CN104153761B - 一种自动钻孔测斜仪操作装置 - Google Patents
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Abstract
一种自动钻孔测斜仪操作装置。其包括：自动绕线装置、探头电缆和测斜仪电缆；其中：自动绕线装置通过测斜仪电缆与测斜仪相连接，同时通过探头电缆与测量探头相连接；自动绕线装置包括机械部分和电控部分；本发明提供的自动钻孔测斜仪操作装置的使用效果：本发明能够解决测量过程中作业人员劳动强度大的实际困难，同时可以减少一名操作人员，从而为企业减少人工成本。同时本装置是在不破坏原有设备的基础上增加的一个操作机构，能够方便灵活地拆装，更利于在技改时减低成本。
Description
技术领域
本发明属于钻孔测斜仪技术领域，特别是涉及一种自动钻孔测斜仪操作装置。
背景技术
随着城市进程(如地铁的大范围施工)的加速发展，各种埋深大、长距离的测斜孔越来越多的出现，测斜仪被各测绘单位广泛应用，为保证自然环境和建筑的安全起到了重要作用，此项指标是反映工程安全的主要参数，为检测边坡及建筑物的水平位移指标。因此针对生产实际须研究在利用原有的测斜仪时减轻人力劳动强度和人工成本的装置。针对现场需求，设计开发了自动钻孔测斜装置。
目前，有些测斜仪是通过采集到的每点数据来分析钻孔的变形情况，其由测量探头、传输电缆和数据采集器通过接头相互连接而构成，在工作过程中，负责放电缆的人开始向测孔中送入线缆，到达预定位置后，向上提拉线缆，到了测量位置，拉电缆的人保持不动，此时负责采集数据的人按下数据采集器的采集按钮，开始采集数据；但是其存在以下两方面的缺点：
1、采集数据必须由两人完成，由于原来的钻孔测斜仪必须人工下送测量探头及传输线缆，测量探头和传输线缆的重量合计较重，为保证测量数据的稳定和连续，在上提测量探头的过程中，操作人员必须注意力集中地保持连续的工作姿态，因此承受高强度的劳动负荷；操作人员每提升50cm后，保持不动，另外一名操作人员按下数据采集器进行数据采集，一旦提升操作人员发生晃动，就会影响数据采集的精度与准确，而且全部的传输线缆都拉上来后，随意的堆放，又容易发生传输线缆打结及损坏问题，因此长期从事这种工作对工作人员的身体健康损害很大，使用过程中劳动强度大，极易使人患上肩周疾病。
2、由于作业现场均为施工场地，而测量的传输线缆有很长，一次工作下来，测量操作人员一身尘土，赶上雨天，地上的传输线缆在泥水中拖来拖去，弄得作业人员一身泥水，因而工作十分艰苦。
发明内容
为了解决上述问题，本发明的目的在于提供一种自动钻孔测斜仪操作装置。
为了达到上述目的，本发明提供的自动钻孔测斜仪操作装置包括：自动绕线装置、探头电缆和测斜仪电缆；其中：自动绕线装置通过测斜仪电缆与测斜仪相连接，同时通过探头电缆与测量探头相连接；
所述的自动绕线装置包括机械部分和电控部分；机械部分包括：定轮、转轮圆筒、固定轴、转轮轴、滑环接触导轨、电机、固定支架、转轮外侧绕线挡板、绕线计数器和滑环电刷；其中：定轮为圆柱体形状，其轴心处通过固定轴与固定支架相连接；转轮圆筒为圆柱体形状，两侧面分别设有转轮外侧绕线挡板，其一侧的内部开有体积略大于定轮的圆柱形空腔，定轮嵌入其中；转轮圆筒的另一侧封闭，在封闭侧面的轴心处设有转轮轴，转轮轴与安装在固定支架上的电机的输出轴相连接；固定支架通过固定轴、转轮轴和电机将定轮和转轮圆筒连接成一个整体；转轮