CN113155055A - 一种基于bim的建筑物数据监测装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及建筑监测技术领域，且公开了一种基于BIM的建筑物数据监测装置，包括激光扫描仪、承载台和圆环，圆环的内侧设有圆球，圆环的内侧边角处均开设有环形槽，且环形槽与圆球的侧壁相配合，圆球的侧壁竖直固定连接有转轴，转轴的上端通过阻尼轴承与承载台的下端转动连接，承载台的上端与激光扫描仪的下端连接，圆环内竖直套接有吊杆，吊杆的上端与圆球的一侧固定连接，吊杆的下端固定连接有配重球，转轴的轴壁上套接有压环。该基于BIM的建筑物数据监测装置，可以快速在建筑物附近建立数据监测点，有利于监测装置在不同时期采集到建筑物在同一位置和角度的数据信息，还可以方便用户快速调整监测设备。

Description

一种基于BIM的建筑物数据监测装置

技术领域

本发明涉及建筑监测技术领域，具体为一种基于BIM的建筑物数据监测装置。

背景技术

地面三维激光扫描系统是一种集多种高新测绘技术与一体的新型综合测量技术，可以进行大面积高密度空间三维数据的采集，也适用于危险地域或人员很难到达的地方进行数据扫描，且扫描到的点云数据具有点位测量精度高、数据扫描速度快、采集密度大、能全天候作业等特点，数据含有真彩色信息和纹理信息，使地形信息表达更加的形象，该技术已经逐渐应用于各种建筑物变形监测中，是继GPS后测绘领域的又一项技术创新，三维激光扫描系统得到的是海量点云数据，需要经过由于受测量环境、待测区域的面积、表面粗糙度和自身测量系统的影响，往往采集到的数据并不能直接拿来用，且不同测站所测的点云并不在统一坐标系下。我们需要对点云数据进行预处理，点云数据的处理步骤主要包括点云的数据拼接、点云数据滤波、点云数据精简、点云数据分割和曲面模型的建立五个部分，最后在经过专业的软件进行处理后即可完成立体模型的建立，因此在检测建筑物变形量时，获取并对比两个时期内同一建筑物的立体模型的数据，即可监测建筑物在服役期间的形变量，有利于采用BIM技术管理建筑物。

目前，使用三维激光扫描仪采集建筑物数据时，激光扫描仪的多为便携的三角架，由于三脚架的真题高度以及支腿的开合角度均受人为操控，导致每次将三脚架支撑在地面的地点无法准确锁定，因此难以在同一地点采集建筑物不同时期的数据，因此会影响监测到的建筑物数据的精确度，并且在监测时也不方便调节三维激光扫描仪在水平方向上的角度。

发明内容

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种基于BIM的建筑物数据监测装置，具备使用方便，能在不同时期监测建筑物同一地点的数据，在监测时能快速调整三维激光扫描仪的水平角度等优点，解决了难以在同一地点采集建筑物不同时期的数据，因此会影响监测到的建筑物数据的精确度，并且在监测时也不方便调节三维激光扫描仪在水平方向上的角度。的问题。

(二)技术方案

为实现上述的目的，本发明提供如下技术方案：一种基于BIM的建筑物数据监测装置，包括激光扫描仪、承载台和圆环，所述圆环的内侧设有圆球，所述圆环的内侧边角处均开设有环形槽，且环形槽与圆球的侧壁相配合，所述圆球的侧壁竖直固定连接有转轴，所述转轴的上端通过阻尼轴承与承载台的下端转动连接，所述承载台的上端与激光扫描仪的下端连接，所述圆环内竖直套接有吊杆，所述吊杆的上端与圆球的一侧固定连接，所述吊杆的下端固定连接有配重球，所述转轴的轴壁上套接有压环，所述压环的侧壁连接有定位机构，所述圆环的侧壁对称固定连接有两个固定杆，所述圆环的下方设有横杆，所述横杆两端均竖直固定连接有矩形杆，两个所述矩形杆的上端分别与两个固定杆的下端固定连接，所述矩形杆的杆壁上滑动套接有矩形管，所述横杆的一侧设有连接杆，所述连接杆的杆壁上连接有支撑机构。

