建筑結(jié)構(gòu)不均勻沉降智能監(jiān)控調(diào)節(jié)系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種建筑結(jié)構(gòu)不均勻沉降智能監(jiān)控調(diào)節(jié)系統(tǒng)，包括上下設(shè)置的第一激光發(fā)射器和第二激光發(fā)射器，第一激光發(fā)射器上設(shè)置有氣泡水平儀，第一激光發(fā)射器下部通過第一豎向可伸縮調(diào)節(jié)軸與第一豎向位移調(diào)節(jié)電機(jī)相連；第一激光發(fā)射器上部設(shè)置有與氣泡水平儀相對(duì)應(yīng)的攝像頭；第一激光發(fā)射器上部一側(cè)設(shè)置有與第二激光發(fā)射器相連的豎向調(diào)節(jié)裝置；與第一、第二激光發(fā)射器相對(duì)應(yīng)地設(shè)有垂直安裝于地面上的激光接收屏。該系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、耐久性強(qiáng)、精度高、自動(dòng)化程度高、經(jīng)濟(jì)實(shí)用、更加智能，其監(jiān)控方法更加方便、數(shù)據(jù)準(zhǔn)確、能夠長(zhǎng)時(shí)間保存數(shù)據(jù)、能夠連續(xù)測(cè)量。
【專利說明】
建筑結(jié)構(gòu)不均勻沉降智能監(jiān)控調(diào)節(jié)系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本實(shí)用新型涉及一種建筑施工技術(shù)，尤其是一種建筑結(jié)構(gòu)不均勻沉降智能監(jiān)控調(diào) 節(jié)系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 為了能夠準(zhǔn)確反映出建筑物的準(zhǔn)確沉降情況，需要在建筑物的構(gòu)件內(nèi)設(shè)置均勻分 布的沉降觀測(cè)點(diǎn)。目前比較老的技術(shù)是使用較多的是普通錨釘觀測(cè)點(diǎn)，多為外露式，容易生 銹等，使用壽命短，返修率高，而且外形不好看。也有一些改進(jìn)技術(shù)，就是給觀測(cè)點(diǎn)增加保護(hù) 殼，但是，現(xiàn)有建筑物講究外表的美觀，尤其是很多高檔住宅，對(duì)沉降觀測(cè)標(biāo)志的裝飾性提 出了更高的要求。因此目前廣泛使用的安裝在外立面的舊式的普通錨釘觀測(cè)點(diǎn)已經(jīng)不能滿 足很多工程外立面品質(zhì)要求。
[0003] 而且傳統(tǒng)的沉降觀測(cè)采用全站儀、水準(zhǔn)儀、傾角儀等設(shè)備，采用幾何水準(zhǔn)、精力水 準(zhǔn)、垂直傳高和三角高程相結(jié)合的方法進(jìn)行，設(shè)備昂貴、操作復(fù)雜，操作人員專業(yè)要求高且 每次測(cè)量均需要至少兩名操作人員，這樣進(jìn)行建筑物沉降觀測(cè)花費(fèi)是非常不經(jīng)濟(jì)的。
[0004] 中國(guó)專利ZL98224523.8公開了一種便攜式多功能測(cè)量?jī)x，包括儀器架、激光架、鉛 垂調(diào)整裝置、水平調(diào)整裝置、刻度盤、計(jì)算器、羅盤、鉛垂，激光器平行安置在儀器架上部，系 線與鉛垂相連，水平調(diào)整裝置安置在儀器架底部。該裝置主要依靠螺旋，羅盤以及鉛垂來控 制儀器架的水平和垂直;與機(jī)架相連的激光發(fā)射裝置的水平狀態(tài)，主要依賴機(jī)械制造過程 中的控制，智能化程度不高，而且鉛垂等控制垂直存在著觀測(cè)誤差。
[0005] 中國(guó)專利申請(qǐng)201110382820.8公開了一種用于檢測(cè)建筑物沉降的管理系統(tǒng)及方 法，采用幾何光學(xué)原理，利用脈沖激光束作為檢測(cè)信號(hào)源，在被檢測(cè)建筑物上安裝激光發(fā)射 設(shè)備和激光接收設(shè)備，在另一不具備地理和空間變化隨意性的地點(diǎn)或者建筑物上安裝激光 反射設(shè)備，安裝時(shí)將來自被檢測(cè)建筑物的激光束反射回安裝在被檢測(cè)建筑物的激光接收設(shè) 備，并控制好光斑半徑和激光接收設(shè)備的采集窗口半徑后，即可對(duì)激光束進(jìn)行檢測(cè)，當(dāng)任何 一方建筑物發(fā)生相對(duì)位移，位移便能被檢測(cè)到，然后通過無線信號(hào)傳輸模塊傳輸?shù)娇刂乒?理平臺(tái)。沉降量和沉降速率是沉降測(cè)量里最為關(guān)心的，使用該裝置時(shí)，發(fā)生沉降現(xiàn)象，光線 也發(fā)生偏移，但僅能確定是否偏移，不能測(cè)出精確的偏移量，也不能智能糾正建筑物的沉 降，實(shí)用性和適用范圍都受到限制。
