专利名称：一种管道式防气流扰动激光测量装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种激光测量装置，尤其涉及一种管道式防气流扰动激光测量装置。
背景技术：
在各种大型工程中，利用激光的高准直性特点，以实现高精度的测量。这种激光测 量，首先要发射一束准直激光，作为参考基准，通过光电探测器探测参考基准与各测量点在 三维坐标空间中的相对数值，进而换算出测量点在三维坐标空间中的实际位置，求出测量 点与理论(设计)值的误差量。这一激光测量方法适用于路桥工程、水利枢纽工程及大型建 筑工程等。尤其是目前我国铁路建设发展很快，为了适应高速列车安全运行的需要，对道轨 的不平度的精度要求提高。对铁路轨道的不平度高精度检测，激光测量是比较理想的一种 测量方法，不仅测量精度高，而且自动化程度高，方便快捷，并可以实现测量数据无线传输， 通过远程计算机可将实时测量的各种数据储存、运算、结果显示和打印。尽管激光测量的优 势很强，但存在着一个难题，即作为参考基准的准直激光在户外(野外)工作时，受气流扰 动，光斑漂移不定，影响到测量的准确性和测量精度。
发明内容
本发明的目的是解决现有的准直激光在户外(野外)工作时，受气流扰动，光斑漂 移不定，影响到测量的准确性和测量精度的问题。为了实现上述目的，本发明提供了一种管道式防气流扰动激光测量装置，包括激 光发射器和激光接收器，其特殊之处在于，该装置还包括用于进行激光测量的管道和安装 支架；所述激光发射器的出光口、激光接收器的接收口分别与所述管道的两端密闭性对接。所述管道由多节管道件组成。所述管道或管道件的一侧，设置有探测窗口，该探测窗口包括窗棂、沿该窗棂窗沿 设置的窗口缓冲垫圈、设置在该窗棂外侧的橡胶伸缩圈、设置在该窗棂内侧壁的闭封挡板、 设置在该闭封挡板和窗棂内侧壁之间的档板垫圈，该闭封挡板一侧通过设置在窗棂内侧壁 上的转轴固定在窗棂内侧壁上，该转轴与闭封挡板的内侧面之间设置有弹簧。所述安装支架包括支撑臂、设置在该支撑臂上端的上连接块、固定圈和设置在该 支撑臂下端的下固定块；所述固定圈设置在上连接块中的上调整芯轴的上端，该上调整芯轴沿上连接块的 轴向设置；所述上连接块的下侧面与设置在支撑臂上端一侧中的旋转芯轴的上端连接；所述 支撑臂上端另一侧设置有水平卡舌，该水平卡舌下端的支撑臂内侧设置有磁块和用于开关 该磁块的磁力开关；所述下固定块包括下连接块、下定位块、定位销及张力弹簧；所述下连接块通过设 置在其中的下调整芯轴连接下定位块的内侧面，该下连接块上设置有用于锁紧下调整芯轴 的第一锁紧螺钉；该下定位块呈U形，其开口向下设置；所述定位销设置在该下定位块中，其顶端和该下定位块的内顶面之间设置有张力弹簧；该定位销的下端设有竖直卡舌，与该 竖直卡舌相对的定位销的侧面上设置有用于锁紧该定位销的内凹部，对应该内凹部的下定 位块的侧面上设置有第一锁紧螺钉。所述上连接块的上侧面设置有用于固紧上调整芯轴的固紧螺钉；所述磁力开关设 置在所述磁块下方的支撑臂的外侧；所述旋转芯轴通过弹簧垫圈固定在支撑臂上。所述管道件之间伸缩式或对接式连接。上述管道件之间伸缩式连接时，相互连接的管道件之间通过外连接头和内连接头 连接，且前后排次；所述内连接头的左端和外连接头的右端内外交叠，交叠处的外连接头的 右端和内连接头的左端均设置有置放限位钢珠的限位槽，且该外连接头右端的限位槽的凹 陷部分和内连接头左端的限位槽的凹陷部分前后错开；外连接头的左端与前一节管道件的右端连接，内连接头的右端与后一节管道件的 左端连接；外连接头的内径略大于前一节管道件外径；内连接头的外径略小于后一节管道 件的内径；后一节管道件的外径小于前一节管道件的内径；所述外连接头和内连接头均是 环形。