CN113093197A - 一种用于土木工程的超声波测距装置 - Google Patents

一种用于土木工程的超声波测距装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种用于土木工程的超声波测距装置，包括基准座、角度调节组件、高度调节组件、安装盘以及校准与测量组件，其中，所述基准座定位在基准支架上，所述基准座上设置有角度调节组件，所述角度调节组件的输出端能够绕其中心竖轴线进行转动，且与高度调节组件相连，所述高度调节组件的输出端采用安装盘安装有校准与测量组件；所述校准与测量组件至少包括校准仓、超声波测距仪以及校准板，所述超声波测距仪沿校准仓长度方向可移动的设置在校准仓中，且初始状态下所述超声波测距仪与校准板的距离为a，且校准时，利用超声波测距仪与校准板相配合，测得该环境下的校准声波速度，之后抬起校准板，以该校准声波速度进行实际测量。

Description

一种用于土木工程的超声波测距装置
技术领域
本发明涉及超声波测距技术领域，具体是一种用于土木工程的超声波测距装置。
背景技术
在土木工程中，常常需要用到测距装置进行距离测量，而超声波的指向性强，能量消耗缓慢，并且在介质中传播的距离较远，因此常常用于土工工程测量，但是，超声波的飞行速度受周围环境影响，包括温度和气压，而现有的超声波测距仪往往不具有补偿功能，利用其进行测距，其测量值与实际值往往存在差异，当差异较大时，则会影响整体的施工进程，并且在测量前，并无检测设备对超声波测距仪进行检测，从而保证其是以正常状态下进行工作的。
因此，有必要提供一种用于土木工程的超声波测距装置，以解决上述背景技术中提出的问题。
发明内容
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种用于土木工程的超声波测距装置，包括基准座、角度调节组件、高度调节组件、安装盘以及校准与测量组件，其中，所述基准座定位在基准支架上，所述基准座上设置有角度调节组件，所述角度调节组件的输出端能够绕其中心竖轴线进行转动，且与高度调节组件相连，所述高度调节组件的输出端采用安装盘安装有校准与测量组件；
所述校准与测量组件至少包括校准仓、超声波测距仪以及校准板，所述超声波测距仪沿校准仓长度方向可移动的设置在校准仓中，且初始状态下所述超声波测距仪与校准板的距离为a，且校准时，利用超声波测距仪与校准板相配合，测得该环境下的校准声波速度，之后抬起校准板，以该校准声波速度进行实际测量。
进一步，作为优选，所述校准与测量组件还包括移动控制组件以及变量控制组件，其中，所述移动控制组件包括安装座、连接座、伸缩控制器以及滑动爪，所述安装座的一侧与超声波测距仪相连，另一侧通过连接座与伸缩控制器的输出端相连，所述伸缩控制器固定在校准仓上，且所述伸缩控制器的输出端密封滑动穿过校准仓的侧壁，所述安装座上对称固定有滑动爪，所述滑动爪滑动设置在滑槽中，所述滑槽沿校准仓的长度方向开设于校准仓的内壁上，且测量时，调整超声波测距仪的位置，从而测得多组数据。
进一步，作为优选，所述变量控制组件包括三通管与温控器，其中，所述温控器设置于校准仓中，所述三通管的一端与校准仓相连，所述三通管的第一分支与压力控制器相连，第二分支与微型抽吸泵相连，且通过压力控制器以及温控器控制环境变量达到标准值，以便在标准情况下，测得超声波速度是否在阈值范围内，且达标后再进行校准动作。
进一步，作为优选，所述校准板固定在铰接杆上，所述铰接杆转动设置在连接臂上，所述连接臂固定于校准仓上方，且所述铰接杆的转动动作由设置在连接臂上的微控电机进行控制。
进一步，作为优选，所述校准仓靠近校准板的一侧密封连接有密封环。
进一步，作为优选，所述角度调节组件包括转动座、安装座、从动齿轮以及步进电机，其中，所述转动座转动设置在安装座中，所述安装座固定在基准座上，所述转动座上还同轴固定有从动齿轮，所述从动齿轮与主动齿轮相啮合，所述主动齿轮固定在步进电机的输出端，所述步进电机固定在安装座上。
进一步，作为优选，所述高度调节组件包括密封底座、密封筒、活塞杆、导向杆以及流道，其中，所述密封底座固定在转动座上，所述密封底座上密封连接有密封筒，所述密封筒中密封滑动设置有活塞杆，所述活塞杆的中部还开设有导向孔，用于与导向杆密封滑动相连，所述导向杆固定在密封底座上，且所述密封底座上还开设有流道，所述流道的一端与外部泵站相连，另一端伸入密封筒中与控制阀一相连。