[0006] 中國(guó)專利ZL201520744029.0公開了一種激光測(cè)量建筑物沉降裝置包括帶刻度的 平面鏡、激光發(fā)射器、水平固定于原始地面和沉降后地面上的平面鏡和豎直固定于被測(cè)建 筑物外墻面上的平面鏡，激光發(fā)射器發(fā)射的激光入射角為α，帶刻度的平面鏡與地面的夾角 為90°-α，其中，0°〈α〈90°，豎直固定于被測(cè)建筑物外墻面上的平面鏡固定于能接收到反射 光線的位置。該裝置利用平面鏡反射原理，由于建筑的沉降量往往是較小的值，所以儀器的 任何誤差都會(huì)對(duì)結(jié)果有一定影響。利用鏡面反射放大沉降量的同時(shí)也不斷放大和傳遞了誤 差，保證放大效果就對(duì)于反射鏡面和激光發(fā)射器要求極高，會(huì)大大增加設(shè)備的費(fèi)用。因此其 專利或者無法保證鏡面的工藝要求而實(shí)用性低，或者在提高了鏡面平整度后使設(shè)備非常昂 貴。而且其需要保證兩次測(cè)量鏡面的角度和激光發(fā)射角度保持不變，這在施工和操作上很 復(fù)雜。
[0007] 中國(guó)專利申請(qǐng)201510093449.1公開了一種用于建筑物施工及運(yùn)營(yíng)期沉降和收斂 的在線監(jiān)測(cè)方法，在拱頂沉降點(diǎn)安裝反射板，可調(diào)節(jié)水平;拱腰處安裝激光位移傳感器I和 激光位移傳感器II，沉降點(diǎn)下方豎直安裝激光位移傳感器III;其中拱腰處激光位移傳感器 I向上射出激光并與豎直放置的激光位移傳感器III射出的激光相交于反射板上一點(diǎn);拱腰 處激光位移傳感器Π 水平射出激光與豎直放置激光位移傳感器III水平相交;記錄三角形 AB邊，AC邊的長(zhǎng);移走激光位移傳感器III，進(jìn)入測(cè)試狀態(tài)；當(dāng)頂部沉降時(shí)，三角形AB邊長(zhǎng)度 則變?yōu)锽D，通過相似三角形性質(zhì)定理，可得出CE長(zhǎng)度，沉降尺寸AE=AC-CE;拱腰收斂則通過 激光位移傳感器II，測(cè)量BF長(zhǎng)度，當(dāng)BF長(zhǎng)度變化為BF'時(shí)，則收斂=BF-BF'。為了保證其相似 三角形的可靠性以及激光光路的穩(wěn)定性，該裝置測(cè)量環(huán)境假定為隧道或其他拱形觀測(cè)物僅 發(fā)生豎直以及側(cè)向方向上的位移，而建筑剖切面并沒有發(fā)生變形的情況，并不特別適用于 常見的各類住宅、廠房等建筑物變形情況。
[0008] 通過檢索，在國(guó)內(nèi)的實(shí)用新型專利論文中很少有同類專利可以同時(shí)測(cè)量建筑結(jié)構(gòu) 上浮量，更罕見有同類的組合利用激光、光電轉(zhuǎn)換、液壓控制等先進(jìn)技術(shù)的沉降觀測(cè)設(shè)備的 專利。 【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0009] 本實(shí)用新型的目的是解決現(xiàn)有技術(shù)中的建筑物沉降測(cè)量結(jié)構(gòu)測(cè)量操作復(fù)雜、難以 永久保存、成本高以及測(cè)量數(shù)據(jù)獲取麻煩、數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確、不能連續(xù)測(cè)量的問題，提供一種建 筑結(jié)構(gòu)不均勻沉降智能監(jiān)控調(diào)節(jié)系統(tǒng)，該系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、耐久性強(qiáng)、精度高、自動(dòng)化程度高、 經(jīng)濟(jì)實(shí)用、更加智能，其監(jiān)控方法更加方便、數(shù)據(jù)準(zhǔn)確、能夠長(zhǎng)時(shí)間保存數(shù)據(jù)、能夠連續(xù)測(cè) 量。
[0010] 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用下述技術(shù)方案：
[0011] -種建筑結(jié)構(gòu)不均勻沉降智能監(jiān)控調(diào)節(jié)系統(tǒng)，包括上下設(shè)置的第一激光發(fā)射器和 第二激光發(fā)射器，第一激光發(fā)射器上設(shè)置有氣泡水平儀，第一激光發(fā)射器下部通過第一豎 向可伸縮調(diào)節(jié)軸與第一豎向位移調(diào)節(jié)電機(jī)相連;第一激光發(fā)射器上部設(shè)置有與氣泡水平儀 相對(duì)應(yīng)的攝像頭；第一激光發(fā)射器上部一側(cè)設(shè)置有與第二激光發(fā)射器相連的豎向調(diào)節(jié)裝 置;與第一、第二激光發(fā)射器相對(duì)應(yīng)地設(shè)有垂直安裝于地面上的激光接收屏；
