CN113551644A - 一种盾构地表沉降自动监测装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种盾构地表沉降自动监测装置，涉及地表沉降监测技术领域。包括底座，所述底座上设置外壳，所述外壳内设有测量装置和预警装置，所述外壳首端开设激光开口，所述测量装置设置于所述外壳首端，所述预警装置设置于所述外壳尾端，所述测量装置和所述预警装置电连接，所述测量装置由角度电机驱动，所述测量装置包括激光器测距仪和陀螺仪角度传感器，所述激光器测距仪射出端贯穿所述激光开口，所述激光器测距仪末端与所述陀螺仪角度传感器固定连接。本发明提供的盾构地表沉降自动监测装置，可自动监测，大大较少人员需求，降低了施工人员风险性，还能加大人员利用率，装置轻巧易携带，测量精度也有一定保证。
Description
技术领域
本发明涉及地表沉降监测技术领域，具体涉及一种盾构地表沉降自动监测装置。
背景技术
目前盾构施工地表沉降主要采用水准仪进行地表沉降监测，利用附近控制点高程，进而测出盾构施工地表监测点高程值，将现场测量值与最初始测量值进行相减，其差值则为该点沉降值。
由于水准仪监测需要两人以上配合，而且施工现场情况复杂，很多监测点位可能处于比较危险的区域，扶尺人员存在一定的安全风险，其次水准仪加上塔尺不易携带，需要两个以上人员进行操作，资源浪费较大，并且每次监测同个点还要重复以上操作，耗时较大。
发明内容
本发明主要目的在提供一种盾构地表沉降自动监测装置，以解决现有技术存在的问题。
为解决上述技术问题，本发明采取了如下技术方案：
一种盾构地表沉降自动监测装置，包括底座，所述底座上设置外壳，所述外壳内设有测量装置和预警装置，所述外壳首端开设激光开口，所述测量装置设置于所述外壳首端，所述预警装置设置于所述外壳尾端，所述测量装置和所述预警装置电连接，所述测量装置由角度电机驱动，
所述测量装置包括激光器测距仪和陀螺仪角度传感器，所述激光器测距仪射出端贯穿所述激光开口，所述激光器测距仪末端与所述陀螺仪角度传感器固定连接。
进一步的，所述预警装置包括移动直尺和蜂鸣器，所述移动直尺上设置第一金属片，所述第一金属片与所述蜂鸣器电连接。
进一步的，所述外壳内设置固定架，所述测量装置、预警装置和角度电机均设置于所述固定架上，所述固定架外侧设置滚轮，所述外壳内壁设置滑轨，所述滚轮与所述滑轨相匹配。
进一步的，所述外壳上设置高度调节按钮，所述高度调节按钮通过绳索与所述固定架连接，所述固定架上方设置定滑轮，所述绳索与所述定滑轮滑动连接。
进一步的，所述测量装置还包括保护罩，所述激光器测距仪和陀螺仪角度传感器设置于所述保护罩内部，所述保护罩靠近所述移动直尺的一端设置第二金属片，另一端设置激光射出孔，所述激光射出孔尺寸与所述激光器测距仪射出端尺寸相匹配。
进一步的，所述保护罩开设圆孔，所述圆孔与所述角度电机的输出端连接。
进一步的，所述外壳上还设置手动微调按钮，所述手动微调按钮通过齿轮组与所述角度电机连接。
进一步的，所述齿轮组包括逐级啮合设置的一级齿轮、二级齿轮和三级齿轮，所述一级齿轮通过齿轮组轴与所述手动微调按钮连接，所述三级齿轮与所述角度电机的输出端连接。
进一步的，还包括主电路板和显示屏，所述主电路板与所述显示屏电连接，所述主电路板设置在所述外壳内部，所述显示屏可显现的设置于所述外壳侧壁。
进一步的，所述主电路板、测量装置、预警装置和角度电机均与总电源连接。
与现有技术相比，本发明提供的一种盾构地表沉降自动监测装置具有以下有益效果：
采用该仪器可自动监测只要设置好初始值即可，此外使用该仪器基本无需人员，可降低施工人员风险性，还能加大人员利用率，且装置轻巧易携带，测量精度得到了充分的保证。
附图说明
图1为本发明整体结构示意图。
图2为本发明外壳内部结构主视图。
图3为本发明外壳内部结构侧视图。
图4为本发明外壳内部结构俯视图。
图5为本发明齿轮组结构示意图。
图6为本发明整体结构电路图。
图7为本发明监测原理图。
图8为本发明测量装置转动过程示意图。
