CN210893122U - 地下结构空间定位测量装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种地下结构空间定位测量装置，包括：支撑架、伸缩杆、第一棱镜、第二棱镜、测距仪探头和处理模块；伸缩杆竖直设置于支撑架上，支撑架调平使伸缩杆处于竖直状态；伸缩杆上部与支撑架之间转动配合、下部可伸缩，第一棱镜竖直设置在伸缩杆顶部且第一棱镜的轴线和伸缩杆的轴线重合，第二棱镜水平设置于伸缩杆上端且垂直于第一棱镜；测距仪探头设置于伸缩杆下端可随伸缩杆转动，测距仪探头位于伸缩杆的轴线上；测距仪探头与处理模块连接，处理模块通过所述第一棱镜、所述第二棱镜和测距仪探头获取地下结构的坐标。利用本测量装置可以快速准确的确定地下结构空间的位置及尺寸，而且成本低，应用前景广阔。

Description

地下结构空间定位测量装置

技术领域

本实用新型涉及地下空间测量技术领域，尤其涉及一种地下结构空间定位测量装置。

背景技术

城市发展日新月异，各种房建、地铁、管道升级改造等工程需要对地面及地下空间进行充分利用，而化粪池、管道井等地下结构的准确位置及尺寸往往会影响到工程设计方案。因此，为了设计出合适的工程设计方案，需要准确的测量地下空间尺寸及位置。

相关技术中，通常采用管线探测仪或地质雷达来测量地下空间尺寸及位置，针对化粪池、管道井这类井口小、地下空间大、井下作业困难的结构，在需要测量地下空间尺寸及位置时，通常需要施工人员在井口处直接进行开挖，直至将化粪池或者管道井的外壁全部暴露出来才能确定出地下结构的准确位置及大小。

管线探测仪仅适用于探测金属结构，而化粪池、管道井通常为玻璃钢、混凝土等非金属材质，因此管线探测仪的适用性差；地质雷达价格昂贵测量成本高，而且还要求较大的作业面，现场条件往往难以满足，实用性差且精度低；采用人工开挖的方式不仅需要耗费大量的人力、物力和财力，而且测量效率低下。

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高精度、高效率、低成本且适用范围广的地下结构空间定位测量装置。

为解决上述问题，本实用新型所采取的技术方案是：

一种地下结构空间定位测量装置，其包括：支撑架、伸缩杆、第一棱镜、第二棱镜、测距仪探头和处理模块；

所述伸缩杆竖直设置于所述支撑架上，所述支撑架调平使所述伸缩杆处于垂直状态；所述伸缩杆上部与所述支撑架之间转动配合、下部可伸缩，所述第一棱镜竖直设置在所述伸缩杆顶部且所述第一棱镜的轴线和所述伸缩杆的轴线重合，所述第二棱镜水平设置于所述伸缩杆上端且垂直于所述第一棱镜，所述全站仪用于获取第一棱镜和第二棱镜的坐标；

所述测距仪探头设置于所述伸缩杆下端可随所述伸缩杆转动，所述测距仪探头位于所述伸缩杆的轴线上；所述测距仪探头与所述处理模块连接，所述处理模块通过所述第一棱镜、所述第二棱镜和所述测距仪探头获取地下结构的坐标。

作为本实用新型的进一步改进，其还包括：全站仪，所述全站仪设置于所述伸缩杆的一侧，所述全站仪用于供工作人员使用，以通过测量手段测量所述第一棱镜的第一绝对坐标和所述第二棱镜的第二绝对坐标。

