用于量测隧道管片错台的电阻触发式伸缩可移动装置制造方法及图纸

本申请属于地铁隧道盾构管片拼装施工技术领域，涉及一用于量测隧道管片错台的电阻触发式伸缩可移动装置，包括金属外壳、调平及移动吸附系统、嵌入式测量系统；嵌入式测量系统设于金属外壳的内部用于间接量测拼接盾构管片之间的高差，调平及移动吸附系统安装在金属外壳下部用于对整个装置进行调平和移动吸附。具体的，本申请通过助推器推动活塞驱使水槽进入玻璃管，基于玻璃管内水位变化，定量化精准量测盾构管片环之间的错位；采用吸盘使整个装置吸附在盾构管片错位测量点内壁上，以实现不同管片错位部位的可移动式吸附；还利用摄像头安装在定位销钉上，以实现对盾构管片各环错台量影像信息的实时提取，作为管片错台维修保养信息的重要参考依据。

Resistance triggered telescopic movable device for measuring the displacement of tunnel segments

【技术实现步骤摘要】
用于量测隧道管片错台的电阻触发式伸缩可移动装置
本申请属于地铁隧道盾构管片拼装施工
，具体涉及一种用于量测隧道管片错台的电阻触发式伸缩可移动装置。
技术介绍
城市地铁隧道盾构工程主要是利用螺栓连接法对各环管片进行拼装，曲线段隧道盾构掘进拼接过程中容易发生管片错位，加之受盾构管片制作误差以及盾构管片拼装由工人操作完成，在这个过程中，没有精确的校准工具，也极易发生盾构各拼装管片间出现相对错位的现象，从而影响整个结构的受力，引起盾构管片产生裂缝或局部破坏，极大地影响整个结构的可靠性和安全性。现有的地铁隧道工程在正常运营过程中，由于受到上部结构的重力作用，以及隧道通车后的往复循环振动，导致盾构管片之间的螺栓出现松动，引起盾构各环管片之间发生相对位移，从而引发隧道渗漏水。现有运营隧道和施工隧道各环管片之间的错位评判，没有一个定量化的精准量测设备，现场主要是依赖工程技术人员的工程经验做出评价，或者是利用简单的测量尺进行量测，由于受限于隧道的高度，不能对隧道顶部的错台进行精准量测，非常不利于于隧道稳定性评价。中国专利CN104457572B基于三维扫描技术提取盾构隧道错缝错台量的方法，主要步骤是根据三维激光扫描获取的隧道内壁正射影像提取相邻管片之间的纵缝位置信息，垂直于隧道衬砌环的中心轴线设置切面，并提取相邻管片纵缝切面两侧一定距离范围内的隧道衬砌环点集，分别将切面两侧的点集投影到切面上获得两个断面切片，对断面切片上的圆弧分弧段进行数据检查，剔除粗差点后将两个断面切片上的圆弧进行拟合，计算纵缝处相邻弧段沿半径方向的错开量。但是该方法受人为因素影响大，不能快速对两环管片之间的错台进行定量化评价。中国专利CN104713435A管片错台测量专用尺，包括测量部和定位部，定位部位于测量部右侧，定位部包括横挡条和竖挡片，竖挡片垂直固定在横挡条的左端面上，测量部包括卡槽、测量尺和锁紧螺栓，测量尺设置在卡槽内并可相对于卡槽上下移动，在卡槽侧壁上设置有通孔，锁紧螺栓的螺杆穿过通孔端部抵在测量尺的侧壁上，卡槽底部与横挡条的下表面处于同一平面，但是该专用尺由于受隧道高度限制影响，不能量测隧道顶部及一定高度范围的错台，且不能实时获取量测部位的错位影像数据。中国专利CN105387801B一种地铁隧道管片错台量检测方法，包括如下步骤：输入Kinect设备采集深度图像的三维数据矩阵，并对数据进行预处理；采用双对角差分算法将深度图转成数字图像技术可以处理的二值图像；二值图像中的噪声采用联合去噪算法处理，同时对于螺栓孔，注浆孔这些特殊噪声基于形状特征去除；用细化算法提取错台的骨架，通过全局搜索算法识别不同类型的错台线并找到对应深度图像上错台的位置进行管片错台量计算。但是该方法受人为因素影响大，不能快速对两环管片之间的错台进行定量化评价，也不能实时获取量测部位的错位影像数据。中国专利CN204691793U手持式地铁隧道管片错台检测装置，包含Kinect设备、第一旋转关节、摄像机、支撑杆、手持伸缩杆、拉环、背带、控制柜、电池组件、GPS定位器、第二旋转关节、伸缩调节轴、平板电脑、支撑架。但是该装置不能在隧道任意高度和任意范围内移动，不能快速对两环管片之间的错台进行定量化评价，也不能实时获取量测部位的错位影像数据。
技术实现思路
