CN112833803A - 一种城市建筑桥梁场地用智能化测量设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及桥梁建筑测量技术领域，公开了一种城市建筑桥梁场地用智能化测量设备，包括测量棱镜，所述测量棱镜外套设有聚焦圈，测量棱镜的底端固定设置有微调结构，微调结构的底端固定设置有测量盘，测量盘靠近测量棱镜的一侧固定设置有固定杆，固定杆的中间固定设置有红外传感器，固定杆的两端均固定设置有超声波传感器，测量盘的下方设置有五个减震装置，五个减震装置的底端固定设置有放置台，放置台的一侧固定设置有选择开关，选择开关的一侧固定设置有定位开关，定位开关的一侧固定设置有报警器，报警器的一侧固定设置有数码管显示屏，数码管显示屏的下方固定设置有控制器。该设备具有自动化，省事省力，节约人力资源，工作效率高的优点。

Description

一种城市建筑桥梁场地用智能化测量设备

技术领域

本发明涉及桥梁建筑测量技术领域，具体为一种城市建筑桥梁场地用智能化测量设备。

背景技术

桥梁建筑是跨越江河、山洞，供人、车行的人工构造物，随着我国公路桥梁事业的发展，桥梁越来越多，同时由于桥梁使用超过25年以上则判定进入老化期，故而越来越多的桥梁进入了养护维修阶段，据统计，我国桥梁总数的40％已进入“老龄”阶段，且随着时间的推移，其数量还在不断增长。为了适应公路运输载重量不断发展的要求，充分利用现有的公路桥梁，使之能够继续安全地为公路运输服务，根据交通部颁布的《公路养护技术规范》要求，必须对桥梁进行鉴定，定时检测，此外，在桥梁建筑时应加强管理，避免建筑时的误差与误操作导致桥梁寿命缩短，提前进入“老龄”阶段，而测量在桥梁施工中占有非常重要的地位，桥梁每一个分项工程以及工序的施工都离不开测量，其中有直角处的位置必须进行相关测量。

现下在桥梁建筑在测量中多为全站仪，通过全站仪的棱镜对全站仪的红外信号进行接收，确定坐标位置，并需要人工观察水平仪从而将全站仪调至完全水平，从而保证全站仪的测量准确，目前大型桥梁建筑越来越多，所要测量的点位也越来越多，每个点位都需要人工测量与调整，费事费力，且当操作人员疲劳时容易操作失误，造成测量失误，此外，在确定设计坐标后，需要移开全站仪，并通过全站仪留下的痕迹将钢钉打入对应位置的垫层，在钉入钢钉的过程中，浪费大量的人力资源，且人工捶钉容易使得力道偏移，从而使得钢钉刺入的轨迹变斜，对设计坐标的确定造成一定程度的影响，该过程耗费人力物力，工作效率低下，且无法确保精度。

发明内容

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种城市建筑桥梁场地用智能化测量设备，具备智能化、高效化等优点，解决了浪费人力资源、工作效率低下、精度低的问题。

(二)技术方案

为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：

一种城市建筑桥梁场地用智能化测量设备，包括测量棱镜，所述测量棱镜外套设有聚焦圈，所述测量棱镜的底端固定设置有微调结构，所述微调结构的底端固定设置有测量盘，所述测量盘靠近所述测量棱镜的一侧固定设置有固定杆，所述固定杆的中间固定设置有红外传感器，所述固定杆的两端均固定设置有超声波传感器，所述测量盘的下方设置有五个减震装置，五个所述减震装置的底端固定设置有放置台，所述放置台的一侧固定设置有选择开关，所述选择开关的一侧固定设置有定位开关，所述定位开关的一侧固定设置有报警器，所述报警器的一侧固定设置有数码管显示屏，所述数码管显示屏的下方固定设置有控制器，所述数码管显示屏的一侧固定设置有LED灯，所述LED灯的一侧固定设置有总开关，所述放置台的下方设置有调平装置，所述调平装置的下方设置有钻孔装置，所述放置台的下方环绕设置有三个伺服舵机，三个所述伺服舵机的输出杆端均固定设置有伺服气缸，三个所述伺服气缸的底端固定设置有尖端抓手。

