專利名稱：激光隧道斷面放樣儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種適于地下工程開挖放樣及其他大型工程放樣之用的激光隧道斷面放樣儀。
目前地下工程如隧道、涵洞在開挖時所必須的輪廓放樣工序，一般有兩種方式手工測量繪方式放樣工使用經(jīng)緯儀或激光指向儀確定斷面的中心位置，而后通過直尺測定斷面的特征點(diǎn)，手工描繪其形狀及開挖爆破的炮眼位置。此方式適用于隧道為直道型、彎道型及坡度型，缺點(diǎn)是計算繁瑣，測繪精度差，勞動強(qiáng)度大，工序時間長。另一種方式是采用多臺激光指向儀靜態(tài)瞄準(zhǔn)的方式使用十幾臺以至幾十臺激光儀分別瞄準(zhǔn)斷面上有關(guān)特征點(diǎn)以形成待開挖的輪廓。此方式僅適用于直道型隧道，局限性很大，且價格昂貴，同樣存在操作繁瑣，精度差，進(jìn)程不快等缺點(diǎn)。
為此，本實(shí)用新型目的是克服現(xiàn)有技術(shù)缺點(diǎn)，提供一種激光隧道斷面放樣儀，這種儀器在具有確定的三維座標(biāo)的兩個中樁點(diǎn)上定位安放后，發(fā)出激光束，在微機(jī)控制下，激光束在待開挖斷面上掃描出所需形狀，并指出每一炮眼的位置，完成放樣工作。
本實(shí)用新型的技術(shù)方案為它由主機(jī)、控制裝置、電源、支架及占標(biāo)組成，主機(jī)通過轉(zhuǎn)動付固定在支架上，支架上置有調(diào)整主機(jī)水平位置的微調(diào)螺釘，兩長水泡安裝在底板上，置于主機(jī)底板上的兩步進(jìn)電機(jī)分別通過相應(yīng)的齒輪付，滾珠絲桿付與垂直導(dǎo)軌的滑塊和水平導(dǎo)軌的滑塊連接，大物鏡及激光器裝于相應(yīng)滑塊上。兩步電機(jī)與由顯示器、鍵盤及微機(jī)組成的控制裝置相連接。其工作原理為由鍵盤輸入有關(guān)工作斷面的參數(shù)資料，經(jīng)微機(jī)運(yùn)算輸出運(yùn)控信號經(jīng)電源部分功率放大后驅(qū)動兩步進(jìn)電機(jī)通過相應(yīng)傳動機(jī)構(gòu)控制激光器和物鏡，分別作出水平方向和垂直方向上的位移，該相對位移使得激光器所射出的激光在工作斷面上形成的光斑產(chǎn)生—運(yùn)行軌跡，該軌跡即為放樣之所需。
本實(shí)用新型結(jié)合附圖作進(jìn)一步說明。


圖1為本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)示意圖2為
圖1的A-A視圖；圖3為本實(shí)用新型控制裝置硬件結(jié)構(gòu)圖。
由
圖1、圖2所示，本實(shí)用新型主機(jī)包括激光器4、大小物鏡11、9，步進(jìn)電機(jī)5、26，齒輪付6、7，27、28，滾珠絲桿付8、25，垂直導(dǎo)軌15，水平導(dǎo)軌23，角錐棱鏡14，保護(hù)玻璃13，支架上設(shè)置有用于調(diào)整主機(jī)水平位置的微調(diào)螺釘20，兩長水泡3、29安裝底板22上；置于低板22上的步進(jìn)電機(jī)5、26分別通過相應(yīng)的齒輪付6、7，27、28，滾珠絲杠付8、25與垂直軌15的滑塊16和水平導(dǎo)軌23的滑塊24相連接，大物鏡11裝于滑塊16上，激光器4裝于滑塊24上，步進(jìn)電機(jī)與如圖3所示的包括顯示器、鍵盤、地址鎖存、程序存儲器、數(shù)據(jù)存貯器以及光學(xué)中心檢測、步進(jìn)運(yùn)控輸出電路所組成控制裝置相連接。
由
圖1所示，小物鏡9置于沿著激光器4軸向安裝的小物鏡套筒10內(nèi)，小物鏡9可由其鏡柜沿套筒的軸向運(yùn)動改變小物鏡與大物鏡間距，從而調(diào)整放樣激光束的直徑，主機(jī)上的角錐棱鏡14是一個附件，在儀器定位時插在儀器底板上，使激光束沿平行于激光光軸方向，由儀器上方反向射到儀器后方對中板上。定成定位以后取下可使激光束仍舊向前發(fā)射進(jìn)行放樣工作。由
