CN210051336U - 一种顶管机激光导向用电子激光靶 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及顶管机导向技术领域，尤其涉及一种顶管机激光导向用电子激光靶，包括：前端盖组件、机壳组件、相机组件和后端盖组件；相机组件固定在机壳组件内部，且相机组件朝向前端盖组件设置；前端盖组件固定在机壳组件的前端，前端盖组件上设置有遮光玻璃，遮光玻璃用于阻挡光线进入机壳组件内部，并且将激光的入射光斑成像；后端盖组件固定在机壳组件的后方，并且与机壳组件和前端盖组件配合，在机壳组件内部形成暗室，以提高相机组件拍摄图像的清晰度。本实用新型通过遮光玻璃的设置，使得激光不能穿过遮光玻璃，仅仅在遮光玻璃上成像，光斑更加清晰；而且通过前后端盖组件以及机壳组件形成一个暗室结构，使得成像更加清晰精准。

Description

一种顶管机激光导向用电子激光靶

技术领域

本实用新型涉及顶管机导向技术领域，尤其涉及一种顶管机激光导向用电子激光靶。

背景技术

顶管施工是一种不开挖或者少开挖的管道埋设施工技术，在工作坑内借助于顶进设备产生的顶力，克服管道与周围土壤的摩擦力，将管道按设计的坡度顶入土中，并将土方运走。一节管子完成顶入土层之后，再下第二节管子继续顶进，其原理是借助于主顶油缸及管道间、中继间等推力，把工具管或掘进机从工作坑内穿过土层一直推进到接收坑内吊起。随着顶管施工技术的日益成熟，其口径越来越大、设计距离也越来越长，然而在顶管机施工作业中扮演眼睛角色的激光导向系统却无法满足越来越复杂的施工需求。

目前性能最先进的自动导向系统为激光靶法。然而目前本领域技术人员通过如下几种结构的激光靶来测量盾构的偏航角，对于激光靶，常采用单相机结构，此种结构的激光通过前屏上的固定小孔在后屏成像，单工业相机对准后屏照相，但是其缺点是光斑不规则，测量误差稍大，光斑较暗时，测程短，激光偏离小孔时，无法测量。

鉴于上述问题的存在，本设计人基于从事此类产品工程应用多年丰富的实务经验及专业知识，并配合学理的运用，积极加以研究创新，以期创设一种顶管机激光导向用电子激光靶，使其更具有实用性。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是：提供一种顶管机激光导向用电子激光靶，提高激光靶成像的清晰度。

为了达到上述目的，本实用新型所采用的技术方案是：一种顶管机激光导向用电子激光靶，包括：前端盖组件、机壳组件、相机组件和后端盖组件；

所述相机组件固定在所述机壳组件内部，且相机组件朝向所述前端盖组件设置；

所述前端盖组件固定在所述机壳组件的前端，所述前端盖组件上设置有遮光玻璃，所述遮光玻璃用于阻挡光线进入所述机壳组件内部，并且将激光的入射光斑成像；

所述后端盖组件固定在所述机壳组件的后方，并且与所述机壳组件和所述前端盖组件配合，在所述机壳组件内部形成暗室，以提高所述相机组件拍摄图像的清晰度。

优选的，所述机壳组件包括壳体，所述壳体为四个侧板依次两两垂直连接形成的两端开口的筒式结构，所述壳体前后两端均设置有安装部，所述安装部设置在靠近所述壳体两端的内部，由四个与所述壳体的侧壁垂直的安装板构成，所述安装板互相连接，且所述安装板上设置有安装孔。

优选的，所述前端盖组件还包括：玻璃固定框、密封垫圈、安装框架和安装框架密封垫；

所述玻璃固定框设置有两层，将所述遮光玻璃固定在两层中间，所述安装框架用于固定所述玻璃固定框，所述密封垫圈设置在所述玻璃固定框与所述安装框架之间，所述安装框架嵌套在所述安装部上，所述安装框架密封垫固定在所述安装部与所述安装框架之间，用于防止光线进入所述壳体内。

