CN219160089U - 一种用于测量箱涵的激光靶底座、测量装置及测量系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于箱涵测量领域，公开了一种用于测量箱涵的激光靶底座、测量装置及测量系统，其中，激光靶底座包括基座、坡度块和定位件，基座包括相对设置的第一表面和第二表面；坡度块设置于基座的第一表面且沿水平方向相对基座可转动，坡度块远离第一表面的一面为倾斜面，倾斜面用于放置激光靶；定位件设置于基座的侧边且一端沿基座的厚度方向凸出基座的第二表面，用于卡住箱涵的任一角点位置的相邻两边。本实用新型通过定位件卡在箱涵的角点位置，可通过箱涵三个近似垂直的面来确定唯一的角点坐标，不仅安装过程简单、便捷，而且安装精度高，提高测量精度。

Description

一种用于测量箱涵的激光靶底座、测量装置及测量系统

技术领域

本实用新型涉及箱涵测量技术领域，尤指一种用于测量箱涵的激光靶底座、测量装置及测量系统。

背景技术

利用大型隧道掘进机进行单洞双线大直径隧道施工是一种新型工程建设技术，相比其他传统机械设备具有自动化程度高、节省人力、施工质量高以及施工速度快等优势。在使用隧道掘进机进行采掘完成后，隧道设计为大直径单洞双线，需要在底部管片上方安装弧形件(箱涵)，弧形件将用于行车，在弧形件上方安装中隔墙，以区隔左右行车通道，实现单洞双线的工程设计。

在隧道建成后续施工过程中，安装完毕箱涵之后需要对箱涵的安装位置以及安装姿态进行测量校验。目前，测量箱涵进行定位安装的方式主要有：第一种需要测量人员使用全站仪免棱镜方式测量箱涵顶部中线进行定位，使用水平尺放置箱涵顶部检查箱涵左右端面是否水平；使用水平尺放置在前后箱涵顶部，判断箱涵搭接是否平顺；使用钢直尺测量箱涵两端到管片内壁的距离差值是否满足在一定转弯要求现差之内，不仅测量精度低，而且测量过程繁琐。

第二种是通过在箱涵两侧端面固定位置焊接钢结构底板，以螺栓连接方式固定激光靶和钢结构底板，进而将激光靶安装在箱涵上，并通过激光靶实现自动化方式测量弧形件（箱涵），但是，通过螺栓连接钢结构底板时，不仅安装过程繁琐，而且为了保证对弧形件精调测量系统满足≤±5mm的精度要求，对钢结构底板的安装精度要求较高，安装平整度要求为不大于±0.1㎜，通过螺栓固定钢结构底板时，因箱涵表面粗糙、不平整，使得钢结构底板安装精度满足不了测量弧形件的精度要求，所以，在实际使用过程中，使用钢结构底板作为激光靶和箱涵刚性连接的方案无法满足对弧形件进行精调测量的精度指标。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种用于测量箱涵的激光靶底座、测量装置及测量系统，不仅安装测量过程简便，而且测量精度高。

本实用新型提供的技术方案如下：

一方面，提供一种用于测量箱涵的激光靶底座，包括：

基座，包括相对设置的第一表面和第二表面；

坡度块，设置于所述基座的第一表面且沿水平方向相对所述基座可转动，所述坡度块远离所述第一表面的一面为倾斜面，所述倾斜面用于放置激光靶；

定位件，设置于所述基座的侧边且一端沿所述基座的厚度方向凸出所述基座的第二表面，用于卡住所述箱涵的任一角点位置的相邻两边。

在一些实施方式中，还包括转轴组件；

所述坡度块通过所述转轴组件与所述基座转动连接。

在一些实施方式中，所述转轴组件包括齿形定位环和旋转轴；

所述齿形定位环设置在所述基座内；

所述旋转轴的一端与所述坡度块固定连接，所述旋转轴的另一端设置于所述齿形定位环的中心且相对所述齿形定位环可转动，使所述坡度块以相同的角度间隔绕所述旋转轴转动。

在一些实施方式中，所述转轴组件还包括弹性件和角度定位轴；

所述齿形定位环靠近所述坡度块的一面沿周向设有多个分度齿；

所述角度定位轴的一端与所述分度齿相适配，所述角度定位轴的另一端设置在所述坡度块内，所述弹性件设置在所述角度定位轴上或设置于所述角度定位轴与所述坡度块之间，使所述角度定位轴沿所述坡度块的高度方向可移动。

