CN110792113A - 一种用于土体深部的变形测量管的搭接装置及搭接方法 - Google Patents

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陈航
胡贺松
乔升访
朱毅
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Abstract

本发明公开了一种用于土体深部的变形测量管的搭接装置，包括：支撑机构，支撑构件包括支撑架、支撑平台；设于支撑平台上用于实现精准对接的对接机构；对接机构包括控制主机、用于分别握持相邻两根待对接测量管的两组握持单元、激光对中单元、距离识别探头；控制主机内设有控制器，握持单元、激光对中单元、距离识别探头分别与控制器连接。还公开了一种搭接方法，包括步骤：放置搭接装置；握持相邻两根待对接测量管，利用激光对中单元对待对接测量管对中；获取垂直距离图像信息，并换算出待对接测量管之间的实际距离；控制握持单元上/下移动以完成对接。本发明的搭接装置及搭接方法能够使测量管管口对接精准，降低对接测量管破损风险。

Description

一种用于土体深部的变形测量管的搭接装置及搭接方法
技术领域
本发明属于土体监测技术领域，具体涉及一种用于土体深部的变形测量管的搭接装置及搭接方法。
背景技术
在基坑、边坡和桥梁等大型基建工程中土体深部水平位移的监测是其中不可缺少的一环。然而传统人工测斜仪测量工艺受人为因素(如：技术人员主观判断与经验)影响较大，另外在环境偶然因素影响下，也难以实现连续监测。正是由于这些因素影响，阻碍预报警系统的建立。自动监测具有小型化，集成化高，低维修成本，可实现工厂大批量生产等优点。对接精准，连接处弯矩大，仪器湿水故障，防水要求高，接不好会坏，漏水，人手对接费劲，时间长，影响施工进度，费时费力。
一种自动监测边坡土体应力应变装置(ZL 201420525217.X)通过具有保护结构的柔性管可实现边坡不同深度的应力应变的监测，且不受温度影响，抗外径电磁干扰能力强，结构简单。一种基坑深层水平位移和竖向沉降的监测装置及方法(ZL 201610237217.3)结合测量管弯曲的微分方程通过积分的方式得到基坑深层水平位移和竖向沉降，测量精度高、自动化程度高。一种用于建设工程中横向挠度曲线测量的装置(ZL 201621170090.X)采用内外套管设计，适合工业化生产，测量原件可回收利用节省材料。上述专利均是基于待测构件或土体中预埋包含测量单元的测量管，测量管一点损坏都会因为地下水的作用使得监测系统无法正常工作。一方面，尽管上述专利都采用了外管、保护层等技术措施防止核心测量管不受损坏，但是在测量管埋置施工的过程中，因难以保证钻孔的绝对竖直，测量管在不断接长并向钻孔中放入的过程中并不能保持完全竖直，会与钻孔侧壁发生碰撞和挤压。另一方面，正在安装的测量管与已完成接驳进入钻孔的测量管无法完成精确的对中，使得接驳过程中接头处存在安装弯矩，极易导致测量管在接头处出现破损。
发明内容
为解决以上技术问题，本发明的目的之一是提供一种用于灌注桩基桩变形测量管搭接的装置，其能够使测量管管口对接精准，降低对接测量管破损风险。
本发明的目的之二是提供一种用于土体深部的变形测量管的搭接装置的安装方法，其能够使测量管管口对接精准，降低对接测量管破损风险。
本发明采用了以下技术方案：
一种用于土体深部的变形测量管的搭接装置，包括：
支撑机构，所述支撑构件包括支撑架、可转动地设于所述支撑架上的支撑平台；
对接机构，设于所述支撑平台上，用于实现待对接测量管之间的精准对接；所述对接机构包括控制主机、设于所述控制主机侧面用于分别握持相邻两根待对接测量管的若干组握持单元、用于实现所述待对接测量管之间对中的激光对中单元、以及用于采集所述待对接测量管之间垂直距离图像信息的距离识别探头，所述握持单元可相对所述控制主机上/下滑动及侧向伸缩；所述控制主机内设有控制器，所述握持单元、激光对中单元、距离识别探头分别与所述控制器连接；
