一种大断面巷道表面收敛位移激光测量装置制造方法
【专利摘要】本实用新型提供一种大断面巷道表面收敛位移的激光测量装置。该装置包括激光测距传感器、托盘、瞄准支座、底座、反射板等。激光测距传感器固定于托盘上，托盘置于瞄准支座上，瞄准支座安装在底座上，底座通过接头接入巷道壁面的支点上。反射板通过连接杆和接头接入被测支点上，反射板中心点到支点的距离与激光测距传感器前端中心点到支点的距离相等，同时反射板中心有红色反光点，易于目视瞄准。本装置在调整激光瞄准不同方位测点时，起测点位置不变，当左右两帮互换作为激光发射点和被测点时，作为激光发射点时的位置与作为被测点时的位置不变，使巷道顶部和两帮三个测点准确构成闭合三角形，减少了测量系统误差，具有测量准确的特点。
【专利说明】一种大断面巷道表面收敛位移激光测量装置
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种大断面巷道及其他大尺寸地下工程的位移激光测量装置，特别是一种大断面巷道表面收敛位移的激光测量装置。
【背景技术】
[0002]在研究巷道支护时，往往需要对巷道表面收敛位移进行监测。通过巷道表面收敛位移的监测，可以分析开挖后巷道表面岩层收敛变形的规律，判断巷道围岩的稳定性，以及确定二次支护的时间，是保证巷道工程设计、施工科学合理和安全生产的重要依据。因此，巷道表面收敛位移的监测是巷道监测中的常规监测项目。传统的监测仪器主要有收敛计、测杆、测枪、滑尺等。其中收敛计是测量精度相对较高，应用比较广泛的一种。
[0003]但收敛计监测属于接触式监测法，随着断面的增大，测量误差也会相应增大，且当巷道断面较大时，巷道拱顶测点的悬挂会很困难，操作会比较繁琐，同时也会影响巷道正常施工。而且，当巷道中风速较大或不稳定、温度变化比较大时，都会增大操作误差。因此收敛计不适于大断面巷道的表面收敛位移监测。
[0004]而现有的一些基于激光测距原理的非接触式表面位移收敛监测装置主要存在以下几方面的问题:不能自由调整激光发射方向以便瞄准不同方位测点；或可以调整但瞄准不同方位测点时，激光测距传感器角度变化导致起测点不在同一位置；当两帮互换作为激光发射点和被测点时，作为激光发射点时的位置与作为被测点时的位置不在同一点，导致三个测点不能构成闭合三角形(分析巷道表面收敛位移时须基于三角形原理)；激光难以准确瞄准反射板中心位置等。
【发明内容】
[0005]鉴于上述现有装置存在的缺点和不足，本实用新型提供一种大断面巷道表面收敛位移精确监测的测量装置。
[0006]本实用新型为解决上述技术问题所采取的方案是:
[0007]大断面巷道表面收敛位移监测装置包括:固定安装于巷道壁面的支点、通过接头安装于支点上的底座、安装于底座上的瞄准装置、固定于瞄准装置上的激光测距传感器，以及安装于测点的反射板，巷道顶部测点的反射板固定于顶部支点上，巷道腰部的反射板通过连接杆和接头安装于腰部的支点上。
[0008]其技术特点有:接头与支点通过螺纹连接，且能准确配套，使接头每次都能旋至同一位置。
[0009]其技术特点有:瞄准装置能绕底座上短轴自由旋转，激光测距传感器托盘后端能沿旋转弧滑动，实现上下旋转，激光测距传感器固定于托盘上，实现瞄准不同方位测点的要求。且激光测距传感器前端中心点位置与支点的相对位置不变，以保证瞄准不同方位测点时，起测点不变。
[0010]其技术特点有:反射板通过连接杆和接头安装于巷道腰部的支点上，反射板前端中心点到接头的长度与激光测距传感器前端中心点位置到接头的长度相等，以保证当巷道两帮互换作为激光发射点和被测点时，作为激光发射点时的位置与作为被测点时的位置在同一点。
[0011]其技术特点有:反射板中心有与激光直径相当的红色反光涂层，周围涂层为暗色，激光瞄准测点时，当激光照射红色反光涂层时，反射光变强，此时及表明已经瞄准测点。
[0012]进一步优选的技术特点有:瞄准装置绕底座上短轴的旋转以及激光测距传感器托盘后端沿旋转弧的滑动应有一定的摩擦阻力，激光测距传感器应有外置触发按钮，保证激光测距传感器瞄准测点进行测量时的稳定性。
【专利附图】
【附图说明】
[0013]图1是本实用新型大断面巷道表面收敛位移监测装置的示意图