进一步，作为优选，所述流道远离外部泵站的一端还延伸有一分支，该分支与连通孔相连通，所述连通孔开设在密封底座的中部，且能够为角度锁紧组件提供锁紧力，所述连通孔中还设置有控制阀二，且外部泵站工作时，先开启控制阀二，后开启控制阀一。
进一步，作为优选，所述角度锁紧组件包括串接管、定位座以及锁紧囊，其中所述串接管的一端与连通孔密封转动相连，另一端采用定位座固定在安装座的底部，所述串接管上至少串接有三个锁紧囊，且所述串接管位于锁紧囊中的部位上开设有多个孔体，所述锁紧囊位于转动座的中部贯通槽中。
进一步，作为优选，所述安装盘的一侧设置有观测仪，用于观测待测量物的位置，所述安装盘的另一侧设置有控制器，用于控制各个电气元件。
与现有技术相比，本发明提供了一种用于土木工程的超声波测距装置，具有以下有益效果：
本装置中，能够对校准与测量组件的测量角度与测量高度进行调节，从而为后续精准测量提供基础，而在实际测量前可通过压力控制器以及温控器控制环境变量达到标准值，以便在标准情况下，测得超声波速度是否在阈值范围内，从而检测出超声波测距仪是否正常工作，且达标后再进行校准动作，校准时，利用超声波测距仪与校准板相配合，测得该环境下的校准声波速度，之后抬起校准板，以该校准声波速度进行实际测量，且测量时，调整超声波测距仪的位置，从而测得多组数据，能够有效的保证超声波测距仪是在正常工作状态下，以实际声波速度进行测量，有效的保证了测量数据的准确性，为土工工程建设提供基础。
附图说明
图1为本发明的整体结构示意图；
图2为图1的下半部分结构示意图；
图3为本发明中校准与测量组件的结构示意图一；
图4为本发明中校准与测量组件的结构示意图二；
图中：1、基准座；2、角度调节组件；3、高度调节组件；4、安装盘；5、观测仪；6、控制器；7、校准与测量组件；8、角度锁紧组件；21、转动座；22、安装座；23、从动齿轮；24、步进电机；31、密封底座；32、密封筒；33、活塞杆；34、导向杆；35、流道；36、控制阀一；37、连通孔；38、控制阀二；81、串接管；82、定位座；83、锁紧囊；71、校准仓；72、安装座；73、连接座；74、伸缩控制器；75、超声波测距仪；76、滑动爪；77、连接臂；78、铰接杆；79、校准板；710、三通管；711、温控器。
具体实施方式
请参阅图1～4，本发明实施例中，一种用于土木工程的超声波测距装置，包括基准座1、角度调节组件2、高度调节组件3、安装盘4以及校准与测量组件7，其中，所述基准座1定位在基准支架上，所述基准座1上设置有角度调节组件2，所述角度调节组件2的输出端能够绕其中心竖轴线进行转动，且与高度调节组件3相连，所述高度调节组件3的输出端采用安装盘4安装有校准与测量组件7；
所述校准与测量组件7至少包括校准仓71、超声波测距仪75以及校准板79，所述超声波测距仪75沿校准仓71长度方向可移动的设置在校准仓71中，且初始状态下所述超声波测距仪75与校准板79的距离为a，且校准时，利用超声波测距仪75与校准板79相配合，测得该环境下的校准声波速度，之后抬起校准板79，以该校准声波速度进行实际测量,具体的，超声波测距仪75与校准板79的距离为a，超声波测距仪的发射声波时间为t1，收到声波时间为t2，从而能够算出该环境下的超声波速度，需要解释的是，在不同环境下，超声波的速度有所不同，如果以标注速度作为此次测量时超声波速度，则会影响实际检测数据，导致在土木工程测量时出现误差，从而产生建筑问题。
另外，如图3，所述校准与测量组件7还包括移动控制组件以及变量控制组件，其中，所述移动控制组件包括安装座72、连接座73、伸缩控制器74以及滑动爪76，所述安装座72的一侧与超声波测距仪75相连，另一侧通过连接座73与伸缩控制器74的输出端相连，所述伸缩控制器74固定在校准仓71上，且所述伸缩控制器74的输出端密封滑动穿过校准仓71的侧壁，所述安装座72上对称固定有滑动爪76，所述滑动爪76滑动设置在滑槽中，所述滑槽沿校准仓71的长度方向开设于校准仓71的内壁上，且测量时，调整超声波测距仪75的位置，从而测得多组数据，具体的，超声波测距仪75在初始状态下测得一个实际数据，移动超声波测距仪75后，再测得一个数据，该数据加上移动值则为实际数据。
