激光高程控制显示系统的应用

　　工程概况

　　上海浦东机场南进场地道工程南标段施工场地位于上海浦东国际机场一期东部，其地貌类型属河口、砂嘴、砂岛。场地地形较复杂，场地北部有老防波堤分布，其标高约7，Om，与拟建地道约呈100斜交，其以北区域吹砂补土工程大部分区域已经完工，场地标高约6.5m，最北端为吹填围堰，其内部积水。道路工程共计125Om，道路土方施工工程量约44O81m“，地道工程约1ZOOm，地道土方工程量约326846m3。

　　为了节约劳动力，保证土方工程的高质量、高标准、高效率，项目部与Trimble公司合作引进了激光高程控制系统技术。

　　激光高程自动控制系统

　　机械控制系统技术是利用激光、声纳、GPS接收机、角度传感器、CAN总线等高科技产品与工程机械(平地机、推土机、挖掘机、挖沟机、铲运机、铣刨机以及摊铺机等)结合，使工程施工达到高精度、高效率、高收益。项目部使用了机械控制技术中的显示系统(即10系统)。该系统的组成部件包括激光发射器(GL422)和激光接收机(LR60)。GL422发射器能够同时发出双坡度(一10%一+15%)激光参考面，也可以360^o、270^o、18^o和90^o发光.坏可以垂直发光.见图1。该发射器具有自动调平功能，可以省时、省力的轻松架设发射器，详见表1。项目部采用了LR6O激光接收机，可以3600接收激光，详见表2。

　　工作原理

　　激光发射器发出的激光束参考平面作为非视觉控制技术，激光接收机接收激光参考面，在面板上提供施工要求的高程信息，用明亮的红色箭头或绿色到坡线告诉操作手如何控制铲刀或铲斗，代替常规操作人员采用目测桩的方法，以便达到精确整平的效果。

图2激光发射器安装在推土机和挖掘机上的工作示意图

图3激光高程自动控制系统工作原理三维示意图

　　激光发射器是由有源电池驱动的一种激光发生装置，安装在作业面适当位置的三脚架上。激光发射头在工作时高速旋转，可根据设定要求自动达到水平、单坡或双坡参考面，在设计的基准高程上设置参与面，发射器发射出一束极细的激光束，该光束以发射器为圆心，向四周3600高速旋转发射，在工作区域内为机械控制系统建立符合设计的高程和坡度基准。由于该参照面是处于一定空间高度的稳定平面，因而不受机群作业和其他因素的干扰，1台发射器可为数台配有激光接收机的机器提供统一的发射高程和坡度高程基准。图2为分别安装在推土机和挖掘机上的工作示意图以及图3三维示意图。

　　固定在机器切削刃上的接收机固定杆或磁吸杆，支撑着激光接收器，用于检测激光束的标高。若激光束打在激光接收器中位以上的位置，则此刻机器的切削刃在设计基准高程的下方，接收机以明亮的红色LEO向下的箭头指示，操作手在操作室内一目了然，可以轻松准确地操作机械手柄，进行相应的操作，直到绿色的到坡信号发出。反之亦然。