專利名稱：全站儀棱鏡組和隧道施工的頂管機導(dǎo)向系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于隧道測量裝置及方法，具體涉及一種全站儀棱鏡組和隧道施工的頂管機導(dǎo)向系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
在隧道測量中，通常使用全站儀進行測量工作，全站儀是一種可以同時進行角度測量(水平角、豎直角)和距離測量(斜距、平距、高差)的儀器。然而在頂管隧道中，由于管片一直處于運動狀態(tài)，使得全站儀自身不穩(wěn)定，無法像盾構(gòu)隧道一樣進行測量工作。對于短距離直線頂管隧道，通常在始發(fā)井口安裝全站儀，在頂管機上安裝激光靶，不換站直接進行測量，使用距離不超過IOOOm ;對于長距離曲線頂管隧道，就難以直接進行測量，通常進行人工測量，效率低下。

實用新型內(nèi)容本實用新型的目的是提供一種全站儀棱鏡組和隧道施工的頂管機導(dǎo)向系統(tǒng)，通過該系統(tǒng)實現(xiàn)在長距離曲線頂管隧道中對頂管機姿態(tài)的自動測量，指導(dǎo)掘進。實現(xiàn)本實用新型目的采用的技術(shù)方案是:本實用新型提供的全站儀棱鏡組，包括由底座、設(shè)底座上的支架、設(shè)在支架上的望遠鏡、操作面板和提把組成的全站儀，所述全站儀的提把上設(shè)有棱鏡。本實用新型的隧道施工的頂管機導(dǎo)向系統(tǒng)，包括激光靶、主全站儀棱鏡組、若干分全站儀棱鏡組、后視棱鏡、通信盒、計算機；所述激光靶安裝在隧道中的頂管機上，主全站儀棱鏡組安裝在隧道始發(fā)井口內(nèi)的安裝支架上，其余分全站儀棱鏡組隨頂管機的掘進逐個間隔安裝在在激光靶與主全站儀棱鏡組之間的隨頂管機一同前進的隧道管片上，后視棱鏡安裝在隧道始發(fā)井口的墻壁上，主全站儀棱鏡組和分全站儀棱鏡組均與計算機連接。本實用新型提供的隧道施工的頂管機導(dǎo)向系統(tǒng)的導(dǎo)向方法，按照以下步驟進行:1、在隧道中的頂管機上安裝激光靶，在隧道始發(fā)井口墻壁上安裝后視棱鏡，在隧道始發(fā)井口上安裝主全站儀棱鏡組；2、首先利用計算機控制主全站儀棱鏡組從隧道始發(fā)井口先測量后視棱鏡進行后視定向，再測量激光靶的坐標(biāo)從而計算出頂管機的位置，與設(shè)計線路比較，求出頂管機此時的里程和偏差；3、當(dāng)主全站儀棱鏡組測量不到激光靶時，在激光靶與主全站儀棱鏡組之間的隨頂管機一同前進的隧道管片上安裝第一分全站儀棱鏡組，由計算機控制主全站儀棱鏡組測量后視棱鏡進行后視定向，再測量第一分全站儀棱鏡組計算其坐標(biāo)，使第一分全站儀棱鏡組以主全站儀棱鏡組的測量數(shù)據(jù)為基準(zhǔn)重新進行后視定向，由第一分全站儀棱鏡組測量激光靶的坐標(biāo)從而計算出頂管機的位置，與設(shè)計線路比較，求出頂管機此時的里程和偏差；4、隨著頂管機的掘進，當(dāng)主全站儀棱鏡組測量不到第一分全站儀棱鏡組時，再在第一分全站儀棱鏡組與全站儀棱鏡組之間的隧道管片上增加第二分全站儀棱鏡組，由計算機控制主全站儀棱鏡組先測量后視棱鏡進行后視定向，再測量第二分全站儀棱鏡組計算其坐標(biāo)，使第二分全站儀棱鏡組以主全站儀棱鏡組的測量數(shù)據(jù)為基準(zhǔn)重新進行后視定向；由計算機控制第二分全站儀棱鏡組測量第一分全站儀棱鏡組的坐標(biāo)，使第一分全站儀棱鏡組以第二分全站儀棱鏡組的測量數(shù)據(jù)為基準(zhǔn)重新進行后視定向，再由第一分全站儀棱鏡組測量激光靶的坐標(biāo)從而計算出頂管機的位置，與設(shè)計線路比較，求出頂管機此時的里程和偏差；如此類推依次增加第N分全站儀棱鏡組不斷求出頂管機新的里程和偏差。本實用新型系統(tǒng)可以實現(xiàn)在長距離曲線頂管隧道中對頂管機姿態(tài)的自動測量，指導(dǎo)頂管機的掘進施工，具有系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，使用方便，測量精度高，導(dǎo)向效果好等優(yōu)點。
