CN107741212A - 一种便于使用且测量精度高的隧道裂缝宽度测试装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种便于使用且测量精度高的隧道裂缝宽度测试装置，包括升降机构、工作平台、竖杆、调向杆、测量机构和调向机构，升降机构包括驱动单元、固定块、移动块、伸缩架、凹口、固定杆和滑环，测量机构包括探头和至少两个检测单元，检测单元包括套管和检测杆，套管内设有压力传感器、弹簧和接触板，该便于使用且测量精度高的隧道裂缝宽度测试装置通过升降机构提高工作平台的高度，便于设备上的探头对隧道高处位置的裂缝宽度进行测量，使测量工作简单方便，不仅如此，通过检测单元检测探头外周各压力传感器中的压力数据，并利用调向机构调节调向杆的角度，使各压力数据均等，保证探头与检测面垂直，提高了测量精度。
Description
技术领域
本发明涉及隧道监测设备领域，特别涉及一种便于使用且测量精度高的隧道裂缝宽度测试装置。
背景技术
隧道是埋置于地层内的工程建筑物，是人类利用地下空间的一种形式，隧道可分为交通隧道、水工隧道、市镇隧道和矿山隧道，为了保证隧道的安全运行，人们需要定期对隧道进行安全检测，其中就用到裂缝宽度测试仪对隧道的内壁进行安全检测，判断隧道墙上是否有裂缝并检测裂缝宽度。
由于隧道的高度较高，人们在对顶部进行裂缝宽度检测时需要借助爬梯之类的攀爬工具，不仅操作麻烦，而且存在一定的危险性，同时在进行裂缝宽度测量时，需要将探头垂直对准裂缝所在的墙壁，但是现有的裂缝测量时，仅仅依靠人眼观察探头与检测面是否垂直，导致现有的裂缝宽度测量精度低，测量结果误差大。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：为了克服现有技术的不足，提供一种便于使用且测量精度高的隧道裂缝宽度测试装置。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种便于使用且测量精度高的隧道裂缝宽度测试装置，包括底座、控制器、升降机构、工作平台、竖杆、调向杆、测量机构、调向机构和两个移动机构，两个移动机构分别设置在底座下方的两侧，所述升降机构和控制器均设置在底座的上方，所述工作平台位于升降机构的上方，所述升降机构与工作平台传动连接，所述竖杆的底端固定在工作平台上，所述竖杆的顶端与调向杆的底端铰接，所述测量机构设置在调向杆的顶端，所述调向机构设置在竖杆的一侧，所述调向机构与调向杆传动连接；
所述升降机构包括驱动单元、固定块、移动块、伸缩架、凹口、固定杆和滑环，所述固定块固定在底座的上方，所述驱动单元和移动块均设置在底座的上方，所述驱动单元与移动块传动连接，所述凹口设置在工作平台的下方，所述固定杆的两端分别与凹口两侧的内壁固定连接，所述滑环套设在固定杆上，所述伸缩架的底端的一侧与固定块铰接，所述伸缩架的底端的另一侧与移动块铰接，所述伸缩架的顶端的一侧与滑环铰接，所述伸缩架的顶端的另一侧与工作平台铰接；
所述测量机构包括探头和至少两个检测单元，所述探头的底端固定在调向杆的顶端，所述检测单元周向均匀分布在探头的外周；
所述检测单元包括套管和检测杆，所述套管固定在探头上，所述套管的方向与探头的方向相同，所述检测杆的一端设置在套管内，所述检测杆的另一端与竖杆的距离大于探头的顶端与竖杆的距离，所述套管内设有压力传感器、弹簧和接触板，所述压力传感器固定在套管内的底部，所述压力传感器通过弹簧与接触板连接，所述接触板与检测杆固定连接，所述弹簧处于压缩状态。
作为优选，为了驱动移动块移动，所述驱动单元包括第一电机和第一驱动轴，所述第一电机位于移动块的远离固定块的一侧，所述第一驱动轴设置在第一电机和固定块之间，所述第一电机与第一驱动轴传动连接，所述第一驱动轴的外周设有外螺纹，所述移动块套设在第一驱动轴上，所述移动块内设有内螺纹，所述移动块内的内螺纹与第一驱动轴上的外螺纹相匹配。第一电机运行，带动第一驱动轴沿其中心轴线旋转，第一驱动轴上的外螺纹与移动块内的内螺纹作用，从而带动移动块移动。