其中，1-底座，2-外壳，21-高度调节按钮，22-手动微调按钮，3-测量装置，31-激光器测距仪，32-陀螺仪角度传感器，33-保护罩，34-第二金属片，4-预警装置，41-移动直尺，42-蜂鸣器，43-第一金属片，44-固定螺丝，5-固定架，51-滚轮，52-定滑轮，53-绳索，6-角度电机，7-齿轮组，71-一级齿轮，72-二级齿轮，73-三级齿轮，74-齿轮组轴，8-自动监测装置，9-监测点。
具体实施方式
以下通过附图和实施例对本发明的技术方案作进一步说明。
结合图1，本发明提供一种盾构地表沉降自动监测装置，包括底座，所述底座上设置外壳，所述外壳内设有测量装置和预警装置，所述外壳首端开设激光开口，所述测量装置设置于所述外壳首端，所述预警装置设置于所述外壳尾端，所述测量装置和所述预警装置电连接，所述测量装置由角度电机驱动，
所述测量装置包括激光器测距仪和陀螺仪角度传感器，所述激光器测距仪射出端贯穿所述激光开口，所述激光器测距仪末端与所述陀螺仪角度传感器固定连接。
进一步的，所述预警装置4包括移动直尺41和蜂鸣器42，所述移动直尺41上设置第一金属片43，所述第一金属片43与所述蜂鸣器42电连接。
进一步的，所述外壳2内部设置固定架5，所述测量装置3、预警装置4和角度电机6均设置于所述固定架5上，所述固定架5外侧设置滚轮51，所述外壳2内壁设置滑轨，所述滚轮51与所述滑轨相匹配。滚轮51可沿滑轨上下移动，起到调整观测视角度的作用。
进一步的，所述外壳2上设置高度调节按钮21，所述高度调节按钮21通过绳索53与所述固定架5连接，所述固定架5上方设置定滑轮52，所述绳索53与所述定滑轮52滑动连接。启动高度调节按钮21，绳索53带动固定架5整体上升或下降。
进一步的，所述测量装置3还包括保护罩33，所述激光器测距仪31和陀螺仪角度传感器32设置于所述保护罩33内部，所述保护罩33靠近所述移动直尺41的一端设置第二金属片34，另一端设置激光射出孔，所述激光射出孔尺寸与所述激光器测距仪31射出端尺寸相匹配。所述保护罩33开设圆孔，所述圆孔与所述角度电机6的输出端连接。测量装置3一旦旋转达到一定值时，第二金属片34和第一金属片41接触，与蜂鸣器42形成通路，则会发出报警声。
进一步的，所述外壳2上还设置手动微调按钮22，所述手动微调按钮22通过齿轮组7与所述角度电机6连接。所述齿轮组7包括逐级啮合设置的一级齿轮71、二级齿轮72和三级齿轮73，所述一级齿轮71通过齿轮组轴74与所述手动微调按钮22连接，所述三级齿轮73与所述角度电机6的输出端连接。本实施例中，一级齿轮71尺寸最小，三级齿轮73尺寸最大，需要进行细微调节时，采用手动调节的方式，转动手动微调按钮22，带动齿轮组轴74转动，进而一级齿轮71转动，随后一级齿轮71逐级到三级齿轮73，三级齿轮73带动角度电机6转动，角度电机6带动测量装置3转动，最终调节角度。
进一步的，所述移动直尺41通过固定螺丝44连接于所述固定架5上。
进一步的，还包括主电路板和显示屏，所述主电路板与所述显示屏电连接，所述主电路板设置在所述外壳2内部，所述显示屏可显现的设置于所述外壳2侧壁。
进一步的，所述主电路板、测量装置3、预警装置4和角度电机6均与总电源连接。
工作原理：首先将自动监测装置8架设在不受施工影响的范围内，并且要考虑到激光测距仪31精度范围在30m至40m左右，不能距离监测点9的位置过远，自动监测装置8架设好后，启动角度电机6，带动测量装置3旋转，使激光测距仪31发射的激光对准监测点9，激光测距仪31测出L1，即激光测距仪31发射端至监测点9的距离，此时陀螺仪角度传感器32测出角度α，通过三角函数计算即可得出水平距离L2和监测点9相对自动监测装置8的高程值h1，这些数值均会显示在显示屏上，便于工作人员观看。随后将水平距离L2设为定值，根据工程能接受的地表沉降最大值将移动直尺41设在一定高度，然后对其进行固定，当地表发生沉降后，此时激光测距仪31发射的激光已经偏离监测点9，启动角度电机6带动测量装置3继续旋转，直至激光测距仪31发射的激光对准监测点9，测量装置3一旦旋转达到一定角度时，第二金属片34和第一金属片41接触，与蜂鸣器42形成通路，则会发出报警声，代表此时地表沉降已经达到最大值。
