一种多功能一体化隧道三维激光扫描平台制造技术

本发明专利技术公开了激光扫描仪技术领域的一种多功能一体化隧道三维激光扫描平台，在扫描过程中不依赖于轨道，即可实现对隧道的全方位扫描，适用于各种无轨隧道和各类地下空间结构。包括：激光扫描仪和一体化工作平台，激光扫描仪安装在支撑杆上，支撑杆通过球铰组件与一体化工作平台铰接，支撑杆上安装有距离传感器，激光扫描仪和距离传感器分别与数据处理装置电连接，数据处理装置与控制面板电连接，控制面板和所述数据处理装置固定在一体化工作平台上；一体化工作平台上设有动力系统、制动系统和多个行走轮，动力系统通过驱动行走轮进而驱动一体化工作平台实现前进或后退，制动系统为行走轮提供制动力，使一体化工作平台停在指定位置。定位置。定位置。

【技术实现步骤摘要】
一种多功能一体化隧道三维激光扫描平台


[0001]本专利技术属于激光扫描仪
，具体涉及一种多功能一体化隧道三维激光扫描平台。

技术介绍

[0002]三维激光扫描技术又被称为实景复制技术，是测绘领域继GPS技术之后的一次技术革命。它突破了传统的单点测量方法，具有高效率、高精度的独特优势。三维激光扫描技术能够提供扫描物体表面的三维点云数据，采集汇总点云数据，形成地下结构的三维立体模型。
[0003]在各种隧道的运营过程中，隧道结构会随着时间的推移而出现各种病害,其中典型的包括：结构滴水渗水、混凝土裂缝、剥落、掉块等病害，且此类病害一般具有发生时间短、影响程度大、修复时间长等特点，尤其是在运营期间出现，因此需要对隧道进行高频率的检测。目前传统人工测量隧道变形、裂缝与其他隧道病害效率低且人工成本高，不适合现在的地铁隧道测量。
[0004]现有隧道三维激光扫描技术多用于地铁隧道或其他有轨隧道中，通过轨道车使扫描仪在隧道中定向移动，对于无轨公路隧道或其他空间复杂的地下结构，激光扫描仪缺少固定的定向移动轨道，扫描出的隧道点数据杂乱无章，无法拟合出隧道三维模型，没有利用价值。常规断面扫描仪必须在轨道上保证激光扫描仪竖直，从而扫描出隧道的横断面，对于地形复杂的无轨地下空间，如出现斜坡或地面不平整的情况，激光扫面议会扫描出隧道的斜断面图而非横断面轮廓图，激光扫描出的点云数据为倾斜截面的，难以利用，无法实现对隧道变形的控制检测。