作为优选，利用直流伺服电机驱动力强的特点，为了保证第一电机的驱动力，所述第一电机为直流伺服电机。
作为优选，为了便于调节调向杆的角度，所述调向机构包括第二电机、第一连杆和第二连杆，所述第二电机固定在竖杆上，所述第二电机与第一连杆的一端传动连接，所述第一连杆的另一端通过第二连杆与调向杆铰接。第二电机运行，带动第一连杆转动一定角度，通过第二连杆驱动调向杆转动。
作为优选，为了固定检测杆的移动方向，所述套管内设有固定环，所述固定环固定在套管的内壁上，所述固定环套设在检测杆上。
作为优选，为了防止检测杆划伤检测面，所述检测杆的远离套管的一端的形状为半球形。
作为优选，为了实现设备的移动，所述移动机构包括履带和两个移动单元，两个移动单元中，其中一个移动单元通过履带与另一个移动单元传动连接，所述移动单元包括第三电机、缓冲块、第三驱动轴、驱动齿轮和两个吊杆，所述第三电机通过其中一个吊杆固定在底座的下方，所述缓冲块通过另一个吊杆固定在底座的下方，所述第三驱动轴设置在第三电机和缓冲块之间，所述第三电机与第三驱动轴传动连接，所述驱动齿轮套设在第三驱动轴上，所述履带的内侧设有若干从动齿，所述从动齿均匀分布在履带的内侧，所述从动齿与驱动齿轮啮合。
作为优选，为了便于实现设备的控制、测量数据的显示和传输，所述控制器上设有显示屏、若干控制按键和若干USB接口。
作为优选，利用USB 3.0数据传输快的特点，为了保证设备数据传输速率，所述USB接口的型号为USB 3.0。
作为优选，为了便于实现无线通讯，所述控制器内设有蓝牙。
为了便于测量隧道顶部或其他高处位置的裂缝宽度，该设备通过升降机构提高了工作平台的高度，从而测量机构的高度增加，便于探头对裂缝宽度进行测量。在升降机构中，驱动单元运行，带动移动块移动，使移动块靠近固定块，在靠近过程中，伸缩架伸缩，从而使工作平台的位置上升，便于设备对隧道高处进行裂缝宽度测量。该便于使用且测量精度高的隧道裂缝宽度测试装置通过升降机构提高工作平台的高度，便于设备上的探头对隧道高处位置的裂缝宽度进行测量，使测量工作简单方便。
为了使设备能够对裂缝的宽度进行精确的测量，利用探头外周的多个检测单元进行测试，保证探头角度与测量面垂直，从而提高了测量精度。在检测单元中，测量面与检测杆接触，检测杆通过压板压缩弹簧，受压缩的弹簧对压力传感器产生压力，通过比对检测探头外周各个检测单元中的压力传感器接收到的压力数据，当数据相等时，表示弹簧受压缩程度相等，此时探头的方向与测量面的方向垂直，从而能够实现精确的测量，当压力数据不等时，表示探头与测量面倾斜，此时通过调向机构调节调向杆的角度，从而调节探头的角度，使探头与测量面垂直，进而保证了设备的精确测量。该便于使用且测量精度高的隧道裂缝宽度测试装置通过检测单元检测探头外周各压力传感器中的压力数据，并利用调向机构调节调向杆的角度，使各压力数据均等，保证探头与检测面垂直，提高了测量精度。
本发明的有益效果是，该便于使用且测量精度高的隧道裂缝宽度测试装置通过升降机构提高工作平台的高度，便于设备上的探头对隧道高处位置的裂缝宽度进行测量，使测量工作简单方便，不仅如此，通过检测单元检测探头外周各压力传感器中的压力数据，并利用调向机构调节调向杆的角度，使各压力数据均等，保证探头与检测面垂直，提高了测量精度。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明的便于使用且测量精度高的隧道裂缝宽度测试装置的结构示意图；
图2是本发明的便于使用且测量精度高的隧道裂缝宽度测试装置的升降机构的结构示意图；
图3是本发明的便于使用且测量精度高的隧道裂缝宽度测试装置的调向机构的结构示意图；
图4是本发明的便于使用且测量精度高的隧道裂缝宽度测试装置的检测单元的结构示意图；
图5是本发明的便于使用且测量精度高的隧道裂缝宽度测试装置的移动机构的结构示意图；