本技术的目的在于，克服现有技术的不足，提供一种用于量测隧道管片错台的电阻触发式伸缩可移动装置，具有量测精准、快速可移动、成本低、通用性好、效率高、操作简易的优点。为了实现上述目标，本申请提供了如下技术方案：一种用于量测隧道管片错台的电阻触发式伸缩可移动装置，包括金属外壳、调平及移动吸附系统、嵌入式测量系统；其中，嵌入式测量系统设于金属外壳的内部用于间接量测拼接盾构管片之间的高差，调平及移动吸附系统安装在金属外壳下部用于对整个装置进行调平和移动吸附；嵌入式测量系统包括圆柱形的水槽、活塞、推进机构、定位机构、位移测量机构；水槽设置在金属外壳内用于盛水，水面上设置有活塞，且活塞的直径与水槽的直径相同，活塞的上方设置有可上下移动地推进机构；同时推进机构还与定位机构连接，定位机构用于对拼接的两个盾构管片进行分别定位；位移量测机构包括玻璃管，水槽与玻璃管连通；定位机构在推进机构的推动下依次到达拼接的两个盾构管片处，同时活塞在推进机构的推动下驱使水槽中的水向玻璃管内流动，进而通过位移量测机构量测玻璃管内的液面高度变化，即间接对拼接盾构管片之间的高差进行量测。进一步，推进机构包括助推器、垫片、移动指针、第一弹簧、卡簧、固定外壳；固定外壳为上下贯通的空腔结构，其焊接在金属外壳内部，并位于活塞上方，固定外壳内嵌套有移动指针；移动指针的下端呈锥形并伸出固定外壳外部与活塞接触，移动指针的上方安装有助推器，助推器与移动指针之间安装有垫片，同时移动指针外套设有第一弹簧，第一弹簧的上下两端各自通过一个卡簧进行限位。助推器可以为T型的，其包括相互连接的横部和竖部，T型助推器的横部位于金属外壳外，T型助推器的竖部穿设在金属外壳的顶部，为了便于T型助推器的竖部穿过，可以在金属外壳的顶部开设孔洞。进一步，定位机构包括可伸缩定点销钉、滑槽、连接轨道、定位销钉、定位感应器；滑槽竖向安装在金属外壳的外侧壁上，可伸缩定点销钉可上下移动地安装在滑槽上，同时可伸缩定点销钉通过连接轨道与助推器连接，且可伸缩定点销钉上方安装有定位销钉，定位销钉下方安装有定位传感器。进一步，定位销钉上还安装有摄像头。进一步，位移测量机构还包括压力水膜、第二弹簧、位移指数表；玻璃管内设置有水平布置的压力水膜和竖向布置的第二弹簧，第二弹簧的上下两端分别固定于玻璃管内部的上下两端，同时第二弹簧与位移指数表连接，位移指数表中设置有电源；水槽中的水在活塞的驱动下通过压力水膜流入玻璃管内并在玻璃管内产生电流，通过位移指数表对玻璃管内的电流进行检测进而得到玻璃管内的液面高度变化。进一步，调平及移动吸附系统包括调平水槽，调平水槽安装在金属外壳的底部中心，调平水槽中安装有水平布置的隔板，隔板上部盛有水，同时隔板上开设有四个均匀布置的小孔，每个小孔中各插入一个导管，四个导管之间依次呈90°布置，且四个导管各自与第一个触角相连通，同时在导管与触角之间均设置有形状记忆合金片，形状记忆合金片以网片形式缠绕在触角中，且形状记忆合金片与继电器连接，并通过继电器控制形状记忆合金片的变形；同时调平水槽的底部中心设置有圆形凹槽，调平小球放置在圆形凹槽内，并可以在调平水槽的底部滚动。进一步，调平及移动吸附系统还包括调平机构，每个触角下方均安装一组调平机构；调平机构包括压力传感器、旋转弹簧、发条、第二电动机；压力传感器安装在触角的内底部，触角与发条之间通旋转弹簧连接，同时发条与第二电动机；发条在第二电动机的驱动下转动旋转弹簧，从而带动整个装置以所述触角为圆心旋转。进一步，调平及移动吸附系统还移动吸附机构，每一组调平机构的下方均安装一组移动吸附机构；移动吸附机构包括真空负压传感器、吸盘、压力泵载体、储气囊、送气导管、小气体导管、压力泵；吸盘设置在地面上，储气囊设置在吸盘上并与吸盘通过小气体导管连通，储气囊腔体的内底部设置有真空负压传感器用于检测吸盘的真空度；压力泵载体内设置有压力泵，压力泵通过送气导管与储气囊连通，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于量测隧道管片错台的电阻触发式伸缩可移动装置，其特征在于：包括金属外壳(41)、调平及移动吸附系统、嵌入式测量系统；其中，嵌入式测量系统设于金属外壳(41)的内部用于间接量测拼接盾构管片之间的高差，调平及移动吸附系统安装在金属外壳(41)下部用于对整个装置进行调平和移动吸附；嵌入式测量系统包括圆柱形的水槽(28)、活塞(27)、推进机构、定位机构、位移测量机构；水槽(28)设置在金属外壳(41)内用于盛水，水面上设置有活塞(27)，且活塞(27)的直径与水槽(28)的直径相同，活塞(27)的上方设置有可上下移动地推进机构；同时推进机构还与定位机构连接，定位机构用于对拼接的两个盾构管片进行分别定位；位移量测机构包括玻璃管(30)，水槽(28)与玻璃管(30)连通；定位机构在推进机构的推动下依次到达拼接的两个盾构管片处，同时活塞(27)在推进机构的推动下驱使水槽(28)中的水向玻璃管(30)内流动，进而通过位移量测机构量测玻璃管(30)内的液面高度变化，即间接对拼接盾构管片之间的高差进行量测。