优选地，所述微调结构包括螺纹套，所述螺纹套的顶端设置有固定螺丝，所述螺纹套内套设有螺纹柱，所述螺纹柱的顶端固定设置有支撑杆，所述支撑杆的顶端固定设置有固定框。

优选地，所述支撑杆的顶端与所述测量棱镜之间通过焊接进行固定连接，所述螺纹套通过卡块与所述测量盘进行活动连接，所述螺纹柱的外螺纹与所述螺纹套的内螺纹之间相互啮合。

优选地，所述减震装置包括固定底盘，所述固定底盘的顶面固定设置有第一缓冲腔室，所述第一缓冲腔室的一端固定设置有第二缓冲腔室，所述第一缓冲腔室中贯穿设置有活塞，所述活塞的顶端固定设置有推杆，所述推杆的顶端固定设置有缓冲外壳，所述缓冲外壳靠近所述固定底盘的一端设置有缓冲弹簧。

优选地，所述固定底盘与所述放置台之间通过限位框进行焊接固定，所述推杆的顶端与所述测量盘之间通过焊接固定，所述推杆贯穿所述第二缓冲腔室的顶端。

优选地，所述调平装置包括校验电极，所述校验电极的两侧固定设置有参考电极，所述参考电极外套设有隔离层，所述隔离层内为电介质，所述隔离层的底端固定设置有固定板，所述固定板的四周环绕设置有连接杆，所述固定板的底端固定设置有电机固定框。

优选地，所述校验电极通过导线与所述放置台之间进行连接，两个所述参考电极通过导电板与所述放置台之间进行连接，所述导电板在所述放置台内与所述总开关对应的电源进行电信号连接。

优选地，所述钻孔装置包括电机，所述电机的输出杆端固定设置有电动伸缩杆，所述电动伸缩杆的另一端设置有机械手。

优选地，所述电机与所述电机固定框之间进行固定连接，所述电机、所述电动伸缩杆、所述机械手、所述定位开关、所述报警器、所述数码管显示屏、所述LED灯、所述总开关、所述伺服舵机、所述伺服气缸与控制器之间通过电信号连接。

(三)有益效果

与现有技术相比，本发明提供了一种城市建筑桥梁场地用智能化测量设备，具备以下有益效果：

1、该城市建筑桥梁场地用智能化测量设备，通过将选择开关拨到调平选项一端，使得调平程序启动，此时两个参考电极分别与中间的校验电极组一个电容，通过导线与导电板模拟电容表测量电容的原理，使得两个电容的大小数值分别反映在对应数码管显示屏的两端，由于校验电极由导线连接在放置台的中心，当整个装置未处于水平状态时，由于重力的影响，校验电极垂直于地面，但相对于两个参考电极而言，校验电极处于倾斜状态，即校验电极到两个参考电极之间的距离不一样，此时在数码管显示屏两端显示出来的数值大小不一样，此时数码管显示屏两端的数值传送给控制器，控制器通过对比两端的数值从而对三个伺服电机进行调整控制，从而控制三个伺服气缸相对于底面的夹角，同时控制三个伺服气缸伸长缩短，直至放置台完全处于水平状态，此时数码管显示屏两端的数值一样，数码管显示屏两端的数值一样后，控制器控制LED灯亮起，并控制报警器响起提示音，从而提醒使用者此时设备已完成水平校对，且处于完全水平状态，从而使得在确保精度的基础上实现校准过程自动化，省事省力，节约人力资源，提高工作效率。

2、该城市建筑桥梁场地用智能化测量设备，通过使用者按下定位开关，电动伸缩杆推动机械手带动钢针往垫层中前进，同时电机旋转，辅助钢针往垫层中钻入，从而确定方才测量确定的位置，整个过程一个人即可完成，大大节约了人力资源，有利于提高工作效率，省事省力，避免了人工捶钉力道偏移，从而使得钢钉刺入的轨迹变斜，从而避免对设计坐标的确定造成影响。

3、该城市建筑桥梁场地用智能化测量设备，通过选择开关拨到定位选项一端，控制器控制红外传感器与超声波传感器发射信号，并利用对应的感应器接受对应信号，从而分别用红外测距法与超声波测距法测量数据，提高测量精度，此外也可通过棱镜进行人工测量，结合具体天气情况及具体使用场景进行灵活选择，即保证测量准确性也增加了该城市建筑桥梁场地用智能化测量设备的应用场景，适用性强。

4、该城市建筑桥梁场地用智能化测量设备，通过阻尼减震与缓冲弹簧减震，避免外部震荡对电子零件造成损坏，同时通过减震装置的减震，减少对测量装置的影响，从而使得结果更精确。

