CN218673659U - 旋转式固定机构及隧道自动化辅助监测设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种旋转式固定机构及隧道自动化辅助监测设备，包括：安装座，所述安装座用于装设到隧道结构上；第一旋转驱动组件，所述第一旋转驱动组件设置于所述安装座上并能够输出第一方向的旋转驱动力；以及第二旋转驱动组件，所述第二旋转驱动组件与所述第一旋转驱动组件驱动连接，所述第二旋转驱动组件用于与棱镜连接并能够输出第二方向的旋转驱动力。测量工作中，第一旋转驱动组件和第二旋转驱动组件可分别输出第一方向和第二方向的旋转驱动力，达到自动且灵活调整棱镜角度的效果，从而使棱镜能够与全站仪的测试线条件达到最佳值，不仅有助于获得更高的监测结果精度，并且无需人力反复多次手动安装调节，省时省力，提高测量作业效率。

Description

旋转式固定机构及隧道自动化辅助监测设备

技术领域

本实用新型涉及构筑物自动化监测技术领域，特别是涉及一种旋转式固定机构及隧道自动化辅助监测设备。

背景技术

隧道是埋置于地层内的工程建筑物，是人类利用地下空间的一种形式，例如地铁隧道便是专用于地铁运行的专用隧道。在外部地下空间施工的影响下，长期服役的既有地铁隧道周围应力平衡容易受到破坏，引发围岩向垂直或者第二方向产生位移，造成地铁隧道隧道结构发生倾斜、沉降、隆起等变形，危害到地铁隧道安全。为了监测地铁隧道的结构安全，在既有线路内设置自动化监测系统是一种行之有效的预防措施，监测作业时，在地铁隧道的关键部位安装棱镜，利用能够自动搜索、辨识和精确照准目标的测量机器人(例如全能型电子全站仪)获得棱镜的三维坐标，从而对隧道结构安全进行自动化监测。

由于地铁隧道长度长，通常需要同时使用多台测量机器人进行同时监测作业，多台测量机器人通过前后仪器均能通视的公共棱镜传递坐标，将监测范围内的全部棱镜统一在同一坐标系下。然而在同一坐标系下，两台测量机器人测得的公共棱镜的三维坐标存在一个极小差值，忽略该差值最终会影响监测的精度，并且棱镜一般采用固定支架安装，有时为了使其与测量机器人间的视线条件最佳，需多次安装调试才能获得最佳的安装角度，导致测量人员劳动强度大，测量作业效率降低。

实用新型内容

基于此，有必要提供一种旋转式固定机构及隧道自动化辅助监测设备，旨在解决现有技术监测效率低，影响监测结果精度的问题。

一方面，本申请提供一种旋转式固定机构，其包括：

安装座，所述安装座用于装设到隧道结构上；

第一旋转驱动组件，所述第一旋转驱动组件设置于所述安装座上并能够输出第一方向的旋转驱动力；以及

第二旋转驱动组件，所述第二旋转驱动组件与所述第一旋转驱动组件驱动连接，所述第二旋转驱动组件用于与棱镜连接并能够输出第二方向的旋转驱动力。

上述方案的旋转式固定机构应用于隧道结构自动化监测场合中，具体用以将棱镜安装至隧道结构上以配合全站仪完成隧道结构变形量监测工作。使用时，将安装座装设到隧道结构上，并依次将第一旋转驱动组件和第二旋转驱动组件与安装座组装，最后将棱镜安装至第二旋转驱动组件上。测量工作中，第一旋转驱动组件和第二旋转驱动组件可分别输出第一方向和第二方向的旋转驱动力，达到自动且灵活调整棱镜角度的效果，从而使棱镜能够与全站仪的测试线条件达到最佳值，不仅有助于获得更高的监测结果精度，并且无需人力反复多次手动安装调节，省时省力，提高测量作业效率。

下面对本申请的技术方案作进一步的说明：

在其中一个实施例中，所述安装座包括紧固单元和支座体，所述支座体通过所述紧固单元装设于所述隧道结构上。

在其中一个实施例中，所述紧固单元包括第一膨胀螺栓和第二膨胀螺栓，所述支座体包括隆起部以及分别连接在所述隆起部的相对两端的第一安装部和第二安装部，所述第一膨胀螺栓设置于所述第一安装部并固定于所述隧道结构的第一孔位内，所述第二膨胀螺栓设置于所述第二安装部并固定于所述隧道结构的第二孔位内。

在其中一个实施例中，所述安装座还包括减振元件，所述减振元件装设于所述支座体上并与所述第一旋转驱动组件连接。

在其中一个实施例中，所述第一旋转驱动组件包括壳体和第一旋转驱动器，所述壳体与所述减振元件连接，所述第一旋转驱动器设置于所述壳体。

在其中一个实施例中，所述第一旋转驱动组件还包括电池，所述电池设置于所述壳体并与所述第一旋转驱动器电连接。

在其中一个实施例中，所述第一旋转驱动组件还包括开关单元，所述开关单元设置于所述壳体并与所述电池电连接。

在其中一个实施例中，所述第二旋转驱动组件包括连接架和第二旋转驱动器，所述连接架与所述第一旋转驱动器驱动连接，所述第二旋转驱动器设置于所述连接架上并用于与所述棱镜驱动连接。

