CN118067026B - 一种全自动高桩码头岸坡变形观测装置及测量方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于高桩码头岸坡变形监测领域，涉及一种全自动高桩码头岸坡变形观测装置及测量方法。装置包括凸形激光反光板及测量装置，所述测量装置包括：封装外壳以及安装在封装外壳内的测量装置，在封装外壳内安装有：电机、丝杠、滑道、激光位移检测滑块及拉线位移传感器，所述电机连接数据采集控制板；电机设置在丝杠顶端驱动丝杠转动；所述激光位移检测滑块通过电缆线与数据采集控制板通讯连接；所述拉线位移传感器与所述数据采集控制板通讯连接，所述拉线位移传感器的拉头固定在激光位移检测滑块上随之移动，记录激光位移检测滑块移动的竖向位移。成本经济、原理简单，可自动校验测量效果，实现高桩码头岸坡变形的观测。
Description
技术领域
本发明属于高桩码头岸坡变形监测领域，尤其是一种全自动高桩码头岸坡变形观测装置及测量方法。
背景技术
随着我国港口建设的高速发展，高桩码头在各个港口中日益增多，码头运营期码头岸坡失稳对码头的危害巨大，因此加强码头岸坡稳定观测已成为保障岸坡稳定的重要手段。目前高桩码头岸坡的变形观测多采用人工测量方式或者价格昂贵的GNSS设备进行水平和竖向位移观测，测量成本高。
发明内容
本发明的目的在于提供一种全自动高桩码头岸坡变形观测装置及测量方法，实现岸坡水平和竖向位移变形测量，提高观测效率，大幅降低观测成本。
实现本发明目的的技术方案为：
本发明的一方面是提供了一种全自动高桩码头岸坡变形观测装置，包括凸形激光反光板及测量装置，所述凸形激光反光板具有一凸起部，厚度为H，所述测量装置包括：封装外壳以及安装在封装外壳内的测量装置，在封装外壳内安装有：电机、丝杠、滑道、激光位移检测滑块及拉线位移传感器，所述电机连接数据采集控制板；所述丝杠具有顶端和底端，电机设置在丝杠顶端驱动丝杠转动；所述滑道与所述丝杠平行间隔设置；所述激光位移检测滑块通过电缆线与数据采集控制板通讯连接，嵌套在所述丝杠及所述滑道上，与丝杠啮合连接；所述封装外壳全封闭，仅在激光位移检测滑块照射范围留一条透光窄缝；所述拉线位移传感器与所述数据采集控制板通讯连接，所述拉线位移传感器的拉头固定在激光位移检测滑块上随之移动，记录激光位移检测滑块移动的竖向位移。
进一步地，所述滑道为方形。
进一步地，还包括上限位件，所述上限位件连接所述数据采集控制板。
进一步地，所述封装外壳底部设自动调平装置。
本发明的另一方面是提供了所述的全自动高桩码头岸坡变形观测装置的测量方法，将测量装置安装于岸坡被测点位上，将凸形激光反光板固定于码头桩基上作为基准点，用激光位移检测滑块读取水平距离数据，拉线位移传感器读取竖向位移数据，通过数据采集控制板控制电机带动丝杠转动，丝杠上的激光位移检测滑块在丝杠和滑道上移动，同时带动固定在激光位移检测滑块上的拉线位移传感器的拉头进行移动，起初激光射在凸形激光反光板的非凸起区域，当激光位移检测滑块测量数据产生-H突变时，视为激光照射进入反光板凸起区域，记录此时激光位移检测滑块和拉线位移传感器的数据；激光位移检测滑块继续移动将再次产生H数据突变，视为激光照射离开反光板凸起区域，电机反转激光位移检测滑块反向移动至上限位件停止，利用两次突变时拉线位移传感器的数据与反光板凸起区域长度L校验，校验无误结束该次测量，否则重新测量；将首次开展测量工作时，激光照射进入凸起区域时激光位移检测滑块和拉线位移传感器的数据作为初始测量值，其后多次测量，与初始数值的变化分别就是岸坡水平变形和竖向沉降数据。
