CN208310755U - 一种基于四元数的检测钻孔路径的成像装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提出了一种基于四元数的检测钻孔路径的成像装置，包括PCB套筒，以及安装在PCB套筒内的9轴陀螺仪，PCB套筒的两端分别通过密封旋转接头安装在上滑杆和下滑杆的一端，上滑杆和下滑杆的另一端分别都呈凸起状且分别固定插座和CCD安装座；上滑杆和下滑杆上分别都依次套接有压力弹簧、第一滑块和第二滑块，第一滑块和第二滑块上对应的位置分别通过支臂转轴固定支臂的一端，对应位置的两个支臂的另一端分别都固定在转轮的转动轴承上；CCD安装座上安装CCD摄像板。本装置可检测钻心空、管桩在土层中的空间轨迹、计算其垂直度是否满足要求、同时还可以提交钻心孔或管桩内的视频资料，综合评判钻芯孔或管桩质量，填补国内这一检测领域的不足。

Description

一种基于四元数的检测钻孔路径的成像装置

技术领域

本实用新型涉及一种基于四元数的检测钻孔路径的成像装置。

背景技术

建筑桩基，灌注桩是在地下成孔，成孔方法是可以冲孔、钻孔、沉管成桩、人工挖孔等，然后放入钢筋笼，浇注水下混凝土而成的桩。抽芯检测也叫钻芯检测，是指在混凝土灌注桩上使用专用钻机钻芯，提取芯样，根据芯样的状况，分析评价桩身完整性，钻取的样品，由工程技术人员进行分析检测，出具检测报告。而钻孔过程中经常出现钻孔位置偏离目标，钻孔垂直度无法验证的情况。预应力管桩在工程中应用相当的普遍，而管桩使用的锤击沉桩法无法确保管桩的垂直度与管桩在土层中的空间位置，使得管桩竖向承载力无法正常发挥，或使得管桩偏离岩层或持力层。

《建筑桩基技术规范》(中华人民共和国行业标准JGJ94-2008)7.3.1条规定：钻机在钻芯过程中不得倾斜、移位、钻芯孔垂直度偏差不得大于0.5％；《建筑地基基础工程施工质量验收规范》(中华人民共和国国家标准GB5020220025.3中对先张法预应力管桩，钢管桩的垂直度、桩位都有明确的规定。

目前国内并没有检测抽芯孔与管桩路径、垂直度的有效方法，一般使用单根杆体下放到孔内某个位置，完全凭检测人员的经验使杆体贴在孔壁某一处，通过读取倾角、横滚角的方法计算垂直度、无法检测路径。其存在的问题主要表现为：(1)传统方法无法确定孔壁在不同的深度上的相对空间位置、无法确保杆体与孔壁的贴合，检测数据缺乏理论依据；(2)无法精确的保证检测杆体本身的运动轨迹与钻孔或管桩的中心轨迹一致；(3)传统测斜仪采用的倾角、横滚角以及航向角的定位方式并不能科学的反应运动对象的三维空间坐标.

实用新型内容

为了解决上述问题，本实用新型提出一种基于四元数的检测钻孔路径的成像装置，可检测钻心空、管桩在土层中的空间轨迹、计算其垂直度是否满足要求、同时还可以提交钻心孔或管桩内的视频资料，综合评判钻芯孔或管桩质量，填补国内这一检测领域的不足。

本实用新型的技术方案是这样实现的：

一种基于四元数的检测钻孔路径的成像装置，包括PCB套筒8，以及安装在PCB套筒8内的9轴陀螺仪9，所述PCB套筒8的两端分别通过密封旋转接头7安装在上滑杆6和下滑杆11的一端，所述上滑杆6和下滑杆11的另一端分别都呈凸起状且分别固定插座1和CCD安装座12；所述上滑杆6和下滑杆11上分别都依次套接有压力弹簧16、第一滑块5和第二滑块10，所述第一滑块5和第二滑块10上对应的位置分别通过支臂转轴2固定支臂4的一端，对应位置的两个支臂4的另一端分别都固定在转轮3的转动轴承上；所述CCD安装座12上安装CCD摄像板14。

