專利名稱：微型頂管機的機頭姿態(tài)激光測量裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及的是一種激光測量裝置，特別是一種微型頂管機的機頭姿態(tài)激光測量裝置，屬于用于隧道工程的激光技術領域。
背景技術：
頂管機的姿態(tài)測量方法很多，目前常用的測量方法有人工測量法、激光測量法、陀螺羅盤法、自動跟蹤全站儀測量法等，這些測量方法均有成功應用的實例，但要用于微型頂管的測量都難于實現(xiàn)。分析上述幾種測量方法無法進行；陀螺儀設備目前尚較大，無法安裝到機頭，全站儀價格昂貴，經(jīng)文獻檢索尚未發(fā)現(xiàn)在微型頂管機的機頭上，設置激光測量裝置來測量微型頂管機的機頭姿態(tài)的。

發(fā)明內容
本實用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術中的不足，提供一種微型頂管機的機頭姿態(tài)激光測量裝置。使其能在小口徑頂管中運用的姿態(tài)測量及控制方法，能有效地控制好整個推進過程中的機頭姿態(tài)及隧道軸線，并能保證其他管線不受損害。本實用新型是通過以下技術方案實現(xiàn)的，本實用新型主要包括激光光源、光靶、測量環(huán)、攝像機、計算機、傾斜儀組成，光靶設置在測量環(huán)上，攝像機朝光靶方向設置，輔以適當?shù)恼彰鳎瑑A斜儀固定于微型頂管機機頭中，其信號經(jīng)過微型頂管機機頭內PLC可編程控制器送到控制臺的計算機，攝像機的信號直接送到計算機?？刂婆_上能夠監(jiān)視光點的位置，并通過計算機取得頂管機同推進軸線的偏差值以及相關施工參數(shù)。該裝置可分手動、自動兩種控制方式進行。
在始發(fā)井的基準點上設置激光光源，使激光束沿管節(jié)中預留通道入射到設置在機頭的光靶上，以此檢測頂管機機頭的位置和姿態(tài)。改進光靶的機械結構，在微型頂管機機頭內安裝一個測量環(huán)，使光點在微型頂管機機頭旋轉后均處于水平位置的最高點，避免微型頂管機機頭旋轉而引起的測量誤差。用一臺超小型攝像機監(jiān)視光靶，使操作人員在控制臺的監(jiān)視器上通過監(jiān)視光靶上光點的位置，來確定機頭的高程和平面的偏差，用糾偏操作來糾正機頭的偏離，同時將光點位置信號送計算機進行數(shù)字化處理，得到機頭的高程和平面的偏差量，再根據(jù)掘進距離計算出偏離推進軸線的偏差值。機頭姿態(tài)控制可由控制糾偏千斤頂來達到的，通過對4只千斤頂編排組合，對各千斤頂以不同作用力來使整個機頭達到糾偏的控制。
本實用新型有效解決了隧道工程中微型頂管機的機頭上，設置激光測量裝置來測量微型頂管機的機頭姿態(tài)的技術難題，能在小口徑頂管中運用的姿態(tài)測量及控制方法，機頭姿態(tài)控制可控制對各千斤頂以不同作用力來使整個機頭達到糾偏的控制。能有效地控制好整個推進過程中的機頭姿態(tài)及隧道軸線，并能保證其他管線不受損害。


圖1本實用新型結構示意圖圖2本實用新型光靶示意圖具體實施方式
如圖1所示，本實用新型主要包括激光光源1、光靶2、測量環(huán)3、攝像機4、計算機5、傾斜儀6，光靶2設置在測量環(huán)3上，攝像機4朝光靶2方向設置，輔以適當?shù)恼彰?，傾斜儀6固定于微型頂管機機頭中，其信號經(jīng)過微型頂管機機頭內PLC可編程控制器送到控制臺的計算機5，攝像機4的信號直接送到計算機5。控制臺上能夠監(jiān)視光點的位置，并通過計算機5取得頂管機同推進軸線的偏差值以及相關施工參數(shù)。測量環(huán)3設置在微型頂管機機頭內。該裝置可分手動、自動兩種控制方式進行。
如圖2所示，當頂管機出洞推進時，將激光光源1激光點調整在光靶2上的“0”位置，在頂進過程中，激光點開始移動至“A”或“B”點，其平面偏差分別為+A1或-B1，高程偏差分別為+A2或-B2，操作人員根據(jù)光靶的刻度結合機頭內配置的傾斜儀6顯示坡度和轉角，可以進行糾偏操作，使光點返回“0”，并使機頭的坡度和轉角保持在一定的范圍內。同時，在機頭內還配置二臺攝像機4分別監(jiān)視兩個糾偏千斤頂?shù)纳炜s距離，根據(jù)糾偏千斤頂伸或縮的刻度確定糾偏千斤頂?shù)膶嶋H工作情況。
在自動控制時，通過計算機5計算得到機頭的偏差值，控制執(zhí)行裝置進行自動糾偏。本實用新型機頭姿態(tài)激光測量裝置可使操作人員能實時觀察到機頭的高程和平面偏差，并及時觀察到偏差控制的實際效果。還通過計算機5的處理得到偏離軸線的數(shù)據(jù)，從而使推進軸線滿足設計要求。
權利要求1.一種微型頂管機的機頭姿態(tài)激光測量裝置，主要包括激光光源(1)、光靶(2)、攝像機(4)、計算機(5)、傾斜儀(6)，其特征在于還包括測量環(huán)(3)，光靶(2)設置在測量環(huán)(3)上，攝像機(4)朝光靶(2)方向設置，傾斜儀(6)固定于機頭中，攝像機(4)的信號直接送到計算機(5)
2.根據(jù)權利要求1所述的這種微型頂管機的機頭姿態(tài)激光測量裝置，其特征是測量環(huán)(3)設置在微型頂管機機頭內。
專利摘要一種微型頂管機的機頭姿態(tài)激光測量裝置屬于用于隧道工程的激光技術領域。主要包括激光光源、光靶、測量環(huán)、攝像機、計算機、傾斜儀組成，光靶設置在測量環(huán)上，攝像機朝光靶方向設置，輔以適當?shù)恼彰鳎瑑A斜儀固定于微型頂管機機頭中，其信號經(jīng)過微型頂管機機頭內PLC可編程控制器送到控制臺的計算機，攝像機的信號直接送到計算機。本實用新型有效解決了隧道工程中微型頂管機的機頭上，設置激光測量裝置來測量微型頂管機的機頭姿態(tài)的技術難題，能在小口徑頂管中運用的姿態(tài)測量及控制方法，機頭姿態(tài)控制可控制對各千斤頂以不同作用力來使整個機頭達到糾偏的控制。能有效地控制好整個推進過程中的機頭姿態(tài)及隧道軸線，并能保證其他管線不受損害。
文檔編號G01C15/00GK2601390SQ0322923
公開日2004年1月28日 申請日期2003年3月6日 優(yōu)先權日2003年3月6日
發(fā)明者顧德焜, 劉文偉, 呂建中, 洪偉, 楊磊, 傅德明 申請人:上海隧道工程股份有限公司