[发明专利]用于围岩智能分级的围岩形貌自动化扫描装置及扫描方法

说明书

本发明公开了用于围岩智能分级的围岩形貌自动化扫描装置及扫描方法，扫描装置包括行走装置；第三旋转电机，安装在行走装置上；支撑平台，安装在第三旋转电机上；伺服电动缸，底部通过第一铰接组件与第三旋转电机铰接；第二旋转电机，安装在第一铰接组件处，以驱动伺服电动缸在竖直面上进行摆动；相机组件，通过第二铰接组件与伺服电动缸铰接；第一旋转电机，安装在第二铰接组件处，以驱动相机组件摆动，且摆动面与伺服电动缸的摆动面共面；以及控制器。行走装置行走到被爆破的围岩下方，控制相机组件始终正对围岩表面且距离保持不变进行拍摄，直至将围岩拍摄完毕。本发明能贴近围岩进行扫描，可获取围岩细节且图片畸变小，还可实时获得围岩坐标。

技术领域

本发明涉及隧道围岩扫描技术领域，尤其涉及一种用于围岩智能分级的围岩形貌自动化扫描装置及扫描方法。

背景技术

高原隧道的修建是目前西南地区研究的重要工程。高原隧道的修建有利于优化西南地区的产业结构，实现地区经济的协调发展；也有利于降低高原地区的运输成本，提高经济效益，有利于高原地区的对外开放，能够加强高原偏远地区与其他地区的交流互动。

围岩分级与围岩变形的监测是隧道施工的关键指标。围岩分级是后续隧道施工的基础，而进行围岩变形监测是保证施工质量稳定性的重要环节。基于这样的背景，目前已有如下传统技术。方法1：申请公布号CN112734640A提供了一种隧道围岩图像采集装置、处理系统及全景图像拼接方法，能够实时拍摄钻爆洞围岩图像并进行存储,通过球面投影模型结合线性畸变矫正模型对鱼眼相机采集的图像进行畸变矫正，然后利用配准算法、融合算法、球面展开算法等实现钻爆洞围岩全景图拼接。方法2：授权公布号CN112173103B是一种用于钻爆法施工隧道的工作面检测装置及方法。所述工作面检测装置包括:控制系统、存储与传输系统、信息采集系统、照明与供电系统以及无人机，采用本发明所提供的工作面检测装置及方法能够提高检查效率以及安全性。

但目前行业传统方法都不够完备，在某方面优势突出的同时，短板也依旧突出。如上述方法1人工测量、现场绘制误差大，使用高性能摄像系统价格昂贵，现场设备需要不断安装、拆除，工作量大；方法2使用无人机成本较高，容易损坏，并且无人机实时定位精准不高，难以准确给出扫描出的各图像的准确位置，影响围岩全方位三维形貌的高质量重建。

发明内容

本发明提供了一种用于围岩智能分级的围岩形貌自动化扫描装置及扫描方法，以解决上述技术问题。

本发明采用的技术方案是：提供一种用于围岩智能分级的围岩形貌自动化扫描装置，包括：

行走装置，行走于隧道路边上；

第三旋转电机，安装在所述行走装置上；

支撑平台，安装在所述第三旋转电机上；

伺服电动缸，底部通过第一铰接组件与第三旋转电机或支撑平台铰接；所述第三旋转电机驱动第一铰接组件或支撑平台在水平面旋转；

第二旋转电机，安装在所述第一铰接组件处，以驱动伺服电动缸在竖直面上进行摆动；

第二铰接组件，安装在所述伺服电动缸顶部；

相机组件，安装在所述第二铰接组件顶部；

第一旋转电机，安装在所述第二铰接组件处，以驱动相机组件摆动，且摆动面与伺服电动缸的摆动面共面；

控制器，分别与第三旋转电机、伺服电动缸、第二旋转电机、相机组件、第一旋转电机电连接；所述行走装置行走到被爆破的围岩下方，驱动第三旋转电机、第二旋转电机、伺服电动缸、第一旋转电机以及相机组件，使相机组件始终正对围岩表面且距离保持不变进行拍摄，直至将围岩拍摄完毕。

进一步的，所述行走装置为履带底盘。