所述握持单元受所述控制器控制分别握持住相邻两根待对接测量管；所述控制器控制激光对中单元工作以检测待对接测量管之间的对中度，并根据所述激光对中单元的检测结果控制所述握持单元侧向伸缩以使待对接测量管对中；所述距离识别探头受所述控制器控制采集所述待对接测量管之间的垂直距离图像信息，所述控制器根据所述垂直距离图像信息识别出所述待对接测量管之间的距离，并控制所述握持单元上/下移动以实现所述待对接测量管之间的对接。
进一步的，所述支撑平台的下方设有调平单元，所述支撑架包括多个支脚；所述调平单元包括固设于所述平台下方的可沿各个支脚方向出射激光的激光发射盒，设于所述支脚上用于接收所述激光发射盒的出射激光的多个激光感应条；
每一所述支脚上分别设有所述激光感应条，所述激光发射盒与所述控制器连接，所述激光发射盒的出射激光与所述支撑平台平行；
当所述激光发射盒的各个方向的出射激光出射至同一高度的所述激光感应条上时，所述支撑平台实现调平。
进一步的，所述控制主机上还设有用于输入控制指令的操作平台，所述操作平台与所述控制器连接。
进一步的，所述控制主机上还设有用于显示其工作情况的显示界面，所述显示界面与所述控制器连接。
进一步的，所述控制主机的侧面设有一对导轨，所述握持单元包括可沿所述导轨上/下移动的滑块，所述握持单元通过所述滑块可滑动地连接于所述导轨之间。
进一步的，所述握持单元还包括可相对开合的一对握力臂、若干可伸缩地连接于所述握力臂与滑块之间的伸缩臂，所述一对握力臂的内侧对称设置有用于握紧所述待对接测量管的凹槽。
进一步的，所述激光对中单元包括激光发射器和激光接收器，所述激光发射器和激光接收器分别设置在不同组的所述握力臂上，且所述激光发射器的出射激光和激光接收器位于同一竖直面上。
进一步的，所述距离识别探头设于所述主机的侧面，且位于所述一对导轨之间。
一种用于灌注桩基桩变形测量管的搭接方法，利用上述的搭接装置实现，包括以下步骤：
S1：将搭接装置放置于待对接测量管周围的地面上；
S2：通过控制器控制两组握持单元分别握持相邻两根待对接测量管，而后通过控制器控制激光对中单元检测待对接测量管之间的对中度，并根据对中情况控制控制所述握持单元侧向伸缩以实现待对接测量管对中；
S3：通过控制器控制所述距离识别探头获取垂直距离图像信息，所述控制器根据所述垂直距离图像信息换算待对接测量管之间的实际距离；
S4：根据待对接测量管之间的实际距离，控制所述握持单元上/下移动以完成待对接测量管之间的对接。
进一步的，还包括步骤：
S5：通过控制器控制所述距离识别探头再次获取垂直距离图像信息，所述控制器根据所述垂直距离图像信息换算待对接测量管之间的实际距离；
若实际距离大于0，则进入步骤S4。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
本发明的搭接装置及搭接方法可通过设置在支撑平台上的对接结构实现待对接测量管之间的精准对接。具体的，其利用握持单元分别握持上下两根待对接测量管，并通过对中单元检测待对接测量管之间的对中度，若待对接测量管对中度未达到预先设定的要求，则通过控制主机控制握持单元侧向伸缩，直至使待对接测量管对中；之后即可利用距离识别探头采集测量管之间的垂直距离图像信息并传输至控制主机，控制主机通过分析处理得出待对接测量管之间的垂直距离，进而控制握持单元上/下移动完成待对接测量管之间的对接。
本发明的搭接装置及搭接方法通过控制主机分别控制握持单元、对中单元、距离识别探头，可实现对待对接测量装置的自动精准对接。对中单元的设置，可确保待对接测量管的对中度，降低待对接测量管的破损风险。且通过设置调平单元，能够有效的确保对接机构的水平度，进一步降低待对接测量管的破损风险。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明的技术作进一步地详细说明：
图1是实施例1所述的用于土体深部的变形测量管的搭接装置的使用状态示意图；
图2是本发明所述的用于土体深部的变形测量管的搭接装置的左视图；
图3是本发明所述的对接机构的右视图；
图4是本发明所述的握持单元的结构示意图；
图5是本发明所述的支撑机构的结构示意图；
图6是本发明所述的待对接测量管的俯视图；
图7是实施例2所述的用于土体深部的变形测量管的搭接装置的使用状态示意图。
标记说明：
