CN111678447A - 盾尾间隙自动测量方法及其*** - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种盾尾间隙自动测量方法，包括如下步骤：提供激光传感器；利用激光传感器向盾尾的内壁发射激光，从而测得发射的激光与水平面间的角度θ1和打设于盾尾的内壁的激光点与激光传感器之间的距离S1；利用激光传感器向管片与盾尾的内壁相对的侧部发射激光，从而测得发射的激光与水平面间的角度θ2和打设于管片的激光点与激光传感器之间的距离S2；根据距离S1、距离S2、角度θ1和角度θ2并利用三角公式计算得出盾尾间隙。本发明有效地解决了盾尾间隙测量困难的问题，提高了测量数值的精确性，另外能够实现在盾构机推进的过程中实时对盾尾间隙进行测量，避免了数据的滞后性，对盾构姿态的调整具有较大的指导意义。
Description
技术领域
本发明涉及盾构施工领域，特指一种盾尾间隙自动测量方法及其***。
背景技术
盾尾间隙是指盾尾内壁与管片之间的间距，若间距过小，则盾构机在推进过程中盾尾与管片之间发生相互干扰，可能增加盾构机向前掘进的阻力，降低掘进速度，或者极端情况下盾尾与管片相贴，导致管片损坏，造成隧道渗漏水或地表沉降等问题，通常情况下盾尾间隙不能小于40mm，因此需要时常对盾尾间隙进行检测，以避免事故的发生。
目前大多是采用直尺等测量工具，人工对盾尾间隙进行测量，在实际测量中因空间狭小，测量较为困难，且测量的数值与实际数值也存在误差，另外人工测量一般是在每一环推进完成后进行测量，而推进的过程中无法测量，因此测量的数据不仅不精确还具有滞后性。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种盾尾间隙自动测量方法及其***，解决了盾尾间隙测量困难的问题，提高了测量数值的精确性，另外能够实现在盾构机推进的过程中实时对盾尾间隙进行测量，避免了数据的滞后性，对盾构姿态的调整具有较大的指导意义。
实现上述目的的技术方案是：
本发明提供了一种盾尾间隙自动测量方法，包括如下步骤：
提供激光传感器，将激光传感器安装于盾尾的内壁靠近管片的位置；
利用激光传感器向盾尾的内壁发射激光，从而测得发射的激光与水平面间的角度θ1和打设于盾尾的内壁的激光点与激光传感器之间的距离S1；
利用激光传感器向管片与盾尾的内壁相对的侧部发射激光，从而测得发射的激光与水平面间的角度θ2和打设于管片的激光点与激光传感器之间的距离S2；以及
根据距离S1、距离S2、角度θ1和角度θ2并利用三角公式计算得出盾尾间隙。
本发明提出了一种盾尾间隙自动测量方法，利用激光传感器以设定角度分别向盾尾内壁和管片与盾尾相对的侧部发射激光，以测得激光传感器至对应激光点的距离，进而利用三角公式根据角度和距离计算得出盾尾间隙，由于激光传感器能够实时发射出激光，因此能够实时得到盾尾间隙，可以用于指导推进中的盾构姿态，数据精确且避免了数据的滞后性，解决了盾尾间隙测量困难的问题，提高了测量数值的精确性，另外能够实现在盾构机推进的过程中实时对盾尾间隙进行测量，避免了数据的滞后性，对对推进中的盾构机的姿态调整具有较大的指导意义。
本发明盾尾间隙自动测量方法的进一步改进在于，计算盾尾间隙时，还包括：
L＝S1sinθ1+S2sinθ2
其中L为盾尾间隙。
本发明盾尾间隙自动测量方法的进一步改进在于，该激光传感器包括供接收经反射的激光信号的信号接收部；
利用信号接收部记录激光传感器发出激光至接收到经盾尾的内壁反射的激光的时间t1以及激光传感器发出激光至接收到经管片发射的激光的时间t2；
S1＝v×t1/2
S2＝v×t2/2
其中v为激光传播的速度。
本发明还提供了一种盾尾间隙自动测量***，包括：
安装于盾尾的内壁且靠近管片的激光传感器，用于向盾尾的内壁和管片与盾尾的内壁相对的侧部发射激光，从而对应测得发射的激光与水平面间的角度，并测得激光传感器至盾尾的内壁的激光投射点以及激光传感器至管片的激光投射点之间的距离；以及
计算模块，用于根据激光传感器激光投射的角度、激光传感器对应测得的距离和三角公式计算得出盾尾间隙。