附图说明

图1为本发明的系统控制图；

图2为本发明的立体结构示意图之一；

图3为本发明的立体结构示意图之二；

图4为本发明的图3的A处放大图；

图5为本发明的整体爆炸示意图之一；

图6为本发明的整体爆炸示意图之二；

图7为本发明的测量棱镜、聚焦圈、微调结构、固定杆、红外传感器与超声波传感器的立体结构示意图；

图8为本发明的测量棱镜、聚焦圈、微调结构与固定杆剖视图；

图9为本发明的减震装置的立体结构示意图；

图10为本发明的减震装置剖视图。

图中：1、测量棱镜；2、聚焦圈；3、微调结构；301、螺纹套；302、固定螺丝；303、螺纹柱；304、支撑杆；305、固定框；306、卡块；4、测量盘；5、固定杆；6、红外传感器；7、超声波传感器；8、减震装置；801、固定底盘；802、第一缓冲腔室；803、第二缓冲腔室；804、活塞；805、推杆；806、缓冲外壳；807、缓冲弹簧；9、放置台；10、选择开关；11、定位开关；12、报警器；13、数码管显示屏；14、控制器；15、LED灯；16、总开关；17、伺服舵机；18、伺服气缸；19、限位框；20、尖端抓手；21、调平装置；2101、校验电极；2102、参考电极；2103、隔离层；2104、固定板；2105、连接杆；2106、电机固定框；2107、导线；2108、导电板；22、钻孔装置；2201、电机；2202、电动伸缩杆；2203、机械手。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-10，一种城市建筑桥梁场地用智能化测量设备，包括测量棱镜1，其特征在于：测量棱镜1外套设有聚焦圈2，测量棱镜1的底端固定设置有微调结构3，微调结构3的底端固定设置有测量盘4，测量盘4靠近测量棱镜1的一侧固定设置有固定杆5，固定杆5的中间固定设置有红外传感器6，固定杆5的两端均固定设置有超声波传感器7，测量盘4的下方设置有五个减震装置8，五个减震装置8的底端固定设置有放置台9，放置台9的一侧固定设置有选择开关10，选择开关10的一侧固定设置有定位开关11，定位开关11的一侧固定设置有报警器12，报警器12的一侧固定设置有数码管显示屏13，数码管显示屏13的下方固定设置有控制器14，数码管显示屏13的一侧固定设置有LED灯15，LED灯15的一侧固定设置有总开关16，放置台9的下方设置有调平装置21，调平装置21的下方设置有钻孔装置22，放置台9的下方环绕设置有三个伺服舵机17，三个伺服舵机17的输出杆端均固定设置有伺服气缸18，三个伺服气缸18的底端固定设置有尖端抓手20。

进一步地，微调结构3包括螺纹套301，螺纹套301的顶端设置有固定螺丝302，螺纹套301内套设有螺纹柱303，螺纹柱303的顶端固定设置有支撑杆304，支撑杆304的顶端固定设置有固定框305。

进一步地，支撑杆304的顶端与测量棱镜1之间通过焊接进行固定连接，螺纹套301通过卡块306与测量盘4进行活动连接，螺纹柱303的外螺纹与螺纹套301的内螺纹之间相互啮合。

进一步地，减震装置8包括固定底盘801，固定底盘801的顶面固定设置有第一缓冲腔室802，第一缓冲腔室802的一端固定设置有第二缓冲腔室803，第一缓冲腔室802中贯穿设置有活塞804，活塞804的顶端固定设置有推杆805，推杆805的顶端固定设置有缓冲外壳806，缓冲外壳806靠近固定底盘801的一端设置有缓冲弹簧807，从而可通过活塞804在第一缓冲腔室802与第二缓冲腔室803中来回运动，进而挤压第一缓冲腔室802与第二缓冲腔室803内的液体，从而通过阻尼减震与缓冲弹簧807减震，避免外部震荡对电子零件造成损坏，同时通过减震装置8的减震，减少对超声波测量的影响，从而使得结果更精确。

进一步地，固定底盘801与放置台9之间通过限位框19进行焊接固定，推杆805的顶端与测量盘4之间通过焊接固定，推杆805贯穿第二缓冲腔室803的顶端。

进一步地，调平装置21包括校验电极2101，校验电极2101的两侧固定设置有参考电极2102，参考电极2102外套设有隔离层2103，隔离层2103内为电介质，隔离层2103的底端固定设置有固定板2104，固定板2104的四周环绕设置有连接杆2105，固定板2104的底端固定设置有电机固定框2106。

