CN114910004B - 一种基于激光测距的伸缩式多点位移计及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开的一种基于激光测距的伸缩式多点位移计及其使用方法，属于隧道及地下工程监控量测技术领域。包括伸缩式位移计主体、无线中控设备、便携式移动WiFi、分节传动杆、激光测距模块、无线信号控制系统、喷涂喷嘴等，通过分节传动杆和可伸缩位移计杆体，可满足不同测量深度的需求；通过无线中控设备、送料泵、回收泵和喷涂喷嘴，可完成反光涂料的送料、回收及对观测点的喷涂；通过分节传动杆、激光测距模块和无线信号控制系统，可获取多个观测点的位置信息并计算出测孔多点的位移。其可进行不接触式的深孔、多角度测量，且测点数量不受限制，具有操作简单、灵活适用、定位可靠、使用结束可便捷回收的优点。

Description

一种基于激光测距的伸缩式多点位移计及其使用方法

技术领域

本发明涉及一种基于激光测距的伸缩式多点位移计及其使用方法，属于隧道及地下工程监控量测技术领域。

背景技术

隧道及地下工程测试技术是指用量测元件和仪表研究地下结构和围岩相互作用的手段，其任务是对某一具体工程进行监控量测，将量测数据进行总结分析，以评价围岩的稳定性及地下结构的工作性能，为地下工程掘进施工与支护设计提供依据，并为验证和发展隧道与地下工程的设计理论、新施工技术等研究提供可靠的数据支撑。通常为获得准确可靠的围岩变形参数，在岩土及地下工程的测量工作中，必须进行一定的相应数量的现场实测以保证数据的可靠性。在现场测试中常用到位移计开展围岩变形(位移)量测。通过在巷(隧)道或硐室围岩不同深度设置位移测点，可量出围岩不同深度的相应位移，若同时在坑道周边围岩埋设位移计，还可测出洞壁与围岩测点之间、围岩各测点相互间的相对位移。根据得到的围岩应变和位移，可估计隧道周边的围岩松动范围，并进行支护参数的设计。

目前对巷(隧)道围岩深部位移的测试基本是采用接触式测量的方式(机械式多点位移计)，通过在测孔(钻孔)内安装锚爪(锚固器)来固定测点，并认为该点不移动为测量的固定点；一方面当围岩软弱破碎时，因易塌孔或岩土体的掉落造成测孔堵塞，导致锚爪的安装终止而后续无法测试围岩内部位移；另一方面，在测孔(钻孔)内是使用钻杆来安装锚爪的，这就很难精准确定锚爪在测孔内的具体位置，并且受测孔安装空间、工人施工水平等因素的影响，使得在测孔内安装锚爪的数量有限，造成围岩内部测点数据往往较少，很难全面反映巷(隧)道围岩不同深部位置处的位移情况。同时，采用接触式测量的方式(机械式多点位移计)进行测试巷(隧)道围岩深部位移时，需要将与锚爪(锚固器)相连的钢丝绳固定在带刻度的PVC套管上(紧贴围岩表面)，钢丝绳的松紧程度、人工读数均会引起测量误差，造成测量精度不高、且存在较大的测量误差。目前虽然为克服接触式测量的方式(机械式多点位移计)测量问题，研制了一些新型振弦式位移传感器，但一般要求测孔(钻孔)大、测点数量少、适应性差、测试成本高，造成其未能推广应用。因此，亟需研制一种能够测量围岩深部且测点数量不受限制的位移计以满足隧道及地下工程测试技术发展的需要。

