[发明专利]一种用于岩土模型试验围岩变形测量装置及其测量方法

权利要求书

1.一种用于岩土模型试验围岩变形测量装置，其特征是：包括限位机构、升降机构、传动杆、激光测距机构和激光标定机构，其中，所述升降机构上设置限位机构，传动杆设置于限位机构前端，所述传动杆前端设置有激光测距机构和激光标定机构；

所述激光测距机构的激光发射器中轴线经过所述传动杆的轴线并与之垂直；所述激光标定机构的激光发射器置于所述传动杆的轴心位置，所述限位机构与所述激光测距机构在同一与所述传动杆中轴线垂直的平面上。

2.如权利要求1所述一种用于岩土模型试验围岩变形测量装置，其特征是：所述传动杆套装于限位机构内部，且限位机构内设置有螺纹，与传动杆外径螺纹相配合。

3.如权利要求1所述一种用于岩土模型试验围岩变形测量装置，其特征是：所述传动杆连接有传动装置，传动装置带动传动杆正向或逆向旋转。

4.如权利要求1所述一种用于岩土模型试验围岩变形测量装置，其特征是：所述激光测距机构和激光标定机构连接有信号传输装置。

5.如权利要求1所述一种用于岩土模型试验围岩变形测量装置，其特征是：所述传动杆上设置有齿轮。

6.如权利要求3所述一种用于岩土模型试验围岩变形测量装置，其特征是：所述传动装置，包括电机、减速齿轮和传动齿轮，所述电机的传动杆上设置有电机齿轮，所述电机齿轮与减速齿轮啮合，所述减速齿轮与传动杆后端啮合。

7.如权利要求1所述一种用于岩土模型试验围岩变形测量装置，其特征是：所述传动杆前段外径与限位机构的内径相同，两者表面为相互啮合螺纹结构，传动杆后段剖面是齿轮结构，并有一定延伸长度，与传动装置的传动齿轮啮合。

8.如权利要求1所述一种用于岩土模型试验围岩变形测量装置，其特征是：所述限位机构、升降机构之间设置有多轴位移微调装置，以调整限位机构的高度和水平方向。

9.基于权利要求1-8中任一项所述的装置的工作方法，其特征是：包括以下步骤：

(1)在隧道模型前放置测量装置，并调整至水平，将传动杆前方粗略对准隧道模型掌子面中心，此时传动杆处于初始状态；

(2)打开激光标定机构，将激光发射器投射的光斑调整至掌子面中心，并在光斑处做好标记；

(3)打开激光限位机构，将激光发射器投射光斑调整至隧道模型开挖起始位置；

(4)开启传动装置使传动杆在限位机构的作用下向前转动，带动激光测距机构转动，使激光测距机构旋转扫描隧道围岩，所述激光测距机构得到点云数据通过信号传输装置实时传输到计算机；

(5)在传动杆前方到达隧道掌子面时关闭传动装置，做好标记，再使传动装置逆向运动，直至传动杆离开隧道模型。