CN219037988U - 一种隧道断面超欠挖信息采集设备 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种隧道断面超欠挖信息采集设备，包括光带发射仪和图像采集仪；光带发射仪包括支架一、安装盘、地质罗盘模块、壳体和环形光源，安装盘水平转动连接于支架一，环形光源位于壳体内，壳体上设有用于供环形光源发射的光穿过的环形缝隙；图像采集仪包括支架二和摄影装置。在待测隧道断面架设光带发射仪，通过转动安装盘使得地质罗盘模块指向与隧道设计走向对准，打开环形光源进而在隧道内壁上形成环形光带。随后将图像采集仪架设在光带发射仪远离隧道掌子面一侧并与光带发射仪保持一定距离，摄影装置拍摄到整条光带，以将该断面信息一次性采集完毕。采集的图像信息通过超欠挖检测系统进行处理，根据需求在图像上多次取点。

Description

一种隧道断面超欠挖信息采集设备

技术领域

本申请涉及隧道掘进施工的领域，尤其是涉及一种隧道断面超欠挖信息采集设备。

背景技术

钻爆法是隧道开挖掘进的一种施工方法，通过炸药爆破来破碎岩体。由于炮眼设置、测量以及施工过程中的诸多误差，不可避免的会出现超欠挖现象，导致隧道实际开挖端面与设计端面不一致，偏离原隧道设计走向。

目前主要采用以下两种仪器开展超欠挖分析。一种是利用全站仪采用逐点测量的方式检测隧道断面超欠挖情况，但测量点少且测量点不在同一断面，导致后续分析精度较差；二是利用激光扫描仪采集隧道爆破面点云数据，该方法精度高，用于分析隧道超欠挖的点位数据量充足，但该方法采集时间长，仪器昂贵，不便于广泛应用。

实用新型内容

为了便于采集隧道断面超欠挖信息且提高测量点精度，本申请提供的一种隧道断面超欠挖信息采集设备。

本申请提供的一种隧道断面超欠挖信息采集设备采用如下的技术方案：

一种隧道断面超欠挖信息采集设备，包括光带发射仪和图像采集仪；所述光带发射仪包括支架一、安装盘以及均设置在所述安装盘上的地质罗盘模块、壳体和环形光源，所述支架一用于供人员架设在隧道内，所述安装盘水平转动连接于支架一，所述环形光源位于壳体内，所述壳体上设有用于供环形光源发射的光穿过的环形缝隙，当所述支架一架设在隧道内时，所述地质罗盘模块的指针的转轴与所述环形缝隙所在平面均竖直；

所述图像采集仪包括支架二和设置在所述支架二上的摄影装置，所述支架二用于供人员架设在隧道内，且所述摄影装置用于拍摄环形光源在隧道内壁上的形成的光带。

通过采用上述技术方案，在待测隧道断面架设光带发射仪，通过转动安装盘使得地质罗盘模块的指针指向与隧道设计走向对准，打开环形光源进而在隧道内壁上形成环形光带。随后将图像采集仪架设在光带发射仪远离隧道掌子面一侧并与光带发射仪保持一定距离，上述距离以摄影装置能够拍摄到整条光带为宜，完成该隧道断面的信息采集。采集的图像信息通过超欠挖检测系统进行处理，以将光带形成一条像素带，根据需求在像素带上多次取点，减少了隧道断面信息采集的次数，一次性完成信息采集，人员根据需要进行提取。

优选的，所述光带发射仪还包括设置在安装盘上的三个激光测距模块，其中两个所述激光测距模块的激光发射点位于同一水平直线上且方向相反，上述两个所述激光测距模块发出的激光垂直于环形缝隙所在的竖直平面，上述两个所述激光测距模块中的一个激光测距模块用于测量与图像采集仪之间的距离，除上述两个所述激光测距模块之外的激光测距模块的激光发射点竖直朝下。

通过采用上述技术方案，将光带发射仪架设在隧道断面，通过激光测距模块获知光带发射仪与掌子面之间的距离、光带发射仪与图像采集仪之间的距离以及环形光源高度，从而更加准确的将光带发射仪架设在隧道内的合理位置，提高信息采集的准确性。

优选的，所述安装盘上设有与三个激光测距模块电连接的显示屏，所述显示屏用于显示激光测距模块测得的距离。

通过采用上述技术方案，便于快速获知三个激光测距模块的数值，进而便于人员快速调整光带发射仪的位置。

优选的，所述支架二上设有沿竖直方向伸缩的升降杆，所述升降杆上端设有固定支架，所述摄影装置安装在所述固定支架上，且所述固定支架设有用于供激光测距模块发出的水平激光瞄准的十字靶点。