进一步地，校验电极2101通过导线2107与放置台9之间进行连接，两个参考电极2102通过导电板2108与放置台9之间进行连接，导电板2108在放置台9内与总开关16对应的电源进行电信号连接。

进一步地，钻孔装置22包括电机2201，电机2201的输出杆端固定设置有电动伸缩杆2202，电动伸缩杆2202的另一端设置有机械手2203。

进一步地，电机2201与电机固定框2106之间进行固定连接，电机2201、电动伸缩杆2202、机械手2203、定位开关11、报警器12、数码管显示屏13、LED灯15、总开关16、伺服舵机17、伺服气缸18与控制器14之间通过电信号连接。

工作原理：在使用时，先将钢钉卡入到机械手2203中，开启总开关16，此时控制器14通电工作，在控制器14的控制下，机械手2203可将钢钉牢牢夹持住，将选择开关10拨到调平选项一端，使得调平程序启动，此时两个参考电极2102分别与中间的校验电极2101组一个电容，通过导线2107与导电板2108模拟电容表测量电容的原理，使得两个电容的大小数值分别反映在对应数码管显示屏13的两端，由于校验电极2101由导线2107连接在放置台9的中心，当整个装置未处于水平状态时，由于重力的影响，校验电极2101垂直于地面，但相对于两个参考电极2102而言，校验电极2101处于倾斜状态，即校验电极2101到两个参考电极2102之间的距离不一样，此时在数码管显示屏13两端显示出来的数值大小不一样，此时数码管显示屏13两端的数值传送给控制器14，控制器14通过对比两端的数值从而对三个伺服电机17进行调整控制，从而控制三个伺服气缸18相对于底面的夹角，同时控制三个伺服气缸18伸长缩短，直至放置台9完全处于水平状态，此时数码管显示屏13两端的数值一样，数码管显示屏13两端的数值一样后，控制器14控制LED灯15亮起，并控制报警器12响起提示音，从而提醒使用者此时设备已完成水平校对，且处于完全水平状态，此时使用者拨动选择开关10，从而使得选择开关10拨到定位选项一端，此时控制器14控制红外传感器6与超声波传感器7发射信号，并利用对应的感应器接受对应信号，从而分别用红外测距法与超声波测距法测量出若干个数据，并将数据进行计算，计算过程为：去掉最大值与最小值，计算出其余数值的平均值。此外，具体应用时，当天气湿气较重、雾气或者雾霾较大时，应关闭红外传感器6，采用超声波测距法进行测量，当施工现场噪音过大、震动过大时，应关闭超声波传感器7，采用红外测距法进行测量。通过最后显示在数码管显示屏13上的数值来判断点位的设计坐标，此时使用者按下定位开关11，电动伸缩杆2202推动机械手2203带动钢针往垫层中前进，同时电机2201旋转，辅助钢针往垫层中钻入，从而确定方才测量确定的位置，然后重复上述步骤进行下一个点的测量。此外，在具体应用时，若遇到恶劣的天气既影响红外测距法又影响超声波测距法，可依旧使用该设备的调平模块，而测量定位部分则由人工利用测量棱镜1来完成，微调结构中通过螺距为0.5mm的螺纹使得调整精度可准确到0.01mm，可更精确地调整测量棱镜1的位置，进而极大地提高了测量的精确度。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种城市建筑桥梁场地用智能化测量设备，包括测量棱镜(1)，其特征在于：所述测量棱镜(1)外套设有聚焦圈(2)，所述测量棱镜(1)的底端固定设置有微调结构(3)，所述微调结构(3)的底端固定设置有测量盘(4)，所述测量盘(4)靠近所述测量棱镜(1)的一侧固定设置有固定杆(5)，所述固定杆(5)的中间固定设置有红外传感器(6)，所述固定杆(5)的两端均固定设置有超声波传感器(7)，所述测量盘(4)的下方设置有多个减震装置(8)，所述减震装置(8)的底端固定设置有放置台(9)，所述放置台(9)的下方环绕设置有三个伺服舵机(17)，三个所述伺服舵机(17)的输出杆端均固定设置有伺服气缸(18)，三个所述伺服气缸(18)的底端固定设置有尖端抓手(20)。