外侧绕线挡板为圆环板状，两个转轮外侧绕线挡板为转轮圆筒起绕线挡板的作用；定轮的外圆周面上设有多条滑环接触导轨，在转轮圆筒内部空腔的内表面相对应滑环接触导轨的位置上设有多个与滑环接触导轨相对应的滑环电刷；滑环接触导轨为圆环状导电体，滑环电刷为具有弹性且耐磨的导电触点；转轮圆筒的表面设有多个与滑环电刷相对应的转轮接线孔，探头电缆通过转轮接线孔与滑环电刷相连接；固定轴为空芯轴，在定轮上各条滑环接触导轨的底部设有与固定轴的空芯相连通的定轮接线孔，测斜仪电缆依次通过固定轴的空芯和定轮接线孔与滑环接触导轨相连接；
电控部分由主回路和控制回路构成；主回路包括：第一熔断器F1、第二熔断器F2、正转接触器主触点KZO、反转接触器主触点KFO和电机6；其中：第一熔断器F1和第二熔断器F2组成电源保护电路，正转接触器主触点KZO和反转接触器主触点KFO组成正反转控制电路，电机6为单相交流电动机，其通过正反转控制电路和电源保护电路与交流220V电源相连接；控制回路包括：停止按钮ST、计数器常闭触点KJS、正转按钮SZ、正转按钮常闭触点SZ1、反转按钮SF、反转按钮常闭触点SF1、正转接触器线圈ZK、正转接触器常开触点KZ1、正转接触器常闭触点KZ2、反转接触器线圈ZF、反转接触器常开触点KF1和反转接触器常闭触点KF2；其中：停止按钮ST的一端通过主回路中的第二熔断器F2与220V电源相连接，其另一端通过计数器常闭触点KJS与正转按钮SZ和反转按钮SF相连接；正转按钮SZ的一端与计数器常闭触点KJS相连接，其另一端通过反转按钮常闭触点SF1和反转接触器常闭触点KF2与正转接触器线圈ZK的一端相连接，正转接触器线圈ZK的另一端通过主回路中的第一熔断器F1与220V电源相连接，正转接触器常开触点KZ1与正转按钮SZ相并联；反转按钮SF的一端与计数器常闭触点KJS相连接，其另一端通过正转按钮常闭触点SZ1和正转接触器常闭触点KZ2与反转接触器线圈ZF的一端相连接；反转接触器线圈ZF的另一端通过主回路中的第一熔断器F1与220V电源相连接；反转接触器常开触点KF1与反转按钮SF相并联。
所述的固定支架的上方设有绕线孔和绕线计数器，绕线计数器由计数轮、计数轮轴和计数器组成；计数轮轴与固定支架相连接，计数轮和计数器固定在计数轮轴之上；
所述的固定支架上还设有制动装置。
所述的测斜仪电缆中的每条导线与滑环电刷采用焊接的形式相连接，包含成束导线的测斜仪电缆的另一端做成一个与测斜仪的接头相适应的插头，与测斜仪相连接。
所述的定轮接线孔中的每条导线与对应的滑环接触导轨焊接，包含成束导线的探头电缆的另一端做成一个与测量探头上传输电缆的接头相适应的插座，与测量探头相连接。
所述的电机能够用直流电机代替，此时电控部分中的主回路采用蓄电池来供电，控制回路的接触器改用相应直流电压的直流接触器。
本装置能够配置两个绕线计数器，一个用于控制放线，一个用于控制收线；即探头电缆穿过绕线孔后先后通过两个绕线计数器的计数轮然后卷绕在转轮圆筒表面，此时，两个绕线计数器的两个计数器分别记录放线长度和收线长度；两个计数器所对应的两个常闭触点相互串联后组成计数器常闭触点KJS，串接到控制回路之中。
本发明提供的自动钻孔测斜仪操作装置的使用效果：本发明能够解决测量过程中作业人员劳动强度大的实际困难，同时可以减少一名操作人员，从而为企业减少人工成本。同时本装置是在不破坏原有设备的基础上增加的一个操作机构，能够方便灵活地拆装，更利于在技改时减低成本。
