CN207318365U - 一种便于调节的隧道围岩分级判别激光扫描装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及隧道施工领域，尤其是一种便于调节的隧道围岩分级判别激光扫描装置。它包括一支撑底座，在支撑底座中部设有一驱动装置，在支撑底座的上方设有一通过立柱与支撑底座相连的操作台，在操作台的顶部设有两竖直平行设置的固定板，在两固定板之间设有一摆动杆，所述摆动杆的下端通过摆动轴活动插装在其两侧的固定板内，在摆动杆的外端设有一扫描器；在其中一个固定板外侧的操作台的顶部设有一摆动伺服电机，所述摆动伺服电机的输出轴与伸至固定板外侧的摆动轴的端部相固连。它结构简单，设计合理，操作方便，在对围岩进行测量时能够根据测量的需要来自行的调节扫描隧道围岩时的位置，有效地满足人们的要求。

Description

一种便于调节的隧道围岩分级判别激光扫描装置

技术领域：

本实用新型涉及隧道施工领域，尤其是一种便于调节的隧道围岩分级判别激光扫描装置。

背景技术：

围岩分级是指根据岩体完整程度和岩石强度等指标将无限的岩体序列划分为具有不同稳定程度的有限个类别，即将稳定性相似的一些围岩划归为一类，将全部的围岩划分为若干类。在围岩分类的基础上再依照每一类围岩的稳定程度给出最佳的施工方法和支护结构设计。围岩分类是选择施工方法的依据、是进行科学管理及正确评价经济效益、确定结构上的荷载、确定衬砌结构的类型及尺寸、制定劳动定额、材料消耗标准等的基础。现在对围岩进行分级判别时通常是通过TSP或地质雷达对隧道岩体进行探测，然后再通过后续对数据的处理进行统计分析并得出检测报告。现在这种方式通过使用隧道围岩分级判别激光扫描装置，对开挖过程中隧道围岩体内部的各个部位的岩层进行扫描，在隧道施工的过程中需要根据扫描结果来确定具体的施工方案，但是当采用激光扫描时一般需要人手持来使其对准隧道围岩的各个位置并需要不断的沿着隧道的弧形内壁以及整个隧道的长度方向上进行逐一扫描，这种激光扫描装置不仅在调节时较为繁琐，同时使操作人员在使用时必须频繁的来搬运、移动和调节其与各隧道围岩的扫描对应位置，费时费力，显然现有的隧道围岩分级判别激光扫描装置无法更有效地满足人们的需求。

实用新型内容：

本实用新型提供了一种便于调节的隧道围岩分级判别激光扫描装置，它结构简单，设计合理，操作方便，在对围岩进行测量时能够根据测量的需要来自行的调节扫描隧道围岩时的位置，同时在扫描完某一区域的岩体后可以进行自动扫描下一区域，扫描时工作人员只需通过简单的操作来完成对本装置的控制，本装置扫描工作时步骤简单、操作便捷，省时省力，更有效地满足了人们的需求，解决了现有技术中存在的问题。

本实用新型为解决上述技术问题所采用的技术方案是：一种便于调节的隧道围岩分级判别激光扫描装置，包括一支撑底座，在支撑底座中部设有一驱动装置，在支撑底座的上方设有一通过立柱与支撑底座相连的操作台，在操作台的顶部设有两竖直平行设置的固定板，在两固定板之间设有一摆动杆，所述摆动杆的下端通过摆动轴活动插装在其两侧的固定板内，在摆动杆的外端设有一扫描器；在其中一个固定板外侧的操作台的顶部设有一摆动伺服电机，所述摆动伺服电机的输出轴与伸至固定板外侧的摆动轴的端部相固连；在摆动轴内外两侧的操作台的顶部分别设有一第一位置开关、第二位置开关，在摆动杆的外侧设有一辅助支撑部件；在支撑底座的底部沿其圆周均匀设有若干个缓冲支撑导向部件；在支撑底座的侧壁上设有一控制装置，所述驱动装置、第一位置开关、第二位置开关、扫描器、摆动伺服电机分别与控制装置进行电连接。

