1.本发明涉及测量技术领域，且具体为一种桥梁施工用激光测距仪。
背景技术：
2.桥梁工程包括桥梁勘测、设计、施工、养护和检定等的工作过程，以及研究这一过程的科学和工程技术，它是土木工程的一个分支，桥梁工程的发展首先取决于交通运输对它的需要，古代桥梁以通行人、畜为主，载重不大，桥面纵坡可以较陡，甚至可以铺设台阶，在有重载马车之后，载重量逐步加大，桥面纵坡也必须使之平缓，这时的桥梁材料仍以木、石为主，铸铁和锻铁很少使用。自从有了铁路以后，桥梁所承受的载重逐倍增加，桥梁施工的坡度和曲线标准要求又高，且需要建成铁路网以增大经济效益，因此，为要跨越更大更深的江河、峡谷，迫使桥梁向大跨度发展，石材、木材、铸铁、锻铁等桥梁材料，显然不合要求，而钢材的大量生产正好满足这一要求，20世纪以来，公路交通有很大发展，在内陆，需要在更多的河流、峡谷之上建桥，在城市中，以及在各种交通桥梁施工相交处，需要建造立交桥，在沿海，既需在大船通航的河口、海湾、海峡修建特大跨度桥梁，又需在某些海岛与大陆之间修建长桥，桥梁需要大量修建，而人力、物力、财力有限；于是，不断提高技术水平，引用新材料、新工艺、新桥式，对结构行为进行更精确的数值分析，采用更精确的结构试验进行验证，以使桥梁建设的经济效益不断提高，已成为时代的要求。
3.桥梁施工（bridge construction)按照设计内容，建造桥梁的过程，主要指桥梁施工技术与施工组织、施工管理和施工质量等内容，在桥梁施工的过程中，会使用到测距装置对施工区域进行测量，而现有的测距装置一般都是配合支架进行使用，但现有的支架无法有效的对激光测距仪进行安全防护，不便于激光测距仪的安全运输和安全使用，同时激光测距仪本体的外部防护效果较差，而施工区域的地面较为坚硬，并且也摆放有各种坚硬的材料，测距装置如果意外从手中掉落后会由于与硬物撞击而造成损坏，从而便于激光测距仪在施工区域内的安全单体使用，同时，在测量过程中，由于桥梁施工过程中存在多种故障，故障种类比较多，定位不精确，这就需要一种提高测量精度的方法，为此我们提供一种桥梁施工用激光测距仪解决以上问题。
技术实现要素：
4.针对现有技术的不足，本发明提供了一种桥梁施工用激光测距仪，解决了现有的测距辅助装置防护效果较差，同时激光测距仪单体不具有外部防护功能，不便于桥梁施工时测距装置安全使用的问题，同时解决了测量精度不高的问题。
5.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种桥梁施工用激光测距仪，包括激光测距仪本体和防护箱，所述激光测距仪本体的左右两侧均设有防护壳，每个所述防护壳的内定壁和防护壳的内底壁均固定连接有三个阻尼垫，两组所述阻尼垫相互靠近的一端分别与激光测距仪本体的上表面和激光测距仪本体的底面固定连接，所述激光测距仪本体的底面固定连接有支撑块，所述支撑块的底面开设有螺纹槽，所述防护箱的内部设有支撑板，
所述支撑板的上表面固定连接有支撑柱，所述支撑板的上方设有安装座，所述安装座的底面固定镶嵌有第一轴承，所述支撑柱的顶端与第一轴承的内圈固定连接，所述安装座的上表面固定连接有安装螺柱，所述安装螺柱的顶端与螺纹槽的内壁螺纹连接，所述安装螺柱的外表面螺纹连接有紧固螺母，所述安装螺柱的外表面固定连接有稳固板，所述稳固板的底面与安装座的内底壁固定连接，所述支撑板的底面固定镶嵌有第二轴承，所述第二轴承的内圈固定连接有螺纹杆，所述防护箱的底面开设有螺纹孔，所述螺纹杆的底端贯穿螺纹孔并固定连接有转轮，所述转轮的底端固定连接有摇把，所述防护箱的左右两侧面均固定连接有两个l型支板，每个所述l型支板的上表面均固定镶嵌有液压伸缩杆，每个所述液压伸缩杆的底端均固定连接有万向轮。其中激光测距仪本体实现测距的方法包括具有行波定位计算的激光测距。
6.作为本发明的一种优选技术方案，所述激光测距仪本体的正面固定镶嵌有激光发射头，所述激光测距仪本体的上表面固定镶嵌有显示屏，所述显示屏的上表面固定连接有玻璃防护罩，所述激光测距仪本体的上表面固定连接有操作面板。