通过采用上述技术方案，通过升降杆调整固定支架高度，使得激光测距模块的激光落在十字靶点上，更加准确的测量光带发射仪与图像采集仪之间的距离。

优选的，所述安装盘与支架一之间设有行星齿轮，所述行星齿轮的外齿圈和行星轮均绕自身轴线转动连接于支架一，所述行星齿轮的太阳轮与安装盘固定连接。

通过采用上述技术方案，通过转动行星齿轮的外齿圈驱使安装盘转动，以便于调整地质罗盘模块的指针指向隧道设计走向。

优选的，所述安装盘采用三脚架水平仪。

通过采用上述技术方案，调整安装在安装盘上结构的水平，更加准确采集隧道断面信息。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

1.在待测隧道断面架设光带发射仪，通过转动安装盘使得地质罗盘模块的指针指向与隧道设计走向对准，打开环形光源进而在隧道内壁上形成环形光带。随后将图像采集仪架设在光带发射仪远离隧道掌子面一侧并与光带发射仪保持一定距离，上述距离以摄影装置能够拍摄到整条光带为宜，完成该隧道断面的信息采集。采集的图像信息通过超欠挖检测系统进行处理，以将光带形成一条像素带，根据需求在像素带上多次取点，减少了隧道断面信息采集的次数，一次性完成信息采集，人员根据需要进行提取。

2.将光带发射仪架设在隧道断面，通过激光测距模块获知光带发射仪与掌子面之间的距离、光带发射仪与图像采集仪之间的距离以及环形光源高度，从而更加准确的将光带发射仪架设在隧道内的合理位置，提高信息采集的准确性。

3.通过转动行星齿轮的外齿圈驱使安装盘转动，以便于调整地质罗盘模块的指针指向隧道设计走向。

附图说明

图1是本申请实施例中光带发射仪的结构示意图。

图2是本申请实施例中图像采集仪的结构示意图。

图3是本申请实施例中固定支架的结构示意图。

图4是本申请实施例在隧道中使用状态下的位置示意图。

附图标记说明：1、光带发射仪；11、支架一；12、安装盘；13、壳体；131、环形缝隙；14、环形光源；2、图像采集仪；21、支架二；22、摄影装置；23、升降杆；24、固定支架；241、勾板一；242、滑杆；243、勾板二；25、十字靶点；3、行星齿轮。

具体实施方式

以下结合附图1-4对本申请作进一步详细说明。

参照图1和图2，本申请实施例公开一种的隧道断面超欠挖信息采集设备包括光带发射仪1和图像采集仪2。

参照图1、光带发射仪1包括支架一11、安装盘12、激光测距模块、显示屏、地质罗盘模块、壳体13和环形光源14。

支架一11采用三脚架且用于供人员架设在隧道内。支架一11上方设有行星齿轮3，行星齿轮3的外齿圈和行星轮均绕自身轴线转动连接于支架一11，安装盘12与行星齿轮3的太阳轮固定连接。安装盘12采用三脚架水平仪，通过转动三脚架水平仪的水平调整按钮，并观察三脚架水平仪的气泡，以辨识水平状态。

激光测距模块设置在安装盘12上且设有三个，其中两个激光测距模块的激光发射点位于同一水平直线上且方向相反，另一个激光测距模块的激光发射点竖直朝下。激光测距模块具体设为激光测距仪。

显示屏设置在安装盘12上且与三个激光测距模块电连接，显示屏用于显示激光测距模块测得的距离。

地质罗盘模块设置在安装盘12上，地质罗盘模块具体采用地质罗盘，且地质罗盘指针的转轴竖直设置。

环形光源14安装在安装盘12上，壳体13套设在环形光源14外且固定在安装盘12上，壳体13上设有用于供环形光源14发出的光线穿过的环形缝隙131，环形缝隙131所在平面竖直设置。