以下結(jié)合附圖對本實用新型作進一步說明。

圖1是現(xiàn)有全站儀的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是本實用新型的全站儀棱鏡組結(jié)構(gòu)示意圖。圖3是本實用新型系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。圖4是本實用新型系統(tǒng)的使用狀態(tài)示意圖。
具體實施方式
本實用新型的全站儀棱鏡組的結(jié)構(gòu)如圖1所示，包括全站儀基座101、基座腳螺絲102、全站儀底板103、操作面板104、全站儀支架105、望遠鏡106、提把107、提把拆裝按鈕108、棱鏡109。其中，全站儀基座101、基座腳螺絲102、全站儀底板103構(gòu)成了全站儀底座，用于固定全站儀和對全站儀調(diào)平；操作面板104用于對全站儀進行操作；全站儀支架105用于固定望遠鏡106和提把107，并通過提把拆裝按鈕108對其進行拆裝；棱鏡109固定于提把107中心。全站儀支架105可以以其豎直中心為固定軸360度轉(zhuǎn)動，同時帶動操作面板104、望遠鏡106、提把107和棱鏡109 —同轉(zhuǎn)動。全站儀棱鏡組由現(xiàn)有的全站儀(參見圖2)改造而成，只是在全站儀的提把107加裝了棱鏡109，這樣全站儀棱鏡組既可以當(dāng)測站進行測量工作，又可以作為后視和前視目標(biāo)供設(shè)站定向和目標(biāo)測量。棱鏡7的固定方式可以為螺栓固定、卡箍固定等方式。棱鏡109的方向可隨著全站儀棱鏡組中全站儀的中心豎直軸線的轉(zhuǎn)動，跟隨同步轉(zhuǎn)動，保證全站儀棱鏡組中全站儀視線方向和棱鏡方向的相同，使得全站儀棱鏡組既可作為全站儀進行測量，又可以作為測量目標(biāo)點，供其它全站儀棱鏡組中的全站儀測量。本實用新型的隧道施工的頂管機導(dǎo)向系統(tǒng)，如圖3、圖4所示，包括激光靶6、主全站儀棱鏡組1、若干分全站儀棱鏡組I1、I2...In、后視棱鏡3、通信盒4、計算機；所述激光靶6安裝在隧道中的頂管機7上，主全站儀棱鏡組I安裝在隧道始發(fā)井口 2內(nèi)的安裝支架8上，其余分全站儀棱鏡組I1、I2...In隨頂管機7的掘進逐個間隔安裝在在激光靶I與主全站儀棱鏡組I之間的隨頂管機7 —同前進的隧道管片5上，后視棱鏡3安裝在隧道始發(fā)井口 2的墻壁上，主全站儀棱鏡組I和各分全站儀棱鏡組I1、I2...In均與計算機連接，計算機安裝于控制室內(nèi)。以下以3臺全站儀棱鏡組的具體操作方法為例(實際使用中可根據(jù)需要對全站儀棱鏡組的數(shù)量進行增減)，對本實用新型系統(tǒng)的導(dǎo)向方法做進一步的說明。首先(參見圖3)在隧道中的頂管機7上安裝激光靶6，在始發(fā)井口 2處的墻壁上安裝后視棱鏡3其坐標(biāo)為(40.6577，-6.5315，1.1045)，在始發(fā)井口內(nèi)的安裝支架8上安裝主全站儀棱鏡組I其坐標(biāo)為(26.06，-6.7136，-10.7105)，用計算機控制主全站儀棱鏡組I從隧道始發(fā)井口先測量后視棱鏡3進行后視定向，再測量激光靶6坐標(biāo)(43.1542，-6.7822，-10.7505)計算出頂管機7的位置，與設(shè)計線路比較，求出頂管機7此時的里程和偏差；當(dāng)主全站儀棱鏡組I測量不到激光靶6時，在最接近始發(fā)井口 