附图说明
图1为本发明提供的自动钻孔测斜仪操作装置组成示意图。
图2为本装置机械部分的侧视图。
图3为本装置机械部分的正视图。
图4为本装置机械部分的1-1位置剖视图。
图5为本装置机械部分的2-2位置剖视图。
图6为本装置机械部分滑环接触导轨位置的局部剖视图。
图7为本装置绕线计数器的局部放大图。
图8为本装置电控部分的电路原理图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明提供的自动钻孔测斜仪操作装置进行详细说明。
如图1所示，本发明提供的自动钻孔测斜仪操作装置包括：自动绕线装置A1、探头电缆14和测斜仪电缆15；其中：自动绕线装置A1通过测斜仪电缆15与测斜仪A2相连接，同时通过探头电缆14与测量探头A3相连接。
所述的测斜仪A2为已有技术中的数据采集器，测量探头A3为已有技术中的测量探头。
所述的自动绕线装置A1包括机械部分和电控部分；如图2-图5所示，机械部分包括：定轮1、转轮圆筒2、固定轴3、转轮轴4、滑环接触导轨5、电机6、固定支架7、转轮外侧绕线挡板8、绕线计数器12和滑环电刷13；其中：
定轮1为圆柱体形状，其轴心处通过固定轴3与固定支架7相连接；
转轮圆筒2为圆柱体形状，两侧面分别设有转轮外侧绕线挡板8，其一侧的内部开有体积略大于定轮1的圆柱形空腔，定轮1嵌入其中；转轮圆筒2的另一侧封闭，在封闭侧面的轴心处设有转轮轴4，转轮轴4与安装在固定支架7上的电机6的输出轴相连接；当电机6转动时可带动转轮圆筒2旋转；
固定支架7为本装置的连接支架，其通过固定轴3、转轮轴4和电机6将定轮1和转轮圆筒2连接成一个整体；
转轮外侧绕线挡板8为圆环板状，两个转轮外侧绕线挡板8为转轮圆筒2起绕线挡板的作用；
如图6所示，定轮1的外圆周面上设有多条滑环接触导轨5，在转轮圆筒2内部空腔的内表面相对应滑环接触导轨5的位置上设有多个与滑环接触导轨5相对应的滑环电刷13；滑环接触导轨5为圆环状导电体，滑环电刷13为具有弹性且耐磨的导电触点，当转轮圆筒2旋转时滑环电刷13始终沿着滑环接触导轨5的外表面滑动，并保证滑环电刷13和滑环接触导轨5之间呈电气导通状态。
转轮圆筒2的表面设有多个与滑环电刷13相对应的转轮接线孔9，探头电缆14通过转轮接线孔9与滑环电刷13相连接；
固定轴3为空芯轴，在定轮1上各条滑环接触导轨5的底部设有与固定轴3的空芯相连通的定轮接线孔10，测斜仪电缆15依次通过固定轴3的空芯和定轮接线孔10与滑环接触导轨5相连接。
如图7所示，在固定支架7的上方设有绕线孔11和绕线计数器12，绕线计数器12由计数轮121、计数轮轴122和计数器123组成；计数轮轴122与固定支架7相连接，计数轮121和计数器123固定在计数轮轴122之上；本装置工作时，探头电缆14首先穿过绕线孔11并在绕线计数器12的计数轮121上环绕一周后再通过转轮接线孔9与滑环电刷13相连接，当转轮圆筒2正向转动时，探头电缆14将通过绕线孔11和计数轮121后卷绕在转轮圆筒2的表面，此时探头电缆14将会带动计数轮121转动，计数器123通过记录计数轮121的旋转圈数来计算转轮圆筒2卷绕时的收线长度；同理，当转轮圆筒2反向转动时，计数器123同样通过记录计数轮121的旋转圈数来计算转轮圆筒2放线时的放线长度；