技术实现思路

[0005]为解决现有技术中的不足，本专利技术提供一种多功能一体化隧道三维激光扫描平台，在扫描过程中不依赖于轨道，即可实现对隧道的全方位扫描，适用于各种无轨隧道和各类地下空间结构。
[0006]为达到上述目的，本专利技术所采用的技术方案是：一种多功能一体化隧道三维激光扫描平台，包括：激光扫描仪和一体化工作平台，所述激光扫描仪安装在支撑杆上，所述支撑杆通过球铰组件与所述一体化工作平台铰接，所述支撑杆上安装有距离传感器，所述激光扫描仪和所述距离传感器分别与数据处理装置电连接，所述数据处理装置与控制面板电连接，所述控制面板和所述数据处理装置固定在所述一体化工作平台上；所述一体化工作平台上设有动力系统、制动系统和多个行走轮，所述动力系统通过驱动行走轮进而驱动所述一体化工作平台实现前进或后退，所述制动系统为所述行走轮提供制动力，使所述一体化工作平台停在指定位置。
[0007]进一步地，所述球铰组件包括安装底座和与所述安装底座铰接的铰接球，所述安装底座固定在所述一体化工作平台上，所述铰接球的中心设有可供所述支撑杆穿过的通
孔，所述支撑杆穿过所述通孔后与所述铰接球固定连接。
[0008]进一步地，所述一体化工作平台上设置竖直矫正装置，所述支撑杆在所述竖直矫正装置的驱动下，始终保持竖直状态。
[0009]进一步地，所述竖直矫正装置包括水平调控器、电动转盘、若干个电动伸缩支架和铰支座，每个所述电动伸缩支架的一端通过所述铰支座固定在一体化工作平台的内壁，另一端与水平调控器固定连接，若干个所述电动伸缩支架绕水平调控器的轴线均匀布置；水平调控器与电动转盘的定子固定连接，电动转盘的转子与支撑杆固定连接。
[0010]进一步地，所述支撑杆的轴线、水平调控器的轴线、电动转盘的定子轴线和转子轴线共线。
[0011]进一步地，所述支撑杆是中空的。
[0012]进一步地，所述数据处理装置接收所述距离传感器检测到的所述一体化工作平台的位置信息和所述激光扫描仪检测到的地下结构内表面的点云数据，所述数据处理装置根据所述位置信息和所述点云数据拟合出地下结构的三维信息模型，并将所述三维信息模型输出至所述控制面板。
[0013]进一步地，所述数据处理装置还设有通讯模块。
[0014]进一步地，所述控制面板为触屏式面板，且所述控制面板与所述动力系统和所述制动系统电连接，所述控制面板上设置控制所述动力系统和所述制动系统的控制按钮。
[0015]进一步地，所述一体化工作平台还设有供电系统，所述供电系统与所述数据处理装置、所述动力系统和所述制动系统电连接。
[0016]与现有技术相比，本专利技术所达到的有益效果：（1）本专利技术通过将激光扫描仪与一体化工作平台进行组合，一体化工作平台依靠内部动力系统驱动，或由牵引车在前牵引拖拽行驶，在扫描过程中不依赖于轨道，即可实现对隧道的全方位扫描适用于各种无轨隧道和各类地下空间结构；（2）本专利技术通过球铰组件配合一体化工作平台内的竖直矫正装置，使激光扫描仪在扫描过程中始终保持竖直，在斜坡和地面不平整的地方保证扫描仪的良好工作状态；（3）本专利技术通过旋转机构驱动激光扫描仪水平方向360度无障碍旋转，在电力驱动下旋转，实现隧道地下结构内定点全方向激光扫描；本专利技术可自动化扫描，扫描中无需人为控制；可进行远程控制扫描平台的启动和行驶，调整激光扫描仪扫描速率，提高扫描工作效率；（4）本专利技术可获取隧道地下结构内表面点数据，采集拟合成隧道的三维信息模型，对隧道断面的变形，隧道内表面裂缝及渗漏进行监控，可提高隧道变形与各病害检测效率，测量效率高，可提高检测频率，减少检测周期，提升病害预防效果；全程自动化扫描，减低人工成本。
附图说明
[0017]图1是本专利技术实施例提供的一种多功能一体化隧道三维激光扫描平台的三维结构示意图；图2是本专利技术实施例提供的一种多功能一体化隧道三维激光扫描平台的侧视图；图3是本专利技术实施例提供的一种多功能一体化隧道三维激光扫描平台在隧道地下结构
中的工作原理图；图4是本专利技术实施例提供的一种多功能一体化隧道三维激光扫描平台中的球铰组件的三维示意图；图5是本专利技术实施例提供的一种多功能一体化隧道三维激光扫描平台中的球铰组件的剖面示意图；图6是本专利技术实施例提供的一种多功能一体化隧道三维激光扫描平台中的球铰组件与激光扫描仪连接的三维示意图；图7是本专利技术实施例提供的一种多功能一体化隧道三维激光扫描平台在斜坡上扫描时，激光扫描仪保持竖直状态示意图；图8是本专利技术实施例提供的一种多功能一体化隧道三维激光扫描平台中的竖直矫正装置示意图。
具体实施方式
[0018]下面结合附图对本专利技术作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本专利技术的技术方案，而不能以此来限制本专利技术的保护范围。
[0019]如图1~图8所示，一种多功能一体化隧道三维激光扫描平台，包括：激光扫描仪1和一体化工作平台2，激光扫描仪1安装在支撑杆3上，支撑杆3通过球铰组件与一体化工作平台2铰接，支撑杆3上安装有距离传感器4，激光扫描仪1和距离传感器4分别与数据处理装置电连接，数据处理装置与控制面板21电连接，控制面板21和数据处理装置固定在一体化工作平台2上；一体化工作平台2上设有动力系统、制动系统和多个行走轮22，动力系统通过驱动行走轮22进而驱动一体化工作平台2实现前进或后退，制动系统为行走轮22提供制动力，使一体化工作平台2停在指定位置。
[0020]本实施例中，支撑杆3是中空的，可采用圆管，与激光扫描仪1和距离传感器4连接的导线、数本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多功能一体化隧道三维激光扫描平台，其特征是，包括：激光扫描仪和一体化工作平台，所述激光扫描仪安装在支撑杆上，所述支撑杆通过球铰组件与所述一体化工作平台铰接，所述支撑杆上安装有距离传感器，所述激光扫描仪和所述距离传感器分别与数据处理装置电连接，所述数据处理装置与控制面板电连接，所述控制面板和所述数据处理装置固定在所述一体化工作平台上；所述一体化工作平台上设有动力系统、制动系统和多个行走轮，所述动力系统通过驱动行走轮进而驱动所述一体化工作平台实现前进或后退，所述制动系统为所述行走轮提供制动力，使所述一体化工作平台停在指定位置。2.根据权利要求1所述的多功能一体化隧道三维激光扫描平台，其特征是，所述球铰组件包括安装底座和与所述安装底座铰接的铰接球，所述安装底座固定在所述一体化工作平台上，所述铰接球的中心设有可供所述支撑杆穿过的通孔，所述支撑杆穿过所述通孔后与所述铰接球固定连接。3.根据权利要求1所述的多功能一体化隧道三维激光扫描平台，其特征是，所述一体化工作平台上设置竖直矫正装置，所述支撑杆在所述竖直矫正装置的驱动下，始终保持竖直状态。4.根据权利要求3所述的多功能一体化隧道三维激光扫描平台，其特征是，所述竖直矫正装置包括水平调控器、电动转盘、若干个电动伸缩支架和铰支座，每个所述电动伸缩支架的一端通过所述铰支座固定在一体化工作平台的内壁，另...

【专利技术属性】
技术研发人员：丰土根，靖守臣，张箭，宋健，张福海，张坤勇，钟小春，
申请(专利权)人：河海大学，
类型：发明
国别省市：