一种便于现场使用的阵列式位移计
技术领域
[0001] 本发明属于地质检测技术领域,具体是一种便于现场使用的阵列式位移计。
背景技术
[0002] 位移监测在岩土工程监测和各种边坡监测中是常用手段,用于判断深部滑动面及深部位移大小。常采用阵列式位移计,阵列式位移计是一种应用于孔洞、隧道等地方,测量孔洞、隧道等倾斜或者收敛沉降的位移,测量沿垂直方向土层或围护结构内部水平位移的工程测量仪器。一般是采用了一种或多种传感器按照一定的排列顺序构成的具有一定功能和作用的整体,通过传感器的集成,可以实现区域内的数据采集和提取,为后续的大数据分析提供了便利。
[0003] 现有阵列式位移检测仪采用多节位移计串联,并连接到处理器上,如图1所示,可根据实际需要任意弯折,以适应特殊场景的监测需求,是一款柔性测斜设备。每节位移计安装在支撑管中,各节支撑管通过螺纹或者软管实现柔性连接,可缠绕在绕线架上,如图2所示,通过支架支撑起来,人工转动绕线架,实现支撑管的缠绕回收和拉出释放。但这种方式,存在诸多问题,如浪费人力、不便于运输、无法清洁、需要额外准备电源机构等,极大的增加了现场使用的麻烦。
发明内容
[0004] 针对现有技术中存在的以上不足,本发明提供了一种便于现场使用的阵列式位移计,通过对其结构特别是绕线架结构的重新设计,使其具备更好的现场适应性,方便工作人员的前期运输和后期安装和使用。
[0005] 本发明通过以下技术方案实现:
一种便于现场使用的阵列式位移计,包括数据收集盒和多节串联的单节位移计,所述数据收集盒依次通过电缆线、电缆接头连接到第一节的单节位移计,第一节的单节位移计依次通过旋转机构和软接头连接到下一节单节位移计,在单节位移计侧面设有触发锁紧机构,后续的每一节单节位移计的连接模式相同,单节位移计的数量为至少两节;所述单节位移计还带有绕线架体,单节位移计在未使用状态下缠绕固定在绕线架体上,所述绕线架体在单节位移计的使用状态下作为剩余部分单节位移计的固定装置,在绕线架体内设有用于固定数据收集盒的平台,并设有为数据收集盒供电的电源。
[0006] 进一步的,所述绕线架体为四面体的中空结构,绕线架体的主体为绕线架壳板,在绕线架壳板内安装有蓄电池,在绕线架壳板的外表面上设有一条螺旋形的位移计固定槽,每一侧的位移计固定槽的长度和深度适配单节位移计;在绕线架体两端设有两块尺寸大于绕线架体的侧板,其中一块侧板在远离绕线架体的一侧设有转动机构,并通过转动机构连接到一块平板上,该平板作为固定平台板,用于让侧板能在固定平台板上周向旋转。
[0007] 进一步的,在固定平台板的四边中的三条边上设有合页,并通过合页连接有三块板体,这三块板体作为支撑板,当支撑板向上旋转并贴合到两块侧板时,在三块支撑板之间设有连接机构,锁紧连接机构后让支撑板合围,此时,相互之间未连接的两块支撑板之间安装有一块围板,该围板作为多功能桌板,所述多功能桌板的侧面设有槽体,在相对的两块支撑板之间设有纵向凸条,多功能桌板在安装好后与这三块支撑板配合,共同将绕线架体的外周面围住,将缠绕在绕线架体上的单节位移计从外侧固定和保护,以避免损坏单节位移计上的旋转机构或触发锁紧机构;
在相对的两块支撑板上还设有横向凸条,当三块支撑板向下翻转并再次接触固定的时候,将多功能桌板固定到横向凸条上,此时用三块支撑板竖立,让整个绕线架体保持两块侧板分别在上下两侧的位置,此时多功能桌板作为桌面用于放置数据收集盒。
