深孔变形测斜装置及深孔变形测斜方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种深孔变形测斜装置及深孔变形测斜方法，涉及岩土工程中对边坡深部变形监测的技术领域，包括测杆单元、导向轮、计数装置、静态测量装置、动态测量装置、处理装置和读数装置；通过静态测量装置和动态测量装置可以实现测杆单元的静态角度和动态偏转角度的快速测量，而且通过导向轮和计数装置得出测杆单元在钻孔中所在的深度，结合监测角度值，形成深度vs横向变形的曲线，从而可以判断深部钻孔中的变形位置及变形量；缓解了现有技术中存在的测斜装置在测量工作中耗时耗力、工作效率低下、人工成本高的技术问题；提高了测量效率，更加实用。

【技术实现步骤摘要】
深孔变形测斜装置及深孔变形测斜方法
本专利技术涉及岩土工程中对边坡深部变形监测
，尤其是涉及一种深孔变形测斜装置及深孔变形测斜方法。
技术介绍
岩土工程测试技术不仅在岩土工程建设实践中十分重要，而且在岩土工程理论的形成和发展过程中也起着决定性的作用，岩土工程测试技术是保证岩土工程设计和合理性的重要手段，岩土工程测试技术是大型岩土工程信息化施工的保障，是岩土工程长期安全运行的重要手段，岩土工程中对边坡的倾斜测量是很重要的一环。现有技术中对于边坡的倾斜测量是通过测量钻孔倾斜测试仪器，测斜装置顺测斜管导槽而下，下放到孔底，以孔底为基准点，从下往上每间距0.5米(或1米)读取一个数字，直至孔口；沿与第一次测量垂直的方向，再次下放测斜仪，从下往上每间距0.5米(或1米)重复前述操作，并利用测量数据绘制两个垂直方向上水平位移与深度的变化曲线，以此确定钻孔内部的变形情况。但是，现有技术中的测斜装置只能在处于完全静止状态时才能进行读数测量，在实际操作中十分耗费时间和人力，经过多次测量才可以确定钻孔内部的变形情况，造成效率低下，成本增加。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种深孔变形测斜装置及深孔变形测斜方法，以缓解现有技术中存在的测斜装置耗时耗力、工作效率低下、人工成本高的技术问题。本专利技术提供的一种深孔变形测斜装置，包括：测杆单元、导向轮、计数装置、静态测量装置、动态测量装置、处理装置和读数装置；导向轮设置有多个，多个导向轮对称设置于测杆单元的外部两侧，以通过多个导向轮带动测杆单元沿着位于钻孔的测斜管导槽中移动；计数装置与导向轮连接，并可与导向轮同步转动，以测定导向轮的转动圈数，且计数装置与处理装置电连接，并将导向轮的转动圈数的信息传递至处理装置；静态测量装置和动态测量装置均设置于测杆单元的内部，并分别与处理装置电连接，静态测量装置用于测量测杆单元初始静止状态的倾斜角度，并将此倾斜角度传递至处理装置，动态测量装置用于测量测杆单元沿着测斜管导槽移动过程中的倾斜角度，并将此倾斜角度信息传递至处理装置，处理装置与读数装置电连接，处理装置用于将上述二者的倾斜角度信息滤波融合后，以向读数装置传递测杆单元的角度信息。进一步地，计数装置包括计数齿轮、计数器和传感器；计数齿轮与导向轮传动连接，且计数齿轮与导向轮同步转动，计数齿轮通过传感器与计数器连接，以通过传感器向计数器传递计数齿轮的转动圈数，计数器与处理装置电连接，并将此转动圈数的信息传递至处理装置。进一步地，静态测量装置设为加速度计，以通过加速度计在重力加速度在多个方向的分量，测定测杆单元初始静止状态的倾斜角度。进一步地，动态测量装置包括陀螺仪和计算装置；陀螺仪与计算装置电连接，陀螺仪用于测量测杆单元沿着测斜管导槽移动过程中的角速度，以通过计算装置对角速度的计算，以测定测杆单元沿着测斜管导槽移动过程中的倾斜角度。进一步地，加速度计和陀螺仪均通过I2C总线与处理装置电连接。进一步地，处理装置通过观测电缆与读数装置电连接。进一步地，处理装置包括控制器和计时器；计时器与控制器电连接，控制器预设有时间周期，计时器用于向控制器传递时间信息，以通过计时器逐步接收静态测量装置和动态测量装置传递的测杆单元的倾斜角度信息。进一步地，测杆单元的截面形状为圆形本专利技术提供的一种深孔变形测斜方法，该方法包括：步骤100：将要测量的边坡进行钻孔；步骤200：沿着钻孔放置有测斜管导槽，深孔变形测斜装置伸入至测斜管导槽；步骤300：手持测杆单元的一端，将外部设置有多个导向轮的测杆单元的沿着测斜管导槽下放至孔底，并以匀速的状态在测斜管导槽中向上提起测杆单元，在提起过程中进行动态测量；其中，测杆单元内部设置有计数装置、静态测量装置、动态测量装置，以将计数装置测量导向轮沿着测斜管导槽的转动圈数，通过已知导向轮的周长和转动圈数计算得出测杆单元下放的深度；静态测量装置用于测量所述测杆单元初始静止状态的倾斜角度，动态测量装置用于测量所述测杆单元沿着测斜管导槽移动过程中的倾斜角度，并将此二者测量的倾斜角度信息传递至处理装置处，处理装置根据两者的信息经过滤波融合处理后转换成角度值，以快速传递至读数装置读取。进一步地，滤波融合处理为卡尔曼滤波融合方法。本专利技术提供的一种深孔变形测斜装置，包括：测杆单元、导向轮、计数装置、静态测量装置、动态测量装置、处理装置和读数装置；导向轮设置有多个，多个导向轮对称设置于测杆单元的外部两侧，以通过多个导向轮带动测杆单元沿着位于钻孔的测斜管导槽中移动；计数装置与导向轮连接，并可与导向轮同步转动，以测定导向轮的转动圈数，且计数装置与处理装置电连接，并将导向轮的转动圈数的信息传递至处理装置；静态测量装置和动态测量装置均设置于测杆单元的内部，并分别与处理装置电连接，静态测量装置用于测量测杆单元初始静止状态的倾斜角度，并将此倾斜角度传递至处理装置，动态测量装置用于测量测杆单元沿着测斜管导槽移动过程中的倾斜角度，并将此倾斜角度信息传递至处理装置，处理装置与读数装置电连接，处理装置用于将上述二者的倾斜角度信息滤波融合后，以向读数装置传递测杆单元的角度信息；通过静态测量装置和动态测量装置可以实现测杆单元的静态角度和动态偏转角度的快速测量，而且通过导向轮和计数装置得出测杆单元在钻孔中所在的深度，结合监测角度值，形成深度vs横向变形的曲线，从而可以判断深部钻孔中的变形位置及变形量；缓解了现有技术中存在的测斜装置在测量工作中耗时耗力、工作效率低下、人工成本高的技术问题；提高了测量效率，更加实用。