一种激光垂线测量装置、及激光垂线测量系统制造方法及图纸

本申请提供的一种激光垂线测量装置、及激光垂线测量系统，安装于设置在立柱顶端的调节支架上，包括：准直激光发生器，用于发射与本装置的安装平面相垂直的激光光束，以供利用所述激光光束调节本装置的安装平面以垂直于所述立柱的轴线；相互垂直的主三轴倾斜传感器与辅三轴倾斜传感器，用于采集三轴方向测量数据；通信单元，用于与外部终端通信连接，以实现数据交互。本申请能与外部终端通信实现数据交互，体积小，结构简单，能在地面通过调节激光光束方向来调节支架，可快速实现安装面姿态调节，保证安装面与立柱轴线垂直，同时输出有效的Z、X与Y三轴向测量数据，保证立柱的垂直度调节，并在保证垂直度精度同时，提升作业效率和可靠性。

【技术实现步骤摘要】
一种激光垂线测量装置、及激光垂线测量系统
本申请涉及的建造安装
，特别是涉及一种激光垂线测量装置、及激光垂线测量系统。
技术介绍
在建造领域，逆作法施工技术是高层建筑物最先进的施工技术方法，具有材料节约、环保的优点，因此在环境保护要求比较高的深大基坑工程中应用日益广泛。在地下结构逆作法施工中，临时支承立柱与永久结构立柱往往合二为一，即基坑工程施工阶段采用钢管柱或钢格构柱作为临时支承立柱，待基坑工程完成以后再在其外包钢筋混凝土，成为永久结构立柱；这对临时支承立柱的施工质量提出了很高的要求，规范规定结构立柱轴线偏差应当控制在±5mm以内，垂直度控制在1/500到1/600以内；控制结构立柱轴线的垂直度，是结构逆作法的关键技术。在电力塔杆安装过程中，也有同样的问题，为了控制塔身垂直度，每1到2段就必须进行垂直度检测，调整好后才能继续安装；当整个塔身安装好后，塔身垂直度调节好并将固定螺栓拧紧后才能吊装平台；整塔结构完成后，还需要调整垂直度到最佳状态(规范要求为1/2000)。无线通信中塔桅构件的垂直度，在安装与使用过程中，其值不大于被测高度的1/1500，因此，市场也期待高效垂直度检测技术。在传统安装过程中，为了保证单根立柱(构件)、钢管的垂直度，通常在吊装作业前后，多次使用经纬仪进行人工测量与监测，费时，效率低；特别是对逆作法的大型支承立柱，进行垂直度监测的代价，十分高昂。如何保证安装时立柱垂直度，并进行快速安全施工，是现在的技术难题。除了使用外部的经纬仪这类设备进行外部检测外，为了安装方便，传统的钢立柱垂直度检测方法主要有：测斜管法和倾斜仪法。这些方法也同样用于电力塔杆和无线通信中塔桅构件的安装。测斜管法：即在平行于钢立柱中轴线位置的外侧绑缚测斜管，然后在钢立柱下到准备的安装孔中后，用测斜仪在测斜管中测量若干个点来计算钢立柱的垂直度；根据测量结果指导调整钢立柱的垂直度，然后再复测，如果不符合要求，再重复前面的操作步骤直到符合钢立柱的垂直度要求为止；由测试方法可以看出，要调整一根较长米长的钢立柱的垂直度达到设计要求的1/500以上，都要测量→调整→复测→调整→复测→……这个流程，耗时费力，效率非常低；同时这种测量方法受多方面因素的影响而无法达到较高的精度，这是因为：⑴测斜管的生产误差。测斜管的壁厚和导槽的深度误差；⑵测斜仪在测斜管底部和顶部因温度变化所引起的误差；⑶测量人员拉放绳缆的方式所造成的误差。倾斜仪法：用倾斜仪来测量钢立柱的垂直度时，首先将钢立柱用起重机吊起，然后用激光经纬仪测量并同时调整钢立柱的垂直度，当钢立柱完全垂直时，固定倾斜仪，并将倾斜仪设定为零位；然后再在正交方向，用同样方法定位倾斜仪并归零，这样，才能确定倾斜仪在钢立柱上完成安装；倾斜仪法的主要缺陷在于倾斜仪在钢立柱上的安装定位异常困难，工效太低且工料成本太大，难以在工程中推广应用。现阶段已有采用激光发生器与两轴倾斜仪结合的方式完成大型构件安装时垂直度实时监测；其方法是在地面、在大型构件的一端安装激光发生器与两轴倾斜仪结合的装置，沿立柱轴线方向发射激光，观测靶纸上光斑位置情况，在通过调节安装倾斜仪的安装平面，使得不同立柱位置的靶纸上光斑位置基本一致，从而确定倾斜仪的安装平面与立柱轴线垂直；起吊后，再通过安装倾斜仪水平度检测完成对立柱垂直度的间接测量；这种方法已经优于测斜管法和单一倾斜仪法。现有的激光发生器与两轴倾斜仪集成设备存在一些缺点，包括：(1)只用X与Y方向的水平方向检测，没有实现立柱X、Y、Z三轴姿态检测；(2)没有集成无线通信，设备体积大、自动化程度低使用繁杂；(3)缺乏Z轴测量值，在地面进行集成设备安装平面与立柱轴线垂直调校时，不能批量粗调，调节速度慢、效率低；(4)安装平面与立柱轴线垂直调校时，激光光束与立柱间距检测使用人工测量、记录，分析与处理效率低，影响调节速度；(5)在安装平面调整完成后，如果有未经授权的安装平面调节，难以发现；(6)操作应用门槛高、难度高，需专业人员进行处理。现有技术集成度低、自动化程度低，功能单一，缺乏立柱X、Y、Z三轴姿态检测，大大影响施工效率。
技术实现思路
鉴于以上所述现有技术的缺点，本申请的目的在于提供一种激光垂线测量装置、及激光垂线测量系统，以解决现有技术中的问题。为实现上述目的及其他相关目的，本申请提供一种激光垂线测量装置，安装于设置在立柱顶端的调节支架上，所述装置包括：准直激光发生器，用于发射与本装置的安装平面相垂直的激光光束，以供利用所述激光光束调节本装置的安装平面以垂直于所述立柱的轴线；相互垂直的主三轴倾斜传感器与辅三轴倾斜传感器，用于采集三轴方向测量数据；通信单元，用于与外部终端通信连接，以实现数据交互。于本申请的一实施例中，所述主三轴倾斜传感器的Z轴与所述准直激光发生器的光束方向同轴；所述辅三轴倾斜传感器的Z轴与安装平面平行；所述主三轴倾斜传感器或所述辅三轴倾斜传感器所采集的X、Y、Z三轴方向测量数据，以供测量立柱的垂直度值或水平度值。于本申请的一实施例中，所述准直激光发生器发出的激光光束与所述立柱之间的距离，可通过激光二维位移计测量激光光束在所述立柱不同长度位置的光斑位置，以供将间距调整一致，实现所述调节支架的安装平面垂直于所述立柱的轴线。于本申请的一实施例中，所述通信单元的通信方式包括：蓝牙、红外、WiFi、2G/3G/4G/5G、NB-IOT、LoRa、Zigbee、及MavLink中任意一个或多个组合。于本申请的一实施例中，所述装置不设任何按钮或开关；当外部充电电源接入或所述通信单元接收到指令时，所述装置才被激活使用。于本申请的一实施例中，所述装置设有温度传感器，用于对测量数据的精度进行补偿。于本申请的一实施例中，所述装置采用充电电池供电。为实现上述目的及其他相关目的，本申请提供一种激光垂线测量系统，所述系统包括：调节支架，用于安装在立柱顶端；如上所述的激光垂线测量装置，安装于所述调节支架上，用于采集对应立柱的三轴方向测量数据；激光二维位移计，用于测量所述准直激光发生器发出的激光光束与所述立柱之间的距离，以供将间距调整一致，实现所述调节支架的安装平面垂直于所述立柱的轴线；外部终端，用于存储、显示、处理所述三轴方向测量数据，以供指导垂直度调整作业的操控设备和配套软件。于本申请的一实施例中，通过调节所述调节支架的螺栓以调整其安装平面的水平度。综上所述，本申请的一种激光垂线测量装置、及激光垂线测量系统。具有以下有益效果：本申请所述装置及系统能与外部终端通信实现数据交互，体积小，结构简单，能在地面通过调节激光光束方向来调节支架，可快速实现本装置安装面姿态调节，保证安装面与立柱轴线垂直，同时利用主辅三轴倾斜传感器输出有效的Z、X与Y轴向测量数据，保证立柱的垂直度调节，并在保证垂直度精度同时，提升作业效率和本装置的可靠性。附图说明图1显示为本申请于一实施例中一种激光垂线测量系统的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种激光垂线测量装置，其特征在于，安装于设置在立柱顶端的调节支架上，所述装置包括：/n准直激光发生器，用于发射与本装置的安装平面相垂直的激光光束，以供利用所述激光光束调节本装置的安装平面以垂直于所述立柱的轴线；/n相互垂直的主三轴倾斜传感器与辅三轴倾斜传感器，用于采集三轴方向测量数据；/n通信单元，用于与外部终端通信连接，以实现数据交互。/n

