一种盾构姿态调整激光靶连续量测系统.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN112855173A(43)申请公布日2021.05.28(21)申请号202110084676.3(22)申请日2021.01.21(71)申请人中建五局土木工程有限公司地址410004湖南省长沙市雨花区中意一路158号中建大厦1213申请人广西大学(72)发明人张胥吴波孙文涛黄仁蒙国往谢铁军周志强何彭黄宗辉邹广庚董波(51)Int.Cl.E21D9/00(2006.01)权利要求书2页说明书6页附图2页(54)发明名称一种盾构姿态调整激光靶连续量测系统(57)摘要本发明公开了一种盾构姿态调整激光靶连续量测系统，包括PLC控制器、导航计算机系统、移动激光靶、后视棱镜、陀螺全站仪，其特征在于，还包括警报装置；所述移动激光靶包括激光接收装置、信号处理装置、与信号处理装置连接的激光陀螺仪和石英摆式加速度仪。本发明通过在移动激光靶内设置激光陀螺仪和石英摆式加速度仪，在全站仪接收不到后视棱镜的返回信号时，可继续对盾构机进行连续量测和导航，而不需要停机搬站，可提高量测和掘进效率。CN112855173ACN112855173A权利要求书1/2页1.一种盾构姿态调整激光靶连续量测系统，包括PLC控制器(11)、导航计算机系统(10)、移动激光靶(2)、后视棱镜(7)、陀螺全站仪(5)，其特征在于，还包括警报装置(12)；所述移动激光靶(2)包括激光接收装置(202)、信号处理装置(205)、与信号处理装置(205)连接的激光陀螺仪(207)和石英摆式加速度仪(208)；所述陀螺全站仪(5)包括：用于向后视棱镜(7)发出激光信号，并将返回的激光信号转换为数字信号传输给导航计算机系统(10)；用于向移动激光靶(2)发出激光信号；所述激光接收装置(202)用于接收陀螺全站仪(5)发出的激光信号，并将激光信号传输至信号处理装置(205)；所述激光陀螺仪(207)用于获取移动激光靶(2)的陀螺施距信息，并将陀螺施距信息传输至信号处理装置(205)；所述石英摆式加速度仪(208)用于获取移动激光靶(2)的比力信息，并将比力信息传输至信号处理装置(205)；所述信号处理装置(205)包括：用于将激光信号转换成数字信号，并将数字信号传输至导航计算机系统(10)；用于接收陀螺施距信息、比力信息，并将陀螺施距信息、比力信息反馈至导航计算机系统(10)；所述导航计算机系统(10)包括：用于接收陀螺全站仪(5)传输的数字信号计算出陀螺全站仪(5)的大地坐标；用于接收信号处理装置(205)传输的数字信号，并依据已计算出的陀螺全站仪(5)的大地坐标，计算出移动激光靶(2)的首选大地坐标；用于接收信号处理装置(205)传输的陀螺施距信息、比力信息，计算出移动激光靶(2)的备用大地坐标；用于，当导航计算机系统(10)可接收到陀螺全站仪(5)传输的数字信号时，对移动激光靶(2)的首选大地坐标与移动激光靶(2)的备用大地坐标进行比对，若两者差值在允许范围内，则根据移动激光靶(2)的首选大地坐标计算盾构实际开挖曲线，并与隧道设计轴线进行对比，计算出纠偏量和确定纠偏位置，当纠偏量超出允许范围时，则将纠偏量和纠偏位置信息传输至PLC控制器(11)对盾构掘进姿态进行实时纠偏；若移动激光靶(2)的首选大地坐标与移动激光靶(2)的备用大地坐标的差值不在允许范围内，则导航计算机系统(10)将校对异常的警报信息发送至警报装置；用于，当导航计算机系统(10)不能接收到陀螺全站仪(5)传输的数字信号时，导航计算机系统(10)发出测程超限的警报信息至警报装置，同时导航计算机系统(10)根据移动激光靶(2)的备用大地坐标计算盾构实际开挖曲线，并与隧道设计轴线进行对比，计算出纠偏量和确定纠偏位置，当纠偏量超出允许范围时，则将纠偏量和纠偏位置信息传输至PLC控制器(11)对盾构掘进姿态进行实时纠偏；所述PLC控制器(11)用于控制盾构机的掘进姿态，并接收导航计算机系统(10)传输的纠偏量和纠偏位置信息，依据纠偏量和纠偏位置信息对掘进姿态进行实时纠偏；所述警报装置(12)用于接收导航计算机系统(10)发出的校对异常的警报信息、测程超限的警报信息对盾构操作人员进行警报。2.如权利要求1所述的一种盾构姿态调整激光靶连续量测系统，其特征在于，所述移动激光靶(2)设置于盾构中盾(8)上，所述后视棱镜(7)设置于隧道管片(6)上，所述陀螺全站仪(5)设置于盾构后配套系统(9)中。3.如权利要求1所述的一种盾构姿态调整激光靶连续量测系统，其特征在于，所述警报装置(12)包括声音警报器、警报灯。4.如权利要求1所述的一种盾构姿态调整激光靶连续量测系统，其特征在于，所述导航2CN112855173A权利要求书2/2页计算机系统(10)还包括：