CN109029320A - 一种基坑位移自动监测系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及基坑领域，旨在解决基坑位移不能及时检测的问题，具体涉及一种基坑位移自动监测系统，包括阵列设置于基坑侧边顶部的若干信号接收器，基坑底部中心位置处设置有支撑柱，基坑底部中心位置处设置有支撑柱，支撑柱上设置有支撑座，支撑座平行于基坑一侧侧边，支撑座上设有沿其长度方向移动的信号发送器，信号发送器设有驱动其沿支撑座长度方向滑移的驱动机构，信号接收器和信号发送器分别连接有控制端。驱动机构驱动信号发送器定时沿支撑座滑移，并正对各个信号接收器发送信号，根据接收信号的时间差与信号传播速度，即可得知信号发送器与信号接收器间的距离，通过距离的变化可知基坑顶部竖直方向的位置。

Description

一种基坑位移自动监测系统

技术领域

本发明涉及基坑领域，更具体地说，它涉及一种基坑位移自动监测系统。

背景技术

基坑坍塌是目前工程建设施工过程中最常见的安全事故，事故往往伴随重大人员伤亡和经济损失，造成不良社会影响；预防基坑坍塌的现有技术主要是委托第三方进行定时监测，发现基坑支护结构位移超过警戒值时采取措施进行加固。

但是，单独采用委托第三方进行定时监测的方法有一定缺陷和不足：首先，监测不是连续的，坍塌事故有可能就发生在相邻两个定时监测间隔的时间段内；其次，定时监测报告送达工地现场的时间往往滞后，会失去宝贵的抢险最佳时机。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基坑位移自动监测系统，其具有及时检测基坑位移情况的优点。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种基坑位移自动监测系统，包括阵列设置于基坑侧边顶部的若干信号接收器，所述信号接收器均有对应编号，所述基坑底部中心位置处设置有支撑柱，所述基坑底部中心位置处设置有支撑柱，所述支撑柱上设置有支撑座，所述支撑座平行于基坑一侧侧边，所述支撑座上设有沿其长度方向移动的信号发送器，所述信号发送器设有驱动其沿支撑座长度方向滑移的驱动机构，所述信号接收器和信号发送器分别连接有控制端。

通过采用上述技术方案，驱动机构驱动信号发送器定时沿支撑座滑移，并正对各个信号接收器发送信号，根据信号发送器发送信号与信号接收器接收信号的时间差，除以信号传播速度，即可得知信号发送器与信号接收器间的距离，通过距离的变化可知基坑顶部竖直方向的位置。同时根据信号接收器接收到的信号，与该信号发出时信号发送器在滑移座所处位置的变化，可得知基坑顶部在水平方向的位移。

进一步的，所述驱动机构包括分别沿竖直轴线转动设置于支撑座两端的传动辊，两个所述传动辊通过传动皮带传动连接，其中一个所述传动辊连接有驱动其转动的第一电机，所述信号发送器位于传动皮带上，所述第一电机通过控制端控制。

通过采用上述技术方案，第一电机驱动传动辊传动，从而传动辊带动传动皮带和位于传动皮带上的信号发送器移动。

进一步的，所述支撑座上连接有L型固定杆，所述第一电机通过L型固定杆固定于支撑座。

通过采用上述技术方案，第一电机可通过L型固定杆支撑固定。

进一步的，所述支撑座沿竖直轴线定位旋转连接于支撑柱，所述支撑座底部固定有外齿轮，所述外齿轮与支撑柱同轴设置，所述外齿轮啮合有主动齿轮，所述主动齿轮连接有驱动其转动的第二电机，所述支撑柱一侧设置有固定块，所述固定块固定于基坑底部，所述第二电机固定于固定块上，所述第二电机通过控制端控制。

通过采用上述技术方案，第二电机驱动主动锥齿轮转动并带动外齿轮转动，从而支撑座随之转向，当支撑座转动至与基坑另一侧壁平行时，第二电机停止，信号发送器开始工作，可检测基坑该侧侧边的位移情况。