本发明盾尾间隙自动测量***的进一步改进在于，还包括无线传输模块，以将盾尾间隙传输至盾构机的操作台。
本发明盾尾间隙自动测量***的进一步改进在于，还包括安装于盾尾的内壁且靠近管片的支架，该激光传感器安装于支架。
附图说明
图1为本发明盾尾间隙自动测量***的结构示意图。
图2为本发明盾尾间隙自动测量方法的流程图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。
本发明提供了一种盾尾间隙自动测量方法及其***，利用激光传感器以设定角度分别向盾尾内壁和管片与盾尾相对的侧部发射激光，以测得激光传感器至对应激光点的距离，进而利用三角公式根据角度和距离计算得出盾尾间隙，由于激光传感器能够实时发射出激光，因此能够实时得到盾尾间隙，可以用于指导推进中的盾构姿态，数据精确且避免了数据的滞后性，解决了盾尾间隙测量困难的问题，提高了测量数值的精确性，另外能够实现在盾构机推进的过程中实时对盾尾间隙进行测量，避免了数据的滞后性，对对推进中的盾构机的姿态调整具有较大的指导意义。下面结合附图对本发明基于云的远程控制方法及其***进行说明。
参阅图1，图1为本发明盾尾间隙自动测量***的结构示意图。下面结合图1，对本发明盾尾间隙自动测量方法及其***进行说明。
如图1和图2所示，本发明提供了一种盾尾间隙自动测量方法，包括如下步骤：
提供激光传感器11，将激光传感器11安装于盾尾22的内壁靠近管片21的位置；
利用激光传感器11向盾尾22的内壁发射激光，从而测得发射的激光与水平面间的角度θ1和打设于盾尾22的内壁的激光点与激光传感器11之间的距离S1；
利用激光传感器11向管片21与盾尾22的内壁相对的侧壁发射激光，从而测得发射的激光与水平面间的角度θ2和打设于管片21的激光点与激光传感器11之间的距离S2；以及
根据距离S1、距离S2、角度θ1和角度θ2并利用三角公式计算得出盾尾间隙。
具体的，计算盾尾间隙时，还包括：
L＝S1sinθ1+S2sinθ2
其中L为盾尾间隙，不再需要人工对盾尾间隙进行测量。
作为本发明的一较佳实施方式，该激光传感器11包括供接收经反射的激光信号的信号接收部；
利用信号接收部记录激光传感器11发出激光至接收到经盾尾22的内壁反射的激光的时间t1以及激光传感器11发出激光至接收到经管片21发射的激光的时间t2；
S1＝v×t1/2
S2＝v×t2/2
其中v为激光传播的速度，即激光传感器11通过信号接收部接收到反射的激光的时间与激光传播速度的乘积得出激光传感器11至对应的激光点之间的距离。
本发明的具体实施方式如下：
将激光传感器11安装于盾尾22的内壁靠近管片21的位置，且激光传感器11的激光发射口能够向盾尾22内壁和对应的管片21侧部发射激光；
利用激光传感器11向盾尾的内壁发射激光，并测得发射的激光与水平面间的角度θ1，并利用信号接收部计算激光经盾尾22的内壁反射回激光传感器11的时间t1，根据公式S1＝v×t1/2计算出激光传感器11至盾尾22内壁的激光点的距离S1；
利用激光传感器11向管片21对应的侧部发射激光，并测得发射的激光与水平面间的角度θ2，并利用信号接收部计算激光经管片21的侧部反射回激光传感器11的时间t2，根据公式S2＝v×t2/2计算出激光传感器11至管片21的侧部的激光点的距离S2；
利用三角公式L＝S1sinθ1+S2sinθ2计算得出L盾尾间隙，并利用无线传输模块传输至盾构机的操作台，以供实时对盾构机的姿态调整进行指导。
本发明还提供了一种的盾尾间隙自动测量***，包括：
安装于盾尾22的内壁且靠近管片21的激光传感器11，用于向盾尾22的内壁和管片21与盾尾22的内壁相对的侧部发射激光，从而对应测得发射的激光与水平面间的角度，并测得激光传感器11至盾尾22的内壁的激光投射点以及激光传感器11至管片21的激光投射点之间的距离；以及
计算模块，用于根据激光传感器11激光投射的角度、激光传感器11对应测得的距离和三角公式计算得出盾尾间隙。
进一步的，还包括无线传输模块，以将盾尾间隙传输至盾构机的操作台。
