CN218934401U - 一种自动化深孔测斜采集装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型实施例提供一种自动化深孔测斜采集装置，其特征在于，包括绞线轮、绞线轮支架、测斜采集仪、数据线和测斜仪探头；绞线轮为圆柱状结构；绞线轮与绞线轮支架相铰接；数据线的前部缠绕在绞线轮的外侧壁上，且数据线前端与测斜采集仪电性连接；数据线的后部位于绞线轮之外，且数据线的后端与测斜仪探头电性连接。本技术方案将现有的人工放线、收线工作以自动绞线的方式进行，并将数据线计米工作以自动化方式完成，只需要一个人即可完成之前多人才可完成的深孔测斜采集工作，从而大幅提高了工作效率。

Description

一种自动化深孔测斜采集装置

技术领域

本实用新型涉及工程监测技术领域，尤其涉及一种自动化深孔测斜采集装置。

背景技术

目前，深层水平位移监测是深基坑围护结构变形监测的必测项目，其中，深孔测斜采集又是其中最重要的项目，而监测手段基本都是采用深孔测斜仪进行监测。现阶段深孔测斜的监测手段，一般需要两人以上进行配合操作，其中一个人负责测斜仪探头的提放工作，一个人负责深孔测斜数据的采集(测斜仪探头每提升50cm，进行一次测斜仪读数)，如果孔深较大，还额外需要第三人轮换进行测斜仪探头的提放工作、或对数据线进行整理，防止缠绕。并且，对于大型的基坑监测，由于连接在测斜仪探头上并进行数据传输的数据线非常长、重量很大，因此工作强度非常大，工作人员每收放一次测斜仪探头就需要休息一次。

发明人发现现有技术中至少存在如下问题：

由于现有的深孔测斜采集工作需要多人操作，并且工作强度大、需要中途增加休息时间，从而导致深孔测斜采集工作的效率较低。因此，如何提高深孔测斜采集工作的效率、并减少劳动强度，是需要解决的问题。

实用新型内容

本实用新型实施例提供一种动化深孔测斜采集装置，用以解决现有的深孔测斜采集工作效率低的问题。

为达上述目的，本实用新型实施例提供一种自动化深孔测斜采集装置，包括绞线轮、绞线轮支架、测斜采集仪、数据线和测斜仪探头；绞线轮为圆柱状结构；绞线轮与绞线轮支架相铰接；数据线的前部缠绕在绞线轮的外侧壁上，且数据线前端与测斜采集仪电性连接；数据线的后部位于绞线轮之外，且数据线的后端与测斜仪探头电性连接。

进一步的，绞线轮为中空结构；测斜采集仪固定连接于绞线轮内部，且测斜采集仪设置有测斜采集仪数据接头；在绞线轮侧壁上的对应于测斜采集仪数据接头处设置有开孔；数据线前端贯穿开孔，并与测斜采集仪数据接头电性连接。

进一步的，绞线轮支架顶部固定设置有水平的转轴；绞线轮的轴线水平布置；绞线轮支架通过转轴与绞线轮相铰接。

进一步的，绞线轮的两端处还固定连接有侧挡板；侧挡板的外径大于绞线轮的外径。

进一步的，绞线轮内部固定连接有内支架；内支架包括两个四边形框架，两个四边形框架以十字交叉的形式固定连接在一起；绞线轮通过内支架与转轴相铰接。

进一步的，自动化深孔测斜采集装置还包括驱动装置；驱动装置包括电机、连接于电机输出端的小齿轮、以及与小齿轮相啮合的大齿轮。

进一步的，电机固定连接于内支架上；大齿轮固定连接于绞线轮支架上。

进一步的，自动化深孔测斜采集装置还包括蓄电池；蓄电池与电机电性连接。

进一步的，自动化深孔测斜采集装置还包括移动框架；移动框架包括底部框架和与底部框架呈一钝角设置的扶手框架；底部框架与绞线轮支架固定连接；在底部框架的远离扶手框架的一端，还设置有移动轮。

进一步的，自动化深孔测斜采集装置还包括计米装置；计米装置包括计米轮、与计米轮相啮合的压紧轮、铰接于计米轮后端的计米轮输出装置、以及计米采集仪；计米轮输出装置固定连接于移动框架上；计米采集仪与计米轮输出装置电连接；计米轮和压紧轮的轮缘处均设置有弧形凹槽，弧形凹槽的半径大于数据线的半径。

