CN210195732U - 一种隧道光面爆破炮眼参数手持检测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种隧道光面爆破炮眼参数手持检测装置，包括测头、前端模块、过线杆和后端模块，前端模块包括前端模块安装盒以及设置在前端模块安装盒内的坐标模块和激光测距模块，过线杆前端固定在前端模块安装盒后侧壁，测头后端固定在前端模块安装盒前侧壁，测头内安装有炮眼参数感应模块，测头与过线杆同轴；后端模块通过贯穿过线杆内的传输线与所述前端模块相连，后端模块包括后端模块安装盒以及安装在后端模块安装盒中的处理器、显示器、角度模块、无线接收器和电池模块，过线杆后端固定在后端模块安装盒前侧壁。本手持检测装置具有操作性强，便捷性高，能够快速准确的对光面爆破中炮眼的各项参数进行标定。

Description

一种隧道光面爆破炮眼参数手持检测装置

技术领域

本实用新型属于爆破施工领域，涉及一种隧道光面爆破炮眼参数检测方法，特别是一种隧道光面爆破炮眼参数手持检测装置。

背景技术

随着我国西部大开发的推进，近年来出现了大量的隧道工程结构物，钻爆法因其适用范围广、掘进速度快和施工成本低已为隧道结构中常见的施工方式之一。其中，正确选择爆破参数和采取合理施工方法的光面爆破法能够使隧道结构在爆破后轮廓线尽可能满足设计要求，并使临空面平整规则，因此光面爆破炮眼参数（炮眼位置、炮眼深度、炮眼角度和装药量）对光面爆破的效果起决定性作用。此外，光面爆破的炮眼参数会对隧道结构稳定性、工程量和施工进度产生不同程度的影响，如果炮眼深度、角度等布置不合理极易增加隧道掘进的排岩量、工人的工作量和充填及支护材料的使用量，从而降低隧道掘进速度，增加掘进和支护成本。而且，因炮眼参数不合理导致的超挖部分需要进行回填，再一次增加了工程量并额外消耗大量的混凝土材料。故实际施工中，检测光面爆破炮眼的实际参数是否符合设计要求的重要性逐渐受到相关研究学者、设计人员及施工人员的重视。

目前，隧道光面爆破施工现场对炮眼参数的确定方式主要为：通过全站仪或其他方位测定仪器确定炮眼位置，而炮眼深度和空间角度主要依靠施工人员经验一次成型。由于隧道结构所处地质环境复杂多变，施工人员钻眼过程中技术能力参差不齐，故实际炮眼参数难以符合设计图纸，也使得光面爆破的实际效果难以满足设计要求。构建一种隧道光面爆破炮眼参数检测装置，使施工人员能够清晰、有效、直观的对光面爆破炮眼参数进行实时检测以保证施工质量和施工进度，使设计人员可以根据爆破效果及时调整光面爆破参数以减小对隧道结构和围岩的扰动性，能够显著提高隧道光面爆破控制的数字化、可视化和智能化水平。

发明内容

本实用新型的目的是要解决现有技术中存在的不足，提供一种隧道光面爆破炮眼参数手持检测装置及方法，对隧道光面爆破施工方法中的炮眼参数（炮眼位置、炮眼深度和炮眼空间角度）等进行实时检测，以保证隧道光面爆破效果满足设计要求。

为达到上述目的，本实用新型是按照以下技术方案实施的：

一种隧道光面爆破炮眼参数手持检测装置，包括测头、前端模块、过线杆和后端模块，所述前端模块包括前端模块安装盒以及设置在前端模块安装盒内的坐标模块和激光测距模块，过线杆前端固定在前端模块安装盒后侧壁，测头后端固定在前端模块安装盒前侧壁，测头内安装有炮眼参数感应模块，测头与过线杆同轴；所述后端模块通过贯穿过线杆内的传输线与所述前端模块相连，所述后端模块包括后端模块安装盒以及安装在后端模块安装盒中的处理器、显示器、角度模块、无线接收器和电池模块，过线杆后端固定在后端模块安装盒前侧壁；