[0012] 所述攝像頭與設(shè)置于激光接收屏底部的數(shù)字信號(hào)發(fā)射器通訊，數(shù)字信號(hào)發(fā)射器與 計(jì)算機(jī)通訊；
[0013] 第二激光發(fā)射器的后端與設(shè)置在待測(cè)建筑沉降結(jié)構(gòu)中的剛性探針相接觸；
[0014] 所述待測(cè)建筑沉降結(jié)構(gòu)底部設(shè)置有豎向液壓控制系統(tǒng)。豎向液壓控制系統(tǒng)抬起或 者向下拉建筑結(jié)構(gòu)，調(diào)節(jié)建筑結(jié)構(gòu)的高度，減小沉降或浮升對(duì)建筑的破壞作用。
[0015] 所述豎向液壓控制系統(tǒng)中設(shè)有與計(jì)算機(jī)通訊的無線信號(hào)接收器。無線信號(hào)接收器 起接收通過數(shù)字信號(hào)發(fā)射器發(fā)出的計(jì)算機(jī)命令，并將命令傳遞給豎向液壓控制系統(tǒng)的作 用;配合對(duì)象為數(shù)字信號(hào)發(fā)射器和豎向液壓控制系統(tǒng)。
[0016] 所述第二激光發(fā)射器后半部分通過傾斜設(shè)置的彈簧與待測(cè)建筑沉降結(jié)構(gòu)相連。事 先插入待測(cè)建筑物中的探針位于激光發(fā)射器后半部上方，彈簧的作用是保證其貼合度，使 探針和激光發(fā)射器后半部緊密貼合，不管建筑物上浮還是下沉，總能使探針和激光發(fā)射器 貼合，不存在脫離現(xiàn)象，使所得數(shù)據(jù)總是有效數(shù)據(jù)。
[0017] 所述豎向調(diào)節(jié)裝置包括設(shè)置于第一激光發(fā)射器上部一側(cè)的第二豎向位移調(diào)節(jié)電 機(jī)，第二豎向位移調(diào)節(jié)電機(jī)與第二豎向可伸縮調(diào)節(jié)軸一端相連，第二豎向可伸縮調(diào)節(jié)軸另 一端與設(shè)置于第二激光發(fā)射器中心位置的水平軸相連，第二激光發(fā)射器能以水平軸為中心 轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0018] 所述第一、第二豎向可伸縮調(diào)節(jié)軸均與第一激光發(fā)射器保持垂直。
[0019] 所述氣泡水平儀分別與氣泡居中粗調(diào)旋鈕和氣泡居中微調(diào)旋鈕及電機(jī)相連，粗調(diào) 旋鈕通過手動(dòng)調(diào)節(jié)，微調(diào)旋鈕由電機(jī)控制調(diào)節(jié)。
[0020] 所述第一、第二豎向位移調(diào)節(jié)電機(jī)、氣泡居中微調(diào)旋鈕及電機(jī)均與無線信號(hào)接收 器相連。
[0021] 所述激光接收屏上設(shè)置有刻度，激光接收屏為光電信號(hào)轉(zhuǎn)化屏，光電信號(hào)轉(zhuǎn)化屏 與數(shù)字信號(hào)發(fā)射器實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸。
[0022] 所述剛性探針?biāo)皆O(shè)置，其一端剛性設(shè)置于待測(cè)建筑沉降結(jié)構(gòu)中，剛性探針和待 測(cè)建筑沉降結(jié)構(gòu)的沉降時(shí)刻保持一致。
[0023] 利用建筑結(jié)構(gòu)不均勻沉降智能監(jiān)控調(diào)節(jié)系統(tǒng)的監(jiān)控調(diào)節(jié)方法，包括以下步驟：
[0024] 1)對(duì)水平軸的水平度和豎向位移進(jìn)行實(shí)時(shí)調(diào)整，使其空間位置時(shí)刻保持水平且豎 向位移不變，以維持水平軸位置恒定；
[0025] 2)使第二激光發(fā)射器的后端與水平剛性設(shè)置在待測(cè)建筑沉降結(jié)構(gòu)中的剛性探針 相接觸，當(dāng)待測(cè)建筑沉降結(jié)構(gòu)發(fā)生沉降或者上浮時(shí)，第二激光發(fā)射器就會(huì)發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)，此時(shí)打 在激光接收屏上的光點(diǎn)位置就會(huì)發(fā)生變化，待測(cè)建筑沉降結(jié)構(gòu)的豎向位移由計(jì)算機(jī)自行實(shí) 時(shí)求得；
