(12)实用新型专利
(10)授权公告号 CN 211012862 U(45)授权公告日 2020.07.14
(21)申请号 202021052981.1(22)申请日 2020.06.10
(73)专利权人 上海力信测量系统有限公司
地址 201203 上海市浦东新区中国（上海）
自由贸易试验区芳春路400号1幢3层
专利权人 力信测量（上海）有限公司(72)发明人 张晓日 刘孟健 黄喆 邵震宇
许东旭 (74)专利代理机构 上海硕力知识产权代理事务
所(普通合伙) 31251
代理人 郭桂峰(51)Int.Cl.
G01B 11/14(2006.01)E21D 9/06(2006.01)
权利要求书1页 说明书4页 附图3页
CN 211012862 U(54)实用新型名称
一种用于测量盾构盾尾机构间隙的间隙仪(57)摘要
本实用新型提供一种用于测量盾构盾尾机构间隙的间隙仪，包括：壳体；隔板，设置在所述壳体内，将壳体内空间分隔形成传动舱和电子
设置在所舱；所述传动舱前端开设通道口；滑轨，
述传动舱内，且朝向所述通道口延伸；伸出平台，可滑动的装设在所述滑轨上，且所述伸出平台朝向所述通道口外的一侧具有遮挡面，所述遮挡面与所述通道口相适配；激光扫描设备，装设在所述伸出平台上随其移动；动力机构，装设在所述电子舱内，与所述伸出平台连接以驱动其运动；待机状态时，所述激光扫描设备位于所述传动舱内，所述遮挡面封闭所述通道口；本实用新型通过间隙仪外部装设壳体，内部装设可伸出测量的激光扫描设备，有效避免间隙仪长期在测量环境中受到的污染。
CN 211012862 U
权 利 要 求 书
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1.一种用于测量盾构盾尾机构间隙的间隙仪，其特征在于，包括：壳体；隔板，设置在所述壳体内，将所述壳体内空间分隔形成传动舱和电子舱；所述传动舱前端开设通道口；
滑轨，设置在所述传动舱内，且朝向所述通道口延伸；伸出平台，可滑动的装设在所述滑轨上，且所述伸出平台朝向所述通道口外的一侧具有遮挡面，所述遮挡面与所述通道口相适配；
激光扫描设备，装设在所述伸出平台上随其移动；动力机构，装设在所述电子舱内，与所述滑轨连接以驱动其运动；其中，待机状态时，所述激光扫描设备位于所述传动舱内，所述遮挡面封闭所述通道口；工作状态时，所述动力机构带动所述伸出平台动作，以使所述激光扫描设备伸出所述壳体进行测量。
2.根据权利要求1所述用于测量盾构盾尾机构间隙的间隙仪，其特征在于：进一步包括初始限位传感器、终止限位传感器和限位块；
其中，所述限位块装设在所述伸出平台上随其移动，在所述待机状态时，所述限位块接触到所述初始限位传感器；在所述工作状态时，所述限位块接触到所述终止限位传感器。
3.根据权利要求2所述用于测量盾构盾尾机构间隙的间隙仪，其特征在于：所述限位块是可调节的限位块，调节所述限位块的位置能改变所述伸出平台的伸出距离。
4.根据权利要求1所述用于测量盾构盾尾机构间隙的间隙仪，其特征在于：进一步包括辅助测量激光设备，所述辅助测量激光设备装设在所述传动舱内与所述激光扫描设备相对设置。
5.根据权利要求1所述用于测量盾构盾尾机构间隙的间隙仪，其特征在于：进一步包括控制设备，所述控制设备装设在所述电子舱内，所述控制设备与所述动力机构连接以控制所述动力机构的工作或停止。
6.根据权利要求1所述用于测量盾构盾尾机构间隙的间隙仪，其特征在于：进一步包括数据转换设备，所述数据转换设备设在所述电子舱内，所述激光扫描设备将扫描的数据发送至所述数据转换设备中进行数据的转换。
7.根据权利要求1所述用于测量盾构盾尾机构间隙的间隙仪，其特征在于：所述滑轨为精密滑轨。
8.根据权利要求1所述用于测量盾构盾尾机构间隙的间隙仪，其特征在于：所述激光扫描设备是高精度工业激光扫描设备，可实现区域扫描测量，测量精度为±2㎜。
9.根据权利要求1所述用于测量盾构盾尾机构间隙的间隙仪，其特征在于：所述传动舱内元器件为IP67等级。
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说 明 书
一种用于测量盾构盾尾机构间隙的间隙仪
