本發(fā)明專(zhuān)利技術(shù)涉及模型試驗(yàn)中地下工程掘進(jìn)控制用光發(fā)射定位裝置，包括控制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)通過(guò)數(shù)字信號(hào)處理器與激光發(fā)射系統(tǒng)相連，激光發(fā)射系統(tǒng)發(fā)射的激光通過(guò)光反射結(jié)構(gòu)進(jìn)入光電接收系統(tǒng)，光電接收系統(tǒng)通過(guò)后處理系統(tǒng)與顯示系統(tǒng)相連，光電信號(hào)經(jīng)后處理系統(tǒng)處理后顯示在顯示系統(tǒng)。本發(fā)明專(zhuān)利技術(shù)采用基于光波干涉原理的干涉定位，可以實(shí)現(xiàn)模型試驗(yàn)施工的精確控制，有利于防止超欠挖情況的發(fā)生，保證模型試驗(yàn)施工的精確性，并且可以大幅加快工程掘進(jìn)的進(jìn)度。
【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專(zhuān)利技術(shù)涉及工程掘進(jìn)定位裝置，尤其是一種模型試驗(yàn)中地下工程掘進(jìn)控制用光發(fā)射定位裝置。
技術(shù)介紹
模型試驗(yàn)通過(guò)在模型中模擬地下工程基巖或圍巖的受力及地質(zhì)構(gòu)造，保證模型與實(shí)際情況盡量相符，從而研究大型地下工程結(jié)構(gòu)圍巖穩(wěn)定和支護(hù)系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)、驗(yàn)證數(shù)值模擬結(jié)果及合理施工方案的重要手段。由于模型采用相似比尺縮放，掘進(jìn)進(jìn)尺要求精度較高，但是模型掘進(jìn)施工空間有限，如何控制掘進(jìn)方向和控制掘進(jìn)進(jìn)尺，對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和試驗(yàn)成功與否有重要的影響。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專(zhuān)利技術(shù)的目的是為克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種模型試驗(yàn)中地下工程掘進(jìn)控制用光發(fā)射定位裝置，該裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于控制，可用于模擬掘進(jìn)或其他因素影響下的模型試驗(yàn)地下工程施工過(guò)程，指導(dǎo)掘進(jìn)方向，控制掘進(jìn)進(jìn)尺，防止超欠挖情況的發(fā)生，有利于提高模型試驗(yàn)施工的精確性以及加快工程掘進(jìn)的進(jìn)度。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本專(zhuān)利技術(shù)采用下述技術(shù)方案模型試驗(yàn)中地下工程掘進(jìn)控制用光發(fā)射定位裝置，包括控制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)通過(guò)數(shù)字信號(hào)處理器與光電發(fā)射系統(tǒng)相連，光電發(fā)射系統(tǒng)發(fā)射的激光通過(guò)光反射結(jié)構(gòu)進(jìn)入光電接收系統(tǒng)，光電接收系統(tǒng)通過(guò)后處理系統(tǒng)與顯示系統(tǒng)相連，光電信號(hào)經(jīng)后處理系統(tǒng)處理后顯不在顯不系統(tǒng)。所述的光電發(fā)射系統(tǒng)包括與數(shù)字信號(hào)處理器相接的驅(qū)動(dòng)電路和受驅(qū)動(dòng)電路控制的激光發(fā)射器，激光發(fā)射器優(yōu)選半導(dǎo)體激光器。所述的光電接收系統(tǒng)包括光電轉(zhuǎn)化器和與后處理系統(tǒng)相連的門(mén)電路。所述的光反射結(jié)構(gòu)包括置于掘進(jìn)器材上的反射鏡、反射鏡與激光發(fā)射器間的分光鏡、與分光鏡呈固定高度的固定反射鏡，激光經(jīng)分光鏡分成反射光和透射光，反射光射到固定反射鏡并反射，透射光透射到掘進(jìn)器材上的反射鏡并反射，兩者在分光鏡匯合成相干光束射到光電轉(zhuǎn)換器。所述的后處理系統(tǒng)包括計(jì)數(shù)器和與顯示系統(tǒng)相連的數(shù)字信號(hào)處理器。