CN107884421B - 一种基于物联网的具有裂缝探测功能的隧道监测设备 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种基于物联网的具有裂缝探测功能的隧道监测设备，包括底座、升降机构、扫描机构、修复机构、两个平移机构和两个移动机构，升降机构包括第一电机、固定板、丝杆、移动块、两个连接杆和两个导向杆，平移机构包括第二电机、半齿轮、移动框和两个齿条，该基于物联网的具有裂缝探测功能的隧道监测设备，通过升降机构调节扫描机构和修复机构的高度，使得该隧道监测设备能够监测隧道顶部的裂缝情况，扩大了监测范围，与传统的升降机构相比，该升降机构更稳定，通过修复机构对裂缝进行修补，预防隧道因裂缝过多而崩塌，与传统的修复机构相比，该修复机构更精确，覆盖面更大，使得该隧道监测设备的实用性大大提高。
Description
技术领域
本发明涉及隧道监测设备领域，特别涉及一种基于物联网的具有裂缝探测功能的隧道监测设备。
背景技术
典型的监测系统主要由前端设备和后端设备这两大部分组成，前端设备通常由摄像机、手动或电动镜头、云台、防护罩、监听器、报警探测器和多功能解码器等部件组成，它们各司其职并通过有线、无线或光纤传输媒介与中心控制系统的各种设备建立相应的联系。
隧道的安全系数是隧道的一项重要指标，若隧道存在裂缝，将大大提高隧道坍塌的概率，人身安全将无法得到保障，且裂缝若得不到及时的修复，裂缝将越来越深，最终导致隧道的崩塌。
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，提供一种基于物联网的具有裂缝探测功能的隧道监测设备。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种基于物联网的具有裂缝探测功能的隧道监测设备，包括底座、升降机构、扫描机构、修复机构、两个平移机构和两个移动机构，所述升降机构设置在底座上，两个平移机构分别设置在升降机构的两侧，所述扫描机构和修复机构分别设置在两个平移机构的上方，所述升降机构与平移机构传动连接，所述平移机构与扫描机构传动连接，所述平移机构与修复机构传动连接，两个移动机构分别设置在底座的两侧，所述移动机构与底座传动连接；
所述升降机构包括第一电机、固定板、丝杆、移动块、两个连接杆和两个导向杆，所述第一电机固定在底座的上方，所述第一电机与丝杆传动连接，两个连接杆分别设置在固定板的下方的两侧，所述固定板通过连接杆与底座固定连接，所述固定板套设在丝杆上，两个导向杆分别设置在固定板的上方的两侧，所述移动块套设在导向杆和丝杆上，所述移动块内设有内螺纹，所述丝杆上设有外螺纹，所述丝杆上的外螺纹与移动块内的内螺纹相匹配；
所述平移机构包括第二电机、半齿轮、移动框、两个导向环和两个齿条，所述第二电机固定在移动块上，所述第二电机与半齿轮传动连接，两个齿条分别固定在移动框内的顶部和底部，所述半齿轮位于两个齿条之间，所述半齿轮与齿条啮合，所述导向环套设在移动框上，两个导向环分别设置在移动框的两侧，所述导向环与移动块固定连接；
所述修复机构包括连接板、驱动组件、滑块、滑槽、连接块和两个从动组件，所述滑槽位于驱动组件的上方，所述连接板竖向设置，所述驱动组件设置在连接板上，所述驱动组件与滑块传动连接，所述滑块设置在滑槽内，所述滑块与滑槽滑动连接，所述连接块固定在连接板上，所述连接块位于滑槽的上方，两个从动组件分别设置在连接块的两侧，所述从动组件与滑块连接；
所述从动组件包括从动杆、曲柄、连杆和喷嘴，所述从动杆的一端与滑块铰接，所述从动杆的另一端与曲柄的中端铰接，所述曲柄的一端与连接块铰接，所述曲柄的另一端与连杆的一端固定连接，所述连杆的另一端与喷嘴固定连接。
作为优选，为了更精准地驱动滑块，所述驱动组件包括第三电机、飞轮和驱动杆，所述第三电机固定在连接板上，所述第三电机与飞轮传动连接，所述驱动杆的一端与飞轮铰接，所述驱动杆的另一端与滑块铰接。
