【技术实现步骤摘要】
埋入式自动测斜机器人及其使用方法
本专利技术涉及测量倾斜度领域，具体为一种埋入式自动测斜机器人及其使用方法。
技术介绍
测斜仪是一种岩土工程测量仪器，广泛用于边坡、基坑、大坝等自然土体或结构物的深部水平位移的测量。传统的测量方式是人工使用一个测量探头，手动下放到测斜管中，在提升过程中每隔0.5米记录一次数据。后续出现了固定式的测斜仪，即在每个测量位置（如每0.5米处）安装一个探头，并用电缆线串联起来，此类测斜仪实现了现场无人值守自动化监测的目的，但是由于每个测量位置都需要一个探头，大幅增加了系统的成本。授权公告号为209247002U的中国专利于2019年08月13日公开了一种全自动测斜系统，具有自动提升能力，解决了自动化监测成本问题，但是提升装置体积较大，在基坑、大坝等工地现场往往受到现场安装空间限制。
技术实现思路
为了克服现有技术的缺陷，提供一种结构紧凑、环境适应性强的测斜设备，本专利技术公开了一种埋入式自动测斜机器人及其使用方法。本专利技术通过如下技术方案达到专利技术目的：...
【技术保护点】
1.一种埋入式自动测斜机器人，用于测量基坑侧壁上测斜管(1)的倾角，并通过倾角换算出基坑侧壁在水平方向上因形变导致的位移量，包括无线探头(2)，无线探头(2)设于测斜管(1)内，其特征是：还包括提升装置(3)和供电箱(4)，/n提升装置(3)固定在测斜管(1)顶部，提升装置(3)包括远程通讯天线(301)、主控电路(302)、步进电机(303)、提升模块(304)、定滑轮(305)、编码器(306)、测力传感器(307)、提升线(308)、防水轴套(309)、蓝牙通讯模块(310)、无线充电模块(311)和密封外壳(312)，/n远程通讯天线(301)、主控电路(302)、...
【技术特征摘要】
1.一种埋入式自动测斜机器人，用于测量基坑侧壁上测斜管(1)的倾角，并通过倾角换算出基坑侧壁在水平方向上因形变导致的位移量，包括无线探头(2)，无线探头(2)设于测斜管(1)内，其特征是：还包括提升装置(3)和供电箱(4)，
提升装置(3)固定在测斜管(1)顶部，提升装置(3)包括远程通讯天线(301)、主控电路(302)、步进电机(303)、提升模块(304)、定滑轮(305)、编码器(306)、测力传感器(307)、提升线(308)、防水轴套(309)、蓝牙通讯模块(310)、无线充电模块(311)和密封外壳(312)，
远程通讯天线(301)、主控电路(302)、步进电机(303)、提升模块(304)、定滑轮(305)、编码器(306)、测力传感器(307)、提升线(308)、防水轴套(309)、蓝牙通讯模块(310)和无线充电模块(311)都设于密封外壳(312)内，远程通讯天线(301)设于密封外壳(312)的顶部，蓝牙通讯模块(310)和无线充电模块(311)设于密封外壳(312)的底部；
步进电机(303)的输出轴连接提升模块(304)的输入轴，提升模块(304)的外侧面上依次设有至少三个定滑轮(305)，其中一个定滑轮(305)上设有编码器(306)和测力传感器(307)，提升线(308)的一端拴系在提升模块(304)上，提升线(308)的另一端依次缠绕各个定滑轮(305)后从密封外壳(312)底部穿出连接无线探头(2)，提升线(308)和密封外壳(312)的连接处衬有防水轴套(309)；
主控电路(302)通过通信线分别连接步进电机(303)、编码器(306)和测力传感器(307)，蓝牙通讯模块(310)和无线探头(2)通过蓝牙信号无线连接，无线充电模块(311)通过无线充电信号连接无线探头(2)；
供电箱(4)通过电缆连接提升装置(3)。
2.如权利要求1所述的埋入式自动测斜机器人，其特征是：测斜管(1)的内侧壁上依次间隔地设有测斜槽(13)，提升装置(3)密封外壳(312)的外侧壁上依次间隔地设有提升齿(313)，提升齿(313)的数量不多于测斜槽(13)的数量，提升齿(313)的形状与尺寸都和测斜槽(13)的形状与尺寸互相匹配，每个提升齿(313)分别嵌入一个测斜槽(13)内使提升装置(3)和测斜管(1)之间不发生相对转动。
3.如权利要求1或2所述的埋入式自动测斜机器人，其特征是：提升模块(304)包括花键轴(51)、绕线轴套(52)、往复丝杆(53)、滑块(54)和提升管(55)，花键轴(51)、绕线轴套(52)、往复丝杆(53)和滑块(54)都设于提升管(55)内；花键轴(51)的顶端作为转动端设于提升管(55)顶部并通过减速机连接步进电机(303)的输出轴，绕线轴套(52)箍在花键轴(51)外，绕线轴套(52)内的突齿和花键轴(51)外的键互相啮合，往复丝杆(53)设于花键轴(51)的正下方，往复丝杆(53)的底端固定在提升管(55)的底部，滑块(54)内设有销钉，滑块(54)旋在往复丝杆(53)上且滑块(54)的顶部和绕线轴套(52)的底部固定，滑块(54)内的销钉的外端嵌入往复丝杆(53)外螺纹的螺牙内，提升线(308)的一端拴系在绕线轴套(52)上。