较佳地，还包括安装于盾尾22的内壁且靠近管片21的支架12，该激光传感器11安装于支架12。
本发明提供的***实际实施的操作方式如下：
将激光传感器11安装于盾尾22的内壁靠近管片21的位置，且激光传感器11的激光发射口能够向盾尾22内壁和对应的管片21侧部发射激光；
利用激光传感器11向盾尾的内壁发射激光，并测得发射的激光与水平面间的角度θ1，并利用信号接收部计算激光经盾尾22的内壁反射回激光传感器11的时间t1，根据公式S1＝v×t1/2计算出激光传感器11至盾尾22内壁的激光点的距离S1；
利用激光传感器11向管片21对应的侧部发射激光，并测得发射的激光与水平面间的角度θ2，并利用信号接收部计算激光经管片21的侧部反射回激光传感器11的时间t2，根据公式S2＝v×t2/2计算出激光传感器11至管片21的侧部的激光点的距离S2；
利用三角公式L＝S1sinθ1+S2sinθ2计算得出L盾尾间隙，并利用无线传输模块传输至盾构机的操作台，以供实时对盾构机的姿态调整进行指导。
以上结合附图实施例对本发明进行了详细说明，本领域中普通技术人员可根据上述说明对本发明做出种种变化例。因而，实施例中的某些细节不应构成对本发明的限定，本发明将以所附权利要求书界定的范围作为本发明的保护范围。
Claims (6)
1.一种盾尾间隙自动测量方法，其特征在于，包括如下步骤：
提供激光传感器，将所述激光传感器安装于所述盾尾的内壁靠近管片的位置；
利用所述激光传感器向所述盾尾的内壁发射激光，从而测得发射的激光与水平面间的角度θ1和打设于所述盾尾的内壁的激光点与所述激光传感器之间的距离S1；
利用所述激光传感器向所述管片与所述盾尾的内壁相对的侧部发射激光，从而测得发射的激光与水平面间的角度θ2和打设于所述管片的激光点与所述激光传感器之间的距离S2；以及
根据所述距离S1、所述距离S2、所述角度θ1和所述角度θ2并利用三角公式计算得出所述盾尾间隙。
2.如权利要求1所述的盾尾间隙自动测量方法，其特征在于，计算所述盾尾间隙时，还包括：
L＝S1sinθ1+S2sinθ2
其中L为所述盾尾间隙。
3.如权利要求1所述的盾尾间隙自动测量方法，其特征在于，所述激光传感器包括供接收经反射的激光信号的信号接收部；
利用所述信号接收部记录所述激光传感器发出激光至接收到经所述盾尾的内壁反射的激光的时间t1以及所述激光传感器发出激光至接收到经所述管片发射的激光的时间t2；
S1＝v×t1/2
S2＝v×t2/2
其中v为激光传播的速度。
4.一种根据权利要求1所述的盾尾间隙自动测量***，其特征在于，包括：
安装于所述盾尾的内壁且靠近所述管片的激光传感器，用于向所述盾尾的内壁和所述管片与所述盾尾的内壁相对的侧部发射激光，从而对应测得发射的激光与水平面间的角度，并测得所述激光传感器至所述盾尾的内壁的激光投射点以及所述激光传感器至所述管片的激光投射点之间的距离；以及
计算模块，用于根据所述激光传感器激光投射的角度、所述激光传感器对应测得的距离和三角公式计算得出所述盾尾间隙。
5.如权利要求4所述的盾尾间隙自动测量***，其特征在于，还包括无线传输模块，以将所述盾尾间隙传输至盾构机的操作台。
6.如权利要求4所述的盾尾间隙自动测量***，其特征在于，还包括安装于所述盾尾的内壁且靠近所述管片的支架，所述激光传感器安装于所述支架。
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| CN202010499108.5A CN111678447A (zh) | 2020-06-04 | 2020-06-04 | 盾尾间隙自动测量方法及其*** |
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| CN112945115A (zh) * | 2021-02-04 | 2021-06-11 | 中铁工程装备集团有限公司 | 一种基于双激光结构线的盾尾间隙视觉测量方法及装置 |
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