土建施工中深基坑工程沉降倾斜测量监测装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开的土建施工中深基坑工程沉降倾斜测量监测装置，包含一体化测头，还包含拉动一体化测头上下运动的信号电缆，信号电缆缠绕在绕线盘上，绕线盘由拖动电机驱动轴向转动，由信号电缆带动转动的导向轮和旋转编码器转动，实现了沉降测量过程的自动化控制，换向限位机构测量倾斜角度时消除倾斜传感器的固有测量误差，测量数据可通过GPRS与互联网连接、上传给监控中心PC主机进行存贮、处理和输出，主控制器可接受监控中心PC主机的控制命令，实现对沉降和倾斜的数据采集监测，管理者只需在PC主机上对上传的测量数据进行分析处理。本发明专利技术的一体化测头可多点布设在深基坑工地上，为深基坑施工提供实时、客观、稳定的基础监测数据。

Tilt measurement monitoring device of settlement construction of deep foundation pit engineering

Tilt measurement monitoring device of the invention discloses a settlement construction of deep foundation pit engineering, including the integration of the measuring head, the measuring head also includes the integration of pulling down movement of the signal cable, signal cable wound on the reel, reel motor driven by axial rotation, driven by a signal cable guide wheel and the rotary encoder rotate and realize automatic settlement measurement process control, commutation limit eliminate the inherent measurement error of the tilt sensor mechanism for tilt measurement, the measurement data can be connected to the Internet via GPRS, uploaded to the monitoring center of the PC host for storage, processing and output control command, the main controller can receive the monitoring center of the PC host for settlement and the tilt of the data acquisition and monitoring, managers only need to upload the measured data in the host PC analysis. The integrated probe of the invention can be set up on the construction site of deep foundation pit and provides real-time, objective and stable basic monitoring data for the deep foundation pit construction.

