CN113073687B - 一种基坑多维度监测装置及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种基坑多维度监测装置，涉及工程监测设备的技术领域，包括杆体，杆体上设置有若干支架，支架用于使杆体竖直设置在基坑坑底，杆体上远离支架的一端设置有回转机构，回转机构上设置有转动臂机构，回转机构用于带动转动臂机构围绕杆体旋转，转动臂机构的长度方向与杆体长度方向垂直，转动臂机构上设置有若干激光测距仪一，激光测距仪一沿水平方向设置，激光测距仪一用于竖直照射在基坑底部并测量激光测距仪一至基坑底部的距离。本申请具有方便施工人员监测基坑底部的施工质量的效果。

Description

一种基坑多维度监测装置及其使用方法

技术领域

本申请涉及工程监测设备的技术领域，尤其是涉及一种基坑多维度监测装置及其使用方法。

背景技术

基坑是在基础设计位置按照基底标高和基础平面尺寸所开挖的土坑，基坑是建筑工程的重要基础，基坑的施工质量对建筑地基强度有关。在诸如风力发电机的安装过程中，也需要严格监测基坑的施工质量，当基坑歪斜或坑底不平时，建筑和机械与地面的连接受力不均，容易使连接强度降低。

相关的基坑质量监测通过人工完成，使用人员需要通过水平仪等检测用具检查基底的平面位置，使用人员将水平仪放置在基坑坑底并观测水平仪，从而判断基坑底部是否水平，使用人员需要随机选取多个检测点，从而能够更加准确判断基坑坑底的施工质量。

上述中的现有技术方案存在以下缺陷：基坑底部面积较大，在基坑底部需要选取较多区域检测，平面度和水平度检测耗费人力。

发明内容

为了方便施工人员监测基坑底部的施工质量，本申请提供一种基坑多维度监测装置。

本申请提供的一种基坑多维度监测装置采用如下的技术方案：

一种基坑多维度监测装置，包括杆体，杆体上设置有若干支架，支架用于使杆体竖直设置在基坑坑底，杆体上远离支架的一端设置有回转机构，回转机构上设置有转动臂机构，回转机构用于带动转动臂机构围绕杆体旋转，转动臂机构的长度方向与杆体长度方向垂直，转动臂机构上设置有若干激光测距仪一，激光测距仪一沿水平方向设置，激光测距仪一用于竖直照射在基坑底部并测量激光测距仪一至基坑底部的距离。

通过采用上述技术方案，通过在杆体上设置支架,使用人员能够通过支架将杆体竖直固定在基坑圆心处,通过在杆体上设置回转机构,在回转机构上设置转动臂机构,使回转机构能够带动转动臂机构沿杆体为轴线转动,进而使回转机构带动激光测距仪一扫过基坑底面,从而使若干激光测距仪一能够发射激光并测量激光测距仪一至基坑底面的距离,当若干激光测距仪一的读数差值较大时,即说明基坑坑底凹凸不平,具有方便施工人员监测基坑底部的施工质量的效果。

可选的，回转机构包括回转盘和连杆，回转盘转动连接在杆体上，回转盘用于围绕杆体回转，连杆设置在回转盘上，连杆用于连接转动臂机构，杆体上设置有用于驱动回转盘转动的动力机构。

通过采用上述技术方案，通过在杆体上设置回转盘，在回转盘上设置连杆，使用人员能够通过连杆将转动臂机构连接在回转盘上，进而使转动臂机构能够在杆体上转动。

可选的，动力机构包括齿轮一、齿轮二和电机，齿轮一转动连接在杆体上，齿轮一与回转盘同轴连接，电机固定在杆体上，齿轮二与电机的输出轴同轴连接，齿轮一和齿轮二啮合。

通过采用上述技术方案，通过在杆体上设置电机，在电机输出轴上设置齿轮二，在回转盘上设置同轴设置齿轮一，使用人员能够通过控制电机正反转，进而使电机通过齿轮一和齿轮二带动回转盘在杆体上回转，起到驱动转动臂机构回转的效果。

可选的，转动臂机构包括空心方杆，空心方杆为中空结构，连杆用于插入空心方杆中并与空心方杆过盈配合，若干激光测距仪一沿空心方杆长度方向依次间隔设置在同一侧。

通过采用上述技术方案，通过在空心方杆上设置激光测距仪一，使用人员能够通过将连杆插入空心方杆中，使空心方杆固定在回转盘上，通过使激光测距仪一沿空心方杆长度方向依次间隔设置，当转动臂机构连接在回转机构上后，若干激光测距仪一能够沿水平方向设置。