作为本实用新型的进一步改进，所述支撑架包括支撑座、若干个围绕所述支撑座设置的伸缩支架和旋转接头，所述支撑座的中心设置有通孔，所述旋转接头设置于所述通孔处。

作为本实用新型的进一步改进，其还包括：设置于所述第一棱镜顶端的对中结构，所述对中结构用于检测所述第一棱镜和所述伸缩杆是否处于竖直状态。

作为本实用新型的进一步改进，所述对中结构包括圆水准气泡。

作为本实用新型的进一步改进，所述第一棱镜的底部外表面设置有第一对齐标志，所述伸缩杆的顶部外表面上设置有第二对齐标志。

作为本实用新型的进一步改进，其还包括：制动螺栓，所述制动螺栓设置于所述伸缩杆的上部，所述制动螺栓用于将所述第一棱镜和固定在所述伸缩杆上。

作为本实用新型的进一步改进，其还包括：照明结构和摄像头，所述照明结构和所述摄像头均设置于所述伸缩杆的下部；

所述照明结构和所述摄像头均与所述处理模块连接，所述处理模块用于控制所述照明结构开启或关闭，所述处理模块还用于控制所述摄像头开启或关闭，以及控制所述摄像头拍摄图像。

作为本实用新型的进一步改进，其还包括：设置于所述伸缩杆上的控制模块，所述控制模块与所述处理模块连接；

所述控制模块包括通信单元和控制单元，所述通信单元与所述控制单元连接，所述控制单元分别与所述照明结构和所述摄像头连接；

所述通信单元用于与所述处理模块进行通信，接收所述处理模块发送的指令，并将所述指令发送至控制单元；

所述控制单元用于在收到所述指令时，控制所述照明结构开启或关闭；和/或控制所述摄像头开启或关闭；和/或控制所述摄像头拍摄图像。

作为本实用新型的进一步改进，所述通信单元为wifi（Wireless Fidelity，无线局域网）模块或蓝牙模块。

采用上述技术方案所产生的有益效果在于：

本实用新型所提供的一种地下结构空间定位测量装置，通过伸缩杆的旋转实现了测距仪探头的同步旋转；通过处理模块根据第一棱镜的第一坐标、第二棱镜的第二坐标、测距仪探头的偏转角度以及与该偏转角度对应的距离得到地下结构的坐标，还可以根据若干个地下结构的坐标生成地下结构空间的CAD图。在测量地下结构空间时，不仅省时省力精确度高，而且适用金属结构和非金属结构，提高了适用范围，应用前景广；仅需要支撑架、伸缩杆、测距仪探头和处理模块即可完成对地下空间尺寸及形状的快速测量。

且，该地下结构空间定位测量装置，不仅能够根据若干个地下结构的坐标生成地下结构空间的CAD图，而且在显示该CAD图后工作人员还能够编辑该CAD图；另外，还能实现照明、摄像功能，提高了该测量装置的使用范围。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式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，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，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它的附图。

图1为本实用新型实施例提供的一种地下结构空间定位测量装置的结构示意图。

图2是本实用新型实施例提供的一种地下结构空间定位测量装置的使用状态示意图。

图3是本实用新型实施例提供的一种地下结构的坐标示意图。

图4是实用新型实施例提供的一种对中结构的结构示意图。

图5是实用新型实施例提供的一种控制模块与处理模块连接的示意图。

其中，图中的标记分别表示：

1-支撑架，101-支撑座，102-伸缩支架，103-旋转接头，2-伸缩杆，201-第二对齐标志，3-第一棱镜，301-第一对齐标志，4-第二棱镜，5-测距探头，6-处理模块，7-全站仪，8-对中结构，801-圆水准气泡，9-制动螺栓，10-照明结构，11-摄像头，12-控制模块，1201-通信单元，1202-控制单元，A-测距仪探头，B-第一棱镜，C-第二棱镜，Xn-测量点（n=1,2……15）。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图和具体实施例对实用新型进行清楚、完整的描述。

图1为本实用新型实施例提供的一种地下结构空间定位测量装置的结构示意图，如图1所示，该装置包括：支撑架1、伸缩杆2、第一棱镜3、第二棱镜4、测距仪探头5和处理模块6。