若是没有达到地表沉降最大值时，则直接计算地表沉降值，同理，计算出水平距离L2后，将其设定为固定值，随时地表发生沉降，在监测点9沉降后激光测距仪31若不发生旋转则测得的数据L2’大于原数据L2，随后启动角度电机6带动测量装置3继续旋转，直至激光测距仪31测得数据L2’等于L2时，则停止转动，此时激光测距仪31发射的激光照射的位置即为监测点9，陀螺仪角度传感器32测出此时角度为β，根据三角函数计算即可得出沉降后监测点9相对自动监测装置8的高程值h2，再通过h2、h1计算即可得出沉降值。
采用该自动监测装置8可自动监测地表沉降，只要设置好初始值即可在地表发生最大沉降时得出及时的预警，此外使用该自动监测装置8基本无需人员，可降低施工人员风险性，还能加大人员利用率，且该装置轻巧易携带，测量精度也有一定保证。
以上所述，仅是本发明较佳实施例而已，并非对本发明的技术范围作任何限制，故凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何细微修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。
Claims (10)
1.一种盾构地表沉降自动监测装置，其特征在于，包括底座，所述底座上设置外壳，所述外壳内设有测量装置和预警装置，所述外壳首端开设激光开口，所述测量装置设置于所述外壳首端，所述预警装置设置于所述外壳尾端，所述测量装置和所述预警装置电连接，所述测量装置由角度电机驱动，
所述测量装置包括激光器测距仪和陀螺仪角度传感器，所述激光器测距仪射出端贯穿所述激光开口，所述激光器测距仪末端与所述陀螺仪角度传感器固定连接。
2.如权利要求1所述的一种盾构地表沉降自动监测装置，其特征在于，所述预警装置包括移动直尺和蜂鸣器，所述移动直尺上设置第一金属片，所述第一金属片与所述蜂鸣器电连接。
3.如权利要求2所述的一种盾构地表沉降自动监测装置，其特征在于，所述外壳内设置固定架，所述测量装置、预警装置和角度电机均设置于所述固定架上，所述固定架外侧设置滚轮，所述外壳内壁设置滑轨，所述滚轮与所述滑轨相匹配。
4.如权利要求3所述的一种盾构地表沉降自动监测装置，其特征在于，所述外壳上设置高度调节按钮，所述高度调节按钮通过绳索与所述固定架连接，所述固定架上方设置定滑轮，所述绳索与所述定滑轮滑动连接。
5.如权利要求2所述的一种盾构地表沉降自动监测装置，其特征在于，所述测量装置还包括保护罩，所述激光器测距仪和陀螺仪角度传感器设置于所述保护罩内部，所述保护罩靠近所述移动直尺的一端设置第二金属片，另一端设置激光射出孔，所述激光射出孔尺寸与所述激光器测距仪射出端尺寸相匹配。
6.如权利要求5所述的一种盾构地表沉降自动监测装置，其特征在于，所述保护罩开设圆孔，所述圆孔与所述角度电机的输出端连接。
7.如权利要求6所述的一种盾构地表沉降自动监测装置，其特征在于，所述外壳上还设置手动微调按钮，所述手动微调按钮通过齿轮组与所述角度电机连接。
8.如权利要求7所述的一种盾构地表沉降自动监测装置，其特征在于，所述齿轮组包括逐级啮合设置的一级齿轮、二级齿轮和三级齿轮，所述一级齿轮通过齿轮组轴与所述手动微调按钮连接，所述三级齿轮与所述角度电机的输出端连接。
9.如权利要求1所述的一种盾构地表沉降自动监测装置，其特征在于，还包括主电路板和显示屏，所述主电路板与所述显示屏电连接，所述主电路板设置在所述外壳内部，所述显示屏可显现的设置于所述外壳侧壁。
10.如权利要求9所述的一种盾构地表沉降自动监测装置，其特征在于，所述主电路板、测量装置、预警装置和角度电机均与总电源连接。
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