本实施例中，所述变量控制组件包括三通管710与温控器711，其中，所述温控器711设置于校准仓71中，所述三通管710的一端与校准仓71相连，所述三通管710的第一分支与压力控制器相连，第二分支与微型抽吸泵相连，且通过压力控制器以及温控器711控制环境变量达到标准值，以便在标准情况下，测得超声波速度是否在阈值范围内，需要注意的是，当环境变量达到标准值时，可根据对照表，观察超声波速度是否在阈值范围内，从而检测出超声波测距仪是否正常工作，且达标后再进行校准动作，而校准时，为了使得校准仓71中的环境与外部环境一致，则打开校准板79，并通过微型抽吸泵进行换气即可。
作为较佳的实施例，所述校准板79固定在铰接杆78上，所述铰接杆78转动设置在连接臂77上，所述连接臂77固定于校准仓71上方，且所述铰接杆78的转动动作由设置在连接臂77上的微控电机进行控制。
作为较佳的实施例，所述校准仓71靠近校准板79的一侧密封连接有密封环。
本实施例中，如图2，所述角度调节组件包括转动座21、安装座22、从动齿轮23以及步进电机24，其中，所述转动座21转动设置在安装座22中，所述安装座22固定在基准座1上，所述转动座21上还同轴固定有从动齿轮23，所述从动齿轮23与主动齿轮相啮合，所述主动齿轮固定在步进电机24的输出端，所述步进电机24固定在安装座22上，在角度调节时，通过步进电机24驱动转动座21进行转动即可，从而为精准测量提供基础。
另外，所述高度调节组件包括密封底座31、密封筒32、活塞杆33、导向杆34以及流道35，其中，所述密封底座31固定在转动座21上，所述密封底座31上密封连接有密封筒32，所述密封筒32中密封滑动设置有活塞杆33，所述活塞杆33的中部还开设有导向孔，用于与导向杆34密封滑动相连，所述导向杆34固定在密封底座31上，且所述密封底座31上还开设有流道35，所述流道35的一端与外部泵站相连，另一端伸入密封筒32中与控制阀一36相连。
而，所述流道35远离外部泵站的一端还延伸有一分支，该分支与连通孔37相连通，所述连通孔37开设在密封底座31的中部，且能够为角度锁紧组件8提供锁紧力，所述连通孔37中还设置有控制阀二38，且外部泵站工作时，先开启控制阀二，后开启控制阀一，在角度调节后，通过外部泵站向流道35中充入流体，开启控制阀二，流体经过连通孔37进入至串接管81中，并使得锁紧囊83膨胀，达到锁紧效果，之后开启控制阀一，流体进入至密封筒32中，从而调节活塞杆33的高度，活塞杆33作为高度调节组件3的输出端，能够改变校准与测量组件7的高度，使得超声波测距仪75达到合适高度。
作为较佳的实施例，所述角度锁紧组件8包括串接管81、定位座82以及锁紧囊83，其中所述串接管81的一端与连通孔37密封转动相连，另一端采用定位座82固定在安装座22的底部，所述串接管81上至少串接有三个锁紧囊83，且所述串接管81位于锁紧囊83中的部位上开设有多个孔体，所述锁紧囊83位于转动座21的中部贯通槽中。
本实施例中，所述安装盘4的一侧设置有观测仪5，用于观测待测量物的位置，所述安装盘4的另一侧设置有控制器6，用于控制各个电气元件。
在具体实施时，先将基准座1定位在基准支架上，随后调节校准与测量组件7的测量角度与测量高度，随后，通过压力控制器以及温控器711控制环境变量达到标准值，以便在标准情况下，测得超声波速度是否在阈值范围内，从而检测出超声波测距仪是否正常工作，且达标后再进行校准动作，校准时，利用超声波测距仪75与校准板79相配合，测得该环境下的校准声波速度，之后抬起校准板79，以该校准声波速度进行实际测量，且测量时，调整超声波测距仪75的位置，从而测得多组数据。
以上所述的，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种用于土木工程的超声波测距装置，其特征在于：包括基准座(1)、角度调节组件(2)、高度调节组件(3)、安装盘(4)以及校准与测量组件(7)，其中，所述基准座(1)定位在基准支架上，所述基准座(1)上设置有角度调节组件(2)，所述角度调节组件(2)的输出端能够绕其中心竖轴线进行转动，且与高度调节组件(3)相连，所述高度调节组件(3)的输出端采用安装盘(4)安装有校准与测量组件(7)；
所述校准与测量组件(7)至少包括校准仓(71)、超声波测距仪(75)以及校准板(79)，所述超声波测距仪(75)沿校准仓(71)长度方向可移动的设置在校准仓(71)中，且初始状态下所述超声波测距仪(75)与校准板(79)的距离为a，且校准时，利用超声波测距仪(75)与校准板(79)相配合，测得该环境下的校准声波速度，之后抬起校准板(79)，以该校准声波速度进行实际测量。