[0026] 3)待測(cè)建筑沉降結(jié)構(gòu)位移求得以后，若位移的絕對(duì)值大于0.5mm，計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng) 就會(huì)給豎向液壓控制系統(tǒng)發(fā)送指令以補(bǔ)償建筑結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的豎向位移。
[0027]所述步驟1)中的水平軸的水平度和豎向位移進(jìn)行實(shí)時(shí)調(diào)整包括以下步驟：
[0028] (1)氣泡居中：
[0029] 首先使用氣泡居中粗調(diào)旋鈕通過手動(dòng)對(duì)第一激光發(fā)射器的水平度進(jìn)行初步調(diào)整， 此時(shí)氣泡水平儀的氣泡不一定在中間位置，氣泡的居中情況被攝像頭實(shí)時(shí)拍下并通過數(shù)字 信號(hào)發(fā)射器傳遞給計(jì)算機(jī)，若氣泡不在中心位置，計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)就會(huì)通過信號(hào)發(fā)射器對(duì) 氣泡居中微調(diào)旋鈕及電機(jī)發(fā)出指令，電機(jī)帶動(dòng)氣泡居中微調(diào)旋鈕開始工作，氣泡逐漸居中， 當(dāng)氣泡居中時(shí)，計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)就會(huì)終止氣泡居中指令，水平軸保持水平的工作完成；
[0030] (2)豎直位移調(diào)整:設(shè)定第一激光發(fā)射器工作時(shí)在激光接收屏上的投射刻度為0， 若投射刻度不為0時(shí)，激光接收屏上的數(shù)字信號(hào)發(fā)射器就會(huì)向計(jì)算機(jī)發(fā)射信號(hào)，這時(shí)計(jì)算機(jī) 控制系統(tǒng)開始工作并向第一豎向可伸縮調(diào)節(jié)軸下方的第一豎向位移調(diào)節(jié)電機(jī)發(fā)出指令，第 一豎向位移調(diào)節(jié)電機(jī)帶動(dòng)第一豎向可伸縮調(diào)節(jié)軸上下移動(dòng)，第一豎向可伸縮調(diào)節(jié)軸帶動(dòng)第 一激光發(fā)射器在保持水平的前提下上下運(yùn)動(dòng)，直至第一激光發(fā)射器的激光點(diǎn)停在0點(diǎn)，指令 終止;經(jīng)上述兩步，水平軸就能自動(dòng)保持水平且豎向位移保持恒定。
[0031] 計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)在進(jìn)行水平軸的水平度和豎向位移調(diào)節(jié)時(shí)，總是先保持氣泡居中 后調(diào)節(jié)豎向位移。
[0032] 所述步驟2)中，當(dāng)剛性探針隨待測(cè)建筑沉降結(jié)構(gòu)下降位移為Y0時(shí)，第二激光發(fā)射 器發(fā)就會(huì)繞水平軸發(fā)生逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)第二激光發(fā)射器左端就會(huì)在剛性探針的作用下下 降位移為Υ0;
[0033] 若剛性探針右端到水平軸中心線的水平距離為Μ，水平軸中心線到激光接收屏的 水平距離為Ν;當(dāng)?shù)诙す獍l(fā)射器水平和轉(zhuǎn)動(dòng)后在激光接收屏上的光斑位置分別為01和02， 01和02之間的刻度之差為Υ2,第二激光發(fā)射器軸心在與鋼針接觸點(diǎn)處下降Υ1，由三角形相 似原理可得式1和式2;若Η為第二激光發(fā)射器高度，a角值為第二激光發(fā)射器逆時(shí)針偏角，則 待測(cè)建筑沉降結(jié)構(gòu)實(shí)際的沉降值即位移Y0可由式3獲得；
[0037] 若結(jié)構(gòu)發(fā)生上浮時(shí)，第二激光發(fā)射器就會(huì)在彈簧的作用下發(fā)生順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，上浮 的位移計(jì)算方式和沉降的計(jì)算方式相同，不再贅述。