优选的，所述定位机构包括两个导向杆，两个所述导向杆的上端均与压环下端相对的两侧固定连接，所述圆环的侧壁通过两个导向孔分别与两个导向杆的杆壁滑动套接，所述导向杆的下端穿过导向孔并固定连接有连接块，所述连接块的上端固定连接有弹簧，所述弹簧的上端与固定杆的下端固定连接，所述固定杆的杆壁上固定连接有内螺纹管，所述内螺纹管的管壁上套接有套管，所述套管的管壁上固定连接有定位块，所述套管内套接有手拧螺栓，所述手拧螺栓延伸至套管内并与内螺纹管螺纹连接。

优选的，所述支撑机构包括两个支撑杆，两个所述支撑杆的杆壁上均固定连接有限位块，且限位块的一侧与连接杆的一端固定连接，所述限位块的一侧开设有直角缺口，所述直角缺口与支撑杆的杆壁之间形成一个卡接部，所述支撑杆和限位块通过卡接部与矩形管的管口处卡接，所述矩形杆的杆壁上开设有条形槽，所述支撑杆位于条形槽内，所述条形槽内固定连接有定位轴，所述支撑杆的杆壁上开设有条形通孔，所述支撑杆通过条形通孔与定位轴的轴壁转动连接，所述矩形管内设有棱锥，所述棱锥与支撑杆的下端固定连接。

优选的，所述连接杆的杆壁上通过销钉转动连接有限位条，所述限位条的一侧固定连接有卡块，且卡块的上端固定连接有弧形凸块，所述限位条的上端固定连接有制动板，所述横杆的杆壁上开设有限位槽，所述限位槽与卡块相配合。

优选的，所述转轴的轴壁上设有蜗轮，所述蜗轮的上端与承载台的下端固定连接，所述蜗轮的中心处通过圆孔与转轴的轴壁滑动套接，所述转轴的轴壁上固定连接有支撑架，所述支撑架的一侧通过滚动轴承转动连接有蜗杆，所述蜗杆与蜗轮啮合，所述蜗杆的一端穿过滚动轴承并同轴心固定连接有手轮。

优选的，所述横杆的杆壁上对称固定连接有两个限位拉绳，两个所述限位拉绳远离横杆的一端均与连接杆的杆壁固定连接。

(三)有益效果

与现有技术相比，本发明提供了一种基于BIM的建筑物数据监测装置，具备以下有益效果：

1、本发明在使用的时候，将矩形管埋设在监测点的地面上，需要采集建筑物数据时，将矩形杆插入套管内，然后用手按拉动压环，解除压环对圆球的定位左右，此时在配重球的重力作用下，吊杆保持竖直向下，此时吊杆拉动圆球在圆环内发生滑动，此时吊杆保持竖直向下，设置在圆球上端的转轴带动承载台保持水平状态，进而使得安装在承载台上的激光扫描仪的扫描方向处于水平状态，然后松开压环即可对重新对圆球进行定位，方式在使用激光扫描仪时承载台发生位移，用手转动旋钮带动蜗杆旋转，蜗杆旋转带动涡轮使承载台旋转，承载台旋转带动激光扫描仪旋转，进而能够调整激光扫描仪的扫描角度，方便用户使用。

2、本发明设置有的定位机构，在使用时，用手拉动压环时，压环受力带动导向杆移动，导向杆移动带动连接块移动挤压弹簧收缩，进而使得压环与圆球分离，使得在配重球的重力作用下，吊杆能够带动圆球移动，使承载台保持水平状态，方便用户使用，在吊杆的姿态稳定后，松开压环，此时弹簧发生弹性复位推动连接块移动，连接块移动时带动导向杆使压环复位，进而能够利用压环重新对圆球起到定位作用，定位后，用手拧动手拧螺栓在内螺纹管内旋转，手拧螺栓与内螺纹管相互作用时挤压套管，套管受力带动定位块挤压压环，进而能够使压环压紧圆球，防止承载台受力发生位移。