7.作为本发明的一种优选技术方案，所述激光测距仪本体的左右两侧面均固定连接有一组减震弹簧，两组所述减震弹簧相互远离的一端分别与两个防护壳的内壁固定连接，每个所述减震弹簧的内部均套设有阻尼柱，两组所述阻尼柱相互靠近的一端分别与激光测距仪本体的左右两侧面固定连接。
8.作为本发明的一种优选技术方案，两个所述防护壳相互远离的一侧面均固定连接有握持把套，每个所述握持把套的外表面均固定连接有防护套，所述支撑块的底面开设有两组指槽，每个所述指槽的内壁均固定连接有防滑垫，两个所述防护壳相互远离的一侧面均开设有两组散热孔。
9.作为本发明的一种优选技术方案，所述支撑板的底面固定连接有两个滑杆，所述防护箱的底面开设有两个滑孔，每个所述滑杆的底端均贯穿滑孔并固定连接有限位板，每个所述滑杆的外表面均套设有伸缩弹簧，每个所述伸缩弹簧的顶端均与支撑板的底面固定连接，每个所述伸缩弹簧的底端均与防护箱的内底壁固定连接。
10.作为本发明的一种优选技术方案，所述安装座的左右两侧面均固定连接有转把，每个所述转把的外表面均开设有防滑纹，所述支撑板的上表面开设有环形滑槽，所述环形滑槽的内壁卡接有两个滑动柱，每个所述滑动柱的顶端均与安装座的底面固定连接。
11.作为本发明的一种优选技术方案，所述防护箱的背面通过两个合页铰接有防护盖，所述防护盖的内壁固定连接有防护胶垫。
12.作为本发明的一种优选技术方案，所述防护盖的正面固定镶嵌有玻璃观察框，所述防护盖的正面固定连接有开关把手。
13.作为本发明的一种优选技术方案，所述激光测距仪本体的底面固定连接有两个握持肩带，每个所述握持肩带的外表面均套设有缩紧环。
14.作为本发明的一种优选技术方案，所述防护箱的正面固定连接有两个推移把，每个所述推移把的外表面均固定连接有防滑套。
15.作为本发明的一种优选技术方案，具有行波定位计算的激光测距方法为：第一步：桥梁施工故障特征值点提取；（1）差异度
差异度是指桥梁施工故障波形与测量故障历史数据库中桥梁施工故障波形之间的相似度程度，越小，相似度越高，差异度计算公式如下：（1）公式（1）中，与分别为两个故障波形的离散数据；为测量故障历史数据数量；（2）位置差位置差计算流程如下：步骤1：从历史桥梁施工数据库当中随机选取1条数据；步骤2：利用基于小波变换模极大值的方法计算出故障点与量测端之间的距离，即单端测距。
16.步骤3：利用下述公式计算桥梁施工覆盖长度；（2）式中，为桥梁施工覆盖长度；为行波传播过的桥梁施工长度；为桥梁施工全长；步骤4：根据步骤2和步骤3，得到行波测距桥梁施工故障结果；步骤5：选取激光定位系统中两个组成桥梁施工故障的位置信息，将其设定为1和2，故障点与桥梁施工故障1之间的距离为，故障点与桥梁施工故障2之间的距离为，结合，得出位置差，计算公式如下：（3）（3）时间差时间差是指行波测距与激光定位系统进行测量故障点或故障点定位的记录时间差值；具体计算步骤如下：步骤1：从历史数据库当中随机选取1条数据；步骤2：采用小波变换模极大值方法求取该条数据的故障初始行波到达时刻；步骤3：提取与行波测距相对应的激光定位系统记录下的时间信息，具体包括日期、秒级时间和毫秒级时间等；步骤：根据上述两个步骤得到的结果，假设桥梁施工故障初始行波到达测量端的ms级时刻为，激光定位系统记录的测量故障ms级时刻为，则时间差δt计算公式如下：（4）第二步：桥梁施工故障识别域确定；以根据得到历史数据得出差异度、时间差、位置差为依据，组合构成一个
桥梁施工故障特征点q，将其放入一个三维坐标系当中，检测出桥梁施工故障点分布情况。
17.假设在一段桥梁施工的点处发生故障，点作为测量端点；处发生桥梁施工故障后，产生初始行波，行波会沿着桥梁施工传播到点，初始到达时刻记为，然后行波会反射回到点，之后反射波再次从点出发向着点出发，再次到达时刻记为；单端桥梁施工故障测距公式如下：（5）公式（5）中，为行波传输速度。
