一种高精度近距离激光挠度无线测量装置的制作方法

1.本实用新型涉及挠度测量技术领域，具体涉及一种高精度近距离激光挠度无线测量装置。


背景技术：

2.在单片梁静载试验及基桩承载力检测试验中，需要对被测物体的沉降或者挠度进行实时监测，目前往往采用机械式百分表或者伸缩杆式位移传感器，主要存在以下缺点：
3.1、操作繁琐、耗时、效率低，不利于现场检测工作快速开展；
4.2、操作空间有限，且为高危区域，安全隐患风险大；
5.3、人工安装表座，易歪斜，造成实测数据与真实沉降有偏差；
6.4、百分表采用人工读数，不能实时采集数据，测读易出错；
7.5、位移传感器采用有线连接采集，增加了现场安全隐患。
8.基于现有技术中实际实施的缺点，亟待提供一种新型测量装置，实现高效、精准地实验检测。


技术实现要素：

9.解决的技术问题
10.针对现有技术所存在的上述缺点，本实用新型提供了一种高精度近距离激光挠度无线测量装置，能够有效地解决现有技术检测方式在单片梁静载试验及基桩承载力检测试验中存在的技术缺陷。
11.技术方案
12.为实现以上目的，本实用新型通过以下技术方案予以实现：
13.本实用新型提供一种高精度近距离激光挠度无线测量装置，包括外壳，所述外壳的一端设有用于和被测物体进行固定的连接部，另一形成有开口的安装槽；以及激光测距传感器，固定设置在所述安装槽内，所述激光测距传感器向外发射激光束，并通过接收经反光件反射的激光束，用于获取其与所述反光件之间的距离；以及无线控制模块，所述无线控制模块采集所述激光测距传感器获取的距离数据，并与外部进行无线通信；
14.其中，所述反光件置于所述激光测距传感器正下方，反光件的反光面与激光测距传感器均保持水平姿态。
15.进一步地，还包括调平组件，所述调平组件与所述激光测距传感器固定相接，其主要包括呈正三角形布置的3个伸缩电机，通过3个所述伸缩电机调整使激光测距传感器保持水平姿态。
16.进一步地，所述伸缩电机的上端固定在安装槽的内壁上，下端固定一装载平台，所述装载平台的底部固定有矩形连接座，所述激光测距传感器固定在所述矩形连接座的下侧，所述装载平台上设置有陀螺仪传感器，所述陀螺仪传感器感知所述装载平台重力方向，控制所述伸缩电机，使装载平台保持水平。
17.进一步地，所述矩形连接座的内部设有容置腔，所述容置腔用于安装所述无线控制模块和供电电源。
18.进一步地，所述连接部包括磁铁和铁片，所述磁铁内嵌固定在所述外壳上端，所述铁片通过ab胶粘贴在所述被测物体上，外壳通过磁铁吸附固定在铁片上，所述安装槽靠近开口处设置有平面透镜。
19.进一步地，所述无线控制模块包括wifi通信模块和单片机，所述单片机与所述wifi通信模块及陀螺仪传感器之间采用串口通信。
20.进一步地，所述反光件包括圆板和插钉，所述圆板的底部固定有所述插钉，圆板的顶面贴附有反光膜。
21.有益效果
22.本实用新型提供的技术方案，与已知的公有技术相比，具有如下有益效果：
23.本实用新型利用多个水平姿态设置在被测物体上的测量装置，利用测量装置的激光测距传感器与其正下方的反光件配合，来获取本装置与反光件间的距离变化，从而获得被测物体产生的挠度变化，测试精度可达0.1mm，满足工程测量精度要求。同时，较现有技术的操作方式，减少以往繁琐的检测步骤，提高效率，无线远程操作，降低了现场安全隐患；通过无线控制模块实现无线传输、实时采集数据，可以提前感知风险隐患，避免安全事故。
附图说明
24.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
25.图1为本实用新型的测量装置在被测物体上连接示意图；
26.图2为本实用新型的测量装置结构示意图；
27.图中的标号分别代表：1-外壳；2-激光测距传感器；3-无线控制模块；4-伸缩电机；5-装载平台；6-矩形连接座；7-陀螺仪传感器；8-铁片；9-反光件；10-被测物体；101-安装槽；102-平面透镜；103-磁铁；901-圆板；902-插钉；903-反光膜。
具体实施方式
28.为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
29.下面结合实施例对本实用新型作进一步的描述。
30.实施例：
31.本实用新型提供一种高精度近距离激光挠度无线测量装置，本测量装置主要应用在单片梁静载试验及基桩承载力检测试验中，可以对被测物体10的沉降或者挠度进行实时监测。
