CN113266044A - 一种控制探头等距移动的基坑深层水平位移测量装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种控制探头等距移动的基坑深层水平位移测量装置，属于基坑工程技术领域，包括探头、测读设备以及连接所述探头和测读设备的线缆，还包括用于牵引所述线缆的牵引设备，所述牵引设备可控制所述探头沿测斜管的轴向移动；所述牵引设备包括机架、缠绕轮、第一步进电机，导向轮组和竖向移动控制组件，所述线缆缠绕在所述缠绕轮上，所述缠绕轮与所述第一步进电机传动连接，所述第一步进电机按规律等距释放所述线缆，所述竖向移动控制组件控制所述缠绕轮沿机架上下移动。本发明装置可以用于控制探头在测斜管中等距移动，解决了人工测量带来的强度大的问题，还避免了人工带来的操作不稳定性，使得测量结果更为准确。

Description

一种控制探头等距移动的基坑深层水平位移测量装置

技术领域

本发明属于基坑工程技术领域，具体涉及一种控制探头等距移动的基坑深层水平位移测量装置。

背景技术

深层水平位移参数作为基坑监测规范要求的必测项目，在日常的基坑监测外业中占据大部分工作时长。深层水平位移的精确量测可以反映基坑开挖、土层加卸载等造成的土层位移，可用于评估工程施工对周边环境影响的程度。常规测量深层水平位移的方法为，在围护结构或土层中埋设测斜管，测斜管与所在结构或土层协调变形，测斜管主要用于测斜仪探头导向，利用探头量测测斜管中心曲线的水平分量变化情况，以此评价地下结构或土层不同深度的水平位移发展情况。

深层水平位移测量需要人工把探头缓慢放入测斜管中，探头达到底部后，以每50cm为一个测段，测量每个测段的倾斜角度，利用倾斜角度和测段长度即可计算水平偏移量。但是，人工测量中测段定位和探头测角非常耗时，以50m测孔深度为例，外业时间不少于10小时，如出现数据异常还需要返工，传统人工测量深层水平位移费时费力。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种控制探头等距移动的基坑深层水平位移测量装置，可以用于控制探头在测斜管中等距移动，解决了人工测量带来的强度大的问题，还避免了人工带来的操作不稳定性，使得测量结果更为准确。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

本发明一种控制探头等距移动的基坑深层水平位移测量装置，包括探头、测读设备以及连接所述探头和测读设备的线缆，还包括用于牵引所述线缆的牵引设备，所述牵引设备可控制所述探头沿测斜管的轴向移动；所述牵引设备包括机架、缠绕轮、第一步进电机，导向轮组和竖向移动控制组件，所述线缆缠绕在所述缠绕轮上，所述缠绕轮与所述第一步进电机传动连接，所述第一步进电机按规律等距释放所述线缆，所述线缆通过所述导向轮组导向后连接至所述探头，所述竖向移动控制组件控制所述缠绕轮沿机架上下移动。

进一步，所述缠绕轮转动连接至一滑块，所述第一步进电机与所述滑块固定连接，所述第一步进电机的输出端连接至所述缠绕轮，所述滑块与所述机架滑动配合。

进一步，所述机架上设置有两根平行的竖直导向杆，所述滑块上开设有两个与两根所述竖直导向杆分配配合的导向孔。

进一步，所述竖向移动控制组件包括链条、第一链轮、第二链轮、第一链轮支座、第二链轮支座、第二步进电机，所述第一链轮通过第一链轮支座设置在所述机架的下部，所述第二链轮通过第二链轮支座设置在所述机架的上部，所述链条的两头分别与所述第一链轮和第二链轮传动连接，所述第一链轮通过第二步进电机驱动转动，所述链条固定连接至所述滑块用于控制所述滑块上下滑动。

进一步，所述导向轮组包括分别与所述机架转动连接的第一导向轮、第二导向轮和第三导向轮，所述缠绕轮位于机架的底部，所述第一导向轮位于所述缠绕轮的上部左侧，所述第二导向轮位于所述缠绕轮的正上部，所述第三导向轮位于所述缠绕轮的上部右侧，所述线缆从缠绕轮绕出再依次通过第一导向轮、第二导向轮和第三导向轮导向后连接至所述探头。