[0008] 进一步的,所述多功能桌板上设有工作区,工作区内为带可上翻盖的中空结构,内部放置有多根电线和数据线,能为数据收集盒连接提供电源和数据传输;在多功能桌板的另一侧设有能连接到蓄电池的电路。
[0009] 进一步的,所述固定平台板的下方设有四个移动轮,分别设于四角,其中靠近多功能桌板的两个移动轮的轮杆连接到蓄电池,当多功能桌板作为桌面使用的时候插入到位时,多功能桌板的电路分别接触到这两个轮杆,此时联通电源,让工作区为数据收集盒提供电能。
[0010] 进一步的,在多功能桌板上设有擦线杆,所述擦线杆可以在多功能桌板上转动,在擦线杆的端部设有U型槽,U型槽内设有擦除段,当单节位移计从U型槽内通过时,单节位移计的外周面会被擦拭;
在多功能桌板上还设有连接气枪的电源线,并设有挂气枪处。
[0011] 进一步的,在远离固定平台板的侧板上设有一侧通过铰链连接的太阳能板,所述太阳能板通过电路连接到蓄电池;在太阳能板与侧板之间设有一段气囊作为升降气囊,升降气囊的外侧设有升降注气口,将气枪插入冲入不同的气量,可实现对太阳能板倾斜角度的调节,结合转动机构的调节,可让太阳能板朝向不同角度。
[0012] 进一步的,在移动轮之间设有固定于固定平台板下侧的水袋,水袋上设有注水孔和排水孔,对水袋内进行注水后能起到从内向外撑起支撑板的作用,并实现配重。
[0013] 进一步的,在靠近固定平台板一侧的侧板作为防撞板,防撞板包括转动基板以及设置在转动基板外侧面的一圈防撞气垫,防撞气垫充气后可展开一圈气垫层,让上方的绕线架壳板上的单节位移计在下放和回收的时候不会直接撞到转动基板,以避免损坏。
[0014] 进一步的,单节位移计上的旋转机构包括固定圈、轴承、旋转主轴;固定圈焊接在单节位移计的内壁,旋转主轴、固定圈、轴承三者同轴装配,旋转主轴装配在固定圈的内部,二者之间通过轴承连接在一起实现自由旋转;
传感器模块包括传感器固定接头、小螺丝、大螺丝及传感器组成;传感器集三轴加速度计与磁力计于一体,通过大螺丝固定在传感器固定接头上,传感器固定接头的一端设有通孔,软接头的端面上设有螺纹孔,通过小螺丝穿过通孔将整个传感器模块固定在软接头的一端;
软接头由刚性接头与包含四层钢丝的液压管组成,软接头两端的刚性接头上固定有刚性固定件,刚性固定件通过对锁螺丝连接在一起,当液压管发生变形时软接头能够实现同一平面上的弯曲;软接头通过螺纹与阵列式位移计钢管末端的旋转结构相联接,软接头的一个端面设有两个螺纹孔,通过小螺丝与传感器模块固定在一起;
触发锁紧机构包括主轴、弹簧片、推杆、动压缩弹簧、触发轴;阵列式位移计进入管道指定位置时,固定在上面的触发锁紧机构在一定力的作用下被触发,触发轴顶端被推动,带动压缩弹簧一起运动,在压缩弹簧的作用下,推杆也会随之运动,此时,固定在主轴与推杆上的弹簧片会变形向外扩张将钢管卡在管道内壁上,阵列式位移计位置固定不动时,此时的推杆在主轴上也到达极限位置。
[0015] 与现有技术相比,本发明达到的有益效果如下:
(1)采用本发明所提供的方案,能在现场方便的打开安装整套阵列式位移计,并方便单节位移计的展开和回收,也方便单节位移计在工作区域的固定;特别是在使用中,让整个绕线架体保持水平方向转动,可以确保其上的单节位移计更方便的取下和回收,以避免现有技术常用的垂直方向转动的时候因自身重力带来的转动速度不稳定或转动困难;
(2)设置支撑板和多功能桌板,对单节位移计的运输过程起到了保护,而支撑板和多功能桌板还能起到支架和桌面的作用,与现有技术的方案相比,在减少空间占用的情况下,能更方便的实现数据收集盒的安装和固定;
