CN207007177U - 一种凿岩台车快速定位自动测量系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种凿岩台车快速定位自动测量系统，包括设置在隧道衬砌上朝章子面行进的凿岩台车，包括设置在凿岩台车上的移动设备和通过无线网络连接的固定在隧道壁上的固定设备。本实用新型的采用凿岩台车定位自动化测量实现方式；自动化程序控制流程；测量完全实现自动化；定位测量速度快，高精度；不受隧道线型的限制，适合任何曲线隧道。控制界面设计，智能化界面显示，信息全面直观；本实用新型无需专职人员值守；在台车就位过程中只要台车操作司机点击“定位测量”按钮，测量系统会自动进行台车的测量并将台车轴线与隧道轴线偏离值以及台车的里程、侧倾角、俯仰角等以智能化界面实时显示在控制电脑上的凿岩台车快速定位自动测量系统。

Description

一种凿岩台车快速定位自动测量系统

技术领域

本实用新型涉及隧道施工领域，具体为一种凿岩台车快速定位自动测量系统。

背景技术

随着社会的飞速发展，尤其是城市化进程的不断加快，人口实现了大流动，高密集情况，在一些发达地区，人口密度十分巨大，许多高层建筑如雨后春笋般拔地而起；而为了满足人们的工作、学习以及吃穿住行的需求，在地表土地日益紧张的今天，地下开发已经成为许多城市的发展趋势。

凿岩台车：是隧道及地下工程采用钻爆法施工的一种凿岩设备。它能移动并支持多台凿岩机同时进行钻眼作业。主要由凿岩机、钻臂、钢结构的车架、走行机构以及其他必要的附属设备，和根据工程需要添加的设备所组成；电子棱镜：一种可以实现自动化控制其开启和关闭的棱镜。

现有的凿岩台车主要用于钻爆法隧道施工爆破孔的钻进。钻爆法主要工作流程：1、凿岩台车就位；2、按照设计图纸进行炮孔钻眼；3、填药（炸药）；4、人员及台车撤离，爆破；5、出渣；6、支护完毕进行下一循环。每一循环台车都要撤离并在下一循环开始时重新定位。台车炮孔钻进是由固定在台车上的机械臂通过程序控制来实现自动钻进，钻进过程中，机械臂会根据台车的定位偏差调整机械臂的位置。因此，台车定位的准确度直接关系到炮孔钻进定位的正确与否。

如图1所示，现有的凿岩台车快速定位自动测量系统采用激光指向定位法；包括设置隧道衬砌7上朝章子面6行走的凿岩台车5；该方法工作原理是利用安装于隧道中线上的激光发射器1发射直线可见激光束2，通过调整台车大臂让可见激光束穿过定位孔3在前方光标靶4上行程光斑，判断光斑的位置来确定台车是否就位。

上述现有系统存在以下不足：仅适合直线隧道；定位后无法知道台车的里程；无具体测量值，精度较差，不能明确给出台车轴线和隧道轴线间的具体偏差值；台车大臂和台车轴线是否一致也会影响到定位精度；台车大臂晃动较大，定位操作时间长；自动化程度低。

因此，研究一种能够克服现有技术的凿岩台车快速定位自动测量系统，已经是一个值得研究的问题。

发明内容

为了克服上述现有技术中的不足，本实用新型提供了一种完全实现凿岩台车定位测量的自动化，无需专职人员值守；在台车就位过程中只要台车操作司机点击“定位测量”按钮，测量系统会自动进行台车的测量并将台车轴线与隧道轴线偏离值以及台车的里程、侧倾角、俯仰角等以智能化界面实时显示在控制电脑上的凿岩台车快速定位自动测量系统。

本实用新型的目的是这样实现的：

一种凿岩台车快速定位自动测量系统，包括设置在隧道衬砌7上朝章子面6行进的凿岩台车5，包括设置在凿岩台车5上的移动设备和通过无线网络连接的固定在隧道壁上的固定设备；

所述的移动设备包括设置在凿岩台车5上的工业控制计算机9，以及位于工业控制计算机9后方台车尾部上的支撑架，支撑架上设置设置有与工业控制计算机9连接的电子棱镜10和倾角仪11；

所述的电子棱镜10包括第一电子棱镜10-1和第二电子棱镜10-2；

所述的固定设备包括固定隧道壁上的后视棱镜13以及全站仪8和与全站仪8固定并连接在一起的，用于与工业控制计算机9连接的无线通信装置；

所述的工业控制计算机9包括操作控制显示面板9-1，以及与操作控制显示面板9-1连接的测量控制按钮9-2和隧道涉及线路导入模块9-3。

积极有益效果：本实用新型的采用凿岩台车定位自动化测量实现方式；自动化程序控制流程；测量完全实现自动化；定位测量速度快，高精度；不受隧道线型的限制，适合任何曲线隧道。控制界面设计，智能化界面显示，信息全面直观；本实用新型无需专职人员值守；在台车就位过程中只要台车操作司机点击“定位测量”按钮，测量系统会自动进行台车的测量并将台车轴线与隧道轴线偏离值以及台车的里程、侧倾角、俯仰角等以智能化界面实时显示在控制电脑上的凿岩台车快速定位自动测量系统。

