CN115110510A - 基于数字孪生的水利工程建造地基检测装置及其方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了基于数字孪生的水利工程建造地基检测装置及其方法，属于水利工程技术领域。为了解决设备跌落易受损以及对地基检测效率效果不佳的问题，稳定架分别固定连接在两个立板的内侧，在安装时利用第一稳定架和第二稳定架将连接柱夹持稳定，从而可以在对建设地基进行检测时保持其稳定性，在移动时也可以保持良好的稳定性，提高设备的使用寿命，在地基检测装置本体获得当前建造地基情况数据后，处理箱及其内部模块由数字孪生推理模型对该数据进行处理，由此来获得工程地基的状态数据，从而提升对水利建造地基情况掌控的精度及效率，进一步由数字孪生显示模型以可视化的方式呈现建造地基发的状态，便于用户直观地获取建造地基的状况。
Description
技术领域
本发明涉及水利工程技术领域，特别涉及基于数字孪生的水利工程建造地基检测装置及其方法。
背景技术
现有技术下在对水利工程建造地基进行检测时，往往存在以下技术缺陷：
1、在对检测仪器进行安装和移动时，往往存在因为移动时产生的颠簸或晃动导致仪器掉落底面的情况，从而会让仪器的检测端直接跌落底面与地面接触，建设地基往往底面情况复杂，直接的碰撞接触可能会导致仪器损伤。
2、在对建造地基进行检测时，往往的对水利建造地基情况掌控存在一定的滞后性及精度差的问题，从而可能需要在对建造地基进行复检工序，提高了人工成本，同时对建造地基的数据情况缺少一定的具象化体现。
发明内容
本发明的目的在于提供基于数字孪生的水利工程建造地基检测装置及其方法，具有设备不易跌落受损以及地基检测效率效果好的优点，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：基于数字孪生的水利工程建造地基检测装置，包括地基检测装置本体、定位组件、连接线和处理箱，所述地基检测装置本体可拆卸式插接在定位组件的上方，地基检测装置本体和处理箱之间通过连接线电连接；
所述地基检测装置本体包括检测仪、立柱、连杆、把手、指示灯、显示屏、过渡杆、卡槽、连接柱、连接端、探杆和探头，检测仪的顶部设置有立柱，立柱的顶端固定连接有连杆，连杆的两端均固定连接有把手，检测仪的正面设置有显示屏，显示屏的上方设置有指示灯，检测仪的左右两侧均设置有过渡杆，过渡杆远离检测仪一端的两侧开设有卡槽，检测仪的底部设置有连接柱，连接柱的底部设置有连接端，连接端的底端设置有探杆，探杆远离连接端的一端设置有探头。
进一步的，所述过渡杆远离检测仪的一端为两侧面平整的方形插块设置，卡槽开设于过渡杆方形插块的两平整侧面上，地基检测装置本体通过过渡杆插接在定位组件上。
进一步的，所述定位组件包括底箱、通孔、移动轮、定位板、螺纹钻、立板、稳定机构和安装机构，底箱的顶面中部开设有通孔，底箱的底部设置有移动轮，底箱的左右两侧设置有定位板，定位板上开设有螺纹孔，螺纹孔的内部设置有螺纹钻，底箱的顶面上的左右两侧均设置有立板，立板的内侧设置有安装机构，安装机构的下方设置有稳定机构。
进一步的，所述稳定机构包括第一稳定架、第二稳定架、伸缩内杆、伸缩外杆、伸缩弹簧、卡环和水平仪，第一稳定架和第二稳定架分别固定连接在两个立板的内侧，第一稳定架上设置有伸缩外杆，伸缩外杆的一端固定连接在立板上，伸缩外杆的另一端可活动设置有伸缩内杆，伸缩外杆的内部设置有伸缩弹簧，伸缩弹簧的一端固定连接在伸缩外杆的内部，伸缩弹簧的另一端固定连接在伸缩内杆的一端上，伸缩内杆的另一端上设置有卡环，卡环的外侧设置有水平仪。
进一步的，所述第一稳定架的整体结构与第二稳定架的整体结构相同，第一稳定架上所连接的卡环内侧设置有连接杆，第二稳定架上所连接的卡环内侧设置有连接孔，连接杆的尺寸及位置均与连接孔相匹配。