在其中一个实施例中，所述连接架设有容纳腔，所述第二旋转驱动器和所述棱镜内置于所述容纳腔中。

另一方面，本申请还提供一种隧道自动化辅助监测设备，其包括：

如上所述的旋转式固定机构；以及

棱镜，所述棱镜装设于所述旋转式固定机构上。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例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为本申请中所述的旋转式固定机构与棱镜的安装状态结构示意图。

附图标记说明：

10、安装座；11、第一膨胀螺栓；12、第二膨胀螺栓；13、支座体；20、隧道结构；30、第一旋转驱动组件；31、壳体；32、第一旋转驱动器；33、开关单元；40、第二旋转驱动组件；41、连接架；411、容纳腔；42、第二旋转驱动器；50、棱镜。

具体实施方式

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型。但是本实用新型能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本实用新型内涵的情况下做类似改进，因此本实用新型不受下面公开的具体实施例的限制。

本申请提供一种应用于隧道(如地铁隧道)内的自动化监测系统，包括全站仪和隧道自动化辅助监测设备，全站仪能够获取隧道自动化辅助监测设备的坐标数据，坐标数据表征隧道结构20的形貌(隧道结构20的形貌发生凸起或者凹陷变形，坐标数据都会发生变化)，也即到隧道结构20因受挤压发生形貌变形时，隧道自动化辅助监测设备的坐标值会发生变化，就能够被全站仪监测到，从而及时反馈给监测人员及时排出隐患。

其中，隧道自动化辅助监测设备包括：旋转式固定机构以及棱镜50，棱镜50装设于旋转式固定机构上。旋转式固定机构除了装载固定棱镜50以外，还能够驱动棱镜50自动旋转，灵活调整角度。

具体而言，如图1所示，为本申请一实施例展示的一种旋转式固定机构，其包括：安装座10、第一旋转驱动组件30以及第二旋转驱动组件40。

安装座10用于装设到隧道结构20上；第一旋转驱动组件30设置于安装座10上并能够输出第一方向的旋转驱动力；第二旋转驱动组件40与第一旋转驱动组件30驱动连接，第二旋转驱动组件40用于与棱镜50连接并能够输出第二方向的旋转驱动力。其中，第一方向和第二方向为相互垂直或者呈夹角布置的两个方向；如本实施例中第一方向为竖直方向，第二方向为水平方向。

综上，实施本实施例技术方案将具有如下有益效果：上述方案的旋转式固定机构应用于隧道结构20自动化监测场合中，具体用以将棱镜50安装至隧道结构20上以配合全站仪完成隧道结构20变形量监测工作。使用时，将安装座10装设到隧道结构20上，并依次将第一旋转驱动组件30和第二旋转驱动组件40与安装座10组装，最后将棱镜50安装至第二旋转驱动组件40上。测量工作中，第一旋转驱动组件30和第二旋转驱动组件40可分别输出第一方向和第二方向的旋转驱动力，达到自动且灵活调整棱镜50角度的效果，从而使棱镜50能够与全站仪的测试线条件达到最佳值，不仅有助于获得更高的监测结果精度，并且无需人力反复多次手动安装调节，省时省力，提高测量作业效率。

在一些实施例中，安装座10包括紧固单元和支座体13，支座体13通过紧固单元装设于隧道结构20上。安装座10的结构简单，组件数量少，有助于降低安装难度，使安装座10安装便捷省力。

请继续参阅图1，具体地，在上述实施例中紧固单元包括第一膨胀螺栓11和第二膨胀螺栓12，支座体13包括隆起部以及分别连接在隆起部的相对两端的第一安装部和第二安装部，第一膨胀螺栓11设置于第一安装部并固定于隧道结构20的第一孔位内，第二膨胀螺栓12设置于第二安装部并固定于隧道结构20的第二孔位内。采用第一膨胀螺栓11和第二膨胀螺栓12双点位固定支座体13，能大大提高安装座10的安装强度，使安装座10具备装载大重量棱镜50的能力，提升适用范围。并且，第一安装部和第二安装部将隆起部隆起，使隆起部与隧道结构20之间形成足够大的安装间隙，从而避免第一旋转驱动组件30安装时造成干涉问题。

进一步地，安装座10还包括减振元件，减振元件装设于支座体13上并与第一旋转驱动组件30连接。减振元件用于衰减由隧道结构20传递至安装座10上的振动冲击，保证棱镜50位置稳定，保证全站仪获取棱镜50的坐标位置数据精度。

