CN114229364B - 一种用于无线位移传感器安装的自动化导轨和方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于无线位移传感器安装的自动化导轨和方法，包括纵向轨道、横向轨道、水平支撑架、竖向支撑架、螺栓、轨道小车、控制平台。本发明引入了自动控制体系，实现了无线位移传感器的自动化安装；本发明采用了轨道系统，摒弃了人工安装夹具带来的竖向高度上误差，保证了位移传感器处于同一高度水平面上；本发明的自动化控制系统，克服了手工安装带来的平面位置上误差，减少无线位移传感器的调试时间，显著提高试验效率；本发明便于拆卸和安装，实现了自动化导轨的循环利用，试验完成后可进行回收，绿色环保。
Description
技术领域
本发明是涉及传感器安装领域，特别是涉及一种用于无线位移传感器安装的自动化导轨和方法。
背景技术
在试验室内开展盾构隧道开挖试验时，监测土体的位移是一项重要内容。为了保证监测结果的准确性，必须充分试验前的准备工作。尤其是无线位移传感器的安装和调试，决定了位移监测结果的可信度和有效性。一般会采用人工安装无线位移传感器，首先搭建圆钢管支架，然后采用独立的夹具将无线位移传感器固定在圆钢管支架上，最后在调整夹具的方向至适合的位置。
在人工安装无线位移传感器过程中，由于人工安装的误差，容易导致无线位移传感器安装的平面位置产生偏差。采用夹具安装无线位移传感器时，需要一个一个夹具依次安装和调试，在竖向高度上不能保证处于无线位移传感器同一个高度上。同时当安装无线位移传感器数量较多时，非常耗费时间，安装难度也很大。
为此，本发明提出一种用于无线位移传感器安装的自动化导轨和方法，首先可以保证无线位移传感器位于同一个高程平面上，同时可以自动调整无线位移传感器的平面位置，精准定位到监测点，避免人为安装产生的误差，提高无线位移传感器测量安装位置的精确度，保证监测结果的可信度，较快试验进度提高试验效率。
发明内容
本发明提供一种用于无线位移传感器安装的自动化导轨和方法，用于无线位移传感器的自动化安装，避免人工安装的误差，提高试验准确度和试验效率。
为实现本发明之目的，采用以下技术方案予以实现：
一种用于无线位移传感器安装的自动化导轨，包括纵向轨道、横向轨道、水平支撑架、竖向支撑架、螺栓、轨道小车、控制平台。
所述纵向轨道包括多根纵向的轨道，为无线位移传感器纵向调整提供轨道。纵向轨道与横向轨道形成榫卯结构，架设横向轨道的卡槽中。纵向轨道和横向轨道组成轨道系统的基本框架，为无线位移传感器的安装提供轨道体系。
所述横向轨道包括多根横向的轨道，为无线位移传感器横向调整提供轨道。横向轨道通过预留的螺栓孔，用螺栓固定安装在在两根水平支撑架之间，从而使得横向轨道固定形成一个整体。
水平支撑架包括多根水平支撑架，为自动化轨道的安装提供水平支撑。水平支撑架通过预留的螺栓孔，用螺栓与竖向支撑架连接，形成自动化导轨的支撑体系，
竖向支撑架包括多根竖向支撑架，为自动化轨道的安装提供竖向支撑。竖向支撑架上预留多个螺栓孔，通过螺栓将水平支撑架固定，可以调整自动化轨道体系的竖向安装高度。
轨道小车用于无线位移传感器的移动，接受控制平台的指令将无线位移传感器安装到监测点。轨道小车由侧壁板、滑动底板和万向轮组成。侧壁板由多块侧板组成，形成一个矩形空间，用于无线位移传感器的固定。滑动底板可以在小车底部滑动伸缩，当轨道小车移动到监测点时，滑动底板打开，将无线位移传感器放置于监测点。万向轮安装在轨道小车的底板四个角部位置，保证轨道小车可在轨道体系内移动，用于无线位移传感器位置的调整。
一种用于无线位移传感器安装的试验方法，包括试验目的、试验方案、试验步骤。
其试验目的旨在实现对无线位移传感器自动化调整，保证无线位移传感器处于规定的监测位置。
其试验方案包括：无线位移传感器的三维空间布置方案。
其试验步骤包括：确定无线位移传感器竖向位置阶段，确定无线位移传感器横向位置阶段和确定无线位移传感器纵向位置阶段。