[0038] 本實(shí)用新型主要由激光發(fā)射系統(tǒng)、水平軸豎向位移控制系統(tǒng)、結(jié)構(gòu)液壓控制系統(tǒng)、 激光接收屏、計(jì)算機(jī)、信號(hào)接收和發(fā)射系統(tǒng)六部分組成。首先水平軸控制系統(tǒng)對(duì)水平軸的水 平度和豎向位移自行進(jìn)行實(shí)時(shí)調(diào)整，使其空間位置時(shí)刻保持水平且豎向位移不變，該系統(tǒng) 時(shí)刻工作以維持水平軸位置恒定。當(dāng)建筑機(jī)構(gòu)發(fā)生沉降或者上浮時(shí)，第二激光發(fā)射器就會(huì) 發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)，此時(shí)打在激光接受屏上的光點(diǎn)位置就會(huì)發(fā)生變化，結(jié)構(gòu)的豎向位移通過式3由計(jì) 算機(jī)自行實(shí)時(shí)求得。結(jié)構(gòu)位移求得以后，若位移的絕對(duì)值大于〇.5mm，計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)就會(huì) 給液壓伺服系統(tǒng)發(fā)送指令以補(bǔ)償建筑結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的豎向位移。
[0039]與中國(guó)專利ZL98224523.8相比較，本實(shí)用新型采用成熟的電子調(diào)節(jié)裝置來控制水 平和豎直，激光發(fā)射器采用相對(duì)獨(dú)立的二次水平調(diào)節(jié)機(jī)制，適應(yīng)復(fù)雜環(huán)境，智能化程度高， 精度高。
[0040]與中國(guó)專利申請(qǐng)201110382820.8相比較，本實(shí)用新型不僅能判斷出是否位移，沉 降量是否合理，還能確定出沉降量和速率，糾正建筑的不均勻沉降，對(duì)建筑起到保護(hù)的作 用，實(shí)用價(jià)值和適用范圍大。
[0041 ] 與中國(guó)專利ZL201520744029.0相比較，本實(shí)用新型在測(cè)量前就能通過兩次水平垂 直調(diào)節(jié)，保證入射激光角度固定，而且放大效果依靠相似三角形原理，不存在放大誤差，所 用各類部件技術(shù)成熟，價(jià)格易于接受而且易于維護(hù)，并且可以智能全自動(dòng)監(jiān)測(cè)，施工和操作 簡(jiǎn)單易行。
[0042]中國(guó)專利申請(qǐng)201510093449.1相比較，本實(shí)用新型是有專門的水平豎直監(jiān)控系 統(tǒng)，在檢測(cè)過程中能實(shí)時(shí)感應(yīng)并調(diào)整到水平和鉛垂位置再進(jìn)行測(cè)量，能始終保持兩個(gè)相似 三角形不受破壞，即使建筑發(fā)生扭轉(zhuǎn)也并不影響沉降量的觀測(cè)，保證算法合理性和測(cè)量結(jié) 果的可靠性。
[0043] 與常規(guī)的現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果體現(xiàn)在以下點(diǎn)：
[0044] a)自動(dòng)化和智能化:本系統(tǒng)基本完全實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化和智能化，為長(zhǎng)期的沉降觀測(cè)提 供了便利。本裝置中結(jié)構(gòu)液壓控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制，同時(shí)提高了測(cè)量的精確程度，理論 上可以達(dá)到0.01mm級(jí)。
[0045] b)數(shù)據(jù)采集更加靈活:本系統(tǒng)每秒能自動(dòng)采集5次數(shù)據(jù)，24小時(shí)不間歇工作，這為 更加準(zhǔn)確和實(shí)時(shí)的測(cè)量結(jié)構(gòu)的沉降提供保證。
[0046] c)同時(shí)測(cè)量建筑上浮量:本系統(tǒng)除了可以測(cè)量常規(guī)的豎向向下沉降以外，還可以 當(dāng)建筑豎向上浮時(shí)測(cè)量建筑結(jié)構(gòu)的上浮，這是同類專利所不具備的功能。
[0047] d)沉降補(bǔ)償:本系統(tǒng)包含沉降補(bǔ)償系統(tǒng)，可以自動(dòng)對(duì)房屋結(jié)構(gòu)不均勻沉降問題進(jìn) 行調(diào)整，保護(hù)建筑的重要結(jié)構(gòu)，提高建筑的安全性，延長(zhǎng)建筑物的壽命。
[0048] e)遠(yuǎn)程控制:系統(tǒng)將所采集的數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程傳輸給測(cè)量人員，提高工作的效率。
[0049] f)沉降觀測(cè)讀值準(zhǔn)確:本裝置中的激光信號(hào)接受屏采取的光電轉(zhuǎn)換技術(shù)，提高測(cè) 量精度，保證沉降觀測(cè)點(diǎn)的相對(duì)穩(wěn)定。激光發(fā)射及刻度標(biāo)尺均自帶調(diào)平，保證了沉降測(cè)量的 準(zhǔn)確性。