上述技术方案具有如下有益效果：

本实用新型的技术方案，通过操作者控制绞线轮系统和转动系统，实现了测斜仪探头的机械自动化收放，大幅度降低了劳动强度；同时，通过增设计米装置，可自动测量测斜仪探头收放的深度，使得测斜采集仪与计米装置相配合，实现了每50cm自动进行一次测斜数据采集，直至完成一个深孔的测斜工作，因此其实施过程仅需要一个工作人员就可完成，大幅度提高了工作效率。

此外，本实用新型还具有以下特点：

本实用新型中的测斜采集仪与对传统测斜采集仪体积相当、结构相似，只在原产品基础上增加了蓝牙功能，使得其可安装在绞线轮内部，便于与数据线相连接，无需额外重新购置测斜采集仪。同时，整个装置结构紧凑、设计轻便，单人即可实现设备的搬运、安装和维护，进一步降低了人工成本。

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是本实用新型实施例一种自动化深孔测斜采集装置的结构示意图；

图2是本实用新型实施例一种自动化深孔测斜采集装置去除绞线轮后的结构示意图；

图3是本实用新型实施例一种自动化深孔测斜采集装置去除绞线轮后的另一角度示意图；

附图标号：1、移动框架；2、绞线轮支架；3、绞线轮；4、计米轮；5、压紧轮；6、计米采集仪；7、移动轮；8、大齿轮；9、小齿轮；10、电机；11、蓄电池；12、电控板；13、内支架；14、箱体；15、测斜采集仪；16、数据线；17、测斜仪探头；18、侧挡板；19、转轴；20、测斜采集仪数据接头。

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，本实用新型实施例提供一种自动化深孔测斜采集装置，包括绞线轮3、绞线轮支架2、测斜采集仪15、数据线16和测斜仪探头17；所述绞线轮3为圆柱状结构；所述绞线轮3与所述绞线轮支架2相铰接；所述数据线16的前部缠绕在所述绞线轮3的外侧壁上，且所述数据线16前端与所述测斜采集仪15电性连接；所述数据线16的后部位于所述绞线轮3之外，且所述数据线16的后端与所述测斜仪探头17电性连接。

如前所述，对基坑深层水平位移的监测是一个持续进行的过程，需要定期多次进行深孔测斜工作，而且测孔数量从几个多至几十个，孔深从十几米多至几十米，测量的过程需要将测斜仪探头17分正反两次从测斜孔放入和提出，并且按通常要求，在提出的过程中每50cm要进行一次测斜读数(通过测斜采集仪15记录斜度数据)，因此传统的人工进行深孔测斜采集操作时，需要大量的人力，至少需要两人同时操作，有时甚至需要三人协同。为了减少人力的操作，降低劳动强度，本申请中，采用绞线轮3带动数据线16的方式代替了现有的人工收放工作。在向待测斜孔放入测斜仪探头17时，只需要转动绞线轮3，便可以使缠绕在绞线轮3外侧的数据线16逐步展开，从而使得测斜仪探头17在重力作用下，使一点点向孔内移动；而在从待测斜孔向外提起测斜仪探头17的过程中，反向转动绞线轮3，便可以使数据线16逐圈缠绕在绞线轮3上，从而使得露在绞线轮3外侧的数据线16逐渐变短，进而使测斜仪探头17被提起到初始位置。与现有技术一样，该装置仍需要配置测斜采集仪15，用于每隔设定提升距离采集以此深孔的斜度数据，并最终将数据进行汇总以完成监测工作。本申请中，可将测斜采集仪15设置在装置上，并在测斜采集仪15上配置用于无线通讯的蓝牙模块，使得测斜采集仪15可以与外部单独配置(优选为操作者手持方式)的手持平台控制端(图中未示出)进行数据传输，从而实现测斜采集仪15的自动采集、数据处理和存储功能。在一个具体实施例中，绞线轮3采用工程塑料材质，轮毂直径300mm，长度350mm。