可选的，空心方杆上一端设置有延伸杆，延伸杆的横截面尺寸与连杆的横截面尺寸一致,延伸杆用于插入其他空心方杆中并与其他空心方杆过盈配合。

通过采用上述技术方案，通过在空心方杆上设置延伸杆，使延伸杆能够插入至其他空心方杆中，进而使多个空心方杆能够沿直线连接在回转机构上，从而提升激光测距仪一的扫描面积，提升基坑坑底的检测范围。

可选的，空心方杆上设置有竖直监测机构，竖直监测机构包括竖直架体,竖直架体竖直设置在转动臂机构上远离杆体的一端上，延伸杆贯穿竖直架体上端且与竖直架体过盈配合，竖直架体上设置有若干激光测距仪二，激光测距仪二沿竖直方向依次间隔设置在竖直架体上。

通过采用上述技术方案，通过在空心方杆上设置竖直监测机构，在竖直架体上设置若干激光测距仪二，使激光测距二能够沿竖直方向依次间隔设置，当回转机构带动转动臂机构回转时，转动臂机构能够带动竖直监测机构回转，在竖直架体围绕杆体回转时，激光测距仪二能够发射激光照射在基坑侧壁上并测量激光测距仪二到基坑侧壁的距离，当多个激光测距仪二读数差值过大时，说明基坑侧壁表面凹凸不平或相对地面倾斜，具有监测施工质量的效果。

可选的，竖直架体上远离转动臂机构上的一端设置有支撑底座，支撑底座包括伸缩筒和底盘，伸缩筒竖直设置在竖直架体上远离转动臂机构的一端，伸缩筒上远离竖直架体的一端连接在底盘上，底盘上远离伸缩筒的一端转动连接有若干万向轮。

通过采用上述技术方案，通过在竖直架体上设置支撑底座，在底盘上设置伸缩筒，使伸缩筒起到支撑竖直架体的效果，在底盘通过万向轮在基坑底面上滑动的过程中，当基坑凹凸不平时，底盘会上下震动，通过在底盘和竖直架体之间设置伸缩筒，使伸缩筒能够伸缩，进而起到提升竖直监测机构监测准确度的效果。

可选的，伸缩筒上远离竖直架体的一端设置有万向节，伸缩筒和底盘通过万向节连接。

通过采用上述技术方案，通过在伸缩筒上设置万向节，使底盘能够通过万向节相对伸缩筒倾斜，当基坑底面凹凸不平时，底盘具有倾斜滑动的几率，通过在伸缩筒和底盘之间设置万向节，使底盘能够自动调整至贴合基坑底面滑动。

本申请提供的一种基坑多维度监测装置的使用方法，包括如下步骤：

S1：在基坑圆心处施工，使基坑圆心处平整并且水平；

S2：在回转机构上安装转动臂机构；

S3：将杆体竖直设置在基坑圆心处，通过调整支架和观察水准泡使杆体竖直；

S4:通过动力机构使回转机构带动转动臂机构回转；

S5；通过控制器一和存储器得到基坑底部凹凸程度的数据；

S6；使用人员在延伸杆上安装转动臂机构，从而增加转动臂机构监测范围；

S7；在转动臂机构上安装竖直监测机构，使激光测距仪二照射在基坑侧壁上，使控制器二和存储器存储数据并计算基坑侧壁平整程度。

综上所述，本申请的有益技术效果为：

1.通过在杆体上设置支架,使用人员能够通过支架将杆体竖直固定在基坑圆心处,通过在杆体上设置回转机构,在回转机构上设置转动臂机构,使回转机构能够带动转动臂机构沿杆体为轴线转动,进而使回转机构带动激光测距仪一扫过基坑底面,从而使若干激光测距仪一能够发射激光并测量激光测距仪一至基坑底面的距离,当若干激光测距仪一的读数差值较大时,即说明基坑坑底凹凸不平,具有方便施工人员监测基坑底部的施工质量的效果；

2.通过在空心方杆上设置竖直监测机构，在竖直架体上设置若干激光测距仪二，使激光测距二能够沿竖直方向依次间隔设置，当回转机构带动转动臂机构回转时，转动臂机构能够带动竖直监测机构回转，在竖直架体围绕杆体回转时，激光测距仪二能够发射激光照射在基坑侧壁上并测量激光测距仪二到基坑侧壁的距离，当多个激光测距仪二读数差值过大时，说明基坑侧壁表面凹凸不平或相对地面倾斜，具有监测施工质量的效果；