上述管道件之间对接式连接时，相互连接的管道件之间通过前连接头和后连接头 对接；所述前连接头和后连接头均是环状的，所述前连接头右端设置有上外延部，所述后连 接头左端设置有下外延部，所述前连接头和后连接头通过上外延部和下外延部交叠连接；所述上外延部的宽度小于前连接头的宽度，所述下外延部的宽度小于后连接头的 宽度；所述前连接头的前端位于上外延部内侧部分与下外延部之间设置有密封橡胶垫圈；所述上外延部的内圆周面上设置有若干个带弹簧的钢珠，所述弹簧一端固定在上 外延部内圆周面上，另一端连接钢珠；所述下外延部的内圆周面上对应钢珠处设置有用于 钢珠限位的半球凹槽。上述的管道件的长度是0. Im 30m，口径是10謹 600謹，管道壁厚0. 1謹 20謹。上述管道件是碳纤维管或PVC管或铝塑管或铝合金管。本发明一种管道式防气流扰动的激光测量装置，适用于铁路轨道不平度激光测 量，由于激光测量在管道中进行，有效防止了气流等因素对激光测量时的影响，具有测量精 度，结构简单，使用方便，成本低廉的优点，本发明提供的该装置适用于路桥、水利、城建等 户外工程的高精度激光测量，能够有效防止激光气流扰动。
图IA是本发明轨道测量基准激光发射接收示意图；图IB是本发明轨道测量管道式防气流扰动的激光测量装置图。图2A是本发明管道伸缩式连接示意图；图2B是本发明管道对接式连接示意图。图3是本发明管道探测窗口及光电探测示意图；图4是本发明管道安装支架示意图。
具体实施例方式参见图1A、图1B，本发明所述的管道式防气流扰动激光测量装置，包括管道、激光发射器1、激光接收器2、安装支架7，管道由若干节管道件5组成，激光发射器1、激光接收 器2和管道由若干个安装支架7安装于道轨4外侧。管道的一端设置激光发射器1，其另一 端设置激光接收器2，激光发射器1的出光口与激光接收器2的接收口与管道的两端密闭 性对接，激光在管道内传输。管道的每节管道件5长度为0.1m 30m，管道口径Φ IOmm Φ 600mm，管道壁厚0. Imm 20mm。管道件5的材料可以为碳纤维管、也可以是PVC管、铝塑 管或金属管等。组成管道的每节管道件5之间的连接有伸缩式和对接式两种连接方式。参见图2A，管道件5之间伸缩式连接时，相互连接的管道件5之间通过外连接头9 和内连接头11连接，且(管道件幻前后排次；内连接头11的左端和外连接头9的右端内 外交叠，交叠处的外连接头9的右端和内连接头11的左端均设置有置放限位钢珠12的限 位槽45、46，且该外连接头9右端的限位槽45的凹陷部分和内连接头11左端的限位槽46 的凹陷部分前后错开；外连接头9的左端与前一节管道件8的右端连接，内连接头11的右端与后一节管 道件10的左端连接；外连接头9的内径略大于前一节管道件8外径；内连接头11的外径略 小于后一节管道件10的内径；后一节管道件10的外径小于前一节管道件8的内径；后一节 管道10回缩时，限位钢珠12落入内连接头11的限位槽46内，不影响管道回缩。外连接头9和内连接头11均是环形的。参见图2B，管道件5之间对接式连接时，相互连接的管道件5之间通过前连接头 14和后连接头18对接；前连接头14和后连接头18均是环状的，其中，前连接头14右端设置有上外延部 47，后连接头18左端设置有下外延部48，前连接头14和后连接头18通过上外延部47和下 外延部48交叠连接；上外延部47的宽度小于前连接头14的宽度，下外延部48的宽度小于后连接头18 的宽度；前连接头14的前端位于上外延部47内侧部分与下外延部48之间设置有密封橡 胶垫圈17 ；上外延部47的内圆周面上设置有若干个带弹簧15的钢珠16，所述弹簧一端固 定在上外延部47内圆周面上，另一端连接钢珠16 ；下外延部48的内圆周面上对应钢珠16 处设置有用于钢珠16限位的半球凹槽。前一节管道13的前连接头14与后一节管道19的后连接头18对接时，通过钢珠 16镶入后连接头18的半球凹槽进行限位和锁定；前一节管道13的外径、内径与后一节管 道19的外径、内径相等。