进一步的，所述绞线轮3为中空结构；所述测斜采集仪15固定连接于所述绞线轮3内部，且所述测斜采集仪15设置有测斜采集仪数据接头20；在所述绞线轮3侧壁上的对应于所述测斜采集仪数据接头20处设置有开孔；所述数据线16前端贯穿所述开孔，并与所述测斜采集仪数据接头20电性连接。

由于收线和放线时，绞线轮3是转动的，而数据线16的内侧端需要连接测斜采集仪15，为了避免数据线16缠绕在一起，如图1所示，可将测斜采集仪15固定设置在绞线轮3内部，使得绞线轮3转动时，测斜采集仪15也同步转动，这样一来，二者之间没有相对转动，数据线16与测斜采集仪15连接的一端便不会受到转动的影响。

进一步的，所述绞线轮支架2顶部固定设置有水平的转轴19；所述绞线轮3的轴线水平布置；所述绞线轮支架2通过所述转轴19与所述绞线轮3相铰接。

如图2所示，用于铰接绞线轮3的绞线轮支架2为由两根L形钢管焊接在一起的结构，其底端可平放于底面上作为支撑，顶端的向内侧水平伸出的转轴19成为与绞线轮3连接的铰接轴。绞线轮支架2可采用φ40mm、厚度3mm的不锈钢管来制作。

进一步的，所述绞线轮3的两端处还固定连接有侧挡板18；所述侧挡板18的外径大于所述绞线轮3的外径。

设置侧挡板18，可以缠绕在绞线轮3上的数据线16向两侧意外移动而导致脱落，起到安全防护作用。在一个具体实施例中，绞线轮3的轮毂直径300mm，相应的侧挡板18的直径为500mm。

进一步的，所述绞线轮3内部固定连接有内支架13；所述内支架13包括两个四边形框架，所述两个四边形框架以十字交叉的形式固定连接在一起；所述绞线轮3通过所述内支架13与所述转轴19相铰接。

绞线轮3为空心筒状结构，其内部的内支架13为绞线轮3提供支撑，即内支架13是可以绕转轴19转动的，而内支架13的外侧四个边与绞线轮3的内壁连接在一起。同时，在内支架13的一侧，还设置了相对封闭的箱体14，用于保护内部的测斜采集仪15等设别。

进一步的，所述自动化深孔测斜采集装置还包括驱动装置；所述驱动装置包括电机10、连接于所述电机10输出端的小齿轮9、以及与所述小齿轮9相啮合的大齿轮8。

绞线轮3可以为手摇式等结构，但为了进一步提升工作效率和自动化水平，本申请中，优选电力驱动装置来带动绞线轮3转动，可采用一对齿轮进行驱动，小齿轮9安装于电机10的输出端上，大齿轮8与小齿轮9相啮合。在一个具体实施例中，大齿轮8直径200mm，采用塑料材质；小齿轮9为铝合金材质，直径50mm；电机10采用减速步进电机，电压DC12～24V，额定功率50W，速比为1:15。同时，为驱动装置设置了电控板12，可以进行转速控制，过载保护，电量显示等控制。

进一步的，所述电机10固定连接于所述内支架13上；所述大齿轮8固定连接于所述绞线轮支架2上。

本申请中，为了尽量简化结构、减少空间占用，优选将电机10固定在内支架13上，而将大齿轮8固定连接在绞线轮支架2上。这种安装方式下，电机10启动后，内支架13会连同电机10、小齿轮9一起，绕大齿轮8转动，进而带动绞线轮3实现收线、放线的操作。

进一步的，所述自动化深孔测斜采集装置还包括蓄电池11；所述蓄电池11与所述电机10电性连接。

为了适应各种环境，便于在无电源供应的野外等场合使用，本申请中，为自动化深孔测斜采集装置配备了蓄电池11，在一个具体实施例中，蓄电池11为12～24V锂电池，储电量10AH。

进一步的，所述自动化深孔测斜采集装置还包括移动框架1；所述移动框架1包括底部框架和与所述底部框架呈一钝角设置的扶手框架；所述底部框架与所述绞线轮支架2固定连接；在所述底部框架的远离所述扶手框架的一端，还设置有移动轮7。

移动框架1的设置，是为了便于移动和运输该自动化深孔测斜采集装置。移动框架1可采用φ30mm厚度2mm的不锈钢管，底部框架的端部安装有移动轮7，当操作者将前端的扶手框架提起后，可使整个装置仅有两个移动轮7落地，从而便于本装置的移动搬运。