3.通过在竖直架体上设置支撑底座，在底盘上设置伸缩筒，使伸缩筒起到支撑竖直架体的效果，在底盘通过万向轮在基坑底面上滑动的过程中，当基坑凹凸不平时，底盘会上下震动，通过在底盘和竖直架体之间设置伸缩筒，使伸缩筒能够伸缩，进而起到提升竖直监测机构监测准确度的效果。

附图说明

图1是本申请实施例的使用状态示意图。

图2是本申请实施例的整体结构示意图。

图3是支架的结构示意图。

图4是图3中A部分的局部放大示意图。

图5是回转机构的安装结构示意图。

图6是转动臂机构的整体结构示意图。

图7是竖直监测机构的整体结构示意图。

图8是图7中A部分的局部放大示意图。

附图标记：01、基坑；1、杆体；11、水准泡；12、连接件；2、支架；20、轴座；21、转动杆；211、滑槽；22、滑动杆；221、让位槽；23、底架；231、抵接座；232、螺杆；3、回转机构；31、回转盘；32、连杆；33、动力机构；331、齿轮一；332、齿轮二；333、电机；4、转动臂机构；41、空心方杆；411、空腔；412、延伸杆；42、激光测距仪一；43、控制器一；5、竖直监测机构；51、竖直架体；52、激光测距仪二；53、控制器二；6、支撑底座；61、伸缩筒；62、万向节；63、底盘；64、万向轮。

具体实施方式

以下结合全部附图对本申请作进一步详细说明。

本申请实施例公开一种基坑多维度监测装置。参照图1，包括杆体1,杆体1竖直设置在基坑01中,基坑01挖设为圆形凹坑,杆体1竖直固定在基坑01的圆心处。杆体1上设置有若干支架2，使用人员通过支架2使杆体1能够竖直固定在地面。杆体1上设置有回转机构3，回转机构3设置在杆体1上远离地面的一端上，回转机构3能够围绕杆体1回转。回转机构3上可拆卸连接有若干转动臂机构4，转动臂机构4上设置有若干激光测距仪一42，激光测距仪一42沿水平方向依次设置，激光测距仪一42发出的激光竖直照射在基坑01底部，回转机构3能够带动若干激光测距仪一42回转，起到使激光测距仪一42扫描转动臂机构4回转区域的基坑01底面施工质量。当基坑01底面高低不平时，若干激光测距仪一42在回转过程中的读数差值较大。转动臂机构4上远离杆体1的一端可拆卸连接有竖直监测机构5，竖直监测机构5包括若干沿竖直方向依次间隔设置的激光测距仪二52，激光测距仪二52发出的激光照射在基坑01的侧壁上，从而起到检测基坑01侧壁施工质量的效果，当基坑01侧壁凹凸不平时，激光测距仪二52的读数在回转过程中差值较大。

参照图1和图2，杆体1上远离回转机构3的一端设置有若干连接件12，连接件12一端固定在杆体1端部，另一端设置有水准泡11，水准泡11的中心与杆体1轴线重合，水准泡11底面与杆体1的长度方向垂直。使用人员将水准泡11设置在基坑01圆心处，并观察水准泡11，能够得知杆体1是否垂直地面设置。

参照图2和图3，杆体1上设置有若干轴座20，支架2一端转动连接在轴座20上。支架2包括转动杆21和滑动杆22，转动杆21和滑动杆22长度方向平行。转动杆21一端转动连接在轴座20上，轴座20上设置有螺纹件，螺纹件贯穿轴座20和转动杆21，螺纹件上设置有固定螺母，固定螺母设置在轴座20上远离螺纹件一侧。使用人员旋拧固定螺母和螺纹件，能够使固定螺母和螺纹件夹持轴座20和转动杆21，进而使转动杆21转动至特定角度后与轴座20固定。转动杆21上远离轴座20的一侧开设有滑槽211，滑动杆22嵌入并滑动连接在滑槽211内。滑动杆22上设置有让位槽221，让位槽221的开设方向与滑动杆22的长度方向平行。转动杆21上远离轴座20的一端上设置有螺纹件，螺纹件贯穿转动杆21并插入至让位槽221内。螺纹件上设置有固定螺母，固定螺母设置在螺纹件上插入至让位槽221内的一端上。使用人员旋拧螺纹件和固定螺母，能够使螺纹件和固定螺母分别抵接在转动杆21和滑动杆22上，从而起到使转动杆21和滑动杆22相对固定的效果。

参照图3和图4，滑动杆22上远离转动杆21的一端上设置有底架23，底架23的长度方向与支架2的长度方向垂直。底架23上设置有螺杆232，螺杆232的长度方向与支架2的长度方向平行。螺杆232贯穿底架23并与底架23螺纹连接。螺杆232上远离轴座20的一端设置有抵接座231，抵接座231用于抵接在地面上，能够减少支架2抵接在地面上滑移的几率。