优选的，所述相机组件包括：工业相机、固定架和固定板；

所述工业相机固定在所述固定架内，所述固定架与所述固定板垂直设置，所述固定板固定在所述壳体的底部。

优选的，所述工业相机进一步包括：镜头和相机主体，所述相机主体上还设置有影像传输接口和控制接口；所述镜头朝向所述遮光玻璃设置，以拍摄所述遮光玻璃上的图像；所述影像传输接口与计算机连接，用于将拍摄的图像传输至计算机进行处理；所述控制接口与计算机连接，用于控制所述工业相机。

优选的，所述固定板上还设置有电子罗盘，所述电子罗盘为三维电子罗盘，用于测试所述壳体的俯仰角以及侧倾角。

优选的，所述后端盖组件包括：后端盖和后端盖密封圈，所述后端盖密封圈固定在所述后端盖与所述壳体后端的安装部之间。

优选的，所述后端盖上设置有穿线孔，所述穿线孔上固定有穿线堵头，所述穿线堵头上设置有弹性件，所述弹性件使线缆穿过且不会产生缝隙，以保持所述壳体内的暗室环境。

优选的，所述壳体底部设置有相机安装槽，所述固定板固定在所述安装槽内，所述安装槽的尺寸精度满足使所述固定板嵌入的尺寸精度要求。

优选的，所述壳体底端固定有橡胶防震垫，紧固件穿过所述橡胶防震垫将所述壳体固定。

本实用新型的有益效果为：本实用新型通过遮光玻璃的设置，使得激光不能穿过遮光玻璃，仅仅在遮光玻璃上成像，光斑更加清晰；而且通过前后端盖组件以及机壳组件形成一个暗室结构，使得处于暗室内的相机组件拍出的影像更加清晰，最终经计算机分析得出的结果更加精确。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例中顶管机激光导向用电子激光靶的结构爆炸示意图；

图2为本实用新型实施例中机壳组件的结构示意图；

图3为本实用新型实施例中前端盖组件的爆炸结构示意图；

图4为本实用新型实施例中相机组件的爆炸结构示意图；

图5为本实用新型实施例中电子罗盘的结构示意图；

图6为本实用新型实施例中后端盖组件的爆炸结构示意图；

图7为本实用新型实施例中电子激光靶的另一角度立体图。

附图标记： 10-前端盖组件、11-遮光玻璃、12-玻璃固定框、13-密封垫圈、14-安装框架、15-安装框架密封垫、20-机壳组件、21-壳体、22-橡胶防震垫、30-相机组件、31-工业相机、32-固定架、33-固定板、34-电子罗盘、40-后端盖组件、41-端盖、42-端盖密封圈、211-安装部、212-安装槽、311-镜头、312-相机主体、313-影像传输接口、314-控制接口、411-穿线孔。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。

如图1所示的顶管机激光导向用电子激光靶，包括：前端盖组件10、机壳组件20、相机组件30和后端盖组件40；

相机组件30固定在机壳组件20内部，且相机组件30朝向前端盖组件10设置；

前端盖组件10固定在机壳组件20的前端，前端盖组件10上设置有遮光玻璃11，遮光玻璃11用于阻挡光线进入机壳组件20内部，并且将激光的入射光斑成像；

后端盖组件40固定在机壳组件20的后方，并且与机壳组件20和前端盖组件10配合，在机壳组件20内部形成暗室，以提高相机组件30拍摄图像的清晰度。

在本实施例中，通过遮光玻璃11的设置，使得激光不能穿过遮光玻璃11，仅仅在遮光玻璃11上成像，光斑更加清晰；而且通过前后端盖组件以及机壳组件20形成一个暗室结构，使得处于暗室内的相机组件拍出的影像更加清晰，最终经计算机分析得出的结果更加精确。

进一步的，如图2所示，机壳组件20包括壳体21，壳体21为四个侧板依次两两垂直连接形成的两端开口的筒式结构，壳体21前后两端均设置有安装部211，安装部211设置在靠近壳体21两端的内部，由四个与壳体21的侧壁垂直的安装板构成，安装板互相连接，且安装板上设置有安装孔。四个安装板的垂直社设置，既提高了壳体21的强度，又为前后端盖组件的安装提供了安装平台，而且四个安装板组件的设置提高了壳体的防漏光性能。

