昏暗下使用全站仪测量远处隧道施工过程精度不高的问题,也避免了摆放过多全站仪采样带来的时间和资源的浪费。若隧道地面凹凸不平或需要改变隧道挖掘方向,通过旋转或移动标定板2的位置,从而改变激光发射器5的照射方向,在此过程中仍保持光束照射在下一个激光导向机构标定板2的激光发射器5尾端,则可保证隧道施工方向仍是选定的基准线方向。本发明可灵活的调整激光准直的方向,且可实时的保持激光较好的清晰度,在隧道施工过程中实现准直导向效果,不仅提高了工作效率,而且带来了很好的经济效益。
在一实施例中,用于隧道施工的激光准直导向装置10包括:底座8;标定板2,一面设置有激光发射器5,标定板2的另一面用于接收来自隧道初始端的激光信号或来自其它标定板2的激光发射器5的激光信号;标定支架3,通过横杆与标定板2连接,横杆为标定板2的转动轴;高度调节结构4,设置于标定支架3,高度调节结构4用于调节标定板2的高度;旋转结构6,与标定支架3连接,旋转结构6用于调整标定板2的角度;水平位移结构7,设置于底座8,水平位移结构7与标定支架3连接,水平位移结构7用于调整标定板2的水平位移。底座8四角位置还设置有滚轮,在底座8底下设置滚轮能够便于用于隧道施工的激光准直导向装置10在地面上自由移动,能够提升便捷性。
在一实施例中,用于隧道施工的激光准直导向装置10包括:底座8;标定板2,一面设置有激光发射器5,标定板2的另一面用于接收来自隧道初始端的激光信号或来自其它标定板2的激光发射器5的激光信号;标定支架3,通过横杆与标定板2连接,横杆为标定板2的转动轴;高度调节结构4,设置于标定支架3,高度调节结构4用于调节标定板2的高度;旋转结构6,与标定支架3连接,旋转结构6用于调整标定板2的角度;水平位移结构7,设置于底座8,水平位移结构7与标定支架3连接,水平位移结构7用于调整标定板2的水平位移。激光发射器5设置于标定板2的中心位置,便于设备的生产,能够同时可以使用多个激光准直导向装置进行串联,保障了激光远距离传输的清晰度,提高了工作效率,带来了很好的经济效益。
在一实施例中,用于隧道施工的激光准直导向装置10包括:底座8;标定板2,一面设置有激光发射器5,标定板2的另一面用于接收来自隧道初始端的激光信号或来自其它标定板2的激光发射器5的激光信号;标定支架3,通过横杆与标定板2连接,横杆为标定板2的转动轴;高度调节结构4,设置于标定支架3,高度调节结构4用于调节标定板2的高度;旋转结构6,与标定支架3连接,旋转结构6用于调整标定板2的角度;水平位移结构7,设置于底座8,水平位移结构7与标定支架3连接,水平位移结构7用于调整标定板2的水平位移。高度调节结构4包括:设置于横杆两端的第一滑块;滑槽,设置于标定支架3,滑槽与第一滑块都形状相匹配,通过第一滑块和滑槽以实现标定板2的高度调节。标定板2高度可以灵活调节,便于在标定板2预定的位置准确接收激光信号。
在一实施例中,用于隧道施工的激光准直导向装置10包括:底座8;标定板2,一面设置有激光发射器5,标定板2的另一面用于接收来自隧道初始端的激光信号或来自其它标定板2的激光发射器5的激光信号;标定支架3,通过横杆与标定板2连接,横杆为标定板2的转动轴;高度调节结构4,设置于标定支架3,高度调节结构4用于调节标定板2的高度;旋转结构6,与标定支架3连接,旋转结构6用于调整标定板2的角度;水平位移结构7,设置于底座8,水平位移结构7与标定支架3连接,水平位移结构7用于调整标定板2的水平位移。标定板2网格化划分,并设置有平面直角坐标系,通过调整激光信号照射在标定板2的位置,再根据激光信号在平面直角坐标系的纵坐标的大小以调整到标定板2的最优位置。
在一实施例中,用于隧道施工的激光准直导向装置10包括:底座8;标定板2,一面设置有激光发射器5,标定板2的另一面用于接收来自隧道初始端的激光信号或来自其它标定板2的激光发射器5的激光信号;标定支架3,通过横杆与标定板2连接,横杆为标定板2的转动轴;高度调节结构4,设置于标定支架3,高度调节结构4用于调节标定板2的高度;旋转结构6,与标定支架3连接,旋转结构6用于调整标定板2的角度;水平位移结构7,设置于底座8,水平位移结构7与标定支架3连接,水平位移结构7用于调整标定板2的水平位移。旋转结构6包括:旋转圆盘和中心轴,通过旋转圆盘绕中心轴转动以调整标定板2的角度。
在一实施例中,用于隧道施工的激光准直导向装置10包括:底座8;标定板2,一面设置有激光发射器5,标定板2的另一面用于接收来自隧道初始端的激光信号或来自其它标定板2的激光发射器5的激光信号;标定支架3,通过横杆与标定板2连接,横杆为标定板2的转动轴;高度调节结构4,设置于标定支架3,高度调节结构4用于调节标定板2的高度;旋转结构6,与标定支架3连接,旋转结构6用于调整标定板2的角度;水平位移结构7,设置于底座8,水平位移结构7与标定支架3连接,水平位移结构7用于调整标定板2的水平位移。旋转结构6包括:旋转圆盘和中心轴,通过旋转圆盘绕中心轴转动以调整标定板2的角度,标定支架3的底部与旋转圆盘顶部铰接。
