CN110363965B - 基于激光测距的边坡监测系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及物理测量的技术领域，公开了一种基于激光测距的边坡监测系统，包括发射桩与若干监测桩，监测桩周向阵列于发射桩外围，发射桩与每根监测桩之间连接有至少两根且相互平行的连杆，连杆轴向两端分别铰接于发射桩与监测桩的外壁，发射桩外壁沿周向镶嵌有位置同监测桩相对应的若干激光测距仪。本发明的目的在于提供一种基于激光测距的边坡监测系统，以解决监测装置不便于携带的技术问题。

Description

基于激光测距的边坡监测系统
技术领域
本发明属于物理测量的技术领域。
背景技术
我国是一个多山的国家，尤其是我国西部地区。随着我国西部开发的进展，大量民用工业建筑不断兴起，数量众多的建筑边坡应运而生，成为我国边坡工程的重要组成部分。由于地质条件复杂，高边坡开挖后发生变形和造成灾害的事故频繁发生。这既增加工程投资，有延误工期，还给运营安全留下隐患。因此对于边坡监测其动态、防止造成灾害具有重大的意义。
现有技术中滑坡检测工作有时也会用到检测装置，但这类检测装置普遍使用了高端复杂设备，通常需要多个大型装置配合使用。这使得产品本身安装复杂，无法有效满足在监测安装过程中便携性的要求。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于激光测距的边坡监测系统，以解决监测装置不便于携带的技术问题。
为了达到上述目的，本发明的基础方案提供一种基于激光测距的边坡监测系统，包括发射桩与若干监测桩，监测桩周向阵列于发射桩外围，发射桩与每根监测桩之间连接有至少两根且相互平行的连杆，连杆轴向两端分别铰接于发射桩与监测桩的外壁，发射桩外壁沿周向镶嵌有位置同监测桩相对应的若干激光测距仪。
本基础方案的原理：本方案将监测桩与发射桩稳定固定在边坡的泥土之中，同时利用发射桩上的激光测距仪来判断发射桩与监测桩之间的间距数值。当边坡的倾斜度出现变化时，由于监测桩均布在发射桩的外围，因此监测桩会相对于发射桩在高度上出现变化。而监测桩、发射桩与若干连杆构成平行四边形运动机构，因此监测桩高度运动的过程中也会相对于发射桩出现水平间距上的数值变化。激光测距仪利用激光对发射桩与监测桩的间距数值进行监测，通过对水平数值的换算进而得到实时的边坡高度变化情况。
当需要收回时，利用平行四边形的不稳定性，仅需要将监测桩向发射桩收起并拢即可完回收，极大减少了监测装置的占用空间。
本技术方案的有益效果在于：相比于现有技术，本技术方案利用激光测定具有测量精度准确，抗干扰能力强的优点。此外本技术方案在精准测量的同时还具有结构简单、便于快速安装使用的优点。而本方案利用折叠式的监测桩与发射桩，进而达到减少装置整体的占用空间的目的，提高装置便携性能。
进一步，所述监测桩内部开有空腔，所述监测桩底面开有连通空腔的通孔，所述通孔内滑动连接有圆锥形状挡块，所述挡块远离空腔的一端为尖头端并且突出于监测桩底面，所述空腔内设有挡板，所述挡板上固定有压簧，所述压簧远离挡板一端固定于挡块顶面，所述压簧在自由状态下时所述挡块与所述通孔之间密封。
当监测桩固定入泥土当中时，挡块的尖头端抵压到较为坚固的泥土，挡块相对于空腔产生收缩，收缩的挡块与通孔的内壁之间出现缝隙，进而空腔内的水从通孔中流出来。流出来的水湿润泥土，使得泥土软化松动，最终增加监测桩插入泥土的深度，提高整体装置安放的稳定性。
进一步，所述发射桩底端周向转动连接有支撑环，所述支撑环外壁周向均匀固定连接有若干支腿。