进一步的，所述自动化深孔测斜采集装置还包括计米装置；所述计米装置包括计米轮4、与所述计米轮4相啮合的压紧轮5、铰接于所述计米轮4后端的计米轮输出装置、以及计米采集仪6；所述计米轮输出装置固定连接于所述移动框架1上；所述计米采集仪6与所述计米轮输出装置电连接；所述计米轮4和所述压紧轮5的轮缘处均设置有弧形凹槽，所述弧形凹槽的半径大于所述数据线16的半径。

现有技术中，数据线16上每隔一定长度(通常为50CM)设置一个标识，操作者根据该标识的提示，在每提升50cm时，通过测斜采集仪15采集一次测量数据(待测深孔的斜度值)，因此需要单独一个工作人员进行操作。为了进一步简化该工作，提升工作效率，本申请中，在装置上同时加装了计米装置，能够自动识别收放线的长度。计米装置包括：计米轮4，采用直径100mm带凹槽的尼龙塑料轮；压紧轮5，采用直径50mm带凹槽的尼龙塑料轮，在弹簧的作用下，压紧轮5能够产生20N左右的压力，来防止位于凹槽内的数据线16滑动；计米采集仪6，能够根据计米轮4的正转和倒转，精确地计算出数据线16移动的距离，无需依靠人工识别数据线16上的标识。例如每次计算出数据线16移动了50cm后，向测斜采集仪15给出动作信号，测斜采集仪15会自动进行一次测斜数据采集和记录工作，之后测斜采集仪15能以蓝牙方式将测量结果数据传输出去，从而实现深孔的自动测定，进而实现深层水平位移监测测斜工作的机械化自动作业。

在一个具体实施例中，本实用新型的自动化深孔测斜采集装置的应用过程和方法如下：

1、首先将自动化深孔测斜采集装置移动至待测基坑深层水平位移的测斜孔处，并将计米轮4的出线口垂直对准测斜孔口；

2、将数据线16的内侧端与测斜采集仪数据接头20相相连，之后将数据线16逐圈缠绕于绞线轮3上(该步对应于初次使用，在之后的使用过程中由于可自动收线，无需每次都重新绕线)，只将数据线16的最后一段甩在绞线轮3外侧；

3、将数据线16的外侧端(甩在绞线轮3外侧的端部)与测斜仪探头17相连接；

4、然后将测斜仪探头按正方向放入测斜孔内；

5、下一步打开测斜采集仪15和计米采集仪6的电源开关，并调整测斜采集仪15和计米采集仪6，使它们可以通过蓝牙信号传输与外部的手持平台控制端(图中未示出)通讯连接，同时设置好各项参数(如测点号、测点孔深、收放速度、采集频率等)；

6、打开驱动装置的控制开关，从而开启放线功能，通过绞线轮3将数据线16和测斜仪探头17匀速下放至测斜孔孔底，并根据计米采集仪6返回的放线长度记录好斜孔孔深；

7、通过驱动装置使绞线轮3反向转动，从而启动提升功能。通过计米采集仪6返回的数据线16移动距离的数据，当数据线16每移动50cm时，测斜采集仪15将自动进行一次测斜数据的采集，同时通过蓝牙自动传输至手持平台控制端。本过程持续至将测斜仪探头17提升至测斜孔孔口，驱动装置将根据之前记录的斜孔孔深自动停止转动，防止过度上提造成设备的损坏；

8、人工方式将测斜仪探头17从测斜孔提出，之后将测斜仪探头17上下对调后与数据线16连接，之后将测斜仪探头17再次放入测斜孔内以进行反向测量；重复步骤6-7的工作，直至将测斜仪探头17再次提出测斜孔；

9、通过分析手持平台控制端所接收到的数据，判断此次测斜工作是否满足标准要求；如满足要求，将进行下一孔位的测斜采集工作，如不满足要求，将分析原因或重新采集。

在上述的详细描述中，各种特征一起组合在单个的实施方案中，以简化本公开。不应该将这种公开方法解释为反映了这样的意图，即，所要求保护的主题的实施方案需要比清楚地在每个权利要求中所陈述的特征更多的特征。相反，如所附的权利要求书所反映的那样，本实用新型处于比所公开的单个实施方案的全部特征少的状态。因此，所附的权利要求书特此清楚地被并入详细描述中，其中每项权利要求独自作为本实用新型单独的优选实施方案。