进一步的，所述信号接收器背部连接有定位杆，所述定位杆沿其周壁阵列开有若干个条形槽，所述条形槽远离信号接收器一端铰接有第一转动杆，所述第一转动杆铰接有第二转动杆，所述第二转动杆远离第一转动杆一端铰接有滑移块，所述滑移块沿条形槽滑移，所述滑移块连接有驱动其向远离信号接收器一端滑移的控制件。

通过采用上述技术方案，安装信号接收器时，将定位杆打入基坑侧壁，信号接收器得到初步固定，随后通过控制件向基坑侧壁移动滑移块，第一转动杆和第二转动杆受力弯曲，两者的铰接端向基坑内移动，第一转动杆和第二转动杆扎于基坑内，从而定位杆与基坑侧壁固定更牢固，即信号接收器可稳定接收信号。

进一步的，所述定位杆远离信号接收器一端连接有尖锐部。

通过采用上述技术方案，将定位杆插入基坑时，尖锐部首先与基坑接触，从而更容易将定位杆插入基坑侧壁内。

进一步的，所述定位杆外设有螺纹，所述控制件包括套设在定位杆外的固定环和与定位杆螺纹连接的套管，若干所述滑移块连接于固定环上，所述套管位于固定环与信号接收器之间。

通过采用上述技术方案，转动套管，使其带动固定环向远离信号接收器的方向移动，从而第一转动杆和第二转动杆扎于基坑内。

进一步的，所述套管外壁沿其径向连接有把手。

通过采用上述技术方案，把手方便工作人员施力而转动套管。

进一步的，所述控制端包括至少一台个人计算机及至少一台采用堆栈算法进行数据存储的可编程逻辑控制器，所述个人计算机与可编程逻辑控制器之间进行数据同步，所述可编辑逻辑控制器包括警报单元。

通过采用上述技术方案，个人计算机与可编程逻辑控制器之间进行数据同步，因为可编程逻辑控制器的存储数据量较小，且采用堆栈算法临时存储数据，而个人计算机采用硬盘存储，其存储数据量较大，可编程逻辑控制器接收新的预设信息后即同步至个人计算机进行存储，以防止数据丢失，同时其自身实现了数据的重复覆盖，即最近的数据若有新的数据到来将覆盖替换旧数据，以实现数据的迭代。具体地，可编程逻辑控制器包括逻辑控制单元、数据库单元及警报单元，数据库单元和警报单元均连接于逻辑控制单元，从而信号接收器将与信号发送器配合所得的检测数据反馈至可编程逻辑控制器，逻辑控制单元根据此反馈信息，从数据库单元中寻找对应的预设标准值进行比对，以此通过判断结果控制警报单元实现预警功能。

进一步的，所述控制端与所述信号接收器、信号发送器通过握手信号的交互进行工作状态的相互检查。

通过采用上述技术方案，在控制端每次启动时给信号接收器、信号发送器一个信号，信号接收器、信号发送器再反馈一个信号给控制端，该反馈信号包括各信号接收器、信号发送器的ID信息，控制端对反馈的信号与数据库单元中的对应ID信息进行比对判断，在信号接收器、信号发送器存在问题时，或出现某种症状需要处理但暂时不会影响正常运行时，以及在误差范围内变化时，做出拒绝使用、警告或正常启用的指示信息。

综上所述，本发明具有以下有益效果：

1.通过在基坑侧边顶部的若干信号接收器，信号接收器均有对应编号，基坑底部中心位置处设置有支撑柱，基坑底部中心位置处设置有支撑柱，支撑柱上设置有支撑座，支撑座平行于基坑一侧侧边，支撑座上沿其长度方向移动的信号发送器，信号发送器设有驱动其沿支撑座长度方向滑移的驱动机构，驱动机构驱动信号发送器定时沿支撑座滑移，并正对各个信号接收器发送信号，控制端分析信号发送器发送信号与各编号信号接收器接收信号的时间差和信号传播速度，即可得知信号发送器与信号接收器间的距离，通过距离的变化可知基坑顶部竖直方向的位置；

