本申请提供了一种用于盾构机盾尾间隙的单线激光测量系统和装置，其中，测量系统包括间隙仪、数据处理模块、显示模块和电源模块；其中，间隙仪由广角相机、点激光模块、线激光模块组成；线激光模块，用于向盾尾的内壁和管片与盾尾的内壁相对的侧部发射线激光，生成在管片上的管片线和在盾尾壳体上的盾壳线；点激光模块，用于标定所述间隙仪，提供标尺；广角相机，用于在线激光模块和点激光模块发射激光时采集盾尾间隙图像；数据处理模块，用于对盾尾间隙图像进行识别，并计算盾尾间隙；数据显示模块，用于对盾尾间隙和盾尾间隙图像以图形和数字结合的方式进行显示。本申请能够提高盾构间隙测量的准确度，保障盾构间隙测量的实时性。保障盾构间隙测量的实时性。保障盾构间隙测量的实时性。
【技术实现步骤摘要】
一种用于盾构机盾尾间隙的单线激光测量系统和装置
[0001]本申请涉及盾构施工
，尤其是涉及一种用于盾构机盾尾间隙的单线激光测量系统和装置。
技术介绍
[0002]盾构隧道掘进机，简称盾构机，是一种隧道掘进的专用工程机械。盾尾间隙是盾构机盾尾与管片之间的缝隙，盾尾间隙的测量数值为管片选型、盾构姿态控制提供数据支撑。
[0003]实际中，当盾尾间隙超出标准值时，会带来一系列安全隐患，比如，盾尾刷磨损较快、管片被压裂、盾构机盾尾卡盾、无法拼装管片，所以，需要对盾尾间隙进行实时测量，以便根据盾构间隙大小及时调整盾构机的推进姿态，避免施工事故的发生。
[0004]目前，一般采用直尺等测量工具，人工对盾尾间隙进行测量，在实际测量过程中，因空间狭小，不便于测量人员操作，极易造成测量数据准确度低。另外，在盾构机推进的过程中无法进行人工测量，在每一环推进完成后才可以进行人工测量，因此，人工测量的盾构间隙具有滞后性。
[0005]因此，目前亟需一种盾构机盾尾间隙的自动测量系统，以提高盾构间隙测量的准确度和实时性。
技术实现思路
[0006]有鉴于此，本申请实施例的目的在于提供一种用于盾构机盾尾间隙的单线激光测量系统和装置，提高盾构间隙测量的准确度，保障盾构间隙测量的实时性。
[0007]第一方面，本申请实施例提供了一种用于盾构机盾尾间隙的单线激光测量系统，所述测量系统用于测量盾构机盾尾与管片之间的间隙，包括间隙仪、数据处理模块、显示模块和电源模块；其中，所述间隙仪沿所述盾尾的圆周方向均布分布，安装在盾构机盾尾的内壁且靠近管片，由广角相机、点激光模块、线激光模块组成；
[0008]所述线激光模块，用于向盾尾的内壁和管片与盾尾的内壁相对的侧部发射线激光，生成在管片上的管片线和在盾尾壳体上的盾壳线；
[0009]所述点激光模块由散热筒和点激光器组成，所述点激光器安装在所述散热筒的圆形定位孔内，所述点激光模块包括第一点激光模块和第二点激光模块，用于向盾尾的内壁和管片与盾尾的内壁相对的侧部发射点激光，标定所述间隙仪，提供标尺；其中，所述第一点激光模块和所述第二点激光模块的机械结构的中心距离恒定；
[0010]所述广角相机，用于在所述线激光模块和所述点激光模块发射激光时采集盾尾间隙图像，并将所述盾尾间隙图像发送至所述数据处理模块；
[0011]所述数据处理模块，用于对所述盾尾间隙图像进行识别，确定间隙位置，并根据所述间隙位置和所述标尺计算盾尾间隙，对计算得到的盾尾间隙进行存储；
[0012]所述显示模块，用于对从所述数据处理模块处接收到的盾尾间隙和对应的盾尾间隙图像以图形和数字结合的方式进行显示。