图中：1.底座，2.控制器，3.工作平台，4.竖杆，5.调向杆，6.固定块，7.移动块，8.伸缩架，9.凹口，10.固定杆，11.滑环，12.探头，13.套管，14.检测杆，15.压力传感器，16.弹簧，17.接触板，18.第一电机，19.第一驱动轴，20.第二电机，21.第一连杆，22.第二连杆，23.固定环，24.履带，25.第三电机，26.缓冲块，27.第三驱动轴，28.驱动齿轮，29.吊杆，30.从动齿，31.显示屏，32.控制按键，33.USB接口。
具体实施方式
现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。
如图1-图5所示，一种便于使用且测量精度高的隧道裂缝宽度测试装置，包括底座1、控制器2、升降机构、工作平台3、竖杆4、调向杆5、测量机构、调向机构和两个移动机构，两个移动机构分别设置在底座1下方的两侧，所述升降机构和控制器2均设置在底座1的上方，所述工作平台3位于升降机构的上方，所述升降机构与工作平台3传动连接，所述竖杆4的底端固定在工作平台3上，所述竖杆4的顶端与调向杆5的底端铰接，所述测量机构设置在调向杆5的顶端，所述调向机构设置在竖杆4的一侧，所述调向机构与调向杆5传动连接；
所述升降机构包括驱动单元、固定块6、移动块7、伸缩架8、凹口9、固定杆10和滑环11，所述固定块6固定在底座1的上方，所述驱动单元和移动块7均设置在底座1的上方，所述驱动单元与移动块7传动连接，所述凹口9设置在工作平台3的下方，所述固定杆10的两端分别与凹口9两侧的内壁固定连接，所述滑环11套设在固定杆10上，所述伸缩架8的底端的一侧与固定块6铰接，所述伸缩架8的底端的另一侧与移动块7铰接，所述伸缩架8的顶端的一侧与滑环11铰接，所述伸缩架8的顶端的另一侧与工作平台3铰接；
所述测量机构包括探头12和至少两个检测单元，所述探头12的底端固定在调向杆5的顶端，所述检测单元周向均匀分布在探头12的外周；
所述检测单元包括套管13和检测杆14，所述套管13固定在探头12上，所述套管13的方向与探头12的方向相同，所述检测杆14的一端设置在套管13内，所述检测杆14的另一端与竖杆4的距离大于探头12的顶端与竖杆4的距离，所述套管13内设有压力传感器15、弹簧16和接触板17，所述压力传感器15固定在套管13内的底部，所述压力传感器15通过弹簧16与接触板17连接，所述接触板17与检测杆14固定连接，所述弹簧16处于压缩状态。
作为优选，为了驱动移动块7移动，所述驱动单元包括第一电机18和第一驱动轴19，所述第一电机18位于移动块7的远离固定块6的一侧，所述第一驱动轴19设置在第一电机18和固定块6之间，所述第一电机18与第一驱动轴19传动连接，所述第一驱动轴19的外周设有外螺纹，所述移动块7套设在第一驱动轴19上，所述移动块7内设有内螺纹，所述移动块7内的内螺纹与第一驱动轴19上的外螺纹相匹配。第一电机18运行，带动第一驱动轴19沿其中心轴线旋转，第一驱动轴19上的外螺纹与移动块7内的内螺纹作用，从而带动移动块7移动。
作为优选，利用直流伺服电机驱动力强的特点，为了保证第一电机18的驱动力，所述第一电机18为直流伺服电机。
作为优选，为了便于调节调向杆5的角度，所述调向机构包括第二电机20、第一连杆21和第二连杆22，所述第二电机20固定在竖杆4上，所述第二电机20与第一连杆21的一端传动连接，所述第一连杆21的另一端通过第二连杆22与调向杆5铰接。第二电机20运行，带动第一连杆21转动一定角度，通过第二连杆22驱动调向杆5转动。
作为优选，为了固定检测杆14的移动方向，所述套管13内设有固定环23，所述固定环23固定在套管13的内壁上，所述固定环23套设在检测杆14上。
作为优选，为了防止检测杆14划伤检测面，所述检测杆14的远离套管13的一端的形状为半球形。
