[发明专利]一种顶管机姿态测量装置及其顶管机姿态测量方法

权利要求书

1.一种顶管机姿态测量装置，其特征在于：其包括：

激光器，其安装在顶管机工作的井内；

平面光电传感器阵列，其以竖直的方式安装在顶管机的机头处，并与所述激光器正对，所述平面光电传感器阵列随所述机头摆动时，所述激光器的激光束水平照射到所述平面光电传感器阵列上，使所述平面光电传感器阵列中相应的光电传感器因感受激光束而输出电压信号；

数据采集卡，其采集所述平面光电传感器阵列输出的电压信号；

处理器，其接收所述数据采集卡采集的数据信号进行数据处理，显示、记录所述顶管机的机头摆动的方位和幅度，描绘所述顶管机的机头摆动的轨迹，并进行数据存储；

其中，所述处理器的处理方法为：

步骤一、得到所述数据采集卡采集的数据信号；

步骤二、根据所述数据信号，获得所述平面光电传感器阵列上因感受激光束而输出电压信号的光电传感器；

步骤三、根据所述数据采集卡连续性采集来的数据信号，对每次获得的相应光电传感器进行轨迹连线，由此获取所述顶管机的机头摆动的方位和幅度，并描绘出所述顶管机的机头摆动的轨迹，同时进行数据存储；

步骤四、判断所述数据采集卡采集的数据信号传送是否中断，是中断，则结束，否则返回步骤二。

2.如权利要求1所述的顶管机姿态测量装置，其特征在于：所述激光器采用He-Ne激光器。

3.如权利要求1所述的顶管机姿态测量装置，其特征在于：所述平面光电传感器阵列包括呈阵列式排布的n×m个光电传感器，以及安装n×m个光电传感器的安装板，n和m为正整数。

4.如权利要求3所述的顶管机姿态测量装置，其特征在于：所述安装板开设呈阵列式排布的n×m个收容槽，每个收容槽内安装一个光电传感器。

5.如权利要求4所述的顶管机姿态测量装置，其特征在于：每个收容槽内安装一个聚集凹面镜，所述光电传感器安装在相应收容槽的底部，所述聚集凹面镜对进入所述收容槽内的激光束聚集至相应的光电传感器上。

6.如权利要求5所述的顶管机姿态测量装置，其特征在于：所有收容槽的底部相通，以便于所有光电传感器之间的电性接线。

7.如权利要求3所述的顶管机姿态测量装置，其特征在于：所述光电传感器采用光敏电阻作为光电接收元件。

8.如权利要求7所述的顶管机姿态测量装置，其特征在于：所述光敏电阻在光电信号调理时，一端电性接地，另一端一方面通过分压电阻电性连接电源，另一方面作为所述光电传感器的输出端。

9.如权利要求1所述的顶管机姿态测量装置，其特征在于：所述顶管机姿态测量装置还包括编码器，所述编码器将所述平面光电传感器阵列输出的多路电压信号进行编码，以减少所述平面光电传感器阵列到所述数据采集卡的数据通道的路数。

10.一种如权利要求1至8中任意一项所述的顶管机姿态测量装置的顶管机姿态测量方法，其特征在于：其包括以下步骤：

步骤一、所述处理器得到所述数据采集卡采集的数据信号；

步骤二、所述处理器根据所述数据信号，获得所述平面光电传感器阵列上因感受激光束而输出电压信号的光电传感器；

步骤三、所述处理器根据所述数据采集卡连续性采集来的数据信号，对每次获得的相应光电传感器进行轨迹连线，由此获取所述顶管机的机头摆动的方位和幅度，并描绘出所述顶管机的机头摆动的轨迹，同时进行数据存储；

步骤四、所述处理器判断所述数据采集卡采集的数据信号传送是否中断，是中断，则结束，否则返回步骤二。