本專(zhuān)利技術(shù)采用基于光波干涉原理的干涉定位，可以實(shí)現(xiàn)模型試驗(yàn)施工的精確控制， 特別是在工程掘進(jìn)方向控制和掘進(jìn)進(jìn)尺控制方面，有利于防止超欠挖情況的發(fā)生，保證模型試驗(yàn)施工的精確性，并且可以大幅加快工程掘進(jìn)的進(jìn)度。附圖說(shuō)明圖1是本專(zhuān)利技術(shù)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)框圖2是本專(zhuān)利技術(shù)光干涉定位方法原理圖；其中1.控制系統(tǒng)、2.數(shù)字信號(hào)處理器、3.計(jì)數(shù)器，4.驅(qū)動(dòng)電路，5.激光發(fā)射器， 6.光反射結(jié)構(gòu)，7.光電轉(zhuǎn)化器，8.門(mén)電路，9.顯示系統(tǒng)，10.光電發(fā)射系統(tǒng)，11.光電接收系統(tǒng)，12.后處理系統(tǒng)，13.分光鏡，14.反射鏡，15.固定反射鏡。具體實(shí)施例方式下面結(jié)合實(shí)施例和附圖對(duì)本專(zhuān)利技術(shù)進(jìn)一步說(shuō)明。模型試驗(yàn)中地下工程掘進(jìn)控制用光發(fā)射定位裝置，包括控制系統(tǒng)1，控制系統(tǒng)1通過(guò)數(shù)字信號(hào)處理器2與光電發(fā)射系統(tǒng)10相連，光電發(fā)射系統(tǒng)10發(fā)射的激光通過(guò)置于掘進(jìn)器材上的光反射結(jié)構(gòu)6進(jìn)入光電接收系統(tǒng)11，光電接收系統(tǒng)11通過(guò)后處理系統(tǒng)12與顯示系統(tǒng)9相連，光電信號(hào)經(jīng)后處理系統(tǒng)12處理后顯示在顯示系統(tǒng)9。所述的光電發(fā)射系統(tǒng)10包括與數(shù)字信號(hào)處理器2相接的驅(qū)動(dòng)電路4和受驅(qū)動(dòng)電路4控制的激光發(fā)射器5，激光發(fā)射器5優(yōu)選半導(dǎo)體激光器，具有體積小、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、穩(wěn)定性好的特點(diǎn)，所發(fā)射的650nm的紅色可見(jiàn)激光，不僅可以清晰瞄準(zhǔn)，還有利于保護(hù)眼睛；所述的光電接收系統(tǒng)11包括光電轉(zhuǎn)化器7和與后處理系統(tǒng)12相連的門(mén)電路8，光電轉(zhuǎn)化器7擬采用雪崩光電二極管APD，具有對(duì)微弱信號(hào)敏感及信號(hào)轉(zhuǎn)換過(guò)程不失真的特點(diǎn)；所述的后處理系統(tǒng)12包括計(jì)數(shù)器3和與顯示系統(tǒng)9相連的數(shù)字信號(hào)處理器2，數(shù)字信號(hào)處理器作為系統(tǒng)的核心部件，應(yīng)當(dāng)具有對(duì)各個(gè)可編程芯片進(jìn)行控制和初始化、對(duì)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)字鑒相以及對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合處理的作用，因此本專(zhuān)利擬采用市面上常見(jiàn)的TMS320VCM02芯片。本專(zhuān)利技術(shù)為基于光波干涉原理的干涉定位，實(shí)施過(guò)程中，數(shù)字信號(hào)處理器將控制系統(tǒng)輸入的指令傳遞給驅(qū)動(dòng)電路，控制半導(dǎo)體激光器發(fā)射出650nm的紅色可見(jiàn)激光。所述的光反射結(jié)構(gòu)6包括置于掘進(jìn)器材上的反射鏡14、反射鏡14與激光發(fā)射器5間的分光鏡13、 與分光鏡13呈固定高度的固定反射鏡15，激光經(jīng)分光鏡13分成反射光和透射光，反射光射到固定反射鏡15并反射，透射光透射到掘進(jìn)器材上的反射鏡14并反射，兩者在分光鏡匯合成相干光束射到光電轉(zhuǎn)換器7，經(jīng)過(guò)光電轉(zhuǎn)換、后處理系統(tǒng)由計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)。由于分光鏡與固定反光鏡的距離已知，數(shù)字信號(hào)處理器計(jì)算并顯示出距掘進(jìn)面的距離。由于測(cè)距精度足夠高，該專(zhuān)利技術(shù)可以精確計(jì)算并顯示掘進(jìn)進(jìn)尺，同時(shí)發(fā)射的紅色可見(jiàn)光可以保證掘進(jìn)的方向，防止超欠挖的發(fā)生。