进一步的，所述安装机构包括安装架、插槽、内孔、卡钉和卡接弹簧，安装架的内部开设有插槽，插槽的左右两侧开设有内孔，内孔的内部设置有卡钉，卡钉和内孔之间设置有卡接弹簧，卡接弹簧的两端分别固定连接在卡钉和内孔上。
进一步的，所述安装架设置有两个，两个安装架分别固定连接在两个立板的内侧，过渡杆插接在安装架的内部，卡钉卡接在卡槽的内部。
进一步的，所述处理箱的内部设置有微处理器、数据获取模块、数据处理模块、模型生成模块和模型显示模块；
其中，所述微处理器用于联合数据获取模块、数据处理模块、模型生成模块和模型显示模块对地基检测装置本体所收集的数据进行处理和加工；
所述数据获取模块用于获取地基检测装置本体所收集的检测数据；
所述数据处理模块用于对数据获取模块所获取的数据进行加工处理；
所述模型生成模块用于生成数字孪生显示模型及数字孪生推理模型；
所述模型显示模块用于对模型生成模块所生成数字孪生显示模型及数字孪生推理模型进行展示。
进一步的，所述处理箱可以通过有线电连接或无线网络连接外设组件，通过模型显示模块连接外设组件对数字孪生显示模型及数字孪生推理模型进行展示。
本发明要解决的另一技术问题是提供一种基于数字孪生的水利工程建造地基检测装置的方法，包括如下步骤：
步骤一：将定位组件移动至需检测地基的地点，旋转螺纹钻对定位组件的位置进行固定，将处理箱放置于附近；
步骤二：通过把手将地基检测装置本体移动到需检测地基的区域，将第一稳定架和第二稳定架分开，将地基检测装置本体向下插入，利用过渡杆插接在安装架的内部，释放第一稳定架和第二稳定架，利用连接线将地基检测装置本体与处理箱相连接；
步骤三：利用地基检测装置本体对需检测地基的地点进行检测，检测所获数据传送至处理箱；
步骤四：通过处理箱对所获数据进行处理并生成数字孪生显示模型及数字孪生推理模型，通过将处理箱与外设组件连接对模型进行展示。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1.现有技术下，在对检测仪器进行安装和移动时，往往存在因为移动时产生的颠簸或晃动导致仪器掉落底面的情况，从而会让仪器的检测端直接跌落底面与地面接触，建设地基往往底面情况复杂，直接的碰撞接触可能会导致仪器损伤，而本发明的第一稳定架和第二稳定架分别固定连接在两个立板的内侧，在安装时利用第一稳定架和第二稳定架将连接柱夹持稳定，从而可以在对建设地基进行检测时保持其稳定性，防止在检测时因地基检测装置本体掉落而导致探杆和探头直接与地面发生碰撞，避免探杆和探头造成损坏，在移动时也可以保持良好的稳定性，提高设备的使用寿命，。
2.现有技术下，在对建造地基进行检测时，往往的对水利建造地基情况掌控存在一定的滞后性及精度差的问题，从而可能需要在对建造地基进行复检工序，提高了人工成本，同时对建造地基的数据情况缺少一定的具象化体现，而本发明的数据处理模块用于对数据获取模块所获取的数据进行加工处理；模型生成模块用于生成数字孪生显示模型及数字孪生推理模型；模型显示模块用于对模型生成模块所生成数字孪生显示模型及数字孪生推理模型进行展示，在地基检测装置本体获得当前建造地基情况数据后，处理箱及其内部模块由数字孪生推理模型对该数据进行处理，由此来获得工程地基的状态数据，从而提升对水利建造地基情况掌控的精度及效率，降低人工成本；而且在获得建造地基的状态数据之后，进一步由数字孪生显示模型以可视化的方式呈现建造地基发的状态，便于用户直观地获取建造地基的状况。
附图说明
图1为本发明的整体结构示意图；
图2为本发明的底部结构示意图；
图3为本发明的地基检测装置本体结构示意图；
图4为本发明的定位组件结构示意图；
图5为本发明的稳定机构结构示意图；
图6为本发明的安装机构结构示意图；
图7为本发明的处理箱模块示意图；
图8为本发明的工作流程示意图。