3、本发明设置有的支撑机构，在使用时，矩形杆插入矩形管内，支撑杆位于条形槽内并随矩形杆一同插入到矩形管内，此时支撑杆上的限位块能够利用直角缺口与矩形管的管口处卡接，此时用手推动制动板使限位条摆动，限位条摆动时带动卡块与限位槽卡接，进而能够利用限位条和卡块与限位槽配合，对连接杆进行定位，从而能够使得支撑杆无法在条形槽内滑动，进而能够使限位块与支撑杆配合对矩形杆进行定位，限制矩形杆插入到矩形管内的深度，需要在地面进行测量时，直接将用手拉动连接杆使限位块移动，限位块移动时带动支撑杆围绕定位轴摆动，进而使得支撑杆与矩形杆呈三角形结构放置在地面，然后利用定位机构快速对承载台进行调平即可使用，从而能够提监测装置的使用范围。

附图说明

图1为本发明提出的一种基于BIM的建筑物数据监测装置结构示意图；

图2为本发明提出的一种基于BIM的建筑物数据监测装置图1的后视图；

图3为本发明提出的一种基于BIM的建筑物数据监测装置图2中支撑机构的结构示意图；

图4为本发明提出的一种基于BIM的建筑物数据监测装置图1中定位机构的结构示意图；

图5为本发明提出的一种基于BIM的建筑物数据监测装置图5中套管、定位块和内螺纹管的结构示意图；

图6为本发明提出的一种基于BIM的建筑物数据监测装置图2中A处的结构放大图；

图7为本发明提出的一种基于BIM的建筑物数据监测装置的一种使用效果图。

图中：1、矩形杆；2、矩形管；3、横杆；4、配重球；5、导向杆；6、连接块；7、弹簧；8、固定杆；9、手拧螺栓；10、激光扫描仪；11、承载台；12、压环；13、圆环；14、吊杆；15、限位拉绳；16、套管；17、条形槽；18、支撑杆；19、限位块；20、连接杆；21、棱锥；22、条形通孔；23、定位轴；24、蜗杆；25、支撑架；26、圆球；27、转轴；28、定位块；29、蜗轮；30、内螺纹管；31、制动板；32、限位条；33、卡块；34、弧形凸块；35、限位槽。

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。

实施例1：

参照图1至图7，一种基于BIM的建筑物数据监测装置，包括激光扫描仪10、承载台11和圆环13，圆环13的内侧设有圆球26，圆环13的内侧边角处均开设有环形槽，且环形槽与圆球26的侧壁相配合，圆球26的侧壁竖直固定连接有转轴27，转轴27的上端通过阻尼轴承与承载台11的下端转动连接，转轴27的轴壁上设有蜗轮29，蜗轮29的上端与承载台11的下端固定连接，蜗轮29的中心处通过圆孔与转轴27的轴壁滑动套接，转轴27的轴壁上固定连接有支撑架25，支撑架25的一侧通过滚动轴承转动连接有蜗杆24，蜗杆24与蜗轮29啮合，蜗杆24的一端穿过滚动轴承并同轴心固定连接有手轮，承载台11的上端与激光扫描仪10的下端连接，圆环13内竖直套接有吊杆14，吊杆14的上端与圆球26的一侧固定连接，吊杆14的下端固定连接有配重球4，转轴27的轴壁上套接有压环12，压环12的侧壁连接有定位机构，圆环13的侧壁对称固定连接有两个固定杆8，圆环13的下方设有横杆3，横杆3两端均竖直固定连接有矩形杆1，两个矩形杆1的上端分别与两个固定杆8的下端固定连接，矩形杆1的杆壁上滑动套接有矩形管2，横杆3的一侧设有连接杆20，连接杆20的杆壁上连接有支撑机构。

本发明在使用的时候，将矩形管2埋设在监测点的地面上，需要采集建筑物数据时，将矩形杆1插入矩形管2内，然后用手按拉动压环12，解除压环12对圆球26的定位左右，此时在配重球4的重力作用下，吊杆14保持竖直向下，此时吊杆14拉动圆球26在圆环13内发生滑动，此时吊杆14保持竖直向下，设置在圆球26上端的转轴27带动承载台11保持水平状态，进而使得安装在承载台11上的激光扫描仪10的扫描方向处于水平状态，然后松开压环12即可对重新对圆球26进行定位，方防止使用激光扫描仪10时承载台11发生位移，用手转动旋钮带动蜗杆24旋转，蜗杆24旋转带动蜗轮29使承载台11旋转，承载台11旋转带动激光扫描仪10旋转，进而能够调整激光扫描仪10的扫描角度，方便用户使用。