发明内容

技术问题：针对现有技术的不足之处，提供一种基于激光测距的伸缩式多点位移计及其使用方法，其简便可行、操作方便、测距够长且测点数量不受限制的多点位移计。

技术方案：为实现上述目的，本发明的一种基于激光测距的伸缩式多点位移计，包括无线中控设备、便携式移动WiFi、涂料输出装置、伸缩式位移计主体以及使可伸缩位移计主体旋转的旋转机构，，伸缩式位移计主体内部设有用以驱动伸缩式位移计主体在钻孔中伸缩的分节传动杆，分节传动杆伸长则伸缩式位移计主体伸长，分节传动杆缩短则伸缩式位移计主体缩短；伸缩式位移计主体的端部指向钻孔的孔壁设有涂料喷涂装置、激光测量装置和辨位相机，涂料喷涂装置、激光测量装置和辨位相机分别通过线路连接有设置在伸缩式位移计主体内的无线信号控制系统，无线信号控制系统连接有供电用的供电电池；

所述无线中控设备和无线信号控制系统通过便携式移动WiFi提供的无线网络进行双向无线通信，实现无线中控设备对无线信号控制系统的远程控制；

所述伸缩式位移计主体包括设置在钻孔内的位移计伸缩段，位移计伸缩段包括多个相互嵌套的单段壳体，多个单段壳体的截面直径从外露段向伸缩段末端逐渐减小，并在各单段壳体之间的连接处设有光滑垫圈；

所述使可伸缩位移计主体旋转的旋转机构包括托盘，以及通过托盘设置在钻孔外侧的位移计外露段，位移计外露段和托盘之间设有钢珠滑槽，钢珠滑槽内设有多个钢珠从而使位移计外露段相对托盘转动，托盘通过托盘螺栓和托盘螺母固定在围岩上；

伸缩式位移计主体内设置的涂料喷涂装置包括设置在位移计伸缩段内的伸缩管，位移计伸缩段的最前端内设有指向钻孔壁设置的喷涂喷嘴，伸缩管与喷涂喷嘴连接，喷涂喷嘴上设有喷嘴开关，喷嘴开关上设有无线压力传感器，喷嘴开关和喷射开关上分别连接有遥控电机，遥控电机由电机电池供电并与无线信号控制系统相连，通过无线信号控制系统接收无线中控设备的指令。

进一步，涂料输出装置包括反光涂料储料罐、送料泵、回收泵和限压阀，反光涂料储料罐通过管路与送料泵的入口连接，送料泵的出口通过物料泵连接管与伸缩管连接，所述限压阀设在物料泵连接管上，用于控制注浆压力，及时限压稳流。。

进一步，激光测量装置包括设置在位移计伸缩段最前端的激光测距模块，激光测距模块通过线路与设置在同侧的无线信号控制系统相连接，无线信号控制系统同时还与辨位相机相连，辨位相机上安装有相机光源，所述激光测距模块到位移计中心线的垂直距离可调。

进一步，托盘通过托盘螺栓和托盘螺母固定在钻孔外侧的围岩上，位移计外露段的底面中心出设有坐标原点，坐标原点旁设有水准泡，位移计外露段的末端沿外缘设有角度刻度，角度刻度外侧的托盘上设有角度指针，所述角度刻度的0°刻度对准激光测距模块，180°刻度对准喷射喷嘴 ，位移计外露段的底面上开有用以安装分节传动杆的传动杆放置孔、用以连接伸缩管的物料泵连接管接口；

进一步，分节传动杆由多个单节杆体通过连接螺纹连接而成，其中第一段单节杆体焊接在位移计伸缩段的末端，其长度略长于各段单段 壳体，同时分节传动杆上刻有杆体刻度，其刻度零点与激光测距模块和喷涂喷嘴在一条竖直线上。

一种基于激光测距的伸缩式多点位移计的使用方法，主要包括以下步骤：

步骤一：制定测量方案，设定在钻孔中设置观测点的数量及位置，在巷道围岩设计的位置上采用钻机进行钻孔并做清孔处理，将伸缩式位移计主体置于钻孔中，将托盘贴在围岩上，将位移计外露段尾端的角度指针保持在角度刻度的0°位置，调整托盘，使水准泡居中，此时通过托盘螺栓和托盘螺母将托盘固定在围岩上；

