一种隧道变形测量装置的制作方法

1.本实用新型涉及隧道变形测量技术领域，特别是涉及一种隧道变形测量装置。


背景技术：

2.隧道开挖后,由于初始地应力场的应力释放,其结果必然引起围岩发生各种形态的改变,如拱顶下沉,两侧围岩挤入、底部鼓起以及掌子面挤出等，而变形的必然后果，就是造成围岩的松弛，而当围岩的变形或松弛超过一定范围时，就会造成崩塌。
3.现有的直线隧道监测大多为传统的监测方式，即人工手持传统监测仪器到现场进行变形量测，耗费了大量的人力、财力，效率较低,且因为人体手部在测量时运动轨迹的中心点不易确定，运动轨迹容易发生偏移，从而导致测量不准确，因此，针对上述问题提出一种隧道变形测量装置。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的是提供一种隧道变形测量装置，以解决上述现有技术存在的问题。
5.为实现上述目的，本实用新型提供了如下方案：本实用新型提供一种隧道变形测量装置，包括底板，所述底板的顶端设有驱动部及测量部，所述驱动部包括设置在所述底板顶端的驱动电机，所述驱动电机与所述测量部传动连接；
6.所述测量部包括两支撑杆，两所述支撑杆之间设有传动连接件，两所述支撑杆之间固接横梁，两所述支撑杆的顶端之间固接有弧形滑轨，所述横梁位于所述传动连接件与所述弧形滑轨之间，所述横梁的中部通过传动轴轴接有摆杆，所述摆杆与所述驱动电机传动连接，所述摆杆的一侧垂直固接有滑块，所述滑块穿过所述弧形滑轨且与所述弧形滑轨滑动连接，所述滑块远离所述摆杆的一端固接有激光测距仪；
7.所述弧形滑轨的圆心与所述摆杆运动轨迹的圆心在同一点上。
8.优选的，所述传动连接件包括固接在两所述支撑杆之间的滑槽，所述滑槽位于所述横梁的下方，所述驱动电机的输出轴穿过所述滑槽并固接有第一半齿轮，所述第一半齿轮传动连接有滑动框，所述滑动框的内侧顶面及底面均固接有第一齿条，所述第一半齿轮与任一所述第一齿条啮合，所述滑动框与所述滑槽滑动连接，所述滑动框远离所述滑槽的一端伸出所述滑槽并固接有传动框，所述传动框的顶端固接有第二齿条，所述第二齿条啮合有第二半齿轮，所述第二半齿轮固接在所述摆杆的底端，且所述第二半齿轮的圆心与所述摆杆运动轨迹的圆心在同一点上。
9.优选的，所述底板的顶面上固接有电机支撑架，所述电机支撑架的顶端固接有所述驱动电机。
10.优选的，所述支撑杆为电动推杆，所述弧形滑轨、所述横梁与所述滑槽均固接在两所述支撑杆的伸缩端之间。
11.优选的，所述电机支撑架包括若干第一套筒，若干所述第一套筒垂直固接在所述
底板的顶面，所述第一套筒内穿设有第二套筒，所述第二套筒的顶端固接有驱动电机，所述第一套筒与所述第二套筒的侧壁上均开设有若干通孔，所述第一套筒上的通孔与所述第二套筒的通孔一一对应，所述第一套筒上的通孔与所述第二套筒的通孔之间可拆卸连接有销轴。
12.优选的，所述底板的底端边角处固接有万向轮。
13.优选的，所述底板的顶端固接有数据传输器，所述数据传输器与所述激光测距仪电性连接。
14.优选的，所述底板的一侧固接有把手。
15.本实用新型公开了以下技术效果：本实用新型通过驱动电机驱动摆杆绕传动轴运动，且弧形滑轨的圆心与摆杆运动轨迹的圆心位于同一点上，使得摆杆带动激光测距仪沿滑轨运动，激光测距仪的运动轨迹不会发生偏移，保证了装置的稳定性以及测量结果的准确性，且本实用新型通过驱动电机驱动摆杆摆动，从而实现测试的功能，单人即可操作，使用方便。
附图说明
16.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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
17.图1为本实用新型隧道变形测量装置的主视图；
18.图2为本实用新型隧道变形测量装置的侧视图；
19.图3为图2中a部位的局部放大图；
20.其中，1、底板；3、电机；4、第一半齿轮；5、滑动框；6、滑槽；7、数据传输器；8、传动框；9、第二齿条；10、第二半齿轮；11、摆杆；12、弧形滑轨；13、滑块；14、激光测距仪；15、横梁；16、传动轴；18、万向轮；19、支撑杆；20、第一套筒；21、第二套筒；23、把手；25、第一齿条。
具体实施方式
21.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，所描述的实施例仅仅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做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。
22.为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。
23.参照图1-3，本实用新型提供一种隧道变形测量装置，包括底板1，底板1的顶端设有驱动部及测量部，驱动部包括设置在底板1顶端的驱动电机3，驱动电机3与测量部传动连接；