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技术领域
[0001]本实用新型涉及一种间隙仪的测量领域，尤指一种用于测量盾构盾尾间隙的间隙仪。
背景技术
[0002]目前在盾构法隧道施工中，盾构盾尾间隙测量方法分为以下几类：[0003]第一种、传统人工钢尺测量法，采用该测量的优点是成本低，流程简单，缺点是测量精度不稳定，人工测量主观因素影响较大。[0004]第二种、测距激光法，利用激光测距原理，分别测量指定点位的盾壳与管片的距离进行减法操作，采用该测量的优点是原理简单，实现了数字化流程化测量，但测距激光窗口容易被污染，数据测量精度受影响。[0005]第三种、超声波法，该方法通过盾构机出厂前在盾尾处预留超声波传感器安装位置，预安装上多组超声波传感器，通过超声测距来实现盾尾间隙的测量，采用该测量的优点是测量数据方便，不会受外界因素影响，可持续测量，缺点是超声波传感器易在盾尾环境下损坏。
[0006]第四种、相机法，该方法通过在盾尾支撑环上安装多组单目相机，通过图像处理的方法识别间隙，实现对盾尾间隙的测量，采用该测量的优点是测量范围较大，相机视野内的间隙理论上都可以测量出来，可持续测量，缺点是图像处理技术依赖于相机拍图质量，相机传感器易在施工环境下污染损坏，导致测量数据不准或者无法识别，该方法对盾构现场的环境要求较高，较为局限。[0007]针对上述技术问题，如何提供一种防护性高的间隙仪来测量盾构盾尾间隙，成了本领域技术人员的长期技术诉求。
发明内容
[0008]本实用新型将解决现有的技术问题，提供一种用于测量盾构盾尾间隙的间隙仪，其结构简单，防护性能高，可靠性强，测量范围广。[0009]本实用新型提供的技术方案如下：
[0010]本实用新型公开一种用于测量盾构盾尾间隙的间隙仪，包括;[0011]壳体；[0012]隔板，设置在所述壳体内，将壳体内空间分隔形成传动舱和电子舱；所述传动舱前端开设通道口；[0013]滑轨，设置在所述传动舱内，且朝向所述通道口延伸；[0014]伸出平台，可滑动的装设在所述滑轨上，且所述伸出平台朝向所述通道口外的一侧具有遮挡面，所述遮挡面与所述通道口相适配；[0015]激光扫描设备，装设在所述伸出平台上随其移动；[0016]动力机构，装设在所述电子舱内，与所述滑轨连接以驱动其运动；
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说 明 书
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其中，待机状态时，所述激光扫描设备位于所述传动舱内，所述遮挡面封闭所述通
道口；工作状态时，所述动力机构带动所述伸出平台动作，以使所述激光扫描设备伸出所述壳体进行测量。
[0018]本技术方案，壳体通过隔板分隔成传动舱和电子舱，电子舱内动力机构通过隔板中的通孔和传动舱内的滑轨连接，动力机构为滑轨提供动力，电子舱不直接与外界环境接触，大大提高了对电子舱内的保护；在待机状态时，遮挡面封闭了传动舱的通道口，避免传动舱内部元器件长期暴露在测量环境中，有效的防护了传动舱内部的元器件。[0019]优选地，进一步包括初始限位传感器、终止限位传感器和限位块，其中，所述限位块装设在所述伸出平台上随其移动，在所述待机状态时，所述限位块接触到所述初始限位传感器；在所述工作状态时，所述限位块接触到所述终止限位传感器。[0020]本技术方案中，当伸出平台带动限位块移动，限位块移动到终止限位传感器时，终止限位传感器感应到信号，将信号反馈到控制设备，控制设备控制动力机构停止运动，即间隙仪停止伸出动作；当伸出平台带动限位块缩回时，限位块接触到初始限位传感器，初始限位传感器感应到信号，将信号反馈到控制设备，控制设备控制动力机构停止运动，即间隙仪完成缩回动作，实现了间隙仪的自动伸缩控制。[0021]进一步优选地，所述限位块是可调节的限位块，调节所述限位块的位置能改变所述伸出平台的伸出距离。[0022]本技术方案中，限位块可沿着伸出平台的伸出方向调节位置，当限位块朝终止限位传感器的方向调节时，限位块与终止限位传感器距离变近，导致伸出平台伸出的距离变短，通过调节限位块的安装位置，使激光扫描设备伸出壳体的距离可调节。