步骤二：通过连接螺纹依次连接各节单节杆体，由分节传动杆推动位移计伸缩段伸长，当喷涂喷嘴到达预设的第一个观测点，位移计的长度通过分节传动杆上的杆体刻度获取所在深度时，转动位移计外露段将喷涂喷嘴对准测量方案中设定的第一个观测点所在位置；将送料泵反置构成回收泵通过物料泵连接管和伸缩管相连，在无线中控设备上控制遥控电机保持喷嘴开关关闭状态，完成给喷射喷嘴 送料后，打开喷射开关，通过回收泵将伸缩管抽成真空，防止伸缩管内气压影响送料，再将回收泵换成送料泵，通过物料泵连接管将其与反光涂料储料罐 相连，利用送料泵将反光涂料送入伸缩管中，在此过程中通过限压阀控制泵送压力，当无线压力传感器上受到的反光涂料压力达到控制值时，则表明反光涂料已经注满伸缩管，随即关闭送料泵，控制遥控电机打开喷嘴开关，再闭合喷射开关挤压反光涂料通过喷射喷嘴喷射到观测点上；

由于钻孔孔径已知，因此测量方案中设计的观测点到位移计中心线的垂直距离可知，将此数值与传动杆放置孔对准的刻度值输入到无线中控设备上，再将角度指针对准的角度刻度值减180°输入到无线中控设备上，通过无线中控设备将这些位置信息转化为空间坐标，即可得到第一个观测点的初始三维空间坐标；通过遥控电机关闭喷嘴开关和收起喷射开关，再通过送料泵将反光涂料再次注满伸缩管，以此类推即可依次完成测量方案所需的其余所有观测点的反光涂料喷涂并得到多个观测点的初始空间坐标。

步骤三：当完成测量方案中设计的所有观测点的反光涂料喷涂标注并得到其初始空间坐标后，先通过遥控电机打开喷嘴开关和喷射开关，再将送料泵换成回收泵，通过回收泵将剩余的反光涂料回收到反光 涂料储料罐中，然后送料泵、回收泵、反光涂料储料罐和物料泵连接管撤除；

步骤四：待围岩发生一定变形之后，各喷涂了反光涂料的观测点的物理位置均已相对初始位置出现了位移，通过辨位相机和相机光源快速确定各观测点位置，通过调整分节传动杆的长度和转动位移计外露段使激光测距模块对准第一个观测点，通过激光测距模块得到第一个观测点到激光测距模块的距离并将其通过无线信号控制系统发送给无线中控设备，再读取传 动杆放置孔对准的杆体刻度和角度指针对准的角度刻度并输入到无线中控设备中，经过计算即可得到第一个观测点的空间坐标及该点发生的位移，以此类推即可准确得到所有观测点的空间坐标及对应位移，进而可分析得出钻孔内部的围岩位移分布规律，在整个测量过程中，根据测量方案的需要，可以自由调整测量深度的范围和观测点的数量,在使用结束后，先向外拉动并逐节拆卸分节传动杆，再拆下托盘螺母和托盘螺栓，最后将位移计伸缩段从钻孔中取出即可完成装置的回收，采用非接触式的测量方式，因此在测量过程中无须始终保持同一个姿态，只要分别重复喷涂生成观测点和测量生成观测点的位置，即可得到大量钻孔内观测点的位移信息，最终获取设置钻孔处围岩的变形数据。

有益效果：本装置在安装是通过使用水准泡来标定整个伸缩式位移计的安装姿态，使用伸缩式位移计主体和分节传动杆以此来增大位移计的最大长度，扩大了位移计的有效测量深度；在对观测点进行反光涂料的喷涂时，通过使用送料泵和回收泵，实现了反光涂料的自动化填充与回收；通过使用遥控电机来控制喷嘴开关和喷射开关，实现了反光涂料对观测点的自动喷涂；在对观测点进行测量时，通过杆体刻度、角度刻度和激光测距模块的配合，可以得到观测点的位置信息；同时，由于采取了这种基于激光测距的非接触式的测量方式，在一次测量工作中只需要重复使用即可得到多个观测点的位置信息，将这些信息输入或导入到无线中控设备中，即可通过计算得出各点的位移。既可以实现较大的有效测量深度，又不限制观测点的数量，具有操作简单、灵活适用、定位可靠、使用结束可便捷回收的优点，为岩土及地下工程的变形测量工作尤其是围岩深部位移测量提供了一种新方法。

