用于微型传感器精确定位及快速埋设的装置和方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种用于微型传感器精确定位及快速埋设的装置，包括定位架、角度定位轨道、深度定位轨道和输送棒，定位架包括矩形定位支撑底板和与其垂直固接的半圆形角度定位板，在矩形定位支撑底板上设有埋设入口和入土起始点横向定位刻度，在半圆形角度定位板上设有角度定位槽，角度定位轨道设有滑槽，一个侧面与半圆形角度定位板相邻接，背面下端位于埋设入口内与定位架铰接，深度定位轨道插装在角度定位轨道的滑槽内，设有传感器滑槽和尺寸刻度；输送棒插装在深度定位轨道的滑槽内，设有埋设结束刻线。本发明专利技术还公开了上述装置的使用方法，本发明专利技术能够快速、准确地将传感器埋入土中的设计位置，埋设定位准确，速度快，适用范围大。

【技术实现步骤摘要】
用于微型传感器精确定位及快速埋设的装置和方法
本专利技术涉及物理模型试验制模辅助装置及方法，特别涉及一种用于微型传感器精确定位及快速埋设的装置和方法。
技术介绍
在岩土工程物理模型试验中，土体模型内部土压力及孔隙水压力的测量是研究土体受力状态、结构物力学性能的重要手段。如何能够快速、准确地按照设计位置将传感器埋入土体模型中将直接关系到试验结果的准确性，而且不同的试验对传感器的埋设角度和埋设位置要求不同。传统的传感器埋设方法是：事先准备铝管，根据具体埋设深度及埋设角度要求，在铝管粘贴埋设标记点，再将铝圆管一端开一长条状缺口，将传感器放入其中，引线从缺口处引出；准备相应角度的泡沫块，斜坡中间开半圆形长槽，用于铝管的辅助定位，然后开始埋设工作。传统的埋设方法缺点主要有以下几个方面：(1)在埋设过程中，输送铝管的前部易对传感器壳体和引线造成伤害，导致传感器损坏；(2)埋设角度主要依靠事先准备的泡沫块来辅助确定，泡沫块的加工及制作困难，且角度不可调节，埋设过程角度极易发生偏转，造成角度定位不准；(3)埋设深度靠铝管上粘贴的标记来控制，粘贴的标记位置不够灵活，造成埋设深度不准确，且在埋设过程中容易出现脱落的现象。
技术实现思路
本专利技术为解决公知技术中存在的技术问题而提供一种用于微型传感器精确定位及快速埋设的装置和方法，该装置和方法可在模型土的准备过程中，帮助试验人员快速、准确地将传感器埋入指定位置，提高埋设传感器的精准度和工作效率。本专利技术为解决公知技术中存在的技术问题所采取的一个技术方案是：一种用于微型传感器精确定位及快速埋设的装置，包括定位架、角度定位轨道、深度定位轨道和输送棒，所述定位架包括矩形定位支撑底板和半圆形角度定位板，在所述矩形定位支撑底板的中央设有埋设入口，在所述埋设入口内固定有销轴，所述半圆形角度定位板垂直固定在所述矩形定位支撑底板上，底部横跨所述埋设入口，圆心位于所述销轴的中心线上，在所述半圆形角度定位板上设有多个角度定位槽，在所述定位支撑底板上设有与所述角度定位槽对应的入土起始点横向定位刻度；所述角度定位轨道设有滑槽，所述角度定位轨道的一个侧面与所述半圆形角度定位板相邻，并设有与所述角度定位槽插接的定位凸块，所述角度定位轨道的背面下端与所述销轴转动连接；所述深度定位轨道插装在所述角度定位轨道的滑槽内，在所述深度定位轨道内设有与传感器尺寸吻合的滑槽，在所述深度定位轨道的外侧设有尺寸刻度；所述输送棒插装在所述深度定位轨道的滑槽内，设有推杆，在所述推杆的头端设有与传感器适配的顶推部，在所述推杆的尾部设有埋设结束刻线。在上述方案的基础上，本专利技术还做了如下改进：所述角度定位轨道的滑槽和所述深度定位轨道的滑槽横截面均为凸字形。所述输送棒的顶推部采用开口结构。