2同時可以看到激光靶6的位置，在激光靶6與主全站儀棱鏡組I之間的隨頂管機一同前進的隧道管片5上安裝第一分全站儀棱鏡組I1，此時的測量流程為:用計算機控制主全站儀棱鏡組I測量后視棱鏡3進行后視定向，再測量第一分全站儀棱鏡組I1計算其坐標(biāo)(68.4528，-6.6842，-10.8456);使第一分全站儀棱鏡組I1以主全站儀棱鏡組I測量的數(shù)據(jù)為基準(zhǔn)重新進行后視定向，由第一分全站儀棱鏡組2測量激光靶6的坐標(biāo)(376.781，-6.942，-10.9874)從而計算出頂管機7的位置，與設(shè)計線路比較，求出頂管機7此時的里程和偏差；隨著頂管機7的掘進，由于第一分全站儀棱鏡組I1隨著隧道管片5 —同前進，導(dǎo)致主全站儀棱鏡組I測量不到第一分全站儀棱鏡組I1，這時，再在第一分全站儀棱鏡組I1與主全站儀棱鏡組I之間的隧道管片5上增加新的第二分全站儀棱鏡組I2 (參見圖4)，此時的測量流程為:由計算機控制主全站儀棱鏡組I先測量后視棱鏡3進行后視定向，再測量第二分全站儀棱鏡組I2計算其坐標(biāo)(70.9994,-6.9804,-10.8533)，使第二分全站儀棱鏡組I2以主全站儀棱鏡組I測量的數(shù)據(jù)為基準(zhǔn)重新進行后視定向；由計算機控制第二分全站儀棱鏡組I2)測量第一分全站儀棱鏡組I1的坐標(biāo)(380.6172，-6.7264，-10.8745);使第一分全站儀棱鏡組I1以第二分全站儀棱鏡組I2測量的數(shù)據(jù)為基準(zhǔn)重新進行后視定向，再由第一分全站儀棱鏡組I1測量激光靶6的坐標(biāo)(688.9454，-6.5347，-10.8971)從而計算出頂管機位置，與設(shè)計線路比較，求出頂管機此時的里程和偏差；如此類推依次增加第N分全站儀棱鏡組不斷求出頂管機新的里程和偏差。
權(quán)利要求1.一種全站儀棱鏡組，包括由底座、設(shè)底座上的支架、設(shè)在支架上的望遠鏡、操作面板和提把組成的全站儀，其特征是所述全站儀的提把上設(shè)有棱鏡。
2.一種隧道施工的頂管機導(dǎo)向系統(tǒng)，其特征是包括激光靶、主全站儀棱鏡組、若干分全站儀棱鏡組、后視棱鏡、通信盒、計算機；所述激光靶安裝在隧道中的頂管機上，主全站儀棱鏡組安裝在隧道始發(fā)井口內(nèi)的安裝支架上，其余分全站儀棱鏡組隨頂管機的掘進逐個間隔安裝在在激光靶與主全站儀棱鏡組之間的隨頂管機一同前進的隧道管片上，后視棱鏡安裝在隧道始發(fā)井口的墻壁上，主全站儀棱鏡組和分全站儀棱鏡組均與計算機連接。
專利摘要本實用新型公開了一種全站儀棱鏡組和隧道施工的頂管機導(dǎo)向系統(tǒng)，包括激光靶、主全站儀棱鏡組、若干分全站儀棱鏡組、后視棱鏡、通信盒、計算機；所述激光靶安裝在隧道中的頂管機上，主全站儀棱鏡組安裝在隧道始發(fā)井口內(nèi)的安裝支架上，其余分全站儀棱鏡組隨頂管機的掘進逐個間隔安裝在在激光靶與主全站儀棱鏡組之間的隨頂管機一同前進的隧道管片上，后視棱鏡安裝在隧道始發(fā)井口的墻壁上，主全站儀棱鏡組和分全站儀棱鏡組均與計算機連接。本實用新型系統(tǒng)可以實現(xiàn)在長距離曲線頂管隧道中對頂管機姿態(tài)的自動測量，指導(dǎo)頂管機的掘進施工。
文檔編號G02B7/18GK202938814SQ20122061917
公開日2013年5月15日 申請日期2012年11月21日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月21日
發(fā)明者劉飛香, 程永亮, 鄭大橋, 賀泊寧, 譚新 申請人:中國鐵建重工集團有限公司