专利名称：活动式测斜仪自动提升测量装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及 一 种自动测量装置，具体涉及 一 种活动 式测斜仪的自动提升测量装置。
背景技术：
活动式测斜仪是边坡深部位移监测中最常用、最有效的
原位观测设备之 一 ，广泛用于测定各类不同岩性滑坡深部位 移和活动带面位置、岩土边坡、堤坝、隧道及建筑物变形位
请参见
图1A和图1B所示的活动式钻孔测斜仪的工作原 理图，该活动式测斜仪大多采用精度较高的伺服加速度计作 为传感元件，由装有高精度的传感元件的测头1 6 、专用电缆 18、测读仪17及其配套的测斜管19等五部分组成。测头16 内的传感元件可分为单向、双向；连接电缆18为具有钢丝 绳加强的多芯专用电缆；测读仪17有手工操作纪录型和仪 器采集存储型；测斜管19多为材质性能较为稳定的铝合金 或ABS工程塑料制成，测斜管19设在钻孔20内，测斜管19 与钻孔20之间为水泥砂浆2 1 。
活动式钻孔测斜仪工作原理是根据测头中的摆垂位置受 重力作用为基础测定以铅垂线为基准的弧度变化。测斜仪测 头16由导轮22导持，用专用电缆18悬吊在测斜管19内， 并由测斜管19内的两对相互正交方向的导槽23控制测头 上、下活动方向。由于测斜管19与岩(土)体是结合为一 体的，当岩(土 )体发生位移时，测斜管1 9也随之位移而 发生倾斜变化。如图1C所示，观测时，测头在测斜管19内 自下而上以 一 定间距(通常为0. 5m )逐段量测，测头传感器
将敏感地反映出测斜管19在每一深度处的倾斜角变化e，从
而可获得沿测斜管导槽两组方向各深度的水平位移及孔口的总位移E △工。测量结果可描述全测孔沿不同深度的水平 位移全貌，从而可以准确地确定岩(土 )体内发生位移的位 置，以及它的大小和方向。
在目前的活动测斜仪工程应用中，在测量时依靠人工来 提升，提升位置参考电缆上的标记，每个标记位置(标记间
隔0. 5米)处停留片刻，以便操作读数仪来记录该位置的读 数，来提升都是依靠人工根据提升和测量，每半米测量 一 次。
由测斜仪测量原理决定，目前的测量过程中存在劳动强 度高，测量重复性和精度较低等缺点，在目前的工程应用中 提升都是依靠人工根据电缆上的标记来提升和测量，每半米 测量 一 次，对于1 00米以上的测孔来说，不仅工作量大(需 要多人接力)，而且最重要的是不能保证测值的可靠性，因 为人工提升很难保证测点位置的重复性和 一 致性(不同的测 次不能保证测斜仪测头处于同 一 个位置)，这样就不可避免 的存在每个操作员，以及不同测次测量的参考点不 一 致，最 终导致测量结果可靠性降低。
实用新型内容
为了克服现有的活动式测斜仪使用中存在的不足和缺 点，本实用新型的目的在于提供 一 种活动式测斜仪自动提 升测量装置，该装置可以按照设定的速度对测斜器测头进行 自动提升，并精确地以设定距离(即提升高度)停顿，同时 触发读数仪记录测值。从而可以提高测量精度，保证测值的 稳定性，并且可以提高效率，降低劳动强度，减轻现场观测 的工作量，确保所采集的观测资料精确可靠。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案如下 一种活动式测斜仪自动提升测量装置，它包括支架、测 斜管、测头、专用电缆、刻槽缠绕线轴、电缆收线绞盘、步 进电机、传动齿轮及驱动、控制单元；所述的支架设在测斜 管孔口 ，电缆收线绞盘固定在支架上， 一 对啮合的传动齿轮 分别与电缆收线绞盘和步进电机相连；在支架上还架设有一 刻槽缠绕线轴，专用电缆的 一 端与电缆收线绞盘相连，并按