(3)通过对绕线架体的结构进行设计,使其能够起到发电和蓄电的效果,并且能为诸如笔记本电脑等装备提供电能和数据传输服务,方便现场使用;且发电通过太阳能电池板进行,与现有技术的太阳能电池板相比,本发明的方案可以集成到一体,直接借用本身的转动功能实现对阳光的角度的适配,并能够通过充气的方式调节倾角,实现对阳光的高效利用,在过程中无需整体搬动阵列式位移计,而只需要转动绕线架体即可,极大的减少了搬动带来的麻烦,并且确保工作过程中的数据传输稳定;
(4)通过多功能桌板设置擦线杆,能够实现对单节位移计的清洗和引导,提高下放和回收的便捷度,并能保证使用和回收后的单节位移计清洁度更高。
附图说明
[0016] 图1为本发明阵列式位移计的整套系统示意图;
图2为图1中A区域的数据收集盒的壳体内局部剖视图;
图3为现有技术常用的绕线架结构示意图;
图4为钢管底部旋转机构结构图;
图5为传感器模块结构图;
图6为阵列式位移计的软接头结构图;
图7为触发锁紧机构结构图;
图8为绕线架体非工作状态下的立体图;
图9为绕线架体非工作状态下的剖视图;
图10为绕线架体安装到工作状态的过程示意图;
图11为绕线架体某一工作状态立体图;
图12为绕线架体另一工作状态立体图;
图13为绕线架体某一工作状态剖视图;
图14为支撑板内侧凸条示意图。
[0017] 图中:
01数据收集盒,02电缆接头,03单节位移计,04旋转机构,05软接头,06触发锁紧机构,07电缆线,08绕线架,09支架,10壳体卡扣,11固定圈,12轴承,13旋转主轴,14传感器固定接头,15小螺丝,16大螺丝,17传感器,18刚性接头,19液压管,20刚性固定件,21对锁螺丝,22主轴,23弹簧片,24推杆,25压缩弹簧,26触发轴,
1绕线架体,2侧板,3支撑板,4多功能桌板,5水袋,6移动轮,7固定平台板,
101绕线架壳板,102蓄电池,
1011位移计固定槽,
201太阳能板,202防撞板,203盘式轴承,
2011升降气囊,2012升降注气口,2022防撞气垫,2021转动基板,
301纵向凸条,302横向凸条,
401工作区,402擦线杆,403挂气枪处,
501注水孔,502排水孔。
具体实施方式
[0018] 下面结合实施例对本发明进一步说明,需要说明的是,在本文中,诸如“上”、“下”等词语,仅仅用于方便对附图进行描述,并非限制实际使用中的方向,且不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
[0019] 如图1-13所示,一种便于现场使用的阵列式位移计,包括数据收集盒01和多节串联的单节位移计03,其特征在于,所述数据收集盒01依次通过电缆线07、电缆接头02连接到第一节的单节位移计03,第一节的单节位移计03依次通过旋转机构04和软接头05连接到下一节单节位移计03,在单节位移计03侧面设有触发锁紧机构06,后续的每一节单节位移计03的连接模式相同,单节位移计03的数量为至少两节;所述单节位移计03还带有绕线架体1,单节位移计03在未使用状态下缠绕固定在绕线架体1上,所述绕线架体1在单节位移计03的使用状态下作为剩余部分单节位移计03的固定装置,在绕线架体1内设有用于固定数据收集盒01的平台,并设有为数据收集盒01供电的电源。