绕线孔11为圆形引导孔，用于引导探头电缆14顺利进入计数轮121；绕线计数器12的作用是在绕线或放线时记录探头电缆14的长度，当绕线或放线到达预定的长度时，绕线计数器12上的计数器123动作，并控制电机6制动，停止绕线或放线，从而达到自动绕线或放线的目的。
在固定支架7上还设有制动装置16，其能够在电机6停止运转后，阻止转轮圆筒2空转，对转轮圆筒2起到制动的作用。
所述的测斜仪电缆15中的每条导线与滑环电刷13采用焊接的形式相连接，包含成束导线的测斜仪电缆15的另一端做成一个与测斜仪A2的接头相适应的插头，与测斜仪A2相连接，以保证数据采集的正确连续。
所述的定轮接线孔10中的每条导线与对应的滑环接触导轨5焊接，包含成束导线的探头电缆14的另一端做成一个与测量探头A3上传输电缆的接头相适应的插座，与测量探头A3相连接；由此可见本装置是充分利用原有的钻孔测斜器，尽量减低成本投入，拆装方便。
如图8所示，本发明提供的自动钻孔测斜仪操作装置的电控部分由主回路和控制回路构成；
主回路包括：第一熔断器F1、第二熔断器F2、正转接触器主触点KZO、反转接触器主触点KF0和电机6；其中：第一熔断器F1和第二熔断器F2组成电源保护电路，正转接触器主触点KZO和反转接触器主触点KFO组成正反转控制电路，电机6为单相交流电动机，其通过正反转控制电路和电源保护电路与交流220V电源相连接；
控制回路包括：停止按钮ST、计数器常闭触点KJS、正转按钮SZ、正转按钮常闭触点SZ1、反转按钮SF、反转按钮常闭触点SF1、正转接触器线圈ZK、正转接触器常开触点KZ1、正转接触器常闭触点KZ2、反转接触器线圈ZF、反转接触器常开触点KF1和反转接触器常闭触点KF2；其中：停止按钮ST的一端通过主回路中的第二熔断器F2与220V电源相连接，其另一端通过计数器常闭触点KJS与正转按钮SZ和反转按钮SF相连接；
正转按钮SZ的一端与计数器常闭触点KJS相连接，其另一端通过反转按钮常闭触点SF1和反转接触器常闭触点KF2与正转接触器线圈ZK的一端相连接，正转接触器线圈ZK的另一端通过主回路中的第一熔断器F1与220V电源相连接，正转接触器常开触点KZ1与正转按钮SZ相并联；
反转按钮SF的一端与计数器常闭触点KJS相连接，其另一端通过正转按钮常闭触点SZ1和正转接触器常闭触点KZ2与反转接触器线圈ZF的一端相连接；反转接触器线圈ZF的另一端通过主回路中的第一熔断器F1与220V电源相连接；反转接触器常开触点KF1与反转按钮SF相并联；
所述的电机6能够用直流电机代替，此时电控部分中的主回路采用蓄电池来供电，控制回路的接触器改用相应直流电压的直流接触器以适应没有电源的野外环境。
所述的计数器常闭触点KJS为绕线计数器12中计数器123的动作输出触点；在计数器123中能够预先设置计数动作值，当绕线计数器12计数达到预先设置的计数动作值时，绕线计数器12中的计数器123动作，计数器常闭触点KJS断开，切断控制回路，从而使主回路断电，电机6停止；这样就能够实现自动收线和放线的目的。
所述的制动装置16能够保证电机停止运动时，能维持转轮圆筒2固定不动，起到刹车的作用；从而保证测量探头A3悬挂在半空中，不产生向下的滑动；制动装置16在停止按钮ST被按下时启动，当其不带电时，离开转轮圆筒2，而其带电时紧贴转轮圆筒2，起到刹车片的作用。
