[发明专利]一种电子激光靶及其测量装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种工程建设领域，尤其涉及一种电子激光靶。

背景技术

盾构技术是隧道开挖的一种工程建设技术，具有自动化程度高、节省人力、施工速度快的优势，并且在开挖时可以控制地面沉降，同时可以减少对地面建筑物的影响，另外在水下开挖时不会影响水面交通。一般地，在隧道轴线较长、埋深较大的情况下，采用盾构技术更为经济合理。

目前，常用的测量盾构机的姿态与位置的方法有：

1.人工测量法。在盾构机轴线的正上方固定安装前、后二个标靶，辅助经纬仪测量盾构机轴线在大地坐标系下的方位角，在盾构机上固定安装有坡度板，通过重力锤在坡度板上的位置测量盾构机的俯仰角和转动角，最后通过已安装的管片数量确定盾构机的位置。此方法存在以下缺陷：①通过已安装管片数量确定盾构机位置，管片安装存在误差，盾构机位置误差是管片安装误差的累积，盾构机位置误差达2~5厘米，不能满足盾构机位置测量的精度要求。②坡度板的精度只能达到0.1度，不能满足盾构机的俯仰角和转动角测量的精度要求。③测量的每一步都必须人工读取数据，测量效率低，不能为盾构施工提供实时连续的盾构位置信息。④前标靶和后标靶必须准确的安装在盾构机轴线的正上方，标靶安装困难。⑤此方法要求投入大量的人力，并且对测量工程师要求高，工作强度高，对盾构施工干扰大。

2.三棱镜测量法。在盾构机上安装三个棱镜，通过智能全站仪自动测量三个棱镜来对盾构姿态进行定位，智能全站仪分别测量安置于盾构机内的3个固定点棱镜，得到3点的坐标，再通过坐标转换获得盾构机盾首和盾尾的坐标。这种测量方式能较好地解决人工测量方法存在的人力投入量大、工作量大、测量精度低等缺点，但在实际施工环境中通视条件有限，特别是曲线掘进时，难以保证三点同时通视，需频繁搬站测量，且在盾构机上需要安装3个棱镜，棱镜也易被意外碰到，导致测量结果不准确，3个棱镜的安装位置对测量精度的影响也比较大。

3.两棱镜测量法。在盾构机上安装两个棱镜和一个双轴角度传感器，智能全站仪固定在已拼装且较稳定的管片上方的专用托架上，以一定的时间间隔实时测量出两个特征点(棱镜)坐标，同时根据双轴角度传感器，确定盾构的俯仰角和滚动角。经由控制电缆输入采集的数据，再经过计算机专用的隧道掘进软件整理和计算，通过对盾构当前实际位置和相应里程的设计位置的综合比较，盾构的位置和姿态就以数据和模拟图表两种形式显示在控制室内的电脑屏幕上。这种测量方式在一定程度上减小了测量所需通道，但是没有根本解决测量通道空间问题，特别是对于小型盾构机不能适用。且需要分别安装2个棱镜和一个双轴角度传感器，硬件集成度低，稳定性较差，精度易受两棱镜之间的空间距离影响。

有鉴于此，如何设计一种电子激光靶及其测量装置，以精确测量待测物的位置，并节约成本，是业内人士亟需解决的问题。

发明内容

针对现有技术中，盾构测量中存在的测量自动化低、硬件集成度低、系统稳定性差、需要测量空间大和精度低问题这一缺陷，本发明提供了一种电子激光靶及其测量装置。

根据本发明的一个方面，提供了一种电子激光靶，设置于待测物上，用来测量所述待测物的位置，其中，所述电子激光靶具有箱体，所述箱体具有第一侧板及第二侧板，所述第一侧板与所述第二侧板相对设置，且所述第一侧板及所述第二侧板垂直于所述箱体的横轴，激光束透过所述第一侧板，包括：

第一棱镜，所述第一棱镜、所述第一侧板及所述第二侧板沿所述箱体的横轴依次排列；以及

角度传感器，设置于所述箱体内，所述角度传感器用来测量所述电子激光靶相对于所述待测物的俯仰角和转动角。

优选地，所述第一侧板上具有通孔，所述通孔位于所述第一侧板与所述箱体的纵轴相平行的对称轴上。

优选地，所述第一棱镜对应于所述第一侧板与所述箱体的纵轴相平行的对称轴设置且位于所述通孔的上方或下方。

优选地，所述第一侧板由透光材料制成。

优选地，更包括第一相机，设置于所述箱体内用来拍摄形成于所述第一侧板上光斑。

优选地，更包括第二相机，设置于所述箱体内用来拍摄形成于所述第二侧板上的光斑。

优选地，所述第二侧板为光电位置传感器，用来检测形成于所述第二侧板上的光斑。

优选地，更包括支撑件，所述第一棱镜通过所述支撑件固定连接于所述第一侧板上。

优选地，更包括支撑件，所述第一棱镜通过所述支撑件固定连接于所述第一侧板上。

根据本发明的另一个方面，提供了一种测量装置，其中，包括：

如上所述的电子激光靶；