专利名称：隧道限界检测仪的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种隧道限界检测仪，特别是一种结合了多种功能测量 的隧道限界检测仪。
背景技术：
大地测量仪器中，隧道限界检测仪是用于测量隧道断面开挖形状的测量 仪器，可以通过隧道断面的测量控制隧道施工的质量。但现有仪器仅能完成 隧道当前断面的测量，隧道测量过程中对炮孔指示/施工放样/围岩收敛等多 功能测量的方法往往还需要通过全站仪、经绵仪、水准仪、收敛尺等多种设 备才能实现测量，这就要求在测量过程中要更换设备才能完成多项参数的测就可以使隧道测量变得简便、有效。实用新型内容本实用新型的目的是提供一种隧道限界检测仪，使得该隧道限界检测仪 可以实现多种测量功能，简单有效，消除了现有技术中要通过多种测量设备才能实现多种测量功能的操作复杂性；并且降低了测量成本。为了实现本实用新型上述目的，本实用新型提供的隧道限界检测仪包括 用于测量激光指示光的光程的激光测距�？椋挥美纯刂扑黾す庵甘竟庠谒� 道径向上旋转，并测量所述激光指示光方向与隧道径向所夹角度的Y向旋转 测角机构，所述Y向旋转测角机构与激光测距�？橄嗔樱挥美纯刂扑黾� 光指示光在隧道断面所在平面内旋转，并测量所述激光指示光方向与隧道端面所在平面的水平方向所夹角度的X向旋转测角机构，所述X向旋转测角机构与激光测距�？橄嗔樱挥糜诙运黾す獠饩嗄？�、Y向旋转测角机构及X 向旋转测角机构所测数据进行处理的数据处理�？�。其中，数据处理�？榘ǘ厦娌饬靠刂颇？椋咛灏ㄓ糜谏柚盟� 述隧道限界检测仪至所测断面的进深的第一设置�？椋煌ü齒向角度、Y向 角度及激光光程计算激光指示所测断面一点的实际进深的第一计算�？椋煌� 过比较设置的所测断面的进深和计算得到的实际进深来调节所述隧道限界才企 测仪的精度的第 一调节模块。数据处理�？榛拱ㄅ诳谆蚍叛字甘究刂颇？椋咛灏ㄓ糜谏� 置所有炮孔或放样孔的位置关系的第二设置�？椋煌ü齒向角度、Y向角度 及激光光程计算激光指示所述炮孔或放样孔的测量坐标的第二计算�？椋煌� 过比较所述炮孔或放样孔的实际坐标和计算得到的测量坐标来调节所述隧道 限界检测仪的精度的第二调节�？�。数据处理�？榛拱ㄎа沂樟膊馐钥刂颇？椋咛灏ㄓ糜谏瓒ú� 量间隔时间的第三设置�？椋煌ü齒向角度、Y向角度及激光光程计算两个 指定位置坐标的第三计算�？椋挥糜诩锹�、比较测量计算结果的比较�？椤１臼涤眯滦吞峁┑乃淼老藿缂觳庖牵沟酶盟淼老藿缂觳庖强梢允迪侄� 种测量功能，例如前、后断面测量、炮孔指示、施工放样、围岩收敛等， 简单有效，消除了现有技术中要通过多种测量设备才能实现多种测量功能的 搡作复杂性；并且降低了测量成本。
图1为本实用新型隧道限界检测仪实施例一的结构示意图; 图2为本实用新型隧道及断面示意图； 图3为本实用新型隧道限界检测仪实施例二的结构示意图; 图4为本实用新型隧道限界^r测仪实施例三的结构示意图;图5为本实用新型隧道限界检测仪实施例四的结构示意图。 下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。
具体实施方式
如图1所示，为本实用新型隧道限界检测仪实施例一的结构示意图，该
隧道限界检测仪包括用于测量激光指示光的光程的激光测距�？�1;用来 控制激光指示光在隧道径向上旋转，并测量激光指示光方向与隧道径向所夹 角度的Y向旋转测角机构2， Y向旋转测角机构2与激光测距�？�1相连接； 用来控制激光指示光在隧道断面所在平面内旋转，并测量激光指示光方向与 隧道端面所在平面的水平方向所夹角度的X向旋转测角机构3， X向旋转测角 机构3与激光测距�？�1相连接；用于对激光测距模块1、 Y向旋转测角机构 2及X向旋转测角机构3所测数据进行处理的数据处理�？�4。
现有的隧道限界检测仪用于测量隧道断面开挖形状，通常是通过一维测 距模块和一维测角�？榈玫降氖到屑扑悖庵旨扑惴椒ㄊ沟酶盟淼老� 界检测仪仅仅局限在测量当前断面的开挖形状，对于该隧道内部任意进深的 断面测量就没有办法了。如图2所示隧道，隧道限界;f企测仪所在位置的断面 为当前断面，即X轴和Z轴平面；进深即Y轴指示方向；设定进深的值，即 隧道内部多深的地方，该值即Y轴坐标值，进深对应的断面为前方断面。
本实用新型提供的隧道限界^r测仪可以通过Y向旋转测角才几构2测得前 方断面上指定点的Y向夹角《，如图2所示，X向旋转测角机构3可以测得
