5] 第二ARM微处理器通过串口发送命令到第二无线收发器，第二无线收发器通过天 线发射基坑测量数据到坑上控制设备的第一无线收发器；。
[0076] 第二无线收发器与第一无线收发器的工作频率相同，为433MHz，其通信协议也采 用透明传输模式；第二无线收发器与第一无线收发器配对使用，两者之间ID号相同，从而 实现互相通信，避免外界干扰的存在。
[0077] 第一无线收发器接收到坑中测量设备测量到的基坑数据以后通过串口发送给第 一 ARM微处理器；第一 ARM微处理器通过串口与计算机通信；将基坑数据传输给计算机。
[0078] 计算机通过通信线控制坑上控制设备的电机运动速度、坑中测量设备的步进电机 转速、基坑深度测量间隔、以及基坑直径采样点数量等；
[0079] 如图7所示，坑中测量设备测量到的基坑的各个断面直径和深度数据通过坑上控 制设备发送给计算机；图7为计算机根据基坑的各个水平断面直径和深度数据生成的基坑 竖直纵断面的示意图。
[0080] 另外，计算机根据水平断面直径和深度数据计算基坑的垂直度：基坑垂直度的计 算方式为：
[0081] 由于二维激光测距仪是针对基坑的多个水平断面进行测量，垂直度计算需要采用 两个步骤：第一，计算相邻两个断面的垂直度；第二，计算整个基坑的垂直度。
[0082] 相邻两个断面的垂直度计算方式：
[0083] 设水平面坐标方向分别为X轴和Y轴，垂直方向为Z轴。其中坐标原点为仪器测 量原点。由于在测量过程中，坑中测量设备的二维激光传感器能够测量水平面上原点到基 坑壁的360度方向上的直径，因此可以计算出基坑的圆心坐标（X c^PYtl);同理也可以测量 出下一个基坑断面的圆心坐标为（XJPY1);两个相邻断面的高度差为Z tl，则该相邻两个断 面的垂直度为：
[0084] Vx0= (X rX〇) /Z0；V y0= (Y rY0) /Ζ0；
[0085] 其中Vxtl为垂直度在X轴方向的分量；Vytl为垂直度在Y轴方向的分量；
[0086] 由各个断面间的垂直度，得到整个基坑的垂直度为：
[0087] Vx= VxQ+Vxl+-+Vxi;Vy= VyQ+Vyl+-+Vyi;其中 i 为测量的基坑断面的数量；
[0088] 统一成一个垂直度数据为：
【主权项】
1. 一种基坑检测仪，所述检测仪包括坑上控制设备、坑中测量设备和计算机；其特征 在于：所述计算机与所述坑上控制设备相连；所述坑上控制设备固定在基坑口中部；所述 坑中测量设备位于所述基坑内中心线上，与所述坑上控制设备通过钢丝相连；所述坑上控 制设备设有缠绕所述钢丝的转轴和通过联轴器与所述转轴相连的直流减速电机。
2. 如权利要求1所述的一种基坑检测仪，其特征在于： 所述坑上控制设备包括基座、以及安装在所述基座同侧的第一电池、第一控制器、第一 无线收发器、电机驱动器、直流减速电机、转轴和定滑轮； 所述第一控制器包括第一 ARM微处理器和第一 DC-DC转换器； 所述第一 DC-DC转换器包括与所述第一电池连接的输入、以及分别与所述第一 ARM微 处理器、所述电机驱动器、所述直流减速电机和所述第一无线收发器连接的输出； 所述第一 ARM微处理器、所述电机驱动器、所述直流减速电机依次连接，所述直流减速 电机的另一端通过联轴器与所述转轴相连；所述第一 ARM微处理器与所述第一无线收发器 双向连接。
3. 如权利要求2所述的一种基坑检测仪，其特征在于： 所述转轴通过轴承座固定在所述基座中部，所述轴承座包括一体成型的底座和中空固 定件，所述固定件的内腔面呈与所述转轴相适应的圆柱面；所述底座通过螺栓固定在所述 基座上，所述转轴穿过所述固定件，与所述固定件同轴安装。