【技术实现步骤摘要】
土建施工中深基坑工程沉降倾斜测量监测装置
本专利技术涉及土建施工测量
，尤其涉及一种土建施工中深基坑工程沉降倾斜测量监测装置。
技术介绍
深基坑工程是指开挖深度超过5m(含5m)或地下室三层以上(含三层)，或深度虽未超过5m(含5m)，但地质条件和周围环境及地下管线极其复杂的工程。它是一项关系到社会公共安全、建筑工程质量安全以及和谐社会建设的系统工程，是城市建设领域的头号安全监控节点。随着城市建设步伐的日益加快，城市建设中高层及超高层建筑的大量涌现，城市中的深基坑工程工程数量越来越多，规模越来越大，技术复杂度越来越高，工期也越来越紧，工程将会越来越多，基坑深度会越来越深，从最初的5～7m发展到目前最深已达20m多，对在施工过程中引发的土体性状、环境、邻近建筑物、地下设施变化的监测已成了工程建设必不可少的重要环节。但目前广泛应用的深基坑变形监测方法自动化程度低、劳动强度高，难以实现实时监控，深层水平位移和竖直沉降的监测方法不同，进一步降低了监测效率，增加了监测成本。对于深层水平位移，目前主要是利用测斜管和测斜仪进行人工测量、读数再进行上报，数据滞后明显；若采用沿测斜管分布多个测斜仪虽能实现自动测量，但意味着监测费用的数倍增长。对于深层竖直位移，目前主要是利用全站仪和水平仪进行测量，同样面临着人工测量的数据滞后或者监测费用的增长的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于：为解决上述问题，本专利技术针对现有技术的不足，提供了一种土建施工中深基坑工程沉降倾斜测量监测装置，监测传感器布设在深基坑工地上，进行数据的自动实时采集并传到现场监测工况机，通过GPRS网络将数据同步发送到远程数据库中进行存贮，为深基坑施工提供实时、客观、稳定的基础监测数据。技术方案：为达到上述目的，本专利技术采用如下技术方案：土建施工中深基坑工程沉降倾斜测量监测装置，包括前端控制节点层、控制器层、远程控制端层的3个层次，所述前端控制节点层由多个结构相同的节点控制机构Ⅰ、节点控制机构Ⅱ、节点控制机构Ⅲ、节点控制机构N组成、且每一个节点控制机构的输入端连接有一个一体化测头，其中，所述节点控制机构Ⅰ连接一体化测头Ⅰ，所述节点控制机构Ⅱ连接一体化测头Ⅱ，所述节点控制机构Ⅲ连接一体化测头Ⅲ，所述节点控制机构N连接一体化测头N；所述控制器层包含有多个结构均相同的主控制器Ⅰ、主控制器Ⅱ、主控制器Ⅲ、主控制器N、且每一个主控制器通过电力线与一个节点控制机构相连接并进行载波通信，其中，所述主控制器Ⅰ连接节点控制机构Ⅰ，所述主控制器Ⅱ连接节点控制机构Ⅱ，所述主控制器Ⅲ连接节点控制机构Ⅲ，所述主控制器N连接节点控制机构N，所述主控制器Ⅰ、主控制器Ⅱ、主控制器Ⅲ、主控制器N通过GPRS与互联网连接；所述远程控制端层包含有监控中心、互联网，所述监控中心包括管理者、监控中心PC主机、打印机、网关，所述监控中心PC主机采用计算机、其计算机中安装控制软件和数据库，所述监控中心通过网关与互联网连接，所述监控中心PC主机分别与管理者、打印机、网关连接。所述主控制器包括数据采集与控制模块、电机控制模块，主要有两个功能，一是通过电力线与各个前端节点的一体化测头进行数据传输，控制各个一体化测头进行数据采集，二是通过网络链路GPRS接口与监控中心的监控中心PC主机建立网络无线连接,实现数据的通信,便于远程管理和控制。其中数据采集与控制模块发指令给电机控制模块，使其完成自动或手动启动，电机控制模块控制拖动电机按测点位置提升、下降以及关、停，并且控制正反转换向电机进行测量换向，同时，数据采集与控制模块完成沉降和倾斜的数据采集监测；作为主控制器核心器件的主控STM32F4微控制器分别与存储器、信号调理模块、网络链路GPRS接口、旋转编码器、时钟/复位电路、电机控制STM32F4微控制器、电源模块连接，所述信号调理模块与传感器接口连接，所述电机控制STM32F4微控制器分别与换向电机位置开关、拖动电机位置开关、控制按钮组件、电机阻容模块、中间继电器连接，所述中间继电器分别与正反转换向电机、拖动电机连接。所述主控STM32F4微控制器选用Cortex-M4内核的微控制器STM32F429芯片，所述电机控制STM32F4微控制器选用Cortex-M4内核的微控制器STM32F429芯片，所述网络链路GPRS接口采用的是华为GTM900C模块，所述中间继电器选用固态继电器，目的是实现弱电信号控制强电信号的功能，使得小功率信号能驱动大功率设备，所述传感器接口分别与一体化测头的倾斜传感器、涡流式沉降传感器连接。所述一体化测头，包括一体化测头Ⅰ、一体化测头Ⅱ、一体化测头Ⅲ、一体化测头N，其中一体化测头由接头、倾斜传感器、滑轮组件、沉降传感器、测头壳体组成；所述倾斜传感器、沉降传感器封装于测头壳体内部的上下两端，所述测头壳体的外部设置有滑轮组件、其端口采用接头封口、其腔内封满环氧树脂，并且倾斜传感器、沉降传感器的信号电缆引线分别引出接头。所述沉降传感器选用涡流感应式传感器、配套沉降磁环，所述倾斜传感器选用伺服加速度式倾斜传感器，所述测头壳体选用壁厚0.2mm不锈钢材质的筒状壳体。所述节点控制机构，包括旋转编码器、正反转换向电机、拖动电机、一体化测头、沉降磁环、换向机构、沉降及倾斜管、导向轮、绕线盘、工作台、控制柜、联轴器、变速箱、电气滑环、信号电缆、压线轮；所述沉降磁环包括沉降磁环Ⅰ、沉降磁环Ⅱ、沉降磁环N，所述沉降及倾斜管选用壁厚不锈钢材质钢管、其外侧沿轴向分别套装有沉降磁环Ⅰ、沉降磁环Ⅱ、沉降磁环N，所述沉降磁环、沉降及倾斜管在工程施工时进行埋设安装。由于沉降磁环、沉降及倾斜管埋设在土层中，因此沉降磁环、沉降及倾斜管随土层一起沉降，从而将测点土层沉降转换为磁环的磁场沉降，提供测量监测信号源。所述沉降及倾斜管内部设置有可上下移动的一体化测头，所述沉降及倾斜管上端部外侧设置有换向限位机构、用于沿沉降及倾斜管内部轴向测量倾斜角度时，须将一体化测头正、反转测量2次，目的是消除一体化测头内的倾斜传感器的固有测量误差。所述沉降及倾斜管上端部外侧还设置有工作台，所述工作台左端设置有与沉降及倾斜管入口端相对应的导向轮，所述工作台右端设置有绕线盘，所述绕线盘上端设置有压线轮；所述导向轮、绕线盘、压线轮均可绕各自轴心转动。所述一体化测头的信号电缆通过导向轮绕在绕线盘上，所述绕线盘将信号电缆收集整齐，兼具拉动一体化测头上下运动的功能，并使用压线轮将信号电缆排布压在绕线盘上，所述信号电缆选用四芯扁平电缆,分时复用。所述拖动电机选用低转速大扭矩的TDY系列永磁低速同步电机、拖动一体化测头在沉降及倾斜管内上下运动，所述拖动电机输出轴通过联轴器与变速箱的输入轴连接，所述变速箱用于进一步降低拖动电机的转速，增大拖动电机的输出扭矩，实现拖动电机的为一体化测头沿沉降及倾斜管上下运动提供传递。所述变速箱的输出轴端部连接有电气滑环、绕线盘；所述绕线盘由拖动电机提供动力,使其绕线盘能正反转动，带动信号电缆及一体化测头运动。所述电气滑环即导电滑环用于防止信号电缆缠绕在变速箱的输出轴上，其一端的电线与转动的信号电缆连接，可与变速箱的输出轴同步转动，另一端固定，信号电缆不会转动。所述导向轮轮轴上连接有旋转编码器，当一体化测头在沉降及倾斜管内上下本文档来自技高网...