[0023]优选地，进一步包括辅助测量激光设备，所述辅助测量激光设备装设在所述传动舱内与所述激光扫描设备相对设置。[0024]本技术方案中，辅助测量激光设备发射的激光线显示出激光扫描设备的扫描区域，工作人员能观察到具体的测量区域。[0025]优选地，进一步包括控制设备，所述控制设备装设在所述电子舱内，所述控制设备与所述动力机构连接以控制所述动力机构的工作或停止。[0026]本技术方案中，控制设备用于控制动力机构的运动或停止。[0027]优选地，进一步包括数据转换设备，所述数据转换设备设在所述电子舱内，所述激光扫描设备将扫描的数据发送至所述数据转换设备中进行数据的转换。[0028]本技术方案，激光扫描设备把扫描的数据发送至数据转换设备进行数据的转换后反馈给工作人员。
[0029]进一步优选地，所述滑轨为精密滑轨。[0030]本技术方案中，精密滑轨提高了滑动的可靠性，为激光扫描设备伸出测量提供保障。
[0031]优选地，所述激光扫描设备是高精度工业激光扫描设备，可实现区域扫描测量，测量精度为±2㎜。
[0032]本技术方案中，激光扫描设备精度高，测量范围广，提高了测量的准确性。[0033]进一步优选地，所述传动舱内元器件为IP67等级。[0034]本技术方案中提到的元器件为IP67等级，防护等级较高，能够有效的防止灰尘的
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说 明 书
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吸入，同时，避免了在潮湿环境中被水分浸泡。[0035]与现有技术相比，本实用新型提供的一种用于测量盾构盾尾间隙的间隙仪具有以下有益效果：
[0036]1.激光扫描设备精度高能实现区域扫描，扩大测量范围，测量结果更加准确。[0037]2.间隙仪设有壳体，在非工作状态时，激光扫描设备在壳体内待机，解决了测量设备长时间暴露在施工环境下容易损坏的问题，增加测量可靠性。[0038]3.通过调节限位块的安装位置，实现了对激光扫描设备伸出距离的调节。附图说明
[0039]下面将以明确易懂的方式，结合附图说明优选实施方式，对上述特性、技术特征、优点及其实现方式予以进一步说明。
[0040]图1是本实用新型测量盾构盾尾间隙的间隙仪一个实施例的正视图结构示意图；[0041]图2是本实用新型测量盾构盾尾间隙的间隙仪一个实施例的正视图结构示意图；[0042]图3是本实用新型测量盾构盾尾间隙的间隙仪一个实施例的结构示意图；[0043]图4是本实用新型测量盾构盾尾间隙的间隙仪一个实施例的结构示意图；[0044]图5是本实用新型测量盾构盾尾间隙的间隙仪一个实施例的结构示意图；[0045]附图标号说明：滑轨1、激光扫描设备2、壳体3、初始限位传感器4、辅助测量激光设备5、控制设备6、动力机构7、电子舱8、传动舱9、伸出平台10、隔板11、数据转换设备12、限位块13、终止限位传感器14、间隙仪15、盾壳16、管片17。具体实施方式
[0046]为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对照附图说明本实用新型的具体实施方式。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图，并获得其他的实施方式。[0047]为使图面简洁，各图中只示意性地表示出了与本实用新型相关的部分，它们并不代表其作为产品的实际结构。另外，以使图面简洁便于理解，在有些图中具有相同结构或功能的部件，仅示意性地绘示了其中的一个，或仅标出了其中的一个。在本文中，“一个”不仅表示“仅此一个”，也可以表示“多于一个”的情形。
