一种自动测斜装置.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN109883395A(43)申请公布日2019.06.14(21)申请号201910263550.5(22)申请日2019.04.03(71)申请人刘晓宇地址100086北京市海淀区知春东里5号楼5单元601(72)发明人刘晓宇廉景山丁志林侯岳峰(51)Int.Cl.G01C9/00(2006.01)G08C17/02(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图4页(54)发明名称一种自动测斜装置(57)摘要本发明公开一种自动测斜装置。所述装置包括：竖直安装的测斜管，固定在测斜管上端口的防水罩内的数据传输单元，贯穿测斜管且上端固定的钢丝绳，以钢丝绳为轴心的小滑车。数据传输单元包括第一微处理器、无线通信模块及天线、供电模块和第一I/O连接件。小滑车包括第二I/O连接件、第一导轮机构、爬行机构、电池模块、测量单元和第二导轮机构。爬行机构用于驱动小滑车沿钢丝绳运动。测量单元主要包括第二微处理器、存储器和加速度传感器。本发明能够实现自动测斜，而且可以任意选择测点，通过减小测点之间的距离增加测点数量，可以提高测斜精度；解决了现有技术采用电缆进行数据传输存在的布线难度大、信号衰减严重等问题。CN109883395ACN109883395A权利要求书1/1页1.一种自动测斜装置，其特征在于，包括：竖直安装的测斜管，固定在测斜管上端口的防水罩内的数据传输单元，贯穿测斜管且上端固定的钢丝绳，以钢丝绳为轴心的小滑车；数据传输单元包括第一微处理器以及与第一微处理器电连接的无线通信模块及天线、供电模块和第一I/O连接件；小滑车包括自上而下排列的第二I/O连接件、其滚轮卡在测斜管导槽内的第一导轮机构、爬行机构、电池模块、测量单元和其滚轮卡在测斜管导槽内的第二导轮机构；爬行机构主要包括第一步进电机和第一齿轮机构，用于驱动小滑车沿钢丝绳运动；测量单元主要包括第二微处理器、存储器和加速度传感器，存储器、加速度传感器、第一步进电机和第二I/O连接件均与第二微处理器电连接；第二I/O连接件的一端固定在第一导轮机构的上端，进行测量时小滑车下行，第二I/O连接件与第一I/O连接件分开；测量完毕，小滑车上行至第二I/O连接件与第一I/O连接件可靠对接，第二微处理器将加速度传感器的测量数据发送给第一微处理器，并由无线通信模块上传。2.根据权利要求1所述的自动测斜装置，其特征在于，所述测量单元还包括与第二微处理器电连接的罗盘，用于测量测斜管导槽因扭曲引起的角度偏差，所述角度偏差用于对加速度传感器的测量数据进行校准。3.根据权利要求1所述的自动测斜装置，其特征在于，所述装置还包括带动小滑车使测量单元旋转180度的旋转机构。4.根据权利要求3所述的自动测斜装置，其特征在于，所述旋转机构包括与防水罩一体的导向管、电机架、与第一微处理器电连接的第二步进电机、第二齿轮机构。5.根据权利要求1所述的自动测斜装置，其特征在于，所述装置还包括安装在第二导轮机构下端主要由探头、导柱、弹簧、磁铁和磁敏开关组成的障碍物感知模块；磁敏开关与第二微处理器电连接。6.根据权利要求1所述的自动测斜装置，其特征在于，所述装置还包括安装在第一导轮机构上端与第二微处理器电连接的零点开关。7.根据权利要求1所述的自动测斜装置，其特征在于，所述加速度传感器为三轴加速度传感器，第二微处理器按照下式计算每个测点X、Y方向的倾斜位移：式中，分别为第j个测点在X、Y方向的位移，L1为第1个测点与零点的距离，Li为第i个测点与第i-1个测点的距离，和分别为加速度传感器在第i个测点测得的X、Y、Z方向的加速度值，i＝1,2,…,N，j＝1,2,…,N，N为测点数量。2CN109883395A说明书1/4页一种自动测斜装置技术领域[0001]本发明涉及自然斜坡、人工边坡等岩土体内倾斜位移监测技术领域，以及大坝、码头、桥基、桥台、挡土墙等建(构)物内部斜度监测技术领域，具体涉及一种自动测斜装置。背景技术[0002]对于岩土体/建(构)筑物倾斜位移监测，传统的测量方法常采用滑动式测斜仪和固定式测斜仪来监测边坡深部变形。滑动式测斜仪则是在钻孔内沉入测斜管，利用手拉滑动式测斜仪在测斜管导轨上下定长定点测量钻孔内部倾斜位移。固定式测斜仪将测斜传感器沿导向槽固定布设于测斜管不同高程部位，根据各传感器测量到的倾斜角度以及传感器之间的标距长度，累加计算被测区域倾斜位移沿深度的变化曲线。然而，滑动式测斜仪和固定式测斜仪都有自身的缺陷：滑动式测斜仪需要测量人员现场采集数据，不能实施自动化遥测，实效性差；固定式测斜仪因测斜传感器价格不菲，同一钻孔安装数量有限，从而无法精确获得被测区域倾斜位移-深度曲线。发明内容[0003]为了解决现有技术中存在的上述问题，本发明提出一