【技术特征摘要】
1.一种用于量测隧道管片错台的电阻触发式伸缩可移动装置，其特征在于：包括金属外壳(41)、调平及移动吸附系统、嵌入式测量系统；其中，嵌入式测量系统设于金属外壳(41)的内部用于间接量测拼接盾构管片之间的高差，调平及移动吸附系统安装在金属外壳(41)下部用于对整个装置进行调平和移动吸附；嵌入式测量系统包括圆柱形的水槽(28)、活塞(27)、推进机构、定位机构、位移测量机构；水槽(28)设置在金属外壳(41)内用于盛水，水面上设置有活塞(27)，且活塞(27)的直径与水槽(28)的直径相同，活塞(27)的上方设置有可上下移动地推进机构；同时推进机构还与定位机构连接，定位机构用于对拼接的两个盾构管片进行分别定位；位移量测机构包括玻璃管(30)，水槽(28)与玻璃管(30)连通；定位机构在推进机构的推动下依次到达拼接的两个盾构管片处，同时活塞(27)在推进机构的推动下驱使水槽(28)中的水向玻璃管(30)内流动，进而通过位移量测机构量测玻璃管(30)内的液面高度变化，即间接对拼接盾构管片之间的高差进行量测。2.根据权利要求1所述的用于量测隧道管片错台的电阻触发式伸缩可移动装置，其特征在于：推进机构包括助推器(20)、垫片(24)、移动指针(26)、第一弹簧(23)、卡簧(25)、固定外壳(37)；固定外壳(37)为上下贯通的空腔结构，其焊接在金属外壳(41)内部，并位于活塞(27)上方，固定外壳(37)内嵌套有移动指针(26)；移动指针(26)的下端呈锥形并伸出固定外壳(37)外部与活塞(27)接触，移动指针(26)的上方安装有助推器(20)，助推器(20)与移动指针(26)之间安装有垫片(24)，同时移动指针(26)外套设有第一弹簧(23)，第一弹簧(23)的上下两端各自通过一个卡簧(25)进行限位。3.根据权利要求2所述的用于量测隧道管片错台的电阻触发式伸缩可移动装置，其特征在于：定位机构包括可伸缩定点销钉(21)、滑槽(22)、连接轨道(31)、定位销钉(35)、定位感应器(36)；滑槽(22)竖向安装在金属外壳(41)的外侧壁上，可伸缩定点销钉(21)可上下移动地安装在滑槽(22)上，同时可伸缩定点销钉(21)通过连接轨道(31)与助推器(20)连接，且可伸缩定点销钉(21)上方安装有定位销钉(35)，定位销钉(35)下方安装有定位感应器(36)。4.根据权利要求3所述的用于量测隧道管片错台的电阻触发式伸缩可移动装置，其特征在于：定位销钉(35)上还安装有摄像头(12)。5.根据权利要求1所述的用于量测隧道管片错台的电阻触发式伸缩可移动装置，其特征在于：位移测量机构还包括压力水膜(29)、第二弹簧(34)、位移指数表(33)；玻璃管(30)内设置有水平布置的压力水膜(29)和竖向布置的第二弹簧(34...

【专利技术属性】
技术研发人员：邹宝平，张铭儿，张佳莹，张泽峰，张昊泽，谢况琴，姜茗耀，刘治平，罗战友，
申请(专利权)人：浙江科技学院，
类型：新型
国别省市：浙江,33