所述绕线架体1为四面体的中空结构,绕线架体1的主体为绕线架壳板101,在绕线架壳板101内安装有蓄电池102,在绕线架壳板101的外表面上设有一条螺旋形的位移计固定槽1011,每一侧的位移计固定槽1011的长度和深度适配单节位移计03,单节位移计可放置在位移计固定槽1011内,在单节位移计03未使用状态下,可在单节位移计03放置好后在最外侧裹上一层布或者膜,以确保单节位移计03不会从位移计固定槽1011内掉落;在绕线架体1两端设有两块尺寸大于绕线架体1的侧板2,其中一块侧板2在远离绕线架体1的一侧设有转动机构,并通过转动机构连接到一块平板上,该平板作为固定平台板7,用于让侧板2能在固定平台板7上周向旋转。转动机构优选采用盘式轴承203,并且可以在盘式轴承的中心部位设置一个连杆,以确保侧板2和固定平台板7之间不发生脱落。不同于现有技术所采用的绕线架08和支架09的水平转动的方式,采用周向转动,能节约空间,并且方便安装和收纳。其安装过程如图10所示,方便快捷。
[0020] 在固定平台板7的四边中的三条边上设有合页,并通过合页连接有三块板体,这三块板体作为支撑板3,当支撑板3向上旋转并贴合到两块侧板2时,如图8所示,在三块支撑板3之间设有连接机构(图中未示出),连接机构可以采用销钉、螺栓等方式固定,以便连接和拆卸,也可以直接采用一整块板并让该板与支撑板3的端部对接;锁紧连接机构后让支撑板3合围,此时,相互之间未连接的两块支撑板3之间安装有一块围板,该围板作为多功能桌板4,所述多功能桌板4的侧面设有槽体,在相对的两块支撑板3之间设有纵向凸条,多功能桌板4在安装好后与这三块支撑板3配合,共同将绕线架体1的外周面围住,将缠绕在绕线架体1上的单节位移计03从外侧固定和保护,以避免损坏单节位移计03上的旋转机构04或触发锁紧机构06;优选的是,让支撑板3的长度大于绕线架体1,以确保支撑板此时能超过绕线架体1上方侧板的顶部高度;
如图14所示,在相对的两块支撑板3上还设有横向凸条,当三块支撑板3向下翻转并再次接触固定的时候,将多功能桌板4固定到横向凸条上,此时用三块支撑板3竖立,让整个绕线架体1保持两块侧板2分别在上下两侧的位置,此时多功能桌板4作为桌面用于放置数据收集盒01。
[0021] 如图11所示,所述多功能桌板4上设有工作区401,工作区401内为带可上翻盖的中空结构,内部放置有多根电线和数据线,能为数据收集盒01连接提供电源和数据传输;在多功能桌板4的另一侧设有能连接到蓄电池102的电路。
[0022] 如图9所示,所述固定平台板7的下方设有四个移动轮6,移动轮6分别设于四角,以便在未打开支撑板3的时候可以方便搬运到合适的位置再打开使用,其中,靠近多功能桌板4的两个移动轮6的轮杆连接到蓄电池102,当多功能桌板4作为桌面使用的时候插入到位时,通过横向凸条302的高度设置,让多功能桌板4的电路分别接触到这两个轮杆,此时联通电源,让工作区401为数据收集盒01提供电能,因此,移动轮6不光起到了运输的基本功能,还能作为导电机构使用,而无需额外设置导电机构,此时移动轮6还起到了限位的作用,以确保安装到位,为确保连接过程不出现断电,可以在多功能桌板4上设置连接锁,使其连接到位后保持锁定状态,不与轮杆脱钩。方便给数据收集盒01供电,数据收集盒01内设有壳体卡扣10,用来安装芯片和其他电器元件,需要稳定的电流供应。
[0023] 在多功能桌板4上设有擦线杆402,所述擦线杆402可以在多功能桌板4上转动,在擦线杆402的端部设有U型槽,U型槽内设有擦除段,所述擦除段可以是顶部开口的绒毛圈,能让单节位移计从中放入并保持360度的接触到绒毛圈,当单节位移计03从U型槽内通过时,单节位移计03的外周面会被擦拭;绒毛圈为可更换结构,脏了以后可以拆下清洗。在多功能桌板4上还设有连接气枪的电源线,并设有挂气枪处403,气枪可以辅助冲击清洗绒毛圈。