【技术特征摘要】
1.一种激光垂线测量装置，其特征在于，安装于设置在立柱顶端的调节支架上，所述装置包括：
准直激光发生器，用于发射与本装置的安装平面相垂直的激光光束，以供利用所述激光光束调节本装置的安装平面以垂直于所述立柱的轴线；
相互垂直的主三轴倾斜传感器与辅三轴倾斜传感器，用于采集三轴方向测量数据；
通信单元，用于与外部终端通信连接，以实现数据交互。


2.根据权利要求1所述装置，其特征在于，
所述主三轴倾斜传感器的Z轴与所述准直激光发生器的光束方向同轴；
所述辅三轴倾斜传感器的Z轴与安装平面平行；
所述主三轴倾斜传感器或所述辅三轴倾斜传感器所采集的X、Y、Z三轴方向测量数据，以供测量立柱的垂直度值或水平度值。


3.根据权利要求1所述装置，其特征在于，通过激光二维位移计测量激光光束在所述立柱不同位置上所形成的光斑位置，以调整所述准直激光发生器发出的激光光束与所述立柱之间的距离一致，以供所述调节支架的安装平面垂直于所述立柱的轴线。


4.根据权利要求1所述装置，其特征在于，所述通信单元的通信方式包括：蓝牙、红外、WiFi、2G/3G/4G/5G...

【专利技术属性】
技术研发人员：何铁，顾国明，杨峰，唐健清，王喜超，
申请(专利权)人：上海航鼎电子科技发展有限公司，
类型：新型
国别省市：上海;31