作为优选，为了实现设备的移动，所述移动机构包括履带24和两个移动单元，两个移动单元中，其中一个移动单元通过履带24与另一个移动单元传动连接，所述移动单元包括第三电机25、缓冲块26、第三驱动轴27、驱动齿轮28和两个吊杆29，所述第三电机25通过其中一个吊杆29固定在底座1的下方，所述缓冲块26通过另一个吊杆29固定在底座1的下方，所述第三驱动轴27设置在第三电机25和缓冲块26之间，所述第三电机25与第三驱动轴27传动连接，所述驱动齿轮28套设在第三驱动轴27上，所述履带24的内侧设有若干从动齿30，所述从动齿30均匀分布在履带24的内侧，所述从动齿30与驱动齿轮28啮合。
作为优选，为了便于实现设备的控制、测量数据的显示和传输，所述控制器2上设有显示屏31、若干控制按键32和若干USB接口33。
作为优选，利用USB 3.0数据传输快的特点，为了保证设备数据传输速率，所述USB接口33的型号为USB 3.0。
作为优选，为了便于实现无线通讯，所述控制器2内设有蓝牙。
为了便于测量隧道顶部或其他高处位置的裂缝宽度，该设备通过升降机构提高了工作平台3的高度，从而测量机构的高度增加，便于探头12对裂缝宽度进行测量。在升降机构中，驱动单元运行，带动移动块7移动，使移动块7靠近固定块6，在靠近过程中，伸缩架8伸缩，从而使工作平台3的位置上升，便于设备对隧道高处进行裂缝宽度测量。该便于使用且测量精度高的隧道裂缝宽度测试装置通过升降机构提高工作平台3的高度，便于设备上的探头12对隧道高处位置的裂缝宽度进行测量，使测量工作简单方便。
为了使设备能够对裂缝的宽度进行精确的测量，利用探头12外周的多个检测单元进行测试，保证探头12角度与测量面垂直，从而提高了测量精度。在检测单元中，测量面与检测杆14接触，检测杆14通过压板压缩弹簧16，受压缩的弹簧16对压力传感器15产生压力，通过比对检测探头12外周各个检测单元中的压力传感器15接收到的压力数据，当数据相等时，表示弹簧16受压缩程度相等，此时探头12的方向与测量面的方向垂直，从而能够实现精确的测量，当压力数据不等时，表示探头12与测量面倾斜，此时通过调向机构调节调向杆5的角度，从而调节探头12的角度，使探头12与测量面垂直，进而保证了设备的精确测量。该便于使用且测量精度高的隧道裂缝宽度测试装置通过检测单元检测探头12外周各压力传感器15中的压力数据，并利用调向机构调节调向杆5的角度，使各压力数据均等，保证探头12与检测面垂直，提高了测量精度。
与现有技术相比，该便于使用且测量精度高的隧道裂缝宽度测试装置通过升降机构提高工作平台3的高度，便于设备上的探头12对隧道高处位置的裂缝宽度进行测量，使测量工作简单方便，不仅如此，通过检测单元检测探头12外周各压力传感器15中的压力数据，并利用调向机构调节调向杆5的角度，使各压力数据均等，保证探头12与检测面垂直，提高了测量精度。
以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。
Claims (10)
1.一种便于使用且测量精度高的隧道裂缝宽度测试装置，其特征在于，包括底座(1)、控制器(2)、升降机构、工作平台(3)、竖杆(4)、调向杆(5)、测量机构、调向机构和两个移动机构，两个移动机构分别设置在底座(1)下方的两侧，所述升降机构和控制器(2)均设置在底座(1)的上方，所述工作平台(3)位于升降机构的上方，所述升降机构与工作平台(3)传动连接，所述竖杆(4)的底端固定在工作平台(3)上，所述竖杆(4)的顶端与调向杆(5)的底端铰接，所述测量机构设置在调向杆(5)的顶端，所述调向机构设置在竖杆(4)的一侧，所述调向机构与调向杆(5)传动连接；
所述升降机构包括驱动单元、固定块(6)、移动块(7)、伸缩架(8)、凹口(9)、固定杆(10)和滑环(11)，所述固定块(6)固定在底座(1)的上方，所述驱动单元和移动块(7)均设置在底座(1)的上方，所述驱动单元与移动块(7)传动连接，所述凹口(9)设置在工作平台(3)的下方，所述固定杆(10)的两端分别与凹口(9)两侧的内壁固定连接，所述滑环(11)套设在固定杆(10)上，所述伸缩架(8)的底端的一侧与固定块(6)铰接，所述伸缩架(8)的底端的另一侧与移动块(7)铰接，所述伸缩架(8)的顶端的一侧与滑环(11)铰接，所述伸缩架(8)的顶端的另一侧与工作平台(3)铰接；
