一种智能测斜系统及其监测方法技术方案

本发明专利技术提供一种智能测斜系统及其监测方法，包括自动测斜机、数据采集终端、云监测管理系统、供电系统。自动测斜机包括机架、放卷装置、排线装置、计米装置、换向装置、导正装置、到位检测装置、电控系统、抓取装置和试放装置；结构简单，维护拆装方便，无安全隐患；通过模拟测斜器自动试放实现测斜管检测，避免了测斜传感器损坏、数据不准确等的发生；通过设置拉力传感器可实时监测设备运行状态；全过程自动化测量，数据采集终端自动获取测点数据，并实时发送到云监测管理系统，云监测管理系统显示设备运行过程中的事件信息，出现异常自动处理并报警，测量精度高，设备稳定可靠，可广泛应用在滑坡体、危岩、高边坡等土体内滑动面上的变形监测。

An intelligent inclinometer system and its monitoring method

【技术实现步骤摘要】
一种智能测斜系统及其监测方法
本专利技术涉及岩土工程监测领域，具体涉及一种智能测斜系统及其监测方法。
技术介绍
随着社会的快速发展，高层建筑的多层地下室、地铁及其车站、地下停车场、地下人防工程以及多种用途的地下民用和工业设施等建设项目逐年增多，因大量深基坑开挖引发的工程建设坍塌毁坏现象频频出现，造成了巨大的人员伤亡和经济损失，因此必须对深基坑进行长期监测，以保证施工的顺利安全进行。深层水平位移监测方法是目前应用较多的一种边坡、滑坡和城市深基坑监测方法，一般采用测斜传感器完成监测：先在监测位置的土体中打钻孔，再将测斜管埋入钻孔之中，测斜管设置有导向槽，再使用便携式测斜仪探头，控制电缆，滑轮装置等来观测测斜管的变形。观测时，通过人力将测量探头放至指定位置，手工或者使用仪器记录每个位置的测斜数据；此过程一般需要两个人手工操作，一人负责收放测量仪电缆，一人负责操作读数仪和记录数据，按照规范要求，需要每0.5m高度间距测量一次，工作效率低、劳动强度大，数据稳定性差，且存在受气候和时间限制，监测频率有限，无法实时测量等不足，难以适应长期监测的要求。自动化监测设备的应用可以极大地提高监测工作的效率，及时监测到结果，实现对深层土体位移变化情况的掌握。专利一种全自动机械式智能测斜装置（申请号：201821111173.0）和一体化全自动测斜仪（申请号：201811344847.6）公开的自动测斜设备，使用了提升装置、旋转装置、测斜装置等实现了测斜过程的自动化，但上述设备在使用过程中，存在以下问题：①设备安装过程中，测斜设备的旋转管为封闭管状结构，其采用上端与换向旋转装置转动连接，另一端悬空或与机架转动连接的安装方式，该两种安装方式需要先将换向旋转装置安装在机架上部，旋转管安装好轴承，安装工人再爬到设备顶部，采用吊车等装备将旋转管吊起至换向旋转装置上方，然后沿换向旋转装置的定位孔缓慢下放至合适位置，安装过程复杂，旋转管为封闭管状结构，质量较重，安装费时费力，严重影响拆装效率，且不慎晃动或掉落易造成人员伤害和经济损失，安全隐患大。②测斜设备在工程应用中，为了提升测量的准确性,需要对测斜传感器定期维护、修理和更换。但现有技术中当测斜传感器需要维护、修理时，工人要先后两次爬到测斜设备顶部，将测斜传感器拉出或放回，由于测斜传感器尺寸较大，易磕碰，还需要下方第二个人员配合取放，人工操作费时费力，劳动强度大，危险系数高，容易滑倒扭伤，且取放测斜传感器过程极易磕碰测斜传感器造成其损坏，若发现不及时，会造成测斜数据错误的发生，这样可能导致无法有效规避、防止地质灾害的发生，进而引发人员伤亡和经济损失。