2.通过在支撑座底部固定有外齿轮，外齿轮与支撑柱同轴设置，外齿轮啮合有主动齿轮，主动齿轮连接有驱动其转动的第二电机，第二电机驱动主动锥齿轮转动并带动外齿轮转动，从而支撑座随之转向，当支撑座转动至与基坑另一侧壁平行时，第二电机停止，信号发送器开始工作，可检测基坑该侧侧边的位移情况。

附图说明

图1为一种基坑位移自动监测系统的整体结构示意图；

图2为一种基坑位移自动监测系统的局部结构示意图，主要用于展示支撑座部分的结构；

图3为一种基坑位移自动监测系统的局部结构示意图，主要用于展示信号接收器部分的结构。

图中：1、基坑；2、信号接收器；3、信号发送器；4、支撑座；41、支撑柱；42、L型固定杆；43、外齿轮；44、主动齿轮；45、第二电机；46、固定块；5、驱动机构；51、传动辊；52、传动皮带；53、第一电机；6、定位杆；61、条形槽；611、第一转动杆；612、第二转动杆；62、滑移块；63、尖锐部；7、控制件；71、固定环；72、套管；73、把手。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步详细说明。

实施例：

一种基坑位移自动监测系统，如图1所示，包括阵列设置于基坑1侧边顶部的若干信号接收器2，信号接收器2均有对应编号，基坑1底部中心位置处设置有支撑柱41，基坑1底部中心位置处设置有支撑柱41，支撑柱41上设置有支撑座4，支撑座4平行于基坑1一侧侧边，支撑座4上沿其长度方向移动的信号发送器3，信号发送器3设有驱动其沿支撑座4长度方向滑移的驱动机构5，信号接收器2和信号发送器3分别连接有控制端。驱动机构5驱动信号发送器3定时沿支撑座4滑移，并正对各个信号接收器2发送信号，控制端分析信号发送器3发送信号与各编号信号接收器2接收信号的时间差和信号传播速度，即可得知信号发送器3与信号接收器2间的距离，通过距离的变化可知基坑1顶部竖直方向的位置。同时根据信号接收器2接收到的信号，与该信号发出时信号发送器3在滑移座所处位置的变化，可得知基坑1顶部在水平方向的位移。

如图2所示，驱动机构5包括分别沿竖直轴线转动设置于支撑座4两端的传动辊51，两个传动辊51通过传动皮带52传动连接，其中一个传动辊51连接有驱动其转动的第一电机53，第一电机53连接有控制端，支撑座4上连接有L型固定杆42，第一电机53通过L型固定杆42固定于支撑座4，信号发送器3位于传动皮带52上。第一电机53驱动传动辊51传动，从而传动辊51带动传动皮带52和位于传动皮带52上的信号发送器3移动。

为了使得同一个信号发送器3可对基坑1不同侧边进行测量，支撑座4沿竖直轴线定位旋转连接于支撑柱41，支撑座4底部固定有外齿轮43，外齿轮43与支撑柱41同轴设置，外齿轮43啮合有主动齿轮44，主动齿轮44连接有驱动其转动的第二电机45，支撑柱41一侧设置有固定块46，固定块46固定于基坑1底部，第二电机45固定于固定块46上。第二电机45驱动主动锥齿轮转动并带动外齿轮43转动，从而支撑座4随之转向，当支撑座4转动至与基坑1另一侧壁平行时，第二电机45停止，信号发送器3开始工作，可检测基坑1该侧侧边的位移情况，第二电机45通过控制端（图中未示出）控制其启动。

