双护盾位置检测装置、检测方法、导向系统及导向方法制造方法及图纸

一种双护盾位置检测装置，包括激光器、感光靶和控制器，激光器安装于撑紧盾的前端面上，感光靶安装在前盾的后端面上，感光靶内设有拍摄装置，激光器发射的激光入射至感光靶上，激光器和拍摄装置分别和控制器连接。上述双护盾位置检测装置，通过在撑紧盾的前端面上设置激光器，在前盾的后端面上设置感光靶，双护盾TBM在曲线隧道掘进时，通过感光靶内置拍摄装置拍照处理光斑图像，得到前盾后端的光斑偏移量，从而得到前盾水平和垂直偏移量，提高了数据的准确度。此外，还提供一种采用上述双护盾位置检测装置的双护盾位置检测方法、一种双护盾导向系统及一种采用双护盾导向系统的双护盾导向方法。

【技术实现步骤摘要】
一种双护盾位置检测装置、双护盾位置检测方法、双护盾导向系统及双护盾导向方法
本申请涉及隧道工程
，特别是涉及一种双护盾位置检测装置及采用该双护盾位置检测装置的双护盾位置检测方法、双护盾导向系统及一种采用双护盾导向系统的双护盾导向方法。
技术介绍
双护盾TBM（TunelBoringMachine）是全断面硬岩隧道掘进机的一种，一般由刀盘、前盾、伸缩盾、撑紧盾、尾盾、拼装系统、皮带输送机、后配套等部分组成。随着城市地下建设，轨道交通行业快速发展，双护盾TBM能提高掘进速度、适用岩层广，而被迅速推广使用。目前国内外用于TBM的导向系统主要由安装在前盾上的激光靶、安装在隧道管片壁上的全站仪和后视棱镜以及安装导向系统控制软件的工业电脑四部分组成。导向系统的测量以安装在隧道管片壁上的全站仪发出的激光束为基准，当发出激光束照射到安装在TBM前盾上的激光靶时与激光标靶的轴线相比较，得出前盾相对于全站仪的滚动角、俯仰角和方位角。通过后视棱镜计算出激光标靶和全站仪的距离，从而计算出前盾中心坐标，所有的这些数据通过电缆传输到安装导向系统控制软件的电脑上，这些数据与输入工业电脑的隧道设计轴线数据相比本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种双护盾位置检测装置，其特征在于，包括激光器、感光靶和控制器，所述激光器安装于撑紧盾的前端面上，所述感光靶安装在前盾的后端面上，所述感光靶内设有拍摄装置，所述激光器发射的激光入射至所述感光靶上，所述激光器和所述拍摄装置分别和所述控制器连接。

【技术特征摘要】
1.一种双护盾位置检测装置，其特征在于，包括激光器、感光靶和控制器，所述激光器安装于撑紧盾的前端面上，所述感光靶安装在前盾的后端面上，所述感光靶内设有拍摄装置，所述激光器发射的激光入射至所述感光靶上，所述激光器和所述拍摄装置分别和所述控制器连接。2.如权利要求1所述的双护盾位置检测装置，其特征在于，所述感光靶内还设有第一倾斜仪。3.如权利要求1所述的双护盾位置检测装置，其特征在于，还包括安装支架，所述安装支架安装在所述撑紧盾的前端面上，所述安装支架上开设有至少两个安装孔，所述激光器安装于所述安装支架的所述安装孔上。4.一种采用如权利要求1所述的双护盾位置检测装置的双护盾位置检测方法，其特征在于，包括以下步骤：所述激光器发射激光至所述拍摄装置，所述拍摄装置拍摄光斑图像，并将所述光斑图像发送至所述控制器；所述控制器接收所述光斑图像，并对所述光斑图像进行实时处理，得到光斑偏移量；对所述光斑偏移量进行修正，得到所述前盾后端的光斑实际偏移量。5.如权利要求4所述的双护盾位置检测方法，其特征在于，所述实时处理包括以下步骤：对所述光斑图像进行图像滤波、图像增强和二值化处理，提取激光光斑的中心位置；通过所述感光靶自定义的拍摄装置坐标系，直接读取所述提取的激光光斑的中心位置；根据两次激光光斑的中心位置的不同，计算得到光斑偏移量。6.如权利要求4所述的双护盾位置检测方法，其特征在于，对所述光斑偏移量进行修正，得到前盾后端的光斑实际偏移量的操作为：所述光斑偏移量结合所述前盾和所述撑紧盾之间的铰接油缸的伸长量和所述感光靶上的激光束的入射角度，计算得到所述前盾后端的光斑实际偏移量。7.如权利要求6所述的双护盾位置检测方法，其特征在于，所述感光靶上的激光束的入射角度通过以下方法得到：测量所述激光器点位的坐标和激光束入射至所述感光靶上的光斑点的坐标；计算所述感光靶的激光入射光束与所述撑紧盾轴线的夹角，得到所述感光靶上的激光束的入射角度。8.如权利要求7所述的双护盾位置检测方法，其特征在于，所述激光器点位的坐标的测量方法如下：用全站仪免棱镜模式测量，首先布置两个以上站点，把大地坐标传递到设于所述前盾和所述撑紧盾之间的伸缩盾内，再架设全站仪，直接测量出激光器点位的坐标；所述光斑点的坐标的测量方法如下：用全站仪免棱镜模式测量，首先布置两个以上站点，把大地坐标传递到设于所述前盾和所述撑紧盾之间的伸缩盾内，再架设全站仪，直接测量出光斑点的坐标。9.如权利要求4所述的双护盾位置检测方法，其特征在于，还包括如下步骤：采用所述感光靶内的第一倾斜仪测量所述前盾后端的俯仰角和滚动角；通过所述前盾后端的俯仰角和滚动角，得到所述前盾前端的俯仰角和滚动角。10.一种双护盾导向系统，其特征在于，包括激光器、感光靶、激光靶、全站仪、后视棱镜和控制器，所述激光器安装于撑紧盾的前端面上，所述感光靶安装在前盾的后端面上，所述感光靶内设有拍摄装置和第一倾斜仪，所述激光靶内设有第二倾斜仪，所述激光器发射的激光入射至所述感光靶上，所述激光靶安装于所述撑紧盾的后端面上，所述全站仪和所述后视棱镜均设于管片上，所述全站仪设于所述激光靶和所述后视棱镜之间，所述全站仪发射的激光入射至所述激光靶上，所述激光器、所述拍摄装置和所述全站仪分别和所述控制器连接。11.一种采用如权利要求12所述的双护盾导向系统的双护盾导向方法，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘飞香，程永亮，彭红军，赵宗华，吴宇辉，贺泊宁，王理，郑莹，陈泓璇，王宁，
申请(专利权)人：中国铁建重工集团有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南,43