一种变形体变形监测装置的制作方法

本实用新型属于变形体变形量监测技术领域，尤其是涉及一种变形体变形监测装置。

背景技术：

变形监测就是利用测量仪器对变形体的变形现象进行持续观测、对变形体变形形态进行分析和变形体变形的发展态势进行预测等各项工作。目前，传统的变形监测一般包括：

一、利用水准仪进行水准测量或者利用三角高程进行测量，这些装置虽然精度高，应用灵活，适用各种不同的变形体和不同的监测环境，但是采用这种监测装置的野外工作量大，需要投入大量的人力物力才能够完成。

二、利用全球定位系统、卫星激光测距系统和合成孔径雷达等测量装置，该监测装置能够完成大范围的变形监测，但是所使用的设备价格昂贵。

三、利用摄像装置通过近景摄影测量技术进行监测，该装置野外业的工作量小，能够提供变形体上较多的变形点并用于统计分析，但是该摄像装置对使用环境要求较高且环境不好时精度较低。

四、现有的测量装置，如准直测量装置、倾斜仪监测装置、应变计测量装置等，这些测量装置在实施的过程中容易实现连续、自动观测，且具有较高的相对精度。但是这些测量装置的缺点是只能提供变形体的局部变形信息，对于变形体的整体变形情况，无法进行统计分析。因此，现如今缺少一种结构简单、设计合理且操作便捷的变形体变形监测装置，能快速、准确、高精度地对变形体整体变形量进行监测，且能对变形体变形量实时连续监测能够为变形体安全施工和运营维护提供依据。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种变形体变形监测装置，其结构简单、设计合理且使用操作简便，能快速、准确地实现变形体变形的动态监测和整体变形量的监测，监测效果好，成本低，省时省力，能够为变形体安全施工和运营维护提供依据，实用性强，便于推广使用。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：一种变形体变形监测装置，其特征在于：包括设置在变形体上的激光反射镜和对变形体变形量进行检测的变形监测模块，所述变形监测模块包括数据采集传输机构和与所述数据采集传输机构无线通信的计算机平台，所述数据采集传输机构包括盒体、设置在盒体上的激光发射器和设置在盒体上的光反射接收机构，以及设置在盒体内的控制传输模块和设置在盒体内且对反射光线接收屏幕上的反射光点图像进行采集的CCD相机，所述光反射接收机构包括设置在盒体上且对经所述激光反射镜反射的反射光线进行聚焦的凸透镜和设置在盒体侧面上且对通过凸透镜的反射光线进行接收形成反射光点的反射光线接收屏幕，所述控制传输模块包括控制器、与控制器相接的第一数据传输模块，所述激光发射器由控制器进行控制，所述CCD相机与控制器相接，所述控制器通过第一数据传输模块与所述计算机平台无线通信。

上述的一种变形体变形监测装置，其特征在于：所述盒体内设置有锂电池，所述锂电池为控制器及其他用电模块供电。

上述的一种变形体变形监测装置，其特征在于：所述计算机平台包括计算机和与计算机相接的第二数据传输模块，所述第一数据传输模块与第二数据传输模块进行双向无线通信。

上述的一种变形体变形监测装置，其特征在于：所述数据采集传输机构还包括数据存储器，所述数据存储器与控制器相接。

上述的一种变形体变形监测装置，其特征在于：还包括升降机构和行走轮，所述数据采集传输机构安装在所述升降机构上，所述行走轮安装在所述升降机构底部。

上述的一种变形体变形监测装置，其特征在于：所述升降机构包括底座、竖直设置在底座两端的伸缩组件和设置在两个所述伸缩组件之间的横杆，所述伸缩组件包括与底座固定连接的下立杆、设置在下立杆内且能调节伸出下立杆长度的上立杆和设置在上立杆顶端的限位块，所述横杆的两端设置连接件，所述连接件套装在上立杆上，且所述连接件与横杆的两端铰接，所述数据采集传输机构安装在横杆中部。

上述的一种变形体变形监测装置，其特征在于：所述上立杆与下立杆螺纹连接,所述数据采集传输机构通过连接板安装在横杆中部，且所述数据采集传输机构与连接板可拆卸连接，所述下立杆与底座之间设置有加固杆。

