专利名称：激光隧道断面放样仪的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种适于地下工程开挖放样及其他大型工程放样之用的激光隧道断面放样仪。
目前地下工程如隧道、涵洞在开挖时所必须的轮廓放样工序，一般有两种方式手工测量绘方式放样工使用经纬仪或激光指向仪确定断面的中心位置，而后通过直尺测定断面的特征点，手工描绘其形状及开挖爆破的炮眼位置。此方式适用于隧道为直道型、弯道型及坡度型，缺点是计算繁琐，测绘精度差，劳动强度大，工序时间长。另一种方式是采用多台激光指向仪静态瞄准的方式使用十几台以至几十台激光仪分别瞄准断面上有关特征点以形成待开挖的轮廓。此方式仅适用于直道型隧道，局限性很大，且价格昂贵，同样存在操作繁琐，精度差，进程不快等缺点。
为此，本实用新型目的是克服现有技术缺点，提供一种激光隧道断面放样仪，这种仪器在具有确定的三维座标的两个中桩点上定位安放后，发出激光束，在微机控制下，激光束在待开挖断面上扫描出所需形状，并指出每一炮眼的位置，完成放样工作。
本实用新型的技术方案为它由主机、控制装置、电源、支架及占标组成，主机通过转动付固定在支架上，支架上置有调整主机水平位置的微调螺钉，两长水泡安装在底板上，置于主机底板上的两步进电机分别通过相应的齿轮付，滚珠丝杆付与垂直导轨的滑块和水平导轨的滑块连接，大物镜及激光器装于相应滑块上。两步电机与由显示器、键盘及微机组成的控制装置相连接。其工作原理为由键盘输入有关工作断面的参数资料，经微机运算输出运控信号经电源部分功率放大后驱动两步进电机通过相应传动机构控制激光器和物镜，分别作出水平方向和垂直方向上的位移，该相对位移使得激光器所射出的激光在工作断面上形成的光斑产生—运行轨迹，该轨迹即为放样之所需。
本实用新型结合附图作进一步说明。
图1为本实用新型结构示意图2为
图1的A-A视图；图3为本实用新型控制装置硬件结构图。
由
图1、图2所示，本实用新型主机包括激光器4、大小物镜11、9，步进电机5、26，齿轮付6、7，27、28，滚珠丝杆付8、25，垂直导轨15，水平导轨23，角锥棱镜14，保护玻璃13，支架上设置有用于调整主机水平位置的微调螺钉20，两长水泡3、29安装底板22上；置于低板22上的步进电机5、26分别通过相应的齿轮付6、7，27、28，滚珠丝杠付8、25与垂直轨15的滑块16和水平导轨23的滑块24相连接，大物镜11装于滑块16上，激光器4装于滑块24上，步进电机与如图3所示的包括显示器、键盘、地址锁存、程序存储器、数据存贮器以及光学中心检测、步进运控输出电路所组成控制装置相连接。
由
图1所示，小物镜9置于沿着激光器4轴向安装的小物镜套筒10内，小物镜9可由其镜柜沿套筒的轴向运动改变小物镜与大物镜间距，从而调整放样激光束的直径，主机上的角锥棱镜14是一个附件，在仪器定位时插在仪器底板上，使激光束沿平行于激光光轴方向，由仪器上方反向射到仪器后方对中板上。定成定位以后取下可使激光束仍旧向前发射进行放样工作。由
图1所示，占标由带有圆水泡的对中杆2与对中板1组成，定位时，圆水泡调好水平，对中杆2位于中桩点上，对中板1上的十字座标即可准确定位。支架由三角架21及找平水泡组成。为确定激光器和大物镜位移的光学原点，在齿轮付的垂直大齿轮7和水平大齿轮28上分别置有光电传感器17、18。
本实用新型的优点是采用了高精度导轨及滚珠丝杆，保证了高的运行精度，两步进电机分别控制物镜和激光器，简化了传动机构；易找水平面，以保证光轴为水平，采用了带有微机的控制装置可对物镜畸变、导轨垂直度；定位；坡度、弯道等误差进行补偿，以保证高精度。因此，激光隧道断面放样仪为铁路隧道和其他地下工程隧道开挖时确定断断面形状及炮眼位置提供了新的手段。
权利要求1.一种激光隧道断面放样仪，其特征在于，它由主机、控制装置、电源、支架及占标组成；主机包括激光器(4)，大小物镜(11)、(9)，步进电机(5)、(26)，齿轮付(6)、(7)，(27)、(28)，滚珠丝杆付(8)、(25)，垂直导轨(15)，水平导轨(23)，角锥棱镜(14)，保护玻璃(13)；主机通过转动付(19)固定在支架上，支架上置有调整主机水平位置的微调螺钉(20)、两长水泡(3)、(29)安装在底板(22)上；置于底板(22)上的两步进电机(5)、(26)分别通过相应的齿轮付(6)、(7)，(27)、(28)，滚珠丝杆付(8)、(25)与垂直导轨(15)的滑块(16)和水平导轨(23)的滑块(24)相连接，大物镜(11)装于滑块(16)上，激光器(4)装于滑块(24)上。
2.根据权利要求1所述的激光隧道断面放样仪，其特征在于，所述的控制装置为包括CPU、键盘、显示器、地址锁存、程序存储器、数据存贮器以及光学中心检测、步进运控输出电路。
3.根据权利要求1所述的激光隧道断面放样仪，其特征在于所述的占标由带有圆水泡的对中杆(2)、对中板(1)组成。
4.根据权利要求1所述的激光隧道断面放样仪，所述的小物镜(9)置于沿着激光器(4)轴向安装的小物镜套筒(10)内。
5.根据权利要求1所述的激光隧道断面放样仪，其特征在于所述的齿轮付中的大齿轮(7)和(28)上分别置有光电传感器(17)、(18)。
专利摘要本实用新型涉及一种激光隧道断面放样仪,特别是它由主机、控制装置、电源、支架及占标组成,主机包括激光器、大小物镜、步进电机、齿轮副、滚珠丝杆副、导轨、角锥棱镜、保护玻璃,微机控制下两步进电机分别通过相应的齿轮副、滚珠丝杆副与垂直、水平导轨的滑块驱动大物镜作垂直方向运动,激光器作水平方向运动,这二维运动使激光束偏转形成放样激光光束,精确扫描出断面轮廓,作为开挖基准,亦可为钻泡眼定位,并可修正断面参数,从而实现隧道开挖放样。
文档编号E21D9/00GK2364216SQ99225638
公开日2000年2月16日 申请日期1999年2月3日 优先权日1999年2月3日
发明者陈家璧, 张长征, 曹俊卿, 谭曼怡, 包一平, 罗琼 申请人:上海理工大学, 铁道部隧道工程局广西南宁工程部