所述驱动装置包括一设置在支撑底座的顶部中央、且贯穿支撑底座高度方向的开口，在支撑底座顶部的开口一侧设有一与开口相连通的凹槽，在凹槽内设有一移动伺服电机，在移动伺服电机的输出轴上固连一主动轴，所述主动轴远离移动伺服电机的一端活动插装在开口的侧壁上，在主动轴的外侧壁上固连一主动皮带轮，在开口两侧的支撑底座的底部分别相对平行设置一下支撑板，在两下支撑板之间设有一从动轴，所述从动轴的两端分别活动插装在其两侧的下支撑板的转孔内，在从动轴的外侧壁上固连一通过传动皮带与主动皮带轮相配合的从动皮带轮，在两下支撑板外侧的从动轴的外侧壁上分别固连一车轮；所述移动伺服电机与控制装置进行电连接。

在两车轮的外侧分别套设一外侧壁上间隔设有若干个防滑凸起的防滑套环。

所述辅助支撑部件包括两分别竖直设置各固定板外侧的操作台顶部的弧形支撑架，在两弧形支撑架上沿其弧度方向分别对称设有一弧形滑槽，在各弧形滑槽内分别配合设有一滑块，所述各滑块分别与摆动杆的对应一侧的外侧壁相固连。

所述缓冲支撑导向部件包括一支撑弹簧，所述支撑弹簧的顶部与支撑底座的底部相连，所述支撑弹簧的底部向外倾斜设置，在支撑弹簧的底部设有一弧形卡接板，在弧形卡接板内球副连接一支撑滚珠。

本实用新型所具有的有益效果是，结构简单，设计合理，操作方便，通过摆动伺服电机等部件可以使其在对围岩进行测量时能够根据测量的需要来自行的调节扫描隧道围岩时的角度位置、扫描部位更全面；同时在扫描完某一区域的岩体后可以通过驱动装置的运行位置的调整，从而进行自动扫描下一区域；扫描时工作人员只需通过简单的预先设置操作来完成对本装置的控制，本装置扫描工作时步骤简单、操作便捷，省时省力；同时本装置运行时通过各缓冲支撑导向部件进行支撑调节，可以使运行过程更加稳定、平稳，更有效地满足人们的需求。

附图说明：

图1为本实用新型位置一的结构示意图。

图2为本实用新型的立体结构示意图。

图3为本实用新型位置二的结构示意图。

图4为本实用新型位置三的结构示意图。

图5为图4中A-A向的局部剖视结构示意图。

图6为本实用新型去除操作台及其上部件后的结构示意图。

图7为本实用新型中操作台及其上部件的结构示意图。

图中，1、支撑底座；2、立柱；3、操作台；4、固定板；5、摆动杆；6、摆动轴；7、扫描器；8、摆动伺服电机；9、第一位置开关；10、第二位置开关；11、控制装置；12、开口；13、凹槽；14、移动伺服电机；15、主动轴；16、主动皮带轮；17、下支撑板；18、从动轴；19、传动皮带；20、从动皮带轮；21、车轮；22、防滑凸起；23、防滑套环；24、弧形支撑架；25、弧形滑槽；26、滑块；27、支撑弹簧；28、弧形卡接板；29、支撑滚珠。