参见图3，本发明提供的管道式防气流扰动激光测量装置，其所包括的管道或管道 件5的一侧设置有探测窗口 6，该探测窗口包括窗棂21、沿该窗棂窗沿设置的窗口缓冲垫圈 22、设置在该窗棂外侧的橡胶伸缩圈20、设置在该窗棂内侧壁的闭封挡板M和设置在该闭 封挡板M内侧的档板垫圈23，闭封挡板M —侧通过设置在窗棂21内侧壁上的转轴固定在 窗棂21的内侧壁上，该转轴与闭封挡板M的内侧面之间设置有弹簧25 ；当光电探测头沈 伸入探测窗口 21进行激光测量时，自动推开闭封挡板M，光电探测头沈上的橡胶伸缩圈 27前端的缓冲垫圈观与窗口缓冲垫圈22接触，堵住窗口，防止气流流动的干扰；当光电探 测头26完成测量，退出探测窗口 6时，闭封挡板M在弹簧25的作用下自动闭合，保持管道件5内气流处于静止状态。参见图4，本发明提供的管道式防气流扰动激光测量装置，其中的安装支架7包括 支撑臂37、设置在该支撑臂37上端的上连接块32、固定圈四和设置在该支撑臂34下端的 下固定块；其中，所述固定圈四设置在上连接块32中的上调整芯轴31的上端，该上调整芯 轴31沿上连接块32的轴向设置；上连接块32的下侧面与设置在支撑臂37上端一侧中的 旋转芯轴34的上端连接；支撑臂37上端另一侧设置有水平卡舌45，该水平卡舌45下端的 支撑臂37内侧设置有磁块46和用于开关该磁块46的磁力开关36 ；上连接块32的上侧面设置有用于固紧上调整芯轴31的固紧螺钉33;磁力开关36 设置在磁块46下方的支撑臂37的外侧；旋转芯轴34通过弹簧垫圈35固定在支撑臂37上。固定圈四的底端通过锁紧螺钉30固定在该上调整芯轴31的顶端；水平卡舌45 以铁路道轨4的上缘38为基准，将本发明提供的管道式防气流扰动激光测量装置安装在铁 路道轨4的一侧，打开磁力开关36，该装置通过磁块46吸附在轨道4 一侧；关闭磁力开关 36，可方便拆卸。下固定块包括下连接块47、下定位块39、定位销43及张力弹簧42 ；其中，下连接 块47通过设置在其中的下调整芯轴40连接下定位块39的内侧面，该下连接块47上设置 有用于锁紧下调整芯轴40的第一锁紧螺钉41 ；该下定位块39呈U形，其开口向下设置；定 位销43设置在该下定位块39中，其顶端和该下定位块39的内顶面之间设置张力弹簧42 ； 该定位销43的下端设有竖直卡舌48，与该竖直卡舌48相对的定位销43的侧面上设置用 于锁紧该定位销43的内凹部，对应该内凹部的下定位块39的侧面上设置有第一锁紧螺钉 44。本发明提供的装置中的支撑臂37可以以旋转芯轴34为中心旋转，便于安装时方 位的调整，调整到一定位置后，使水平卡舌49与铁路轨道4的上缘38为基准并与之接触， 由于支撑臂37的长度是一定的，所以通过调整定位销43的竖直方向的位置，使其与铁路轨 道4下缘接触后，用螺钉44紧固定位销43，完成安装支架7竖直方向上的调整，确保其通过 水平卡舌45和定位销43使其在竖直方向上卡进铁路轨道4，然后通过打开磁力开关36，使 本发明提供的装置通过磁块46吸附在轨道4 一侧，完成安装支架7的安装。
权利要求
1.一种管道式防气流扰动激光测量装置，包括激光发射器和激光接收器，其特征在于 该装置还包括用于进行激光测量的管道和安装支架；所述激光发射器的出光口、激光接收 器的接收口分别与所述管道的两端密闭性对接。
2.根据权利要求1所述的管道式防气流扰动激光测量装置，其特征在于所述管道由 多节管道件组成。
3.根据权利要求1或2所述的管道式防气流扰动激光测量装置，其特征在于所述管 道或管道组件的一侧，设置有探测窗口，该探测窗口包括窗棂、沿该窗棂窗沿设置的窗口缓 冲垫圈、设置在该窗棂外侧的橡胶伸缩圈、设置在该窗棂内侧壁的闭封挡板、设置在该闭封 挡板和窗棂内侧壁之间的档板垫圈，该闭封挡板一侧通过设置在窗棂内侧壁上的转轴固定 在窗棂内侧壁上，该转轴与闭封挡板的内侧面之间设置有弹簧。
