[發明專利]一種盾構渣土體積掃描測量系統及方法

在審

• 申請號: 202010918521.0
• 申請日: 2020-09-04
• 公開（公告）號: CN111780671A
• 公開（公告）日: 2020-10-16
• 發明（設計）人: 張中華;段文軍;汪慧琴;譚江;馮赟杰;朱濤;劉洋;覃旭;何博
• 申請（專利權）人: 中鐵工程服務有限公司;上海米度測量技術有限公司
• 主分類號: G01B11/00
• 分類號: G01B11/00;G01B11/28
• 代理公司: 成都智言知識產權代理有限公司 51282
• 代理人: 濮云杉

1.一種盾構渣土體積掃描測量系統，其特征在于，包括：固設在盾構機出渣口下方的皮帶（1），所述皮帶（1）通過動力機構驅動，所述皮帶（1）的上方固設有激光掃描儀（2），所述激光掃描儀（2）和動力機構分別連接有工業控制計算機。

2.根據權利要求1所述的一種盾構渣土體積掃描測量系統，其特征在于：所述動力機構包括電機（3）、減速機（4）和驅動滾輪（5），所述電機（3）通過制動器與所述減速機（4）固接，所述減速機（4）通過聯軸器與所述驅動滾輪（5）固接，所述驅動滾輪（5）上套設所述皮帶（1）。

3.根據權利要求1所述的一種盾構渣土體積掃描測量系統，其特征在于：所述激光掃描儀（2）為線陣激光掃描儀。

4.根據權利要求1所述的一種盾構渣土體積掃描測量系統，其特征在于：所述工業控制計算機包括OPC通訊系統和計算系統，所述OPC通訊系統分別與所述動力機構、激光掃描儀（2）和計算系統連接。

5.一種應用權利要求1-4任一項所述的盾構渣土體積掃描測量系統的測量方法，其特征在于，包括如下步驟：

步驟A:盾構機出渣口正常出土，同時啟動動力機構、激光掃描儀和工業控制計算機，使用激光掃描儀對空載的皮帶進行測量，得到皮帶第j個的橫截面上的i個點坐標（），然后使用激光掃描儀對皮帶上運輸的渣土進行測量，得到渣土與皮帶第j個的橫截面上的i個點坐標（）,其中橫截面與皮帶運輸方向垂直，使用工業控制機獲取皮帶的速度和激光掃描儀的測量頻率;

步驟B：利用工業控制機計算第j個橫截面渣土與皮帶的橫截面面積為，皮帶第j個的橫截面面積 ，則第j個渣土的橫截面面積,其中n為激光掃描儀對每一橫截面掃描的掃描點總數；

步驟C：利用工業控制機計算渣土與皮帶第j個的橫截面與第j-1個渣土與皮帶的橫截面之間的距離=/,則得出第j個渣土的橫截面與第j-1個渣土的橫截面之間的渣土體積為，則渣土的體積=，其中m為激光掃描儀共測量的渣土與皮帶的橫截面數量總數。

6.根據權利要求5所述的一種盾構渣土體積掃描測量系統的測量方法，其特征在于：所述步驟A中皮帶的速度,其中為減速機系數，為電機轉速，R為驅動滾輪半徑。

7.根據權利要求5所述的一種盾構渣土體積掃描測量系統的測量方法，其特征在于：所述步驟A中包括使用OPC通訊系統獲得電機轉速、減速機系數和驅動滾輪半徑，利用計算系統算出皮帶的速度。

8.根據權利要求5所述的一種盾構渣土體積掃描測量系統的測量方法，其特征在于：所述激光掃描儀的測量頻率的范圍是500HZ-600HZ。