图中：1、地基检测装置本体；101、检测仪；102、立柱；103、连杆；104、把手；105、指示灯；106、显示屏；107、过渡杆；108、卡槽；109、连接柱；110、连接端；111、探杆；112、探头；2、定位组件；201、底箱；202、通孔；203、移动轮；204、定位板；205、螺纹钻；206、立板；207、稳定机构；2071、第一稳定架；2072、第二稳定架；2073、伸缩内杆；2074、伸缩外杆；2075、伸缩弹簧；2076、卡环；2077、水平仪；2078、连接孔；2079、连接杆；208、安装机构；2081、安装架；2082、插槽；2083、内孔；2084、卡钉；2085、卡接弹簧；3、连接线；4、处理箱；401、微处理器；402、数据获取模块；403、数据处理模块；404、模型生成模块；405、模型显示模块。
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。
请参阅图1-2，基于数字孪生的水利工程建造地基检测装置，包括地基检测装置本体1、定位组件2、连接线3和处理箱4，地基检测装置本体1可拆卸式插接在定位组件2的上方，地基检测装置本体1和处理箱4之间通过连接线3电连接。
请参阅图1和图3，地基检测装置本体1包括检测仪101、立柱102、连杆103、把手104、指示灯105、显示屏106、过渡杆107、卡槽108、连接柱109、连接端110、探杆111和探头112，检测仪101的顶部设置有立柱102，立柱102的顶端固定连接有连杆103，连杆103的两端均固定连接有把手104，检测仪101的正面设置有显示屏106，显示屏106的上方设置有指示灯105，检测仪101的左右两侧均设置有过渡杆107，过渡杆107远离检测仪101一端的两侧开设有卡槽108，检测仪101的底部设置有连接柱109，连接柱109的底部设置有连接端110，连接端110的底端设置有探杆111，探杆111远离连接端110的一端设置有探头112。过渡杆107远离检测仪101的一端为两侧面平整的方形插块设置，卡槽108开设于过渡杆107方形插块的两平整侧面上，地基检测装置本体1通过过渡杆107插接在定位组件2上。
请参阅图1和图4，定位组件2包括底箱201、通孔202、移动轮203、定位板204、螺纹钻205、立板206、稳定机构207和安装机构208，底箱201的顶面中部开设有通孔202，底箱201的底部设置有移动轮203，底箱201的左右两侧设置有定位板204，定位板204上开设有螺纹孔，螺纹孔的内部设置有螺纹钻205，底箱201的顶面上的左右两侧均设置有立板206，立板206的内侧设置有安装机构208，安装机构208的下方设置有稳定机构207。
具体的，在实际检测前，将定位组件2移动至需检测地基的地点，旋转螺纹钻205对定位组件2的位置进行固定，从而可以对定位组件进行固定，使得地基检测装置本体1在对指定的建造地基进行检测时的稳定性和准确性更强。
为了解决在对检测仪器进行安装和移动时，往往存在因为移动时产生的颠簸或晃动导致仪器掉落底面的情况，从而会让仪器的检测端直接跌落底面与地面接触，建设地基往往底面情况复杂，直接的碰撞接触可能会导致仪器损伤的技术问题，请参阅图3和图5，本实施例提供以下技术方案：
稳定机构207包括第一稳定架2071、第二稳定架2072、伸缩内杆2073、伸缩外杆2074、伸缩弹簧2075、卡环2076和水平仪2077，第一稳定架2071和第二稳定架2072分别固定连接在两个立板206的内侧，第一稳定架2071上设置有伸缩外杆2074，伸缩外杆2074的一端固定连接在立板206上，伸缩外杆2074的另一端可活动设置有伸缩内杆2073，伸缩外杆2074的内部设置有伸缩弹簧2075，伸缩弹簧2075的一端固定连接在伸缩外杆2074的内部，伸缩弹簧2075的另一端固定连接在伸缩内杆2073的一端上，伸缩内杆2073的另一端上设置有卡环2076，卡环2076的外侧设置有水平仪2077。第一稳定架2071的整体结构与第二稳定架2072的整体结构相同，第一稳定架2071上所连接的卡环2076内侧设置有连接杆2079，第二稳定架2072上所连接的卡环2076内侧设置有连接孔2078，连接杆2079的尺寸及位置均与连接孔2078相匹配。
