CN219548921U - 掌子面信息采集装置、凿岩台车 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种掌子面信息采集装置、凿岩台车，通过将信息采集装置安装在凿岩台车上，利用车载电脑控制相机、温度测量装置和智能云台的工作状态，实现了信息采集装置与施工设备的结合，可以在施工过程中随时采集掌子面温度分布和掌子面图像，还通过控制智能云台的旋转角度来调节拍摄角度和扫描角度，以便于达到最佳拍摄视角和最佳扫描角度，并在车载电脑上可视化生成温度云图和进行图像识别分析，便于直观查看掌子面温度分布情况，基于图像识别分析结果获取掌子面节理、产状等信息，为后续施工提供数据支撑，有利于提前避免地质灾害。并且，采集人员仅需在凿岩台车上操作车载电脑即可，避免了人员危险，提高了施工效率和安全性。

Description

掌子面信息采集装置、凿岩台车

技术领域

本实用新型涉及隧道施工技术领域，特别地，涉及一种掌子面信息采集装置，另外，还特别涉及一种采用上述掌子面信息采集装置的凿岩台车。

背景技术

在高原环境下开挖隧道掌子面时，需要通过采集掌子面地质数据掌握其岩体地质情况，为评估围岩稳定性、确定支护设计方案及施工工艺提供重要支撑。目前，在高原地区隧道施工过程中，通常都是地质测量人员使用传统工具在现场采集掌子面地质信息，在数据采集过程中，会遇见高地温、高地应力、缺氧等不良地质条件，导致采集工作开展困难，耗时长、时效性低，影响施工进度，并且可能面临着岩崩、岩爆等危险。因此，如何安全、快速、可靠地获取隧道掌子面的地质信息至关重要。

实用新型内容

本实用新型提供了一种掌子面信息采集装置、凿岩台车，以解决现有通过人工测量掌子面地质信息的方式存在的采集效率低、人身安全难以保障的技术问题。

根据本实用新型的一个方面，提供一种掌子面信息采集装置，安装在凿岩台车的前端，包括相机、温度测量装置、相机护罩、温度传感器护罩和智能云台，所述智能云台固定安装在凿岩台车上，所述相机护罩固定安装在所述智能云台的上方，所述温度传感器护罩固定安装在所述相机护罩的上方，所述温度测量装置安装在所述温度传感器护罩内，所述相机安装在所述相机护罩内，所述相机、温度测量装置、智能云台均与凿岩台车的车载电脑电性连接，所述相机用于接收车载电脑的控制指令以拍摄掌子面的图像，所述温度测量装置用于接收车载电脑的控制指令以扫描测量掌子面的温度分布，所述智能云台用于接收车载电脑的控制指令以调整旋转角度。

进一步地，所述温度传感器护罩为底部敞开式壳体结构，所述温度传感器护罩以所述相机护罩的顶面作为底面以在其内部形成封闭空间，所述温度传感器护罩的前端面上开设有开口，所述温度测量装置的测量端在该开口处露出。

进一步地，所述温度传感器护罩内设置有L形的传感器安装座，所述传感器安装座的底部固定安装在所述相机护罩的顶面上，所述温度测量装置安装在所述传感器安装座上并通过锁紧环锁紧固定。

进一步地，所述温度传感器护罩的前端面开口处设置有第一密封圈。

进一步地，所述智能云台包括底座和活动座，所述底座固定安装在凿岩台车上，所述活动座安装在所述底座上并可进行水平转动，所述活动座上设置有可进行竖直转动的旋转轴。

进一步地，所述相机护罩为封闭式壳体结构，仅在前端面上开设有开口，所述相机的镜头在前端开口处露出，所述相机护罩的两侧分别通过一块连接板与所述旋转轴连接。

进一步地，所述相机护罩在前端开口处设置有第二密封圈。

进一步地，所述相机护罩内设置有相机安装座，所述相机安装座的底部与相机护罩的底面固定连接，所述相机通过相机配套螺母固定安装在所述相机安装座上，所述相机安装座的前端向前延伸并在前端面上固定安装有箍头，用于固定所述相机的镜头。