4.根据权利要求1或2所述的管道式防气流扰动激光测量装置，其特征在于所述安 装支架包括支撑臂、设置在该支撑臂上端的上连接块、固定圈和设置在该支撑臂下端的下 固定块；所述固定圈设置在上连接块中的上调整芯轴的上端，该上调整芯轴沿上连接块的轴向 设置；所述上连接块的下侧面与设置在支撑臂上端一侧中的旋转芯轴的上端连接；所述支 撑臂上端另一侧设置有水平卡舌，该水平卡舌下端的支撑臂内侧设置有磁块和用于开关该 磁块的磁力开关；所述下固定块包括下连接块、下定位块、定位销及张力弹簧；所述下连接块通过设置在 其中的下调整芯轴连接下定位块的内侧面，该下连接块上设置有用于锁紧下调整芯轴的第 一锁紧螺钉；该下定位块呈U形，其开口向下设置；所述定位销设置在该下定位块中，其顶 端和该下定位块的内顶面之间设置有张力弹簧；该定位销的下端设有竖直卡舌，与该竖直 卡舌相对的定位销的侧面上设置有用于锁紧该定位销的内凹部，对应该内凹部的下定位块 的侧面上设置有第一锁紧螺钉。
5.根据权利要求4所述的管道式防气流扰动激光测量装置，其特征在于所述上连接 块的上侧面设置有用于固紧上调整芯轴的固紧螺钉；所述磁力开关设置在所述磁块下方的 支撑臂的外侧；所述旋转芯轴通过弹簧垫圈固定在支撑臂上。
6.根据权利要求2所述的管道式防气流扰动激光测量装置，其特征在于所述管道件 之间伸缩式或对接式连接。
7.根据权利要求3所述的管道式防气流扰动激光测量装置，其特征在于所述管道件 之间伸缩式连接时，相互连接的管道件之间通过外连接头和内连接头连接，且前后排次；所 述内连接头的左端和外连接头的右端内外交叠，交叠处的外连接头的右端和内连接头的左 端均设置有置放限位钢珠的限位槽，且该外连接头右端的限位槽的凹陷部分和内连接头左 端的限位槽的凹陷部分前后错开；外连接头的左端与前一节管道件的右端连接，内连接头的右端与后一节管道件的左 端连接；外连接头的内径略大于前一节管道件外径；内连接头的外径略小于后一节管道件 的内径；后一节管道件的外径小于前一节管道件的内径；所述外连接头和内连接头均是环 形。
8.根据权利要求3所述的管道式防气流扰动激光测量装置，其特征在于所述管道件 之间对接式连接时，相互连接的管道件之间通过前连接头和后连接头对接；所述前连接头和后连接头均是环状的，所述前连接头右端设置有上外延部，所述后连接头左端设置有下 外延部，所述前连接头和后连接头通过上外延部和下外延部交叠连接；所述上外延部的宽度小于前连接头的宽度，所述下外延部的宽度小于后连接头的宽 度；所述前连接头的前端位于上外延部内侧部分与下外延部之间设置有密封橡胶垫圈；所述上外延部的内圆周面上设置有若干个带弹簧的钢珠，所述弹簧一端固定在上外延 部内圆周面上，另一端连接钢珠；所述下外延部的内圆周面上对应钢珠处设置有用于钢珠 限位的半球凹槽。
9.据权利要求2所述的管道式防气流扰动激光测量装置，其特征在于所述的管道件 的长度是0. Im 30m，口径是IOmm 600mm，管道壁厚0. Imm 20mm。
10.据权利要求2所述的管道式防气流扰动激光测量装置，其特征在于所述管道件是 碳纤维管或PVC管或铝塑管或铝合金管。
全文摘要
本发明涉及一种管道式防气流扰动激光测量装置，包括激光发射器和激光接收器，用于进行激光测量的管道和安装支架；所述激光发射器的出光口、激光接收器的接收口分别与所述管道的两端密闭性对接。本发明的管道式防气流扰动的激光测量装置，由于激光测量在管道中进行，有效防止了气流等因素对激光测量时的影响，具有测量精度高，结构简单，使用方便，成本低廉的优点。
文档编号G01C15/00GK102080959SQ20091021922
公开日2011年6月1日 申请日期2009年11月30日 优先权日2009年11月30日
发明者卢长信, 孙建华, 张哲子, 李宁, 汪东, 郝志强 申请人:西安华科光电有限公司