[發(fā)明專利]一種基于激光雷達技術的盾構機出土量測量系統(tǒng)及方法

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• 申請?zhí)枺?/td>: 201811546152.6
• 申請日: 2018-12-18
• 公開（公告）號: CN109339803A
• 公開（公告）日: 2019-02-15
• 發(fā)明（設計）人: 彭國新;竺維彬;黃威然;王俊彬;李世佳;米晉生;鐘長平;王洪東;梁建波;胡安邦;李笑
• 申請（專利權）人: 廣州軌道交通建設監(jiān)理有限公司
• 主分類號: E21D9/06
• 分類號: E21D9/06;E21D9/00;E21D9/12
• 代理公司: 廣州三環(huán)專利商標代理有限公司 44202
• 代理人: 顏希文;麥小嬋

本發(fā)明公開了一種基于激光雷達技術的盾構機出土量測量系統(tǒng)，包括：盾構機出土量測量裝置和盾構上位機，盾構機出土量測量裝置包括皮帶輸送機、激光雷達、環(huán)形拱架、數(shù)據(jù)處理PC機、滾動計數(shù)器和電源，激光雷達將掃面測量數(shù)據(jù)通過通信線纜傳輸?shù)綌?shù)據(jù)處理PC機，滾動計數(shù)器將單位時間內的滾動次數(shù)結合主動輪的直徑計算出皮帶的運動速度通過通信線纜傳輸?shù)綌?shù)據(jù)處理PC機；數(shù)據(jù)處理PC機包括處理器、存儲器和無線模塊，數(shù)據(jù)處理PC機通過無線模塊將經(jīng)過處理器處理的數(shù)據(jù)發(fā)送到盾構上位機；盾構上位機包括處理器、無線接收模塊和顯示器，無線接收模塊接收數(shù)據(jù)處理PC機發(fā)出的數(shù)據(jù)，并通過顯示器將數(shù)據(jù)顯示出來。

技術領域

本發(fā)明涉及施工測量領域，尤其涉及一種基于激光雷達技術的盾構機出土量測量系統(tǒng)及方法。

背景技術

土壓平衡式盾構掘進機切削土體通過螺旋機、皮帶運輸機、電瓶車運輸至坑外，在掘進過程中，需保持開挖面土層的穩(wěn)定，防止地表變形，需對盾構機出土量進行精確控制，實現(xiàn)盾構掘進進尺和盾構出土量的精確匹配；而對盾構機出土量的測量主要采集的參數(shù)是：皮帶輸送機的實時速度和單位時間內盾構渣土通過皮帶截面的面積。

發(fā)明內容

本發(fā)明提供了一種基于激光雷達技術的盾構機出土量測量系統(tǒng)及方法，通過測量皮帶輸送機的實時速度和單位時間內盾構渣土通過皮帶截面的面積，計算出單位時間內盾構機的出土量，從而對盾構機出土量進行精確控制，實現(xiàn)掘進過程中保持開挖面土層的穩(wěn)定，防止地表變形。

為了解決上述技術問題，本發(fā)明實施例提供了一種基于激光雷達技術的盾構機出土量測量系統(tǒng)，包括：盾構機出土量測量裝置和盾構上位機，

所述盾構機出土量測量裝置包括皮帶輸送機、激光雷達、環(huán)形拱架、數(shù)據(jù)處理PC機、滾動計數(shù)器和電源，所述滾動計數(shù)器設置在所述皮帶輸送機下方的主動輪上，所述環(huán)形拱架設置在所述皮帶輸送機上，所述激光雷達設置在所述環(huán)形拱架中，所述激光雷達將掃面測量數(shù)據(jù)通過通信線纜傳輸?shù)剿鰯?shù)據(jù)處理 PC機，所述滾動計數(shù)器將單位時間內的滾動次數(shù)結合主動輪的直徑計算出皮帶的運動速度通過通信線纜傳輸?shù)剿鰯?shù)據(jù)處理PC機，所述電源與所述滾動計數(shù)器、所述皮帶輸送機、所述激光雷達、所述數(shù)據(jù)處理PC機連接；所述數(shù)據(jù)處理 PC機包括處理器、存儲器和無線模塊，所述處理器與所述存儲器、所述無線模塊連接，所述數(shù)據(jù)處理PC機通過所述無線模塊將經(jīng)過處理器處理的數(shù)據(jù)發(fā)送到所述盾構上位機；

所述盾構上位機設置在盾構操作室內，所述盾構上位機包括處理器、無線接收模塊和顯示器，所述處理器分別與所述無線接收模塊和所述顯示器連接，所述無線接收模塊接收所述數(shù)據(jù)處理PC機發(fā)出的數(shù)據(jù)，并通過顯示器將數(shù)據(jù)顯示出來。

作為優(yōu)選方案，所述測量系統(tǒng)還包括盾構遠程監(jiān)控服務器，所述盾構遠程監(jiān)控服務器包括數(shù)據(jù)采集模塊和接收模塊，所述接收模塊用于接收所述數(shù)據(jù)處理PC機發(fā)出的數(shù)據(jù)，所述數(shù)據(jù)采集模塊用于保存接收到的所述數(shù)據(jù)處理PC機發(fā)出的數(shù)據(jù)，以使遠程保存數(shù)據(jù)，令測量數(shù)據(jù)更安全。

作為優(yōu)選方案，所述盾構機出土量測量裝置，還包括軋轆，所述軋轆設置在所述皮帶輸送機下方。

作為優(yōu)選方案，所述激光雷達設置在所述環(huán)形拱架的頂部中央。

作為優(yōu)選方案，所述通信線纜包括通信光纖和通信銅纜。

作為優(yōu)選方案，所述電源為220V交流電源。

作為優(yōu)選方案，所述無線模塊為WIFI模塊。

一種基于激光雷達技術的盾構機出土量測量方法，其特征在于，包括：

滾動計數(shù)器將單位時間內的滾動次數(shù)結合主動輪的直徑計算出皮帶的運動速度通過通信線纜傳輸?shù)綌?shù)據(jù)處理PC機；

激光雷達將掃面測量數(shù)據(jù)通過通信線纜傳輸?shù)剿鰯?shù)據(jù)處理PC機；