圖1所示，占標(biāo)由帶有圓水泡的對中桿2與對中板1組成，定位時，圓水泡調(diào)好水平，對中桿2位于中樁點(diǎn)上，對中板1上的十字座標(biāo)即可準(zhǔn)確定位。支架由三角架21及找平水泡組成。為確定激光器和大物鏡位移的光學(xué)原點(diǎn)，在齒輪付的垂直大齒輪7和水平大齒輪28上分別置有光電傳感器17、18。
本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是采用了高精度導(dǎo)軌及滾珠絲桿，保證了高的運(yùn)行精度，兩步進(jìn)電機(jī)分別控制物鏡和激光器，簡化了傳動機(jī)構(gòu)；易找水平面，以保證光軸為水平，采用了帶有微機(jī)的控制裝置可對物鏡畸變、導(dǎo)軌垂直度；定位；坡度、彎道等誤差進(jìn)行補(bǔ)償，以保證高精度。因此，激光隧道斷面放樣儀為鐵路隧道和其他地下工程隧道開挖時確定斷斷面形狀及炮眼位置提供了新的手段。
權(quán)利要求1.一種激光隧道斷面放樣儀，其特征在于，它由主機(jī)、控制裝置、電源、支架及占標(biāo)組成；主機(jī)包括激光器(4)，大小物鏡(11)、(9)，步進(jìn)電機(jī)(5)、(26)，齒輪付(6)、(7)，(27)、(28)，滾珠絲桿付(8)、(25)，垂直導(dǎo)軌(15)，水平導(dǎo)軌(23)，角錐棱鏡(14)，保護(hù)玻璃(13)；主機(jī)通過轉(zhuǎn)動付(19)固定在支架上，支架上置有調(diào)整主機(jī)水平位置的微調(diào)螺釘(20)、兩長水泡(3)、(29)安裝在底板(22)上；置于底板(22)上的兩步進(jìn)電機(jī)(5)、(26)分別通過相應(yīng)的齒輪付(6)、(7)，(27)、(28)，滾珠絲桿付(8)、(25)與垂直導(dǎo)軌(15)的滑塊(16)和水平導(dǎo)軌(23)的滑塊(24)相連接，大物鏡(11)裝于滑塊(16)上，激光器(4)裝于滑塊(24)上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的激光隧道斷面放樣儀，其特征在于，所述的控制裝置為包括CPU、鍵盤、顯示器、地址鎖存、程序存儲器、數(shù)據(jù)存貯器以及光學(xué)中心檢測、步進(jìn)運(yùn)控輸出電路。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的激光隧道斷面放樣儀，其特征在于所述的占標(biāo)由帶有圓水泡的對中桿(2)、對中板(1)組成。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的激光隧道斷面放樣儀，所述的小物鏡(9)置于沿著激光器(4)軸向安裝的小物鏡套筒(10)內(nèi)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的激光隧道斷面放樣儀，其特征在于所述的齒輪付中的大齒輪(7)和(28)上分別置有光電傳感器(17)、(18)。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種激光隧道斷面放樣儀,特別是它由主機(jī)、控制裝置、電源、支架及占標(biāo)組成,主機(jī)包括激光器、大小物鏡、步進(jìn)電機(jī)、齒輪副、滾珠絲桿副、導(dǎo)軌、角錐棱鏡、保護(hù)玻璃,微機(jī)控制下兩步進(jìn)電機(jī)分別通過相應(yīng)的齒輪副、滾珠絲桿副與垂直、水平導(dǎo)軌的滑塊驅(qū)動大物鏡作垂直方向運(yùn)動,激光器作水平方向運(yùn)動,這二維運(yùn)動使激光束偏轉(zhuǎn)形成放樣激光光束,精確掃描出斷面輪廓,作為開挖基準(zhǔn),亦可為鉆泡眼定位,并可修正斷面參數(shù),從而實(shí)現(xiàn)隧道開挖放樣。
文檔編號E21D9/00GK2364216SQ99225638
公開日2000年2月16日 申請日期1999年2月3日 優(yōu)先權(quán)日1999年2月3日
發(fā)明者陳家璧, 張長征, 曹俊卿, 譚曼怡, 包一平, 羅瓊 申請人:上海理工大學(xué), 鐵道部隧道工程局廣西南寧工程部