进一步地，所述掌子面信息采集装置的数量为两个，分别安装在凿岩台车的驾驶室前方两侧。

另外，本实用新型还提供一种凿岩台车，安装有如上所述的掌子面信息采集装置。

本实用新型具有以下效果：

本实用新型的掌子面信息采集装置，通过将信息采集装置安装在凿岩台车上，利用凿岩台车上的车载电脑控制相机、温度测量装置和智能云台的工作状态，实现了信息采集装置与施工设备的结合，可以在施工过程中随时采集掌子面温度分布和掌子面图像，还可以通过控制智能云台的旋转角度来调节拍摄角度和扫描角度，以便于达到最佳拍摄视角和最佳扫描角度，并在车载电脑上可视化生成温度云图和进行图像识别分析，便于直观查看掌子面温度分布情况，可以基于图像识别分析结果获取掌子面节理、产状等信息，为后续施工提供数据支撑，有利于提前避免地质灾害。并且，操作十分便捷，采集人员仅需在凿岩台车上操作车载电脑即可，避免了人员危险，提高了施工效率和安全性。

另外，本实用新型的凿岩台车同样具有上述优点。

除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本实用新型还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本实用新型作进一步详细的说明。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1是本实用新型优选实施例的掌子面信息采集装置的结构示意图。

图2是本实用新型优选实施例的掌子面信息采集装置安装在凿岩台车上的示意图。

图3是本实用新型优选实施例的掌子面信息采集装置的局部爆炸结构示意图。

图4是本实用新型优选实施例的相机安装在相机安装座上的结构示意图。

附图标记说明

1、相机；2、温度测量装置；3、相机护罩；4、温度传感器护罩；5、智能云台；41、传感器安装座；42、锁紧环；43、第一密封圈；51、底座；52、活动座；53、旋转轴；31、连接板；32、第二密封圈；33、相机安装座；34、箍头。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的实施例进行详细说明，但是本实用新型可以由下述所限定和覆盖的多种不同方式实施。

可以理解，如图1和图2所示，本实用新型的优选实施例提供一种掌子面信息采集装置，安装在凿岩台车的前端，包括相机1、温度测量装置2、相机护罩3、温度传感器护罩4和智能云台5，所述智能云台5固定安装在凿岩台车上，所述相机护罩3固定安装在所述智能云台5的上方，所述温度传感器护罩4固定安装在所述相机护罩3的上方，所述温度测量装置2安装在所述温度传感器护罩4内，所述相机1安装在所述相机护罩3内，所述相机1、温度测量装置2、智能云台5均与凿岩台车的车载电脑电性连接，所述相机1用于接收车载电脑的控制指令以拍摄掌子面的图像，所述温度测量装置2用于接收车载电脑的控制指令以扫描测量掌子面的温度分布，所述智能云台5用于接收车载电脑的控制指令以调整旋转角度。其中，所述相机1优选采用2000万像素的工业相机并搭载广角镜头，以保证图像采集质量。另外，所述温度测量装置2优选采用红外温度传感器。另外，为了保证相机在安装位置能够全面覆盖掌子面范围，所述掌子面信息采集装置的数量为两个，分别安装在凿岩台车的驾驶室前方两侧。另外，在拍摄掌子面图像时，图像自动保存在车载电脑的同时还可以记录当前掌子面的里程，将掘进里程与掌子面图像和温度测量结果关联起来，便于进行数据分析。

可以理解，本实施例的掌子面信息采集装置，通过将信息采集装置安装在凿岩台车上，利用凿岩台车上的车载电脑控制相机1、温度测量装置2和智能云台5的工作状态，实现了信息采集装置与施工设备的结合，可以在施工过程中随时采集掌子面温度分布和掌子面图像，还可以通过控制智能云台5的旋转角度来调节拍摄角度和扫描角度，以便于达到最佳拍摄视角和最佳扫描角度，并在车载电脑上可视化生成温度云图和进行图像识别分析，便于直观查看掌子面温度分布情况，可以基于图像识别分析结果获取掌子面节理、产状等信息，为后续施工提供数据支撑，有利于提前避免地质灾害。并且，操作十分便捷，采集人员仅需在凿岩台车上操作车载电脑即可，避免了人员危险，提高了施工效率和安全性。