为使本领域内的任何技术人员能够实现或者使用本实用新型，上面对所公开实施例进行了描述。对于本领域技术人员来说；这些实施例的各种修改方式都是显而易见的，并且本文定义的一般原理也可以在不脱离本公开的精神和保护范围的基础上适用于其它实施例。因此，本公开并不限于本文给出的实施例，而是与本申请公开的原理和新颖性特征的最广范围相一致。

以上所述的具体实施方式，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施方式而已，并不用于限定本实用新型的保护范围，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、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 (10)

1.一种自动化深孔测斜采集装置，其特征在于，包括绞线轮(3)、绞线轮支架(2)、测斜采集仪(15)、数据线(16)和测斜仪探头(17)；所述绞线轮(3)为圆柱状结构；所述绞线轮(3)与所述绞线轮支架(2)相铰接；所述数据线(16)的前部缠绕在所述绞线轮(3)的外侧壁上，且所述数据线(16)前端与所述测斜采集仪(15)电性连接；所述数据线(16)的后部位于所述绞线轮(3)之外，且所述数据线(16)的后端与所述测斜仪探头(17)电性连接。

2.如权利要求1所述的自动化深孔测斜采集装置，其特征在于，所述绞线轮(3)为中空结构；所述测斜采集仪(15)固定连接于所述绞线轮(3)内部，且所述测斜采集仪(15)设置有测斜采集仪数据接头(20)；在所述绞线轮(3)侧壁上的对应于所述测斜采集仪数据接头(20)处设置有开孔；所述数据线(16)前端贯穿所述开孔，并与所述测斜采集仪数据接头(20)电性连接。

3.如权利要求1所述的自动化深孔测斜采集装置，其特征在于，所述绞线轮支架(2)顶部固定设置有水平的转轴(19)；所述绞线轮(3)的轴线水平布置；所述绞线轮支架(2)通过所述转轴(19)与所述绞线轮(3)相铰接。

4.如权利要求1所述的自动化深孔测斜采集装置，其特征在于，所述绞线轮(3)的两端处还固定连接有侧挡板(18)；所述侧挡板(18)的外径大于所述绞线轮(3)的外径。

5.如权利要求3所述的自动化深孔测斜采集装置，其特征在于，所述绞线轮(3)内部固定连接有内支架(13)；所述内支架(13)包括两个四边形框架，所述两个四边形框架以十字交叉的形式固定连接在一起；所述绞线轮(3)通过所述内支架(13)与所述转轴(19)相铰接。

6.如权利要求5所述的自动化深孔测斜采集装置，其特征在于，还包括驱动装置；所述驱动装置包括电机(10)、连接于所述电机(10)输出端的小齿轮(9)、以及与所述小齿轮(9)相啮合的大齿轮(8)。

7.如权利要求6所述的自动化深孔测斜采集装置，其特征在于，所述电机(10)固定连接于所述内支架(13)上；所述大齿轮(8)固定连接于所述绞线轮支架(2)上。

8.如权利要求7所述的自动化深孔测斜采集装置，其特征在于，还包括蓄电池(11)；所述蓄电池(11)与所述电机(10)电性连接。

9.如权利要求1所述的自动化深孔测斜采集装置，其特征在于，还包括移动框架(1)；所述移动框架(1)包括底部框架和与所述底部框架呈一钝角设置的扶手框架；所述底部框架与所述绞线轮支架(2)固定连接；在所述底部框架的远离所述扶手框架的一端，还设置有移动轮(7)。

10.如权利要求9所述的自动化深孔测斜采集装置，其特征在于，还包括计米装置；所述计米装置包括计米轮(4)、与所述计米轮(4)相啮合的压紧轮(5)、铰接于所述计米轮(4)后端的计米轮输出装置、以及计米采集仪(6)；所述计米轮输出装置固定连接于所述移动框架(1)上；所述计米采集仪(6)与所述计米轮输出装置电连接；所述计米轮(4)和所述压紧轮(5)的轮缘处均设置有弧形凹槽，所述弧形凹槽的半径大于所述数据线(16)的半径。

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