附图说明

图1为本发明适用的钻孔示意图；

图2为本发明的伸缩式位移计主体收缩的结构示意图；

图3为本发明基于激光测距的伸缩式多点位移计的结构示意图；

图4为本发明的伸缩式位移计主体伸出的结构示意图；

图5为本发明的伸缩式位移计主体伸出并转动的结构示意图；

图6为本发明的伸缩式位移计主体端头部的放大示意图；

图7为本发明的基于激光测距的伸缩式多点位移计的尾部示意图；

图8为本发明单节杆体的结构示意图图。

图中：1-围岩，2-钻孔，3-伸缩式位移计主体，4-托盘，5-托盘螺栓，6-托盘螺母，7-位移计伸缩段，8-位移计外露段，9-单段壳体，10-光滑垫圈，11-分节传动杆，12-单节杆体，13- 连接螺纹，14-杆体刻度，15-便携式移动WiFi，16-送料泵，17-回收泵，18-反光涂料储料泵， 19-物料泵连接管，20-伸缩管，21-喷涂喷嘴，22-喷射开关，23-喷嘴开关，24-无线压力传感器，25-遥控电机，26-电机电池，27-无线信号控制系统，28-激光测距模块，29-辨位相机， 30-相机光源，31-供电电池，32-观测点，33-传动杆放置孔，34-物料泵连接管接口，35-钢珠滑槽，36-钢珠，37-角度指针，38-角度刻度，39-水准泡，40-无线中控系统，41-坐标原点， 42-位移计中线，43-限压阀。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的实施例作进一步的说明：

如图2～图4所示，本发明的基于激光测距的伸缩式多点位移计，包括无线中控设备40、便携式移动WiFi15、无线信号控制系统27、涂料输出装置、伸缩式位移计主体3以及使可伸缩位移计主体旋转的旋转机构组成，伸缩式位移计主体3内部设有用以驱动伸缩结构移动的分节传动杆11，可伸缩位移计主体的端部指向钻孔2的孔壁设有涂料喷涂装置、激光测量装置和辨位相机29；

所述无线中控设备40和无线信号控制系统27上安装有CV5200双向无线通信系统，两装置在便携式移动WiFi15提供的无线网络基础上可进行双向无线通信，用于远程遥控和信息传输；

所述伸缩式位移计主体3包括设置在钻孔2内的位移计伸缩段7和通过托盘4设置在钻孔2外侧的位移计外露段8，位移计伸缩段7包括多个相互嵌套的单段壳体9，多个单段壳体 9的截面直径从外露段向伸缩段末端逐渐减小，并在各单段壳体9之间的连接处设有光滑垫圈10；位移计外露段8和托盘4之间设有钢珠滑槽35，钢珠滑槽35内设有多个钢珠36从而使位移计外露段8相对托盘4转动，托盘4通过托盘螺栓5和托盘螺母6固定在围岩1上；所述的涂料喷涂装置包括设置在位移计伸缩段7内的伸缩管20，位移计伸缩段7的最前端内设有喷涂喷嘴21，伸缩管20与喷涂喷嘴21连接，喷涂喷嘴21上设有喷嘴开关23，喷嘴开关23上设有无线压力传感器24