本技术方案首先利用支腿插入至泥土当中，然后再圆环的转动下带动支腿转动，支腿在旋转的过程中插进入泥土之中，进而达到使支腿插入更深的泥土中的效果，最终提高发射桩固定的稳定性。
进一步，所述支腿远离所述发射桩一端为尖头状结构。
进一步，所述发射桩顶部固定连接有顶帽，所述顶帽呈伞状结构，所述顶帽外径大于所述监测桩距所述发射桩的最大间距。
本技术方案通过增设顶帽，进而达到对发射桩及监测桩遮阳、避雨的效果，防止边坡监测系统长期暴露出现老化损坏问题。
进一步，所述顶帽外缘设有导流槽，所述导流槽上连接有导管，所述导管远离导流槽一端连接于所述监测桩空腔。
本技术方案通过增设导流槽，当遇到雨天情况时，导流槽起到对雨水的收集作用，收集的雨水通过导流槽上的导管流入至监测桩的空腔当中，对空腔中的装填水起到一定程度上补充的作用。
进一步，每个所述监测桩于靠近底部的外壁上设有刻度线。
操作人员通过观察监测桩插入泥土的刻度位置，进而保证所有的检测桩插入泥土的深度均一致，避免由于插入的深浅不一出现监测上的误差。
进一步，所述发射桩外壁还镶嵌固定有水平仪。
操作人员通过观察水平仪反馈的水平数值来对主发射桩进行固定，通过也能判断边坡的倾斜程度，提高边坡测量的精准度。
进一步，所述激光测距仪为相位式激光测距仪。
本技术方案利用检测发射光和反射光在空间中传播时发生的相位差来检测距离，具有测量精度精准的有益效果。
进一步，所述监测桩靠近所述激光测距仪一侧上下两端分别固定有感光报警器。
当发射桩与监测桩之间的相互偏移量过大时，激光测距仪发射出的激光会经过监测桩的感光报警器，感光报警器在感应到激光时触发报警开关，进而达到及时预示报警的技术效果。
附图说明
图1为本发明基于激光测距的边坡监测系统实施例一的正视剖视示意图；
图2为本发明基于激光测距的边坡监测系统实施例一的工作状态的示意图；
图3为本发明基于激光测距的边坡监测系统实施例二的正视剖视示意图；
图4为图3中A处的局部放大示意图。
具体实施方式
下面通过具体实施方式进一步详细说明：
说明书附图中的附图标记包括：发射桩1、激光测距仪101、监测桩2、空腔201、挡块202、挡板203、压簧204、全反射棱镜205、感光报警器206、支腿3、连杆4、万向水平仪5、支撑环6、顶帽7、导流槽8、橡胶导管9。
实施例一
基本如附图1所示，一种基于激光测距的边坡监测系统，包括发射桩1与监测桩2。发射桩1呈圆柱体立柱结构。发射桩1的周向均匀阵列有六个圆柱体结构的监测桩2，发射桩1外壁还铰接有两个相互平行的连杆4，连杆4远离发射桩1的自由端铰接于监测桩2的外壁。两根连杆4与发射桩1、监测桩2构成自由活动的平行四边形机构。监测桩2靠近发射桩1的侧壁上为光滑的全反射棱镜205。发射桩1顶部的外壁沿周向均匀镶嵌有六个激光测距仪101。各个相邻的激光测距仪101之间角度相等。激光测距仪101的型号为GCLM04C-03的相位式激光测距法，且激光测距仪101用于测定发射桩1与监测桩2之间的水平间距。每根监测桩2靠近激光测距仪101一侧上下两端分别固定有型号为EE-SX1008的感光报警器206，发射桩1外壁还镶嵌固定有万向水平仪5。每个监测桩2靠近底部的外壁上沿轴向方向均匀开有距离刻度线。
发射桩1的顶端焊接固定有顶帽7，顶帽7为顶面是曲面的伞状结构。顶帽7的最大外径大于监测桩2与发射桩1之间的最大间距。顶帽7外缘开有环状的导流槽8。
发射桩1的底端外壁沿周向转动连接有一根圆环状的支撑环6，支撑环6的外壁均匀焊接固定有八根支腿3，两两相邻的支腿3之间的角度均相等，支腿3远离发射桩1的一端为尖头状。
具体实施过程如下：如附图2所示，首先利用支腿3的尖头插入至泥土当中，然后再圆环的转动下带动支腿3转动，支腿3在旋转的过程中插进入泥土之中。