1、支撑机构；11、支撑平台；12、支撑架；13、铁管；2、对接机构；21、控制主机；211、操作平台；212、显示界面；22、握持单元；221、滑块；222、握力臂；223、凹槽；224、伸缩臂；23、激光对中单元；231、激光发射器；232、激光接收器；24、距离识别探头；3、调平单元；31、激光发射盒；32、激光感应条；4、待对接测量管；41、凸起。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1
如图1～6所示，本发明公开了一种用于土体深部的变形测量管的搭接装置，包括：
支撑机构1，支撑构件包括支撑架12、可转动地设于支撑架12上的支撑平台11；
对接机构2，设于支撑平台11上，用于实现待对接测量管4之间的精准对接；对接机构2包括控制主机21、设于控制主机21侧面用于分别握持相邻两根待对接测量管4的两组握持单元22、用于实现待对接测量管4之间对中的激光对中单元23、以及用于采集待对接测量管4之间垂直距离图像信息的距离识别探头24，握持单元22可相对控制主机21上/下滑动及侧向伸缩；控制主机21内设有控制器(图中未示出)，握持单元22、激光对中单元23、距离识别探头24分别与控制器(图中未示出)连接；
握持单元22受控制器(图中未示出)控制分别握持住相邻两根待对接测量管4；控制器(图中未示出)控制激光对中单元23工作以检测待对接测量管4之间的对中度，并根据激光对中单元23的检测结果控制握持单元22侧向伸缩以使待对接测量管4对中；距离识别探头24受控制器(图中未示出)控制采集待对接测量管4之间的垂直距离图像信息；控制器(图中未示出)根据垂直距离图像信息识别出待对接测量管4之间的距离，并控制握持单元22上/下移动以实现待对接测量管4之间的对接。
基于上述结构设计，本发明的搭接装置可通过设置在支撑平台11上的对接结构实现待对接测量管4之间的精准对接。具体的，其利用握持单元22分别握持上下两根待对接测量管4，并通过对中单元检测待对接测量管4之间的对中度，若待对接测量管4对中度未达到预先设定的要求，则通过控制主机21控制握持单元22侧向伸缩，直至使待对接测量管4对中；之后即可利用距离识别探头24采集测量管之间的垂直距离图像信息并传输至控制主机21，控制主机21通过分析处理得出待对接测量管4之间的垂直距离，进而控制握持单元22上/下移动完成待对接测量管4之间的对接。
本发明的搭接装置通过控制主机21分别控制握持单元22、对中单元、距离识别探头24，可实现对待对接测量装置的自动精准对接。对中单元的设置，可确保待对接测量管4的对中度，降低待对接测量管4的破损风险。且通过设置调平单元3，能够有效的确保对接机构2的水平度，进一步降低待对接测量管4的破损风险。
在上述实施例中，如图1～2所示，控制主机21上还设有用于输入控制指令的操作平台211，操作平台211与控制器(图中未示出)连接。
控制主机21上还设有用于显示其工作情况的显示界面212，显示界面212与控制器(图中未示出)连接。
可通过操作平台211输入控制指令，进而控制对中单元、距离识别探头24、握持单元22等启闭或动作。配以显示界面212展示搭接装置的工作情况，便于通过操作平台211进行可视化直观操作。在一具体实施例中，操作平台211和显示界面212集成设置在可触控的显示屏上。
在上述实施例中，如图1～5所示，支撑平台11的下方设有调平单元3，支撑架12包括多个支脚，调平单元3包括固设于平台下方的可沿各个支脚方向出射激光的激光发射盒31，设于支脚上用于接收激光发射盒31的出射激光的多个激光感应条32；在一具体实施例中，该支撑架12为三角支撑架12，激光发射盒31通过铁管13连接在支撑平台11的下方。
每一支脚上分别设有激光感应条32，激光发射盒31与控制器(图中未示出)连接，激光发射盒31的出射激光与支撑平台11平行；
当激光发射盒31的各个方向的出射激光出射至同一高度的激光感应条32上时，支撑平台11实现调平。