本实用新型与现有技术相比具有以下优点：

1、所采用的变形监测装置结构简单、设计合理且安装操作简便，投入成本较低。

2、所采用的数据采集传输机构使用效果好，控制器控制激光发射器发射激光至变形体上的激光反射镜上，被激光反射镜反射回来的反射光线通过凸透镜进行聚焦，聚焦后的反射光线最终由反射光线接收屏幕接收，并在反射光线接收屏幕上形成反射光点；接着，CCD相机对反射光线接收屏幕上的反射光点图像进行采集，并将采集到的反射光点图像发送至控制器，控制器将接收到的反射光点图像无线发送至计算机平台，则完成反射光点图像的采集和传输。

3、所采用的计算机平台，数据处理快速，通过计算机平台对反射光点图像进行处理，计算机平台对反射光点图像进行处理，计算机平台根据反射光点图像中反射光点的移动量，获得变形体的变形量，能实时、准确地对变形体的变形量进行监测，且监测结果准确，反映变形体变形情况。

4、所采用的数据采集传输机构通过第一数据传输模块与计算机平台无线通信，方便数据采集传输机构的安装，且保证反射光点图像传输的准确。

5、所采用的控制器控制CCD相机按照设定频率进行反射光点图像采集，从而得到反射光点的连续变化情况，从而实现对变形体变形量的实时连续监测。

综上所述，本实用新型结构简单、设计合理且使用操作简便，能快速、准确地实现变形体变形的动态监测和整体变形量的监测，监测效果好，成本低，省时省力，能够为变形体安全施工和运营维护提供依据，实用性强，便于推广使用。

下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

图1为本实用新型的电路原理框图。

图2为本实用新型数据采集传输机构的结构示意图。

图3为本实用新型数据采集传输机构、升降机构和行走轮的连接关系示意图。

附图标记说明:

1—控制器；2—盒体；3—激光发射器；

4—凸透镜；5—反射光线接收屏幕；7—第一数据传输模块；

8—CCD相机；9—锂电池；10—计算机；

11—第二数据传输模块；12—数据存储器；

13-1—底座；13-2—行走轮；13-3—下立杆；

13-4—上立杆；13-5—连接件；13-6—限位块；

13-7—横杆；13-8—连接板；13-9—加固杆。

具体实施方式

如图1和图2所示，本实用新型包括设置在变形体上的激光反射镜和对变形体变形量进行检测的变形监测模块，所述变形监测模块包括数据采集传输机构和与所述数据采集传输机构无线通信的计算机平台，所述数据采集传输机构包括盒体2、设置在盒体2上的激光发射器3和设置在盒体2上的光反射接收机构，以及设置在盒体2内的控制传输模块和设置在盒体2内且对反射光线接收屏幕5上的反射光点图像进行采集的CCD相机8，所述光反射接收机构包括设置在盒体2上且对经所述激光反射镜反射的反射光线进行聚焦的凸透镜4和设置在盒体2侧面上且对通过凸透镜4的反射光线进行接收形成反射光点的反射光线接收屏幕5，所述控制传输模块包括控制器1、与控制器1相接的第一数据传输模块7，所述激光发射器3由控制器1进行控制，所述CCD相机8与控制器1相接，所述控制器1通过第一数据传输模块7与所述计算机平台无线通信。