如图1所示，控制端（图中未示出）包括至少一台个人计算机及至少一台采用堆栈算法进行数据存储的可编程逻辑控制器，个人计算机与可编程逻辑控制器之间进行数据同步，因为可编程逻辑控制器的存储数据量较小，且采用堆栈算法临时存储数据，而个人计算机采用硬盘存储，其存储数据量较大，可编程逻辑控制器接收新的预设信息后即同步至个人计算机进行存储，以防止数据丢失，同时其自身实现了数据的重复覆盖，即最近的数据若有新的数据到来将覆盖替换旧数据，以实现数据的迭代。具体地，可编程逻辑控制器包括逻辑控制单元、数据库单元及警报单元，数据库单元和警报单元均连接于逻辑控制单元，从而信号接收器2将与信号发送器3配合所得的检测数据反馈至可编程逻辑控制器，逻辑控制单元根据此反馈信息，从数据库单元中寻找对应的预设标准值进行比对，以此通过判断结果控制警报单元实现预警功能。

如图1所示，控制端与信号接收器2、信号发送器3通过握手信号的交互进行工作状态的相互检查。在控制端每次启动时给信号接收器2、信号发送器3一个信号，信号接收器2、信号发送器3再反馈一个信号给控制端，该反馈信号包括各信号接收器2、信号发送器3的ID信息，控制端对反馈的信号与数据库单元中的对应ID信息进行比对判断，在信号接收器2、信号发送器3存在问题时，或出现某种症状需要处理但暂时不会影响正常运行时，以及在误差范围内变化时，做出拒绝使用、警告或正常启用的指示信息。

如图3所示，信号接收器2背部连接有定位杆6，定位杆6沿其周壁阵列开有若干个条形槽61，条形槽61远离信号接收器2一端铰接有第一转动杆611，第一转动杆611铰接有第二转动杆612，第二转动杆612远离第一转动杆611一端铰接有滑移块62，滑移块62沿条形槽61滑移，滑移块62连接有驱动其向远离信号接收器2一端滑移的控制件7。安装信号接收器2时，将定位杆6打入基坑1（参见图1）侧壁，信号接收器2得到初步固定，随后通过控制件7向基坑1侧壁移动滑移块62，第一转动杆611和第二转动杆612受力弯曲，两者的铰接端向基坑1内移动，第一转动杆611和第二转动杆612扎于基坑1内，从而定位杆6与基坑1侧壁固定更牢固，即信号接收器2可稳定接收信号。

如图3所示，定位杆6外设有螺纹，控制件7包括套设在定位杆6外的固定环71和与定位杆6螺纹连接的套管72，若干滑移块62连接于同一个固定环71上，套管72位于固定环71和信号接收器2之间。从而转动套管72，使其带动固定环71向远离信号接收器2的方向移动，从而第一转动杆611和第二转动杆612扎于基坑1（参见图1）内。

如图3所示，定位杆6远离信号接收器2一端连接有尖锐部63，将定位杆6插入基坑1时，尖锐部63首先与基坑1接触，从而更容易将定位杆6插入基坑1侧壁内。套管72外壁沿其径向连接有把手73，把手73方便工作人员施力而转动套管72。

工作过程：首先安装信号接收器2，信号接收器2沿基坑1侧边顶部阵列设置，将定位杆6插入基坑1侧壁，信号接收器2得到初步固定，随后转动套管72，使其带动固定环71向远离信号接收器2的方向移动，第一转动杆611和第二转动杆612受力弯曲，两者的铰接端向基坑1内移动，第一转动杆611和第二转动杆612扎于基坑1内，从而定位杆6与基坑1侧壁固定更牢固。第一电机53驱动传动辊51传动，从而传动辊51带动传动皮带52和位于传动皮带52上的信号发送器3移动，信号发送器3正对各个信号接收器2发送信号，根据信号发送器3发送信号与信号接收器2接收信号的时间差，除以信号传播速度，即可得知信号发送器3与信号接收器2间的距离，通过距离的变化可知基坑1顶部竖直方向的位置。同时根据信号接收器2接收到的信号，与该信号发出时信号发送器3在滑移座所处位置的变化，可得知基坑1顶部在水平方向的位移。第二电机45驱动主动锥齿轮转动并带动外齿轮43转动，从而支撑座4随之转向，当支撑座4转动至与基坑1另一侧壁平行时，第二电机45停止，信号发送器3开始工作，可检测基坑1该侧侧边的位移情况。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种基坑位移自动监测系统，其特征在于：包括阵列设置于基坑（1）侧边顶部的若干信号接收器（2），所述信号接收器（2）均有对应编号，所述基坑（1）底部中心位置处设置有支撑柱（41），所述基坑（1）底部中心位置处设置有支撑柱（41），所述支撑柱（41）上设置有支撑座（4），所述支撑座（4）平行于基坑（1）一侧侧边，所述支撑座（4）上设有沿其长度方向移动的信号发送器（3），所述信号发送器（3）设有驱动其沿支撑座（4）长度方向滑移的驱动机构（5），所述信号接收器（2）和信号发送器（3）分别连接有控制端。