参照图2，图像采集仪2包括支架二21和设置在支架二21上的摄影装置22。

支架二21采用三脚架且用于供人员架设在隧道内。支架二21上设有沿竖直方向伸缩的升降杆23，升降杆23上端设有固定支架24。

参照图3，固定支架24包括勾板一241、滑杆242和勾板二243。勾板一241的一侧延伸并向另一侧弯曲，形成勾状结构，滑杆242的一端固定连接于勾板一241的另一侧，勾板二243滑动套设于滑杆242上。勾板二243远离勾板一241的一侧延伸并向另一侧弯曲，形成勾状结构。滑杆242内设有弹簧，弹簧的两端分别于勾板一241和勾板二243连接，且弹簧用于驱使勾板一241和勾板二243相互靠近。两个勾状结构均用于卡住手机。

摄影装置22通过两个勾状结构实现安装固定，摄影装置22可以采用智能手机或相机等，在本实施例中摄影装置22具体采用智能手机，通过两个勾状结构将智能手机卡住，并通过弹簧夹紧。勾板一241上设有用于供激光测距模块发出的水平激光瞄准的十字靶点25。

本申请实施例一种隧道断面超欠挖信息采集设备的实施原理为：

参照图4，在待测隧道断面的大致居中位置摆放光带发射仪1，调整三脚架水平仪的水平调整按钮直至气泡居中。转动行星齿轮3的外齿圈，以使得地质罗盘模块的指针与该隧道设计走向相同，随后打开环形光源14，进而在隧道内壁形成光带。将激光测距模块发射到地面的激光点标定，待测量结束后测量该点坐标。

沿背离掌子面的激光测距模块发出的水平激光移动图像采集仪2，直至摄影装置22能拍摄到完整光带，将图像采集仪2摆放在此。调整升降杆23以使得上述激光测距模块的激光落在十字靶点25上，最后对光带进行拍摄。

将采集的图像以及测距结果导入断面超欠挖检测系统中，根据需求可多次提取采集图像的信息，并通过分析获取隧道断面超欠挖情况。减少了隧道断面信息采集的次数，一次性完成信息采集，同时提高了信息采集的准确性。

以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种隧道断面超欠挖信息采集设备，其特征在于：包括光带发射仪(1)和图像采集仪(2)；所述光带发射仪(1)包括支架一(11)、安装盘(12)以及均设置在所述安装盘(12)上的地质罗盘模块、壳体(13)和环形光源(14)，所述支架一(11)用于供人员架设在隧道内，所述安装盘(12)水平转动连接于支架一(11)，所述环形光源(14)位于壳体(13)内，所述壳体(13)上设有用于供环形光源(14)发射的光穿过的环形缝隙(131)，当所述支架一(11)架设在隧道内时，所述地质罗盘模块的指针的转轴与所述环形缝隙(131)所在平面均竖直；

所述图像采集仪(2)包括支架二(21)和设置在所述支架二(21)上的摄影装置(22)，所述支架二(21)用于供人员架设在隧道内，且所述摄影装置(22)用于拍摄环形光源(14)在隧道内壁上的形成的光带。

2.根据权利要求1所述的一种隧道断面超欠挖信息采集设备，其特征在于：所述光带发射仪(1)还包括设置在安装盘(12)上的三个激光测距模块，其中两个所述激光测距模块的激光发射点位于同一水平直线上且方向相反，上述两个所述激光测距模块发出的激光垂直于环形缝隙(131)所在的竖直平面，上述两个所述激光测距模块中的一个激光测距模块用于测量与图像采集仪(2)之间的距离，除上述两个所述激光测距模块之外的激光测距模块的激光发射点竖直朝下。

3.根据权利要求2所述的一种隧道断面超欠挖信息采集设备，其特征在于：所述安装盘(12)上设有与三个激光测距模块电连接的显示屏，所述显示屏用于显示激光测距模块测得的距离。

4.根据权利要求2所述的一种隧道断面超欠挖信息采集设备，其特征在于：所述支架二(21)上设有沿竖直方向伸缩的升降杆(23)，所述升降杆(23)上端设有固定支架(24)，所述摄影装置(22)安装在所述固定支架(24)上，且所述固定支架(24)设有用于供激光测距模块发出的水平激光瞄准的十字靶点(25)。

5.根据权利要求1所述的一种隧道断面超欠挖信息采集设备，其特征在于：所述安装盘(12)与支架一(11)之间设有行星齿轮(3)，所述行星齿轮(3)的外齿圈和行星轮均绕自身轴线转动连接于支架一(11)，所述行星齿轮(3)的太阳轮与安装盘(12)固定连接。

6.根据权利要求1所述的一种隧道断面超欠挖信息采集设备，其特征在于：所述安装盘(12)采用三脚架水平仪。

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