在一些实施方式中，所述激光靶的棱镜中心与所述旋转轴的中心轴线重合。

在一些实施方式中，所述定位件包括第一定位边条和第二定位边条，所述第一定位边条设置于所述基座的一侧面，所述第二定位边条设置于所述基座相邻的另一侧面，所述第一定位边条与所述第二定位边条相邻设置且夹角呈90度。

在一些实施方式中，所述第一定位边条的内侧设有抵接件，所述抵接件凸出所述第一定位边条的内侧壁的长度可调节。

在一些实施方式中，所述坡度块内设有用于放置电池的电池容纳腔；

所述坡度块的一侧面设有用于显示电量的电量显示窗；

所述坡度块的一侧面设有用于与激光靶电连接的接插件。

另一方面，还提供一种用于测量箱涵的激光靶测量装置，包括激光靶和上述任一实施方式所述的用于测量箱涵的激光靶底座，所述激光靶设置于所述坡度块的倾斜面上。

又一方面，还提供一种用于测量箱涵的激光靶测量系统，包括全站仪和上述任一实施方式所述的用于测量箱涵的激光靶测量装置。

本实用新型的技术效果在于：通过定位件卡在箱涵的角点位置，可通过箱涵三个近似垂直的面来确定唯一的角点坐标，不仅安装过程简单、便捷，而且安装精度高，提高测量精度；坡度块的表面为倾斜面，倾斜面用于放置激光靶，可增加激光靶的俯仰角，解决全站仪无法近距离测量激光靶的问题；坡度块相对基座可转动，使激光靶可旋转到支持解析激光靶姿态角的合适位置，可解决测量激光靶的入射光线超出水平方向量程范围的问题。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细说明：

图1是本申请实施例提供的一种用于测量箱涵的激光靶底座的结构示意图；

图2是箱涵的结构示意图；

图3是本申请实施例提供的一种用于测量箱涵的激光靶底座的剖面图；

图4是本申请实施例提供的转轴组件在一个视角下的结构示意图；

图5是本申请实施例提供的转轴组件在另一个视角下的结构示意图；

图6是本申请实施例提供的定位件的结构示意图。

附图标号说明：

100、箱涵；

10、基座；20、坡度块；21、倾斜面；22、电量显示窗；23、接插件；30、定位件；31、第一定位边条；311、抵接件；32、第二定位边条；41、旋转轴；42、齿形定位环；421、分度齿；422、齿槽；43、角度定位轴；431、第一轴段；432、第二轴段；44、弹性件。

具体实施方式

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。

为使图面简洁，各图中只示意性地表示出了与本实用新型相关的部分，它们并不代表其作为产品的实际结构。另外，以使图面简洁便于理解，在有些图中具有相同结构或功能的部件，仅示意性地绘示了其中的一个，或仅标出了其中的一个。在本文中，“一个”不仅表示“仅此一个”，也可以表示“多于一个”的情形。

还应当进一步理解，在本申请说明书和所附权利要求书中使用的术语“和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合，并且包括这些组合。

在本文中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

另外，在本申请的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本申请的一个实施例中，如图1所示，一种用于测量箱涵的激光靶底座，包括基座10、坡度块20和定位件30，基座10包括相对设置的第一表面和第二表面；坡度块20设置于基座10的第一表面且沿水平方向相对基座10可转动，坡度块20远离第一表面的一面为倾斜面21，倾斜面21用于放置激光靶；定位件30设置于基座10的侧边且一端沿基座10的厚度方向凸出基座10的第二表面，用于卡住箱涵100的任一角点位置的相邻两边。