进一步，所述机架的底部设置有支撑座。

进一步，所述探头包括测斜杆以及安装在所述测斜杆上的测斜传感器，所述测斜传感器为多个且均布在所述侧斜杆的四周

进一步，所述线缆与所述测斜管之间还设置有线缆导向装置，所述线缆导向装置位于所述测斜管的上端开口处。

进一步，所述线缆导向装置包括外圆盘和内套筒，所述外圆盘固定在所述测斜管的内侧，所述外圆盘的内侧形成球形的凹槽，所述内套筒的外侧设置有球形的凸起，所述凸起与所述凹槽配合，所述内套筒的中部开设有供所述线缆通过的通孔。

进一步，所述外圆盘的外侧开设有外螺纹，所述外圆盘与所述测斜管螺纹连接，所述测斜管的上端开设有与所述外圆盘配合的内螺纹，所述测斜管的下端开设有与所述探头配合的导槽。

本发明的有益效果在于：

本发明一种控制探头等距移动的基坑深层水平位移测量装置，所述线缆缠绕在所述缠绕轮上，通过连接第一步进电机，通过编程控制，从而控制第一步进电机的转动频率和间隔，使得缠绕轮可以按规律等距释放所述线缆，从而可以用于控制探头在测斜管中等距移动，解决了人工测量带来的强度大的问题，还避免了人工带来的操作不稳定性，测量结果更为准确。

本发明一种控制探头等距移动的基坑深层水平位移测量装置，所述线缆通过所述导向轮组导向后连接至所述探头，所述竖向移动控制组件控制所述缠绕轮沿机架上下移动，通过控制竖向移动控制组件的位置，还能对探头的位置进行微调，因而不用频繁调整第一步进电机的设定程序，通过竖向移动控制组件与第一步进电机的组合，达到探头可以在任意间距释放探测的目的。

本发明的其他优点、目标和特征将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上对本领域技术人员而言是显而易见的，或者本领域技术人员可以从本发明的实践中得到教导。本发明的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。

附图说明

为了使本发明的目的、技术方案和有益效果更加清楚，本发明提供如下附图进行说明：

图1为本发明装置的结构示意图；

图2为本发明牵引设备的侧视图；

图3为探头的结构示意图；

图4为线缆导向装置的结构示意图；

图5为线缆导向装置的俯视图；

图6为线缆导向装置与斜侧管配合的结构示意图。

附图中标记如下：探头1、测斜杆11、测斜传感器12、线缆2、机架3、缠绕轮4、第一步进电机5、滑块6、竖直导向杆7、竖向移动控制组件8、链条81、第一链轮82、第二链轮83、第一链轮支座84、第二链轮支座85、导向轮组9、第一导向轮91、第二导向轮92、第三导向轮93、支撑座10、线缆导向装置13、外圆盘131、内套筒132、凹槽133、凸起134、通孔135、测斜管14、导槽15。

具体实施方式

如图1～6所示，本发明一种控制探头等距移动的基坑深层水平位移测量装置，包括探头1、测读设备以及连接所述探头1和测读设备的线缆2，还包括用于牵引所述线缆2的牵引设备，所述牵引设备可控制所述探头1沿测斜管14的轴向移动；所述牵引设备包括机架3、缠绕轮4、第一步进电机5，导向轮组9和竖向移动控制组件8，所述线缆2缠绕在所述缠绕轮4上，所述缠绕轮4与所述第一步进电机5传动连接，所述第一步进电机5按规律等距释放所述线缆2，所述线缆2通过所述导向轮组9导向后连接至所述探头1，所述竖向移动控制组件8控制所述缠绕轮4沿机架3上下移动。

本发明一种控制探头等距移动的基坑深层水平位移测量装置，所述线缆2缠绕在所述缠绕轮4上，通过连接第一步进电机5，通过编程控制，从而控制第一步进电机5的转动频率和间隔，使得缠绕轮4可以按规律等距释放所述线缆2，从而可以用于控制探头1在测斜管14中等距移动，解决了人工测量带来的强度大的问题，还避免了人工带来的操作不稳定性，测量结果更为准确。以1m测孔深度为例，缠绕轮4释放一圈为20cm，因此通过控制第一步进电机5转动5圈即可达到1m，中间停止5秒用于测读设备进行读数。通过自动化进行控制，通过比对数据，在数据发生异常时，通过控制系统，还能控制探头1反复进行测量，避免了人工带来的不确定性，极大提高了测量效率。