在一实施例中,用于隧道施工的激光准直导向装置10包括:底座8;标定板2,一面设置有激光发射器5,标定板2的另一面用于接收来自隧道初始端的激光信号或来自其它标定板2的激光发射器5的激光信号;标定支架3,通过横杆与标定板2连接,横杆为标定板2的转动轴;高度调节结构4,设置于标定支架3,高度调节结构4用于调节标定板2的高度;旋转结构6,与标定支架3连接,旋转结构6用于调整标定板2的角度;水平位移结构7,设置于底座8,水平位移结构7与标定支架3连接,水平位移结构7用于调整标定板2的水平位移。旋转结构6包括:旋转圆盘和中心轴,通过旋转圆盘绕中心轴转动以调整标定板2的角度。水平位移结构7包括:第二滑块,与中心轴连接;滑道,与第二滑块形状相匹配,通过第二滑块在滑道内移动以实现标定板2的水平位移调节。
参考图8,图8为本发明另一个实施例提供的用于隧道施工的激光准直导向系统的示意图。
本发明还提供了一种用于隧道施工的激光准直导向系统,其特征在于,包括:多个如上述的用于隧道施工的激光准直导向装置10;激光器1,设置于隧道的起始位置,激光器1发射出激光信号照射到第一个用于隧道施工的激光准直导向装置10的标定板2。
在一实施例中,多个用于隧道施工的激光准直导向装置10等间距设置。
以上是对本发明的较佳实施进行了具体说明,但本发明并不局限于上述实施方式,熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可作出种种的等同变形或替换,这些等同的变形或替换均包含在本发明权利要求所限定的范围内。
以上所述本发明的具体实施方式,并不构成对本发明保护范围的限定。任何根据本发明的技术构思所做出的各种其他相应的改变与变形,均应包含在本发明权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种用于隧道施工的激光准直导向装置,其特征在于,包括:
底座;
标定板,一面设置有激光发射器,所述标定板的另一面用于接收来自隧道初始端的激光信号或来自其它标定板的激光发射器的激光信号;
标定支架,通过横杆与所述标定板连接,所述横杆为所述标定板的转动轴;
高度调节结构,设置于所述标定支架,所述高度调节结构用于调节所述标定板的高度;
旋转结构,与所述标定支架连接,所述旋转结构用于调整所述标定板的角度;
水平位移结构,设置于所述底座,所述水平位移结构与所述标定支架连接,所述水平位移结构用于调整所述标定板的水平位移。
2.根据权利要求1所述的一种用于隧道施工的激光准直导向装置,其特征在于,所述底座四角位置还设置有滚轮。
3.根据权利要求1所述的一种用于隧道施工的激光准直导向装置,其特征在于,所述激光发射器设置于所述标定板的中心位置。
4.根据权利要求1所述的一种用于隧道施工的激光准直导向装置,其特征在于,所述高度调节结构包括:
设置于所述横杆两端的第一滑块;
滑槽,设置于所述标定支架,所述滑槽与所述第一滑块都形状相匹配,通过所述第一滑块和所述滑槽以实现所述标定板的高度调节。
5.根据权利要求1所述的一种用于隧道施工的激光准直导向装置,其特征在于,所述标定板网格化划分,并设置有平面直角坐标系。
6.根据权利要求1所述的一种用于隧道施工的激光准直导向装置,其特征在于,所述旋转结构包括:旋转圆盘和中心轴,通过所述旋转圆盘绕中心轴转动以调整所述标定板的角度。
7.根据权利要求6所述的一种用于隧道施工的激光准直导向装置,其特征在于,所述标定支架的底部与所述旋转圆盘顶部铰接。
8.根据权利要求6所述的一种用于隧道施工的激光准直导向装置,其特征在于,所述水平位移结构包括:
第二滑块,与所述中心轴连接;
滑道,与所述第二滑块形状相匹配,通过所述第二滑块在所述滑道内移动以实现所述标定板的水平位移调节。
9.一种用于隧道施工的激光准直导向系统,其特征在于,包括:
多个如权利要求1至9中任意一项所述的用于隧道施工的激光准直导向装置;
激光器,设置于隧道的起始位置,所述激光器发射出激光信号照射到第一个所述用于隧道施工的激光准直导向装置的标定板。
10.根据权利要求9所述的一种用于隧道施工的激光准直导向系统,其特征在于,多个所述用于隧道施工的激光准直导向装置等间距设置。
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