4. 如权利要求3所述的一种基坑检测仪，其特征在于： 所述轴承座位于所述转轴轴线方向的两侧；所述轴承座之间的所述转轴上同轴固定有 两个圆形护板；所述两个圆形护板之间的所述转轴上缠绕有钢丝。
5. 如权利要求2所述的一种基坑检测仪，其特征在于： 所述定滑轮包括分布在所述转轴两侧的三个定滑轮，所述三个定滑轮分别位于等边三 角形A的三个顶点处，并通过紧固件固定在所述基座上。
6. 如权利要求1所述的一种基坑检测仪，其特征在于： 所述坑中测量设备包括固定支架、以及安装在所述固定支架上的第二电池、第二控制 器、第二无线收发器、垂直激光测距仪、二维激光测距仪、步进电机驱动器和步进电机； 所述第二控制器包括第二ARM微处理器和第二DC-DC转换器； 所述第二DC-DC转换器包括与所述第二电池相连的输入、以及分别与所述第二ARM微 处理器、所述步进电机驱动器、所述步进电机和所述第二无线收发器相连的输出； 所述第二ARM微处理器、所述步进电机驱动器、所述步进电机以及所述二维激光测距 仪依次连接； 所述第二ARM微处理器分别与所述垂直激光测距仪、所述二维激光测距仪、以及所述 第二无线收发器双向连接。
7. 如权利要求6所述的一种基坑检测仪，其特征在于： 所述固定支架包括同轴心设置的水平顶板和底板、以及圆周等分布在所述顶板和底板 之间的竖直支撑杆； 所述二维激光测距仪竖直方向同轴安装在所述竖直支撑杆之间的所述水平底板和底 板之间，并通过连接轴与所述底板转动连接； 所述底板底部垂直设置有分别用于固定所述第二电池、所述第二控制器、所述步进电 机驱动器、所述步进电机、以及所述垂直激光测距仪的侧板； 所述无线收发器通过螺纹孔固定在所述底板底部； 所述步进电机通过所述连接轴与所述二维激光测距仪固定连接，用于控制所述二维激 光测距仪水平转动。
8. 如权利要求7所述的一种基坑检测仪，其特征在于： 所述顶板顶部固定有三个动滑轮；所述三个动滑轮分别位于等边三角形B的三个顶点 处；所述等边三角形B的中心、等边三角形A的中心、以及基坑口的中心竖直方向位于同一 直线上。
9. 如权利要求8所述的一种基坑检测仪，其特征在于： 所述等边三角形A的边长大于所述等边三角形B的边长，所述等边三角形A的三个顶 点处的定滑轮分别为第一定滑轮、第二定滑轮和第三定滑轮；所述等边三角形B的三个顶 点处的定滑轮分别为动滑轮A、动滑轮B和动滑轮C ; 所述第一定滑轮、所述第二定滑轮和所述第三定滑轮在所述顶板上的投影分别与所述 动滑轮A、所述动滑轮B和所述动滑轮C 一一对应；钢丝的一端固定于所述动滑轮A上，其 另一端依次绕过所述第一定滑轮、所述第二定滑轮、所述动滑轮B、所述动滑轮C、所述第三 定滑轮后缠绕在转轴上，并与所述转轴固定。
【专利摘要】本实用新型提供一种基坑检测仪，所述检测仪包括坑上控制设备、坑中测量设备和计算机；所述计算机与所述坑上控制设备相连；所述坑上控制设备固定在基坑口中部；所述坑中测量设备位于所述基坑内中心线上，与所述坑上控制设备通过钢丝相连；所述坑上控制设备设有缠绕所述钢丝的转轴和通过联轴器与所述转轴相连的直流减速电机。本检测装置体积小、重量轻，操作方便，能够对基坑的施工尺寸快速准确自动测量，保障了人员安全；可以方便用于复杂地理条件下的基坑尺寸测量。
【IPC分类】E02D1-00
【公开号】CN204326044
【申请号】CN201420765931
【发明人】汤广瑞, 江明, 夏拥军, 郑家松, 刘学文
【申请人】国家电网公司, 中国电力科学研究院, 国网福建省电力有限公司, 北京亚飞安智科技有限公司
【公开日】2015年5月13日
【申请日】2014年12月8日