作为优选，为了扩大扫描范围，所述扫描机构包括第四电机、旋转块和两个扫描单元，所述第四电机固定在移动框的上方，所述第四电机与旋转块传动连接，两个扫描单元分别设置在旋转块的两侧，所述扫描单元包括支撑块、第五电机、第一齿轮、探头和裂缝探测仪，所述支撑块固定在旋转块上，所述支撑块上设有第一凹槽，所述第五电机固定在第一凹槽内，所述第五电机与第一齿轮传动连接，所述探头的底端至少设有两个第一从动齿，所述第一从动齿均匀分布在探头的底端上，所述第一齿轮与第一从动齿啮合，所述裂缝探测仪固定在底座上。
作为优选，为了提高便捷性，所述移动机构包括第六电机、驱动齿轮、履带和两个导向齿轮，所述第六电机固定在底座的一侧，所述第六电机与驱动齿轮传动连接，两个导向齿轮分别设置在履带内的两侧，所述驱动齿轮位于履带内的中端，所述履带内至少设有两个第二从动齿，所述第二从动齿周向均匀分布在履带的内侧，所述驱动齿轮和导向齿轮均与第二从动齿啮合。
作为优选，为了延长电机的使用寿命，所述第一电机、第二电机、第三电机、第四电机、第五电机和第六电机均为伺服电机。
作为优选，为了延长丝杆的使用寿命，所述丝杆的材质为不锈钢。
作为优选，为了使探头转动得更稳定，所述探头的中端与支撑块铰接。
作为优选，为了提高修复效率，所述底座上设有储液箱，所述储液箱与喷嘴连通。
作为优选，为了使履带移动得更稳定，所述履带为钢制履带。
作为优选，为了更精准地寻找裂缝，所述探头与裂缝探测仪电连接。
本发明的有益效果是，该基于物联网的具有裂缝探测功能的隧道监测设备，通过升降机构调节扫描机构和修复机构的高度，使得该隧道监测设备能够监测隧道顶部的裂缝情况，扩大了监测范围，与传统的升降机构相比，该升降机构更稳定，通过修复机构对裂缝进行修补，预防隧道崩塌，与传统的修复机构相比，该修复机构更精确，覆盖面更大，使得该隧道监测设备的实用性大大提高。
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是本发明的基于物联网的具有裂缝探测功能的隧道监测设备的结构示意图；
图2是本发明的基于物联网的具有裂缝探测功能的隧道监测设备的升降机构的结构示意图；
图3是本发明的基于物联网的具有裂缝探测功能的隧道监测设备的平移机构与扫描机构的连接结构示意图；
图4是本发明的基于物联网的具有裂缝探测功能的隧道监测设备的旋转块与扫描单元的连接结构示意图；
图5是本发明的基于物联网的具有裂缝探测功能的隧道监测设备的扫描单元的结构示意图；
图6是本发明的基于物联网的具有裂缝探测功能的隧道监测设备的修复机构的结构示意图；
图7是本发明的基于物联网的具有裂缝探测功能的隧道监测设备的移动机构与底座的连接结构示意图；
图中：1.底座，2.第一电机，3.固定板，4.连接杆，5.丝杆，6.移动块，7.导向杆，8.第二电机，9.半齿轮，10.齿条，11.移动框，12.连接板，13.第三电机，14.飞轮，15.驱动杆，16.滑块，17.滑槽，18.连接块，19.从动杆，20.曲柄，21.连杆，22.喷嘴，23.第四电机，24.旋转块，25.支撑块，26.第五电机，27.第一齿轮，28.探头，29.第一从动齿，30.第六电机，31.驱动齿轮，32.导向齿轮，33.履带，34.第二从动齿，35.裂缝探测仪，36.储液箱，37.导向环。
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所示，一种基于物联网的具有裂缝探测功能的隧道监测设备，包括底座1、升降机构、扫描机构、修复机构、两个平移机构和两个移动机构，所述升降机构设置在底座1上，两个平移机构分别设置在升降机构的两侧，所述扫描机构和修复机构分别设置在两个平移机构的上方，所述升降机构与平移机构传动连接，所述平移机构与扫描机构传动连接，所述平移机构与修复机构传动连接，两个移动机构分别设置在底座1的两侧，所述移动机构与底座1传动连接；
通过升降机构调节扫描机构和修复机构的高度，使得该隧道监测设备能够监测隧道顶部的裂缝情况，扩大了监测范围，与传统的升降机构相比，该升降机构更稳定，通过修复机构对裂缝进行修补，预防隧道因裂缝过多而崩塌，与传统的修复机构相比，该修复机构更精确，覆盖面更大，使得该隧道监测设备的实用性大大提高。