24.测量部包括两支撑杆19，两支撑杆19之间设有传动连接件，两支撑杆19之间固接横梁15，两支撑杆19的顶端之间固接有弧形滑轨12，横梁15位于传动连接件与弧形滑轨12之间，横梁15的中部通过传动轴16轴接有摆杆11，摆杆11与驱动电机3传动连接，摆杆11的
一侧垂直固接有滑块13，滑块13穿过弧形滑轨12且与弧形滑轨12滑动连接，滑块13远离摆杆11的一端固接有激光测距仪14；弧形滑轨12的圆心与摆杆11运动轨迹的圆心在同一点上。本装置通过驱动电机3驱动摆杆11运动，摆杆11绕传动轴16摆动，带动滑块13在滑轨12内运动，进而使激光测距仪14做往复运动，从而测得隧道壁与激光测距仪的距离，且摆杆11的圆心与滑轨12的圆心位于同一个点上，因此滑块13可以在滑轨12内不会发生运动干涉，且不会发生偏移，从而使得激光测距仪14在测量时不会发生偏移，不易出现误差，而且本装置节省人力物力，一人即可轻松地操作。
25.激光测距仪14的运动轨迹不发生变化，对同一地点的隧道壁进行多次测量，结合激光测距仪14多次测量所测得的数据，生成的模型更加准确。
26.进一步优化方案，传动连接件包括固接在两支撑杆19之间的滑槽6，滑槽6位于横梁15的下方，驱动电机3的输出轴穿过滑槽6并固接有第一半齿轮4，第一半齿轮4传动连接有滑动框5，滑动框5的内侧顶面及底面均固接有第一齿条25，第一半齿轮4与任一第一齿条25啮合，滑动框5与滑槽6滑动连接，滑动框5远离滑槽6的一端伸出滑槽6并固接有传动框8，传动框8的顶端固接有第二齿条9，第二齿条9啮合有第二半齿轮10，第二半齿轮10固接在摆杆11的底端，且第二半齿轮10的圆心与摆杆11运动轨迹的圆心在同一点上。通过固接在驱动电机3输出轴上的第一半齿轮4带动滑动框5在滑槽6内做往复运动，从而带动传动框8做往复运动，固接传动框8顶端的第二齿条9带动第二半齿轮10运动，第二半齿轮10带动摆杆11摆动，从而带动激光测距仪14沿滑轨12运动。
27.进一步优化方案，底板1的顶面上固接有电机支撑架，电机支撑架的顶端固接有驱动电机3。电机支撑架的作用是为驱动电机3提供支撑。
28.进一步优化方案，支撑杆19为电动推杆，弧形滑轨12、横梁15与滑槽6均固接在两支撑杆19的伸缩端之间。支撑杆19设置为电动推杆，工作人员可以通过调节支撑杆19来测量不同高度的隧道侧壁，方便工作人员的使用。测量时，将激光测距仪14的测量方向调节为水平方向，使激光测距仪14与隧道侧壁垂直，通过调节支撑杆19将激光测距仪14调整至合适高度，所得测量结果更加准确。
29.进一步优化方案，电机支撑架包括若干第一套筒20，若干第一套筒20垂直固接在底板1的顶面，第一套筒20内穿设有第二套筒21，第二套筒21的顶端固接有驱动电机3，第一套筒20与第二套筒21的侧壁上均开设有若干通孔，第一套筒20上的通孔与第二套筒21的通孔一一对应，第一套筒20上的通孔与第二套筒21的通孔之间可拆卸连接有销轴。第一套筒20与第二套筒21的设置是为了使驱动电机3的输出轴与第一半齿轮4的中心始终处于同一直线上。调整时，首先将销轴拆下，手动调整第二套筒21，调整至合适高度时，将销轴插入通孔，使第一套筒20与第二套筒21固定。
30.进一步优化方案，底板1的底端边角处固接有万向轮18。万向轮18为带有制动机构的万向轮，将本装置移动至测量地点后，锁定万向轮即可使本装置不在移动。
31.进一步优化方案，底板1的顶端固接有数据传输器7，数据传输器7与激光测距仪14电性连接。数据传输器7为无线信号发射器，可以将激光测距仪14测得的数据远程发送至电脑，用以生成隧道模型。
32.进一步优化方案，底板1的一侧固接有把手23。方便工作人员移动本装置。
33.使用时，首先由工作人员手持把手23将本装置移动至隧道中，调整本装置，使滑轨
12与隧道壁垂直，锁定万向轮18；打开激光测距仪14，打开数据传输器7，打开驱动电机3，驱动电机3带动第一半齿轮4转动，第一半齿轮4驱动滑动框5在滑槽6内做往复运动，滑动框5带动传动框8运动，传动框8驱动第二半齿轮10运动，进而使摆杆11摆动，激光测距仪14沿导轨12运动，测得的数据通过数据传输器7传输至电脑，生成隧道模型。
34.需要测量隧道侧壁时，首先通过驱动电机3将激光测距仪14调节至水平，将通孔内的销轴拆下，通过调节支撑杆19将激光测距仪调整至合适的高度，手动调节第二套筒21到合适的位置，将销轴插入通孔，固定第二套筒21，开始测试。
35.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
36.以上所述的实施例仅是对本实用新型的优选方式进行描述，并非对本实用新型的范围进行限定，在不脱离本实用新型设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本实用新型的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本实用新型权利要求书确定的保护范围内。