[0048]根据本实用新型提供的一种用于测量盾构盾尾间隙的间隙仪的实施例，如图1-2所示，该间隙仪包括：隔板11、传动舱9和电子舱8，隔板11设置在壳体3内，将壳体3内空间分隔形成传动舱9和电子舱8；电子舱8不直接与外界环境接触，有效的保护了电子舱8内的设备，动力机构7设置在电子舱8内与设置在传动舱9内的滑轨1连接以驱动其运动；传动舱9前端开设通道口，滑轨1朝向通道口延伸；伸出平台10可滑动的装设在滑轨1上，且伸出平台10朝向通道口外的一侧具有遮挡面，遮挡面与通道口相适配；激光扫描设备2装设在伸出平台10上随其移动；传动舱9内还包括：初始限位传感器4、辅助测量激光设备5、限位块13、终止限位传感器14，其中限位块13和终止限位传感器14的位置可参照图2所示，在待机状态时，参照图2所示，激光扫描设备2位于传动舱9内，遮挡面封闭了传动舱9前端开设的通道口，即将整个传动舱9密封，与外部环境隔离，保护了传动舱9内部的设备；在工作状态时，参照图1
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所示，控制设备6控制动力机构7运动，动力机构7为滑轨1提供动力，滑轨1带动伸出平台10和激光扫描设备2伸出壳体3，激光扫描设备2在壳体3外部进行测量工作。在工作状态时才控制激光扫描设备2伸出进行测量工作，有效的解决了传动舱9内部元器件长期暴露在测试环境中容易损坏的问题，提高了间隙器的使用寿命。[0049]需要说明的是，图1和图2为 测量盾构盾尾间隙的间隙仪不同位置的正视图，表示对应位置的部件分布情况，图2为简化示意图。[0050]优选地，参照图2所示，限位块13两端还装设初始限位传感器4和终止限位传感器14，当伸出平台10带动限位块13到达终止限位传感器14时，终止限位传感器14把感应到的信号反馈给控制设备6，控制设备6控制动力机构7停止运动，伸出平台10停止伸出，即激光扫描设备2到达测量区域，激光扫描设备2测量结束后，控制设备6控制动力机构7运动，伸出平台10带动限位块13缩回，当限位块13移动到初始限位传感器4，初始限位传感器4感应到信号反馈信号给控制设备6，控制设备6再次控制动力机构7停止运动，即激光扫描设备2回到传动舱9，壳体3再次保持密封状态，实际生产中，也可通过控制设备6设置滑轨1移动距离的程序控制，来进行滑轨的移动控制，都属于本专利的范围之内。[0051]进一步优选地，如图2所示，限位块13可调节的安装在伸出平台10上，限位块13安装位置可沿滑轨1移动方向调节，如果限位块13往终止限位传感器14方向调节，即使得限位块13与终止限位传感器14距离变近，从而使得激光扫描设备2伸出的实际距离变短，如果限位块13往初始限位传感器4方向调节，即使得限位块13与终止限位传感器14距离变远，从而使得激光扫描设备2伸出的实际距离变长，通过此方案，伸出平台10伸出测量的距离能够根据实际测量的距离调节。[0052]优选地，如图1所示，辅助测量激光设备5与激光扫描设备2相对设置，当激光扫描设备2对测量区域进行测量时，辅助测量激光设备5将激光线投射在测量区域，显示出测量区域的位置，方便了工作人员对具体位置的观察了解。[0053]参照图3和图4所示，当间隙仪15到达盾壳16位置时，上位机发测量指令给间隙仪15，控制设备6控制动力机构7运动，带动滑轨1移动，滑轨1带动伸出平台10和激光扫描设备2伸出壳体3，激光扫描设备2对盾壳16进行测量工作，激光扫描设备2通过发送和接收测量光，测量多组区域内盾壳16数据，激光扫描设备2通过数据线将测量数据发送给数据转换设备12，当到达盾构机管片17位置区域时，重复上述测量过程。数据转换设备12再计算出特征点的各个间隙，将间隙数据发送给上位机反馈到工作人员。[0054]参照图5，当上位机收到间隙仪15测量数据后，根据设好的两个间隙仪15位置姿态关系,通过算法转换到同一坐标系下，进行数据的滤波、剔除，对各部分间隙区域进行区域计算，计算出盾尾特征点的各个间隙，计算的结果信息及时反馈给操作人员存入数据库，并提供后一环的管片选型依据。[0055]综上所述，本实用新型公开一种用于测量盾构盾尾间隙的间隙仪，其防护性能高，激光扫描设备伸出测量的距离可调，能实现区域扫描，测量范围广。[0056]应当说明的是，上述实施例均可根据需要自由组合。以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。
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