无线位移传感器的三维空间布置方案：自动化导轨竖向位置处于填土高度以上3D的位置；沿着横向轨道方向，监测点分别位于-4D，-2D，0，1D和3D对应的位置上；沿着纵向轨道方向，监测点分别位于2D，4D，6D，8D和10D对应的位置上。D为盾构隧道直径。
该试验方法包括以下试验步骤：
Step 1：安装竖向支撑架和横向支撑架；
Step 2：安装横向导轨和纵向导轨；
Step 3：对监测点位进行编号，形成二维矩阵m(i,j)；
Step 4：选择从第i行开始安装无线传感器；
Step 5：安装第i行第j列传感器，直到第i行安装完成；
Step 6：i增加1，重复步骤4-5；
Step 7：无线位移传感器安装完毕。
本发明的优点在于：
本发明提出了一种用于无线位移传感器安装的自动化导轨和方法。①本发明引入了自动控制体系，实现了无线位移传感器的自动化安装；②本发明采用了轨道系统，摒弃了人工安装夹具带来的竖向高度上误差，保证了位移传感器处于同一高度水平面上；③本发明的自动化控制系统，克服了手工安装带来的平面位置上误差，减少无线位移传感器的调试时间，显著提高试验效率；④本发明便于拆卸和安装，实现了自动化导轨的循环利用，试验完成后可进行回收，绿色环保。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1自动化导轨的三维结构示意图。
图2横向和纵轨道结构示意图。
图3基础支撑架结构示意图。
图4轨道小车结构示意图。
图5无线传感器布置图。
图6无线位移传感器安装的试验方法
图中标号：
1、纵向轨道；2、横向轨道；3、水平支撑架；4、竖向支撑架；5、螺栓；6、轨道小车；601、侧壁板；602、滑动底板；603、万向轮图；7、控制平台；i、横向监测点编号；j、纵向监测点编号。
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劳动前提下所获得的所有其它实施例，均属于本发明保护的范围。
参照图1，本发明一实施例中所提供的一种用于无线位移传感器安装的自动化导轨，包括纵向轨道1、横向轨道2、水平支撑架3、竖向支撑架4、螺栓5。竖向支撑架4通过螺栓与水平支撑架3连接，整个轨道系统的支撑系统，为轨道的安装提供水平支撑。横向轨道2通过螺栓连接在左右两个竖向支撑架4的中间，使得轨道和支撑架能够连接形成一个不可变形的整体。纵向轨道1通过卯榫结构，架设在横向轨道2预留的卡槽内记忆固定，形成5横5纵的轨道系统。
参照图2，本发明一实施例中所提供的所提供横向和纵轨道结构示意图。横向轨道2上预留有5个卡槽，分别对应于5条纵向轨道1的安装位置。纵向轨道1垂直通过卯榫结构安装在横向轨道2预留的卡槽中，形成完整的轨道体系。
参照图3，本发明一实施例中所提供的基础支撑架结构示意图。竖向支撑架4提供轨道的竖向支撑，与水平支撑架3通过螺栓连接，构成轨道支撑体系。水平支撑架3为横向轨道2的安装预留螺栓孔，使得5根横向轨道2通过水平支撑架3的连接形成一个整体。
参照图4，本发明一实施例中所提供的轨道小车结构示意图。多块侧壁板601焊接在一起，组成一个矩形空间，用于无线位移传感器的固定。滑动底板602焊接在小车底部，当轨道小车6移动到监测点时，滑动底板602向侧壁滑动打开，将无线位移传感器放置于监测点。万向轮603通过球形铰链安装在轨道小车6的底板四个角部位置，保证轨道小车6可在轨道体系内移动，用于无线位移传感器位置的调整。
参照图5，本发明一实施例中所提供的无线传感器平面布置图。自动化导轨竖向位置处于填土高度以上600mm的位置；沿着横向轨道1方向，监测点分别位于-800mm，-400mm，0，200mm和600mm对应的位置上；沿着纵向轨道3方向，监测点分别位于400mm，800mm，1200mm，1600mm和2000mm对应的位置上。
参照图6，为本发明一实施例中所提供的无线位移传感器安装的试验方法，结合试验过程，其试验步骤如下：