伸缩杆2竖直设置于支撑架1上，支撑架1调平使伸缩杆2处于垂直状态；伸缩杆2上部与支撑架1之间转动配合、下部可伸缩，第一棱镜3竖直设置在伸缩杆2顶部且第一棱镜3的轴线和伸缩杆2的轴线重合，第二棱镜4水平设置于伸缩杆2上端且垂直于第一棱镜3。

测距仪探头5设置于伸缩杆2下端可随伸缩杆2转动，测距仪探头5位于伸缩杆2的轴线上；测距仪探头5与处理模块6连接，处理模块6通过第一棱镜3、第二棱镜4和测距仪探头5获取地下结构的坐标。

本实用新型实施例提供的地下结构空间定位测量装置适用于需要对地下结构空间进行测量的场景，尤其适用于对化粪池、管道井这类结构井口小、地下空间大、井下作业困难的地下结构空间进行测量的情况。当需要对地下结构测量时，如图2所示，工作人员将伸缩杆2的下部伸入地下结构的内部空间，调整支撑架1使得该支撑架1可以将伸缩杆2支撑在井口处，且伸缩杆2呈竖直状态，依次安装第一棱镜3和第二棱镜4，并记录第一棱镜3的第一坐标和第二棱镜4的第二坐标。

工作人员将该第一坐标和第二坐标输入至处理模块6中，控制测距仪探头5发出激光，该激光在遇到地下结构的内壁后被反射生成反射激光并返回测距仪探头5。处理模块6根据测距仪探头5发出激光的第一时刻和接收反射激光的第二时刻获取初始偏转角度下测距仪探头5与地下结构的内壁的距离，从而得到第一个点的坐标。

工作人员旋转伸缩杆2，测距仪探头5随着伸缩杆2的旋转同步旋转，此时测距仪探头5的偏转角度发生变化，处理模块6根据测距仪探头5发出激光的第一时刻和接收反射激光的第二时刻获取各方向上测距仪探头5与地下结构的内壁的距离，得到各偏转角度方向对应的地下结构内壁的坐标点。

需要说明的是，偏转角度指代的是投影平面上第n个测量点Xn和测距仪探头投影点A的连线，与第一棱镜投影点B和第二棱镜投影点C的连线之间的角度。本实用新型实施例中，由于测距仪探头5位于第一棱镜3的轴线上，因此，第一棱镜投影点B和测距仪探头投影点A重合，且第一个测量点X₁对应的测距仪探头5的初始偏转角度为90°，如图3所示。

另外，处理模块6还可以根据若干个不同的坐标点生成地下结构空间的CAD图；还可以通过增加第一棱镜3和第二棱镜4之间的距离，以及减少每次偏移的角度增加测距密度，来提高地下结构定位的准确性。

本实用新型实施例提供的测量装置，通过伸缩杆2的旋转实现了测距仪探头5的同步旋转；通过处理模块6根据第一棱镜3的第一坐标、第二棱镜4的第二坐标、测距仪探头5的偏转角度以及与该偏转角度对应的距离得到地下结构的坐标，还可以根据若干个地下结构的坐标生成地下结构空间的CAD图。在测量地下结构空间时，不仅省时省力精确度高，而且适用金属结构和非金属结构，提高了适用范围，应用前景广。

且，仅需要支撑架1、伸缩杆2、测距仪探头5和处理模块6即可完成对地下空间尺寸及形状的快速测量。

在一种可能的实现方式中，如图1所示，该测量装置还包括：全站仪7，全站仪7设置于伸缩杆2的一侧，全站仪7用于供工作人员使用，以通过测量手段测量第一棱镜3的第一绝对坐标和第二棱镜4的第二绝对坐标。