[0013]在一种可能的实施方式中，所述间隙仪的组成元件还包括安装支架、后壳体、主壳体、盖板、增透膜、防护玻璃、指示灯、安装底板、转压模块；
[0014]所述广角相机通过螺栓安装在所述安装底板的上方，并通过所述安装底板固定在所述后壳体上；
[0015]所述第一点激光模块通过螺栓连接于所述安装底板下方，所述第二点激光模块的安装孔为槽口，通过螺栓连接于所述安装底板下方；
[0016]所述线激光模块安装在所述主壳体的前端面上，置于所述广角相机视野中心的正下方，所述线激光模块与所述主壳体的安装位置处设有限位孔，以便对所述线激光模块的安装位置进行限定。
[0017]在一种可能的实施方式中，所述主壳体在所述广角相机的前方开有透视窗口，安装所述增透膜，所述增透膜通过所述盖板安装在所述主壳体的前端面上，所述盖板通过螺栓连接在主壳体上；
[0018]所述主壳体在所述点激光模块的前方开有透视窗口，安装所述防护玻璃，所述防护玻璃通过压板安装在所述主壳体的内端面上，所述主壳体设有限位孔，所述压板通过螺栓连接在所述主壳体上。
[0019]在一种可能的实施方式中，所述后壳体通过所述安装支架固定在所述主壳体上，所述后壳体和所述主壳体形成封闭结构；所述安装支架通过限位孔与所述后壳体连接，为所述间隙仪提供安装位置。
[0020]在一种可能的实施方式中，所述后壳体和所述主壳体，用于保护所述间隙仪的内部核心元件，所述后壳体和所述主壳体外部设有镀层，以便采用所述镀层防止可见光干扰所述内部核心件的运行。
[0021]在一种可能的实施方式中，所述后壳体和所述主壳体的镀层为加硬镀层；所述增透膜采用高透材质；所述防护玻璃采用方形高透玻璃片，并设有限位槽口用于安装防水垫圈；所述点激光器为准直点激光器；所述线激光模块为一字线激光器。
[0022]在一种可能的实施方式中，所述转压模块通过螺柱固定在所述安装底板的下端面，用于将所述电源模块提供的220V交流电转化为12V直流电，为所述广角相机、所述点激光模块、所述线激光模块供电。
[0023]在一种可能的实施方式中，所述数据处理模块通过如下方式确定所述标尺：
[0024]步骤1：获取所述第一点激光模块和所述第二点激光模块的机械结构的中心距离R；
[0025]步骤2：接收所述广角相机在所述第一点激光模块和所述第二点激光模块发射点激光时采集的点激光图像，并从所述点激光图像中识别出第一激光点的光斑质心（u1，v1）和第二激光点的光斑质心（u2，v2）；
[0026]步骤3：建立图像坐标系下第一激光点的光斑质心（u1，v1）和第二激光点的光斑质心（u2，v2）之间的距离与R的映射关系f，将f确定为所述标尺。
[0027]在一种可能的实施方式中，所述数据处理模块，还用于在接收到查询端发送的历史数据查询指令后，查找预设时间范围内的历史盾尾间隙，并将所述历史盾尾间隙发送至所述显示模块；
[0028]所述显示模块，还用于对接收到的所述历史盾尾间隙以折线图的方式进行显示。
[0029]第二方面，本申请实施例提供了一种用于盾构机盾尾间隙的单线激光测量装置，所述测量装置用于测量盾构机盾尾与管片之间的间隙，包括间隙仪、数据处理模块、显示模块和电源模块；其中，所述间隙仪沿所述盾尾的圆周方向均布分布，安装在盾构机盾尾的内壁且靠近管片，由广角相机、点激光模块、线激光模块组成；
[0030]所述线激光模块，用于向盾尾的内壁和管片与盾尾的内壁相对的侧部发射线激光，生成在管片上的管片线和在盾尾壳体上的盾壳线；