具体地，如图3所示，所述温度传感器护罩4为底部敞开式壳体结构，所述温度传感器护罩4以所述相机护罩3的顶面作为底面以在其内部形成封闭空间，所述温度传感器护罩4的前端面上开设有开口，所述温度测量装置2的测量端在该开口处露出，以便于进行掌子面温度的扫描测量。另外，所述温度传感器护罩4内设置有L形的传感器安装座41，所述传感器安装座41的底部固定安装在所述相机护罩3的顶面上，所述温度测量装置2安装在所述传感器安装座41上并通过锁紧环42锁紧固定，保证了温度测量装置2的安装稳定性。保证了采集质量。

可以理解，所述温度传感器护罩4采用底部敞开式壳体结构，通过与相机护罩3的顶面配合形成内部封闭空间，一方面便于对内部的温度测量装置2进行安装和检修，另一方面保证了密封性，具有良好的防水效果。当然，在其它实施例中，所述温度传感器护罩4也可以采用全封闭式壳体结构，仅在前端开设开口，这样可以进一步提高防水性能，但不便于进行温度测量装置2的安装和检修。

可选地，所述温度传感器护罩4的前端面开口处设置有第一密封圈43，防止环境中的水分从开口处进入温度传感器护罩4内部而影响温度测量装置2的采集质量和寿命，进一步提高了温度传感器护罩4的密封性，从而提高了防水性能。

另外，所述智能云台5具体包括底座51和活动座52，所述底座51固定安装在凿岩台车上，所述活动座52安装在所述底座51上并可进行水平转动，所述活动座52上设置有可进行竖直转动的旋转轴53，从而可以调整相机1和温度测量装置2的拍摄角度和测量角度，可以快速调整至最佳角度。

另外，所述相机护罩3为封闭式壳体结构，仅在前端面上开设有开口，所述相机1的镜头在前端开口处露出，保证了相机护罩3的密封性，具有很好的防水效果。并且，所述相机护罩3的两侧分别通过一块连接板31与所述旋转轴53连接，从而可以在智能云台5的带动下进行水平角度调节和俯仰角度调节。可选地，所述相机护罩3在前端开口处设置有第二密封圈32，防止环境中的水分从开口处进入相机护罩3内部而影响相机1的采集质量和寿命，进一步提高了相机护罩3的密封性。

可以理解，如图4所示，所述相机护罩3内设置有相机安装座33，所述相机安装座33的底部与相机护罩3的底面固定连接，具体通过四颗M3螺母与相机护罩3的底面连接，所述相机1通过相机配套螺母固定安装在所述相机安装座33上，所述相机安装座33的前端向前延伸并在前端面上固定安装有箍头34，用于固定所述相机1的镜头。可以理解，由于相机1采用的广角镜头的重量和体积均大于工业相机，而凿岩台车在隧道内行走和施工过程中会产生较大的晃动和振动，为了避免行走和施工过程中广角镜头的螺纹松动和发生倾翻，通过将相机安装座33的前端向前延伸并在前端面上固定安装箍头34，通过箍头34抱紧广角镜头，防止其螺纹松动，并且可以提供支撑防止倾翻。

另外，所述相机护罩3的顶部和侧面还开设有线缆开口，温度传感器线缆从相机护罩3顶部的线缆开口处伸入相机护罩3内，然后与相机线缆从侧面的线缆开口处伸出以与车载电脑连接。