激光感应条32上的感光器将激光的位置发送至控制主机21，根据全等三角形的对应边长度相等的原理，控制主机21通过控制剩余的支撑架12动作脚架，使得其余方向的激光打在对应同一高度的激光感应条32上实现调平。通过激光发射盒31与激光感应条32的配合，便于对支撑架12进行连续调平。且该调平单元3的调平精度高，能够更好的保障搭接装置的水平度。
控制主机21配有现场接电、内置电池及太阳能充电等多种供电模式，从而保证了对接工作的稳定可靠；同时可广泛用于基坑、边坡等工程的监测工程，并可灵活接入其他监测系统实现协同监测。
在上述实施例中，如图1～6所示，控制主机21的侧面设有一对导轨(图中未示出)，每组握持单元22包括可沿导轨(图中未示出)上/下移动的滑块221，握持单元22通过滑块221可滑动地连接于导轨(图中未示出)之间。
每组握持单元22还包括可相对开合的一对握力臂222、若干可伸缩地连接于握力臂222与滑块221之间的伸缩臂224，一对握力臂222的内侧对称设置有用于握紧待对接测量管4的凹槽223。待对接测量管4上相应地设有凸起41，该凹槽223与凸起41配合将待对接测量管4夹紧。
其中，激光对中单元23包括激光发射器231和激光接收器232，激光发射器231和激光接收器232分别设置在不同组的握力臂222上，且激光发射器231和激光接收器232相向设置在同一竖直线上。具体的，如激光发射器231设置在上方一组握力臂222的左下边缘处，激光接收器232则设于下方一组握力臂222的左上边缘处。其中，激光接收器232为激光感应条。当激光发射器231的出射激光正对激光接收器232设定的激光接收位置时，可使待对接测量管4的中心轴处于同一直接上，实现精准对中。
每对握力臂222可相对向外展开90°，以扩大握力臂222活动范围，增加握力臂222握持待对接测量管4的灵活度。
伸缩臂224可以实现握持单元22的侧向伸缩，便于握持单元22握持与搭接装置一定范围内的待对接测量管4，减少因待对接测量管4与搭接装置横向距离的改变而反复拆装搭接装置的次数。
距离识别探头24设于主机的侧面，且位于一对导轨(图中未示出)之间。距离识别探头24朝向待对接测量管4设置。当待对接测量管4对中完成后，即可通过操作平台211输入控制指令，以启动距离识别探头24采集待对接测量管4之间的距离图像信息。控制主机21在根据距离图像信息利用图像识别程序识别出待对接测量管4之间的图示距离大小，并利用图示距离大小，根据相应的比例关系换算出待对接测量管4之间的实际距离，即可获知上下握持单元22之间所需要移动的距离。通过移动握持单元22即可精准的实现待对接测量管4之间的对接。
为避免出现漏接待对接测量管4的情况，当初步对接完成后，可再启动距离识别探头24，进一步检验待对接测量管4的对接情况。
实施例2
如图7所示，本实施例2与上述实施例1的主要区别在于，本实施例中握持单元22包括3组，其中2组握持单元22夹持在最上方待对接测量管4上，以进一步保证其垂直度，提高待对接测量管4之间的对中度。
本发明还公开了一种用于土体深部的变形测量管的搭接方法，利用上述的搭接装置实现，包括以下步骤：
S1：将搭接装置放置于待对接测量管4周围的地面上，并利用调平单元3对支撑平台11进行调平；
S2：通过控制器(图中未示出)控制两组握持单元22分别握持相邻两根待对接测量管4，而后通过控制器(图中未示出)控制激光对中单元23检测待对接测量管4之间的对中度，并根据激光对中单元23的监测结果控制握持单元22侧向伸缩以实现待对接测量管4对中；
S3：通过控制器(图中未示出)控制距离识别探头24获取垂直距离图像信息，控制器(图中未示出)根据垂直距离图像信息换算待对接测量管4之间的实际距离；
S4：根据待对接测量管4之间的实际距离，控制握持单元22上/下移动以完成待对接测量管4之间的对接。
为避免出现漏接待对接测量管4的情况，还包括步骤：
S5：通过控制器(图中未示出)控制距离识别探头24再次获取垂直距离图像信息，控制器(图中未示出)根据垂直距离图像信息换算待对接测量管4之间的实际距离；
若实际距离大于0，则进入步骤S4。