涂料输出装置包括反光涂料储料罐18、送料泵16、回收泵17和限压阀43，反光涂料储料罐18通过管路与送料泵16的入口连接，送料泵16的出口通过物料泵连接管19与伸缩管20连接，所述限压阀43设在连接管上，用于控制注浆压力，及时限压稳流，所述喷嘴开关 23和喷射开关22上连接有遥控电机25并通过遥控电机25控制开关，遥控电机25由电机电池26供电并与无线信号控制系统27相连，通过无线信号控制系统27接收无线中控设备40 的指令。

激光测量装置包括设置在位移计伸缩段7最前端的激光测距模块28，激光测距模块28 通过线路与设置在同侧的无线信号控制系统27相连接，无线信号控制系统27同时还与辨位相机29相连，辨位相机29上安装有相机光源30，所述激光测距模块28到位移计中心线42 的垂直距离可调。

托盘4通过托盘螺栓5和托盘螺母6固定在钻孔2外侧的围岩1上，位移计外露段8的底面中心出设有坐标原点41，坐标原点41旁设有水准泡39，位移计外露段8的末端沿外缘设有角度刻度38，角度刻度38外侧的托盘4上设有角度指针37，所述角度刻度38的0°刻度对准激光测距模块28，180°刻度对准喷射喷嘴 21，位移计外露段8的底面上开有用以安装分节传动杆11的传动杆放置孔33、用以连接伸缩管20的物料泵连接管接口34，如图7所示；

如图8所示，分节传动杆11由多个单节杆体12通过连接螺纹3连接而成，其中第一段单节杆体12焊接在位移计伸缩段7的末端，其长度略长于各段单段 壳体9，同时分节传动杆上刻有杆体刻度，其刻度零点与激光测距模块28和喷涂喷嘴21在一条竖直线上。

一种基于激光测距的伸缩式多点位移计的使用方法，主要包括以下步骤：

步骤一：如图1～2所示，制定测量方案，确定观测点32的数量及位置，在巷(隧)道围岩设计的位置上采用钻机进行钻孔并做清孔处理，将伸缩式位移计主体3置于钻孔2中，将托盘4贴在围岩1上，将位移计外露段8尾端的角度指针37保持在角度刻度38的0°位置，调整托盘4，使水准泡39居中，此时通过托盘螺栓5和托盘螺母6将托盘4固定在围岩1上。

步骤二：如图3所示，通过连接螺纹13依次连接各节单节杆体12，由分节传动杆11推动位移计伸缩段7伸长，当喷涂喷嘴21到达第一个观测点32所在深度时，转动位移计外露段8将喷嘴喷嘴 对准第一个观测点32所在位置；将送料泵16反置构成回收泵17通过物料泵连接管19和伸缩管20相连，在无线中控设备40上发送指令，先通过遥控电机25闭合喷嘴开关23，打开喷射开关22，再通过回收泵17将伸缩管20抽成真空，再将回收泵17换成送料泵16，通过物料泵连接管19将其与反光涂料储料罐 18相连，在无线中控设备40上发送指令，通过送料泵16将反光涂料送入伸缩管20中，在此过程中通过限压阀43控制泵送压力，当无线压力传感器24上受到的浆液压力达到控制数值时，说明反光涂料已经注满伸缩管20，即可关闭送料泵16，此时先通过遥控电机25打开喷嘴开关23，再推动喷射开关22挤压反光涂料通过喷射喷嘴21喷射到观测点32上；

由于钻孔2孔径确定，因此观测点32到位移计中心线42的垂直距离也是确定的，将此数值与传动杆放置孔33对准的刻度值输入到无线中控设备40上，再将角度指针37对准的角度刻度值减180°输入到无线中控设备40上，通过无线中控设备40将这些位置信息转化为空间坐标，即可得到第一个观测点32的初始空间坐标；先通过遥控电机关闭喷嘴开关23和收起喷射开关22，再通过送料泵16将反光涂料再次注满伸缩管20，以此类推即可依次完成测量方案所需的多个观测点32反光涂料的喷涂并得到多个观测点32的初始空间坐标。