如图2-3所示，所述升降机构包括第一电机2、固定板3、丝杆5、移动块6、两个连接杆4和两个导向杆7，所述第一电机2固定在底座1的上方，所述第一电机2与丝杆5传动连接，两个连接杆4分别设置在固定板3的下方的两侧，所述固定板3通过连接杆4与底座1固定连接，所述固定板3套设在丝杆5上，两个导向杆7分别设置在固定板3的上方的两侧，所述移动块6套设在导向杆7和丝杆5上，所述移动块6内设有内螺纹，所述丝杆5上设有外螺纹，所述丝杆5上的外螺纹与移动块6内的内螺纹相匹配；
所述平移机构包括第二电机8、半齿轮9、移动框11、两个导向环37和两个齿条10，所述第二电机8固定在移动块6上，所述第二电机8与半齿轮9传动连接，两个齿条10分别固定在移动框11内的顶部和底部，所述半齿轮9位于两个齿条10之间，所述半齿轮9与齿条10啮合，所述导向环37套设在移动框11上，两个导向环37分别设置在移动框11的两侧，所述导向环37与移动块6固定连接；
第一电机2驱动丝杆5转动，导向杆7限制移动块6的转动，使得移动块6沿着丝杆5上下移动，移动块6带动两个第二电机8上下移动，从而带动平移机构上下移动，第二电机8驱动半齿轮9转动，半齿轮9通过两个齿条10驱动移动框11沿着两个导向环37前后移动，使得扫描机构和修复机构前后移动或上下移动，使得该隧道监测设备能够监测隧道顶部的裂缝情况，扩大了监测范围。
如图6所示，所述修复机构包括连接板12、驱动组件、滑块16、滑槽17、连接块18和两个从动组件，所述滑槽17位于驱动组件的上方，所述连接板12竖向设置，所述驱动组件设置在连接板12上，所述驱动组件与滑块16传动连接，所述滑块16设置在滑槽17内，所述滑块16与滑槽17滑动连接，所述连接块18固定在连接板12上，所述连接块18位于滑槽17的上方，两个从动组件分别设置在连接块18的两侧，所述从动组件与滑块16连接；
所述驱动组件包括第三电机13、飞轮14和驱动杆15，所述第三电机13固定在连接板12上，所述第三电机13与飞轮14传动连接，所述驱动杆15的一端与飞轮14铰接，所述驱动杆15的另一端与滑块16铰接；
所述从动组件包括从动杆19、曲柄20、连杆21和喷嘴22，所述从动杆19的一端与滑块16铰接，所述从动杆19的另一端与曲柄20的中端铰接，所述曲柄20的一端与连接块18铰接，所述曲柄20的另一端与连杆21的一端固定连接，所述连杆21的另一端与喷嘴22固定连接；
当需要对裂缝进行修补时，第三电机13驱动飞轮14转动，飞轮14通过驱动杆15驱动滑块16沿着滑槽17上下移动，滑块16通过从动杆19驱动曲柄20相向摆动或相背摆动，曲柄20通过连杆21带动喷嘴22摆动，喷嘴22从储液箱36内抽取浆液对裂缝进行修补，预防隧道崩塌，提高了隧道的安全性。
如图4-5所示，所述扫描机构包括第四电机23、旋转块24和两个扫描单元，所述第四电机23固定在移动框11的上方，所述第四电机23与旋转块24传动连接，两个扫描单元分别设置在旋转块24的两侧，所述扫描单元包括支撑块25、第五电机26、第一齿轮27、探头28和裂缝探测仪35，所述支撑块25固定在旋转块24上，所述支撑块25上设有第一凹槽，所述第五电机26固定在第一凹槽内，所述第五电机26与第一齿轮27传动连接，所述探头28的底端至少设有两个第一从动齿29，所述第一从动齿29均匀分布在探头28的底端上，所述第一齿轮27与第一从动齿29啮合，所述裂缝探测仪35固定在底座1上，第四电机23驱动旋转块24转动，旋转块24带动支撑块25转动，使得探头28转动，第五电机26驱动第一齿轮27往复转动，使得探头28往复摆动，从而调节探头28的角度，扩大了探测范围。