在所述推杆的尾部还设有埋设起始刻线。所有所述角度定位槽沿周向均匀布置，间隔为15°。本专利技术为解决公知技术中存在的技术问题所采取的另一个技术方案是：采用上述的用于微型传感器精确定位及快速埋设的装置埋设微型传感器的方法，采用以下步骤：一)按照传感器设计埋设角度调节角度定位轨道的倾角，并将其固定在半圆形角度定位板上；二)在土体模型的土面上以预设入土起始点为中心画十字交叉的横向线和纵向线，使定位支撑底板上与传感器设计埋设角度对应的横向定位刻度与纵向线重合，然后沿纵向调节定位支撑底板的位置，使预设入土起始点进入埋设入口并与角度定位轨道的宽度中点横向对齐，完成定位支撑底板的定位；三)将传感器放入深度定位轨道的滑槽中，然后采用输送棒将传感器推送至深度定位轨道的前端；四)将深度定位轨道插入角度定位轨道的滑槽中，将深度定位轨道和输送棒一起推送，直到深度定位轨道上位于土面上的尺寸刻度与传感器的设计埋设深度相等；五)使用输送棒继续顶推传感器，直到埋设结束刻线进入深度定位轨道的内部，完成传感器的埋设；六)将深度定位轨道拉出，更换其他地点并重复以上步骤一)到步骤五)，完成其他传感器的埋设工作。本专利技术具有的优点和积极效果是：采用定位架确定入土起始点位置，采用可调节角度的角度定位轨道确定埋设角度，采用可调节深度的深度定位轨道确定埋设深度，采用输送棒进行顶推输送和顶推式埋设，能够快速、准确地将传感器埋入土中的设计位置，埋设定位准确，速度快，适用范围大。附图说明图1为本专利技术的结构示意图；图2为本专利技术的结构示意图；图3是本专利技术的定位架三维视图；图4是本专利技术的角度定位轨道三维视图；图5是本专利技术的深度定位轨道三维视图；图6是本专利技术的传感器输送棒三维视图；图7是本专利技术确定横向定位刻度的原理示意图之一，角度定位轨道处于90°位置时的示意图；图8是本专利技术确定横向定位刻度的原理示意图之二，角度定位轨道处于30°位置时的示意图。图中：1、定位架；1-1、角度定位槽；1-2、销轴；1-3、入土起始点横向定位刻度；2、角度定位轨道；2-1、销孔；2-2、定位凸块；2-3、滑槽；3、深度定位轨道；3-1、尺寸刻度；3-2、滑槽；4、输送棒；4-1、顶推部；4-2、埋设结束刻线；5、传感器。具体实施方式为能进一步了解本专利技术的
技术实现思路
、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下：请参阅图1～图6，一种用于微型传感器精确定位及快速埋设的装置，包括定位架1、角度定位轨道2、深度定位轨道3和输送棒4。所述定位架1包括矩形定位支撑底板和半圆形角度定位板，在所述矩形定位支撑底板的中央设有埋设入口，在所述埋设入口内固定有销轴1-2，所述半圆形角度定位板垂直固定在所述矩形定位支撑底板上，底部横跨所述埋设入口，圆心位于所述销轴1-2的中心线上，在所述半圆形角度定位板上设有多个角度定位槽1-1，在所述定位支撑底板上设有与所述角度定位槽1-1对应的入土起始点横向定位刻度1-3。所述角度定位轨道2设有滑槽2-3，所述角度定位轨道2的一个侧面与所述半圆形角度定位板相邻，并设有与所述角度定位槽1-1插接的定位凸块2-2，所述角度定位轨道2的背面下端设有与所述销轴1-2转动连接的销孔2-1。所述深度定位轨道3插装在所述角度定位轨道2的滑槽内，在所述深度定位轨道3内设有与传感器尺寸吻合的滑槽3-2，在所述深度定位轨道2的外侧设有尺寸刻度3-1。所述输送棒4插装在所述深度定位轨道3的滑槽内，设有推杆，在所述推杆的头端设有与传感器适配的顶推部4-1，在所述推杆的尾部设有埋设结束刻线4-2，当所述输送棒4将传感器5推出深度定位轨道的滑槽3-2时，埋设结束刻线4-2进入深度定位轨道的滑槽3-2。