基于三维激光扫描的粗粒土试坑测量装置的制作方法

1.本实用新型属于粗粒土试坑体积测量技术领域，具体涉及到一种基于三维激光扫描的粗粒土试坑测量装置。


背景技术：

2.堆石坝中堆石料填筑密度检测采用挖坑灌水/砂密度法，该方法原理简单，较易理解，因而被广泛用于现场测定粗粒土的密度。但该试验耗人以及试验用水/砂单次可达1.5-2t，对于水和砂的供应对于条件不成熟的地方提供难度较大，甚至只能取其次采用杂质较多的水/砂，均会增加试验的误差，而且整个试验时间较长，通常为2-4小时，对于不停歇填筑的工作面，由于检测结果不能及时反馈，只能停止施工等待试验结束，严重影响生产效率，而且试验过程中灌水用的薄膜约束和灌砂的自重对于试坑体积的标定均有影响，对最终试验结果产生一定误差。因此根据传统挖坑灌水/砂密度法的试验过程，主要分为：（1）选点进行面层体积标定，（2）选定点位挖坑并对试坑内堆石料质量的称重，（3）通过灌水/砂对试坑的体积进行标定来计算选定点位堆石料的填筑密度。针对试验的全过程分析，对于试坑的开挖和试坑堆石料质量的称取，在现如今均可采用小型迷你挖机和大型电子秤快速称取质量，对于试坑体积的测量，急需一种能够快速测量试坑体积的装置，代替传统的挖坑灌水/砂进行试坑体积的测定。


技术实现要素：

3.本实用新型所要解决的技术问题在于克服上述现有技术的不足,提供一种设计合理、结构简单、成本低廉、效率高、测量精度高的基于三维激光扫描的粗粒土试坑测量装置。
4.解决上述技术问题采用的技术方案是：左支架和右支架一端固定于试坑周围地面上、另一端与连接板相连接，左连接杆和右连接杆穿过连接板与横向齿条相连接，连接板底部设置有固定杆，固定杆的端部设置有第一电机，第一电机的输出轴上设置有第一齿轮，第一齿轮与竖向齿条相啮合，竖向齿条的顶部穿过连接板、底部设置有第二电机，第二电机的输出轴上设置有第二齿轮，第二齿轮与横向齿条相啮合，横向齿条下部设置有三维扫描仪扫描头。
5.本实用新型的连接板为：连接板本体长度方向上中心位置加工有通槽，左连接杆、右连接杆、竖向齿条穿过通槽设置，连接板本体宽度方向上设置有2组滑槽，2组滑槽关于连接板本体长度方向对称。
6.本实用新型的右支架为：支架本体为l形结构，支架本体的一端设置有t形滑块，t形滑块设置于滑槽内，支架本体的另一端设置固定板，右支架通过固定板设置于地面上；左支架和右支架结构完全相同。
7.本实用新型的竖向齿条为：齿条本体顶部设置有t形限位块，t形限位块穿过通槽设置。
8.由于本实用新型采用了在试坑周围设置支架，将连接板设置于支架上，且连接板
可相对支架前后移动，连接板下部设置有横向齿条和竖向齿条，电机输出轴上设置有齿轮，通过齿轮齿条的啮合使横向齿条能够上下左右移动，从而使安装于横向齿条下部的三维扫描仪扫描头尽可能的在试坑的各个方位移动，对试坑形状进行扫描成像，得到试坑三维数据，从而计算试坑体积，通过试坑填料质量m和试坑体积v计算得出试坑填筑料密度ρ，该装置有效弥补挖坑灌水/砂法存在的低效、高耗、试验影响因素多等不足，脉冲三维激光测距精度高，得到的试坑体积数据更精确，可推广应用到粗粒土试坑测量领域。
附图说明
9.图1是本实用新型一个实施例的结构示意图。
10.图2是图1中连接板3的结构示意图。
11.图3是图1中右支架6的结构示意图。
12.图4是图1中竖向齿条9的结构示意图。
13.图中：1、左支架；2、左连接杆；3、连接板；4、固定杆；5、右连接杆；6、右支架；7、第一齿轮；8、第一电机；9、竖向齿条；10、第二齿轮；11、第二电机；12、横向齿条；13、三维扫描仪扫描头13；3-1、连接板本体；a、通槽；b、滑槽；6-1、t形滑块；6-2、支架本体；6-3、固定板；9-1、t形限位块；9-2、齿条本体。
具体实施方式
14.下面结合附图和实施例对本实用新型做进一步详细说明，但本实用新型不限于这些实施例。
15.实施例1
16.在图1～4中，本实用新型涉及的一种基于三维激光扫描的粗粒土试坑测量装置,左支架1和右支架6一端固定于试坑周围地面上、另一端与连接板3相连接，本实施例的连接板3由连接板本体3-1组成，连接板本体3-1为矩形钢板，连接板本体3-1长度方向上中心位置加工有通槽a，连接板本体3-1宽度方向上加工有2组滑槽b，2组滑槽b关于连接板本体3-1长度方向对称，右支架6由t形滑块6-1、支架本体6-2、固定板6-3连接构成，支架本体6-2为l形结构，支架本体6-2的一端焊接固定有t形滑块6-1，t形滑块6-1安装于滑槽b内，滑槽b的设置使连接板3可在宽度方向上前后移动，支架本体6-2的另一端焊接固定有固定板6-3，右支架6通过固定板6-3固定于地面上；左支架1和右支架6结构完全相同。
17.左连接杆2、右连接杆5下端穿过通槽a与横向齿条12相连接，左连接杆2、右连接杆5上端为t形结构，该结构起限位作用，防止左连接杆2、右连接杆5从通槽a内脱落，连接板3底部焊接固定有固定杆4，固定杆4的端部通过螺纹紧固连接件固定连接安装有第一电机8，第一电机8的输出轴上安装有第一齿轮7，第一齿轮7与竖向齿条9相啮合，第一电机8转动带动第一齿轮7转动，通过齿轮和齿条的啮合使竖向齿条9上下移动，从而带动横向齿条12上下移动，竖向齿条9由t形限位块9-1、齿条本体9-2连接构成，齿条本体9-2顶部通过螺纹紧固连接件固定连接安装有t形限位块9-1，t形限位块9-1穿过通槽a设置，防止竖向齿条9从连接板3上脱落，竖向齿条9底部通过螺纹紧固连接件固定连接安装有第二电机11，第二电机11的输出轴上安装有第二齿轮10，第二齿轮10与横向齿条12相啮合，第二电机11转动时带动第二齿轮10转动，从而使横向齿条12来回移动，此时，左连接杆2、右连接杆5沿通槽a来
回移动，横向齿条12下部固定安装有三维扫描仪扫描头13，三维扫描仪扫描头13可在180
°
平面内相对转动，通过横向齿条12的上下左右移动，连接板3的前后移动，带动三维扫描仪扫描头13在各个方位移动扫描，对试坑形状进行扫描成像，得到试坑三维数据，从而计算试坑体积，通过试坑填料质量m和试坑体积v计算得出试坑填筑料密度ρ。