所述测头与所述前端模块相连，用于获取光面爆破炮眼的各项实际参数，包括炮眼深度、炮眼角度和装药量，并将获取的炮眼实际参数传输至所述前端模块；

所述前端模块，用于接收所述测头传输的炮眼实际参数；其中所述坐标模块用于对获取的炮眼实际参数进行辨识，记录炮眼的空间坐标位置并将数据传输至所述后端模块；所述测距模块用于对获取的炮眼实际参数进行辨识，记录炮眼内部的实际深度并将数据传输至所述后端模块；

所述后端模块，用于接收和处理所述前端模块提供的炮眼坐标和深度数据并进一步处理所述测头传输的炮眼实际参数；其中，所述无线接收器用于接受测头和前端模块提供的炮眼实际参数并将数据传输至所述角度模块、所述处理器和所述显示器；所述角度模块用于根据分析和记录炮眼实际角度并将数据传输至所述处理器和所述显示器；所述处理器用于记录光面爆破炮眼实际参数并上传至电脑终端；所述显示器用于接收所述无线接收器和所述角度模块提供的炮眼实际参数并实时显示供施工人员进行观测记录；所述电池模块用于为后端模块、前端模块和测头供电。

进一步，所述过线杆包括钢制外管和套置在钢制外管内的可伸缩钢制内管，钢制外管前端外壁两侧垂直固定有限位柄。

进一步，所述后端模块后端设有手柄，所述手柄固定在后端模块安装盒后侧壁上。

进一步，所述电池模块为锂电池，所述后端模块安装盒上设有电池充电插口。

进一步，所述后端模块安装盒上设有与处理器相连的用于传输炮眼数据的USB接口。

另外，基于上述的一种隧道光面爆破炮眼参数手持检测装置，本实用新型还提供一种隧道光面爆破炮眼参数手持检测方法，具体步骤如下：

S1、将测头伸入光面爆破炮眼内；

S2、基于S1，根据炮眼实际尺寸调整过线杆的长短，将限位柄限制在炮眼外；

S3、基于S2，测头获取光面爆破炮眼的各项实际参数，包括炮眼深度、炮眼角度和装药量，并将获取的炮眼实际参数传输至前端模块；

S4、基于S3，前端模块接收到测头传输的炮眼实际参数，内部集成的坐标模块对获取的炮眼实际参数进行辨识，记录炮眼的空间坐标位置并将数据传输至后端模块；测距模块用于对获取的炮眼实际参数进行辨识，记录炮眼内部的实际深度并将数据传输至后端模块；

S5、基于S4，后端模块集成的无线接收器接受到测头和前端模块传输的炮眼实际参数并将数据传输至角度模块、处理器和显示器；

S6、基于S5，角度模块根据接受到的炮眼实际参数，分析和记录炮眼实际角度并将数据传输至处理器和显示器；

S7、基于S6，处理器记录光面爆破炮眼实际参数并上传至电脑终端；显示器接收无线接收器和角度模块提供的炮眼实际参数并实时显示，供施工人员进行观测记录。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果为：

1）本实用新型的通过激光测距模块、坐标模块和角度模块可以获取精确的光面爆破炮眼的实际参数，能够为隧道结构的光面爆破施工和设计提供依据，实现隧道爆破现场的电子化、信息化施工；

2）通过过线杆能够使手持检测装置根据光面爆破炮眼实际尺寸进行调整，以满足不同参数的炮眼检测需要；

3）本手持检测装置具有操作性强，便捷性高，能够快速准确的对光面爆破中炮眼的各项参数进行标定，此外，通过处理器对炮眼参数进行记录储存和上传能够保证光面爆破施工效果。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

图2是本实用新型的过线杆的结构示意图.