[0014]图2是瞄准装置及其安装示意图
[0015]图3是反射板与连接杆安装示意图
【具体实施方式】
[0016]下面结合附图和实施例对本实用新型的实施方式进行说明。
[0017]如图1所示，首先在巷道两腰和顶部待测点位置上分别埋设支点I ;底座3通过接头2安装于巷道腰部一侧支点I上，瞄准装置4安装于底座3上，激光测距传感器5安装于瞄准装置4上；反射板6通过连接杆7和接头2安装于巷道腰部另一侧的支点I上；巷道顶部的反射板6固定于顶部支点I上。
[0018]图2为瞄准装置4及其安装示意图。瞄准装置4包括立架41、旋转弧42、激光测距传感器托盘43，托盘43前端通过转轴44与立架41连接，后端通过滑槽45与旋转弧42连接，通过调节操作杆46可使滑槽45沿着旋转弧42滑动；瞄准装置4通过短轴31安装与底座3上。在实施过程中激光测距传感器通过固定螺丝47固定安装于托盘43上，安装时应使激光测距传感器前端与托盘前端平齐，以保证激光测距传感器前端中心点位置在接头2的轴线与转轴44轴线的交点上，确保瞄准不同方位测点时，起测点不变。最后将安装好瞄准装置的底座3通过接头2按图1所示安装于巷道一侧支点上。
[0019]图3是反射板与连接杆示意图。反射板6通过连接杆7和接头2安装于巷道另一侧支点上。
[0020]接头2与支点I通过螺纹连接，且能准确配套，使接头每次能旋至同一位置。
[0021]测量时通过控制操作杆46调整激光方向来分别瞄准巷道顶部和巷道腰部另一侧测点，当激光瞄准反射板中心点时反射光变强，及可认为已瞄准；滑槽45与旋转弧42之间以及瞄准装置4与短轴31之间具有一定的摩擦力，当瞄准测点时放开操作杆能保持激光测距传感器瞄准位置不变，此时激发激光测距传感器的外置触发按钮进行读数，据此操作依次测得该测点与巷道顶部以及巷道腰部另一侧测点之间的距离，即完成该点测量。
[0022]然后将左右两帮互换作为测点和被测点，以同样的方法进行测量，测出巷道顶部与巷道两腰三个测点之间的三角形三条边长，可多次测量取平均值进行修正。
[0023]测量完成后将底座和反射板取下以防止损坏，即完成一次测量。
【权利要求】
1.一种大断面巷道表面收敛位移的激光测量装置，其特征在于，包括:固定安装于巷道壁面的支点(I)、通过接头(2)安装于支点(I)上的底座(3)、安装于底座上的瞄准装置(4)、固定于瞄准装置上的激光测距传感器(5)，以及安装于巷道腰部和顶部测点的反射板(6)，巷道腰部的反射板通过连接杆(7)和接头(2)安装于腰部的支点上。
2.根据权利要求书I所述的大断面巷道表面收敛位移的激光测量装置，其特征在于:瞄准装置(4)与底座(3)通过一短轴(31)相连接，短轴(31)上端有螺纹，通过螺丝可旋紧，且瞄准装置(4)能绕短轴(31)左右旋转。
3.根据权利要求书I所述的大断面巷道表面收敛位移的激光测量装置，其特征在于:瞄准装置(4)包括立架(41)、旋转弧(42)、激光测距传感器托盘(43)，托盘(43)前端通过转轴(44)与立架(41)连接、后端通过滑槽(45)与旋转弧(42)连接，且滑槽(45)能沿着旋转弧(42 )滑动，滑动时可通过调节操作杆(46 )进行。
4.根据权利要求书I所述的大断面巷道表面收敛位移的激光测量装置，其特征在于:激光测距传感器安装于托盘(43)上，通过固定螺丝(47)固定，安装激光测距传感器的要点在于使激光测距传感器的前端中心点与转轴(44)的中心点重合，且在巷道壁面支点(I)与接头(2)的连接轴线上。
5.根据权利要求书I所述的大断面巷道表面收敛位移的激光测量装置，其特征在于:反射板(6)中心有与激光直径相当的红色反光涂层，而周围涂层为暗色，反射板(6)通过连接杆(7)和接头(2)安装于巷道腰部的支点上，反射板(6)中心点到接头的长度与激光测距传感器前端中心点到接头的长度相等。
【文档编号】G01B11/02GK204115669SQ201420496701
【公开日】2015年1月21日 申请日期:2014年9月1日 优先权日:2014年9月1日
【发明者】王峰, 吉学文, 扶海鹰, 王志, 刘辉, 高勇, 耿伟乐, 申延, 刘超, 姚银佩 申请人:驰宏科技工程股份有限公司