所述测量机构包括探头(12)和至少两个检测单元，所述探头(12)的底端固定在调向杆(5)的顶端，所述检测单元周向均匀分布在探头(12)的外周；
所述检测单元包括套管(13)和检测杆(14)，所述套管(13)固定在探头(12)上，所述套管(13)的方向与探头(12)的方向相同，所述检测杆(14)的一端设置在套管(13)内，所述检测杆(14)的另一端与竖杆(4)的距离大于探头(12)的顶端与竖杆(4)的距离，所述套管(13)内设有压力传感器(15)、弹簧(16)和接触板(17)，所述压力传感器(15)固定在套管(13)内的底部，所述压力传感器(15)通过弹簧(16)与接触板(17)连接，所述接触板(17)与检测杆(14)固定连接，所述弹簧(16)处于压缩状态。
2.如权利要求1所述的便于使用且测量精度高的隧道裂缝宽度测试装置，其特征在于，所述驱动单元包括第一电机(18)和第一驱动轴(19)，所述第一电机(18)位于移动块(7)的远离固定块(6)的一侧，所述第一驱动轴(19)设置在第一电机(18)和固定块(6)之间，所述第一电机(18)与第一驱动轴(19)传动连接，所述第一驱动轴(19)的外周设有外螺纹，所述移动块(7)套设在第一驱动轴(19)上，所述移动块(7)内设有内螺纹，所述移动块(7)内的内螺纹与第一驱动轴(19)上的外螺纹相匹配。
3.如权利要求2所述的便于使用且测量精度高的隧道裂缝宽度测试装置，其特征在于，所述第一电机(18)为直流伺服电机。
4.如权利要求1所述的便于使用且测量精度高的隧道裂缝宽度测试装置，其特征在于，所述调向机构包括第二电机(20)、第一连杆(21)和第二连杆(22)，所述第二电机(20)固定在竖杆(4)上，所述第二电机(20)与第一连杆(21)的一端传动连接，所述第一连杆(21)的另一端通过第二连杆(22)与调向杆(5)铰接。
5.如权利要求1所述的便于使用且测量精度高的隧道裂缝宽度测试装置，其特征在于，所述套管(13)内设有固定环(23)，所述固定环(23)固定在套管(13)的内壁上，所述固定环(23)套设在检测杆(14)上。
6.如权利要求1所述的便于使用且测量精度高的隧道裂缝宽度测试装置，其特征在于，所述检测杆(14)的远离套管(13)的一端的形状为半球形。
7.如权利要求1所述的便于使用且测量精度高的隧道裂缝宽度测试装置，其特征在于，所述移动机构包括履带(24)和两个移动单元，两个移动单元中，其中一个移动单元通过履带(24)与另一个移动单元传动连接，所述移动单元包括第三电机(25)、缓冲块(26)、第三驱动轴(27)、驱动齿轮(28)和两个吊杆(29)，所述第三电机(25)通过其中一个吊杆(29)固定在底座(1)的下方，所述缓冲块(26)通过另一个吊杆(29)固定在底座(1)的下方，所述第三驱动轴(27)设置在第三电机(25)和缓冲块(26)之间，所述第三电机(25)与第三驱动轴(27)传动连接，所述驱动齿轮(28)套设在第三驱动轴(27)上，所述履带(24)的内侧设有若干从动齿(30)，所述从动齿(30)均匀分布在履带(24)的内侧，所述从动齿(30)与驱动齿轮(28)啮合。
8.如权利要求1所述的便于使用且测量精度高的隧道裂缝宽度测试装置，其特征在于，所述控制器(2)上设有显示屏(31)、若干控制按键(32)和若干USB接口(33)。
9.如权利要求8所述的便于使用且测量精度高的隧道裂缝宽度测试装置，其特征在于，所述USB接口(33)的型号为USB 3.0。
10.如权利要求1所述的便于使用且测量精度高的隧道裂缝宽度测试装置，其特征在于，所述控制器(2)内设有蓝牙。
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