③现有技术中，测斜管如果发生弯曲、破损、堵管等问题，测斜传感器下放过程可能会在测斜管中卡死，导致测斜传感器损坏甚至引发设备故障。目前，手动测斜过程都是测量前先用模拟测斜仪试放，保证模拟测斜仪顺测斜管能顺畅通过后再用测斜仪测试。现有自动测斜设备并未具备这一功能，因此在使用过程中极有可能引发测斜传感器损坏、测量数据不准确等问题的发生。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种智能测斜系统及其监测方法，以解决上述
技术介绍
中存在的问题。为实现上述目的，本专利技术采取的技术方案为：一种智能测斜系统，包括自动测斜机、测斜传感器、数据采集终端、云监测管理系统、供电系统，所述自动测斜机包括：机架；所述机架上设置有电控系统和放卷装置；所述放卷装置相匹配设置有排线装置；还包括设置在所述机架上的计米装置和导正装置；所述导正装置转动连接有换向装置；所述导正装置上设置有到位检测装置；所述机架上还固定安装有第一抓取装置和试放装置。进一步，导正装置，包括设置在所述机架上的导正安装座，所述导正安装座可拆卸的连接有活动轴承臂，所述导正安装座上设置有弹性件，所述弹性件连接有导向轴承；所述活动轴承臂设置有所述导向轴承，所述导正安装座与所述活动轴承臂连接后，多个所述导向轴承在所述弹性件作用下将所述换向装置一端夹紧固定。进一步，换向装置包括旋转管，所述旋转管一端与所述换向装置连接，另一端与所述导正装置连接，所述旋转管为半开式结构且其管壁设置有导向槽a。进一步，计米装置包括设置在机架上的滑轮框架，所述滑轮框架设置有两竖直的滑轮导杆，所述滑轮导杆上活动连接有滑块，所述滑块可沿所述滑轮导杆上下往复运动，两个所述滑块之间连接有连接板，所述连接板上转动安装有所述滑轮转轴，所述滑轮转轴一端固定连接有主滑轮，另一端连接有编码器；还包括拉力传感器，所述拉力传感器垂直于所述滑轮转轴轴线安装，上端与所述滑轮框架连接，下端与所述滑轮转轴连接。进一步，到位检测装置包括限位弹性件，与所述弹性件匹配的微动开关；还包括限位连杆，所述限位连杆一端与所述导正安装座连接，另一端通过所述限位弹性件与所述导正安装座连接；所述限位连杆侧面开有开口过线槽。进一步，测斜传感器的上下端内部各转动安装有滚轮连杆，滚轮连杆两端连接有弹簧滚轮，滚轮连杆连接有弹簧，弹簧的另一端固定在测斜传感器上；滚轮连杆上设置有导向槽b，导向槽b内滑动连接有拉杆，拉杆另一端与导向座固定连接；导向座可滑动的套接在测斜传感器外部，导向座上方设置有锁紧螺母，所述锁紧螺母与所述测斜传感器螺接；第一抓取装置包括固定安装在所述机架上的气缸，所述气缸的右端设置有气缸杆，所述气缸杆的右侧固定连接有滑架，所述滑架与所述机架滑动连接；所述滑架上固定安装有电机，所述电机连接有丝杠，所述丝杠上滑动连接有滑块，所述滑块与所述滑架可滑动的连接；所述滑块铰接有两连杆a，所述连杆a的另一端铰接有卡爪a，所述卡爪a的E点处与所述滑架铰接；两所述连杆a和两所述卡爪a分别上下对称设置；试放装置包括与所述第一抓取装置结构完全相同的第二抓取装置，所述第一抓取装置和所述第二抓取装置分别设置在所述旋转管开口方向并成一定角度安装在所述机架上；固定安装在所述机架上的放卷座，所述放卷座上设置有钢丝放卷装置，所述钢丝放卷装置内部缠绕有钢丝绳，所述钢丝绳的未缠绕端连接有模拟测斜器，所述模拟测斜器固定夹持在所述第二抓取装置上，其夹持原理同所述测斜传感器；所述第二抓取装置上设置有钢丝导向架，所述钢丝导向架可随所述第二抓取装置同步运动到所述旋转管内部，所述钢丝导向架顶部设置有半圆形开口槽，该所述半圆形开口槽与所述模拟测斜器同心设置；所述钢丝放卷装置上设置有测力传感器。