基于渣车土方体积测量的盾构出渣计量系统的制作方法

1.本实用新型涉及盾构出渣的技术领域，尤其涉及一种基于渣车土方体积测量的盾构出渣计量系统。


背景技术：

2.自21世纪以来，城市进程速度越来越快，地铁建设、隧道施工等项目越来越多。作为隧道建设开路先锋的盾构机越来越受到施工方的重视，且使用频率越来越高；在盾构机整个系统中对于隧道掘进过程中产生的渣土需要通过出渣系统以及后配套拖车快速将渣土向外运出，避免渣土影响掘进开挖，目前在盾构系统中对于渣土出土量并没有精确的计量，由于渣土量没有精确统计，造成渣土的后续流转并不能得到有效的处理解决，经常出现地面渣土堆积影响后续出渣。


技术实现要素：

3.针对目前盾构出渣系统中并没有对出渣渣土精确计量，不便于后续渣土流转规划的技术问题，本实用新型提出一种基于渣车土方体积测量的盾构出渣计量系统。
4.为了解决上述技术问题，本实用新型的技术方案是这样实现的：
5.一种基于渣车土方体积测量的盾构出渣计量系统，包括拖车和渣车，所述渣车上方安装有设备桥架，拖车或设备桥架上安装有扫描设备，拖车、设备桥架或渣车上安装有检测组件，扫描设备和检测组件均与上位机相连接。
6.优选地，所述扫描设备包括2d激光扫描仪，2d激光扫描仪安装在设备桥架上且2d激光扫描仪与上位机相连接；所述检测组件包括速度编码器和测速轮，速度编码器与测速轮相连接，速度编码器安装在设备桥架上且测速轮滑动设置在渣车上；所述速度编码器与2d激光扫描仪相连接，2d激光扫描仪与上位机相连接。
7.优选地，所述渣车一侧安装有行走轨道，测速轮滑动设置在行走轨道内。
8.优选地，所述2d激光扫描仪安装在拖车上，速度编码器安装在拖车一侧且测速轮滑动设置在渣车上的行走轨道内，速度编码器与2d激光扫描仪相连接，2d激光扫描仪与上位机相连接。
9.优选地，所述2d激光扫描仪安装在设备桥架上，速度编码器安装在拖车一侧且测速轮滑动设置在渣车上的行走轨道内，速度编码器通过无线收发模块或速度采集板与上位机相连接。
10.优选地，所述2d激光扫描仪安装在拖车上，速度编码器安装在设备桥架上且测速轮滑动设置在渣车上的行走轨道内，速度编码器通过无线收发模块或速度采集板与上位机相连接。
11.优选地，所述2d激光扫描仪安装在拖车上，速度编码器安装在渣车下部且测速轮紧贴设置在渣车地面轨道上，速度编码器通过无线收发模块与上位机相连接。
12.优选地，所述2d激光扫描仪安装在设备桥架上，速度编码器安装在渣车下部且测
速轮紧贴设置在渣车地面轨道上，速度编码器通过无线收发模块与上位机相连接。
13.优选地，所述扫描设备包括3d相机，3d相机安装在设备桥架或拖车上且3d相机与上位机相连接。
14.与现有技术相比，本实用新型的有益效果：
15.本实用新型利用2d激光扫描仪实时采集渣斗内渣土的外轮廓数据，速度编码器实时采集渣车的行走速度，2d激光扫描仪将速度信号和渣斗内渣土外轮廓数据整合后，通过tcp/ip协议传输给上位机，上位机进行数据处理，并进行积分得到每个渣斗内的渣土体积，整体实现了对渣车土方体积精准测量，便于出渣量的计量工作。
附图说明
16.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
17.图1为本实用新型的结构示意图。
18.图中，1为行走轨道，2为速度编码器，3为2d激光扫描仪。
具体实施方式
19.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
20.实施例1：如图1所示，一种基于渣车土方体积测量的盾构出渣计量系统，包括拖车和渣车，渣车一侧安装有行走轨道1，测速轮滑动设置在行走轨道1内，行走轨道主要作用是防止速度编码器行走轮偏航，以及使行走轮在相邻两个渣斗间平滑过渡，所述渣车上方安装有设备桥架，拖车或设备桥架上安装有扫描设备，拖车、设备桥架或渣车上安装有检测组件，扫描设备和检测组件均与上位机相连接，扫描设备包括2d激光扫描仪3，2d激光扫描仪3安装在设备桥的中心位置处上且2d激光扫描仪3分别检测组件和上位机相连接，检测组件包括测速轮和速度编码器2，速度编码器2安装在测速轮上，测速轮滑动设置在行走轨道1内且速度编码器2与2d激光扫描仪3相连接，上位机负责处理2d激光扫描仪和速度编码器数据，上位机将渣斗内渣土外轮廓数据在速度上进行积分得到渣土体积。