附图说明为了更清楚地说明本专利技术具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式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，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施方式，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为本专利技术实施例提供的深孔变形测斜装置的整体结构示意图；图2为本专利技术实施例提供的深孔变形测斜装置的第一视角结构示意图；图3为本专利技术实施例提供的深孔变形测斜装置的剖面结构示意图；图4为本专利技术实施例提供的深孔变形测斜装置的处理装置的结构示意图。图标：100-测杆单元；200-导向轮；300-计数装置；301-计数齿轮；302-计数器；400-静态测量装置；500-动态测量装置；600-处理装置；601-控制器；602-计时器。具体实施方式下面将结合附图对本专利技术的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，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，都属于本专利技术保护的范围。在本专利技术的描述中，需要说明的是，如出现术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等，其所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专利技术和简化描述，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专利技术的限制。此外，如出现术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。在本专利技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，如出现术语“安装”、“本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种深孔变形测斜装置，其特征在于，包括：测杆单元、导向轮、计数装置、静态测量装置、动态测量装置、处理装置和读数装置；所述导向轮设置有多个，多个所述导向轮对称设置于所述测杆单元的外部两侧，以通过多个所述导向轮带动所述测杆单元沿着位于钻孔的测斜管导槽中移动；所述计数装置与所述导向轮连接，并可与所述导向轮同步转动，以测定所述导向轮的转动圈数，且所述计数装置与所述处理装置电连接，并将所述导向轮的转动圈数的信息传递至所述处理装置；所述静态测量装置和所述动态测量装置均设置于所述测杆单元的内部，并分别与所述处理装置电连接，所述静态测量装置用于测量所述测杆单元初始静止状态的倾斜角度，并将此倾斜角度传递至所述处理装置，所述动态测量装置用于测量所述测杆单元沿着测斜管导槽移动过程中的倾斜角度，并将此倾斜角度信息传递至处理装置，所述处理装置与所述读数装置电连接，所述处理装置用于将二者的倾斜角度信息滤波融合后，以向所述读数装置传递所述测杆单元的角度信息。

【技术特征摘要】
1.一种深孔变形测斜装置，其特征在于，包括：测杆单元、导向轮、计数装置、静态测量装置、动态测量装置、处理装置和读数装置；所述导向轮设置有多个，多个所述导向轮对称设置于所述测杆单元的外部两侧，以通过多个所述导向轮带动所述测杆单元沿着位于钻孔的测斜管导槽中移动；所述计数装置与所述导向轮连接，并可与所述导向轮同步转动，以测定所述导向轮的转动圈数，且所述计数装置与所述处理装置电连接，并将所述导向轮的转动圈数的信息传递至所述处理装置；所述静态测量装置和所述动态测量装置均设置于所述测杆单元的内部，并分别与所述处理装置电连接，所述静态测量装置用于测量所述测杆单元初始静止状态的倾斜角度，并将此倾斜角度传递至所述处理装置，所述动态测量装置用于测量所述测杆单元沿着测斜管导槽移动过程中的倾斜角度，并将此倾斜角度信息传递至处理装置，所述处理装置与所述读数装置电连接，所述处理装置用于将二者的倾斜角度信息滤波融合后，以向所述读数装置传递所述测杆单元的角度信息。2.根据权利要求1所述的深孔变形测斜装置，其特征在于，所述计数装置包括计数齿轮、计数器和传感器；所述计数齿轮与所述导向轮传动连接，且所述计数齿轮与所述导向轮同步转动，所述计数齿轮通过所述传感器与所述计数器连接，以通过所述传感器向所述计数器传递所述计数齿轮的转动圈数，所述计数器与所述处理装置电连接，并将此转动圈数的信息传递至所述处理装置。3.根据权利要求1所述的深孔变形测斜装置，其特征在于，所述静态测量装置设为加速度计，以通过所述加速度计在重力加速度在多个方向的分量，测定所述测杆单元初始静止状态的倾斜角度。4.根据权利要求3所述的深孔变形测斜装置，其特征在于，所述动态测量装置包括陀螺仪和计算装置；所述陀螺仪与所述计算装置电连接，所述陀螺仪用于测量所述测杆单元沿着测斜管导槽移...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋杰，胡辉，董梅，张亮，
申请(专利权)人：杭州鲁尔物联科技有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33