技术特征：
1.一种基于三维激光扫描的粗粒土试坑测量装置,其特征在于：左支架（1）和右支架（6）一端固定于试坑周围地面上、另一端与连接板（3）相连接，左连接杆（2）和右连接杆（5）穿过连接板（3）与横向齿条（12）相连接，连接板（3）底部设置有固定杆（4），固定杆（4）的端部设置有第一电机（8），第一电机（8）的输出轴上设置有第一齿轮（7），第一齿轮（7）与竖向齿条（9）相啮合，竖向齿条（9）的顶部穿过连接板（3）、底部设置有第二电机（11），第二电机（11）的输出轴上设置有第二齿轮（10），第二齿轮（10）与横向齿条（12）相啮合，横向齿条（12）下部设置有三维扫描仪扫描头（13）。2.根据权利要求1所述的基于三维激光扫描的粗粒土试坑测量装置，其特征在于所述的连接板（3）为：连接板本体（3-1）长度方向上中心位置加工有通槽（a），左连接杆（2）、右连接杆（5）、竖向齿条（9）穿过通槽（a）设置，连接板本体（3-1）宽度方向上设置有2组滑槽（b），2组滑槽（b）关于连接板本体（3-1）长度方向对称。3.根据权利要求2所述的基于三维激光扫描的粗粒土试坑测量装置，其特征在于所述的右支架（6）为：支架本体（6-2）为l形结构，支架本体（6-2）的一端设置有t形滑块（6-1），t形滑块（6-1）设置于滑槽（b）内，支架本体（6-2）的另一端设置固定板（6-3），右支架（6）通过固定板（6-3）设置于地面上；左支架（1）和右支架（6）结构完全相同。4.根据权利要求2所述的基于三维激光扫描的粗粒土试坑测量装置，其特征在于所述的竖向齿条（9）为：齿条本体（9-2）顶部设置有t形限位块（9-1），t形限位块（9-1）穿过通槽（a）设置。

技术总结
一种基于三维激光扫描的粗粒土试坑测量装置,左支架和右支架一端固定于试坑周围地面上、另一端与连接板相连接，左连接杆和右连接杆穿过连接板与横向齿条相连接，连接板底部设置有固定杆，固定杆的端部设置有第一电机，第一电机的输出轴上设置有第一齿轮，第一齿轮与竖向齿条相啮合，竖向齿条的顶部穿过连接板、底部设置有第二电机，第二电机的输出轴上设置有第二齿轮，第二齿轮与横向齿条相啮合，横向齿条下部设置有三维扫描仪扫描头；本装置有效弥补挖坑灌水/砂法存在的低效、高耗、试验影响因素多等不足，脉冲三维激光测距精度高，得到的试坑体积数据更精确，可推广应用到粗粒土试坑测量领域。坑测量领域。坑测量领域。


技术研发人员：王大强 符贵军
受保护的技术使用者：陕西秦海检测科技有限公司
技术研发日：2021.11.30
技术公布日：2022/7/12