CN114910048A - 一种隧道超欠挖自动检测仪及检测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种隧道超欠挖自动检测仪及检测方法，属于工程测量领域。本发明包括玻璃护罩、激光测距仪、蓝牙发射器、触摸显示器、电源开关、可充电锂电池a、微处理器CPU、断面仪外壳、超限报警灯、小型电动机、计量滚轮、可充电锂电池b、铝合金轨道、水准气泡、轨道限位器、可升降角螺旋。本发明解决了现有隧道超欠挖的检测效率低及检测准确性不高的问题，采用微处理器CPU结合激光测距仪、小型电动机、铝合金轨道制作出一种隧道超欠挖自动检测仪，只需要利用激光测距仪测量隧道断面与检测仪之间的距离，形成实测轮廓线，结合电动机推动检测仪沿着铝合金轨道稳定前行，即可实现隧道断面超欠挖的全断面全长度连续检测。
Description
技术领域
本发明涉及工程测量领域，特别涉及一种隧道超欠挖自动检测仪及检测方法。
背景技术
隧道施工过程中由于地质情况的变化及爆破作业人员操作不规范，用药量与方案不符等原因，导致超欠挖现象时常出现。超欠挖不仅使得隧道施工成本增加，而且对隧道的整体性及结构安全性影响重大。为了避免出现超欠挖现象，传统工艺采用全站仪对开挖完成后的鼓包、凹槽等进行测量并计算超欠挖数量，或采用普通断面仪按照一定长度检测一个断面来计算超欠挖情况。传统工艺需要投入大量的人力、物力，但只能做到隧道的个别断面检测，无法做到连续检测，不能真正意义上对隧道的超欠挖进行全面检测。
发明内容
本发明的目的在于提供一种隧道超欠挖自动检测仪及检测方法，采用微处理器CPU结合激光测距仪、小型电动机、铝合金轨道制作出一种隧道超欠挖自动检测仪，只需要利用激光测距仪测量隧道断面与检测仪之间的距离，形成实测轮廓线，结合电动机推动检测仪沿着铝合金轨道稳定前行，即可实现隧道断面的全断面全长度连续检测，提高隧道超欠挖的检测效率及检测的准确性，减少资源的投入，解决了上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种隧道超欠挖自动检测仪，包括玻璃护罩、激光测距仪、蓝牙发射器、触摸显示器、电源开关、可充电锂电池a、微处理器CPU、断面仪外壳、超限报警灯、小型电动机、计量滚轮、可充电锂电池b、铝合金轨道、水准气泡、轨道限位器、可升降角螺旋、复位按钮和基座，所述基座的上方设置有断面仪外壳，且断面仪外壳与基座之间通过连接杆安装在基座的安装孔内，所述断面仪外壳的前端面设置有触摸显示器，所述触摸显示器的一侧设置有电源开关，所述断面仪外壳的内部设置有激光测距仪，所述激光测距仪的下方设置有微处理器CPU，所述基座的内部安装有小型电动机，所述基座的下方设置有铝合金轨道，且铝合金轨道设置有两个，所述断面仪外壳的后端面设置有复位按钮，。
进一步地，所述断面仪外壳的上表面设置有玻璃护罩，且玻璃护罩为圆弧形状。
进一步地，所述激光测距仪的前端和后端均设置有可充电锂电池a。
进一步地，所述小型电动机的后端设置有可充电锂电池b，且可充电锂电池b的一端面暴露在基座的外部。
进一步地，所述激光测距仪底部的一侧设置有蓝牙发射器。
进一步地，两个所述铝合金轨道之间通过轨道限位器固定连接，且轨道限位器设置有两个。
进一步地，所述水准气泡居中设置在轨道限位器的上表面，且轨道限位器的中间位置处设有三角形箭头，所述轨道限位器的下方设置有可升降角螺旋，且可升降角螺旋设置有两个。
进一步地，所述基座的前端面和后端面均设置有超限报警灯。
进一步地，所述基座通过计量滚轮与铝合金轨道滑动连接，且计量滚轮设置有四个。
一种隧道超欠挖自动检测仪的检测方法，包括以下步骤：
步骤一：首先利用轨道限位器将两根铝合金轨道固定在一起，将每个轨道限位器中间的三角形箭头对准隧道中线，调整可升降角螺旋，使得水准气泡居中；
