【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及地下洞室爆破作业，尤其涉及一种隧道爆破开挖掌子面平整度测量装置及使用方法。
技术介绍
1、本部分的陈述仅仅是提供了与本专利技术相关的
技术介绍
信息，不必然构成在先技术。
2、由于钻爆法施工技术简单、操作灵活、经济成本低，且随着钻爆机械的不断升级和操作水平的不断提高，目前仍是山岭隧道、城市岩质隧道最常用的开挖方法之一。
3、地下洞室工程，诸如山岭隧道、城市地铁、矿放开挖，工作面常常布设上百个炮孔，炮孔布设方案直接影响爆破开挖的好坏。当前，大断面地下洞室的爆破开挖以楔形掏槽为主，现场炮孔钻设的质量常常取决于工人的施工技术水平。进而造成的后果是：标准炮孔布设方案没有结合实际，炮孔利用率不高，不利于工人作业工又延误工期。如果按照掌子面为标准平面来布置炮孔，一个循环后掌子面也会变得凹凸不平难以继续按照标准方案布置炮孔。如果每个循环后能及时进行平整度评价，按照掌子面平整度来布设炮孔，不仅便于工人钻孔，而且有利于节约工期和提高爆破效果。
4、当前测量掌子面的方法是，通过激光发射器对掌子面的各测点的距离进行依次测量，之后根据测量数据形成掌子面轮廓，将掌子面轮廓与标准掌子面轮廓进行比较，确定掌子面超挖和欠挖的情况，该种方法需要对掌子面的各测点的距离进行依次测量，测量效率较低，且通过形成掌子面轮廓后，仅与标准掌子面轮廓进行比较，确定掌子面超挖和欠挖的情况，并没有对平整度进行量化评价。
技术实现思路
1、本专利技术为了解决上述问题，提出了一种隧道爆破开挖掌
2、为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
3、第一方面，提出了一种隧道爆破开挖掌子面平整度测量装置，包括支架、处理器和激光探测装置；处理器和激光探测装置均固定于支架上；
4、激光探测装置包括激光发射器和激光接收器，用于向掌子面不同测点发射激光信号，和接收不同测点反射的激光信号；
5、处理器，用于根据发射激光信号和接收激光信号的时间差，确定掌子面各测点与对应激光发射器之间的距离；根据掌子面各测点与对应激光发射器之间的距离，确定掌子面每个测点的凹凸度评价指标、水平坐标和竖直坐标；根据凹凸度评价指标，从掌子面所有测点中选取出最大凹点与最大凸点，计算最大凹点与最大凸点的竖直坐标差、水平坐标差和凹凸距离差，通过最大凹点与最大凸点的竖直坐标差、水平坐标差和凹凸距离差，对掌子面的平整度进行评价。
6、进一步的，处理器，用于利用三角函数对掌子面测点与对应激光发射器之间的距离、激光发射器与垂直于掌子面方向的夹角及激光探测装置到信号传输模组中心的距离进行计算，获得掌子面测点到信号传输模组中心的垂直距离；将理想掌子面到信号传输模组中心的垂直距离减去掌子面测点到信号传输模组中心的垂直距离，获得掌子面测点的凹凸度评价指标。
7、进一步的，处理器，用于利用三角函数对掌子面测点与对应激光发射器之间的距离、掌子面高度、激光探测装置的初始倾角和上下的最大摆动角度进行计算，获得掌子面测点的水平坐标和竖直坐标。
8、进一步的，处理器，用于控制激光发射器的开启数量与位置；根据掌子面的轮廓高度，确定激光探测装置的初始倾角和上下方向的最大摆动角度，在对掌子面进行测量时，根据初始倾角和上下方向的最大摆动角度，对转动轴进行控制。
9、进一步的，处理器，还根据掌子面每个测点的凹凸度评价指标、水平坐标和竖直坐标，获得掌子面的三维效果图。
10、进一步的，激光探测装置与处理器均与信号传输模组连接，信号传输模组通过转动轴转动轴与支架连接，且转动轴能够相对于支架上下左右旋转。
11、进一步的，支架包括支撑架、托盘、调平装置和转动轴，支撑架的一端与托盘连接，调平装置与转动轴均与托盘连接，调平装置用来调整托盘的水平度，转动轴能够相对于托盘左右和上下旋转。
12、进一步的，托盘上还设置水准气泡，水准气泡用于指示托盘是否水平。
13、进一步的，凹凸距离差越大，越不平整；竖直坐标差和水平坐标差越小，越不平整。
14、第二方面，提出了第一方面提出的一种隧道爆破开挖掌子面平整度测量装置的使用方法，包括：
15、将一种隧道爆破开挖掌子面平整度测量装置放置于垂直于掌子面中心的延长线上；
16、通过激光探测装置向掌子面不同测点发射激光信号，并接收不同测点反射的激光信号；
17、根据发射激光信号和接收激光信号的时间差，确定掌子面各测点与对应激光发射器之间的距离；根据掌子面各测点与对应激光发射器之间的距离，确定掌子面每个测点的凹凸度评价指标、水平坐标和竖直坐标；根据凹凸度评价指标，从掌子面所有测点中选取出最大凹点与最大凸点，计算最大凹点与最大凸点的竖直坐标差、水平坐标差和凹凸距离差，通过最大凹点与最大凸点的竖直坐标差、水平坐标差和凹凸距离差，对掌子面的平整度进行评价。
18、与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：