也可以说，当埋设结束刻线4-2进入深度定位轨道的滑槽3-2时，表明传感器5已经脱离深度定位轨道3而埋入土中。所述输送棒4的长度应大于深度定位轨道3的长度。所述定位架的矩形定位支撑底板上的与所述角度定位槽对应的入土起始点横向定位刻度1-3用于准确定位入土起始点。因为深度定位轨道3和传感器5的推送轨迹偏离半圆形角度定位板的圆心，导致入土起始点的位置不易确定。为了准确确定入土起始点的位置，本专利技术在所述定位架1的矩形定位支撑底板上标出了与所述角度定位槽对应的入土起始点横向定位刻度1-3用于准确定位入土起始点。入土起始点横向定位刻度1-3的确定方法：请参阅图7和图8，传感器入土起始点的位置位于矩形定位支撑底板1的底部，无法准确确定，并且当角度定位轨道2本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于微型传感器精确定位及快速埋设的装置，其特征在于，包括定位架、角度定位轨道、深度定位轨道和输送棒，所述定位架包括矩形定位支撑底板和半圆形角度定位板，在所述矩形定位支撑底板的中央设有埋设入口，在所述埋设入口内固定有销轴，所述半圆形角度定位板垂直固定在所述矩形定位支撑底板上，底部横跨所述埋设入口，圆心位于所述销轴的中心线上，在所述半圆形角度定位板上设有多个角度定位槽，在所述定位支撑底板上设有与所述角度定位槽对应的入土起始点横向定位刻度；所述角度定位轨道设有滑槽，所述角度定位轨道的一个侧面与所述半圆形角度定位板相邻，并设有与所述角度定位槽插接的定位凸块，所述角度定位轨道的背面下端与所述销轴转动连接；所述深度定位轨道插装在所述角度定位轨道的滑槽内，在所述深度定位轨道内设有与传感器尺寸吻合的滑槽，在所述深度定位轨道的外侧设有尺寸刻度；所述输送棒插装在所述深度定位轨道的滑槽内，设有推杆，在所述推杆的头端设有与传感器适配的顶推部，在所述推杆的尾部设有埋设结束刻线。

【技术特征摘要】
1.一种用于微型传感器精确定位及快速埋设的装置，其特征在于，包括定位架、角度定位轨道、深度定位轨道和输送棒，所述定位架包括矩形定位支撑底板和半圆形角度定位板，在所述矩形定位支撑底板的中央设有埋设入口，在所述埋设入口内固定有销轴，所述半圆形角度定位板垂直固定在所述矩形定位支撑底板上，底部横跨所述埋设入口，圆心位于所述销轴的中心线上，在所述半圆形角度定位板上设有多个角度定位槽，在所述定位支撑底板上设有与所述角度定位槽对应的入土起始点横向定位刻度；所述角度定位轨道设有滑槽，所述角度定位轨道的一个侧面与所述半圆形角度定位板相邻，并设有与所述角度定位槽插接的定位凸块，所述角度定位轨道的背面下端与所述销轴转动连接；所述深度定位轨道插装在所述角度定位轨道的滑槽内，在所述深度定位轨道内设有与传感器尺寸吻合的滑槽，在所述深度定位轨道的外侧设有尺寸刻度；所述输送棒插装在所述深度定位轨道的滑槽内，设有推杆，在所述推杆的头端设有与传感器适配的顶推部，在所述推杆的尾部设有埋设结束刻线。2.根据权利要求1所述的用于微型传感器精确定位及快速埋设的装置，其特征在于，所述角度定位轨道的滑槽和所述深度定位轨道的滑槽横截面均为凸字形。3.根据权利要求1所述的用于微型传感器精确定位及快速埋设的装置，其特征在于，所述输送棒的顶推部采用开...

【专利技术属性】
技术研发人员：安晓宇，王斐，裴文斌，纪文栋，刘晓强，左殿军，曲树盛，
申请(专利权)人：交通运输部天津水运工程科学研究所，
类型：发明
国别省市：天津,12