例如，减振元件可以是但不限于弹簧、橡胶块等其中的任意一种。

请继续参阅图1，此外，在上述任一实施例的基础上，第一旋转驱动组件30包括壳体31和第一旋转驱动器32，壳体31与减振元件连接，第一旋转驱动器32设置于壳体31。壳体31能够将第一旋转驱动器32间接组装至安装座10上，保证第一旋转驱动器32稳定工作。

较佳地，第一旋转驱动器32安装于壳体31的内部，仅有第一旋转驱动器32的驱动轴部分或者完全伸出壳体31以便于与第二旋转驱动组件40连接，此时壳体31可对第一旋转驱动器32形成保护，防止灰尘、漏液等沾染到第一旋转驱动器32上而影响其工作性能。例如，第一旋转驱动器32采用电机或者旋转气缸。

进一步地，第一旋转驱动组件30还包括电池，电池设置于壳体31并与第一旋转驱动器32电连接。因而电池能够为第一旋转驱动器32供电，确保第一旋转驱动器32能够长续航稳定工作。

更近一步地，第一旋转驱动组件30还包括开关单元33，开关单元33设置于壳体31并与电池电连接。开关单元33能够控制电源通断，使非监测周期内处于断电状态，提高安全可靠性。

请继续参阅图1，在又一些实施例中，第二旋转驱动组件40包括连接架41和第二旋转驱动器42，连接架41与第一旋转驱动器32驱动连接，第二旋转驱动器42设置于连接架41上并用于与棱镜50驱动连接。因而连接架41能使第二旋转驱动器42与第一旋转驱动器32间接驱动相连，使第一旋转驱动器32能够带动连接架41、第二旋转驱动器42和棱镜50在竖直平面内旋转，达到调整棱镜50俯仰角的目的。进一步地，第二旋转驱动器42还可直接驱动棱镜50在水平面内旋转，达到调整棱镜50左右角度的目的。

可以理解的，根据实际的角度调整需要，第一旋转驱动器32和第二旋转驱动器42可以同时工作，或者任意先后工作，从而满足棱镜50在空间内任意方向角度大小无极调节的需要，满足各种监测场合。

在上述实施例的基础上，连接架41设有容纳腔411，第二旋转驱动器42和棱镜50内置于容纳腔411中。如此，第二旋转驱动器42、棱镜50和连接架41安装紧凑，占用空间小。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

Claims (10)

1.一种旋转式固定机构，其特征在于，包括：

安装座，所述安装座用于装设到隧道结构上；

第一旋转驱动组件，所述第一旋转驱动组件设置于所述安装座上并能够输出第一方向的旋转驱动力；以及

第二旋转驱动组件，所述第二旋转驱动组件与所述第一旋转驱动组件驱动连接，所述第二旋转驱动组件用于与棱镜连接并能够输出第二方向的旋转驱动力。

2.根据权利要求1所述的旋转式固定机构，其特征在于，所述安装座包括紧固单元和支座体，所述支座体通过所述紧固单元装设于所述隧道结构上。

3.根据权利要求2所述的旋转式固定机构，其特征在于，所述紧固单元包括第一膨胀螺栓和第二膨胀螺栓，所述支座体包括隆起部以及分别连接在所述隆起部的相对两端的第一安装部和第二安装部，所述第一膨胀螺栓设置于所述第一安装部并固定于所述隧道结构的第一孔位内，所述第二膨胀螺栓设置于所述第二安装部并固定于所述隧道结构的第二孔位内。

4.根据权利要求2所述的旋转式固定机构，其特征在于，所述安装座还包括减振元件，所述减振元件装设于所述支座体上并与所述第一旋转驱动组件连接。

5.根据权利要求4所述的旋转式固定机构，其特征在于，所述第一旋转驱动组件包括壳体和第一旋转驱动器，所述壳体与所述减振元件连接，所述第一旋转驱动器设置于所述壳体。

6.根据权利要求5所述的旋转式固定机构，其特征在于，所述第一旋转驱动组件还包括电池，所述电池设置于所述壳体并与所述第一旋转驱动器电连接。

7.根据权利要求6所述的旋转式固定机构，其特征在于，所述第一旋转驱动组件还包括开关单元，所述开关单元设置于所述壳体并与所述电池电连接。

8.根据权利要求5所述的旋转式固定机构，其特征在于，所述第二旋转驱动组件包括连接架和第二旋转驱动器，所述连接架与所述第一旋转驱动器驱动连接，所述第二旋转驱动器设置于所述连接架上并用于与所述棱镜驱动连接。

9.根据权利要求8所述的旋转式固定机构，其特征在于，所述连接架设有容纳腔，所述第二旋转驱动器和所述棱镜内置于所述容纳腔中。

10.一种隧道自动化辅助监测设备，其特征在于，包括：

如上权利要求1至9任一项所述的旋转式固定机构；以及

棱镜，所述棱镜装设于所述旋转式固定机构上。

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