附图说明

图1为现有系统结构示意图；

图2为本实用新型的系统结构示意图；

图3为本实用新型的系统工作流程框图；

图中为：激光发射器1、可见光束2、定位孔3、标靶4、凿岩台车5、章子面6、隧道衬砌7、全站仪8、控制电脑9、操控显示面板9-1、测量控制按钮9-2、隧道设计线路导入模块9-3、电子棱镜10、第一电子棱镜10-1、第二电子棱镜10-2、倾角仪11、通信装置12、后视棱镜13。

具体实施方式

下面结合附图，对本实用新型做进一步的说明：

如图1、图2所示，一种凿岩台车快速定位自动测量系统，包括设置在隧道衬砌7上朝章子面6行进的凿岩台车5，包括设置在凿岩台车5上的移动设备和通过无线网络连接的固定在隧道壁上的固定设备；

所述的移动设备包括设置在凿岩台车5上的工业控制计算机9，以及位于工业控制计算机9后方台车尾部上的支撑架，支撑架上设置设置有与工业控制计算机9连接的电子棱镜10和倾角仪11；

所述的电子棱镜10包括第一电子棱镜10-1和第二电子棱镜10-2；

所述的固定设备包括固定隧道壁上的后视棱镜13以及全站仪8和与全站仪8固定并连接在一起的，用于与工业控制计算机9连接的无线通信装置；

所述的工业控制计算机9包括操作控制显示面板9-1，以及与操作控制显示面板9-1连接的测量控制按钮9-2和隧道涉及线路导入模块9-3。

本实用新型主要以全站仪和电子棱镜，结合三轴倾角仪，利用自动化软件实现各硬件的控制和数据集成处理，最终实现整个系统的自动化测量。

当台车行驶临近掌子面时，操作司机点击控制电脑“测量”按钮，全站仪启动测量，先测量后视棱镜，用于全站仪坐标校核，然后逐一自动搜索测量台车上的第一电子棱镜10-1和第二电子棱镜10-2两个电子棱镜；测量完毕上位机显示相关偏差信息和数据，该动作循环持续至台车就位即可自动停止。

本实用新型的设备分为两部分，第一部分安装于台车上，主要有：电子棱镜、倾角仪、工业计算机及其无线通信收发装置；第二部分安装于隧道衬砌上，主要有后视棱镜、全站仪及包括数据传输模块的通信设备。

具体测量步骤如下：如图3所示，

1、施工前或者隧道中线有变化时将隧道中线数据导入系统。

2、凿岩台车临近掌子面点击系统“测量控制按钮”开始自动测量。

3、倾角仪安装于凿岩台车上，实施给系统提供台车的倾角、俯仰角信息。

4、控制电脑发送指令给全站仪进行测量，全站仪测量完毕回传坐标数据给控制电脑。该步骤数据传输由无线收发模块实现。

5、全站仪在测量开始时首先测量定向棱镜，进行自身坐标校核，如果校核无误则进行下一动作，如果误差过大则在控制电脑界面有明显提示。

6、全站仪在测量电子棱镜时由系统配合打开和关闭1和2两个电子棱镜。

7、全站仪获取1和2两个电子棱镜后将数据反馈至控制电脑，由程序结合其他参数综合运算给出台车的姿态（台车前端里程、倾角、俯仰角、相对于隧道轴线的水平垂直偏差等）。

本实用新型的采用凿岩台车定位自动化测量实现方式；自动化程序控制流程；测量完全实现自动化；定位测量速度快，高精度；不受隧道线型的限制，适合任何曲线隧道。控制界面设计，智能化界面显示，信息全面直观；本实用新型无需专职人员值守；在台车就位过程中只要台车操作司机点击“定位测量”按钮，测量系统会自动进行台车的测量并将台车轴线与隧道轴线偏离值以及台车的里程、侧倾角、俯仰角等以智能化界面实时显示在控制电脑上的凿岩台车快速定位自动测量系统。

以上实施仅用于说明本实用新型的优选实施方式，但本实用新型并不限于上述实施方式，在所述领域普通技术人员所具备的知识范围内，本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替代和改进等，其均应涵盖在本实用新型请求保护的技术方案范围之内。

Claims (5)

1.一种凿岩台车快速定位自动测量系统，包括设置在隧道衬砌（7）上朝章子面（6）行进的凿岩台车（5），其特征在于：包括设置在凿岩台车（5）上的移动设备和通过无线网络连接的固定在隧道壁上的固定设备。

2.根据权利要求1所述的一种凿岩台车快速定位自动测量系统，其特征在于：所述的移动设备包括设置在凿岩台车（5）上的工业控制计算机（9），以及位于工业控制计算机（9）后方台车尾部上的支撑架，支撑架上设置设置有与工业控制计算机（9）连接的电子棱镜（10）和倾角仪（11）。

3.根据权利要求2所述的一种凿岩台车快速定位自动测量系统，其特征在于：所述的电子棱镜（10）包括第一电子棱镜（10-1）和第二电子棱镜（10-2）。

4.根据权利要求1所述的一种凿岩台车快速定位自动测量系统，其特征在于：所述的固定设备包括固定隧道壁上的后视棱镜（13）以及全站仪（8）和与全站仪（8）固定并连接在一起的，用于与工业控制计算机（9）连接的无线通信装置。

5.根据权利要求2所述的一种凿岩台车快速定位自动测量系统，其特征在于：所述的工业控制计算机（9）包括操作控制显示面板（9-1），以及与操作控制显示面板（9-1）连接的测量控制按钮（9-2）和隧道涉及线路导入模块（9-3）。