本装置能够配置两个绕线计数器12，一个用于控制放线，一个用于控制收线；即探头电缆14穿过绕线孔11后先后通过两个绕线计数器12的计数轮121然后卷绕在转轮圆筒2表面，此时，两个绕线计数器12的两个计数器123就可以分别记录放线长度和收线长度；两个计数器123所对应的两个常闭触点相互串联后组成计数器常闭触点KJS，串接到控制回路之中；从而实现自动放线到指定位置和实现每隔一个固定位置停止的要求。
本发明提供的自动钻孔测斜仪操作装置的工作过程如下：
1、将自动绕线装置A1的测斜仪电缆15与测斜仪A2连接，探头电缆14与测量探头A3相连接；
2、开启绕线计数器12，并根据放线的长度设定计数器123的计数动作值；然后将测量探头A3垂直送入钻孔，按下正转按钮SZ，电机6开始正转放线，向钻孔中送入测量探头A3，当测量探头A3到达预定位置后，计数器123动作，计数器常闭触点KJS断开，电机6自动停止转动，放线停止。
3、开始数据采集与测量，将测斜仪A2通过测斜仪电缆15与滑环接触导轨5的接头相连；开启绕线计数器12，并根据初始测量起点的位置设定计数器123的计数动作值；按下反转按钮SF，电机6开始反转收线，测量探头A3开始提升，当提升到设定高度时，计数器123动作，计数器常闭触点KJS断开，电机6自动停止，测量探头A3保持在预定的测量位置，此时按下测斜仪A2的采集按钮，开始采集数据；
本发明提供的自动钻孔测斜仪操作装置可以利用原有的测斜仪完成自动获得专控水平位移的数据采集。
本实例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和过程，但本发明的保护范围不限于下述实例。
Claims (7)
1.一种自动钻孔测斜仪操作装置，其特征在于：所述的自动钻孔测斜仪操作装置包括：自动绕线装置(A1)、探头电缆(14)和测斜仪电缆(15)；其中：自动绕线装置(A1)通过测斜仪电缆(15)与测斜仪(A2)相连接，同时通过探头电缆(14)与测量探头(A3)相连接；
所述的自动绕线装置(A1)包括机械部分和电控部分；机械部分包括：定轮(1)、转轮圆筒(2)、固定轴(3)、转轮轴(4)、滑环接触导轨(5)、电机(6)、固定支架(7)、转轮外侧绕线挡板(8)、绕线计数器(12)和滑环电刷(13)；其中：定轮(1)为圆柱体形状，其轴心处通过固定轴(3)与固定支架(7)相连接；转轮圆筒(2)为圆柱体形状，两侧面分别设有转轮外侧绕线挡板(8)，其一侧的内部开有体积略大于定轮(1)的圆柱形空腔，定轮(1)嵌入其中；转轮圆筒(2)的另一侧封闭，在封闭侧面的轴心处设有转轮轴(4)，转轮轴(4)与安装在固定支架(7)上的电机(6)的输出轴相连接；固定支架(7)通过固定轴(3)、转轮轴(4)和电机(6)将定轮(1)和转轮圆筒(2)连接成一个整体；转轮外侧绕线挡板(8)为圆环板状，两个转轮外侧绕线挡板(8)为转轮圆筒(2)起绕线挡板的作用；定轮(1)的外圆周面上设有多条滑环接触导轨(5)，在转轮圆筒(2)内部空腔的内表面相对应滑环接触导轨(5)的位置上设有多个与滑环接触导轨(5)相对应的滑环电刷(13)；滑环接触导轨(5)为圆环状导电体，滑环电刷(13)为具有弹性且耐磨的导电触点；转轮圆筒(2)的表面设有多个与滑环电刷(13)相对应的转轮接线孔(9)，探头电缆(14)通过转轮接线孔(9)与滑环电刷(13)相连接；固定轴(3)为空芯轴，在定轮(1)上各条滑环接触导轨(5)的底部设有与固定轴(3)的空芯相连通的定轮接线孔(10)，测斜仪电缆(15)依次通过固定轴(3)的空芯和定轮接线孔(10)与滑环接触导轨(5)相连接；