具体的，定位件30设置于基座10的边缘，定位件30伸出基座10的第二表面的部分可卡住箱涵100顶面四个角点中的任一角点的两个相邻边，以实现激光靶底座与箱涵100建立起近似刚性的连接关系，将激光靶安装在底座上后，可支持激光靶与箱涵100建立起近似刚性的连接关系，以实现快速安装、重复安装激光靶在不同的箱涵100设备上，提高测量效率，其中，箱涵100的结构如图2所示。

在测量箱涵100时，需要精确测量出箱涵100的对接角点坐标，对接角点在运输、吊装过程中常常有破坏导致有缺损，通过本实施例的激光靶底座定位箱涵100角点坐标时，基座10的第二表面与箱涵100的顶面贴合，定位件30卡住箱涵100角点的相邻两边，可通过箱涵100三个近似垂直的面来确定唯一的角点坐标，以提高测量精度。

坡度块20的顶面为倾斜面21，激光靶放置于倾斜面21上，倾斜面21上可设置限位结构，以防止激光靶从倾斜面21上滑落，倾斜面21上的限位结构可以为安装在坡度块20上的限位板、限位条等。在使用激光靶测量箱涵100时，解析激光靶方位角需要全站仪指向激光靶的入射光线满足水平方向小于±13°，垂直方向小于±10°的要求，当全站仪距离激光靶太近时，全站仪指向激光靶的入射光线无法满足水平方向小于±13°，本方案通过将激光靶放置于坡度块20上，使激光靶的俯仰角增加一定角度，可解决全站仪无法近距离测量激光靶的问题。本实施例中，倾斜面21与水平面的夹角小于18°，优选地，倾斜面21与水平面的夹角为13°，通过将激光靶的俯仰角增加+13°，全站仪距离激光靶较近时仍可实现测量工作，以解决近距离测量激光靶超出激光靶量程范围的问题。

坡度块20相对基座10可转动，激光靶放置于坡度块20上后，激光靶可相对基座10转动，以支持靶面旋转到支持解析激光靶姿态角的合适位置。

坡度块20通过转轴组件与基座10转动连接。转轴组件可包括旋转轴41和轴承，坡度块20通过旋转轴41和轴承实现相对基座10的转动。

在一些实施例中，如图3所示，转轴组件包括旋转轴41和齿形定位环42；齿形定位环42设置在基座10内；旋转轴41的一端与坡度块20固定连接，旋转轴41的另一端设置于齿形定位环42的中心且相对齿形定位环42可转动，使坡度块20以相同的角度间隔绕旋转轴41转动。

如图4所示，齿形定位环42上可设置多个分度齿421，相邻两个分度齿421之间形成齿槽422。旋转轴41的侧面可设有与分度齿421相适配的齿状结构，旋转轴41沿分度齿421转动时，旋转轴41每转动一个分度齿421，坡度块20和激光靶一起转动一个固定角度。例如，齿形定位环42上可设置24个分度齿421，齿形定位环42相当于一个15°分隔度码盘，旋转轴41每转动一个分度齿421，坡度块20和激光靶一起转动15°，使激光靶可以精确旋转到15°*n的位置，其中n表示倍数，旋转精度≤±8″，旋转后棱镜坐标误差＜±0.2㎜，以解决激光靶旋转到不同位置的刚体零位修正问题。齿形定位环42上的分度齿421的数量可根据实际的角度间隔需求进行设置，本申请对分度齿421的数量不作具体限制。

在一些实施例中，如图4和图5所示，转轴组件还包括角度定位轴43和弹性件44；齿形定位环42靠近坡度块20的一面沿周向设有多个分度齿421；角度定位轴43的一端与分度齿421相适配，角度定位轴43的另一端设置在坡度块20内，弹性件44设置在角度定位轴43上或设置于角度定位轴43与坡度块20之间，使角度定位轴43沿坡度块20的高度方向可移动。