步骤三：如图4所示，当完成所有观测点32的反光涂料喷涂并得到其初始空间坐标后，先通过遥控电机25打开喷嘴开关23和喷射开关22，再将送料泵16换成回收泵17，通过回收泵17将剩余的反光涂料回收到反光 涂料储料罐18中，然后将送料泵16、回收泵17、反光涂料储料罐18和物料泵连接管19撤除。

步骤四：如图5和图6所示，待围岩1发生一定变形之后，各观测点位置均已改变，通过辨位相机29和相机光源30快速确定各观测点位置，通过调整分节传动杆11的长度和转动位移计外露段8使激光测距模块28对准第一个观测点32，通过激光测距模块28得到第一个观测点32到激光测距模块28的距离并将其通过无线信号控制系统27发送给无线中控设备40，再读取传 动杆放置孔33对准的杆体刻度14和角度指针37对准的角度刻度38并输入到无线中控设备中，经过计算即可得到第一个观测点32的空间坐标及该点发生的位移，以此类推即可准确得到所有观测点32的空间坐标及对应位移，进而可分析得出钻孔内部的围岩位移分布规律，在整个测量过程中，根据测量方案的需要，可以自由调整测量深度的范围和观测点的数量,在使用结束后，先向外拉动并逐节拆卸分节传动杆11，再拆下托盘螺母6和托盘螺栓 5，最后将位移计伸缩段7从钻孔2中取出即可完成装置的回收。

综上所述，本发明通过使用伸缩式位移计主体和分节传动杆，增大位移计的有效测量深度；通过送料泵和回收泵的配合，实现了反光涂料的自动化填充与回收；通过使用遥控电机来控制喷嘴开关和喷射开关，实现了反光涂料对观测点的自动喷涂；通过杆体刻度、角度刻度和激光测距模块的配合，可以得到观测点的位置信息；同时在一次测量工作中只需要重复使用本发明即可得到多个观测点的位置信息，将这些信息输入或导入到无线中控设备中，即可通过计算得出围岩内部不同深部位置处测点的位移。

以上所述仅是本发明的优选实施方式。应当指出，对于在本领域的技术和施工人员来说，在不脱离本发明技术原理前提下，还可以做出若干改进或替换，这些改进或替换也应视为本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种基于激光测距的伸缩式多点位移计，其特征在于：包括无线中控设备(40)、便携式移动WiFi(15)、涂料输出装置、伸缩式位移计主体(3)以及使可伸缩位移计主体旋转的旋转机构，伸缩式位移计主体(3)内部设有用以驱动伸缩式位移计主体(3)在钻孔(2)中伸缩的分节传动杆(11)，分节传动杆(11)伸长则伸缩式位移计主体(3)伸长，分节传动杆(11)缩短则伸缩式位移计主体(3)缩短；伸缩式位移计主体(3)的端部指向钻孔(2)的孔壁设有涂料喷涂装置、激光测量装置和辨位相机(29)，涂料喷涂装置、激光测量装置和辨位相机(29)分别通过线路连接有设置在伸缩式位移计主体(3)内的无线信号控制系统(27)，无线信号控制系统(27)连接有供电用的供电电池(31)；

所述无线中控设备(40)和无线信号控制系统(27)通过便携式移动WiFi(15)提供的无线网络进行双向无线通信，实现无线中控设备(40)对无线信号控制系统(27)的远程控制；

所述伸缩式位移计主体(3)包括设置在钻孔(2)内的位移计伸缩段(7)，位移计伸缩段(7)包括多个相互嵌套的单段壳体(9)，多个单段壳体(9)的截面直径从外露段向伸缩段末端逐渐减小，并在各单段壳体(9)之间的连接处设有光滑垫圈(10)；

所述使可伸缩位移计主体旋转的旋转机构包括托盘(4)，以及通过托盘(4)设置在钻孔(2)外侧的位移计外露段(8)，位移计外露段(8)和托盘(4)之间设有钢珠滑槽(35)，钢珠滑槽(35)内设有多个钢珠(36)从而使位移计外露段(8)相对托盘(4)转动，托盘(4)通过托盘螺栓(5)和托盘螺母(6)固定在围岩(1)上；