作为优选，为了提高便捷性，所述移动机构包括第六电机30、驱动齿轮31、履带33和两个导向齿轮32，所述第六电机30固定在底座1的一侧，所述第六电机30与驱动齿轮31传动连接，两个导向齿轮32分别设置在履带33内的两侧，所述驱动齿轮31位于履带33内的中端，所述履带33内至少设有两个第二从动齿34，所述第二从动齿34周向均匀分布在履带33的内侧，所述驱动齿轮31和导向齿轮32均与第二从动齿34啮合，第六电机30驱动驱动齿轮31转动，使得履带33沿着两个导向齿轮32转动，从而实现了底座1的移动，当需要转向时，两个第六电机30驱动两个驱动齿轮31反向转动即可使得履带33反向转动，使得底座1在原地做圆周运动，从而提高了便捷性。
作为优选，为了延长电机的使用寿命，所述第一电机2、第二电机8、第三电机13、第四电机23、第五电机26和第六电机30均为伺服电机。
作为优选，为了延长丝杆5的使用寿命，所述丝杆5的材质为不锈钢，不锈钢具有良好的耐腐蚀性，减缓了丝杆5的腐蚀速度，延长了丝杆5的使用寿命。
作为优选，为了使探头28转动得更稳定，所述探头28的中端与支撑块25铰接。
作为优选，为了提高修复效率，所述底座1上设有储液箱36，所述储液箱36与喷嘴22连通。
作为优选，为了使履带33移动得更稳定，所述履带33为钢制履带。
作为优选，为了更精准地寻找裂缝，所述探头28与裂缝探测仪35电连接，探头28探测到的数据经过裂缝探测仪35分析，从而更精准地寻找裂缝。
升降机构驱动平移机构升降，从而调节扫描机构和修复机构的高度，使得该隧道监测设备能够监测隧道顶部的裂缝情况，驱动组件通过滑块16驱动从动组件对裂缝进行修补，预防隧道因裂缝过多而崩塌，第四电机23通过旋转块24驱动扫描单元转动，从而扩大扫描范围，移动机构带动底座1自由移动，使得该隧道监测设备的便捷性大大提高。
与现有技术相比，该基于物联网的具有裂缝探测功能的隧道监测设备，通过升降机构调节扫描机构和修复机构的高度，使得该隧道监测设备能够监测隧道顶部的裂缝情况，扩大了监测范围，与传统的升降机构相比，该升降机构更稳定，通过修复机构对裂缝进行修补，预防隧道因裂缝过多而崩塌，与传统的修复机构相比，该修复机构更精确，覆盖面更大，使得该隧道监测设备的实用性大大提高。
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)
1.一种基于物联网的具有裂缝探测功能的隧道监测设备，其特征在于，包括底座(1)、升降机构、扫描机构、修复机构、两个平移机构和两个移动机构，所述升降机构设置在底座(1)上，两个平移机构分别设置在升降机构的两侧，所述扫描机构和修复机构分别设置在两个平移机构的上方，所述升降机构与平移机构传动连接，所述平移机构与扫描机构传动连接，所述平移机构与修复机构传动连接，两个移动机构分别设置在底座(1)的两侧，所述移动机构与底座(1)传动连接；
所述升降机构包括第一电机(2)、固定板(3)、丝杆(5)、移动块(6)、两个连接杆(4)和两个导向杆(7)，所述第一电机(2)固定在底座(1)的上方，所述第一电机(2)与丝杆(5)传动连接，两个连接杆(4)分别设置在固定板(3)的下方的两侧，所述固定板(3)通过连接杆(4)与底座(1)固定连接，所述固定板(3)套设在丝杆(5)上，两个导向杆(7)分别设置在固定板(3)的上方的两侧，所述移动块(6)套设在导向杆(7)和丝杆(5)上，所述移动块(6)内设有内螺纹，所述丝杆(5)上设有外螺纹，所述丝杆(5)上的外螺纹与移动块(6)内的内螺纹相匹配；
所述平移机构包括第二电机(8)、半齿轮(9)、移动框(11)、两个导向环(37)和两个齿条(10)，所述第二电机(8)固定在移动块(6)上，所述第二电机(8)与半齿轮(9)传动连接，两个齿条(10)分别固定在移动框(11)内的顶部和底部，所述半齿轮(9)位于两个齿条(10)之间，所述半齿轮(9)与齿条(10)啮合，所述导向环(37)套设在移动框(11)上，两个导向环(37)分别设置在移动框(11)的两侧，所述导向环(37)与移动块(6)固定连接；