18.与现有技术相比，本发明提供了一种桥梁施工用激光测距仪，具备以下有益效果：1、该桥梁施工用激光测距仪，通过设置防护壳、减震弹簧、阻尼柱和阻尼垫，能够组合成减震缓冲结构，实现对激光测距仪本体的外部安全防护，有效防止激光测距仪本体的掉落碰撞损坏，同时通过设置的螺纹槽、螺柱和紧固螺母，能够实现激光测距仪本体螺栓安装，便于激光测距仪本体的快速拆装，并通过与握持把套和指槽的配合，使施工人员更加稳定的拿持激光测距仪本体，便于激光测距仪本体的单体安全使用。
19.2、该桥梁施工用激光测距仪，通过设置的支撑板、螺纹杆、螺纹孔、滑杆、滑孔、转轮、l型支板和液压伸缩杆，能够利用螺纹杆与螺纹孔的螺纹连接，带动激光测距仪本体在防护箱内部上下移动，并通过与液压伸缩杆的配合，实现激光测距仪本体高度的调节，便于激光测距仪本体对桥梁施工的测距使用。
20.3、该桥梁施工用激光测距仪，通过设置的防护箱、防护盖、液压伸缩杆、万向轮和推移把，能够利用防护箱和防护盖的配合，实现对激光测距仪本体进行外部，并通过万向轮和推移把，方便施工人员对激光测距仪本体的推动，便于激光测距仪本体安全挪移运输。
附图说明
21.图1为本发明激光测距仪本体的立体结构示意图；图2为本发明防护箱正视图的剖视图；图3为本发明激光测距仪本体的俯视图；图4为本发明激光测距仪本体的仰视图；图5为本发明防护箱的正视图；图6为本发明防护箱的后视图；图7为本发明防护盖的正视图；图8为本发明图2中a处结构放大示意图;图9为本发明行波测距方法示意图；图中：1、激光测距仪本体；2、防护套；3、握持把套；4、阻尼垫；5、散热孔；6、减震弹簧；7、支撑块；8、激光发射头；9、防护壳；10、防护箱；11、支撑板；12、安装座；13、伸缩弹簧；14、l型支板；15、液压伸缩杆；16、万向轮；17、螺纹杆；18、螺纹孔；19、摇把；20、转轮；21、限位板；22、滑孔；23、滑杆；24、转把；25、操作面板；26、玻璃防护罩；27、显示屏；28、指槽；29、螺纹槽；30、缩紧环；31、握持肩带；32、推移把；33、防滑套；34、防滑纹；35、防护盖；36、防护
胶垫；37、开关把手；38、玻璃观察框；39、合页；40、稳固板；41、第一轴承；42、支撑柱；43、第二轴承；44、环形滑槽；45、滑动柱；46、紧固螺母；47、阻尼柱；48、防滑垫；49、安装螺柱。
具体实施方式
22.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一步实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
23.实施例请参阅图1-8，本实施方案中：一种桥梁施工用激光测距仪，包括激光测距仪本体1和防护箱10，激光测距仪本体1的左右两侧均设有防护壳9，每个防护壳9的内定壁和防护壳9的内底壁均固定连接有三个阻尼垫4，两组阻尼垫4相互靠近的一端分别与激光测距仪本体1的上表面和激光测距仪本体1的底面固定连接，激光测距仪本体1的底面固定连接有支撑块7，支撑块7的底面开设有螺纹槽29，防护箱10的内部设有支撑板11，支撑板11的上表面固定连接有支撑柱42，支撑板11的上方设有安装座12，安装座12的底面固定镶嵌有第一轴承41，支撑柱42的顶端与第一轴承41的内圈固定连接，安装座12的上表面固定连接有安装螺柱49，安装螺柱49的顶端与螺纹槽29的内壁螺纹连接，安装螺柱49的外表面螺纹连接有紧固螺母46，安装螺柱49的外表面固定连接有稳固板40，稳固板40的底面与安装座12的内底壁固定连接，支撑板11的底面固定镶嵌有第二轴承43，第二轴承43的内圈固定连接有螺纹杆17，防护箱10的底面开设有螺纹孔18，螺纹杆17的底端贯穿螺纹孔18并固定连接有转轮20，转轮20的底端固定连接有摇把19，防护箱10的左右两侧面均固定连接有两个l型支板14，每个l型支板14的上表面均固定镶嵌有液压伸缩杆15，每个液压伸缩杆15的底端均固定连接有万向轮16；通过阻尼垫4和防护壳9能够对激光测距仪本体1的外部进行防护，增加激光测距仪本体1使用安全性，同时通过防护箱10、支撑板11、螺纹杆17和螺纹孔18能够将激光测距仪本体1伸入到防护箱10内部，对激光测距仪本体1进行防护，并通过推移把32、液压伸缩杆15和万向轮16的配合，方便激光测距仪本体1的安全运输，并实现激光测距仪本体1高度的调节，便于桥梁施工人员对激光测距仪本体1的使用工作。