本发明的优点和有益效果：
本发明通过凸形激光反光板设计，根据激光检测数据的两次突变，确保激光照射指定位置，起到数据校验的作用。底部设置自动调平装置，保证测量装置的稳定不倾斜。滑道方形设计，保证激光位移检测滑块能够稳定移动，不会随丝杠转动而转动。封装外壳全封闭仅在激光位移检测滑块范围留一条透光窄缝，将拉线位移传感器及电机放置于顶部密封，能有效减少海边潮湿环境造成仪器腐蚀老化。本发明通过激光位移检测滑块和拉线位移传感器将水平和竖向位移观测集合于一体，实现高桩码头岸坡变形观测。
附图说明
图1为根据本申请实施例的测量装置的内部器件结构图；
图2为凸形激光反光板结构的主视图；
图3为凸形激光反光板结构的左视图；
图4为根据本申请实施例的高桩码头岸坡变形观测装置的使用状态图。
其中，上述附图包括以下附图标记：
1为凸形激光反光板、2为自动调平装置、3为电缆线、4为数据采集控制板、5为电机、6为丝杠、7为滑道、8为激光位移检测滑块、9为拉线位移传感器、10为上限位件、11为封装外壳。
具体实施方式
下面结合附图并通过具体实施例对本发明作进一步详述，以下实施例只是描述性的，不是限定性的，不能以此限定本发明的保护范围。
如图1所示的一种全自动高桩码头岸坡变形观测装置，包括凸形激光反光板1及测量装置，所述测量装置包括：自动调平装置2、封装外壳11以及安装在封装外壳11内的数据采集控制板4，在封装外壳11内还安装有：电机5、丝杠6、滑道7、激光位移检测滑块8、拉线位移传感器9、上限位件10。
电机5连接所述数据采集控制板4。所述丝杠6具有顶端和底端，所述丝杠6的顶端连接所述电机5。所述滑道7杆体为方形设计，保证激光位移检测滑块8能够稳定移动，不会随丝杠6转动而转动，滑道7与丝杠6平行间隔设置，共同保证激光位移检测滑块8能够稳定移动。所述激光位移检测滑块8套装在所述丝杠6及所述滑道7上，与所述丝杠6啮合连接；
所述拉线位移传感器9与所述数据采集控制板4及激光位移检测滑块8连接，所述拉线位移传感器9的拉头随激光位移检测滑块8移动而移动，并记录激光位移检测滑块8移动的竖向位移。
上限位件10连接所述数据采集控制板4，限制激光位移检测滑块8移动的上限位置。
本全自动高桩码头岸坡变形观测装置的测量方法为：
将测量装置和凸形激光反光板1安装在岸坡观测点和对应基桩上，并进行初值测量。数据采集控制板4发送指令，电机5开始转动，电机5带动丝杠6转动，丝杠6转动推动激光位移检测滑块8从丝杠6的顶端向底端移动。激光位移检测滑块8带动拉线位移传感器9拉头移动，起初激光射在凸形激光反光板1的非凸起区域，当激光位移检测滑块8检测的数据产生-H突变时，视为激光照射进入反光板凸起区域，记录此时激光位移检测滑块8和拉线位移传感器9的数据。激光位移检测滑块8继续移动将再次产生H数据突变，视为激光照射离开反光板凸起区域，电机5反转激光位移检测滑块8复位，利用两次突变时拉线位移传感器9的数据与反光板凸起区域长度L校验，校验无误结束该次测量，否则重新测量。将首次开展测量工作时，激光照射进入凸起区域时激光位移检测滑块8和拉线位移传感器9的数据作为初始测量值，其后多次测量，与初始数值的变化分别就是岸坡水平变形和竖向沉降数据。