所述修复机构包括连接板(12)、驱动组件、滑块(16)、滑槽(17)、连接块(18)和两个从动组件，所述滑槽(17)位于驱动组件的上方，所述连接板(12)竖向设置，所述驱动组件设置在连接板(12)上，所述驱动组件与滑块(16)传动连接，所述滑块(16)设置在滑槽(17)内，所述滑块(16)与滑槽(17)滑动连接，所述连接块(18)固定在连接板(12)上，所述连接块(18)位于滑槽(17)的上方，两个从动组件分别设置在连接块(18)的两侧，所述从动组件与滑块(16)连接；
所述从动组件包括从动杆(19)、曲柄(20)、连杆(21)和喷嘴(22)，所述从动杆(19)的一端与滑块(16)铰接，所述从动杆(19)的另一端与曲柄(20)的中端铰接，所述曲柄(20)的一端与连接块(18)铰接，所述曲柄(20)的另一端与连杆(21)的一端固定连接，所述连杆(21)的另一端与喷嘴(22)固定连接。
2.如权利要求1所述的基于物联网的具有裂缝探测功能的隧道监测设备，其特征在于，所述驱动组件包括第三电机(13)、飞轮(14)和驱动杆(15)，所述第三电机(13)固定在连接板(12)上，所述第三电机(13)与飞轮(14)传动连接，所述驱动杆(15)的一端与飞轮(14)铰接，所述驱动杆(15)的另一端与滑块(16)铰接。
3.如权利要求1所述的基于物联网的具有裂缝探测功能的隧道监测设备，其特征在于，所述扫描机构包括第四电机(23)、旋转块(24)和两个扫描单元，所述第四电机(23)固定在移动框(11)的上方，所述第四电机(23)与旋转块(24)传动连接，两个扫描单元分别设置在旋转块(24)的两侧，所述扫描单元包括支撑块(25)、第五电机(26)、第一齿轮(27)、探头(28)和裂缝探测仪(35)，所述支撑块(25)固定在旋转块(24)上，所述支撑块(25)上设有第一凹槽，所述第五电机(26)固定在第一凹槽内，所述第五电机(26)与第一齿轮(27)传动连接，所述探头(28)的底端至少设有两个第一从动齿(29)，所述第一从动齿(29)均匀分布在探头(28)的底端上，所述第一齿轮(27)与第一从动齿(29)啮合，所述裂缝探测仪(35)固定在底座(1)上。
4.如权利要求1所述的基于物联网的具有裂缝探测功能的隧道监测设备，其特征在于，所述移动机构包括第六电机(30)、驱动齿轮(31)、履带(33)和两个导向齿轮(32)，所述第六电机(30)固定在底座(1)的一侧，所述第六电机(30)与驱动齿轮(31)传动连接，两个导向齿轮(32)分别设置在履带(33)内的两侧，所述驱动齿轮(31)位于履带(33)内的中端，所述履带(33)内至少设有两个第二从动齿(34)，所述第二从动齿(34)周向均匀分布在履带(33)的内侧，所述驱动齿轮(31)和导向齿轮(32)均与第二从动齿(34)啮合。
5.如权利要求4所述的基于物联网的具有裂缝探测功能的隧道监测设备，其特征在于，所述第一电机(2)、第二电机(8)、第三电机(13)、第四电机(23)、第五电机(26)和第六电机(30)均为伺服电机。
6.如权利要求1所述的基于物联网的具有裂缝探测功能的隧道监测设备，其特征在于，所述丝杆(5)的材质为不锈钢。
7.如权利要求3所述的基于物联网的具有裂缝探测功能的隧道监测设备，其特征在于，所述探头(28)的中端与支撑块(25)铰接。
8.如权利要求1所述的基于物联网的具有裂缝探测功能的隧道监测设备，其特征在于，所述底座(1)上设有储液箱(36)，所述储液箱(36)与喷嘴(22)连通。
9.如权利要求4所述的基于物联网的具有裂缝探测功能的隧道监测设备，其特征在于，所述履带(33)为钢制履带。
10.如权利要求3所述的基于物联网的具有裂缝探测功能的隧道监测设备，其特征在于，所述探头(28)与裂缝探测仪(35)电连接。
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- 2017-10-26 CN CN201711021493.7A patent/CN107884421B/zh not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (5)
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