则在上述情况下，处理模块6可以基于第一绝对坐标、第二绝对坐标和测距仪探头5获取地下结构的绝对坐标，从而根据若干个绝对坐标生成地下结构空间的CAD图。

在一种可能的实现方式中，处理模块6可以包括激光测距仪和移动终端，该激光测距仪与移动终端连接，激光测距仪获取测距仪探头5的偏转角度，并根据测距仪探头5发射激光的第一时刻和接收反射激光的第二时刻，获取偏转角度下测距仪探头5与地下结构的内壁的距离；移动终端可以根据第一坐标、第二坐标、测距仪探头5的偏转角度以及与该偏转角度对应的距离得到地下结构的坐标。

本发明实施例对支撑架1的结构不作具体限定，示例性地，支撑架1包括支撑座101、若干个围绕支撑座101设置的伸缩支架102和旋转接头103，支撑座101的中心设置有通孔，旋转接头103设置于通孔处，该伸缩支架102可以为满足要求的任意数值，示例性地，该伸缩支架102的数量为3。

在一种可能的实现方式中，测量装置还包括：制动螺栓9，制动螺栓9设置于伸缩杆2的上部，制动螺栓9用于将第一棱镜3固定在伸缩杆2上。

为了保证第一棱镜3处于竖直状态，该测量装置还包括设置于所述第一棱镜3顶端的对中结构8，该对中结构8用于检测第一棱镜3是否处于竖直状态。本实用新型实施例对对中结构8的对中形式不作具体限定，示例性地，如图4所示，所述对中结构8包括圆水准气泡801，当该圆水准气泡801处于中央位置时，即表明第一棱镜3处于竖直状态。

其中，工作人员可以通过调节若干个伸缩支架102的长度将该圆水准气泡801移动至中央位置。

进一步地，为了保证第一个测量点X₁对应的测距仪探头5的偏转角度为90°，第一棱镜3的底部外表面设置有第一对齐标志301，伸缩杆2的顶部外表面上设置有第二对齐标志201，初始测量时，需保证第一对齐标志301与第二对齐标志201对齐。

本实用新型实施例提供的测量装置，还可以对地下结构空间进行照明和拍摄，该测量装置还包括：照明结构10和摄像头11，照明结构10和摄像头11均设置于伸缩杆2的下部，照明结构10和摄像头11均与处理模块6连接。

在一种可能的实现方式中，照明结构10和摄像头11均与处理模块6有线连接，处理模块6用于控制照明结构10开启或关闭，处理模块6还用于控制摄像头11开启或关闭，以及控制摄像头11拍摄图像。

在另一种可能的实现方式中，如图5所示，照明结构10和摄像头11均与处理模块6无线连接，则该测量装置还包括：设置于伸缩杆2上的控制模块12，控制模块12与处理模块6连接，控制模块12包括通信单元1201和控制单元1202，该通信单元1201可以为wifi模块，或者蓝牙模块，或者还可以为其他满足要求的任意模块。

其中，通信单元1201与控制单元1202连接，控制单元1202分别与照明结构10和摄像头11连接；通信单元1201用于与处理模块6进行通信，接收处理模块6发送的指令，并将指令发送至控制单元1202；控制单元1202用于在收到指令时，控制照明结构10开启或关闭；和/或控制摄像头11开启或关闭；和/或控制摄像头11拍摄图像。

当然，控制单元1202也可以与测距仪探头5连接，当工作人员需要测距仪探头5发射激光时，可以通过处理模块6发送控制指令，通信单元1201在接收到控制指令后将该控制指令发送至控制单元1202，从而控制单元1202控制测距仪探头5发射激光。

本实用新型实施例提供的测量装置，不仅能够根据若干个地下结构的坐标完成测距功能进而生成地下结构的空间CAD图的功能，而且在显示该CAD图后工作人员还能够编辑该CAD图；另外，还能实现照明、摄像功能，提高了该测量装置的使用范围。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种地下结构空间定位测量装置，其特征在于，其包括：支撑架（1）、伸缩杆（2）、第一棱镜（3）、第二棱镜（4）、测距仪探头（5）和处理模块（6）；