[0024] 如图13所示,在远离固定平台板7的侧板2上设有一侧通过铰链连接的太阳能板201,所述太阳能板201通过电路连接到蓄电池102;在太阳能板201与侧板2之间设有一段气囊作为升降气囊2011,升降气囊2011的外侧设有升降注气口2012,将气枪插入并冲入不同的气量,可实现对太阳能板201倾斜角度的调节,结合转动机构的调节,可让太阳能板201朝向不同角度,以便能获取最佳的太阳能。
[0025] 如图9和13所示,在移动轮6之间设有固定于固定平台板7下侧的水袋5,水袋5上设有注水孔501和排水孔502,对水袋5内进行注水后能起到从内向外撑起支撑板3的作用,并实现配重,再不需要的时候通过排水孔502即可排出水,使其收纳折叠到移动轮6上方区域,以避免影响移动轮6的使用。
[0026] 如图13所示,在靠近固定平台板7一侧的侧板2作为防撞板202,防撞板202包括转动基板2021以及设置在转动基板2021外侧面的一圈防撞气垫2022,防撞气垫2022充气后可展开一圈气垫层,让上方的绕线架壳板101上的单节位移计03在下放和回收的时候不会直接撞到转动基板2021,以避免损坏。
[0027] 如图4-7所示,单节位移计03上的旋转机构04包括固定圈11、轴承12、旋转主轴13;固定圈11焊接在单节位移计03的内壁,旋转主轴13、固定圈11、轴承12三者同轴装配,旋转主轴13装配在固定圈11的内部,二者之间通过轴承12连接在一起实现自由旋转;
传感器模块包括传感器固定接头14、小螺丝15、大螺丝16及传感器17组成;传感器17集三轴加速度计与磁力计于一体,通过大螺丝16固定在传感器固定接头14上,传感器固定接头14的一端设有通孔,软接头的端面上设有螺纹孔,通过小螺丝15穿过通孔将整个传感器模块固定在软接头05的一端;
软接头05由刚性接头18与包含四层钢丝的液压管19组成,软接头5两端的刚性接头18上固定有刚性固定件20,刚性固定件20通过对锁螺丝21连接在一起,当液压管19发生变形时软接头05能够实现同一平面上的弯曲;软接头05通过螺纹与阵列式位移计钢管03末端的旋转结构04相联接,软接头05的一个端面设有两个螺纹孔,通过小螺丝15与传感器模块固定在一起;
触发锁紧机构06包括主轴22、弹簧片23、推杆24、动压缩弹簧25、触发轴26;阵列式位移计进入管道指定位置时,固定在上面的触发锁紧机构06在一定力的作用下被触发,触发轴26顶端被推动,带动压缩弹簧25一起运动,在压缩弹簧25的作用下,推杆24也会随之运动,此时,固定在主轴22与推杆24上的弹簧片23会变形向外扩张将钢管03卡在管道内壁上,阵列式位移计位置固定不动时,此时的推杆24在主轴22上也到达极限位置。
[0028] 以上所述,仅是本发明的较佳实施例而已,并非对本发明作任何形式上的限制,虽然本发明已以较佳实施例揭露如上,然而并非用以限定本发明,任何熟悉本专业的技术人员,在不脱离本发明技术方案范围内,当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例,但凡是未脱离本发明技术方案的内容,依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰,均仍属于本发明技术方案的改进。