權(quán)利要求1.模型試驗(yàn)中地下工程掘進(jìn)控制用光發(fā)射定位裝置，其特征是，包括控制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)通過(guò)數(shù)字信號(hào)處理器與激光發(fā)射系統(tǒng)相連，激光發(fā)射系統(tǒng)發(fā)射的激光通過(guò)光反射結(jié)構(gòu)進(jìn)入光電接收系統(tǒng)，光電接收系統(tǒng)通過(guò)后處理系統(tǒng)與顯示系統(tǒng)相連，光電信號(hào)經(jīng)后處理系統(tǒng)處理后顯示在顯示系統(tǒng)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的模型試驗(yàn)中地下工程掘進(jìn)控制用光發(fā)射定位裝置，其特征是，所述的激光發(fā)射系統(tǒng)包括與數(shù)字信號(hào)處理器相接的驅(qū)動(dòng)電路和受驅(qū)動(dòng)電路控制的激光發(fā)射器。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的模型試驗(yàn)中地下工程掘進(jìn)控制用光發(fā)射定位裝置，其特征是，激光發(fā)射器為半導(dǎo)體激光器。4.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的模型試驗(yàn)中地下工程掘進(jìn)控制用光發(fā)射定位裝置，其特征是，所述的光電接收系統(tǒng)包括光電轉(zhuǎn)化器和與后處理系統(tǒng)相連的門(mén)電路。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的模型試驗(yàn)中地下工程掘進(jìn)控制用光發(fā)射定位裝置，其特征是，所述的光反射結(jié)構(gòu)包括置于掘進(jìn)器材上的反射鏡、反射鏡與激光發(fā)射器間的分光鏡、與分光鏡呈固定高度的固定反射鏡，激光經(jīng)分光鏡分成反射光和透射光，反射光射到固定反射鏡并反射，透射光透射到掘進(jìn)器材上的反射鏡并反射，兩者在分光鏡匯合成相干光束射到光電轉(zhuǎn)換器。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的模型試驗(yàn)中地下工程掘進(jìn)控制用光發(fā)射定位裝置，其特征是，所述的后處理系統(tǒng)包括計(jì)數(shù)器和與顯示系統(tǒng)相連的數(shù)字信號(hào)處理器。全文摘要本專(zhuān)利技術(shù)涉及模型試驗(yàn)中地下工程掘進(jìn)控制用光發(fā)射定位裝置，包括控制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)通過(guò)數(shù)字信號(hào)處理器與激光發(fā)射系統(tǒng)相連，激光發(fā)射系統(tǒng)發(fā)射的激光通過(guò)光反射結(jié)構(gòu)進(jìn)入光電接收系統(tǒng)，光電接收系統(tǒng)通過(guò)后處理系統(tǒng)與顯示系統(tǒng)相連，光電信號(hào)經(jīng)后處理系統(tǒng)處理后顯示在顯示系統(tǒng)。本專(zhuān)利技術(shù)采用基于光波干涉原理的干涉定位，可以實(shí)現(xiàn)模型試驗(yàn)施工的精確控制，有利于防止超欠挖情況的發(fā)生，保證模型試驗(yàn)施工的精確性，并且可以大幅加快工程掘進(jìn)的進(jìn)度。文檔編號(hào)G01C3/00GK102384738SQ20111022656公開(kāi)日2012年3月21日 申請(qǐng)日期2011年8月9日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月9日專(zhuān)利技術(shù)者周毅, 宋曙光, 李利平, 李景龍, 李術(shù)才, 許振浩 申請(qǐng)人:山東大學(xué)本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
【技術(shù)特征摘要】
【專(zhuān)利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：李利平，宋曙光，許振浩，李術(shù)才，周毅，李景龍，
申請(qǐng)(專(zhuān)利權(quán))人：山東大學(xué)，
類(lèi)型：發(fā)明
國(guó)別省市：
還沒(méi)有人留言評(píng)論。發(fā)表了對(duì)其他瀏覽者有用的留言會(huì)獲得科技券。