①安装竖向支撑架和横向支撑架；②安装横向导轨和纵向导轨；③对监测点位进行编号，形成二维矩阵m(i,j)；④选择从第i行开始安装无线传感器；⑤安装第i行第j列传感器，直到第i行安装完成；⑥i增加1，重复步骤4-5；⑦无线位移传感器安装完毕。
Step 1：安装竖向支撑架和横向支撑架；
Step 2：安装横向导轨和纵向导轨；
Step 3：对监测点位进行编号，形成二维矩阵m(i,j)；
Step 4：选择从第i行开始安装无线传感器；
Step 5：安装第i行第j列传感器，直到第i行安装完成；
Step 6：i增加1，重复步骤4-5；
Step 7：无线位移传感器安装完毕。
综上所述，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何本领域普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种更动与润饰，因此本发明的保护范围当视权利要求书界定的范围为准。
Claims (2)
1.一种用于无线位移传感器安装的自动化导轨，其特征在于：包括纵向轨道（1）、横向轨道（2）、水平支撑架（3）、竖向支撑架（4）、螺栓（5）、轨道小车（6）、控制平台（7）；
所述纵向轨道（1）包括多根纵向的轨道，为无线位移传感器纵向调整提供轨道；纵向轨道（1）与横向轨道（2）形成榫卯结构，架设横向轨道（2）的卡槽中；纵向轨道（1）和横向轨道（2）组成轨道系统的基本框架，为无线位移传感器的安装提供轨道体系；
水平支撑架（3）包括多根水平支撑架，为自动化轨道的安装提供水平支撑；水平支撑架（3）通过预留的螺栓孔，用螺栓（5）与竖向支撑架（4）连接，形成自动化导轨的支撑体系，
竖向支撑架（4）包括多根竖向支撑架，为自动化轨道的安装提供竖向支撑；竖向支撑架（4）上预留多个螺栓孔，通过螺栓将水平支撑架（3）固定，调整自动化轨道体系的竖向安装高度；
所述横向轨道（2）包括多根横向的轨道，为无线位移传感器横向调整提供轨道；横向轨道（2）通过预留的螺栓孔，用螺栓（5）固定安装在在两根水平支撑架（3）之间，使得横向轨道（2）固定形成一个整体；
轨道小车（6）用于无线位移传感器的移动，接受控制平台（7）的指令将无线位移传感器安装到监测点；
轨道小车（6）由侧壁板（601）、滑动底板（602）和万向轮（603）组成；侧壁板（601）由多块侧板组成，形成一个矩形空间，用于无线位移传感器的固定；滑动底板（602）能够在小车底部滑动伸缩，当轨道小车（6）移动到监测点时，滑动底板（602）打开，将无线位移传感器放置于监测点；万向轮（603）安装在轨道小车（6）的底板四个角部位置，保证轨道小车（6）可在轨道体系内移动，用于无线位移传感器位置的调整。
2.一种基于权1自动化导轨的用于无线位移传感器安装的试验方法，包括试验目的、试验方案、试验步骤；
试验目的旨在实现对无线位移传感器自动化调整，保证无线位移传感器处于规定的监测位置；
试验方案包括：无线位移传感器的三维空间布置方案；
试验步骤包括：确定无线位移传感器竖向位置阶段，确定无线位移传感器横向位置阶段和确定无线位移传感器纵向位置阶段；
无线位移传感器的三维空间布置方案：自动化导轨竖向位置处于填土高度以上3D的位置；沿着横向轨道（2）方向，监测点分别位于-4D，-2D，0，1D和3D对应的位置上；沿着纵向轨道（1）方向，监测点分别位于2D，4D，6D， 8D和10D对应的位置上；D为盾构隧道直径；
该试验方法包括以下试验步骤：
Step 1：安装竖向支撑架和横向支撑架；
Step 2：安装横向导轨和纵向导轨；
Step 3：对监测点位进行编号，形成二维矩阵m(i, j)；
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Step 7：无线位移传感器安装完毕。
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