步骤二：其次将隧道超欠挖自动检测仪的上部整体结构，即计量滚轮及断面仪外壳和基座安装至铝合金轨道上，记录开始初始测量隧道的位置(桩号)；
步骤三：打开电源开关，在触摸显示器上输入隧道设计轮廓线并设定超欠挖超限值，点击触摸屏上的开始测量按钮；
步骤四：小型电动机开始推动计量滚轮沿着铝合金轨道稳定匀速前进，微处理器CPU控制激光测距仪开始测量，计量滚轮将滚动数值上传至微处理器CPU，计量滚轮每转动一周，微处理器CPU控制激光测距仪对隧道断面采集一次，形成实测轮廓线，并将实测轮廓线与设计轮廓线进行对比分析，计算出其超欠挖值并将其显示于触摸显示器上；
步骤五：若超欠挖值超过设定的限值，则由超限报警灯闪烁红色光芒自动报警，同时微处理器CPU控制小型电动机停止工作；
步骤六：在超欠挖位置做好标识后，按下复位按钮，继续检测。
与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
1、本发明提出的一种隧道超欠挖自动检测仪及检测方法，通过采用微处理器CPU结合激光测距仪、小型电动机、铝合金轨道制作出一种隧道超欠挖自动检测仪，只需要利用激光测距仪测量隧道断面与检测仪之间的距离，形成实测轮廓线，结合电动机推动检测仪沿着铝合金轨道稳定前行，即可实现隧道断面的全断面全长度连续检测，提高隧道超欠挖的检测效率及检测的准确性，减少资源的投入。
2、本发明提出的一种隧道超欠挖自动检测仪及检测方法，利用触摸显示器输入设计轮廓线及超限值，然后利用微处理器CPU控制激光测距仪测量隧道断面与检测仪之间的距离，形成实测轮廓线，并将实测轮廓线与设计轮廓线进行对比分析，计算出其超欠挖值并将其显示于触摸显示器上，可高效率进行隧道断面超欠挖检测，而且设备简单，值得推广。
附图说明
图1为本发明的整体结构示意图；
图2为本发明的整体后视图；
图3为本发明的断面仪外壳和基座正剖图；
图4为本发明的断面仪外壳和基座侧剖图；
图5为本发明的蓝牙发射器结构示意图；
图6为本发明的铝合金轨道结构示意图；
图7为本发明的轨道限位器结构示意图；
图8为本发明的基座结构示意图。
图中：1、玻璃护罩；2、激光测距仪；3、蓝牙发射器；4、触摸显示器；5、电源开关；6、可充电锂电池a；7、微处理器CPU；8、断面仪外壳；9、超限报警灯；10、小型电动机；11、计量滚轮；12、可充电锂电池b；13、铝合金轨道；14、水准气泡；15、轨道限位器；16、可升降角螺旋；17、复位按钮；18、基座。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-8，一种隧道超欠挖自动检测仪，包括玻璃护罩1、激光测距仪2、蓝牙发射器3、触摸显示器4、电源开关5、可充电锂电池a6、微处理器CPU7、断面仪外壳8、超限报警灯9、小型电动机10、计量滚轮11、可充电锂电池b12、铝合金轨道13、水准气泡14、轨道限位器15、可升降角螺旋16、复位按钮17和基座18，基座18的上方设置有断面仪外壳8，且断面仪外壳8与基座18之间通过连接杆安装在基座18的安装孔内，断面仪外壳8的前端面设置有触摸显示器4，触摸显示器4的一侧设置有电源开关5，断面仪外壳8的内部设置有激光测距仪2，激光测距仪2的下方设置有微处理器CPU7，基座18的内部安装有小型电动机10，基座18的下方设置有铝合金轨道13，且铝合金轨道13设置有两个，断面仪外壳8的后端面设置有复位按钮17，触摸显示器4用于输入隧道设计断面轮廓线数据及设定超欠挖超限值，并显示测量轮廓线与设计轮廓线的对比图，微处理器CPU7用于控制激光测距仪2测量隧道断面与检测仪之间的距离形成实测轮廓线，并将实测轮廓线与设计断面轮廓线进行对比分析，计算出其超欠挖值并将其显示于触摸显示器4上。