实施例2：基于实施例1有所不同的是；

参照图4和图5，定位机构包括两个导向杆5，两个导向杆5的上端均与压环12下端相对的两侧固定连接，圆环13的侧壁通过两个导向孔分别与两个导向杆5的杆壁滑动套接，导向杆5的下端穿过导向孔并固定连接有连接块6，连接块6的上端固定连接有弹簧7，弹簧7的上端与固定杆8的下端固定连接，固定杆8的杆壁上固定连接有内螺纹管30，内螺纹管30的管壁上套接有套管16，套管16的管壁上固定连接有定位块28，套管16内套接有手拧螺栓9，手拧螺栓9延伸至套管16内并与内螺纹管30螺纹连接。

本发明设置有的定位机构，在使用时，用手拉动压环12时，压环12受力带动导向杆5移动，导向杆5移动带动连接块6移动挤压弹簧7收缩，进而使得压环与圆球26分离，使得在配重球4的重力作用下，吊杆14能够带动圆球26移动，使承载台11保持水平状态，方便用户使用，在吊杆14的姿态稳定后，松开压环12，此时弹簧7发生弹性复位推动连接块6移动，连接块6移动时带动导向杆5使压环12复位，进而能够利用压环12重新对圆球26起到定位作用，定位后，用手拧动手拧螺栓9在内螺纹管30内旋转，手拧螺栓9与内螺纹管30相互作用时挤压套管16，套管16受力带动定位块28挤压压环12，进而能够使压环12压紧圆球26，防止承载台11受力发生位移。

实施例3：基于实施例1有所不同的是；

参照图1至图3，支撑机构包括两个支撑杆18，两个支撑杆18的杆壁上均固定连接有限位块19，且限位块19的一侧与连接杆20的一端固定连接，限位块19的一侧开设有直角缺口，直角缺口与支撑杆18的杆壁之间形成一个卡接部，支撑杆18和限位块19通过卡接部与矩形管2的管口处卡接，矩形杆1的杆壁上开设有条形槽17，支撑杆18位于条形槽17内，条形槽17内固定连接有定位轴23，支撑杆18的杆壁上开设有条形通孔22，支撑杆18通过条形通孔22与定位轴23的轴壁转动连接，矩形管2内设有棱锥21，棱锥21与支撑杆18的下端固定连接，连接杆20的杆壁上通过销钉转动连接有限位条32，限位条32的一侧固定连接有卡块33，且卡块33的上端固定连接有弧形凸块34，限位条32的上端固定连接有制动板31，横杆3的杆壁上开设有限位槽35，限位槽35与卡块33相配合，横杆3的杆壁上对称固定连接有两个限位拉绳15，两个限位拉绳15远离横杆3的一端均与连接杆20的杆壁固定连接。

本发明设置有的支撑机构，在使用时，矩形杆1插入矩形管2内，支撑杆18位于条形槽17内并随矩形杆1一同插入到矩形管2内，此时支撑杆18上的限位块19能够利用直角缺口与矩形管2的管口处卡接，此时用手推动制动板31使限位条32摆动，限位条32摆动时带动卡块33与限位槽35卡接，进而能够利用限位条32和卡块33与限位槽35配合，对连接杆20进行定位，从而能够使得支撑杆18无法在条形槽17内滑动，进而能够使限位块19与支撑杆18配合对矩形杆1进行定位，限制矩形杆1插入到矩形管2内的深度，需要在地面进行测量时，直接将用手拉动连接杆20使限位块19移动，限位块19移动时带动支撑杆18围绕定位轴23摆动，进而使得支撑杆18与矩形杆1呈三角形结构放置在地面(如图7所示)，然后利用定位机构快速对承载台11进行调平即可使用，从而能够提监测装置的使用范围。

需要说明的是，术语“包括”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

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 (6)