24.本实施例中，激光测距仪本体1的正面固定镶嵌有激光发射头8，激光测距仪本体1的上表面固定镶嵌有显示屏27，显示屏27的上表面固定连接有玻璃防护罩26，激光测距仪本体1的上表面固定连接有操作面板25，通过显示屏27和操作面板25能够使施工人员更方便的操控激光测距仪本体1，并显示测距数据，同时通过玻璃防护罩26实现对显示屏27的防护，便于施工人员对激光测距仪本体1的安全使用，激光测距仪本体1的左右两侧面均固定连接有一组减震弹簧6，两组减震弹簧6相互远离的一端分别与两个防护壳9的内壁固定连接，每个减震弹簧6的内部均套设有阻尼柱47，两组阻尼柱47相互靠近的一端分别与激光测距仪本体1的左右两侧面固定连接，能够利用减震弹簧6的伸缩弹性与阻尼柱47、阻尼垫4和防护壳9的配合，组合成减震缓冲防护结构，实现对激光测距仪本体1的有效外部防护，避免激光测距仪本体1碰撞或掉落损坏，便于激光测距仪本体1的安全稳定使用，两个防护壳9相互远离的一侧面均固定连接有握持把套3，每个握持把套3的外表面均固定连接有防护套2，支撑块7的底面开设有两组指槽28，每个指槽28的内壁均固定连接有防滑垫48，两个防护壳
9相互远离的一侧面均开设有两组散热孔5，能够通过握持把套3和指槽28的配合，使施工人员更方便稳固的单手拿起激光测距仪本体1，便于激光测距仪本体1手持式使用。
25.支撑板11的底面固定连接有两个滑杆23，防护箱10的底面开设有两个滑孔22，每个滑杆23的底端均贯穿滑孔22并固定连接有限位板21，每个滑杆23的外表面均套设有伸缩弹簧13，每个伸缩弹簧13的顶端均与支撑板11的底面固定连接，每个伸缩弹簧13的底端均与防护箱10的内底壁固定连接，能够利用滑杆23和滑孔22的配合，实现支撑板11的限位移动，便于激光测距仪本体1的稳定上下移动和伸出调节，安装座12的左右两侧面均固定连接有转把24，每个转把24的外表面均开设有防滑纹34，支撑板11的上表面开设有环形滑槽44，环形滑槽44的内壁卡接有两个滑动柱45，每个滑动柱45的顶端均与安装座12的底面固定连接，通过滑动柱45和环形滑槽44的滑动配合，能够对安装座12进行支撑，便于安装座12的稳定转动，并通过转把24能够方便的转动安装座12，实现激光测距仪本体1转动调节，便于激光测距仪本体1的各方位测距工作，防护箱10的背面通过两个合页39铰接有防护盖35，防护盖35的内壁固定连接有防护胶垫36，能够实现对激光测距仪本体1的密封防护，便于激光测距仪本体1的安全稳定运输。
26.防护盖35的正面固定镶嵌有玻璃观察框38，防护盖35的正面固定连接有开关把手37，通过开关把手37能够方便的打开防护盖35，便于激光测距仪本体1的取出和使用，激光测距仪本体1的底面固定连接有两个握持肩带31，每个握持肩带31的外表面均套设有缩紧环30，能够使工作人员更方便的携带激光测距仪本体1进行单体挪移移动，便于激光测距仪本体1的单体使用，防护箱10的正面固定连接有两个推移把32，每个推移把32的外表面均固定连接有防滑套33，通过推移把32能够使施工人员更方便轻松的推动防护箱10进行移动，便于施工人员对激光测距仪本体1的使用工作。
27.本发明的工作原理及使用流程：在使用时，首先推动推移把32使万向轮16转动，推动防护箱10进行移动，将激光测距仪本体1等设备推动至桥梁施工现场，并挪移至指定位置，对万向轮16进行刹固固定，然后搬动开关把手37打开防护盖35，转动摇把19和转轮20使螺纹杆17转动，利用与螺纹孔18的螺纹配合，并通过滑杆23和滑孔22的限位配合，带动支撑板11和安装座12向上移动，将激光测距仪本体1的伸出防护箱10，接着使液压伸缩杆15工作带动防护箱10上下移动，实现激光测距仪本体1高度的调整，调整完成后，施工人员手持转把24，转动安装座12和激光测距仪本体1转动，实现激光测距仪本体1对桥梁施工场地的各方位测距工作。