坡度块20上设有容纳槽，角度定位轴43的一端伸入容纳槽内，角度定位轴43的另一端可沿齿形定位环42表面的分度齿421移动，角度定位轴43上设有弹性件44或角度定位轴43与坡度块20之间设有弹性件，转动坡度块20时，角度定位轴43沿分度齿421移动，弹性件44压缩，角度定位轴43可向上移动，以使角度定位轴43可顺利从齿形定位环42的一个齿槽422移动到下一个齿槽422，实现激光靶的固定角度转动。

如图5所示，弹性件44设置在角度定位轴43上时，角度定位轴43可包括分体设置的第一轴段431和第二轴段432，弹性件44为弹簧，弹性件44设置于第一轴段431内且与第二轴段432连接，第一轴段431设置于坡度块20的容纳槽内且沿坡度块20的高度方向可移动，第二轴段432设置于坡度块20的容纳槽内且与坡度块20固定连接。在外力的作用下，角度定位轴43从一个齿槽422移动到下一个齿槽422时，分度齿421向上顶角度定位轴43，角度定位轴43的第一轴段431可相对第二轴段432向上移动，角度定位轴43移动到下一个齿槽422后，弹性件44复位，使角度定位轴43的第一轴段431卡在两个分度齿421之间的齿槽422内，以固定坡度块20的旋转角度。

弹性件44设置于角度定位轴43与坡度块20之间时，弹性件44可直接位于容纳槽内，弹性件44的一端与角度定位轴43的顶部连接，弹性件44的另一端与容纳槽的顶壁连接，需要转动坡度块20时，角度定位轴43可向上移动，以使坡度块20可顺利转动，转动到位后，角度定位轴43在弹性件44的作用下复位，使角度定位轴43卡在相邻两个分度齿421之间的齿槽422内，以固定坡度块20的旋转角度。

本技术方案中，弹性件44不仅可以固定坡度块20的旋转角度，而且还可使坡度块20相对基座10旋转时，坡度块20与基座10的两个面紧紧的贴合在一起。

在一些实施例中，激光靶的棱镜中心与旋转轴41的中心轴线重合，激光靶相对基座10旋转时，可保证激光靶的棱镜中心的坐标位置不变，激光靶可旋转到指向任意全站仪位置，实现以灵活的方式对箱涵100进行精调测量工作。

在一些实施例中，如图1所示，定位件30包括第一定位边条31和第二定位边条32，第一定位边条31设置于基座10的一侧面，第二定位边条32设置于基座10相邻的另一侧面，第一定位边条31与第二定位边条32相邻设置且夹角呈90度。

定位件30的形状与箱涵100角点的形状相适配，箱涵100的顶面为矩形时，箱涵100角点的两条边相垂直，则定位件30的第一定位边条31与第二定位边条32也呈垂直状态。在其它实施例中，当箱涵100的角点为弧形时，定位件30的形状也为弧形，以使定位件30可刚好卡在箱涵100的角点上。

优选地，如图6所示，第一定位边条31的内侧设有抵接件311，抵接件311凸出第一定位边条31的内侧壁的长度可调节。在第一定位边条31的内侧设置抵接件311，可在箱涵100相邻的两侧边不垂直时，通过抵接件311来抵住箱涵100的侧边，以达到定位固定的目的。抵接件311可通过螺栓等固定在第一定位边条31上，抵接件311上沿第一定位边条31的厚度方向设置腰形孔，通过调节螺栓在腰形孔内的位置来调节抵接件311凸出第一定位边条31内侧壁的长度，以满足不同形状箱涵100的使用需求。在其它实施例中，也可在第二定位边条32的内侧设置抵接件311，或同时在第一定位边条31和第二定位边条32的内侧设置抵接件311。

在一些实施例中，坡度块20内设有用于放置电池的电池容纳腔；如图1所示，坡度块20的一侧面设有用于显示电量的电量显示窗22；坡度块20的一侧面设有用于与激光靶电连接的接插件23。坡度块20内设置电池容纳腔，电池容纳腔内放置电池，电池可为激光靶供电。坡度块20上设置电量显示窗22，可方便查看电池的电量信息。坡度块20上设置接插件23，可便于激光靶与坡度块20内电池电连接，以便于给激光靶供电。