32.参照图1-2，测量装置主体包括外壳1，外壳1的一端设有用于和被测物体10进行固定的连接部，另一形成有开口的安装槽101，安装槽101位于连接部的一侧，为各测量组件的安装提供空间，本实施例中的采用的连接部为：包括磁铁103和铁片8，磁铁103内嵌固定在外壳1上端，铁片8通过ab胶粘贴在被测物体10上，外壳1通过磁铁103吸附固定在铁片8上，完成测量装置在被测物体10上的固定。其中，优选地在安装槽101靠近开口处设置有平面透镜102，平面透镜102具有良好的防尘和防护能力。
33.其中测量组件主要为激光测距传感器2，本实施例中的激光测距传感器2采用hg-c1100型号的高精度激光传感器，激光传感器的工作原理：先由激光发射二极管对准目标发射激光脉冲。经目标反射后激光向各方向散射。部分散射光返回到传感器接收器，被光学系统接收后成像到雪崩光电二极管上。雪崩光电二极管是一种内部具有放大功能的光学传感器，因此它能检测极其微弱的光信号，并将其转化为相应的电信号，通过记录并处理从光脉冲发出到返回被接收所经历的时间，即可测定目标距离。本产品的激光测距传感器2主体固定设置在安装槽101内，使用时在其正下方配备反光件9，反光件9的反光面与激光测距传感器2均保持水平姿态，在其激光测距传感器2向外发射激光束，穿过平面透镜102，并通过接收经反光件9反射的激光束，用于获取测量装置与反光件9之间的距离。
34.其中，反光件9主要包括圆板901和插钉902，圆板901的底部固定有插钉902，圆板901的顶面贴附有反光膜903，使用时，通过插钉902将主体固定在地面上。
35.以及无线控制模块3，无线控制模块3采集激光测距传感器2获取的距离数据，并与外部进行无线通信，本装置具备外部无线通信能力，使用时，方便与笔记本电脑进行无线连接，远程传输数据，达到实时采集目的，同时无线远程操作，降低了现场安全隐患。本实施例中无线控制模块3的核心包括wifi通信模块和单片机，单片机与wifi通信模块及陀螺仪传感器7之间采用串口通信，其具体的串口连接方式为现有技术在此不再赘述。
36.参照图2，还包括调平组件，调平组件与激光测距传感器2固定相接，其主要包括呈正三角形布置的3个伸缩电机4，通过3个伸缩电机4调整使激光测距传感器2保持水平姿态。本实施例中的伸缩电机4选用微型伸缩电机4，其伸缩量在10-20mm即可。
37.具体连接方式为：伸缩电机4的上端固定在安装槽101的内壁上，下端固定一装载平台5，本实施例中装载平台5为一块厚度为1mm的铁板，装载平台5的底部固定有矩形连接座6，激光测距传感器2用螺钉贴紧固定在矩形连接座6的下侧，装载平台5上设置有陀螺仪传感器7，陀螺仪传感器7感知装载平台5重力方向，陀螺仪可以通过有线方式控制控制伸缩电机4，使装载平台5保持水平，从而保证激光测距传感器2始终保持水平姿态。
38.本实施例中设计矩形连接座6的内部设有容置腔，容置腔用于安装无线控制模块3和供电电源，供电电源主要为各器件提供电力支撑。
39.本测量装置的使用步骤为：
40.1）在被测物体10测试点处用ab胶粘贴一块铁片8；
41.2）待铁片8粘贴牢固后，把外壳1上具有磁铁103的一面对准铁片8吸附稳固，依次完成多个测量装置在被测物体10测试点处的连接 ；
42.3）打开测量装置的供电电源开关，在测量装置正下方安置反光件9；
43.4）调整反光件9的圆形反光膜903位置，使测量装置发射的激光点位于反光膜903中心附近；
44.5）启动电脑，打开测试软件，使测量装置与电脑间通过wifi进行连接；
45.6）连接成功后，对数据进行平衡清零，完成装载平台5的调平；
46.7）点击开始测试，实时采集挠度数据，开始试验；
47.8）试验完毕，点击停止测试，数据自动保存；
48.9）关闭设备电源开关，拆卸设备，完成试验。
49.本方案利用多个水平姿态设置在被测物体10上的测量装置，利用测量装置的激光测距传感器2与其正下方的反光件9配合，来获取本装置与反光件9间的距离变化，从而获得被测物体10产生的挠度变化，测试精度可达0.1mm，满足工程测量精度要求，操作检测方便，效率高且便于实现实时监测，避免安全事故。
50.以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不会使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的保护范围。