【技术保护点】
土建施工中深基坑工程沉降倾斜测量监测装置，包括前端控制节点层、控制器层、远程控制端层的3个层次；其特征在于：所述前端控制节点层由多个结构相同的节点控制机构Ⅰ、节点控制机构Ⅱ、节点控制机构Ⅲ、节点控制机构N组成，其中，所述节点控制机构Ⅰ连接一体化测头Ⅰ，所述节点控制机构Ⅱ连接一体化测头Ⅱ，所述节点控制机构Ⅲ连接一体化测头Ⅲ，所述节点控制机构N连接一体化测头N；所述控制器层包含有多个结构均相同的主控制器Ⅰ、主控制器Ⅱ、主控制器Ⅲ、主控制器N，其中，所述主控制器Ⅰ连接节点控制机构Ⅰ，所述主控制器Ⅱ连接节点控制机构Ⅱ，所述主控制器Ⅲ连接节点控制机构Ⅲ，所述主控制器N连接节点控制机构N，所述主控制器Ⅰ、主控制器Ⅱ、主控制器Ⅲ、主控制器N通过GPRS与互联网连接；所述远程控制端层包含有监控中心、互联网，所述监控中心包括管理者、监控中心PC主机、打印机、网关，所述监控中心通过网关与互联网连接，所述监控中心PC主机分别与管理者、打印机、网关连接。

【技术特征摘要】
1.土建施工中深基坑工程沉降倾斜测量监测装置，包括前端控制节点层、控制器层、远程控制端层的3个层次；其特征在于：所述前端控制节点层由多个结构相同的节点控制机构Ⅰ、节点控制机构Ⅱ、节点控制机构Ⅲ、节点控制机构N组成，其中，所述节点控制机构Ⅰ连接一体化测头Ⅰ，所述节点控制机构Ⅱ连接一体化测头Ⅱ，所述节点控制机构Ⅲ连接一体化测头Ⅲ，所述节点控制机构N连接一体化测头N；所述控制器层包含有多个结构均相同的主控制器Ⅰ、主控制器Ⅱ、主控制器Ⅲ、主控制器N，其中，所述主控制器Ⅰ连接节点控制机构Ⅰ，所述主控制器Ⅱ连接节点控制机构Ⅱ，所述主控制器Ⅲ连接节点控制机构Ⅲ，所述主控制器N连接节点控制机构N，所述主控制器Ⅰ、主控制器Ⅱ、主控制器Ⅲ、主控制器N通过GPRS与互联网连接；所述远程控制端层包含有监控中心、互联网，所述监控中心包括管理者、监控中心PC主机、打印机、网关，所述监控中心通过网关与互联网连接，所述监控...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘剑丰，鲍林，赵彤，
申请(专利权)人：中国三冶集团有限公司，
类型：发明
国别省市：辽宁,21