[0050] g)成本經(jīng)濟(jì):本系統(tǒng)所采用的各部分技術(shù)已經(jīng)相當(dāng)成熟，保證了成本的經(jīng)濟(jì)性。
[0051] h)使用簡(jiǎn)便:使用時(shí)只需打開設(shè)備，本系統(tǒng)即可自動(dòng)觀測(cè)及記錄數(shù)值，因此并不需 要大量的專業(yè)人員的操作。
[0052] i)便于推廣：由于設(shè)備成本簡(jiǎn)便、使用簡(jiǎn)便且可靈活布置，對(duì)環(huán)境的要求不苛刻， 故此觀測(cè)裝置便于推廣。
[0053] j)本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、設(shè)計(jì)科學(xué)合理、易于實(shí)現(xiàn)，有效保證了沉降觀測(cè)點(diǎn)的準(zhǔn)確 性以及建筑的裝飾施工及美觀。
【附圖說明】

[0054] 圖1是本實(shí)用新型建筑結(jié)構(gòu)不均勻沉降智能監(jiān)控調(diào)節(jié)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；
[0055] 圖2是本實(shí)用新型水平軸保持水平及其豎向位移維持恒定原理示意圖；
[0056]圖3是建筑結(jié)構(gòu)沉降測(cè)試原理示意圖；
[0057]其中，1.第一激光發(fā)射器，2.第二激光發(fā)射器，3.氣泡水平儀，4.第一豎向可伸縮 調(diào)節(jié)軸，5.第一豎向位移調(diào)節(jié)電機(jī)，6.攝像頭，7.激光接收屏，8.數(shù)字信號(hào)發(fā)射器，9.計(jì)算 機(jī)，10.待測(cè)建筑沉降結(jié)構(gòu)，11.剛性探針，12.豎向液壓控制系統(tǒng)，13.無線信號(hào)接收器，14. 彈簧，15.第二豎向位移調(diào)節(jié)電機(jī)，16.第二豎向可伸縮調(diào)節(jié)軸，17.水平軸，18.氣泡居中粗 調(diào)旋鈕，19.氣泡居中微調(diào)旋鈕及電機(jī)，20.第一激光發(fā)射器激光發(fā)射口，21.第二激光發(fā)射 器發(fā)射口。
【具體實(shí)施方式】
[0058]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步說明。
[0059] 本說明書所附圖式所繪示的結(jié)構(gòu)、比例、大小等，均僅用以配合說明書所揭示的內(nèi) 容，以供熟悉此技術(shù)的人士了解與閱讀，并非用以限定本實(shí)用新型可實(shí)施的限定條件，故不 具技術(shù)上的實(shí)質(zhì)意義，任何結(jié)構(gòu)的修飾、比例關(guān)系的改變或大小的調(diào)整，在不影響本實(shí)用新 型所能產(chǎn)生的功效及所能達(dá)成的目的下，均應(yīng)仍落在本實(shí)用新型所揭示的技術(shù)內(nèi)容得能涵 蓋的范圍內(nèi)。同時(shí)，本說明書中所引用的如"上"、"下"、"左"、"右"、"中間"及"一"等的用語， 亦僅為便于敘述的明了，而非用以限定本實(shí)用新型可實(shí)施的范圍，其相對(duì)關(guān)系的改變或調(diào) 整，在無實(shí)質(zhì)變更技術(shù)內(nèi)容下，當(dāng)亦視為本實(shí)用新型可實(shí)施的范疇。
[0060] 建筑結(jié)構(gòu)不均勻沉降智能監(jiān)控調(diào)節(jié)系統(tǒng)簡(jiǎn)寫為JBZX-1。如圖1所示，JBZX-1主要由 激光發(fā)射系統(tǒng)、水平軸豎向位移控制系統(tǒng)、結(jié)構(gòu)液壓控制系統(tǒng)、激光接收屏、計(jì)算機(jī)及控制 系統(tǒng)、信號(hào)接收和發(fā)射系統(tǒng)六部分組成。其中激光接收屏固定在地上，且和地面保持垂直。 激光器發(fā)射光斑的尺寸為1mm X 1_。
[0061] 如圖1-圖3所示，建筑結(jié)構(gòu)不均勻沉降智能監(jiān)控調(diào)節(jié)系統(tǒng)，包括上下設(shè)置的第一激 光發(fā)射器1和第二激光發(fā)射器2,第一激光發(fā)射器1上設(shè)置有氣泡水平儀3,第一激光發(fā)射器1 下部通過第一豎向可伸縮調(diào)節(jié)軸4與第一豎向位移調(diào)節(jié)電機(jī)5相連;第一激光發(fā)射器1上部 設(shè)置有與氣泡水平儀3相對(duì)應(yīng)的攝像頭6;第一激光發(fā)射器1上部一側(cè)設(shè)置有與第二激光發(fā) 射器2相連的豎向調(diào)節(jié)裝置;與第一、第二激光發(fā)射器1、2相對(duì)應(yīng)地設(shè)有垂直安裝于地面上 的激光接收屏7;