具体的，在安装时，通过把手104将地基检测装置本体1移动到需检测地基的区域，将第一稳定架2071和第二稳定架2072分开，将地基检测装置本体1向下插入，释放第一稳定架2071和第二稳定架2072，从而利用第一稳定架2071和第二稳定架2072将连接柱109夹持稳定，从而可以在对建设地基进行检测时保持其稳定性，防止在检测时因地基检测装置本体1掉落而导致探杆111和探头112直接与地面发生碰撞，避免探杆111和探头112造成损坏，在移动时也可以保持良好的稳定性，提高设备的使用寿命。
请参阅图3和图6，安装机构208包括安装架2081、插槽2082、内孔2083、卡钉2084和卡接弹簧2085，安装架2081的内部开设有插槽2082，插槽2082的左右两侧开设有内孔2083，内孔2083的内部设置有卡钉2084，卡钉2084和内孔2083之间设置有卡接弹簧2085，卡接弹簧2085的两端分别固定连接在卡钉2084和内孔2083上。安装架2081设置有两个，两个安装架2081分别固定连接在两个立板206的内侧，过渡杆107插接在安装架2081的内部，卡钉2084卡接在卡槽108的内部。
具体的，在安装时，将地基检测装置本体1放置于定位组件2上，将检测仪101左右两侧的过渡杆107插接在安装架2081的内部，卡钉2084在卡接弹簧2085的作用下被顶出并卡接在卡槽108的内部，从而实现地基检测装置本体1与定位组件2的安装。
为了解决在对建造地基进行检测时，往往的对水利建造地基情况掌控存在一定的滞后性及精度差的问题，从而可能需要在对建造地基进行复检工序，提高了人工成本，同时对建造地基的数据情况缺少一定的具象化体现的技术问题，请参阅图1和图7，本实施例提供以下技术方案：
处理箱4的内部设置有微处理器401、数据获取模块402、数据处理模块403、模型生成模块404和模型显示模块405；
其中，微处理器401用于联合数据获取模块402、数据处理模块403、模型生成模块404和模型显示模块405对地基检测装置本体1所收集的数据进行处理和加工；数据获取模块402用于获取地基检测装置本体1所收集的检测数据；数据处理模块403用于对数据获取模块402所获取的数据进行加工处理；模型生成模块404用于生成数字孪生显示模型及数字孪生推理模型；模型显示模块405用于对模型生成模块404所生成数字孪生显示模型及数字孪生推理模型进行展示。处理箱4可以通过有线电连接或无线网络连接外设组件，通过模型显示模块405连接外设组件对数字孪生显示模型及数字孪生推理模型进行展示。
具体的，在地基检测装置本体1获得当前建造地基情况数据后，处理箱4及其内部模块由数字孪生推理模型对该数据进行处理，由此来获得工程地基的状态数据，从而提升对水利建造地基情况掌控的精度及效率，降低人工成本；而且在获得建造地基的状态数据之后，进一步由数字孪生显示模型以可视化的方式呈现建造地基发的状态，便于用户直观地获取建造地基的状况。
为了更好的展现基于数字孪生的水利工程建造地基检测装置，本实施例现提出一种基于数字孪生的水利工程建造地基检测装置的方法，包括以下步骤：
步骤一：将定位组件2移动至需检测地基的地点，旋转螺纹钻205对定位组件2的位置进行固定，将处理箱4放置于附近；
步骤二：通过把手104将地基检测装置本体1移动到需检测地基的区域，将第一稳定架2071和第二稳定架2072分开，将地基检测装置本体1向下插入，利用过渡杆107插接在安装架2081的内部，释放第一稳定架2071和第二稳定架2072，利用连接线3将地基检测装置本体1与处理箱4相连接；
步骤三：利用地基检测装置本体1对需检测地基的地点进行检测，检测所获数据传送至处理箱4；
步骤四：通过处理箱4对所获数据进行处理并生成数字孪生显示模型及数字孪生推理模型，通过将处理箱4与外设组件连接对模型进行展示。