19、1、本专利技术公开装置在对掌子面不同测点进行距离测量的基础上，确定了最大凹点和最大凸点，进而能够根据最大凹点与最大凸点的竖直坐标差、水平坐标差和凹凸距离差对掌子面的平整度进行全面评价，使得对掌子面平整度的评价更全面、准确。
20、2、本专利技术的激光探测装置包括多个激光发射器和激光接收器，能够同时对掌子面的不同测点进行距离测量，从而提高掌子面测量的效率。
21、3、本专利技术最大凹点与最大凸点的竖直坐标差、水平坐标差和凹凸距离差作为掌子面平整度的评价标准，实现了对掌子面平整度的量化评价，解决隧道掌子面全范围平整度无法量化的难题。
22、4、本专利技术的处理器能够根据不同的掌子面轮廓及高度，来控制激光发射器的开启数量和位置，从而能够适用于不同掌子面轮廓的测量，如圆形、马蹄形等。
23、5、本专利技术公开装置，使用时与开挖掌子面保持一定的安全距离，不存在安全隐患，且通过激光测距，实现无损无害的平整度评价。
24、本专利技术附加方面的优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本专利技术的实践了解到。
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1.一种隧道爆破开挖掌子面平整度测量装置，其特征在于，包括支架、处理器和激光探测装置；处理器和激光探测装置均固定于支架上；
2.如权利要求1所述的一种隧道爆破开挖掌子面平整度测量装置，其特征在于，处理器，用于利用三角函数对掌子面测点与对应激光发射器之间的距离、激光发射器与垂直于掌子面方向的夹角及激光探测装置到信号传输模组中心的距离进行计算，获得掌子面测点到信号传输模组中心的垂直距离；将理想掌子面到信号传输模组中心的垂直距离减去掌子面测点到信号传输模组中心的垂直距离，获得掌子面测点的凹凸度评价指标。
3.如权利要求1所述的一种隧道爆破开挖掌子面平整度测量装置，其特征在于，处理器，用于利用三角函数对掌子面测点与对应激光发射器之间的距离、掌子面高度、激光探测装置的初始倾角和上下的最大摆动角度进行计算，获得掌子面测点的水平坐标和竖直坐标。
4.如权利要求3所述的一种隧道爆破开挖掌子面平整度测量装置，其特征在于，处理器，用于控制激光发射器的开启数量与位置；根据掌子面的轮廓高度，确定激光探测装置的初始倾角和上下方向的最大摆动角度，在对掌子面进行测量时，根据
5.如权利要求1所述的一种隧道爆破开挖掌子面平整度测量装置，其特征在于，处理器，还根据掌子面每个测点的凹凸度评价指标、水平坐标和竖直坐标，获得掌子面的三维效果图。
6.如权利要求1所述的一种隧道爆破开挖掌子面平整度测量装置，其特征在于，激光探测装置与处理器均与信号传输模组连接，信号传输模组通过转动轴转动轴与支架连接，且转动轴能够相对于支架上下左右旋转。
7.如权利要求1所述的一种隧道爆破开挖掌子面平整度测量装置，其特征在于，支架包括支撑架、托盘、调平装置和转动轴，支撑架的一端与托盘连接，调平装置与转动轴均与托盘连接，调平装置用来调整托盘的水平度，转动轴能够相对于托盘左右和上下旋转。
8.如权利要求7所述的一种隧道爆破开挖掌子面平整度测量装置，其特征在于，托盘上还设置水准气泡，水准气泡用于指示托盘是否水平。
9.如权利要求1所述的一种隧道爆破开挖掌子面平整度测量装置，其特征在于，凹凸距离差越大，越不平整；竖直坐标差和水平坐标差越小，越不平整。
10.如权利要求1-9任一项所述的一种隧道爆破开挖掌子面平整度测量装置的使用方法，包括：
...【技术特征摘要】
1.一种隧道爆破开挖掌子面平整度测量装置，其特征在于，包括支架、处理器和激光探测装置；处理器和激光探测装置均固定于支架上；
2.如权利要求1所述的一种隧道爆破开挖掌子面平整度测量装置，其特征在于，处理器，用于利用三角函数对掌子面测点与对应激光发射器之间的距离、激光发射器与垂直于掌子面方向的夹角及激光探测装置到信号传输模组中心的距离进行计算，获得掌子面测点到信号传输模组中心的垂直距离；将理想掌子面到信号传输模组中心的垂直距离减去掌子面测点到信号传输模组中心的垂直距离，获得掌子面测点的凹凸度评价指标。
3.如权利要求1所述的一种隧道爆破开挖掌子面平整度测量装置，其特征在于，处理器，用于利用三角函数对掌子面测点与对应激光发射器之间的距离、掌子面高度、激光探测装置的初始倾角和上下的最大摆动角度进行计算，获得掌子面测点的水平坐标和竖直坐标。
4.如权利要求3所述的一种隧道爆破开挖掌子面平整度测量装置，其特征在于，处理器，用于控制激光发射器的开启数量与位置；根据掌子面的轮廓高度，确定激光探测装置的初始倾角和上下方向的最大摆动角度，在对掌子面进行测量时，根据初始倾角和上下方向的最大摆动角度，对转...
【专利技术属性】
技术研发人员：肖禹航，徐帮树，闫赫赫，于礼杰，司晓丽，宋浩天，张万志，王银坤，
申请(专利权)人：中国建设基础设施有限公司，
类型：发明
国别省市：
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