参照图5，回转机构3包括回转盘31和连杆32，回转盘31为圆环形结构，回转盘31转动连接在杆体1上远离支架2的一侧上。回转盘31用于围绕杆体1回转。连杆32固定在回转盘31上，连杆32的长度方向与杆体1长度方向垂直，连杆32用于连接转动臂机构4。杆体1上设置有用于驱动回转盘31自动回转的动力机构33，动力机构33包括齿轮一331、齿轮二332和电机333。齿轮一331与回转盘31同轴固定，齿轮一331套设在杆体1上。电机333固定在杆体1上，齿轮二332与电机333的输出轴同轴连接，齿轮一331和齿轮二332啮合。使用人员能够通过电机333带动回转盘31转动，进而使转动臂机构4和竖直监测机构5能够长时间回转，起到自动监测的效果。

参照图5和图6，转动臂机构4包括空心方杆41，若干激光测距仪一42沿空心方杆41长度方向依次间隔设置在空心方杆41上同一侧。空心方杆41上设置有控制器一43，控制器一43与若干激光测距仪一42电连接，控制器一43上连接有存储器，控制器一43用于接收激光测距仪一42的读数并计算读数变化，存储器用于存储数据，从而判断施工质量较差的区域。空心方杆41中开设有空腔411，空心方杆41中部空腔横截面所呈图形为矩形，连杆32横截面所呈图形为矩形，连杆32能够插入空心方杆41中并与空心方杆41过盈配合。通过将连杆32设置为矩形杆，能够减少空心方杆41在回转盘31上回转时以连杆32为轴线转动的效果，进而提升激光测距仪一42的检测精度。空心方杆41一端设置有延伸杆412，延伸杆412的长度方向与空心方杆41的长度方向平行，延伸杆412的横截面与连杆32的横截面尺寸一致，使用人员能够将延伸杆412插入其他空心方杆41中，进而能够连接若干转动臂机构4，从而增加转动臂机构4回转经过的区域面积，起到监测大尺寸基坑01的效果。

参照图7，竖直监测机构5包括竖直架体51，竖直架体51竖直设置，激光测距仪二52沿竖直方向依次间隔设置在竖直架体51上同一侧。竖直架体51上设置有控制器二53，控制器二53上电连接有存储器，激光测距仪二52与控制器二53电连接，控制器二53用于接收激光测距仪二52的读数并计算读数变化，存储器用于存储数据，从而判断基坑01侧壁的施工质量。竖直架体51上一端连接在延伸杆412上，另一端设置有支撑底座6。延伸杆412贯穿竖直架体51，使竖直架体51挂设在转动臂机构4上。支撑底座6起到支撑竖直架体51的效果，能够减少竖直架体51重力压弯转动臂机构4和杆体1的几率。

参照图7和图8，支撑底座6包括伸缩筒61、万向节62、底盘63和若干万向轮64。伸缩筒61的长度方向与竖直架体51的长度方向平行，伸缩筒61包括两个套筒和一个弹簧，套筒互相滑动连接，弹簧设置在套筒中，弹簧两端分别固定在两个套筒中，伸缩筒61的长度能够通过弹簧改变。伸缩筒61一端固定在竖直架体51的下端，另一端与万向节62连接。底盘63一侧与若干万向轮64连接，另一侧与万向节62固定连接，通过使伸缩筒61与底盘63通过万向节62连接，使底盘63在地面上滑动时能够通过万向节62始终支撑伸缩筒61，进而使底盘63倾斜时仍能够通过回转机构3带动而移动。通过在底盘63和竖直架体51之间设置伸缩筒61，使伸缩筒61起到缓冲作用，伸缩筒61能够始终抵接在竖直架体51下端，进而使底盘63在高低不平的区域移动时仍能够支撑竖直架体51。

本申请实施例的实施原理为：通过在杆体1上设置支架2，使用人员能够通过调整支架2使杆体1竖直设置在基坑01圆心处，通过在杆体1上设置回转机构3，使回转机构3能够带动转动臂机构4回转，进而使激光测距仪一42能够扫描基坑01底面并判断基坑01底面的凹凸程度，通过在转动臂机构4的端部设置竖直监测机构5，使竖直监测机构5能够朝向基坑01侧壁转动，进而使激光测距仪二52能够扫描基坑01侧壁并判断施工质量，起到多维度、全面地监测基坑01施工质量的效果。