1.一种基于BIM的建筑物数据监测装置，包括激光扫描仪(10)、承载台(11)和圆环(13)，其特征在于：所述圆环(13)的内侧设有圆球(26)，所述圆环(13)的内侧边角处均开设有环形槽，且环形槽与圆球(26)的侧壁相配合，所述圆球(26)的侧壁竖直固定连接有转轴(27)，所述转轴(27)的上端通过阻尼轴承与承载台(11)的下端转动连接，所述承载台(11)的上端与激光扫描仪(10)的下端连接，所述圆环(13)内竖直套接有吊杆(14)，所述吊杆(14)的上端与圆球(26)的一侧固定连接，所述吊杆(14)的下端固定连接有配重球(4)，所述转轴(27)的轴壁上套接有压环(12)，所述压环(12)的侧壁连接有定位机构，所述圆环(13)的侧壁对称固定连接有两个固定杆(8)，所述圆环(13)的下方设有横杆(3)，所述横杆(3)两端均竖直固定连接有矩形杆(1)，两个所述矩形杆(1)的上端分别与两个固定杆(8)的下端固定连接，所述矩形杆(1)的杆壁上滑动套接有矩形管(2)，所述横杆(3)的一侧设有连接杆(20)，所述连接杆(20)的杆壁上连接有支撑机构。

2.根据权利要求1所述的一种基于BIM的建筑物数据监测装置，其特征在于：所述定位机构包括两个导向杆(5)，两个所述导向杆(5)的上端均与压环(12)下端相对的两侧固定连接，所述圆环(13)的侧壁通过两个导向孔分别与两个导向杆(5)的杆壁滑动套接，所述导向杆(5)的下端穿过导向孔并固定连接有连接块(6)，所述连接块(6)的上端固定连接有弹簧(7)，所述弹簧(7)的上端与固定杆(8)的下端固定连接，所述固定杆(8)的杆壁上固定连接有内螺纹管(30)，所述内螺纹管(30)的管壁上套接有套管(16)，所述套管(16)的管壁上固定连接有定位块(28)，所述套管(16)内套接有手拧螺栓(9)，所述手拧螺栓(9)延伸至套管(16)内并与内螺纹管(30)螺纹连接。

3.根据权利要求1所述的一种基于BIM的建筑物数据监测装置，其特征在于：所述支撑机构包括两个支撑杆(18)，两个所述支撑杆(18)的杆壁上均固定连接有限位块(19)，且限位块(19)的一侧与连接杆(20)的一端固定连接，所述限位块(19)的一侧开设有直角缺口，所述直角缺口与支撑杆(18)的杆壁之间形成一个卡接部，所述支撑杆(18)和限位块(19)通过卡接部与矩形管(2)的管口处卡接，所述矩形杆(1)的杆壁上开设有条形槽(17)，所述支撑杆(18)位于条形槽(17)内，所述条形槽(17)内固定连接有定位轴(23)，所述支撑杆(18)的杆壁上开设有条形通孔(22)，所述支撑杆(18)通过条形通孔(22)与定位轴(23)的轴壁转动连接，所述矩形管(2)内设有棱锥(21)，所述棱锥(21)与支撑杆(18)的下端固定连接。

4.根据权利要求1所述的一种基于BIM的建筑物数据监测装置，其特征在于：所述连接杆(20)的杆壁上通过销钉转动连接有限位条(32)，所述限位条(32)的一侧固定连接有卡块(33)，且卡块(33)的上端固定连接有弧形凸块(34)，所述限位条(32)的上端固定连接有制动板(31)，所述横杆(3)的杆壁上开设有限位槽(35)，所述限位槽(35)与卡块(33)相配合。

5.根据权利要求1所述的一种基于BIM的建筑物数据监测装置，其特征在于：所述转轴(27)的轴壁上设有蜗轮(29)，所述蜗轮(29)的上端与承载台(11)的下端固定连接，所述蜗轮(29)的中心处通过圆孔与转轴(27)的轴壁滑动套接，所述转轴(27)的轴壁上固定连接有支撑架(25)，所述支撑架(25)的一侧通过滚动轴承转动连接有蜗杆(24)，所述蜗杆(24)与蜗轮(29)啮合，所述蜗杆(24)的一端穿过滚动轴承并同轴心固定连接有手轮。

6.根据权利要求1所述的一种基于BIM的建筑物数据监测装置，其特征在于：所述横杆(3)的杆壁上对称固定连接有两个限位拉绳(15)，两个所述限位拉绳(15)远离横杆(3)的一端均与连接杆(20)的杆壁固定连接。

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