优选地，所述CCD摄像板14四周安装有LED光源。

优选地，所述转轮3至少为2个且均布于第一滑块5和第二滑块10的四周。

优选地，所述CCD摄像板14处于镜头密封罩13内，镜头密封罩13前端面密封安装石英玻璃面板15。

本实用新型产生的有益效果为：本装置提供了更科学的检测方法：孔内传感器可以很好的贴壁滑行，在整个深度上连续采集9轴陀螺仪输出的数据，计算并绘制传感器运动的空间轨迹与三维图，计算其垂直度；通过前端安装的CCD摄像板卡可以更好的观测孔壁的视频图像，直观、可靠，不但可以检测孔的垂直度，偏移等信息，还可以具体的反应孔的偏移方向。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例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实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，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他的附图。

图1为本实用新型的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

如图1所示一种基于四元数的检测钻孔路径的成像装置，包括PCB套筒8，以及安装在PCB套筒8内的9轴陀螺仪9，所述PCB套筒8的两端分别通过密封旋转接头7安装在上滑杆6和下滑杆11的一端，所述上滑杆6和下滑杆11的另一端分别都呈凸起状且分别固定插座1和CCD安装座12；所述上滑杆6和下滑杆11上分别都依次套接有压力弹簧16、第一滑块5和第二滑块10，所述第一滑块5和第二滑块10上对应的位置分别通过支臂转轴2固定支臂4的一端，对应位置的两个支臂4的另一端分别都固定在转轮3的转动轴承上；所述CCD安装座12上安装CCD摄像板14。

本实施例中，CCD摄像板14四周安装有LED光源；CCD摄像板14处于镜头密封罩13内，镜头密封罩13前端面密封安装石英玻璃面板15；转轮3至少为2个且均布于第一滑块5和第二滑块10的四周，以多个均布的转轮3作为支点，可以贴紧孔壁上下滑行。

本实施例中，所有环节的对接密封采用双O型圈侧向密封，镜头密封罩13与石英玻璃面板15通过高强度粘合胶连接，以保证防水。

本实用新型中，第一滑块5和第二滑块10可以分别在上滑杆6和下滑杆11外表面上下滑动，根据不同孔径的大小，给予转轮3不同的挤压力，支臂4将力传递给第一滑块5和第二滑块10，从而根据实际情况调节两个第一滑块5和第二滑块10的间隔，压力弹簧16压缩配合孔径进行变化，进而，支臂4在不同的孔径大小呈现不同的角度，使转轮3与孔壁保持一定的压力，时刻贴紧孔壁。9轴陀螺仪9实时输出9轴数据，包含3轴磁场强度、3轴加速度、3轴角速度，进行数据融合之后输出四元数，反应传感器实时的姿态；前端安装有的CCD摄像板，提供孔内实时视频。装置在移动过程中，以固定的步距保存姿态信息，视频信号连续，主机根据深度-陀螺仪数据绘制随深度变化的运动轨迹曲线并以运动轨迹曲线为样条，绘制模拟三维空间影像，计算垂直度等信息。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种基于四元数的检测钻孔路径的成像装置，其特征在于，包括PCB套筒(8)，以及安装在PCB套筒(8)内的9轴陀螺仪(9)，所述PCB套筒(8)的两端分别通过密封旋转接头(7)安装在上滑杆(6)和下滑杆(11)的一端，所述上滑杆(6)和下滑杆(11)的另一端分别都呈凸起状且分别固定插座(1)和CCD安装座(12)；所述上滑杆(6)和下滑杆(11)上分别都依次套接有压力弹簧(16)、第一滑块(5)和第二滑块(10)，所述第一滑块(5)和第二滑块(10)上对应的位置分别通过支臂转轴(2)固定支臂(4)的一端，对应位置的两个支臂(4)的另一端分别都固定在转轮(3)的转动轴承上；所述CCD安装座(12)上安装CCD摄像板(14)。

2.如权利要求1所述的一种基于四元数的检测钻孔路径的成像装置，其特征在于，所述CCD摄像板(14)四周安装有LED光源。

3.如权利要求1所述的一种基于四元数的检测钻孔路径的成像装置，其特征在于，所述转轮(3)至少为2个且均布于第一滑块(5)和第二滑块(10)的四周。

4.如权利要求1所述的一种基于四元数的检测钻孔路径的成像装置，其特征在于，所述CCD摄像板(14)处于镜头密封罩(13)内，镜头密封罩(13)前端面密封安装石英玻璃面板(15)。