伸缩式位移计主体(3)内设置的涂料喷涂装置包括设置在位移计伸缩段(7)内的伸缩管(20)，位移计伸缩段(7)的最前端内设有指向钻孔壁设置的喷涂喷嘴(21)，伸缩管(20)与喷涂喷嘴(21)连接，喷涂喷嘴(21)上设有喷嘴开关(23)，喷嘴开关(23)上设有无线压力传感器(24)，喷嘴开关(23)和喷射开关(22)上分别连接有遥控电机(25)，遥控电机(25)由电机电池(26)供电并与无线信号控制系统(27)相连，通过无线信号控制系统(27)接收无线中控设备(40)的指令。

2.根据权利要求1所述的基于激光测距的伸缩式多点位移计，其特征在于：涂料输出装置包括反光涂料储料罐(18)、送料泵(16)、回收泵(17)和限压阀(43)，反光涂料储料罐(18)通过管路与送料泵(16)的入口连接，送料泵(16)的出口通过物料泵连接管(19)与伸缩管(20)连接，所述限压阀(43)设在物料泵连接管(19)上，用于控制注浆压力，及时限压稳流。

3.根据权利要求1所述的基于激光测距的伸缩式多点位移计，其特征在于：激光测量装置包括设置在位移计伸缩段(7)最前端的激光测距模块(28)，激光测距模块(28)通过线路与设置在同侧的无线信号控制系统(27)相连接，无线信号控制系统(27)同时还与辨位相机(29)相连，辨位相机(29)上安装有相机光源(30)，所述激光测距模块(28)到位移计中心线(42)的垂直距离可调。

4.根据权利要求1所述的基于激光测距的伸缩式多点位移计，其特征在于：托盘(4)通过托盘螺栓(5)和托盘螺母(6)固定在钻孔(2)外侧的围岩(1)上，位移计外露段(8)的底面中心处 设有坐标原点(41)，坐标原点(41)旁设有水准泡(39)，位移计外露段(8)的末端沿外缘设有角度刻度(38)，角度刻度(38)外侧的托盘(4)上设有角度指针(37)，所述角度刻度(38)的0°刻度对准激光测距模块(28)，180°刻度对准喷射喷嘴 (21)，位移计外露段(8)的底面上开有用以安装分节传动杆(11)的传动杆放置孔(33)、用以连接伸缩管(20)的物料泵连接管接口(34)。

5.根据权利要求1所述的基于激光测距的伸缩式多点位移计，其特征在于：分节传动杆(11)由多个单节杆体(12)通过连接螺纹(13)连接而成，其中第一段单节杆体(12)焊接在位移计伸缩段(7)的末端，其长度略长于各段单段 壳体(9)，同时分节传动杆上刻有杆体刻度，其刻度零点与激光测距模块(28)和喷涂喷嘴(21)在一条竖直线上。

6.一种使用权利要求1-5任一项所述的一种基于激光测距的伸缩式多点位移计的使用方法，其特征在于，主要包括以下步骤：

步骤一：制定测量方案，设定在钻孔(2)中设置观测点(32)的数量及位置，在巷道围岩设计的位置上采用钻机进行钻孔并做清孔处理，将伸缩式位移计主体(3)置于钻孔(2)中，将托盘(4)贴在围岩(1)上，将位移计外露段(8)尾端的角度指针(37)保持在角度刻度(38)的0°位置，调整托盘(4)，使水准泡(39)居中，此时通过托盘螺栓(5)和托盘螺母(6)将托盘(4)固定在围岩(1)上；