图3是本实用新型的前端模块的结构示意图。

图4是本实用新型的前端模块的俯视图。

图5是本实用新型的后端模块的结构示意图。

图6是本实用新型的后端模块的俯视图。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本实用新型进行进一步的详细说明。此处所描述的具体实施例仅用于解释本实用新型，并不用于限定实用新型。

如图1-图6所示，本实施例的一种隧道光面爆破炮眼参数手持检测装置，包括测头1、前端模块2、过线杆3、后端模块4和手柄5，所述前端模块2包括前端模块安装盒201以及设置在前端模块安装盒201内的ATK1218-BD GPS坐标模块202和SW-LDS50A激光测距模块203，其中，坐标模块采用ATK1218-BD激光测距模块采用深达威SW-LDS50A测距仪模块，过线杆3前端固定在前端模块安装盒201后侧壁，测头1后端固定在前端模块安装盒201前侧壁，测头1内安装有炮眼参数感应模块，炮眼参数感应模块可以采用三坐标TP20低测力探头，测头1与过线杆3同轴；所述后端模块4通过贯穿过线杆3内的传输线与所述前端模块2相连，所述后端模块4包括后端模块安装盒406以及安装在后端模块安装盒中的处理器（可以采用单片机或plc，此处不再赘述其型号）401、显示器402、角度模块403、无线接收器404和电池模块405，过线杆3后端固定在后端模块安装盒406前侧壁；其中角度模块可以采用GY-25倾斜角度传感器模块，所述手柄5与所述后端模块4相连，可作为手持部位；其中：

所述测头1与所述前端模块2相连，用于获取光面爆破炮眼的各项实际参数，包括炮眼深度和炮眼角度，并将获取的炮眼实际参数传输至所述前端模块2。

所述前端模块2，用于接收所述测头1传输的炮眼实际参数，外壳为前端模块安装盒201，内部集成有坐标模块202和测距模块203；所述坐标模块202用于对获取的炮眼实际参数进行辨识，记录炮眼的空间坐标位置并将数据传输至所述后端模块4；进一步的，所述测距模块203用于对获取的炮眼实际参数进行辨识，记录炮眼内部的实际深度并将数据传输至所述后端模块4。

所述过线杆3包括钢制外管302和套置在钢制外管302内的可伸缩钢制内管303，钢制外管302前端外壁两侧垂直固定有限位柄301；限位柄301用于将检测装置在不同大小的炮眼处进行限位和定位，所述钢制外管302和可伸缩钢制内管303能够使检测装置根据炮眼实际长度进行调整；进一步的，所述前端模块2和后端模块4通过所述过线杆部位相连。

所述后端模块4，包括处理器401、显示器402、角度模块403、无线接收器404、电池模块405和后端模块安装盒406，用于接受和处理所述前端模块2提供的炮眼坐标和深度数据并进一步处理所述测头1传输的炮眼实际参数；所述处理器401集成有所述显示器402、角度模块403、无线接收器404和处理器401，所述无线接收器404用于接受测头1和前端模块2提供的炮眼实际参数并将数据传输至所述角度模块403、所述处理器401和所述显示器402，所述角度模块403，用于根据分析和记录炮眼实际角度并将数据传输至所述处理器401和所述显示器402，所述处理器401用于记录光面爆破炮眼实际参数（炮眼位置、炮眼深度和炮眼空间角度）并上传至电脑终端；所述显示器402用于接收所述无线接收器404和所述角度模块403提供的炮眼实际参数并实时显示，可供施工人员进行观测记录；所述电池模块406采用锂电池，用于为检测装置提供电力。

所述手柄5，用于为所述检测装置提供手持功能，使所述检测装置具备可手持性。

进一步的，所述无线接收器集成有USB接口407，可在所述无线接收器出现故障时或无法使用时用于传输炮眼数据。

进一步的，所述电池模块集成有电池充电插口408，可进行充电。

基于上述一种隧道光面爆破炮眼参数手持检测装置，本实用新型还提供一种隧道光面爆破炮眼参数手持检测方法，包括如下步骤：

S1、将测头1伸入光面爆破炮眼内；

S2、基于S1，根据炮眼实际尺寸调整过线杆3的长短，将限位柄301限制在炮眼外；

S3、基于S2，测头1获取光面爆破炮眼的各项实际参数，包括炮眼深度、炮眼角度和装药量，并将获取的炮眼实际参数传输至前端模块2；

S4、基于S3，前端模块2接收到测头1传输的炮眼实际参数，内部集成的坐标模块202对获取的炮眼实际参数进行辨识，记录炮眼的空间坐标位置并将数据传输至后端模块4；测距模块203用于对获取的炮眼实际参数进行辨识，记录炮眼内部的实际深度并将数据传输至后端模块4；

