[发明专利]盾构隧道接触网锚螺栓孔定位装置的调整定位机构及其应用

权利要求书

1.盾构隧道接触网锚螺栓孔定位装置的调整定位机构，包括三角支架(1)、激光测距传感器(11)；其特征在于三角支架(1)顶部与基板(2)下表面采用具有锁紧装置的活球配合机构，转动板(7)间隔设于基板(2)上方并通过轴(3)与其转动装配，基板(2)上固定的第一电机(5)通过齿轮副(6)带动轴(3)旋转，第二电机(9)固定于转动板(7)上且其输出轴上固定装配有摆杆(10)，摆杆(10)上装配有激光测距传感器(11)及第二倾角传感器(12)，转动板(7)上设有第一倾角传感器(8)；控制装置(4)接收第一倾角传感器(8)、第二倾角传感器(12)、激光测距传感器(11)发出的信号并处理，发出控制指令至第一电机(5)、第二电机(9)控制其启停及转动角度。

2.根据权利要求1所述的盾构隧道接触网锚螺栓孔定位装置的调整定位机构，其特征在于所述的三角支架(1)的各支腿采用具有锁紧构件的分段式伸缩结构。

3.根据权利要求1所述的盾构隧道接触网锚螺栓孔定位装置的调整定位机构，其特征在于所述的活球配合机构选用装配于三角支架(1)顶部与基板(2)下表面邻接部的球面轴承，锁紧装置选用由锁紧旋钮(14)同轴装配的顶丝。

4.根据权利要求1所述的盾构隧道接触网锚螺栓孔定位装置的调整定位机构，其特征在于所述的基板(2)下表面与活球配合机构之间设有燕尾滑槽，燕尾滑槽的动作锁止由与调节旋钮(13)同轴装配的顶丝控制。

5.根据权利要求1所述的盾构隧道接触网锚螺栓孔定位装置的调整定位机构，其特征在于所述的齿轮副(6)包括固定于第一电机(5)输出轴的主动轮，与轴(3)同轴固定装配且与主动轮啮合的从动轮。

6.根据权利要求1、3或4中任一项所述的盾构隧道接触网锚螺栓孔定位装置的调整定位机构，其特征在于还包括一调整手柄(16)，调整手柄(16)与基板(2)或基板(2)上的燕尾滑槽固定。

7.根据权利要求1所述的盾构隧道接触网锚螺栓孔定位装置的调整定位机构，其特征在于所述的第一倾角传感器(8)装配于转动板(7)外边缘。

8.根据权利要求1所述的盾构隧道接触网锚螺栓孔定位装置的调整定位机构，摆杆(10)垂直于转动板(7)时其投影与转动板(7)中心重合。

9.根据权利要求1所述的盾构隧道接触网锚螺栓孔定位装置的调整定位机构，其特征在于还包括一可接收控制装置(4)输出的数据并进行显示的显示屏。

10.根据权利要求1-9所述的盾构隧道接触网锚螺栓孔定位装置的调整定位机构的应用。

11.根据权利要求10所述的盾构隧道接触网锚螺栓孔定位装置的调整定位机构的应用，其特征在于包括如下步骤：

A、将盾构隧道接触网锚螺栓孔定位装置的调整定位机构置于隧道内，将放置点设定为A，A点坐标为(X，Y，Z)，在隧道内标记的CPⅢ桩基或加密基标已知的条件下，沿隧道内轨道铺设方向在A点前、后各选一CPⅢ桩基或加密基标B、C点，B、C点设置于与铺设轨道相邻的同侧隧道壁上；将基板(2)安装在三角支架(1)上，启动装置电源开关，转动板(7)与水平面之间的夹角反映为转动板(7)分别与共面且相互垂直的X、Y两轴之间的夹角，第一倾角传感器(8)测量的X、Y两轴夹角在显示屏上显示，调节三角支架(1)、基板(2)，当显示屏显示的转动板(7)分别与X、Y两轴之间的夹角均为0时，锁定锁紧装置固定基板(2)；

B、启动第一电机(5)及第二电机(9)，基板(2)固定不动，转动板(7)在第一电机(5)及齿轮副(6)的带动下绕轴(3)旋转，摆杆(10)在第二电机(9)的带动下摆动，打开激光源，控制第一电机(5)及第二电机(9)的转动使激光点与已知的第一个CPⅢ桩基或加密基标C点标记重合，关闭第一电机(5)及第二电机(9)；激光测距传感器(11)测量激光源与已知的CPⅢ桩基或加密基标C点的距离L1，此时第二倾角传感器(12)测量摆杆(10)倾角，即得到激光束与水平面夹角α1；

C、将已知的第一个CPⅢ桩基或加密基标C点坐标(X1，Y1，Z1)录入控制装置(4)中并确认；

D、控制第一电机(5)及第二电机(9)的转动并打开激光源，使得激光点与已知的第二个CPⅢ桩基或加密基标B点标记重合，关闭第一电机(5)及第二电机(9)；激光测距传感器(11)测量激光源与已知的第二个CPⅢ桩基或加密基标B点的距离L2，此时第二倾角传感器(12)测量摆杆(10)倾角，即得到激光束与水平面夹角α2；

E、将已知的第二个CPⅢ桩基或加密基标B点坐标(X2，Y2，Z2)录入控制装置(4)并确认；

F、根据已知的CPⅢ桩基或加密基标B点、C点坐标及L1、L2在X、Y轴组成平面上的投影，控制装置(4)计算出盾构隧道接触网锚螺栓孔定位装置的调整定位机构在X、Y轴组成平面上的两个坐标A1点及A2点，其中A1点坐标为(X5，Y5)，A2点坐标为(X6，Y6)；在隧道的另一侧壁上选一个与CPⅢ桩基或加密基标B点(或C点)对应的CPⅢ桩基或加密基标F点，F点的坐标为(X4，Y4，Z4)，将其坐标(X4，Y4，Z4)录入控制装置(4)并确认，控制装置(4)依据如下公式分别计算该坐标到A1、A2点的距离，比较公式③、④得数的大小，选定合理的盾构隧道接触网锚螺栓孔定位装置的调整定位机构的A点坐标(X，Y，Z)并显示；

[(X4-X5)²+(Y4-Y5)²]^1/2③

[(X4-X6)²+(Y4-Y6)²]^1/2④

若③式得数大于④式得数，则选取A2点(X6，Y6)，即X＝X6，Y＝Y6为盾构隧道接触网锚螺栓孔定位装置的调整定位机构的A点坐标在水平面上的投影，否则选取A1点(X5，Y5)，即X＝X5，Y＝Y5；根据测得的数据α1、α2、L1、L2，控制装置(4)根据公式L11＝L1×cosα1或L21＝L2×cosα2计算A点与B点(或C点)在Z轴方向上的高度差，B点(或C点)Z轴坐标已知，利用公式Z＝Z2-L2×sinα2或Z＝Z1-L1×sinα1求得A点Z轴坐标。