进一步的，请参照图3，前端盖组件10还包括：玻璃固定框12、密封垫圈13、安装框架14和安装框架密封垫15；

玻璃固定框12设置有两层，将遮光玻璃11固定在两层中间，安装框架14用于固定玻璃固定框12，密封垫圈13设置在玻璃固定框12与安装框架14之间，安装框架14嵌套在安装部211上，安装框架密封垫15固定在安装部211与安装框架14之间，用于防止光线进入壳体21内。双层密封垫的设置，大大提高了前端盖处的防漏光性能，同时也提高了前端盖的防水性能，不会使水进入，以影响相机的清晰度和工作性能。

请参照图4，相机组件30包括：工业相机31、固定架32和固定板33；

工业相机31固定在固定架32内，固定架32与固定板33垂直设置，固定板33固定在壳体21的底部。固定架32包括一横板和两竖板，两竖板固定在固定板33上，两竖板及一横板上设置有用于固定工业相机31的孔位，工业相机31的性能稳定可靠易于安装，相机结构紧凑结实不易损坏，连续工作时间长，可在较差的环境下使用，它具有高的图像稳定性、高传输能力和高抗干扰能力。

进一步的，请继续参照图4，工业相机31进一步包括：镜头311和相机主体312，相机主体312上还设置有影像传输接口313和控制接口314；镜头311朝向遮光玻璃11设置，以拍摄遮光玻璃11上的图像；影像传输接口313与计算机连接，用于将拍摄的图像传输至计算机进行处理；控制接口314与计算机连接，用于控制工业相机31。计算机自动将捕获的光斑进行分析，得出光斑的圆心点所在，然后根据圆心点的位置与遮光玻璃11上的坐标进行比较，得光斑的水平竖直偏移量，然后在继续对顶管机的工作状态进行调整。

为了测试顶管机在掘进时的俯仰角及侧倾角，如图4和图5所示，固定板33上还设置有电子罗盘34，电子罗盘34为三维电子罗盘，用于测试壳体21的俯仰角以及侧倾角。电子罗盘的壳体呈规则形状，便于固定在固定板33上。

请参照图6，后端盖组件40包括：后端盖41和后端盖密封圈42，后端盖密封圈42固定在后端盖41与壳体21后端的安装部211之间。由于后端盖不需要成像，仅仅将后端盖41固定在安装部211上即可。

进一步的，为了将工业相机31及电子罗盘34的线缆引出，请继续参照图6，后端盖41上设置有穿线孔411，穿线孔411上固定有穿线堵头（图中未示出），穿线堵头上设置有弹性件，弹性件使线缆穿过且不会产生缝隙，以保持壳体21内的暗室环境。在弹性件的挤压下，减少了光线的进入，提高了工业相机31拍摄照片时的清晰度。

为了提高工业相机的稳固性，如图7所示，壳体21底部设置有相机安装槽212，固定板33固定在安装槽212内，安装槽212的尺寸精度满足使固定板33嵌入的尺寸精度要求。将固定板33先镶嵌入相机安装槽212内，再使用紧固件固定，防止了工业相机31的水平方向上的移动。这里的相机安装槽212是指凸出于壳体21的底板的槽体，用于使固定板33固定。

作为上述实施例的优选，壳体21底端固定有橡胶防震垫22，紧固件穿过橡胶防震垫22将壳体21固定。橡胶防震垫22为圆柱状弹性元件，其中间有孔，在使用紧固件固定壳体21时，将橡胶防震垫22进行压缩，及时安装部受到碰撞，橡胶防震垫22也能将震荡进行缓冲，提高了激光靶的抗冲击、抗震性能。激光靶固定在顶管机的顿首处，激光发射装置固定在安装坑内，通过激光发射装置照射在激光靶上的中心上，通过实时拍摄激光靶上的光斑与遮光玻璃中心的照片，使用计算机分析得出顶管机掘进时的水平竖直方向的偏移量，以及时对顶管机进行调整，保证顶管机开挖的精准性。

本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (10)