[0062] 攝像頭6與設(shè)置于激光接收屏7底部的數(shù)字信號(hào)發(fā)射器8通訊，數(shù)字信號(hào)發(fā)射器8與 計(jì)算機(jī)9通訊；
[0063] 第二激光發(fā)射器2的后端與設(shè)置在待測(cè)建筑沉降結(jié)構(gòu)10中的剛性探針11相接觸；
[0064] 待測(cè)建筑沉降結(jié)構(gòu)10底部設(shè)置有豎向液壓控制系統(tǒng)12。該系統(tǒng)抬起或者向下拉建 筑結(jié)構(gòu)，調(diào)節(jié)建筑結(jié)構(gòu)的高度，減小沉降或浮升對(duì)建筑的破壞作用。
[0065] 豎向液壓控制系統(tǒng)12中設(shè)有與計(jì)算機(jī)9通訊的無線信號(hào)接收器13。無線信號(hào)接收 器起接收通過數(shù)字信號(hào)發(fā)射器發(fā)出的計(jì)算機(jī)命令，并將命令傳遞給豎向液壓控制系統(tǒng)的作 用;配合對(duì)象為數(shù)字信號(hào)發(fā)射器和豎向液壓控制系統(tǒng)。
[0066] 第二激光發(fā)射器2后半部分通過傾斜設(shè)置的彈簧14與待測(cè)建筑沉降結(jié)構(gòu)10相連。 事先插入待測(cè)建筑物中的探針11位于第二激光發(fā)射器后半部上方，彈簧14的作用是保證其 貼合度，使探針11和第二激光發(fā)射器2后半部緊密貼合，不管建筑物上浮還是下沉，總能使 探針11和第二激光發(fā)射器2貼合，不存在脫離現(xiàn)象，使所得數(shù)據(jù)總是有效數(shù)據(jù)。
[0067] 豎向調(diào)節(jié)裝置包括設(shè)置于第一激光發(fā)射器1上部一側(cè)的第二豎向位移調(diào)節(jié)電機(jī) 15,第二豎向位移調(diào)節(jié)電機(jī)15與第二豎向可伸縮調(diào)節(jié)軸16-端相連，第二豎向可伸縮調(diào)節(jié) 軸16另一端與設(shè)置于第二激光發(fā)射器2中心位置的水平軸17相連，第二激光發(fā)射器2能以水 平軸17為中心轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0068] 第一、第二豎向可伸縮調(diào)節(jié)軸4、16均與第一激光發(fā)射器1保持垂直。
[0069] 氣泡水平儀3分別與氣泡居中粗調(diào)旋鈕18和氣泡居中微調(diào)旋鈕及電機(jī)19相連，粗 調(diào)旋鈕18通過手動(dòng)調(diào)節(jié)，微調(diào)旋鈕由電機(jī)控制調(diào)節(jié)。
[0070] 第一、第二豎向位移調(diào)節(jié)電機(jī)5、15、氣泡居中微調(diào)旋鈕及電機(jī)19均與無線信號(hào)接 收器14相連。
[0071] 激光接收屏7上設(shè)置有刻度，激光接收屏7為光電信號(hào)轉(zhuǎn)化屏，光電信號(hào)轉(zhuǎn)化屏與 數(shù)字信號(hào)發(fā)射器8實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸。
[0072]剛性探針11水平設(shè)置，其一端剛性設(shè)置于待測(cè)建筑沉降結(jié)構(gòu)10中，剛性探針11和 待測(cè)建筑沉降結(jié)構(gòu)10的沉降時(shí)刻保持一致。
[0073]利用建筑結(jié)構(gòu)不均勻沉降智能監(jiān)控調(diào)節(jié)系統(tǒng)的監(jiān)控調(diào)節(jié)方法，包括以下步驟： [0074] 1)水平軸保持水平及其豎向位移維持恒定是JBZX-1消除系統(tǒng)誤差的必要條件，對(duì) 水平軸17的水平度和豎向位移進(jìn)行實(shí)時(shí)調(diào)整，使其空間位置時(shí)刻保持水平且豎向位移不 變，以維持水平軸17位置恒定；
[0075]水平軸的水平度和豎向位移進(jìn)行實(shí)時(shí)調(diào)整包括以下步驟：
[0076] (1)氣泡居中：
[0077] 如圖2所示，首先使用氣泡居中粗調(diào)旋鈕18通過手動(dòng)對(duì)第一激光發(fā)射器1的水平度 進(jìn)行初步調(diào)整，此時(shí)氣泡水平儀3的氣泡不一定在中間位置，氣泡的居中情況被攝像頭6實(shí) 時(shí)拍下并通過數(shù)字信號(hào)發(fā)射器8傳遞給計(jì)算機(jī)9,若氣泡不在中心位置，計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)就 會(huì)通過信號(hào)發(fā)射器8對(duì)氣泡居中微調(diào)旋鈕及電機(jī)19發(fā)出指令，電機(jī)帶動(dòng)氣泡居中微調(diào)旋鈕 19開始工作，氣泡逐漸居中，當(dāng)氣泡居中時(shí)，計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)就會(huì)終止氣泡居中指令，水平 軸17保持水平的工作完成；