设定的圈数缠绕在刻槽缠绕线轴上，专用电缆的另 一 端与测头相连，该测头置于测斜管内，步进电机由驱动、控制单元 控制其驱动转动。
所述的专用电缆是测头专用电缆，该专用电缆与数据读 数仪相连接，测头内设有传感器。
在所述的刻槽缠绕线轴上装有光电编码器。
在电缆收线绞盘上装有滑环接线器，该滑环接线器连接 电缆收线绞盘和与数据读数仪相连的电缆接头。
本实用新型的工作流程是通过驱动、控制单元控制步 进电机按照所设定的转动速度、相应方向和转动圈数进行转 动，步进电机通过传动齿轮带动电缆收线绞盘转动，拉动缠 绕在电缆收线绞盘上的电缆移动，使专用电缆另 一 端按设定 圈数缠绕的刻槽缠绕线轴转动，拉动与专用电缆相连的测头 在测斜管内上下运动。
由于采用上述技术方案，使本实用新型与现有技术相比， 具有如下有益效果
1 、可以按照设定的速度对测斜仪测头进行自动提升和停 顿，提高工作效率，降低劳动强度
本实用新型是通过步进电机的转动带动 一 系列传动装 置，使测头进行升降，而步进电机是由驱动、控制单元按设 定好的速度、方向、圈数自动控制，当测头到达设定提升高 度后，步进电机自动停止工作。整个过程无需人工干涉，因 而可提高工作效率，降低劳动强度。
2、可以提高测量精度，保证测值的稳定性
本实用新型测头内传感器信号是通过专用电缆连接数据 读取仪进行测读，所设的光电编码器可以准确计量刻槽缠绕 线轴的转动圈数，从而可计算出电缆的收放长度，这些都比 现有的人工提升和观测要精确稳定，从而可提高测量精度， 保证测值的稳定性，减轻现场观测的工作量，确保所采集的 观测资料精确可靠。
以下结合附图和实施例对本实用新型进 一 步说明。
图1A是活动式钻孔测斜仪工作原理示意图。图1B是图1A的横向剖视示意图。
图1C是测孔沿不同深度的水平位移图。
图2为本实用新型活动式测斜仪自动提升测量装置的示意图。
图中，l.支架，2.测斜管，3.测头，4.专用电缆，5.刻 槽缠绕线轴，6.光电编码器，7.电缆收线绞盘，8.步进电 机，9.传动齿轮，IO.滑环接线器，ll.驱动、控制单元，12. 收线盘提手，13.蓄电池，16.测头，17.测读仪，18.专用电 缆，19.测斜管，20.钻孔，21.水泥砂浆填充，22.导轮，23. 导槽。
具体实施方式
图2所示为本实用新型活动式测斜仪自动提升测量装置 的 一 个实施例，该装置的支架1为不锈钢方管支架，它设在 测斜管孔口 ，用于固定设备和安装其它部件。测斜管2固定 在被测物体内，可随被测物体 一 起变形。在支架1上固定装 有 一 电缆收线绞盘7， 一对啮合的传动齿轮9分别与电缆收 线绞盘7和步进电机8相连，步进电机8为电缆收放提供动 力。在支架1上还架设有 一 刻槽缠绕线轴5 ，专用电缆4是 测头3的专用电缆，按设定的圈数缠绕在该刻槽缠绕线轴5 上，专用电缆4在带有刻槽的缠绕线轴上并排缠绕8-10圈， 该刻槽缠绕线轴5在电缆收线绞盘7的带动下转动。专用电 缆4的 一 端与测头3通过专用的连接接头相连，另 一 端缠绕 在电缆收线绞盘7上。测头3置于测斜管2内，测头3内设 有传感器，传感器信号通过专用电缆4连接数据读数仪进行 测读。电缆收线绞盘7上设有收线盘提手l'2 ，以方便收线盘 携带和储存。