本发明一种控制探头等距移动的基坑深层水平位移测量装置，所述线缆2通过所述导向轮组9导向后连接至所述探头1，所述竖向移动控制组件8控制所述缠绕轮4沿机架3上下移动，通过控制竖向移动控制组件8的位置，还能对探头1的位置进行微调，因而不用频繁调整第一步进电机5的设定程序，通过竖向移动控制组件8与第一步进电机5的组合，达到探头1可以在任意间距释放探测的目的。

本实施例中，所述缠绕轮4转动连接至一滑块6，所述第一步进电机5与所述滑块6固定连接，滑块6上开设有与所述机架3配合的滑槽，所述第一步进电机5的输出端连接至所述缠绕轮4，所述滑块6与所述机架3滑动配合，让缠绕轮4在上下移动时更为稳定。

本实施例中，所述机架3上设置有两根平行的竖直导向杆7，所述滑块6上开设有两个与两根所述竖直导向杆7分配配合的导向孔，进一步提高了缠绕轮4移动的稳定性，使得释放线缆2的位移得到准确控制，保证了测量结果的准确性。

本实施例中，所述竖向移动控制组件8包括链条81、第一链轮82、第二链轮83、第一链轮支座84、第二链轮支座85、第二步进电机，所述第一链轮82通过第一链轮支座84设置在所述机架3的下部，第一链轮支座84固定在所述机架3的下部，第一链轮82与所述第一链轮支座84转动连接。所述第二链轮83通过第二链轮支座85设置在所述机架3的上部，第二链轮支座85固定在所述机架3的上部，第二链轮83与所述第二链轮支座85转动连接。所述链条81的两头分别与所述第一链轮82和第二链轮83传动连接，具体结构部如图所示，所述第一链轮82通过第二步进电机驱动转动，所述链条81固定连接至所述滑块6用于控制所述滑块6上下滑动，通过链条81的带动，传动稳定性好，适合较长跨度距离的传动。

本实施例中，所述导向轮组9包括分别与所述机架3转动连接的第一导向轮91、第二导向轮92和第三导向轮93，所述缠绕轮4位于机架3的底部，所述第一导向轮91位于所述缠绕轮4的上部左侧，所述第二导向轮92位于所述缠绕轮4的正上部，所述第三导向轮93位于所述缠绕轮4的上部右侧，所述线缆2从缠绕轮4绕出再依次通过第一导向轮91、第二导向轮92和第三导向轮93导向后连接至所述探头1，通过第三导向轮93的导向，使得探头1在重力的作用下可以时刻沿着竖直方向，进入测斜管14后，不会对测量过程造成干扰。

本实施例中，所述机架3的底部设置有支撑座10，用于对整体结构进行支撑，防止晃动。

本实施例中，所述探头1包括测斜杆11以及安装在所述测斜杆11上的测斜传感器12，所述测斜传感器12为多个且均布在所述侧斜杆的四周。通过设置多个测斜传感器12，即便测斜管14发生一定的扭转，也能减小因为测斜角度变小带来的测量不准确的问题，从而建立多传感器的模型，可以获得高精度的角度并推得正确的水平位移。

本实施例中，所述线缆2与所述测斜管14之间还设置有线缆导向装置13，所述线缆导向装置13位于所述测斜管14的上端开口处。所述线缆导向装置13包括外圆盘131和内套筒132，所述外圆盘131固定在所述测斜管14的内侧，所述外圆盘131的内侧形成球形的凹槽133，所述内套筒132的外侧设置有球形的凸起134，所述凸起134与所述凹槽133配合，所述内套筒132的中部开设有供所述线缆2通过的通孔135。通过设置线缆导向装置13，可以避免线缆2与测斜管14的内壁接触，使得位移长度得到保证，增加测量结果的稳定性。本实施例中，通孔135的直径大小略大于线缆2的直径大小，通过将外圆盘131与内套筒132之间进行配合，可以将线缆2与测斜管14内壁之间的间隙进行封堵，避免了杂质进入后干扰测量的顺利进行。