前方断面上指定点的X向夹角《，再结合激光测距�？�1测量的激光指示光 的光程，就可以得到隧道内任意一点激光指示光指示点的三维坐标。测量原 理为通过测量所得到的前方断面上某指示点的两维角度(即X轴方向上和 Y轴方向上)及一维距离，运用三角函数计算得出所测点得进深距离，即Y 轴方向上的距离。
通过本实用新型提供的隧道限界检测仪，可以通过该隧道限界检测仪具备的双轴旋转测角机构及测距模块，测量隧道内部任意一点的坐标位置，从
而可以实现隧道内多种测量功能，例如前、后断面测量、炮孔指示、施工 放样、围岩收敛等，简单有效，消除了现有技术中要通过多种测量设备才能 实现多种测量功能的操作复杂性；并且降低了测量成本。
如图3所示，为本实用新型隧道限界;f企测仪实施例二的结构示意图，该 隧道限界检测仪包括激光测距�？閘、 Y向旋转测角机构2及X向旋转测角 机构3,均与数据处理�？�4相连接，并将测得的数据送入该数据处理模块4， 进行数据处理。该数据处理�？�4包括断面测量控制�？�41，具体包括 用于设置所述隧道限界^r测仪至所测断面的进深的第一设置^f莫块411;通过X 向角度、Y向角度及激光光程计算激光指示所测断面一点的实际进深的第一 计算�？�412;通过比较设置的所测断面的进深和计算得到的实际进深来调 节隧道限界检测仪的精度的第一调节�？�413。
上述的数据处理�？�4包括的第一设置�？�411、第一计算�？�412和 第一调节�？�413是用来控制该隧道限界检测仪对隧道的当前断面和前方断 面进行描述的。其过程为首先确定进深，例如为从仪器所在位置算起10m 的距离，将这个进深值同时设置在第一设置�？�411中，并在该位置处找出 一点；用隧道限界检测仪的激光指示光指示提前找出的点，通过得到的两维 角度和一维距离数值，在第一计算�？�412中计算得出进深计算值；在第一 调节模块413中比较设定�？橹械募吐嫉氖导实慕詈徒罴扑阒担舨煌� 则要调节该隧道限界检测仪的测量计算精度，直至两个进深数值相匹配；最 后利用调好精度的该隧道限界^r测仪测量该进深下的断面各个点的坐标，并 描绘出该断面的形状。
在本实施例中，只要将隧道限界检测仪置于隧道中的某一位置，就可以 测量并描述隧道内任意断面的信息，简单方便，测量准确。
如图4所示，为本实用新型隧道限界检测仪实施例三的结构示意图，该 隧道限界检测仪包括激光测距�？�1、 Y向旋转测角机构2及X向旋转测角机构3，均与数据处理�？�4相连接，并将测得的数据送入该数据处理模块4， 进行数据处理。该数据处理�？�4包括炮孔或放样孔指示控制^^莫块42，具 体包括用于设置所有炮孔或放样孔的位置关系的第二设置�？�421;通过X 向角度、Y向角度及激光光程计算激光指示所述炮孔或放样孔的测量坐标的 第二计算�？�422;通过比较所述炮孔或放样孔的实际坐标和计算得到的测 量坐标来调节所述隧道限界检测仪的精度的第二调节�？�423。
炮孔指示为开挖隧道过程中，爆破前指示出炸药所置炮孔。在指示的 炮孔中放置炸药并炸开。施工放样任一需要爆破的施工现�。家柚镁� 确的放样位置，并在指示的放样位置实施爆破。也是测前方指定位置处坐标， 校准，再指示出所有位置。其测量过程为首先指示爆破进深，例如为从仪 器所在位置算起50m的距离处，将这个进深值同时设置在第二设置�？�421 中，并在该位置处找出一炮孔位置；用隧道限界4企测^4的激光指示光指示4是 前找出的点，通过得到的两维角度和一维距离数值，在第二计算�？�422中 计算得出进深计算值；在第二调节�？�423中比较第二设置模块421中的纪 录的实际的进深和第二计算�？�422中的进深计算值，若不同，则要调节该 隧道限界检测仪的测量计算精度，直至两个进深数值相匹配；最后利用调好 精度的该隧道限界检测仪指示之前设定好的每个炮孔相应的位置，人工标记 好，并放置炸药。
本实施例提供的隧道限界检测仪，可以将激光照射在所要求指示的炮孔 和所需放样的标志点位置，避免了在测量过程中使用全站仪或经绵仪测量的 不便；并可以结合上述实施例二中断面测量的功能，实现多功能测量。
如图5所示，为本实用新型隧道限界检测仪实施例四的结构示意图，该 隧道限界检测仪包括激光测距�？�1、 Y向旋转测角机构2及X向旋转测角 机构3,均与数据处理�？�4相连接，并将测得的数据送入该数据处理�？�4， 进行数据处理。该数据处理�？�4包括围岩收敛测试控制�？�43，具体包 括用于设定测量间隔时间的第三设置�？�431;通过X向角度、Y向角度及激光光程计算两个指定位置坐标的第三计算�？�432;用于记录、比较测量 计算结果的比较�？�433。