步骤二：通过连接螺纹(13)依次连接各节单节杆体(12)，由分节传动杆(11)推动位移计伸缩段(7)伸长，当喷涂喷嘴(21)到达预设的第一个观测点(32)，位移计的长度通过分节传动杆(11)上的杆体刻度获取所在深度时，转动位移计外露段(8)将喷涂喷嘴(21)对准测量方案中设定的第一个观测点(32)所在位置；将送料泵(16)反置构成回收泵(17)通过物料泵连接管(19)和伸缩管(20)相连，在无线中控设备(40)上控制遥控电机(25)保持喷嘴开关(23)关闭状态，完成给喷射喷嘴 (21)送料后，打开喷射开关(22)，通过回收泵(17)将伸缩管(20)抽成真空，防止伸缩管(20)内气压影响送料，再将回收泵(17)换成送料泵(16)，通过物料泵连接管(19)将其与反光涂料储料罐 (18)相连，利用送料泵(16)将反光涂料送入伸缩管(20)中，在此过程中通过限压阀(43)控制泵送压力，当无线压力传感器(24)上受到的反光涂料压力达到控制值时，则表明反光涂料已经注满伸缩管(20)，随即关闭送料泵(16)，控制遥控电机(25)打开喷嘴开关(23)，再闭合喷射开关(22)挤压反光涂料通过喷射喷嘴(21)喷射到观测点(32)上；

由于钻孔(2)孔径已知，因此测量方案中设计的观测点(32)到位移计中心线(42)的垂直距离可知，将此数值与传动杆放置孔(33)对准的刻度值输入到无线中控设备(40)上，再将角度指针(37)对准的角度刻度值减180°输入到无线中控设备(40)上，通过无线中控设备(40)将这些位置信息转化为空间坐标，即可得到第一个观测点(32)的初始三维空间坐标；通过遥控电机关闭喷嘴开关(23)和收起喷射开关(22)，再通过送料泵(16)将反光涂料再次注满伸缩管(20)，以此类推即可依次完成测量方案所需的其余所有观测点(32)的反光涂料喷涂并得到多个观测点(32)的初始空间坐标；

步骤三：当完成测量方案中设计的所有观测点(32)的反光涂料喷涂标注并得到其初始空间坐标后，先通过遥控电机(25)打开喷嘴开关(23)和喷射开关(22)，再将送料泵(16)换成回收泵(17)，通过回收泵(17)将剩余的反光涂料回收到反光涂料储料罐 (18)中，然后送料泵(16)、回收泵(17)、反光涂料储料罐(18)和物料泵连接管(19)撤除；

步骤四：待围岩(1)发生一定变形之后，各喷涂了反光涂料的观测点(32)的物理位置均已相对初始位置出现了位移，通过辨位相机(29)和相机光源(30)快速确定各观测点位置，通过调整分节传动杆(11)的长度和转动位移计外露段(8)使激光测距模块(28)对准第一个观测点(32)，通过激光测距模块(28)得到第一个观测点(32)到激光测距模块(28)的距离并将其通过无线信号控制系统(27)发送给无线中控设备(40)，再读取传 动杆放置孔(33)对准的杆体刻度(14)和角度指针(37)对准的角度刻度(38)并输入到无线中控设备中，经过计算即可得到第一个观测点(32)的空间坐标及该点发生的位移，以此类推即可准确得到所有观测点(32)的空间坐标及对应位移，进而可分析得出钻孔内部的围岩位移分布规律，在整个测量过程中，根据测量方案的需要，可以自由调整测量深度的范围和观测点的数量,在使用结束后，先向外拉动并逐节拆卸分节传动杆(11)，再拆下托盘螺母(6)和托盘螺栓(5)，最后将位移计伸缩段(7)从钻孔(2)中取出即可完成装置的回收，采用非接触式的测量方式，因此在测量过程中无须始终保持同一个姿态，只要分别重复喷涂生成观测点(32)和测量生成观测点 (32)的位置，即可得到大量钻孔(2)内观测点(32)的位移信息，最终获取设置钻孔(2)处围岩(1)的变形数据。

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