智能测斜系统的测斜管自动检测方法，具体包括如下步骤：测量开始前，第一抓取装置12的气缸121驱动滑架123在机架2上向右移动至旋转管305开口方向的设定抓取位，气缸121停止工作；电机124驱动丝杠125转动，从而带动滑块126在滑架123上向气缸121方向移动时，滑块126带动连杆a127转动，从而带动卡爪a128转动并夹紧导向座507，随着卡爪a128继续转动到设定角度，导向座507随之受力向下移动时，带动拉杆504向下移动，进而带动滚轮连杆501逆时针转动，两弹簧滚轮502水平距离缩小至弹簧滚轮502完全从旋转管305的导向槽a内移出，电机124停止转动；气缸121驱动滑架123在机架2上向左移动，从而将测斜传感器314平稳地从旋转管305的开口处取出至设定固定位，这一过程放卷装置3配合放缆，测斜传感器314的取出动作完成；然后，第二抓取装置14本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种智能测斜系统，其特征在于，包括自动测斜机、测斜传感器、数据采集终端、云监测管理系统、供电系统，所述自动测斜机包括：机架；所述机架上设置有电控系统和放卷装置；所述放卷装置相匹配设置有排线装置；还包括设置在所述机架上的计米装置和导正装置；所述导正装置转动连接有换向装置；所述导正装置上设置有到位检测装置；所述机架上还固定安装有第一抓取装置和试放装置。

【技术特征摘要】
1.一种智能测斜系统，其特征在于，包括自动测斜机、测斜传感器、数据采集终端、云监测管理系统、供电系统，所述自动测斜机包括：机架；所述机架上设置有电控系统和放卷装置；所述放卷装置相匹配设置有排线装置；还包括设置在所述机架上的计米装置和导正装置；所述导正装置转动连接有换向装置；所述导正装置上设置有到位检测装置；所述机架上还固定安装有第一抓取装置和试放装置。2.根据权利要求1所述的智能测斜系统，其特征在于，所述导正装置，包括设置在所述机架上的导正安装座，所述导正安装座可拆卸的连接有活动轴承臂，所述导正安装座上设置有弹性件，所述弹性件连接有导向轴承；所述活动轴承臂设置有所述导向轴承，所述导正安装座与所述活动轴承臂连接后，多个所述导向轴承在所述弹性件作用下将所述换向装置一端夹紧固定。3.根据权利要求1或2所述的智能测斜系统，其特征在于，所述换向装置包括旋转管，所述旋转管一端与所述换向装置连接，另一端与所述导正装置连接，所述旋转管为半开式结构且其管壁设置有导向槽a。4.根据权利要求1或2所述的智能测斜系统，其特征在于，所述计米装置包括设置在机架上的滑轮框架，所述滑轮框架设置有两竖直的滑轮导杆，所述滑轮导杆上活动连接有滑块，所述滑块可沿所述滑轮导杆上下往复运动，两个所述滑块之间连接有连接板，所述连接板上转动安装有所述滑轮转轴，所述滑轮转轴一端固定连接有主滑轮，另一端连接有编码器；还包括拉力传感器，所述拉力传感器垂直于所述滑轮转轴轴线安装，上端与所述滑轮框架连接，下端与所述滑轮转轴连接。5.根据权利要求2所述的智能测斜系统，其特征在于，所述到位检测装置包括限位弹性件，与所述弹性件匹配的微动开关；还包括限位连杆，所述限位连杆一端与所述导正安装座连接，另一端通过所述限位弹性件与所述导正安装座连接；所述限位连杆侧面开有开口过线槽。6.