[发明专利]一种盾构机盾构姿态的测量装置及其测量方法

说明书

本发明涉及盾构机姿态调技术领域，尤其为一种盾构机盾构姿态的测量装置，包括支撑板、两组检测机构、以及两组圆弧透明板，该检测机构包括配重、接收管、连接条以及距离传感器，两组配重竖直方向处于球坐标系Z轴上，水平方向之间的夹角为90°；其测量方法包括以下几个步骤：将距离传感器与节激光源均通信连接到盾构机的上位机；距离传感器测量其与激光源之间距离X，激光源测量其与接收管之间距离R，输入上位机，计算距离传感器、测量其与激光源之间夹角上位机根据与盾构机处于正常姿态的数据进行比对，并根据结果做出姿态调整。本发明，具有检测方便、便于操作，同时精简了测量设备结构特点。

技术领域

本发明涉及盾构机姿态调整技术领域，具体为一种盾构机盾构姿态的测量装置及其测量方法。

背景技术

盾构机掘进过程中，盾构姿态的俯仰角、滚转角的测量是由自动导向系统完成的。

在盾构机始发前先进行人工测量，然后通过对自动导向系统进行参数设置来确定盾构机的俯仰角和滚转角。但是，一旦盾构机在掘进过程中自动导向系统发生异常，或者测量俯仰角和滚转角的器具硬件出现问题，将完全没有办法确定盾构机的姿态，对施工造成很大的影响。

如申请公布号CN103712616A自动全站仪和陀螺仪组合导向盾构姿态自动测量方法及装置，所述的方法包括：计算机控制自动全站仪以设定的测量间隔自对三个目标棱镜进行测量并保存，同时读取陀螺仪传感器中最新的姿态角度数据，然后结合三个目标棱镜的坐标数据和陀螺仪传感器的姿态角度数据计算出盾构机首尾三维坐标和姿态偏差，并进行显示，用于控制盾构机的推进方向；所述的装置包括自动全站仪、无线电台、计算机以及设置在盾构机上的陀螺仪传感器和目标棱镜，所述的无线电台分别通过RS232串口通讯线连接自动全站仪和计算机，所述的陀螺仪传感器通过专用电缆和计算机连接。与现有技术相比，本发明具有控制与纠偏效果好、精度高、成本低等优点。但是本方案对盾构机姿态的调整还是设计了众多检测器件，系统不够简洁。

如授权公告号CN205403761U一种盾构机俯仰角、滚转角测量装置。所述装置包括：与支架固定在一起的刻度板，用牵引绳悬挂在托架上的锤球。刻度板上设置分别对应盾构机的俯仰角和滚转角的横向刻度线和纵向刻度线。盾构机掘进时支架固定在盾壳上使刻度板水平放置，纵向刻度线与盾构机的轴向平行，锤球位于刻度板的正上方，锤球的尖端指向的横向刻度线和纵向刻度线对应的角度分别为盾构机的俯仰角和滚转角。本发明能够在盾构机掘进过程中通过观察锤球尖端所指向的刻度板的位置确定盾构机的姿态，即使盾构机的自动导向系统在掘进过程中发生故障，使用所述装置人工测量盾构机的俯仰角和滚转角，仍能保证盾构机进行正常掘进，提高了盾构机工作的可靠性。但是本方案由于牵引绳受到的设备工作震动影响较大，造成不便锤球测量刻线以及读取。

发明内容

本发明的目的在于提供一种盾构机盾构姿态的测量装置及其测量方法，以解决上述背景技术中提出的问题。所述一种盾构机盾构姿态的测量装置及其测量方法具有检测方便、便于操作，同时精简了测量设备结构特点。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种盾构机盾构姿态的测量装置，包括支撑板、两组检测机构、以及两组圆弧透明板，该支撑板固定在盾尾，该检测机构包括配重、接收管、连接条以及距离传感器，

所述配重通过轴转动连接于支撑板上，两组配重竖直方向处于球坐标系Z轴上，水平方向之间的夹角为90°；

所述接收管安装在配重的底部，且固定连接连接条；

所述距离传感器设于接连接条的底部；

所述圆弧透明板安装在盾壳上，且活动嵌装有激光源，盾构机处于正常姿态该激光源位于圆弧透明板的最低点、处于距离传感器正下方，且之间点接触。

优选的，所述配重与轴之间通过滚珠轴承转动联动。

优选的，所述距离传感器采用激光测距传感器。