在边坡监测系统工作的过程中，发射桩1上的激光测距仪101水平发出激光信号，发射桩1得到同监测桩2之间的水平距离。当边坡出现地质变化时，监测桩2、发射桩1及连杆4形成的平行四边形机构发生相对运动，监测桩2与发射桩1之间相对的高度及水平距离发生相对变化。当平行四边形偏移幅度过大时，激光测距仪101照射的激光会照射到感光报警器206上，感官报警器感应到激光后发出报警信号，最终起到警示工作人员的技术效果。
实施例二
与实施例一不同之处在于，如附图3与附图4所示，本技术方案的监测桩2内部开有空腔201，监测桩2底面开有连通空腔201的通孔，通孔内滑动连接有圆锥形状挡块202，挡块202远离空腔201的一端为尖头端并且突出于监测桩2底面，空腔201内设有挡板203，挡板203上固定有压簧204，压簧204远离挡板203一端固定于挡块202顶面，压簧204在自由状态下时挡块202与通孔之间密封。顶帽7的导流槽8的下方分别均匀连接有六根橡胶导管9，每个橡胶导管9的一端连通与导流槽8内，橡胶导管9远离导流槽8一端则连接于相邻最近的监测桩2的空腔201之中。
具体实施过程如下：然后调节监测桩2，使每一根监测桩2均插入进泥土当中。监测桩2的挡块202受到抵压后向空腔201内收缩，挡块202收缩的过程中出现间隙，进而使空腔201内的水流入泥土之中，起到湿润泥土便于监测桩2插入的作用。导流槽8起到引流作用，在雨天对监测桩2内的空腔201水位进行补充。
以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。

Claims (9)

1.基于激光测距的边坡监测系统，其特征在于：包括发射桩与若干监测桩，若干监测桩沿周向均匀阵列于发射桩外围，每根所述监测桩与所述发射桩之间连接有至少两根且相互平行的连杆，所述连杆自由端分别铰接于发射桩外壁与监测桩外壁，所述发射桩外壁沿周向镶嵌有位置同监测桩相对应的若干激光测距仪；所述监测桩内部开有空腔，所述监测桩底面开有连通空腔的通孔，所述通孔内滑动连接有圆锥形状挡块，所述挡块远离空腔的一端为尖头端并且突出于监测桩底面，所述空腔内设有挡板，所述挡板上固定有压簧，所述压簧远离挡板一端固定于挡块顶面，所述压簧在自由状态时所述挡块与所述通孔之间密封。
2.根据权利要求1所述的基于激光测距的边坡监测系统，其特征在于：所述发射桩底端周向转动连接有支撑环，所述支撑环外壁周向均匀固定连接有若干支腿。
3.根据权利要求2所述的基于激光测距的边坡监测系统，其特征在于：所述支腿远离所述发射桩一端为尖头状结构。
4.根据权利要求1所述的基于激光测距的边坡监测系统，其特征在于：所述发射桩顶部固定连接有顶帽，所述顶帽呈伞状结构，所述顶帽外径大于所述监测桩距所述发射桩的最大间距。
5.根据权利要求4所述的基于激光测距的边坡监测系统，其特征在于：所述顶帽外缘设有导流槽，所述导流槽上连接有导管，所述导管远离导流槽一端连接于所述监测桩空腔。
6.根据权利要求1所述的基于激光测距的边坡监测系统，其特征在于：每个所述监测桩于靠近底部的外壁上设有刻度线。
7.根据权利要求1所述的基于激光测距的边坡监测系统，其特征在于：所述监测桩靠近所述激光测距仪一侧上下两端分别固定有感光报警器。
8.根据权利要求1所述的基于激光测距的边坡监测系统，其特征在于：所述发射桩外壁还镶嵌固定有水平仪。
9.根据权利要求1所述的基于激光测距的边坡监测系统，其特征在于：所述激光测距仪为相位式激光测距仪。
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