2.根据权利要求1所述的一种用于土木工程的超声波测距装置，其特征在于：所述校准与测量组件(7)还包括移动控制组件以及变量控制组件，其中，所述移动控制组件包括安装座(72)、连接座(73)、伸缩控制器(74)以及滑动爪(76)，所述安装座(72)的一侧与超声波测距仪(75)相连，另一侧通过连接座(73)与伸缩控制器(74)的输出端相连，所述伸缩控制器(74)固定在校准仓(71)上，且所述伸缩控制器(74)的输出端密封滑动穿过校准仓(71)的侧壁，所述安装座(72)上对称固定有滑动爪(76)，所述滑动爪(76)滑动设置在滑槽中，所述滑槽沿校准仓(71)的长度方向开设于校准仓(71)的内壁上，且测量时，调整超声波测距仪(75)的位置，从而测得多组数据。
3.根据权利要求2所述的一种用于土木工程的超声波测距装置，其特征在于：所述变量控制组件包括三通管(710)与温控器(711)，其中，所述温控器(711)设置于校准仓(71)中，所述三通管(710)的一端与校准仓(71)相连，所述三通管(710)的第一分支与压力控制器相连，第二分支与微型抽吸泵相连，且通过压力控制器以及温控器(711)控制环境变量达到标准值，以便在标准情况下，测得超声波速度是否在阈值范围内，且达标后再进行校准动作。
4.根据权利要求1所述的一种用于土木工程的超声波测距装置，其特征在于：所述校准板(79)固定在铰接杆(78)上，所述铰接杆(78)转动设置在连接臂(77)上，所述连接臂(77)固定于校准仓(71)上方，且所述铰接杆(78)的转动动作由设置在连接臂(77)上的微控电机进行控制。
5.根据权利要求1所述的一种用于土木工程的超声波测距装置，其特征在于：所述校准仓(71)靠近校准板(79)的一侧密封连接有密封环。
6.根据权利要求1所述的一种用于土木工程的超声波测距装置，其特征在于：所述角度调节组件包括转动座(21)、安装座(22)、从动齿轮(23)以及步进电机(24)，其中，所述转动座(21)转动设置在安装座(22)中，所述安装座(22)固定在基准座(1)上，所述转动座(21)上还同轴固定有从动齿轮(23)，所述从动齿轮(23)与主动齿轮相啮合，所述主动齿轮固定在步进电机(24)的输出端，所述步进电机(24)固定在安装座(22)上。
7.根据权利要求6所述的一种用于土木工程的超声波测距装置，其特征在于：所述高度调节组件包括密封底座(31)、密封筒(32)、活塞杆(33)、导向杆(34)以及流道(35)，其中，所述密封底座(31)固定在转动座(21)上，所述密封底座(31)上密封连接有密封筒(32)，所述密封筒(32)中密封滑动设置有活塞杆(33)，所述活塞杆(33)的中部还开设有导向孔，用于与导向杆(34)密封滑动相连，所述导向杆(34)固定在密封底座(31)上，且所述密封底座(31)上还开设有流道(35)，所述流道(35)的一端与外部泵站相连，另一端伸入密封筒(32)中与控制阀一(36)相连。
8.根据权利要求7所述的一种用于土木工程的超声波测距装置，其特征在于：所述流道(35)远离外部泵站的一端还延伸有一分支，该分支与连通孔(37)相连通，所述连通孔(37)开设在密封底座(31)的中部，且能够为角度锁紧组件(8)提供锁紧力，所述连通孔(37)中还设置有控制阀二(38)，且外部泵站工作时，先开启控制阀二，后开启控制阀一。
9.根据权利要求8所述的一种用于土木工程的超声波测距装置，其特征在于：所述角度锁紧组件(8)包括串接管(81)、定位座(82)以及锁紧囊(83)，其中所述串接管(81)的一端与连通孔(37)密封转动相连，另一端采用定位座(82)固定在安装座(22)的底部，所述串接管(81)上至少串接有三个锁紧囊(83)，且所述串接管(81)位于锁紧囊(83)中的部位上开设有多个孔体，所述锁紧囊(83)位于转动座(21)的中部贯通槽中。
10.根据权利要求1所述的一种用于土木工程的超声波测距装置，其特征在于：所述安装盘(4)的一侧设置有观测仪(5)，用于观测待测量物的位置，所述安装盘(4)的另一侧设置有控制器(6)，用于控制各个电气元件。
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