[0031]所述点激光模块由散热筒和点激光器组成，所述点激光器安装在所述散热筒的圆形定位孔内，所述点激光模块包括第一点激光模块和第二点激光模块，用于向盾尾的内壁和管片与盾尾的内壁相对的侧部发射点激光，标定所述间隙仪，提供标尺；其中，所述第一点激光模块和所述第二点激光模块的机械结构的中心距离恒定；
[0032]所述广角相机，用于在所述线激光模块和所述点激光模块发射激光时采集盾尾间隙图像，并将所述盾尾间隙图像发送至所述数据处理模块；
[0033]所述数据处理模块，用于对所述盾尾间隙图像进行识别，确定间隙位置，并根据所述间隙位置和所述标尺计算盾尾间隙，对计算得到的本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种用于盾构机盾尾间隙的单线激光测量系统，其特征在于，所述测量系统用于测量盾构机盾尾与管片之间的间隙，包括间隙仪、数据处理模块、显示模块和电源模块；其中，所述间隙仪沿所述盾尾的圆周方向均布分布，安装在盾构机盾尾的内壁且靠近管片，由广角相机、点激光模块、线激光模块组成；所述线激光模块，用于向盾尾的内壁和管片与盾尾的内壁相对的侧部发射线激光，生成在管片上的管片线和在盾尾壳体上的盾壳线；所述点激光模块由散热筒和点激光器组成，所述点激光器安装在所述散热筒的圆形定位孔内，所述点激光模块包括第一点激光模块和第二点激光模块，用于向盾尾的内壁和管片与盾尾的内壁相对的侧部发射点激光，标定所述间隙仪，提供标尺；其中，所述第一点激光模块和所述第二点激光模块的机械结构的中心距离恒定；所述广角相机，用于在所述线激光模块和所述点激光模块发射激光时采集盾尾间隙图像，并将所述盾尾间隙图像发送至所述数据处理模块；所述数据处理模块，用于对所述盾尾间隙图像进行识别，确定间隙位置，并根据所述间隙位置和所述标尺计算盾尾间隙，对计算得到的盾尾间隙进行存储；所述显示模块，用于对从所述数据处理模块处接收到的盾尾间隙和对应的盾尾间隙图像以图形和数字结合的方式进行显示。2.根据权利要求1所述的用于盾构机盾尾间隙的单线激光测量系统，其特征在于，所述间隙仪的组成元件还包括安装支架、后壳体、主壳体、盖板、增透膜、防护玻璃、指示灯、安装底板、转压模块；所述广角相机通过螺栓安装在所述安装底板的上方，并通过所述安装底板固定在所述后壳体上；所述第一点激光模块通过螺栓连接于所述安装底板下方，所述第二点激光模块的安装孔为槽口，通过螺栓连接于所述安装底板下方；所述线激光模块安装在所述主壳体的前端面上，置于所述广角相机视野中心的正下方，所述线激光模块与所述主壳体的安装位置处设有限位孔，以便对所述线激光模块的安装位置进行限定。3.根据权利要求2所述的用于盾构机盾尾间隙的单线激光测量系统，其特征在于，所述主壳体在所述广角相机的前方开有透视窗口，安装所述增透膜，所述增透膜通过所述盖板安装在所述主壳体的前端面上，所述盖板通过螺栓连接在主壳体上；所述主壳体在所述点激光模块的前方开有透视窗口，安装所述防护玻璃，所述防护玻璃通过压板安装在所述主壳体的内端面上，所述主壳体设有限位孔，所述压板通过螺栓连接在所述主壳体上。4.根据权利要求2所述的用于盾构机盾尾间隙的单线激光测量系统，其特征在于，所述后壳体通过所述安装支架固定在所述主壳体上，所述后壳体和所述主壳体形成封闭结构；...
【专利技术属性】
技术研发人员：张晓日，戴璐璐，
申请(专利权)人：上海力信测量系统有限公司，
类型：新型
国别省市：
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