一种用于识别拱架安装位置的装置及方法
技术领域
本发明涉及一种用于识别拱架安装位置的装置及方法，具体涉及一种根据隧道施工参数要求，在安装支架上安装好光源设备，在进行架拱操作时开启该光源，直观地展示出拱架的合理安装位置，引导拱架的安装，以提升施工效果，降低操作手的劳动强度。
背景技术
隧道施工工艺中，对各榀钢拱架的安装位置有明确的参数要求，拱架安装的质量对隧道施工的质量有至关重要的作用。
拱架安装位置的参数中，结合参见图1，单榀拱架10在隧道面上的测绘点20距离隧道中心点30的直线长度L1以及相邻两榀拱架之间的垂线距离L2至关重要。但是，现有拱架的安装位置确定，一般是先由人工通过眼睛观察，将拱架移动至预估的大体安装位置，再通过尺子等测量工具，以已经安装好的拱架为基准，再加入人工测量的前一安装好的拱架的安装偏差值ΔL1，得出待安装的拱架的准确位置，由人工调整到位后安装。由于人工测量繁琐，且在隧道施工环境下，容易出现偏差，一旦偏差超出允许范围，便会产生质量事故，影响工程进度。
为此需要开发设计一种可识别拱架安装位置装置及方法，根据隧道施工的参数要求，识别出拱架的准确安装位置，以提升施工效率，保障施工质量。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，针对上述现有技术中在拱架安装过程中缺乏有效的拱架安装指引方法及拱架安装位置检测手段的不足，提供一种用于识别拱架安装位置的装置及方法，根据工艺设计参数和测绘的校准参数，确定好拱架安装姿态，实时检测拱架的姿态，通过该装置的人机交互系统，高效指引工人进行拱架安装。
为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种用于识别拱架安装位置的装置，其包括第一激光测距传感器和第二激光测距传感器；该第一激光测距传感器位于隧道施工面的已架设拱架的下方，其发出的激光形成的光束面与已架设拱架在同一垂直平面上；该第二激光测距传感器与第一激光测距传感器在同一水平面上，平行设置且朝向一致，且该第一激光测距传感器与第二激光测距传感器所发出的光束面之间的垂直距离等于隧道施工参数中两榀拱架之间的间距。
较佳的，所述装置还包括安装平台，该第一和第二激光测距传感器皆设置于该安装平台上。较佳的，所述装置还包括水平仪，该水平仪设置于该安装平台上，用于指示或调节安装平台的水平状态。较佳的，所述安装平台上设置有二平行的导轨，以便于第一激光测距传感器、第二激光测距传感器及水平仪的安装移动。
本发明同时提供一种用于行识别拱架安装位置的方法，该方法步骤如下：
A.于隧道施工面的已架设拱架下方安装第一激光测距传感器，使该第一激光测距传感器发出的激光形成的光束面与已架设拱架在同一垂直平面上；
B.沿隧道面安装第二激光测距传感器，使第二激光测距传感器与第一激光测距传感器在同一水平面上，且相互平行、朝向一致；同时使该第二激光测距传感器与第一激光测距传感器所发出的光束面之间的垂直距离等于隧道施工参数中两榀拱架之间的间距；
C.开启第一激光测距传感器和第二激光测距传感器，由于该第二激光测距传感器与第一激光测距传感器所发出的光束面之间的垂直距离等于隧道施工参数中两榀拱架之间的间距，因此，第二激光测距传感器发出的光束面即为待架设拱架在隧道面的安装平面；获取第一激光测距传感器与已架设拱架上的测绘点之间的距离，以此距离确定待架设拱架上对应的测绘点与第二激光测距传感器之间的距离。
如此，本发明以已架设拱架为基准，安装二个处于同一水平面上、平行且朝向一致的激光测距传感器，并使该二个激光测距传感器发出的光束面之间的垂直距离则为隧道施工参数中两榀拱架之间的间距，而可根据已架设拱架的激光测距传感器测出的与已架设拱架的测绘点之间的间距确定待架设拱架的激光测距传感器与待架设拱架的测绘点之间的间距。使得在进行架拱施工时，能展示出拱架的合理安装位置，并于人机交互单元进行显示，为拱架的安装提供直观可靠的参考指示，从而引导操作人员进行拱架安装，提升了施工效率和施工质量，降低了操作手的劳动强度。
附图说明
图1是拱架安装参数要求示意图。
图2是本发明识别拱架安装位置的装置的组成示意图。
具体实施方式
请结合参见图2，本发明为一种用于识别拱架安装位置的装置，该装置置于隧道施工面下方，用以确定拱架的安装位置，其包括安装平台1、第一激光测距传感器2、第二激光测距传感器3及水平仪4。其中，该第一、第二激光测距传感器（2、3）及水平仪4皆设置于该安装平台1上，该第一激光测距传感器2位于已架设拱架（以图1中的二个拱架为例，前方的为已架设拱架，后方的为待架设拱架）的下方，其发出的激光形成的光束面与已架设拱架在同一垂直平面上，当第一激光测距传感器2向已架设拱架发射激光时便能获取第一激光测距传感器2与已架设拱架上的测绘点之间的距离；第二激光测距传感器3与第一激光测距传感器2为平行设置且朝向一致，且该第一激光测距传感器2与第二激光测距传感器3所发出的光束面之间的垂直距离等于隧道施工参数中要求的两榀拱架之间的间距；该水平仪4用于指示或调节安装平台1的水平状态。
较佳的，该安装平台1上设置有二平行的导轨5，该第一激光测距传感器2、第二激光测距传感器3及水平仪4皆设于该导轨5上，便于第一激光测距传感器2、第二激光测距传感器3及水平仪4的移动。
本发明同时提供一种用于行识别拱架安装位置的方法，以确定待架设拱架的安装位置，具体步骤如下：
A.于隧道施工面下方建立一安装平台1；
B.于该安装平台1上固定第一激光测距传感器2，使该第一激光测距传感器2位于隧道施工面的已架设拱架的下方，并使该第一激光测距传感器2向上发出的激光形成的光束面与已架设拱架在同一垂直平面上；同时于该安装平台1上固定水平仪4；
C.沿隧道面于安装平台1上确定第二激光测距传感器3的安装位置，并固定该第二激光测距传感器3；
其中，第二激光测距传感器的安装位置的确定依据：首先，保证第二激光测距传感器与第一激光测距传感器平行且朝向一致；其次，使该第二激光测距传感器与第一激光测距传感器所发出的光束面之间的垂直距离等于隧道施工参数中两榀拱架之间的间距；
D.调节水平仪4，使安装平台1处于水平状态；
E.开启第一激光测距传感器2和第二激光测距传感器3，由于该第二激光测距传感器与第一激光测距传感器所发出的光束面之间的垂直距离等于隧道施工参数中两榀拱架之间的间距，因此，第二激光测距传感器3发出的光束面即为待架设拱架的安装平面；获取第一激光测距传感器2与已架设拱架上的测绘点之间的距离，以此距离确定待架设拱架上对应的测绘点与第二激光测距传感器2之间的距离，从而对待架设拱架进行准确定位。
对于已架设拱架，由于其在安装后会可能存在偏差值ΔL1（由人工测绘得到，为现有技术），因此，可以此偏差值ΔL1作为矫正参数，对新安装的拱架进行微调。