本发明所述的用于土体深部的变形测量管的搭接装置及安装方法的其它内容参见现有技术，在此不再赘述。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，故凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何修改、等同变化与修饰,均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (10)

1.一种用于土体深部的变形测量管的搭接装置，其特征在于，包括：
支撑机构，所述支撑构件包括支撑架、可转动地设于所述支撑架上的支撑平台；
对接机构，设于所述支撑平台上，用于实现待对接测量管之间的精准对接；所述对接机构包括控制主机、设于所述控制主机侧面用于分别握持相邻两根待对接测量管的若干组握持单元、用于实现所述待对接测量管之间对中的激光对中单元、以及用于采集所述待对接测量管之间垂直距离图像信息的距离识别探头，所述握持单元可相对所述控制主机上/下滑动及侧向伸缩；所述控制主机内设有控制器，所述握持单元、激光对中单元、距离识别探头分别与所述控制器连接；
所述握持单元受所述控制器控制分别握持住相邻两根待对接测量管；所述控制器控制激光对中单元工作以检测待对接测量管之间的对中度，并根据所述激光对中单元的检测结果控制所述握持单元侧向伸缩以使待对接测量管对中；所述距离识别探头受所述控制器控制采集所述待对接测量管之间的垂直距离图像信息，所述控制器根据所述垂直距离图像信息识别出所述待对接测量管之间的距离，并控制所述握持单元上/下移动以实现所述待对接测量管之间的对接。
2.根据权利要求1所述的搭接装置，其特征在于，所述支撑平台的下方设有调平单元，所述支撑架包括多个支脚；所述调平单元包括固设于所述平台下方的可沿各个支脚方向出射激光的激光发射盒，设于所述支脚上用于接收所述激光发射盒的出射激光的多个激光感应条；
每一所述支脚上分别设有所述激光感应条，所述激光发射盒与所述控制器连接，所述激光发射盒的出射激光与所述支撑平台平行；
当所述激光发射盒的各个方向的出射激光出射至同一高度的所述激光感应条上时，所述支撑平台实现调平。
3.根据权利要求1所述的搭接装置，其特征在于，所述控制主机上还设有用于输入控制指令的操作平台，所述操作平台与所述控制器连接。
4.根据权利要求1所述的搭接装置，其特征在于，所述控制主机上还设有用于显示其工作情况的显示界面，所述显示界面与所述控制器连接。
5.根据权利要求1所述的搭接装置，其特征在于，所述控制主机的侧面设有一对导轨，所述握持单元包括可沿所述导轨上/下移动的滑块，所述握持单元通过所述滑块可滑动地连接于所述导轨之间。
6.根据权利要求5所述的搭接装置，其特征在于，所述握持单元还包括可相对开合的一对握力臂、若干可伸缩地连接于所述握力臂与滑块之间的伸缩臂，所述一对握力臂的内侧对称设置有用于握紧所述待对接测量管的凹槽。
7.根据权利要求6所述的搭接装置，其特征在于，所述激光对中单元包括激光发射器和激光接收器，所述激光发射器和激光接收器分别设置在不同组的所述握力臂上，且所述激光发射器的出射激光和激光接收器位于同一竖直面上。
8.根据权利要求5所述的搭接装置，其特征在于，所述距离识别探头设于所述主机的侧面，且位于所述一对导轨之间。
9.一种用于灌注桩基桩变形测量管的搭接方法，其特征在于，利用权利要求1～8中任一项所述的搭接装置实现，包括以下步骤：
S1：将搭接装置放置于待对接测量管周围的地面上；
S2：通过控制器控制两组握持单元分别握持相邻两根待对接测量管，而后通过控制器控制激光对中单元检测待对接测量管之间的对中度，并根据对中情况控制控制所述握持单元侧向伸缩以实现待对接测量管对中；
S3：通过控制器控制所述距离识别探头获取垂直距离图像信息，所述控制器根据所述垂直距离图像信息换算待对接测量管之间的实际距离；
S4：根据待对接测量管之间的实际距离，控制所述握持单元上/下移动以完成待对接测量管之间的对接。
10.根据权利要求9所述的搭接方法，其特征在于，还包括步骤：
S5：通过控制器控制所述距离识别探头再次获取垂直距离图像信息，所述控制器根据所述垂直距离图像信息换算待对接测量管之间的实际距离；
若实际距离大于0，则进入步骤S4。
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