具体的：检测开始前，激光位移检测滑块8位于上限位件10的位置，电机5处于断开状态。检测开始后，电机5接通电路，带动丝杠6转动，嵌套在丝杠6和滑道7上的激光位移检测滑块8向下移动，同时带动固定在激光位移检测滑块8上的拉线位移传感器9拉头移动，起初，激光射在凸形激光反光板1的非凸出区域，当激光位移检测滑块8检测的数据产生突变时，视为激光照射进入反光板凸起区域，记录此时激光位移检测滑块8和拉线位移传感器9的数据。激光位移检测滑块8继续移动将再次产生突变，视为激光照射离开反光板凸起区域，电机5反转激光位移检测滑块8复位，开始向上移动，至上限位件10。利用两次突变时拉线位移传感器9的数据与反光板凸起区域长度校验，校验无误结束该次测量，否则重新测量。
以上所述的仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。
Claims (4)
1.一种全自动高桩码头岸坡变形测量方法，其特征在于，采用全自动高桩码头岸坡变形观测装置，所述全自动高桩码头岸坡变形观测装置包括凸形激光反光板（1）及测量装置，所述凸形激光反光板（1）具有一凸起部，厚度为H，所述测量装置包括：封装外壳（11）以及安装在封装外壳（11）内的测量装置，在封装外壳（11）内安装有：
电机（5），所述电机（5）连接数据采集控制板（4）；
丝杠（6），所述丝杠（6）具有顶端和底端，电机（5）设置在丝杠（6）顶端驱动丝杠（6）转动；
滑道（7），所述滑道（7）与所述丝杠（6）平行间隔设置；
激光位移检测滑块（8），所述激光位移检测滑块（8）通过电缆线（3）与数据采集控制板（4）通讯连接，嵌套在所述丝杠（6）及所述滑道（7）上，与丝杠（6）啮合连接；所述封装外壳（11）全封闭，仅在激光位移检测滑块（8）照射范围留一条透光窄缝；
拉线位移传感器（9），所述拉线位移传感器（9）与所述数据采集控制板（4）通讯连接，所述拉线位移传感器（9）的拉头固定在激光位移检测滑块（8）上随之移动，记录激光位移检测滑块（8）移动的竖向位移；
将测量装置安装于岸坡被测点位上，将凸形激光反光板（1）固定于码头桩基上作为基准点，用激光位移检测滑块（8）读取水平距离数据，拉线位移传感器（9）读取竖向位移数据，通过数据采集控制板（4）控制电机（5）带动丝杠（6）转动，丝杠（6）上的激光位移检测滑块（8）在丝杠（6）和滑道（7）上移动，同时带动固定在激光位移检测滑块（8）上的拉线位移传感器（9）的拉头进行移动，起初激光射在凸形激光反光板（1）的非凸起区域，当激光位移检测滑块（8）测量数据产生-H突变时，视为激光照射进入反光板凸起区域，记录此时激光位移检测滑块（8）和拉线位移传感器（9）的数据；激光位移检测滑块（8）继续移动将再次产生H数据突变，视为激光照射离开反光板凸起区域，电机（5）反转激光位移检测滑块（8）反向移动至上限位件（10）停止，利用两次突变时拉线位移传感器（9）的数据与反光板凸起区域长度L校验，校验无误结束该次测量，否则重新测量；将首次开展测量工作时，激光照射进入凸起区域时激光位移检测滑块（8）和拉线位移传感器（9）的数据作为初始测量值，其后多次测量，与初始数值的变化分别就是岸坡水平变形和竖向沉降数据。
2.根据权利要求1所述的全自动高桩码头岸坡变形测量方法，其特征在于，所述滑道（7）为方形。
3.根据权利要求1所述的全自动高桩码头岸坡变形测量方法，其特征在于，还包括上限位件（10），所述上限位件（10）连接所述数据采集控制板（4）。
4.根据权利要求1所述的全自动高桩码头岸坡变形测量方法，其特征在于，所述封装外壳（11）底部设自动调平装置（2）。
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