断面仪外壳8的上表面设置有玻璃护罩1，且玻璃护罩1为圆弧形状，玻璃护罩1便于激光测距仪2工作时向目标射出一束或一序列短暂的激光束。
激光测距仪2的前端和后端均设置有可充电锂电池a6，可充电锂电池a6由两块电源组成，其中一块为备用电源，为激光测距仪2、微处理器CPU7和触摸显示器4供电。
小型电动机10的后端设置有可充电锂电池b12，且可充电锂电池b12的一端面暴露在基座18的外部，可充电锂电池b12用于为小型电动机10供电。
激光测距仪2底部的一侧设置有蓝牙发射器3，蓝牙发射器3可将超欠挖数据及轮廓图分享至手机或电脑端。
两个铝合金轨道13之间通过轨道限位器15固定连接，且轨道限位器15设置有两个，铝合金轨道13接头部位采用轨道限位器15连接，轨道限位器15能够使两根铝合金轨道13得到限位固定，避免铝合金轨道13连接或安装不牢固对检测速度和精度产生影响。
水准气泡14居中设置在轨道限位器15的上表面，且轨道限位器15的中间位置处设有三角形箭头，轨道限位器15的下方设置有可升降角螺旋16，且可升降角螺旋16设置有两个，通过将每个轨道限位器15中间的三角形箭头对准隧道中线，调整可升降角螺旋16，使得水准气泡14居中。
基座18的前端面和后端面均设置有超限报警灯9，超限报警灯9在超欠挖值超限时红灯闪烁用于警示。
基座18通过计量滚轮11与铝合金轨道13滑动连接，且计量滚轮11设置有四个，计量滚轮11能够在小型电动机10的驱动下沿着铝合金轨道13稳定匀速前进，计量滚轮11每转动一周，内部的微处理器CPU7通过激光测距仪2采样一次。
一种隧道超欠挖自动检测仪的检测方法，包括以下步骤：
步骤一：首先利用轨道限位器15将两根铝合金轨道13固定在一起，将每个轨道限位器15中间的三角形箭头对准隧道中线，调整可升降角螺旋16，使得水准气泡14居中；
步骤二：其次将隧道超欠挖自动检测仪的上部整体结构，即计量滚轮11及断面仪外壳8和基座18安装至铝合金轨道13上，记录开始初始测量隧道的位置(桩号)；
步骤三：打开电源开关5，在触摸显示器4上输入隧道设计轮廓线并设定超欠挖超限值，点击触摸屏上的开始测量按钮；
步骤四：小型电动机10开始推动计量滚轮11沿着铝合金轨道13稳定匀速前进，微处理器CPU7控制激光测距仪2开始测量，计量滚轮11将滚动数值上传至微处理器CPU7，计量滚轮11每转动一周，微处理器CPU7控制激光测距仪2对隧道断面采集一次，形成实测轮廓线，并将实测轮廓线与设计轮廓线进行对比分析，计算出其超欠挖值并将其显示于触摸显示器4上；
步骤五：若超欠挖值超过设定的限值，则由超限报警灯9闪烁红色光芒自动报警，同时微处理器CPU7控制小型电动机10停止工作；
步骤六：在超欠挖位置做好标识后，按下复位按钮17，继续检测。
综上所述：本发明提出的一种隧道超欠挖自动检测仪及检测方法，使用者利用开关控制对隧道开挖面超欠挖的自动检测，开机后设定超欠挖超限报警值，然后利用小型电动机10推动计量滚轮11自动前行、自动检测，当超欠挖超过预警值时警示灯闪烁自动报警，并由微处理器CPU7控制小型电动机10停止运行，本发明所示的检测仪可进行隧道超欠挖的检测，亦可用于隧道二次衬砌净空的检测，还可用于地下管廊等地下暗挖工程的超欠挖检测，能够有效地避免质量事故发生，减少经济损失。