21.2d激光扫描仪实时采集渣斗内渣土的外轮廓数据，2d激光扫描仪还可安装在盾构最后一节拖车尾部，2d激光扫描仪检测范围覆盖渣车整体。除此之外，2d激光扫描仪也可放置其他可以检测渣车轮廓的位置，速度编码器实时采集渣车的行走速度，速度轮行走轨道安装在渣车渣斗一侧，速度编码器的测速轮在速度行走轨道内行走，速度编码器与2d激光扫描仪相连接，2d激光扫描仪将速度信号和渣斗内渣土外轮廓数据整合后，通过tcp/ip协议传输给上位机，上位机进行数据处理，并进行积分得到每个渣斗内的渣土体积。
22.上位机通过数据预处理算法、有效数据识别算法以及体积积分算法对获取的数据进行处理，数据预处理算法对渣土外轮廓数据进行噪点滤除、平滑滤波等处理，一般情况
下，一列渣车由一个车头和多个渣斗车组成，渣车从2d激光扫描仪下通过的时候，外表轮廓数据包含了正常的渣斗的外轮廓数据和两个渣斗间的无效数据，有效数据识别算法就是用来区分这些有效数据和无效数据，并滤除，体积积分算法采用断面积分体积算法，已知物料表面轮廓数据共n个点，第i个点为x
i
，渣车表面轮廓数据第i个点为x
i
，在渣车前进方向，两帧数据的采集位置距离为k，两个轮廓点之间的极坐标夹角，断面面积积分算法计算方法为体积。
23.实施例2：一种基于渣车土方体积测量的盾构出渣计量系统，所述2d激光扫描仪3安装在拖车上，速度编码器安装在拖车一侧且测速轮滑动设置在渣车上的行走轨道内，速度编码器与2d激光扫描仪3相连接，2d激光扫描仪3与上位机相连接，上位机负责处理2d激光扫描仪和速度编码器数据，上位机将渣斗内渣土外轮廓数据在速度上进行积分得到渣土体积。
24.其余结构与实施例1相同。
25.实施例3：一种基于渣车土方体积测量的盾构出渣计量系统，所述2d激光扫描仪3安装在设备桥架上，速度编码器安装在拖车一侧且测速轮滑动设置在渣车上的行走轨道内，速度编码器通过无线收发模块或速度采集板与上位机相连接，所述速度编码器2通过无线收发模块与上位机相连接，利用无线收发模块可实现速度编码器采集信号无线传输至上位机，实现信号的无线传输，速度编码器2通过速度采集板与上位机相连接，速度编码器直接将采集数据传输至数据采集卡，数据采集通过rs485通信总线与上位机相连接实现渣车行驶速度信号传输。
26.其余结构与实施例1相同。
27.实施例4：一种基于渣车土方体积测量的盾构出渣计量系统，所述2d激光扫描仪3安装在拖车上，速度编码器安装在设备桥架上且测速轮滑动设置在渣车上的行走轨道内，速度编码器通过无线收发模块或速度采集板与上位机相连接，速度编码器2通过无线收发模块与上位机相连接，利用无线收发模块可实现速度编码器采集信号无线传输至上位机，实现信号的无线传输，速度编码器2通过速度采集板与上位机相连接，速度编码器直接将采集数据传输至数据采集卡，数据采集通过rs485通信总线与上位机相连接实现渣车行驶速度信号传输，上位机负责处理2d激光扫描仪和速度编码器数据，上位机将渣斗内渣土外轮廓数据在速度上进行积分得到渣土体积。
28.其余结构与实施例1相同。
29.实施例5：一种基于渣车土方体积测量的盾构出渣计量系统，所述2d激光扫描仪3安装在拖车上，速度编码器安装在渣车下部且测速轮紧贴设置在渣车地面轨道上，速度编码器通过无线收发模块与上位机相连接，速度编码器通过无线收发模块或速度采集板与上位机相连接，速度编码器2通过无线收发模块与上位机相连接，利用无线收发模块可实现速度编码器采集信号无线传输至上位机，实现信号的无线传输。
30.其余结构与实施例1相同。
31.实施例6：一种基于渣车土方体积测量的盾构出渣计量系统，所述2d激光扫描仪3安装在设备桥架上，速度编码器安装在渣车下部且测速轮紧贴设置在渣车地面轨道上，速度编码器通过无线收发模块与上位机相连接，利用无线收发模块可实现速度编码器采集信号无线传输至上位机，实现信号的无线传输。
32.其余结构与实施例1相同。
33.实施例7：一种基于渣车土方体积测量的盾构出渣计量系统，扫描设备包括3d相机，3d相机安装在设备桥架或拖车上且3d相机与上位机相连接，利用3d相机采集渣车内渣土外轮廓数据配合渣车速度检测整体实现渣土体积测量。
34.其余结构与实施例1相同。
35.以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。