具体实施方式：

为能清楚说明本方案的技术特点，下面通过具体实施方式，并结合其附图，对本实用新型进行详细阐述。

如图1-7中所示，一种便于调节的隧道围岩分级判别激光扫描装置，包括一支撑底座1，在支撑底座1中部设有一驱动装置，在支撑底座1的上方设有一通过立柱2与支撑底座1相连的操作台3，在操作台3的顶部设有两竖直平行设置的固定板4，在两固定板4之间设有一摆动杆5，所述摆动杆5的下端通过摆动轴6活动插装在其两侧的固定板4内，在摆动杆5的外端设有一扫描器7，打开控制装置11的电源后，再打开扫描器7的开关就会使扫描器7处于工作状态，通过扫描器7可以对隧道围岩进行扫描记录便于后期直接对扫描数据进行后续处理；在其中一个固定板4外侧的操作台3的顶部设有一摆动伺服电机8，所述摆动伺服电机8的输出轴与伸至固定板4外侧的摆动轴6的端部相固连；在摆动轴6内外两侧的操作台3的顶部分别设有一第一位置开关9、第二位置开关10，在摆动杆5的外侧设有一辅助支撑部件；在支撑底座1的底部沿其圆周均匀设有若干个缓冲支撑导向部件；在支撑底座1的侧壁上设有一控制装置11，所述驱动装置、第一位置开关9、第二位置开关10、扫描器7、摆动伺服电机8分别与控制装置11进行电连接；在进行具体的安装时本领域技术人员可以按照本领域熟知的惯用手段将第一位置开关9、第二位置开关10分别与控制装置11进行连接；同时各距离传感器、扫描器7、摆动伺服电机8直接采用导线按照本领域技术人员常用的串联、并联连接方式进行连接；通过设置第一位置开关9、第二位置开关10可以有效的对扫描器7跟随摆动杆5摆动的最大角度进行有效的限位，启动控制装置11时控制驱动装置运动至合适位置后控制装置11控制驱动装置停止运行，初始位置时摆动杆5前端的扫描器7底部与第一位置开关9处于靠近的状态，此时控制装置11控制摆动伺服电机8正向转动，当摆动杆5前端的扫描器7底部触碰到第一位置开关9时，第一位置开关9会将信号反馈给控制装置11，此时控制装置11接收到反馈信号后会控制驱动装置向前行进一定的距离，行走距离的远近可以由本领域技术人员在使用前根据现场施工需要进行参数设置，当控制装置11根据移动伺服电机14转动的圈数检测到驱动装置已行走到了预设的距离时，控制装置11会控制驱动装置停止转动，此时控制装置11继续控制摆动伺服电机8反向转动，当摆动杆5前端的扫描器7底部触碰到第二位置开关10时，扫描器7即完成了对本装置对正位置的隧道内壁沿其180方向的扫描，扫描速度均匀、位置准确，扫描过程中无需人工手持，更加省力；进而控制装置11按照上述方式控制驱动装置再次行走设定的距离，行走完设定的距离后，控制装置11继续控制摆动伺服电机8进行正转，从而带动扫描器7实现由第一位置开关9一侧向第二位置开关10一侧摆动，并在摆动的过程中完成对隧道围岩的扫描、记录、存储；按照上述方式，控制装置11每控制摆动伺服电机8进行转动达到由第一位置开关9处到达第二位置开关10处或者由第二位置开关10处到达第一位置开关9处完成对应位置的扫描时，控制驱动装置带动整个装置实现一定距离的移动，从而再再新的位置按照上述方式进行摆动扫描，这种摆动扫描与间隔一定距离的扫描方式可以使扫描器7针对整个隧道内的围岩进行多次间隔的扫描，扫描位置较为全面，分析部位更加完善。

所述驱动装置包括一设置在支撑底座1的顶部中央、且贯穿支撑底座1高度方向的开口12，在支撑底座1顶部的开口12一侧设有一与开口12相连通的凹槽13，在凹槽13内设有一移动伺服电机14，在移动伺服电机14的输出轴上固连一主动轴15，所述主动轴15远离移动伺服电机14的一端活动插装在开口12的侧壁上，在主动轴15的外侧壁上固连一主动皮带轮16，在开口12两侧的支撑底座1的底部分别相对平行设置一下支撑板17，在两下支撑板17之间设有一从动轴18，所述从动轴18的两端分别活动插装在其两侧的下支撑板17的转孔内，在从动轴18的外侧壁上固连一通过传动皮带19与主动皮带轮16相配合的从动皮带轮20，在两下支撑板17外侧的从动轴18的外侧壁上分别固连一车轮21；所述移动伺服电机14与控制装置11进行电连接；当控制装置11控制移动伺服电机14转动，带动整个装置向前行进时，主要是通过移动伺服电机14转动带动主动轴15和其上的主动皮带轮16转动，进而通过传动皮带19带动从动皮带轮20和从动轴18转动，在从动轴18转动的过程中会带动其两侧的车轮21转动，从而带动整个装置运动。