可以理解，本实用新型的掌子面信息采集装置，在进行掌子面图像采集时，通过车载电脑软件控制智能云台5的旋转与俯仰，达到拍摄掌子面的最佳视角，自动记录智能云台5的水平旋转、俯仰角度信息。在此基础上，点击软件拍摄按钮，获得清晰明亮的掌子面图像。而在进行掌子面温度采集时，也可以通过控制智能云台5的角度，控制红外温度传感器测量的角度，以便于可以测量掌子面任意位置的温度。另外，还可以通过提前设计规划掌子面测温路线，实现了云台自动控制和温度传感器自动测温。通过此套装置，可以拍摄掌子面图像和采集掌子面高地温数据，操作方便快捷、工作量减少、保障人员安全，加快了施工进度。

另外，本实用新型的另一实施例还提供一种凿岩台车，安装有采用如上所述的掌子面信息采集装置。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种掌子面信息采集装置，安装在凿岩台车的前端，其特征在于，包括相机(1)、温度测量装置(2)、相机护罩(3)、温度传感器护罩(4)和智能云台(5)，所述智能云台(5)固定安装在凿岩台车上，所述相机护罩(3)固定安装在所述智能云台(5)的上方，所述温度传感器护罩(4)固定安装在所述相机护罩(3)的上方，所述温度测量装置(2)安装在所述温度传感器护罩(4)内，所述相机(1)安装在所述相机护罩(3)内，所述相机(1)、温度测量装置(2)、智能云台(5)均与凿岩台车的车载电脑电性连接，所述相机(1)用于接收车载电脑的控制指令以拍摄掌子面的图像，所述温度测量装置(2)用于接收车载电脑的控制指令以扫描测量掌子面的温度分布，所述智能云台(5)用于接收车载电脑的控制指令以调整旋转角度。

2.如权利要求1所述的掌子面信息采集装置，其特征在于，所述温度传感器护罩(4)为底部敞开式壳体结构，所述温度传感器护罩(4)以所述相机护罩(3)的顶面作为底面以在其内部形成封闭空间，所述温度传感器护罩(4)的前端面上开设有开口，所述温度测量装置(2)的测量端在该开口处露出。

3.如权利要求2所述的掌子面信息采集装置，其特征在于，所述温度传感器护罩(4)内设置有L形的传感器安装座(41)，所述传感器安装座(41)的底部固定安装在所述相机护罩(3)的顶面上，所述温度测量装置(2)安装在所述传感器安装座(41)上并通过锁紧环(42)锁紧固定。

4.如权利要求2所述的掌子面信息采集装置，其特征在于，所述温度传感器护罩(4)的前端面开口处设置有第一密封圈(43)。

5.如权利要求1所述的掌子面信息采集装置，其特征在于，所述智能云台(5)包括底座(51)和活动座(52)，所述底座(51)固定安装在凿岩台车上，所述活动座(52)安装在所述底座(51)上并可进行水平转动，所述活动座(52)上设置有可进行竖直转动的旋转轴(53)。

6.如权利要求5所述的掌子面信息采集装置，其特征在于，所述相机护罩(3)为封闭式壳体结构，仅在前端面上开设有开口，所述相机(1)的镜头在前端开口处露出，所述相机护罩(3)的两侧分别通过一块连接板(31)与所述旋转轴(53)连接。

7.如权利要求6所述的掌子面信息采集装置，其特征在于，所述相机护罩(3)在前端开口处设置有第二密封圈(32)。

8.如权利要求6所述的掌子面信息采集装置，其特征在于，所述相机护罩(3)内设置有相机安装座(33)，所述相机安装座(33)的底部与相机护罩(3)的底面固定连接，所述相机(1)通过相机配套螺母固定安装在所述相机安装座(33)上，所述相机安装座(33)的前端向前延伸并在前端面上固定安装有箍头(34)，用于固定所述相机(1)的镜头。

9.如权利要求1所述的掌子面信息采集装置，其特征在于，所述掌子面信息采集装置的数量为两个，分别安装在凿岩台车的驾驶室前方两侧。

10.一种凿岩台车，其特征在于，安装有如权利要求1～9任一项所述的掌子面信息采集装置。