电控部分由主回路和控制回路构成；主回路包括：第一熔断器F1、第二熔断器F2、正转接触器主触点KZ0、反转接触器主触点KF0和电机(6)；其中：第一熔断器F1和第二熔断器F2组成电源保护电路，正转接触器主触点KZ0和反转接触器主触点KF0组成正反转控制电路，电机(6)为单相交流电动机，其通过正反转控制电路和电源保护电路与交流220V电源相连接；控制回路包括：停止按钮ST、计数器常闭触点KJS、正转按钮SZ、正转按钮常闭触点SZ1、反转按钮SF、反转按钮常闭触点SF1、正转接触器线圈ZK、正转接触器常开触点KZ1、正转接触器常闭触点KZ2、反转接触器线圈ZF、反转接触器常开触点KF1和反转接触器常闭触点KF2；其中：停止按钮ST的一端通过主回路中的第二熔断器F2与220V电源相连接，其另一端通过计数器常闭触点KJS与正转按钮SZ和反转按钮SF相连接；正转按钮SZ的一端与计数器常闭触点KJS相连接，其另一端通过反转按钮常闭触点SF1和反转接触器常闭触点KF2与正转接触器线圈ZK的一端相连接，正转接触器线圈ZK的另一端通过主回路中的第一熔断器F1与220V电源相连接，正转接触器常开触点KZ1与正转按钮SZ相并联；反转按钮SF的一端与计数器常闭触点KJS相连接，其另一端通过正转按钮常闭触点SZ1和正转接触器常闭触点KZ2与反转接触器线圈ZF的一端相连接；反转接触器线圈ZF的另一端通过主回路中的第一熔断器F1与220V电源相连接；反转接触器常开触点KF1与反转按钮SF相并联。
2.根据权利要求1所述的自动钻孔测斜仪操作装置，其特征在于：所述的固定支架(7)的上方设有绕线孔(11)和绕线计数器(12)，绕线计数器(12)由计数轮(121)、计数轮轴(122)和计数器(123)组成；计数轮轴(122)与固定支架(7)相连接，计数轮(121)和计数器(123)固定在计数轮轴(122)之上。
3.根据权利要求1所述的自动钻孔测斜仪操作装置，其特征在于：所述的固定支架(7)上还设有制动装置(16)。
4.根据权利要求1所述的自动钻孔测斜仪操作装置，其特征在于：所述的测斜仪电缆(15)中的每条导线与滑环电刷(13)采用焊接的形式相连接，包含成束导线的测斜仪电缆(15)的另一端做成一个与测斜仪(A2)的接头相适应的插头，与测斜仪(A2)相连接。
5.根据权利要求1所述的自动钻孔测斜仪操作装置，其特征在于：所述的定轮接线孔(10)中的每条导线与对应的滑环接触导轨(5)焊接，包含成束导线的探头电缆(14)的另一端做成一个与测量探头(A3)上传输电缆的接头相适应的插座，与测量探头(A3)相连接。
6.根据权利要求1所述的自动钻孔测斜仪操作装置，其特征在于：所述的电机(6)能够用直流电机代替，此时电控部分中的主回路采用蓄电池来供电，控制回路的接触器改用相应直流电压的直流接触器。
7.根据权利要求2所述的自动钻孔测斜仪操作装置，其特征在于：本装置能够配置两个绕线计数器(12)，一个用于控制放线，一个用于控制收线；即探头电缆(14)穿过绕线孔(11)后先后通过两个绕线计数器(12)的计数轮(121)然后卷绕在转轮圆筒(2)表面，此时，两个绕线计数器(12)的两个计数器(123)分别记录放线长度和收线长度；两个计数器(123)所对应的两个常闭触点相互串联后组成计数器常闭触点KJS，串接到控制回路之中。
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