1.一种顶管机激光导向用电子激光靶，其特征在于，包括：前端盖组件（10）、机壳组件（20）、相机组件（30）和后端盖组件（40）；

所述相机组件（30）固定在所述机壳组件（20）内部，且相机组件（30）朝向所述前端盖组件（10）设置；

所述前端盖组件（10）固定在所述机壳组件（20）的前端，所述前端盖组件（10）上设置有遮光玻璃（11），所述遮光玻璃（11）用于阻挡光线进入所述机壳组件（20）内部，并且将激光的入射光斑成像；

所述后端盖组件（40）固定在所述机壳组件（20）的后方，并且与所述机壳组件（20）和所述前端盖组件（10）配合，在所述机壳组件（20）内部形成暗室，以提高所述相机组件（30）拍摄图像的清晰度。

2.根据权利要求1所述的顶管机激光导向用电子激光靶，其特征在于，所述机壳组件（20）包括壳体（21），所述壳体（21）为四个侧板依次两两垂直连接形成的两端开口的筒式结构， 所述壳体（21）前后两端均设置有安装部（211），所述安装部（211）设置在靠近所述壳体（21）两端的内部，由四个与所述壳体（21）的侧壁垂直的安装板构成，所述安装板互相连接，且所述安装板上设置有安装孔。

3.根据权利要求2所述的顶管机激光导向用电子激光靶，其特征在于，所述前端盖组件（10）还包括：玻璃固定框（12）、密封垫圈（13）、安装框架（14）和安装框架密封垫（15）；

所述玻璃固定框（12）设置有两层，将所述遮光玻璃（11）固定在两层中间，所述安装框架（14）用于固定所述玻璃固定框（12），所述密封垫圈（13）设置在所述玻璃固定框（12）与所述安装框架（14）之间，所述安装框架（14）嵌套在所述安装部（211）上，所述安装框架密封垫（15）固定在所述安装部（211）与所述安装框架（14）之间，用于防止光线进入所述壳体（21）内。

4.根据权利要求2所述的顶管机激光导向用电子激光靶，其特征在于，所述相机组件（30）包括：工业相机（31）、固定架（32）和固定板（33）；

所述工业相机（31）固定在所述固定架（32）内，所述固定架（32）与所述固定板（33）垂直设置，所述固定板（33）固定在所述壳体（21）的底部。

5.根据权利要求4所述的顶管机激光导向用电子激光靶，其特征在于，所述工业相机（31）进一步包括：镜头（311）和相机主体（312），所述相机主体（312）上还设置有影像传输接口（313）和控制接口（314）；所述镜头（311）朝向所述遮光玻璃（11）设置，以拍摄所述遮光玻璃（11）上的图像；所述影像传输接口（313）与计算机连接，用于将拍摄的图像传输至计算机进行处理；所述控制接口（314）与计算机连接，用于控制所述工业相机（31）。

6.根据权利要求4所述的顶管机激光导向用电子激光靶，其特征在于，所述固定板（33）上还设置有电子罗盘（34），所述电子罗盘（34）为三维电子罗盘，用于测试所述壳体（21）的俯仰角以及侧倾角。

7.根据权利要求2所述的顶管机激光导向用电子激光靶，其特征在于，所述后端盖组件（40）包括：后端盖（41）和后端盖密封圈（42），所述后端盖密封圈（42）固定在所述后端盖（41）与所述壳体（21）后端的安装部（211）之间。

8.根据权利要求7所述的顶管机激光导向用电子激光靶，其特征在于，所述后端盖（41）上设置有穿线孔（411），所述穿线孔（411）上固定有穿线堵头，所述穿线堵头上设置有弹性件，所述弹性件使线缆穿过且不会产生缝隙，以保持所述壳体（21）内的暗室环境。

9.根据权利要求4所述的顶管机激光导向用电子激光靶，其特征在于，所述壳体（21）底部设置有相机安装槽（212），所述固定板（33）固定在所述安装槽（212）内，所述安装槽（212）的尺寸精度满足使所述固定板（33）嵌入的尺寸精度要求。

10.根据权利要求2所述的顶管机激光导向用电子激光靶，其特征在于，所述壳体（21）底端固定有橡胶防震垫（22），紧固件穿过所述橡胶防震垫（22）将所述壳体（21）固定。

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