[发明专利]一种基于激光雷达技术的盾构机出土量测量系统及方法

说明书

本发明公开了一种基于激光雷达技术的盾构机出土量测量系统，包括：盾构机出土量测量装置和盾构上位机，盾构机出土量测量装置包括皮带输送机、激光雷达、环形拱架、数据处理PC机、滚动计数器和电源，激光雷达将扫面测量数据通过通信线缆传输到数据处理PC机，滚动计数器将单位时间内的滚动次数结合主动轮的直径计算出皮带的运动速度通过通信线缆传输到数据处理PC机；数据处理PC机包括处理器、存储器和无线模块，数据处理PC机通过无线模块将经过处理器处理的数据发送到盾构上位机；盾构上位机包括处理器、无线接收模块和显示器，无线接收模块接收数据处理PC机发出的数据，并通过显示器将数据显示出来。

技术领域

本发明涉及施工测量领域，尤其涉及一种基于激光雷达技术的盾构机出土量测量系统及方法。

背景技术

土压平衡式盾构掘进机切削土体通过螺旋机、皮带运输机、电瓶车运输至坑外，在掘进过程中，需保持开挖面土层的稳定，防止地表变形，需对盾构机出土量进行精确控制，实现盾构掘进进尺和盾构出土量的精确匹配；而对盾构机出土量的测量主要采集的参数是：皮带输送机的实时速度和单位时间内盾构渣土通过皮带截面的面积。

发明内容

本发明提供了一种基于激光雷达技术的盾构机出土量测量系统及方法，通过测量皮带输送机的实时速度和单位时间内盾构渣土通过皮带截面的面积，计算出单位时间内盾构机的出土量，从而对盾构机出土量进行精确控制，实现掘进过程中保持开挖面土层的稳定，防止地表变形。

为了解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种基于激光雷达技术的盾构机出土量测量系统，包括：盾构机出土量测量装置和盾构上位机，

所述盾构机出土量测量装置包括皮带输送机、激光雷达、环形拱架、数据处理PC机、滚动计数器和电源，所述滚动计数器设置在所述皮带输送机下方的主动轮上，所述环形拱架设置在所述皮带输送机上，所述激光雷达设置在所述环形拱架中，所述激光雷达将扫面测量数据通过通信线缆传输到所述数据处理 PC机，所述滚动计数器将单位时间内的滚动次数结合主动轮的直径计算出皮带的运动速度通过通信线缆传输到所述数据处理PC机，所述电源与所述滚动计数器、所述皮带输送机、所述激光雷达、所述数据处理PC机连接；所述数据处理 PC机包括处理器、存储器和无线模块，所述处理器与所述存储器、所述无线模块连接，所述数据处理PC机通过所述无线模块将经过处理器处理的数据发送到所述盾构上位机；

所述盾构上位机设置在盾构操作室内，所述盾构上位机包括处理器、无线接收模块和显示器，所述处理器分别与所述无线接收模块和所述显示器连接，所述无线接收模块接收所述数据处理PC机发出的数据，并通过显示器将数据显示出来。

作为优选方案，所述测量系统还包括盾构远程监控服务器，所述盾构远程监控服务器包括数据采集模块和接收模块，所述接收模块用于接收所述数据处理PC机发出的数据，所述数据采集模块用于保存接收到的所述数据处理PC机发出的数据，以使远程保存数据，令测量数据更安全。

作为优选方案，所述盾构机出土量测量装置，还包括轧辘，所述轧辘设置在所述皮带输送机下方。

作为优选方案，所述激光雷达设置在所述环形拱架的顶部中央。

作为优选方案，所述通信线缆包括通信光纤和通信铜缆。

作为优选方案，所述电源为220V交流电源。

作为优选方案，所述无线模块为WIFI模块。

一种基于激光雷达技术的盾构机出土量测量方法，其特征在于，包括：

滚动计数器将单位时间内的滚动次数结合主动轮的直径计算出皮带的运动速度通过通信线缆传输到数据处理PC机；

激光雷达将扫面测量数据通过通信线缆传输到所述数据处理PC机；