根据权利要求书3所述的智能测斜系统，其特征在于：所述测斜传感器的上下端内部各转动安装有滚轮连杆，所述滚轮连杆两端连接有弹簧滚轮，所述滚轮连杆连接有弹簧，所述弹簧的另一端固定在所述测斜传感器上；所述滚轮连杆上设置有导向槽b，所述导向槽b内滑动连接有拉杆，所述拉杆另一端与导向座固定连接；所述导向座可滑动的套接在所述测斜传感器外部，所述导向座上方设置有锁紧螺母，所述锁紧螺母与所述测斜传感器螺接；所述第一抓取装置包括固定安装在所述机架上的气缸，所述气缸的右端设置有气缸杆，所述气缸杆的右侧固定连接有滑架，所述滑架与所述机架滑动连接；所述滑架上固定安装有电机，所述电机连接有丝杠，所述丝杠上滑动连接有滑块，所述滑块与所述滑架可滑动的连接；所述滑块铰接有两连杆a，所述连杆a的另一端铰接有卡爪a，所述卡爪a的E点处与所述滑架铰接；两所述连杆a和两所述卡爪a分别上下对称设置；所述试放装置包括与所述第一抓取装置结构完全相同的第二抓取装置，所述第一抓取装置和所述第二抓取装置分别设置在所述旋转管开口方向并成一定角度安装在所述机架上；固定安装在所述机架上的放卷座，所述放卷座上设置有钢丝放卷装置，所述钢丝放卷装置内部缠绕有钢丝绳，所述钢丝绳的未缠绕端连接有模拟测斜器，所述模拟测斜器固定夹持在所述第二抓取装置上，其夹持原理同所述测斜传感器；所述第二抓取装置上设置有钢丝导向架，所述钢丝导向架可随所述第二抓取装置同步运动到所述旋转管内部，所述钢丝导向架顶部设置有半圆形开口槽，该所述半圆形开口槽与所述模拟测斜器同心设置；所述钢丝放卷装置上设置有测力传感器。7.一种如权利要求6所述的智能测斜系统的测斜管自动检测方法，其特征在于，具体包括如下步骤：测量开始前，第一抓取装置12的气缸121驱动滑架123在机架2上向右移动至旋转管305开口方向的设定抓取位，气缸121停止工作；电机124驱动丝杠125转动，从而带动滑块126在滑架123上向气缸121方向移动时，滑块126带动连杆a127转动，从而带动卡爪a128转动并夹紧导向座507，随着卡爪a128继续转动到设定角度，导向座507随之受力向下移动时，带动拉杆504向下移动，进而带动滚轮连杆501逆时针转动，两弹簧滚轮502水平距离缩小至弹簧滚轮502完全从旋转管305的导向槽a内移出，电机124停止转动；气缸121驱动滑架123在机架2上向左移动，从而将测斜传感器314平稳地从旋转管305的开口处取出至设定固定位，这一过程放卷装置3配合放缆，测斜传感器314的取出动作完成；然后，第二抓取装置14带动模拟测斜器134经旋转管305开口处移动至旋转管305内设定位置，此位置弹簧滚轮502与旋转管305的导向槽a位置相对，电机124驱动丝杠125转动，带动滑块126在滑架123上向远离气缸121方向移动，滑块126带动连杆a127转动，从而带动卡爪a128转动并松开导向座507，随着卡爪a128继续转动到设定角度，滚轮连杆501和导向座507分别随之在弹簧503作用下转动和向上移动，滚轮连杆501两端的弹簧滚轮502之间间距不断增大，直至导向座507上端面与锁紧螺母506下端面相接触，弹簧滚轮502部分卡入旋转管305的导向槽a中，电机124停止转动；与此同时，模拟测斜器134和钢丝导向架135在第二抓取装置14带动下同步移动，此过程钢丝放卷装置132配合放钢丝133；之后，钢丝放卷装置132继续放卷，模拟测斜器134在重力作用下沿测斜管320的导向槽向下移动，顺...

【专利技术属性】
技术研发人员：何智敏，胡程，洪剑雄，郭海亮，
申请(专利权)人：广州日昇岩土科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44