[發明專利]用于圍巖智能分級的圍巖形貌自動化掃描裝置及掃描方法

有效

• 申請號: 202310077305.1
• 申請日: 2023-02-08
• 公開（公告）號: CN115808131B
• 公開（公告）日: 2023-05-05
• 發明（設計）人: 蔣卓君;鄭明明;張鈺;馬春馳;熊亮;朱俊林
• 申請（專利權）人: 成都理工大學
• 主分類號: G01B11/16
• 分類號: G01B11/16;H04N23/56;B62D55/065;B08B5/02;B08B1/00
• 代理公司: 四川省成都市天策商標專利事務所(有限合伙) 51213
• 代理人: 劉堋

本發明公開了用于圍巖智能分級的圍巖形貌自動化掃描裝置及掃描方法，掃描裝置包括行走裝置；第三旋轉電機，安裝在行走裝置上；支撐平臺，安裝在第三旋轉電機上；伺服電動缸，底部通過第一鉸接組件與第三旋轉電機鉸接；第二旋轉電機，安裝在第一鉸接組件處，以驅動伺服電動缸在豎直面上進行擺動；相機組件，通過第二鉸接組件與伺服電動缸鉸接；第一旋轉電機，安裝在第二鉸接組件處，以驅動相機組件擺動，且擺動面與伺服電動缸的擺動面共面；以及控制器。行走裝置行走到被爆破的圍巖下方，控制相機組件始終正對圍巖表面且距離保持不變進行拍攝，直至將圍巖拍攝完畢。本發明能貼近圍巖進行掃描，可獲取圍巖細節且圖片畸變小，還可實時獲得圍巖坐標。

技術領域

本發明涉及隧道圍巖掃描技術領域，尤其涉及一種用于圍巖智能分級的圍巖形貌自動化掃描裝置及掃描方法。

背景技術

高原隧道的修建是目前西南地區研究的重要工程。高原隧道的修建有利于優化西南地區的產業結構，實現地區經濟的協調發展；也有利于降低高原地區的運輸成本，提高經濟效益，有利于高原地區的對外開放，能夠加強高原偏遠地區與其他地區的交流互動。

圍巖分級與圍巖變形的監測是隧道施工的關鍵指標。圍巖分級是后續隧道施工的基礎，而進行圍巖變形監測是保證施工質量穩定性的重要環節。基于這樣的背景，目前已有如下傳統技術。方法1：申請公布號CN112734640A提供了一種隧道圍巖圖像采集裝置、處理系統及全景圖像拼接方法，能夠實時拍攝鉆爆洞圍巖圖像并進行存儲,通過球面投影模型結合線性畸變矯正模型對魚眼相機采集的圖像進行畸變矯正，然后利用配準算法、融合算法、球面展開算法等實現鉆爆洞圍巖全景圖拼接。方法2：授權公布號CN112173103B是一種用于鉆爆法施工隧道的工作面檢測裝置及方法。所述工作面檢測裝置包括:控制系統、存儲與傳輸系統、信息采集系統、照明與供電系統以及無人機，采用本發明所提供的工作面檢測裝置及方法能夠提高檢查效率以及安全性。

但目前行業傳統方法都不夠完備，在某方面優勢突出的同時，短板也依舊突出。如上述方法1人工測量、現場繪制誤差大，使用高性能攝像系統價格昂貴，現場設備需要不斷安裝、拆除，工作量大；方法2使用無人機成本較高，容易損壞，并且無人機實時定位精準不高，難以準確給出掃描出的各圖像的準確位置，影響圍巖全方位三維形貌的高質量重建。

發明內容

本發明提供了一種用于圍巖智能分級的圍巖形貌自動化掃描裝置及掃描方法，以解決上述技術問題。

本發明采用的技術方案是：提供一種用于圍巖智能分級的圍巖形貌自動化掃描裝置，包括：

行走裝置，行走于隧道路邊上；

第三旋轉電機，安裝在所述行走裝置上；

支撐平臺，安裝在所述第三旋轉電機上；

伺服電動缸，底部通過第一鉸接組件與第三旋轉電機或支撐平臺鉸接；所述第三旋轉電機驅動第一鉸接組件或支撐平臺在水平面旋轉；

第二旋轉電機，安裝在所述第一鉸接組件處，以驅動伺服電動缸在豎直面上進行擺動；

第二鉸接組件，安裝在所述伺服電動缸頂部；

相機組件，安裝在所述第二鉸接組件頂部；

第一旋轉電機，安裝在所述第二鉸接組件處，以驅動相機組件擺動，且擺動面與伺服電動缸的擺動面共面；

控制器，分別與第三旋轉電機、伺服電動缸、第二旋轉電機、相機組件、第一旋轉電機電連接；所述行走裝置行走到被爆破的圍巖下方，驅動第三旋轉電機、第二旋轉電機、伺服電動缸、第一旋轉電機以及相機組件，使相機組件始終正對圍巖表面且距離保持不變進行拍攝，直至將圍巖拍攝完畢。

進一步的，所述行走裝置為履帶底盤。