本实施例中，所述反射光线接收屏幕5上设置有刻度尺，便于检测。

本实施例中，所述反射光线接收屏幕5和凸透镜4分别位于盒体2的两个相对侧面上。

本实施例中，所述盒体2内设置有锂电池9，所述锂电池9为控制器1及其他用电模块供电。

如图1所示，本实施例中，所述计算机平台包括计算机10和与计算机10相接的第二数据传输模块11，所述第一数据传输模块7与第二数据传输模块11进行双向无线通信。

本实施例中，所述数据采集传输机构还包括数据存储器12，所述数据存储器12与控制器1相接。

本实施例中，所采用的数据存储器12，是为了控制器1将反射光点图像数据进行存储，便于对反射光点图像数据进行备份管理。

本实施例中，所述控制器1为单片机、DSP微控制器和ARM微控制器。

本实施例中，通过设置第一数据传输模块7和第二数据传输模块11，实现控制器1与计算机10的无线通信，方便所述数据采集传输机构的安装，且保证反射光点图像传输的准确。

如图3所示，本实施例中，还包括升降机构和行走轮13-2，所述数据采集传输机构安装在所述升降机构上，所述行走轮13-2安装在所述升降机构底部。

本实施例中，通过设置升降机构方便所述数据采集传输机构安装高度的调节，且设置行走轮13-2，方便所述升降机构的移动，进而便于所述数据采集传输机构的移动。

如图3所示，本实施例中，所述升降机构包括底座13-1、竖直设置在底座13-1两端的伸缩组件和设置在两个所述伸缩组件之间的横杆13-7，所述伸缩组件包括与底座13-1固定连接的下立杆13-3、设置在下立杆13-3内且能调节伸出下立杆13-3长度的上立杆13-4和设置在上立杆13-4顶端的限位块13-6，所述横杆13-7的两端设置连接件13-5，所述连接件13-5套装在上立杆13-4上，且所述连接件13-5与横杆13-7的两端铰接，所述数据采集传输机构安装在横杆13-7中部。

本实施例中，连接件13-5与横杆13-7的两端铰接，便于调节盒体2与水平面的夹角，从而实现对盒体2内激光发射器3照射方向的调节。

本实施例中，所述连接件13-5与横杆13-7的两端设置用对横杆13-7锁紧的锁紧螺栓，在盒体2内激光发射器3照射方向调整满足要求时，将横杆13-7的两端通过连接件13-5与上立杆13-4固定连接。

本实施例中，通过设置所述上立杆13-4与下立杆13-3螺纹连接，方便调节上立杆13-4伸出下立杆13-3的长度，从而实现横杆13-7高度的调节，进一步实现安装在横杆13-7上的所述数据采集传输机构的安装高度调节。

如图3所示，本实施例中，所述上立杆13-4与下立杆13-3螺纹连接,所述数据采集传输机构通过连接板13-8安装在横杆13-7中部，且所述数据采集传输机构与连接板13-8可拆卸连接，所述下立杆13-3与底座13-1之间设置有加固杆13-9。

本实用新型具体实施时，首先，将所述数据采集传输机构安装在横杆13-7中部，将所述升降机构通过行走轮13-2移动至变形体旁边，且使所述数据采集传输机构中的激光发射器3发射端朝向变形体，并调节上立杆13-4伸出下立杆13-3的长度，直至横杆13-7距底座13-1设定高度，并在变形体上设置激光反射镜，则控制器1控制激光发射器3发射激光至设置在变形体上的所述激光反射镜上，被所述激光反射镜反射回来的反射光线通过凸透镜4进行聚焦，聚焦后的反射光线最终由反射光线接收屏幕5接收，并在反射光线接收屏幕5上形成反射光点；同时，CCD相机8对反射光线接收屏幕5上的反射光点图像进行采集，并将采集到的第一反射光点图像发送至控制器1，控制器1将接收到的第一反射光点图像通过第一数据传输模块7和第二数据传输模块11无线发送至计算机10；当变形体发生形变时，安装在变形体上的所述激光反射镜也会发生相应的变化，从而改变发射光线的反射路径，反射光线通过凸透镜4进行聚焦，并在反射光线接收屏幕5上形成的第二反射光点的位置也会发生相应的变化，此时，CCD相机8对反射光线接收屏幕5上的第二反射光点图像进行采集，并将采集到的第二反射光点图像发送至控制器1，控制器1将接收到的第二反射光点图像通过第一数据传输模块7和第二数据传输模块11无线发送至计算机10，计算机10将接收到的第一反射光点图像和第二反射光点图像进行处理，获取反射光点的移动量(包括X方向和Y反向的偏移量)，然后计算机10根据反射光点的移动量(包括X方向和Y反向的偏移量)，从而得到变形体整体的竖直方向变形量(Y方向变形量)和水平方向变形量(X方向变形量)。控制器1控制CCD相机8按照设定频率进行反射光点图像采集，从而得到反射光点的连续变化情况，从而实现对变形体变形量的实时连续监测。该监测装置能快速、准确地实现变形体变形的动态监测和整体变形量的监测，监测效果好，成本低，省时省力，能够为变形体安全施工和运营维护提供依据，实用性强。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型作任何限制，凡是根据本实用新型技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本实用新型技术方案的保护范围内。