在两车轮21的外侧分别套设一外侧壁上间隔设有若干个防滑凸起22的防滑套环23，设置防滑套环23可以在整个装置行进时使车轮21与地面接触时具有更大的摩擦力，从而防止装置在行进时出现打滑等现象，运行时更加稳定。

所述辅助支撑部件包括两分别竖直设置各固定板4外侧的操作台3顶部的弧形支撑架24，在两弧形支撑架24上沿其弧度方向分别对称设有一弧形滑槽25，在各弧形滑槽25内分别配合设有一滑块26，所述各滑块26分别与摆动杆5的对应一侧的外侧壁相固连；在摆动伺服电机8带动摆动杆5和其上的扫描器7进行摆动时，为了减少摆动杆5出现振动或不平稳的情况，将摆动杆5通过滑块26与弧形滑槽25相互配合，可以使摆动杆5摆动时更加平稳，同时两弧形滑槽25可以起到很好的导向作用，另外对减少电机所承受的转矩也具有一定的作用。

所述缓冲支撑导向部件包括一支撑弹簧27，所述支撑弹簧27的顶部与支撑底座1的底部相连，所述支撑弹簧27的底部向外倾斜设置，在支撑弹簧27的底部设有一弧形卡接板28，在弧形卡接板28内球副连接一支撑滚珠29；整个装置通过各支撑弹簧27进行四周支撑可以是的整个装置的底部具有多个支撑点，从而使得整个装置在运行时更加平稳，便于整个装置在施工现场较为不平的底面上行进，同时支撑弹簧27可以使整个装置在受到颠簸时起到缓冲作用。

使用时，将整个装置放置在待扫描检测的隧道地面上，打开控制装置11以及扫描器7的开关，根据具体施工现场的隧道情况来设定控制装置11控制移动伺服电机14转动的圈数，从而达到控制整个装置在移动伺服电机14的作用下移动的距离。本装置在初始位置时摆动杆5前端的扫描器7底部与第一位置开关9处于靠近的状态，此时控制装置11控制摆动伺服电机8正向转动，当摆动杆5前端的扫描器7底部触碰到第一位置开关9时，第一位置开关9会将信号反馈给控制装置11，此时控制装置11接收到反馈信号后会控制驱动装置向前行进一定的距离，行走距离的远近可以由本领域技术人员在使用前根据现场施工需要进行参数设置，当控制装置11根据移动伺服电机14转动的圈数检测到驱动装置已行走到了预设的距离时，控制装置11会控制驱动装置停止转动，此时控制装置11继续控制摆动伺服电机8反向转动，当摆动杆5前端的扫描器7底部触碰到第二位置开关10时，扫描器7即完成了对本装置对正位置的隧道内壁沿其180方向的扫描，扫描速度均匀、位置准确，扫描过程中无需人工手持，更加省力；进而控制装置11按照上述方式控制驱动装置再次行走设定的距离，行走完设定的距离后，控制装置11继续控制摆动伺服电机8进行正转，从而带动扫描器7实现由第一位置开关9一侧向第二位置开关10一侧摆动，并在摆动的过程中完成对隧道围岩的扫描、记录、存储；按照上述方式，控制装置11每控制摆动伺服电机8进行转动达到由第一位置开关9处到达第二位置开关10处或者由第二位置开关10处到达第一位置开关9处完成对应位置的扫描时，控制驱动装置带动整个装置实现一定距离的移动，从而再再新的位置按照上述方式进行摆动扫描，这种摆动扫描与间隔一定距离的扫描方式可以使扫描器7针对整个隧道内的围岩进行多次间隔的扫描，扫描位置较为全面，分析部位更加完善。本装置结构简单，设计合理，操作简单，通过摆动伺服电机8等部件可以使在对围岩进行测量时能够根据测量的需要来自行的调节扫描隧道围岩时的扫描位置、扫描部位更全面；同时在扫描完某一区域的岩体后可以通过驱动装置的运行位置的调整，从而进行自动扫描下一区域；扫描时工作人员只需通过简单的预先设置操作来完成对本装置的控制，本装置扫描工作时步骤简单、操作便捷，省时省力；同时本装置运行时通过各缓冲支撑导向部件进行支撑调节，可以使运行过程更加稳定、平稳，更有效地满足人们的需求。

