[发明专利]于断面扫描的盾构施工排土体积在线测量装置

摘要

基于断面扫描的盾构施工排土体积在线测量装置，涉及盾构施工测量领域。在皮带输送机的两边安装“门字形”的垂直支架，支架与皮带输送机输送方向垂直，将3个二维激光扫描仪安装在该支架上，3个二维激光扫描仪的安装中心在一条水平线上；摩擦轮通过联轴器与旋转编码器相联，摩擦轮安装在皮带输送机的下表面，摩擦轮与皮带输送机的下表面之间紧紧贴合；尼龙托板安装在皮带输送机的测量段输送带下表面；主控单元对扫描得到的横截轮廓进行处理，采用数值积分的方法计算出当前横截面积，由摩擦轮测得皮带输送机的速度，再进行积分得到当前土体体积，上位机则进行实时显示。本发明实现在皮带输送机输送渣土的过程中能在线精确测量盾构施工的出土量。

主权项

一种基于断面扫描的盾构施工排土体积在线测量装置，其特征在于，该装置包括3个二维激光扫描仪、垂直支架，在皮带输送机的两边挡板上安装“门字形”的垂直支架，支架与皮带输送机输送方向垂直，并将3个二维激光扫描仪安装在该支架上，3个二维激光扫描仪的安装中心在一条水平线上，垂直支架两侧安装阻尼弹簧减振器；该测量装置还包括摩擦轮、旋转编码器，摩擦轮通过联轴器与旋转编码器相联，摩擦轮安装在皮带输送机的下表面，摩擦轮与皮带输送机的下表面之间紧紧贴合；该测量装置还包括尼龙托板，安装在皮带输送机的测量段输送带下表面；该测量装置还包括信号输入输出接口单元、主控单元和上位机，三个二维激光扫描仪以及旋转编码器、信号输入输出接口单元、控制单元、上位机四层之间依次均是通过串行通信线路连接，在皮带输送机输送渣土的过程中3个二维激光扫描仪呈阵列布置连续扫描土体的截面轮廓，根据测量结果进行曲线拟合与积分运算，计算出渣土的横截面积，供上一层的信号输入输出接口单元采集；信号输入输出接口单元分别与三个二维激光扫描仪以及旋转编码器串行连接，实时采集二维断面扫描仪与旋转编码器的数据，并传给主控单元进行后续处理；控制单元采用的是嵌入式计算机，包括嵌入式控制器、系统电源和串行通信接口电路，串行通信接口电路与上位机通信的接口连接，控制单元对二维激光扫描仪传感器提供的当前扫描数据进行曲线拟合与积分运算计算出渣土的横截面积，再利用旋转编码器采集到的皮带输送机的速度数据进行合并积分运算计算出扫描到的土体体积；上位机进行实时显示、参数设定。