28.当需要使用单体激光测距仪本体1时，松动紧固螺母46，并转动激光测距仪本体1，使安装螺柱49脱离螺纹槽29，将激光测距仪本体1去下，工作人员手持握持把套3并将手掌指伸入到指槽28内部，实现对激光测距仪本体1稳定拿持，然后点击操作面板25，使激光测距仪本体1对桥梁施工场地进行测距使用，同时通过防护壳9、减震弹簧6。阻尼柱47和阻尼垫4对激光测距仪本体1进行外部安全防护，实现激光测距仪本体1的单体安全使用。
29.其中激光测距仪本体（1）实现测距的方法包括具有行波定位计算的激光测距；第一步：桥梁施工故障特征值点提取；（1）差异度差异度是指桥梁施工故障波形与测量故障历史数据库中桥梁施工故障波形之间的相似度程度，越小，相似度越高，差异度计算公式如下：
（1）公式（1）中，与分别为两个故障波形的离散数据；为测量故障历史数据数量；（2）位置差激光定位系统和行波测距是两种从不同维度对故障点位置的描述方法，得到定位结果必然存在一定的误差，该误差就被称为位置差；位置差计算流程如下：步骤1：从历史桥梁施工数据库当中随机选取1条数据；步骤2：利用基于小波变换模极大值的方法计算出故障点与量测端之间的距离，即单端测距。
30.步骤3：利用下述公式计算桥梁施工覆盖长度；（2）式中，为桥梁施工覆盖长度；为行波传播过的桥梁施工长度；为桥梁施工全长；步骤4：根据步骤2和步骤3，得到行波测距桥梁施工故障结果；步骤5：选取激光定位系统中两个组成桥梁施工故障的位置信息，将其设定为1和2，故障点与桥梁施工故障1之间的距离为，故障点与桥梁施工故障2之间的距离为，结合，得出位置差，计算公式如下：（3）（3）时间差时间差是指行波测距与激光定位系统进行测量故障点或故障点定位的记录时间差值；具体计算步骤如下：步骤1：从历史数据库当中随机选取1条数据；步骤2：采用小波变换模极大值方法求取该条数据的故障初始行波到达时刻；步骤3：提取与行波测距相对应的激光定位系统记录下的时间信息，具体包括日期、秒级时间和毫秒级时间等；步骤：根据上述两个步骤得到的结果，假设桥梁施工故障初始行波到达测量端的ms级时刻为，激光定位系统记录的测量故障ms级时刻为，则时间差δt计算公式如下：（4）第二步：桥梁施工故障识别域确定；以根据得到历史数据得出差异度、时间差、位置差为依据，组合构成一个桥梁施工故障特征点q，将其放入一个三维坐标系当中，检测出桥梁施工故障点分布情况。
同时，为进行对比，将非桥梁施工故障点同样分布在三维坐标系，这样就构成一个可以区分非桥梁施工故障点和桥梁施工故障点三维空间体系。
31.在具体实施例中，单端测距原理示意图如下图9所示。
32.假设在一段桥梁施工的点处发生故障，点作为测量端点；处发生桥梁施工故障后，产生初始行波，行波会沿着桥梁施工传播到点，初始到达时刻记为，然后行波会反射回到点，之后反射波再次从点出发向着点出发，再次到达时刻记为；单端桥梁施工故障测距公式如下：（5）公式（5）中，为行波传输速度。
33.单端测距操作简单，且只要安装一个行波测距装置，成本低，但是这种方法适用于桥梁施工复杂施工的状况，桥梁施工过程中出现的故障因素颇多，测距的桥梁施工分支多、波阻抗不连续点等都很多，这种测距方法能够准确识别故障行波的反射波的情况，大大提高了测距误差能力。
34.在本发明的描述中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个引用结构”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。需要说明的是，在本文中，诸如“第一”、“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。
35.最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中步技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。