本申请还公开一种基坑多维度监测装置的使用方法，包括如下步骤：

S1：在基坑01圆心处施工，使基坑01圆心处平整并且水平；

S2：在回转机构3上安装转动臂机构4；

S3：将杆体1竖直设置在基坑01圆心处，通过调整支架2和观察水准泡11使杆体1竖直；

S4:通过动力机构33使回转机构3带动转动臂机构4回转；

S5；通过控制器一43和存储器得到基坑01底部凹凸程度的数据；

S6；使用人员在延伸杆412上安装转动臂机构4，从而增加转动臂机构4监测范围；

S7；在转动臂机构4上安装竖直监测机构5，使激光测距仪二52照射在基坑01侧壁上，使控制器二52和存储器存储数据并计算基坑01侧壁平整程度。

本具体实施方式的实施例均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种基坑多维度监测装置，其特征在于：包括杆体（1），杆体（1）上设置有若干支架（2），支架（2）用于使杆体（1）竖直设置在基坑（01）坑底，杆体（1）上远离支架（2）的一端设置有回转机构（3），回转机构（3）上设置有转动臂机构（4），回转机构（3）用于带动转动臂机构（4）围绕杆体（1）旋转，转动臂机构（4）的长度方向与杆体（1）长度方向垂直，转动臂机构（4）上设置有若干激光测距仪一（42），激光测距仪一（42）沿水平方向设置，激光测距仪一（42）用于竖直照射在基坑（01）底部并测量激光测距仪一（42）至基坑（01）底部的距离，所述回转机构（3）包括回转盘（31）和连杆（32），回转盘（31）转动连接在杆体（1）上，回转盘（31）用于围绕杆体（1）回转，连杆（32）设置在回转盘（31）上，连杆（32）用于连接转动臂机构（4），杆体（1）上设置有用于驱动回转盘（31）转动的动力机构（33），所述动力机构（33）包括齿轮一（331）、齿轮二（332）和电机（333），齿轮一（331）转动连接在杆体（1）上，齿轮一（331）与回转盘（31）同轴连接，电机（333）固定在杆体（1）上，齿轮二（332）与电机（333）的输出轴同轴连接，齿轮一（331）和齿轮二（332）啮合，所述转动臂机构（4）包括空心方杆（41），空心方杆（41）为中空结构，连杆（32）用于插入空心方杆（41）中并与空心方杆（41）过盈配合，若干激光测距仪一（42）沿空心方杆（41）长度方向依次间隔设置在同一侧，所述空心方杆(41)上一端设置有延伸杆(412)，延伸杆(412)的横截面尺寸与连杆(32)的横截面尺寸一致,延伸杆(412)用于插入其他空心方杆(41)中并与其他空心方杆(41)过盈配合，所述空心方杆（41）上设置有竖直监测机构(5)，竖直监测机构(5)包括竖直架体(51),竖直架体（51）竖直设置在转动臂机构（4）上远离杆体（1）的一端上，延伸杆（412）贯穿竖直架体（51）上端且与竖直架体（51）过盈配合，竖直架体（51）上设置有若干激光测距仪二（52），激光测距仪二（52）沿竖直方向依次间隔设置在竖直架体（51）上，所述竖直架体（51）上远离转动臂机构（4）上的一端设置有支撑底座（6），支撑底座（6）包括伸缩筒（61）和底盘（63），伸缩筒（61）竖直设置在竖直架体（51）上远离转动臂机构（4）的一端，伸缩筒（61）上远离竖直架体（51）的一端连接在底盘（63）上，底盘（63）上远离伸缩筒（61）的一端转动连接有若干万向轮（64）。

2.根据权利要求1所述的一种基坑多维度监测装置，其特征在于：所述伸缩筒（61）上远离竖直架体（51）的一端设置有万向节（62），伸缩筒（61）和底盘（63）通过万向节（62）连接。

3.一种如权利要求2所述的基坑多维度监测装置的使用方法，其特征在于：包括如下步骤：

S1：在基坑（01）圆心处施工，使基坑（01）圆心处平整并且水平；

S2：在回转机构（3）上安装转动臂机构（4）；

S3：将杆体（1）竖直设置在基坑（01）圆心处，通过调整支架（2）和观察水准泡（11）使杆体（1）竖直；

S4:通过动力机构（33）使回转机构（3）带动转动臂机构（4）回转；

S5；通过控制器一（43）和存储器得到基坑（01）底部凹凸程度的数据；

S6；使用人员在延伸杆（412）上安装转动臂机构（4），从而增加转动臂机构（4）监测范围；

S7；在转动臂机构（4）上安装竖直监测机构（5），使激光测距仪二（52）照射在基坑（01）侧壁上，使控制器二（53）和存储器存储数据并计算基坑（01）侧壁平整程度。

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