本实施例中，所述外圆盘131的外侧开设有外螺纹，所述外圆盘131与所述测斜管14螺纹连接，所述测斜管14的上端开设有与所述外圆盘131配合的内螺纹，所述测斜管14的下端开设有与所述探头1配合的导槽15。

最后说明的是，以上优选实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管通过上述优选实施例已经对本发明进行了详细的描述，但本领域技术人员应当理解，可以在形式上和细节上对其作出各种各样的改变，而不偏离本发明权利要求书所限定的范围。

Claims (10)

1.一种控制探头等距移动的基坑深层水平位移测量装置，包括探头、测读设备以及连接所述探头和测读设备的线缆，其特征在于：还包括用于牵引所述线缆的牵引设备，所述牵引设备可控制所述探头沿测斜管的轴向移动；所述牵引设备包括机架、缠绕轮、第一步进电机，导向轮组和竖向移动控制组件，所述线缆缠绕在所述缠绕轮上，所述缠绕轮与所述第一步进电机传动连接，所述第一步进电机按规律等距释放所述线缆，所述线缆通过所述导向轮组导向后连接至所述探头，所述竖向移动控制组件控制所述缠绕轮沿机架上下移动。

2.根据权利要求1所述的一种控制探头等距移动的基坑深层水平位移测量装置，其特征在于：所述缠绕轮转动连接至一滑块，所述第一步进电机与所述滑块固定连接，所述第一步进电机的输出端连接至所述缠绕轮，所述滑块与所述机架滑动配合。

3.根据权利要求2所述的一种控制探头等距移动的基坑深层水平位移测量装置，其特征在于：所述机架上设置有两根平行的竖直导向杆，所述滑块上开设有两个与两根所述竖直导向杆分配配合的导向孔。

4.根据权利要求2所述的一种控制探头等距移动的基坑深层水平位移测量装置，其特征在于：所述竖向移动控制组件包括链条、第一链轮、第二链轮、第一链轮支座、第二链轮支座、第二步进电机，所述第一链轮通过第一链轮支座设置在所述机架的下部，所述第二链轮通过第二链轮支座设置在所述机架的上部，所述链条的两头分别与所述第一链轮和第二链轮传动连接，所述第一链轮通过第二步进电机驱动转动，所述链条固定连接至所述滑块用于控制所述滑块上下滑动。

5.根据权利要求1所述的一种控制探头等距移动的基坑深层水平位移测量装置，其特征在于：所述导向轮组包括分别与所述机架转动连接的第一导向轮、第二导向轮和第三导向轮，所述缠绕轮位于机架的底部，所述第一导向轮位于所述缠绕轮的上部左侧，所述第二导向轮位于所述缠绕轮的正上部，所述第三导向轮位于所述缠绕轮的上部右侧，所述线缆从缠绕轮绕出再依次通过第一导向轮、第二导向轮和第三导向轮导向后连接至所述探头。

6.根据权利要求1所述的一种控制探头等距移动的基坑深层水平位移测量装置，其特征在于：所述机架的底部设置有支撑座。

7.根据权利要求1所述的一种控制探头等距移动的基坑深层水平位移测量装置，其特征在于：所述探头包括测斜杆以及安装在所述测斜杆上的测斜传感器，所述测斜传感器为多个且均布在所述侧斜杆的四周。

8.根据权利要求1-7任一项所述的一种控制探头等距移动的基坑深层水平位移测量装置，其特征在于：所述线缆与所述测斜管之间还设置有线缆导向装置，所述线缆导向装置位于所述测斜管的上端开口处。

9.根据权利要求8所述的一种控制探头等距移动的基坑深层水平位移测量装置，其特征在于：所述线缆导向装置包括外圆盘和内套筒，所述外圆盘固定在所述测斜管的内侧，所述外圆盘的内侧形成球形的凹槽，所述内套筒的外侧设置有球形的凸起，所述凸起与所述凹槽配合，所述内套筒的中部开设有供所述线缆通过的通孔。

10.根据权利要求9所述的一种控制探头等距移动的基坑深层水平位移测量装置，其特征在于：所述外圆盘的外侧开设有外螺纹，所述外圆盘与所述测斜管螺纹连接，所述测斜管的上端开设有与所述外圆盘配合的内螺纹，所述测斜管的下端开设有与所述探头配合的导槽。

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