2.根据权利要求1所述的一种基坑位移自动监测系统，其特征在于：所述驱动机构（5）包括分别沿竖直轴线转动设置于支撑座（4）两端的传动辊（51），两个所述传动辊（51）通过传动皮带（52）传动连接，其中一个所述传动辊（51）连接有驱动其转动的第一电机（53），所述信号发送器（3）位于传动皮带（52）上，所述第一电机（53）通过控制端控制。

3.根据权利要求2所述的一种基坑位移自动监测系统，其特征在于：所述支撑座（4）上连接有L型固定杆（42），所述第一电机（53）通过L型固定杆（42）固定于支撑座（4）。

4.根据权利要求2所述的一种基坑位移自动监测系统，其特征在于：所述支撑座（4）沿竖直轴线定位旋转连接于支撑柱（41），所述支撑座（4）底部固定有外齿轮（43），所述外齿轮（43）与支撑柱（41）同轴设置，所述外齿轮（43）啮合有主动齿轮（44），所述主动齿轮（44）连接有驱动其转动的第二电机（45），所述支撑柱（41）一侧设置有固定块（46），所述固定块（46）固定于基坑（1）底部，所述第二电机（45）固定于固定块（46）上，所述第二电机（45）通过控制端控制。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的一种基坑位移自动监测系统，其特征在于：所述信号接收器（2）背部连接有定位杆（6），所述定位杆（6）沿其周壁阵列开有若干个条形槽（61），所述条形槽（61）远离信号接收器（2）一端铰接有第一转动杆（611），所述第一转动杆（611）铰接有第二转动杆（612），所述第二转动杆（612）远离第一转动杆（611）一端铰接有滑移块（62），所述滑移块（62）沿条形槽（61）滑移，所述滑移块（62）连接有驱动其向远离信号接收器（2）一端滑移的控制件（7）。

6.根据权利要求5所述的一种基坑位移自动监测系统，其特征在于：所述定位杆（6）远离信号接收器（2）一端连接有尖锐部（63）。

7.根据权利要求5所述的一种基坑位移自动监测系统，其特征在于：所述定位杆（6）外设有螺纹，所述控制件（7）包括套设在定位杆（6）外的固定环（71）和与定位杆（6）螺纹连接的套管（72），若干所述滑移块（62）连接于固定环（71）上，所述套管（72）位于固定环（71）与信号接收器（2）之间。

8.根据权利要求7所述的一种基坑位移自动监测系统，其特征在于：所述套管（72）外壁沿其径向连接有把手（73）。

9.根据权利要求5所述的一种基坑位移自动监测系统，其特征在于：所述控制端包括至少一台个人计算机及至少一台采用堆栈算法进行数据存储的可编程逻辑控制器，所述个人计算机与可编程逻辑控制器之间进行数据同步，所述可编辑逻辑控制器包括警报单元。

10.根据权利要求9所述的一种基坑位移自动监测系统，其特征在于：所述控制端与所述信号接收器（2）、信号发送器（3）通过握手信号的交互进行工作状态的相互检查。