综上所述，本基于数字孪生的水利工程建造地基检测装置及其方法，在安装时利用第一稳定架2071和第二稳定架2072将连接柱109夹持稳定，从而可以在对建设地基进行检测时保持其稳定性，防止在检测时因地基检测装置本体1掉落而导致探杆111和探头112直接与地面发生碰撞，避免探杆111和探头112造成损坏，在移动时也可以保持良好的稳定性，提高设备的使用寿命，在地基检测装置本体1获得当前建造地基情况数据后，处理箱4及其内部模块由数字孪生推理模型对该数据进行处理，由此来获得工程地基的状态数据，从而提升对水利建造地基情况掌控的精度及效率，降低人工成本；而且在获得建造地基的状态数据之后，进一步由数字孪生显示模型以可视化的方式呈现建造地基发的状态，便于用户直观地获取建造地基的状况。
以上所述，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披露的技术范围内，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.基于数字孪生的水利工程建造地基检测装置，包括地基检测装置本体(1)、定位组件(2)、连接线(3)和处理箱(4)，其特征在于：所述地基检测装置本体(1)可拆卸式插接在定位组件(2)的上方，地基检测装置本体(1)和处理箱(4)之间通过连接线(3)电连接；
所述地基检测装置本体(1)包括检测仪(101)、立柱(102)、连杆(103)、把手(104)、指示灯(105)、显示屏(106)、过渡杆(107)、卡槽(108)、连接柱(109)、连接端(110)、探杆(111)和探头(112)，检测仪(101)的顶部设置有立柱(102)，立柱(102)的顶端固定连接有连杆(103)，连杆(103)的两端均固定连接有把手(104)，检测仪(101)的正面设置有显示屏(106)，显示屏(106)的上方设置有指示灯(105)，检测仪(101)的左右两侧均设置有过渡杆(107)，过渡杆(107)远离检测仪(101)一端的两侧开设有卡槽(108)，检测仪(101)的底部设置有连接柱(109)，连接柱(109)的底部设置有连接端(110)，连接端(110)的底端设置有探杆(111)，探杆(111)远离连接端(110)的一端设置有探头(112)。
2.如权利要求1所述的基于数字孪生的水利工程建造地基检测装置，其特征在于：所述过渡杆(107)远离检测仪(101)的一端为两侧面平整的方形插块设置，卡槽(108)开设于过渡杆(107)方形插块的两平整侧面上，地基检测装置本体(1)通过过渡杆(107)插接在定位组件(2)上。
3.如权利要求2所述的基于数字孪生的水利工程建造地基检测装置，其特征在于：所述定位组件(2)包括底箱(201)、通孔(202)、移动轮(203)、定位板(204)、螺纹钻(205)、立板(206)、稳定机构(207)和安装机构(208)，底箱(201)的顶面中部开设有通孔(202)，底箱(201)的底部设置有移动轮(203)，底箱(201)的左右两侧设置有定位板(204)，定位板(204)上开设有螺纹孔，螺纹孔的内部设置有螺纹钻(205)，底箱(201)的顶面上的左右两侧均设置有立板(206)，立板(206)的内侧设置有安装机构(208)，安装机构(208)的下方设置有稳定机构(207)。
4.如权利要求3所述的基于数字孪生的水利工程建造地基检测装置，其特征在于：所述稳定机构(207)包括第一稳定架(2071)、第二稳定架(2072)、伸缩内杆(2073)、伸缩外杆(2074)、伸缩弹簧(2075)、卡环(2076)和水平仪(2077)，第一稳定架(2071)和第二稳定架(2072)分别固定连接在两个立板(206)的内侧，第一稳定架(2071)上设置有伸缩外杆(2074)，伸缩外杆(2074)的一端固定连接在立板(206)上，伸缩外杆(2074)的另一端可活动设置有伸缩内杆(2073)，伸缩外杆(2074)的内部设置有伸缩弹簧(2075)，伸缩弹簧(2075)的一端固定连接在伸缩外杆(2074)的内部，伸缩弹簧(2075)的另一端固定连接在伸缩内杆(2073)的一端上，伸缩内杆(2073)的另一端上设置有卡环(2076)，卡环(2076)的外侧设置有水平仪(2077)。