现有技术中围岩收敛为在隧道顶部偏两侧的位置先指定两个与X轴方 向平行的点，在这两点间挂一个收敛尺，通过收敛尺的标识观察两个设定的 标志点，每经过一时间段，就观察一次收敛尺的数值，通过采集的大量数据， 并进行有效的数学分析围岩收敛情况。本实施例同样采用上述的隧道限界检 测仪，通过数据处理�？�4中的围岩收敛测试控制模块43中的第三设置�？� 431设置对指定两点的测量间隔时间；再通过第三计算�？�432计算两点的 坐标；最后利用比较�？�433纪录所测量的数据并比较，分析得到围岩收敛 情况。
本实施例提供的隧道限界检测仪，可以将激光照射在所要求测量计算坐 标的标志点位置，避免了在测量过程中使用收敛尺测量的不方便；并可以结 合上述实施例一和实施例二中断面测量及炮孔指示、施工放样的功能，实现 多功能测量。
最后应说明的是以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非 对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的 普通技术人员应当理解其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行 修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不 使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。
权利要求1、一种隧道限界检测仪，其特征在于包括用于测量激光指示光的光程的激光测距模块；用来控制所述激光指示光在隧道径向上旋转，并测量所述激光指示光方向与隧道径向所夹角度的Y向旋转测角机构，所述Y向旋转测角机构与激光测距�？橄嗔樱挥美纯刂扑黾す庵甘竟庠谒淼蓝厦嫠谄矫婺谛⒉饬克黾す庵甘竟夥较蛴胨淼蓝嗣嫠谄矫娴乃椒较蛩薪嵌鹊腦向旋转测角机构，所述X向旋转测角机构与激光测距模块相连接；用于对所述激光测距模块、Y向旋转测角机构及X向旋转测角机构所测数据进行处理的数据处理�？椤�
2、 根据权利要求1所述的隧道限界检测仪，其特征在于所述数据处理 �？榘ǘ厦娌饬靠刂颇？椋咛灏ㄓ糜谏柚盟鏊淼老藿缂觳庖侵� 所测断面的进深的第一设置�？椋煌ü齒向角度、Y向角度及激光光程计算 激光指示所测断面一点的进深计算值的第一计算模块；通过比较设置的所测 断面的进深和计算得到的进深计算值来调节所述隧道限界检测仪的精度的第 一调节模块。
3、 根据权利要求1或2所述的隧道限界检测仪，其特征在于所述数据 处理�？榛拱ㄅ诳谆蚍叛字甘究刂颇？椋咛灏ㄓ糜谏柚盟信� 孔或放样孔的位置关系的第二设置�？椋煌ü齒向角度、Y向角度及激光光 程计算激光指示所述炮孔或放样孔的测量坐标的第二计算�？椋煌ü冉纤� 述炮孔或放样孔的实际坐标和计算得到的测量坐标来调节所述隧道限界检测 仪的精度的第二调节�？�。
4、 根据权利要求1或2所述的隧道限界检测仪，其特征在于所述数据 处理�？榛拱ㄎа沂樟膊馐钥刂颇？椋咛灏ㄓ糜谏瓒ú饬考涓羰� 间的第三设置�？椋煌ü齒向角度、Y向角度及激光光程计算两个指定位置 坐标的第三计算�？椋挥糜诩锹�、比较测量计算结果的比较�？�。
5、 根据权利要求3所述的隧道限界检测仪，其特征在于所述数据处理 �？榛拱ㄎа沂樟膊馐钥刂颇？椋咛灏ㄓ糜谏瓒ú饬考涓羰奔涞� 第三设置才莫块；通过X向角度、Y向角度及激光光程计算两个指定位置坐标 的第三计算�？椋挥糜诩锹�、比较测量计算结果的比较模块。
专利摘要本实用新型涉及一种隧道限界检测仪包括用于测量激光指示光的光程的激光测距�？椋挥美纯刂萍す庵甘竟庠谒淼谰断蛏闲饬考す庵甘竟夥较蛴胨淼谰断蛩薪嵌鹊腨向旋转测角机构；用来控制激光指示光在隧道断面所在平面内旋转，测量激光指示光方向与隧道端面所在平面的水平方向所夹角度的X向旋转测角机构；用于对激光测距�？椤向旋转测角机构及X向旋转测角机构所测数据进行处理的数据处理�？�。本实用新型提供的隧道限界检测仪，使得该隧道限界检测仪可以实现多种测量功能，例如前、后断面测量、炮孔指示、施工放样、围岩收敛等，简单有效，消除了现有技术中要通过多种测量设备才能实现多种测量功能的操作复杂性；并且降低了测量成本。
文档编号G01C7/06GK201159643SQ20082007923
公开日2008年12月3日 申请日期2008年3月6日 优先权日2008年3月6日
发明者岩 赵 申请人:北京光电技术研究所
专业数控铣床产品供应商
20年生产经验，实力工厂，精工品质，质量有保障