4.如权利要求3所述的埋入式自动测斜机器人，其特征是：防水轴套(309)包括密封件(61)、密封垫(62)、压板(63)和密封螺钉(64)，密封外壳(312)的底部设有通孔，密封件(61)为锥形且中心轴线处设有通孔，密封件(61)设于密封外壳(312)底部的外侧且密封件(61)的尖端朝向密封外壳(312)的底部，密封件(61)和密封外壳(312)这两者各自的通孔互相对齐，密封垫(62)的中部设有和密封件(61)外形构成过盈配合的通孔，密封垫(62)通过中部的通孔箍在密封件(61)外，压板(63)的中部设有和密封件(61)底面构成过盈配合的通孔，压板(63)盖在密封垫(62)的底面上且使密封件(61)的底面从压板(63)中部的通孔穿出，压板(63)、密封垫(62)和密封外壳(312)的底部用至少两枚密封螺钉(64)依次连接，提升线(308)的底端依次从密封外壳(312)底部的通孔和密封件(61)中心轴线处的通孔穿出。
5.如权利要求1或2所述的埋入式自动测斜机器人的使用方法，其特征是：按如下步骤依次实施：
①安装：将提升装置(3)设于测斜管(1)内且使提升装置(3)的顶部固定在测斜管(1)入口处，保证提升装置(3)的顶部和测试现场的地面齐平；
②供电：电缆的一端连接供电箱(4)，电缆的另一端密封地连接提升装置(3)；
③设置：通过云服务器或智能移动终端向主控电路(302)设置提升参数，包括采样率、提升间隔、总深度；
④通讯：提升参数设置完成后，若未到采样时刻，主控电路(302)自动与无线探头(2)通讯，使无线探头(2)进入休眠状态；
⑤测量：若到采样时刻时，主控电路(302)自动进行一次测量，测量步骤如下所述：
⑤.1提升装置(3)通过蓝牙通讯模块(310)唤醒无线探头(2)，无线探头(2)开始采集倾角数据，
⑤.2主控电路(302)驱动步进电机(303)反向转动，步进电机(303)输出轴反向转动带动提升模块(304)匀速下放无线探头(2)，
⑤.3在下放过程中，提升装置(3)记录编码器(306)的数据以测算下放深度，
⑤.4当无线探头(2)下放至设定深度时，主控电路(302)控制步进电机(303)停转，
⑤.5随后主控电路(302)驱动步进电机(303)正向转动，步进电机(303)正向转动带动提升模块(304)匀速提升提升无线探头(2)，
⑤.6当无线探头(2)提升至测量点时，主控电路(302)控制步进电机(303)停转，
⑤.7无线探头(2)根据采集到的倾角数据判断无线探头(2)自身的姿态，当数据稳定时，无线探头(2)自动记录倾角数据，
⑤.8当到达测量点1分钟后，主控电路(302)驱动步进电机(303)继续正向转动以提升无线探头(2)至下一个测量点，
⑤.9重复⑤.6到⑤.8步骤，直到完成对各个测量点的倾角数据测量并将无线探头(2)提升到初始位置，
⑤.10无线探头(2)回到初始位置后，提升装置(3)通过蓝牙通讯模块(310)和无线探头(2)通讯，获取本次测量对各个测量点采集的所有倾角数据，以及无线探头(2)的电池电量情况，
⑤.11若无线探头(2)电池电量小于90%，提升装置(3)打开无线充电模块(311)，无线充电模块(311)对无线探头(2)充电，直到将无线探头(2)电池电量充满，
⑤.12提升装置(3)通过蓝牙通讯模块(310)将无线探头(2)调至休眠状态，停止倾角测量和电池状态监控；
⑥发送：至此完成一次测量，提升装置(3)通过LoRa或NB-IoT网络，将数据发送到云监测平台。
6.如权利要求3所述的埋入式自动测斜机器人的使用方法，其特征是：按如下步骤依次实施：
①安装：将提升装置(3)设于测斜管(1)内且使提升装置(3)的顶部固定在测斜管(1)入口处，保证提升装置(3)的顶部和测试现场的地面齐平；
②供电：电缆的一端连接供电箱(4)，电缆的另一端密封地连接提升装置(3)；
③设置：通过云服务器或智能移动终端向主控电路(302)设置提升参数，包括采样率、提升间隔、总深度；
④通讯：提升参数设置完成后，若未到采样时刻，主控电路(302)自动与无线探头(...
【专利技术属性】
技术研发人员：姚鸿梁，徐辉，宋爽，
申请(专利权)人：嘉兴同禾传感技术有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33
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