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种隧道超欠挖自动检测仪，其特征在于：包括玻璃护罩(1)、激光测距仪(2)、蓝牙发射器(3)、触摸显示器(4)、电源开关(5)、可充电锂电池a(6)、微处理器CPU(7)、断面仪外壳(8)、超限报警灯(9)、小型电动机(10)、计量滚轮(11)、可充电锂电池b(12)、铝合金轨道(13)、水准气泡(14)、轨道限位器(15)、可升降角螺旋(16)、复位按钮(17)和基座(18)，所述基座(18)的上方设置有断面仪外壳(8)，且断面仪外壳(8)与基座(18)之间通过连接杆安装在基座(18)的安装孔内，所述断面仪外壳(8)的前端面设置有触摸显示器(4)，所述触摸显示器(4)的一侧设置有电源开关(5)，所述断面仪外壳(8)的内部设置有激光测距仪(2)，所述激光测距仪(2)的下方设置有微处理器CPU(7)，所述基座(18)的内部安装有小型电动机(10)，所述基座(18)的下方设置有铝合金轨道(13)，且铝合金轨道(13)设置有两个，所述断面仪外壳(8)的后端面设置有复位按钮(17)。
2.根据权利要求1所述的一种隧道超欠挖自动检测仪，其特征在于：所述断面仪外壳(8)的上表面设置有玻璃护罩(1)，且玻璃护罩(1)为圆弧形状。
3.根据权利要求1所述的一种隧道超欠挖自动检测仪，其特征在于：所述激光测距仪(2)的前端和后端均设置有可充电锂电池a(6)。
4.根据权利要求1所述的一种隧道超欠挖自动检测仪，其特征在于：所述小型电动机(10)的后端设置有可充电锂电池b(12)，且可充电锂电池b(12)的一端面暴露在基座(18)的外部。
5.根据权利要求1所述的一种隧道超欠挖自动检测仪，其特征在于：所述激光测距仪(2)底部的一侧设置有蓝牙发射器(3)。
6.根据权利要求1所述的一种隧道超欠挖自动检测仪，其特征在于：两个所述铝合金轨道(13)之间通过轨道限位器(15)固定连接，且轨道限位器(15)设置有两个。
7.根据权利要求1所述的一种隧道超欠挖自动检测仪，其特征在于：所述水准气泡(14)居中设置在轨道限位器(15)的上表面，且轨道限位器(15)的中间位置处设有三角形箭头，所述轨道限位器(15)的下方设置有可升降角螺旋(16)，且可升降角螺旋(16)设置有两个。
8.根据权利要求1所述的一种隧道超欠挖自动检测仪，其特征在于：所述基座(18)的前端面和后端面均设置有超限报警灯(9)。
9.根据权利要求1所述的一种隧道超欠挖自动检测仪，其特征在于：所述基座(18)通过计量滚轮(11)与铝合金轨道(13)滑动连接，且计量滚轮(11)设置有四个。
10.根据权利要求1-9任意一项所述的一种隧道超欠挖自动检测仪的检测方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一：首先利用轨道限位器(15)将两根铝合金轨道(13)固定在一起，将每个轨道限位器(15)中间的三角形箭头对准隧道中线，调整可升降角螺旋(16)，使得水准气泡(14)居中；
步骤二：其次将隧道超欠挖自动检测仪的上部整体结构，即计量滚轮(11)及断面仪外壳(8)和基座(18)安装至铝合金轨道(13)上，记录开始初始测量隧道的位置(桩号)；
步骤三：打开电源开关(5)，在触摸显示器(4)上输入隧道设计轮廓线并设定超欠挖超限值，点击触摸屏上的开始测量按钮；
步骤四：小型电动机(10)开始推动计量滚轮(11)沿着铝合金轨道(13)稳定匀速前进，微处理器CPU(7)控制激光测距仪(2)开始测量，计量滚轮(11)将滚动数值上传至微处理器CPU(7)，计量滚轮(11)每转动一周，微处理器CPU(7)控制激光测距仪(2)对隧道断面采集一次，形成实测轮廓线，并将实测轮廓线与设计轮廓线进行对比分析，计算出其超欠挖值并将其显示于触摸显示器(4)上；
步骤五：若超欠挖值超过设定的限值，则由超限报警灯(9)闪烁红色光芒自动报警，同时微处理器CPU(7)控制小型电动机(10)停止工作；
步骤六：在超欠挖位置做好标识后，按下复位按钮(17)，继续检测。
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