S5、基于S4，后端模块4集成的无线接收器404接受到测头1和前端模块2传输的炮眼实际参数并将数据传输至角度模块403、处理器401和显示器402；

S6、基于S5，角度模块403根据接受到的炮眼实际参数，分析和记录炮眼实际角度并将数据传输至处理器401和显示器402；

S7、基于S6，处理器401记录光面爆破炮眼实际参数（炮眼位置、炮眼深度和炮眼空间角度）并上传至电脑终端；显示器402接收无线接收器404和角度模块403提供的炮眼实际参数并实时显示，可供施工人员进行观测记录。

本系统中涉及到的相关模块均为硬件系统模块或者为现有技术中计算机软件程序或协议与硬件相结合的功能模块，该功能模块所涉及到的计算机软件程序或协议的本身均为本领域技术人员公知的技术，其不是本系统的改进之处；本系统的改进为各模块之间的相互作用关系或连接关系，即为对系统的整体的构造进行改进，以解决本系统所要解决的相应技术问题。

本实用新型的技术方案不限于上述具体实施例的限制，凡是根据本实用新型的技术方案做出的技术变形，均落入本实用新型的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种隧道光面爆破炮眼参数手持检测装置，其特征在于，包括测头、前端模块、过线杆和后端模块，所述前端模块包括前端模块安装盒以及设置在前端模块安装盒内的坐标模块和激光测距模块，过线杆前端固定在前端模块安装盒后侧壁，测头后端固定在前端模块安装盒前侧壁，测头内安装有炮眼参数感应模块，测头与过线杆同轴；所述后端模块通过贯穿过线杆内的传输线与所述前端模块相连，所述后端模块包括后端模块安装盒以及安装在后端模块安装盒中的处理器、显示器、角度模块、无线接收器和电池模块，过线杆后端固定在后端模块安装盒前侧壁；

所述测头与所述前端模块相连，用于获取光面爆破炮眼的各项实际参数，包括炮眼深度、炮眼角度和装药量，并将获取的炮眼实际参数传输至所述前端模块；

所述前端模块，用于接收所述测头传输的炮眼实际参数；其中所述坐标模块用于对获取的炮眼实际参数进行辨识，记录炮眼的空间坐标位置并将数据传输至所述后端模块；所述测距模块用于对获取的炮眼实际参数进行辨识，记录炮眼内部的实际深度并将数据传输至所述后端模块；

所述后端模块，用于接收和处理所述前端模块提供的炮眼坐标和深度数据并进一步处理所述测头传输的炮眼实际参数；其中，所述无线接收器用于接受测头和前端模块提供的炮眼实际参数并将数据传输至所述角度模块、所述处理器和所述显示器；所述角度模块用于根据分析和记录炮眼实际角度并将数据传输至所述处理器和所述显示器；所述处理器用于记录光面爆破炮眼实际参数并上传至电脑终端；所述显示器用于接收所述无线接收器和所述角度模块提供的炮眼实际参数并实时显示供施工人员进行观测记录；所述电池模块用于为后端模块、前端模块和测头供电。

2.根据权利要求1所述的隧道光面爆破炮眼参数手持检测装置，其特征在于：所述过线杆包括钢制外管和套置在钢制外管内的可伸缩钢制内管，钢制外管前端外壁两侧垂直固定有限位柄。

3.根据权利要求1所述的隧道光面爆破炮眼参数手持检测装置，其特征在于：所述后端模块后端设有手柄，所述手柄固定在后端模块安装盒后侧壁上。

4.根据权利要求1所述的隧道光面爆破炮眼参数手持检测装置，其特征在于：所述电池模块为锂电池，所述后端模块安装盒上设有电池充电插口。

5.根据权利要求1所述的隧道光面爆破炮眼参数手持检测装置，其特征在于：所述后端模块安装盒上设有与处理器相连的用于传输炮眼数据的USB接口。

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