上述具体实施方式不能作为对本实用新型保护范围的限制，对于本技术领域的技术人员来说，对本实用新型实施方式所做出的任何替代改进或变换均落在本实用新型的保护范围内。

本实用新型未详述之处，均为本技术领域技术人员的公知技术。

Claims (5)

1.一种便于调节的隧道围岩分级判别激光扫描装置，其特征在于：包括一支撑底座，在支撑底座中部设有一驱动装置，在支撑底座的上方设有一通过立柱与支撑底座相连的操作台，在操作台的顶部设有两竖直平行设置的固定板，在两固定板之间设有一摆动杆，所述摆动杆的下端通过摆动轴活动插装在其两侧的固定板内，在摆动杆的外端设有一扫描器；在其中一个固定板外侧的操作台的顶部设有一摆动伺服电机，所述摆动伺服电机的输出轴与伸至固定板外侧的摆动轴的端部相固连；在摆动轴内外两侧的操作台的顶部分别设有一第一位置开关、第二位置开关，在摆动杆的外侧设有一辅助支撑部件；在支撑底座的底部沿其圆周均匀设有若干个缓冲支撑导向部件；在支撑底座的侧壁上设有一控制装置，所述驱动装置、第一位置开关、第二位置开关、扫描器、摆动伺服电机分别与控制装置进行电连接。

2.根据权利要求1所述的一种便于调节的隧道围岩分级判别激光扫描装置，其特征在于：所述驱动装置包括一设置在支撑底座的顶部中央、且贯穿支撑底座高度方向的开口，在支撑底座顶部的开口一侧设有一与开口相连通的凹槽，在凹槽内设有一移动伺服电机，在移动伺服电机的输出轴上固连一主动轴，所述主动轴远离移动伺服电机的一端活动插装在开口的侧壁上，在主动轴的外侧壁上固连一主动皮带轮，在开口两侧的支撑底座的底部分别相对平行设置一下支撑板，在两下支撑板之间设有一从动轴，所述从动轴的两端分别活动插装在其两侧的下支撑板的转孔内，在从动轴的外侧壁上固连一通过传动皮带与主动皮带轮相配合的从动皮带轮，在两下支撑板外侧的从动轴的外侧壁上分别固连一车轮；所述移动伺服电机与控制装置进行电连接。

3.根据权利要求2所述的一种便于调节的隧道围岩分级判别激光扫描装置，其特征在于：在两车轮的外侧分别套设一外侧壁上间隔设有若干个防滑凸起的防滑套环。

4.根据权利要求3所述的一种便于调节的隧道围岩分级判别激光扫描装置，其特征在于：所述辅助支撑部件包括两分别竖直设置各固定板外侧的操作台顶部的弧形支撑架，在两弧形支撑架上沿其弧度方向分别对称设有一弧形滑槽，在各弧形滑槽内分别配合设有一滑块，所述各滑块分别与摆动杆的对应一侧的外侧壁相固连。

5.根据权利要求4所述的一种便于调节的隧道围岩分级判别激光扫描装置，其特征在于：所述缓冲支撑导向部件包括一支撑弹簧，所述支撑弹簧的顶部与支撑底座的底部相连，所述支撑弹簧的底部向外倾斜设置，在支撑弹簧的底部设有一弧形卡接板，在弧形卡接板内球副连接一支撑滚珠。