本实用新型还提供一种用于测量箱涵的激光靶测量装置的实施例，如图1至图6所示，包括激光靶和上述任一实施例所述的用于测量箱涵的激光靶底座，激光靶设置于坡度块20的倾斜面21上。激光靶设置于激光靶底座上，激光靶底座仰角坡度设计，使激光靶测量装置满足全站仪近距离测量激光靶的俯仰角要求。

本实用新型还提供一种用于测量箱涵的激光靶测量系统的实施例，包括全站仪和上述任一实施例所述的用于测量箱涵的激光靶测量装置。全站仪设置于箱涵前方或顶部，激光靶测量装置设置于箱涵的一个角点上，通过全站仪与激光靶测量装置配合测量箱涵的角点坐标。

优选地，激光靶测量装置通过配合误差修正棱镜装置，可以实现高精度精调测量箱涵。激光靶测量装置在对箱涵进行实时精调测量之后，配合全站仪设站定向装置，节省额外布置棱镜及其测量设站定向棱镜的繁琐操作。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种用于测量箱涵的激光靶底座，其特征在于，包括：

基座，包括相对设置的第一表面和第二表面；

坡度块，设置于所述基座的第一表面且沿水平方向相对所述基座可转动，所述坡度块远离所述第一表面的一面为倾斜面，所述倾斜面用于放置激光靶；

定位件，设置于所述基座的侧边且一端沿所述基座的厚度方向凸出所述基座的第二表面，用于卡住所述箱涵的任一角点位置的相邻两边。

2.根据权利要求1所述的一种用于测量箱涵的激光靶底座，其特征在于，

还包括转轴组件；

所述坡度块通过所述转轴组件与所述基座转动连接。

3.根据权利要求2所述的一种用于测量箱涵的激光靶底座，其特征在于，

所述转轴组件包括齿形定位环和旋转轴；

所述齿形定位环设置在所述基座内；

所述旋转轴的一端与所述坡度块固定连接，所述旋转轴的另一端设置于所述齿形定位环的中心且相对所述齿形定位环可转动，使所述坡度块以相同的角度间隔绕所述旋转轴转动。

4.根据权利要求3所述的一种用于测量箱涵的激光靶底座，其特征在于，

所述转轴组件还包括弹性件和角度定位轴；

所述齿形定位环靠近所述坡度块的一面沿周向设有多个分度齿；

所述角度定位轴的一端与所述分度齿相适配，所述角度定位轴的另一端设置在所述坡度块内，所述弹性件设置在所述角度定位轴上或设置于所述角度定位轴与所述坡度块之间，使所述角度定位轴沿所述坡度块的高度方向可移动。

5.根据权利要求3所述的一种用于测量箱涵的激光靶底座，其特征在于，

所述激光靶的棱镜中心与所述旋转轴的中心轴线重合。

6.根据权利要求1至5任一项所述的一种用于测量箱涵的激光靶底座，其特征在于，

所述定位件包括第一定位边条和第二定位边条，所述第一定位边条设置于所述基座的一侧面，所述第二定位边条设置于所述基座相邻的另一侧面，所述第一定位边条与所述第二定位边条相邻设置且夹角呈90度。

7.根据权利要求6所述的一种用于测量箱涵的激光靶底座，其特征在于，

所述第一定位边条的内侧设有抵接件，所述抵接件凸出所述第一定位边条的内侧壁的长度可调节。

8.根据权利要求1所述的一种用于测量箱涵的激光靶底座，其特征在于，

所述坡度块内设有用于放置电池的电池容纳腔；

所述坡度块的一侧面设有用于显示电量的电量显示窗；

所述坡度块的一侧面设有用于与激光靶供电连接的接插件。

9.一种用于测量箱涵的激光靶测量装置，其特征在于，包括激光靶和权利要求1-8任一项所述的用于测量箱涵的激光靶底座，所述激光靶设置于所述坡度块的倾斜面上。

10.一种用于测量箱涵的激光靶测量系统，其特征在于，包括全站仪和权利要求9所述的用于测量箱涵的激光靶测量装置。

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