[发明专利]一种智能化显示隧道超欠挖投影机及操作方法

说明书

本发明公开了一种智能化显示隧道超欠挖投影机及操作方法，属隧道施工测量领域。本发明包括水平度盘，以及转动安装在水平度盘上表面上的U形支架，该U形支架的中部安装有横轴，横轴上安装有以横轴为旋转轴能自由转动的扫描仪和投影仪。这种投影放样技术与全站仪的点放样方法相比，真正做到了面放样，放样做到真正的可视化，比逐步逼近的点放样方法速度快、效率高。但目前只能用于隧道洞内测量放样与夜间路基结构物的放样。本设备目前只能用于隧道洞内的测量放样，对于阳光下的路基施工无法采用，但夜间施工可以采用放样路基的坡面、填方的坡脚线，挖方的开挖口，结构物的检测等等。让测量放样真正做到可视化。

技术领域

本发明属于隧道施工测量，适合于隧道新奥法与矿山法施工的掌子面开挖面放样及隧道超欠挖部位的放样。

背景技术

三维激光扫描仪出现使工程测量技术由传统的点测量走向了面测量。这种新的测量方法相比点测量方法更能反映工程实体的实际情况，但目前这种技术主要用于工程实体的检测，还无法用于施工的放样。新奥法与矿山法隧道的掌子面开挖后都需要测量开挖断面的轮廓线，已开挖的断面新时需要放样超欠挖的面。传统的检测方法是采用全站仪、精密水准仪点测量，只能是现场边测边计算边移位的逐步逼近法，这种方法的速度慢、效率低。需要研究一种新的放样方法。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中不足，故此提出一种扫描与投影相结合装置和方法，让测量放样真正做到可视化。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种智能化显示隧道超欠挖投影机，包括水平度盘，以及转动安装在水平度盘上表面上的U形支架，该U形支架的中部安装有横轴，横轴上安装有以横轴为旋转轴能自由转动的扫描仪和投影仪。

进一步的，该投影仪上带有上下左右四个数码相机，用于投影后生成三维的立体模型，以及检查与修正投影的图像。

进一步的，该投影仪中心与扫描仪中心存在相位差，同一设备相位差是一常数，水平度盘上设置有中心洞以及对准部，该对准部上设置有圆气泡，该中心洞用于与三脚架螺纹连接。

进一步的，该横轴上设置有两组导向槽，导向槽内设有齿形传动结构，投影仪和扫描仪上均安装有套装在横轴外侧的支架，支架上等间距周向分布且转动安装在支架上的传动齿轮，支架的外侧安装有微型驱动电机，该微型驱动电机的输出端与其中一传动齿轮连接。

进一步的，该投影机带有显示器显示工作状态，或采用平板电脑或手机，通过安装APP，利用蓝牙与手机或平板电脑与投影机联结，并将设计的模型存入本投影机，设定扫描的数据采样速度，并查看扫描后的现场实际点云数据文件和下载。

进一步的，该投影机通过手机或平板电脑利用APP蓝牙控制扫描与投影。

一种智能化显示隧道超欠挖投影机的操作方法，操作步骤如下：

首先，隧道洞内的控制点加密与联测，平差后作为测量基准点，本投影机架于隧道洞的左右侧不影响施工设备通行，施工设备不影响仪器的正常工作，适当位置或控制点架设本投影机，先整平对中，若采用后方交会法自由设站只需要整平，并与不少于两个控制点通视，若架设于控制点需要一个控制点定向，架设于控制点，打开本投影机，移动设备与平设备兰牙连结，打开APP，设站后本投影机的激光扫描头转到本投影机的水平度盘中心洞，激光沿中心螺丝孔向下，这时进行对中，同时观看照准部圆气泡与显示窗的电子气泡整平；

移动设备APP上输入测站坐标，再设定向，转动照准部，激光对准另一控制点目标乩标板十字标志，APP输入控制点方位角，完成设站；

其次，指向需要方样的部位APP上设定扫描的范围，左角、右角、上下的仰俯角，激光扫描仪根据所设的范围进行三维激光扫描，扫描后的点云数据存入本投影机，本投影机带大容量的内存，又可以插入存储卡，移动设备的APP可设定扫描的文件名，查看扫描的数据文件，并可以重命名；