2.根据权利要求1所述的一种城市建筑桥梁场地用智能化测量设备，其特征在于：所述微调结构(3)包括螺纹套(301)，所述螺纹套(301)的顶端设置有固定螺丝(302)，所述螺纹套(301)内套设有螺纹柱(303)，所述螺纹柱(303)的顶端固定设置有支撑杆(304)，所述支撑杆(304)的顶端固定设置有固定框(305)。

3.根据权利要求2所述的一种城市建筑桥梁场地用智能化测量设备，其特征在于：所述支撑杆(304)的顶端与所述测量棱镜(1)之间通过焊接进行固定连接，所述螺纹套(301)通过卡块(306)与所述测量盘(4)进行活动连接，所述螺纹柱(303)的外螺纹与所述螺纹套(301)的内螺纹之间相互啮合。

4.根据权利要求2所述的一种城市建筑桥梁场地用智能化测量设备，其特征在于：所述减震装置(8)包括固定底盘(801)，所述固定底盘(801)的顶面固定设置有第一缓冲腔室(802)，所述第一缓冲腔室(802)的一端固定设置有第二缓冲腔室(803)，所述第一缓冲腔室(802)中贯穿设置有活塞(804)，所述活塞(804)的顶端固定设置有推杆(805)，所述推杆(805)的顶端固定设置有缓冲外壳(806)，所述缓冲外壳(806)靠近所述固定底盘(801)的一端设置有缓冲弹簧(807)。

5.根据权利要求4所述的一种城市建筑桥梁场地用智能化测量设备，其特征在于：所述固定底盘(801)与所述放置台(9)之间通过限位框(19)进行焊接固定，所述推杆(805)的顶端与所述测量盘(4)之间通过焊接固定，所述推杆(805)贯穿所述第二缓冲腔室(803)的顶端。

6.根据权利要求4所述的一种城市建筑桥梁场地用智能化测量设备，其特征在于：所述放置台(9)的下方设置有调平装置(21)，所述调平装置(21)包括校验电极(2101)，所述校验电极(2101)的两侧固定设置有参考电极(2102)，所述参考电极(2102)外套设有隔离层(2103)，所述隔离层(2103)内为电介质，所述隔离层(2103)的底端固定设置有固定板(2104)，所述固定板(2104)的四周环绕设置有连接杆(2105)，所述固定板(2104)的底端固定设置有电机固定框(2106)。

7.根据权利要求6所述的一种城市建筑桥梁场地用智能化测量设备，其特征在于：所述校验电极(2101)通过导线(2107)与所述放置台(9)之间进行连接，两个所述参考电极(2102)通过导电板(2108)与所述放置台(9)之间进行连接，所述导电板(2108)在所述放置台(9)内与所述总开关(16)对应的电源进行电信号连接。

8.根据权利要求6所述的一种城市建筑桥梁场地用智能化测量设备，其特征在于：所述调平装置(21)的下方设置有钻孔装置(22)，所述钻孔装置(22)包括电机(2201)，所述电机(2201)的输出杆端固定设置有电动伸缩杆(2202)，所述电动伸缩杆(2202)的另一端设置有机械手(2203)。

9.根据权利要求1-8任一项所述的一种城市建筑桥梁场地用智能化测量设备，其特征在于：所述放置台(9)的一侧固定设置有选择开关(10)，所述选择开关(10)的一侧固定设置有定位开关(11)，所述定位开关(11)的一侧固定设置有报警器(12)，所述报警器(12)的一侧固定设置有数码管显示屏(13)，所述数码管显示屏(13)的下方固定设置有控制器(14)，所述数码管显示屏(13)的一侧固定设置有LED灯(15)，所述LED灯(15)的一侧固定设置有总开关(16)。

10.根据权利要求9所述的一种城市建筑桥梁场地用智能化测量设备，其特征在于：所述电机(2201)与所述电机固定框(2106)之间进行固定连接，所述电机(2201)、所述电动伸缩杆(2202)、所述机械手(2203)、所述定位开关(11)、所述报警器(12)、所述数码管显示屏(13)、所述LED灯(15)、所述总开关、所述伺服舵机(17)、所述伺服气缸(18)与控制器(14)之间通过电信号连接，所述螺纹套(301)及所述固定螺丝(302)的螺距为0.5mm。

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