5.如权利要求4所述的基于数字孪生的水利工程建造地基检测装置，其特征在于：所述第一稳定架(2071)的整体结构与第二稳定架(2072)的整体结构相同，第一稳定架(2071)上所连接的卡环(2076)内侧设置有连接杆(2079)，第二稳定架(2072)上所连接的卡环(2076)内侧设置有连接孔(2078)，连接杆(2079)的尺寸及位置均与连接孔(2078)相匹配。
6.如权利要求3所述的基于数字孪生的水利工程建造地基检测装置，其特征在于：所述安装机构(208)包括安装架(2081)、插槽(2082)、内孔(2083)、卡钉(2084)和卡接弹簧(2085)，安装架(2081)的内部开设有插槽(2082)，插槽(2082)的左右两侧开设有内孔(2083)，内孔(2083)的内部设置有卡钉(2084)，卡钉(2084)和内孔(2083)之间设置有卡接弹簧(2085)，卡接弹簧(2085)的两端分别固定连接在卡钉(2084)和内孔(2083)上。
7.如权利要求6所述的基于数字孪生的水利工程建造地基检测装置，其特征在于：所述安装架(2081)设置有两个，两个安装架(2081)分别固定连接在两个立板(206)的内侧，过渡杆(107)插接在安装架(2081)的内部，卡钉(2084)卡接在卡槽(108)的内部。
8.如权利要求1所述的基于数字孪生的水利工程建造地基检测装置，其特征在于：所述处理箱(4)的内部设置有微处理器(401)、数据获取模块(402)、数据处理模块(403)、模型生成模块(404)和模型显示模块(405)；
其中，所述微处理器(401)用于联合数据获取模块(402)、数据处理模块(403)、模型生成模块(404)和模型显示模块(405)对地基检测装置本体(1)所收集的数据进行处理和加工；
所述数据获取模块(402)用于获取地基检测装置本体(1)所收集的检测数据；
所述数据处理模块(403)用于对数据获取模块(402)所获取的数据进行加工处理；
所述模型生成模块(404)用于生成数字孪生显示模型及数字孪生推理模型；
所述模型显示模块(405)用于对模型生成模块(404)所生成数字孪生显示模型及数字孪生推理模型进行展示。
9.如权利要求8所述的基于数字孪生的水利工程建造地基检测装置，其特征在于：所述处理箱(4)通过有线电连接或无线网络连接外设组件，通过模型显示模块(405)连接外设组件对数字孪生显示模型及数字孪生推理模型进行展示。
10.一种根据权利要求1-9中任一项所述的基于数字孪生的水利工程建造地基检测装置的使用方法，其特征在于：包括如下步骤：
步骤一：将定位组件(2)移动至需检测地基的地点，旋转螺纹钻(205)对定位组件(2)的位置进行固定，将处理箱(4)放置于附近；
步骤二：通过把手(104)将地基检测装置本体(1)移动到需检测地基的区域，将第一稳定架(2071)和第二稳定架(2072)分开，将地基检测装置本体(1)向下插入，利用过渡杆(107)插接在安装架(2081)的内部，释放第一稳定架(2071)和第二稳定架(2072)，利用连接线(3)将地基检测装置本体(1)与处理箱(4)相连接；
步骤三：利用地基检测装置本体(1)对需检测地基的地点进行检测，检测所获数据传送至处理箱(4)；
步骤四：通过处理箱(4)对所获数据进行处理并生成数字孪生显示模型及数字孪生推理模型，通过将处理箱(4)与外设组件连接对模型进行展示。
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