CN2601390Y - 微型顶管机的机头姿态激光测量装置 - Google Patents
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Abstract
一种微型顶管机的机头姿态激光测量装置属于用于隧道工程的激光技术领域。主要包括：激光光源、光靶、测量环、摄像机、计算机、倾斜仪组成，光靶设置在测量环上，摄像机朝光靶方向设置，辅以适当的照明，倾斜仪固定于微型顶管机机头中，其信号经过微型顶管机机头内PLC可编程控制器送到控制台的计算机，摄像机的信号直接送到计算机。本实用新型有效解决了隧道工程中微型顶管机的机头上，设置激光测量装置来测量微型顶管机的机头姿态的技术难题，能在小口径顶管中运用的姿态测量及控制方法，机头姿态控制可控制对各千斤顶以不同作用力来使整个机头达到纠偏的控制。能有效地控制好整个推进过程中的机头姿态及隧道轴线，并能保证其他管线不受损害。
Description
技术领域
本实用新型涉及的是一种激光测量装置，特别是一种微型顶管机的机头姿态激光测量装置，属于用于隧道工程的激光技术领域。
背景技术
顶管机的姿态测量方法很多，目前常用的测量方法有：人工测量法、激光测量法、陀螺罗盘法、自动跟踪全站仪测量法等，这些测量方法均有成功应用的实例，但要用于微型顶管的测量都难于实现。分析上述几种测量方法无法进行；陀螺仪设备目前尚较大，无法安装到机头，全站仪价格昂贵，经文献检索尚未发现在微型顶管机的机头上，设置激光测量装置来测量微型顶管机的机头姿态的。
发明内容
本实用新型的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种微型顶管机的机头姿态激光测量装置。使其能在小口径顶管中运用的姿态测量及控制方法，能有效地控制好整个推进过程中的机头姿态及隧道轴线，并能保证其他管线不受损害。本实用新型是通过以下技术方案实现的，本实用新型主要包括：激光光源、光靶、测量环、摄像机、计算机、倾斜仪组成，光靶设置在测量环上，摄像机朝光靶方向设置，辅以适当的照明，倾斜仪固定于微型顶管机机头中，其信号经过微型顶管机机头内PLC可编程控制器送到控制台的计算机，摄像机的信号直接送到计算机。控制台上能够监视光点的位置，并通过计算机取得顶管机同推进轴线的偏差值以及相关施工参数。该装置可分手动、自动两种控制方式进行。
在始发井的基准点上设置激光光源，使激光束沿管节中预留通道入射到设置在机头的光靶上，以此检测顶管机机头的位置和姿态。改进光靶的机械结构，在微型顶管机机头内安装一个测量环，使光点在微型顶管机机头旋转后均处于水平位置的最高点，避免微型顶管机机头旋转而引起的测量误差。用一台超小型摄像机监视光靶，使操作人员在控制台的监视器上通过监视光靶上光点的位置，来确定机头的高程和平面的偏差，用纠偏操作来纠正机头的偏离，同时将光点位置信号送计算机进行数字化处理，得到机头的高程和平面的偏差量，再根据掘进距离计算出偏离推进轴线的偏差值。机头姿态控制可由控制纠偏千斤顶来达到的，通过对4只千斤顶编排组合，对各千斤顶以不同作用力来使整个机头达到纠偏的控制。
本实用新型有效解决了隧道工程中微型顶管机的机头上，设置激光测量装置来测量微型顶管机的机头姿态的技术难题，能在小口径顶管中运用的姿态测量及控制方法，机头姿态控制可控制对各千斤顶以不同作用力来使整个机头达到纠偏的控制。能有效地控制好整个推进过程中的机头姿态及隧道轴线，并能保证其他管线不受损害。
附图说明
图1本实用新型结构示意图
图2本实用新型光靶示意图
具体实施方式
如图1所示，本实用新型主要包括：激光光源1、光靶2、测量环3、摄像机4、计算机5、倾斜仪6，光靶2设置在测量环3上，摄像机4朝光靶2方向设置，辅以适当的照明，倾斜仪6固定于微型顶管机机头中，其信号经过微型顶管机机头内PLC可编程控制器送到控制台的计算机5，摄像机4的信号直接送到计算机5。控制台上能够监视光点的位置，并通过计算机5取得顶管机同推进轴线的偏差值以及相关施工参数。测量环3设置在微型顶管机机头内。该装置可分手动、自动两种控制方式进行。
如图2所示，当顶管机出洞推进时，将激光光源1激光点调整在光靶2上的“0”位置，在顶进过程中，激光点开始移动至“A”或“B”点，其平面偏差分别为+A1或-B1，高程偏差分别为+A2或-B2，操作人员根据光靶的刻度结合机头内配置的倾斜仪6显示坡度和转角，可以进行纠偏操作，使光点返回“0”，并使机头的坡度和转角保持在一定的范围内。同时，在机头内还配置二台摄像机4分别监视两个纠偏千斤顶的伸缩距离，根据纠偏千斤顶伸或缩的刻度确定纠偏千斤顶的实际工作情况。
在自动控制时，通过计算机5计算得到机头的偏差值，控制执行装置进行自动纠偏。本实用新型机头姿态激光测量装置可使操作人员能实时观察到机头的高程和平面偏差，并及时观察到偏差控制的实际效果。还通过计算机5的处理得到偏离轴线的数据，从而使推进轴线满足设计要求。
Claims (2)
1、一种微型顶管机的机头姿态激光测量装置，主要包括：激光光源(1)、光靶(2)、摄像机(4)、计算机(5)、倾斜仪(6)，其特征在于还包括：测量环(3)，光靶(2)设置在测量环(3)上，摄像机(4)朝光靶(2)方向设置，倾斜仪(6)固定于机头中，摄像机(4)的信号直接送到计算机(5)
2、根据权利要求1所述的这种微型顶管机的机头姿态激光测量装置，其特征是测量环(3)设置在微型顶管机机头内。
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