所述伸缩杆（2）竖直设置于所述支撑架（1）上，所述支撑架（1）调平使所述伸缩杆（2）处于竖直状态；所述伸缩杆（2）上部与所述支撑架（1）之间转动配合、下部可伸缩，所述第一棱镜（3）竖直设置在所述伸缩杆（2）顶部且所述第一棱镜（3）的轴线和所述伸缩杆（2）的轴线重合，所述第二棱镜（4）水平设置于所述伸缩杆（2）上端且垂直于所述第一棱镜（3）；

所述测距仪探头（5）设置于所述伸缩杆（2）下端可随所述伸缩杆（2）转动，所述测距仪探头（5）位于所述伸缩杆（2）的轴线上；所述测距仪探头（5）与所述处理模块（6）连接，所述处理模块（6）通过所述第一棱镜（3）、所述第二棱镜（4）和所述测距仪探头（5）获取地下结构的坐标。

2.根据权利要求1所述的地下结构空间定位测量装置，其特征在于，其还包括：全站仪（7），所述全站仪（7）用于供工作人员使用，以通过测量手段测量所述第一棱镜（3）的第一绝对坐标和所述第二棱镜（4）的第二绝对坐标。

3.根据权利要求1所述的地下结构空间定位测量装置，其特征在于，所述支撑架（1）包括支撑座（101）、若干个围绕所述支撑座（101）设置的伸缩支架（102）和旋转接头（103），所述支撑座（101）的中心设置有通孔，所述旋转接头（103）设置于所述通孔处。

4.根据权利要求1所述的地下结构空间定位测量装置，其特征在于，其还包括：设置于所述第一棱镜（3）顶端的对中结构（8），所述对中结构（8）用于检测所述第一棱镜（3）和所述伸缩杆（2）是否处于竖直状态。

5.根据权利要求4所述的地下结构空间定位测量装置，其特征在于，所述对中结构（8）包括圆水准气泡（801）。

6.根据权利要求1所述的地下结构空间定位测量装置，其特征在于，所述第一棱镜（3）的底部外表面设置有第一对齐标志（301），所述伸缩杆（2）的顶部外表面上设置有第二对齐标志（201）。

7.根据权利要求1所述的地下结构空间定位测量装置，其特征在于，其还包括：制动螺栓（9），所述制动螺栓（9）设置于所述伸缩杆（2）的上部，所述制动螺栓（9）用于将所述第一棱镜（3）固定在所述伸缩杆（2）上。

8.根据权利要求1所述的地下结构空间定位测量装置，其特征在于，其还包括：照明结构（10）和摄像头（11），所述照明结构（10）和所述摄像头（11）均设置于所述伸缩杆（2）的下部；

所述照明结构（10）和所述摄像头（11）均与所述处理模块（6）连接，所述处理模块（6）用于控制所述照明结构（10）开启或关闭，所述处理模块（6）还用于控制所述摄像头（11）开启或关闭，以及控制所述摄像头（11）拍摄图像。

9.根据权利要求8所述的地下结构空间定位测量装置，其特征在于，其还包括：设置于所述伸缩杆（2）上的控制模块（12），所述控制模块（12）与所述处理模块（6）连接；

所述控制模块（12）包括通信单元（1201）和控制单元（1202），所述通信单元（1201）与所述控制单元（1202）连接，所述控制单元（1202）分别与所述照明结构（10）和所述摄像头（11）连接；

所述通信单元（1201）用于与所述处理模块（6）进行通信，接收所述处理模块（6）发送的指令，并将所述指令发送至控制单元（1202）；

所述控制单元（1202）用于在收到所述指令时，控制所述照明结构（10）开启或关闭；和/或控制所述摄像头（11）开启或关闭；和/或控制所述摄像头（11）拍摄图像。

10.根据权利要求9所述的地下结构空间定位测量装置，其特征在于，所述通信单元（1201）为无线局域网wifi模块或蓝牙模块。

Images