在刻槽缠绕线轴5上装有光电编码器6，可用来准确计 量刻槽缠绕线轴5的转动圈数，从而可以计算出电缆的收放 长度。电缆收线绞盘7在步进电机8的带动下进行收放线。 在电缆收线绞盘7上装有滑环接线器10，该滑环接线器10 连接转动中的电缆收线绞盘7和与数据读数仪相连的静止的 电缆接头。在支架1上装有电气驱动、控制单元1 1 ，该驱动、控制单元11主要包括电机驱动器、控制器、光电编码控制 器电路和供电电路等。通过对该驱动、控制单元11的操作 或设定，可以使步进电机8以设定的转动速度、转动方向和
转动圈数进行工作，最终达到可以按照设定的速度提升控制
测头3 ,并以设定的距离，即提升高度停顿，同时触发读数 仪记录测值。在支架1上装有为整个系统提供动力的蓄电池 13，该蓄电池1 3分别与步进电机8 、驱动、控制单元11、 光电编码器6、数据读数仪等相连。
本实用新型中的自动驱动、控制技术、数据自动采集、 记录技术均为现有技术。
权利要求1、一种活动式测斜仪自动提升测量装置，其特征在于它包括支架(1)、测斜管(2)、测头(3)、专用电缆(4)刻槽缠绕线轴(5)、电缆收线绞盘(7)、步进电机(8)、传动齿轮(9)及驱动、控制单元(11)；所述的支架(1)设在测斜管孔口，电缆收线绞盘(7)固定在支架(1)上，一对啮合的传动齿轮(9)分别与电缆收线绞盘(7)和步进电机(8)相连；在支架(1)上还架设有一刻槽缠绕线轴(5)，专用电缆(4)的一端与电缆收线绞盘(7)相连，并按设定的圈数缠绕在刻槽缠绕线轴(5)上，专用电缆(4)的另一端与测头(3)相连，该测头(3)置于测斜管(2)内，步进电机(8)由驱动、控制单元(11)控制其驱动转动。
2 、 根据权利要求1所述的活动式测斜仪自动提升测量 装置，其特征在于在所述的刻槽缠绕线轴(5)上装有光 电编码器(6 )。
3 、 根据权利要求1所述的活动式测斜仪自动提升测量 装置，其特征在于在电缆收线绞盘(7 )上装有滑环接线 器(10)，该滑环接线器(10)连接电缆收线绞盘(7)和与 数据读数仪相连的电缆接头。
4、 根据权利要求1所述的活动式测斜仪自动提升测量 装置，其特征在于所述的驱动、控制单元(11)主要包括 电机驱动器、控制器、光电编码器控制电路和供电电路。
5、 根据权利要求1所述的活动式测斜仪自动提升测量装置，其特征在于在电缆收线绞盘(7 )上设有收线盘提手(12)。
6 、 根据权利要求1所述的活动式测斜仪自动提升测量装置，其特征在于在支架(1)上装有为整个系统提供电力的蓄电池(13)。
专利摘要一种活动式测斜仪自动提升测量装置，其支架设在测斜管孔口，电缆收线绞盘固定在支架上，一对啮合的传动齿轮分别与电缆收线绞盘和步进电机相连；在支架上还架设有一刻槽缠绕线轴，专用电缆的一端与电缆收线绞盘相连，并按设定的圈数缠绕在该刻槽缠绕线轴上，专用电缆的另一端与测头相连，该测头置于测斜管内，步进电机由驱动、控制单元控制其驱动转动。专用电缆还与数据读数仪相连接，测头内设有传感器。在刻度缠绕线轴上装有光电编码器。本实用新型可对测斜器测头进行自动提升和停顿，并自动记录测值。可提高测量精度，保证测值的稳定性，并可提高效率，降低劳动强度。
文档编号G01B11/02GK201429416SQ20092010977
公开日2010年3月24日 申请日期2009年7月7日 优先权日2009年7月7日
发明者孙建会, 朱赵辉, 熊成林, 王万顺, 田冬成, 葛怀光, 虎 贺 申请人:中国水利水电科学研究院;北京中水科水电科技开发有限公司