[0078] (2)豎直位移調(diào)整:設(shè)定第一激光發(fā)射器發(fā)射口 20工作時(shí)在激光接收屏7上的投射 刻度為〇,若投射刻度不為〇時(shí)，激光接收屏7上的數(shù)字信號(hào)發(fā)射器8就會(huì)向計(jì)算機(jī)9發(fā)射信 號(hào)，這時(shí)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)開始工作并向第一豎向可伸縮調(diào)節(jié)軸4下方的第一豎向位移調(diào)節(jié) 電機(jī)5發(fā)出指令，第一豎向位移調(diào)節(jié)電機(jī)5帶動(dòng)第一豎向可伸縮調(diào)節(jié)軸4上下移動(dòng)，于是第一 激光發(fā)射器1就會(huì)在保持水平的前提下上下運(yùn)動(dòng)，直至第一激光發(fā)射器1的激光點(diǎn)停在0點(diǎn)， 指令終止;經(jīng)上述兩步，水平軸17就能自動(dòng)保持水平且豎向位移保持恒定。
[0079] 計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)在進(jìn)行水平軸17的水平度和豎向位移調(diào)節(jié)時(shí)，總是先保持氣泡居 中后調(diào)節(jié)豎向位移。
[0080] 2)使第二激光發(fā)射器2的后端與水平剛性設(shè)置在待測(cè)建筑沉降結(jié)構(gòu)10中的剛性探 針11相接觸，當(dāng)待測(cè)建筑沉降結(jié)構(gòu)10發(fā)生沉降或者上浮時(shí)，第二激光發(fā)射器2就會(huì)發(fā)生轉(zhuǎn) 動(dòng)，此時(shí)打在激光接收屏7上的光點(diǎn)位置就會(huì)發(fā)生變化，待測(cè)建筑沉降結(jié)構(gòu)10的豎向位移由 計(jì)算機(jī)9自行實(shí)時(shí)求得；
[0081] 當(dāng)剛性探針11隨待測(cè)建筑沉降結(jié)構(gòu)10下降位移為Y0時(shí)，第二激光發(fā)射器2發(fā)就會(huì) 繞水平軸17發(fā)生逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)第二激光發(fā)射器17左端就會(huì)在剛性探針11的作用下下降 位移為Y0;
[0082]若剛性探針11右端到水平軸17中心線的水平距離為M，水平軸17中心線到激光接 收屏7的水平距離為N;當(dāng)?shù)诙す獍l(fā)射器發(fā)射口 21水平和轉(zhuǎn)動(dòng)后在激光接收屏7上的光斑 位置分別為01和02,01和02之間的刻度之差為Y2,第二激光發(fā)射器2軸心在與剛性探針11接 觸點(diǎn)處下降Y1，由三角形相似原理可得式1和式2;若Η為第二激光發(fā)射器2高度，a角值為第 二激光發(fā)射器2逆時(shí)針偏角，則待測(cè)建筑沉降結(jié)構(gòu)10實(shí)際的沉降值即位移Y0可由式3獲得；
[0086] 3)待測(cè)建筑沉降結(jié)構(gòu)10位移求得以后，若位移的絕對(duì)值大于0.5mm，計(jì)算機(jī)控制系 統(tǒng)就會(huì)給豎向液壓控制系統(tǒng)發(fā)送指令以補(bǔ)償建筑結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的豎向位移。
[0087] 若結(jié)構(gòu)發(fā)生上浮時(shí)，第二激光發(fā)射器2就會(huì)在彈簧14的作用下發(fā)生順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，上 浮的位移計(jì)算方式和沉降的計(jì)算方式相同，不再贅述。
[0088] 上述雖然結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的【具體實(shí)施方式】進(jìn)行了描述，但并非對(duì)本實(shí)用新 型保護(hù)范圍的限制，所屬領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該明白，在本實(shí)用新型的技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本領(lǐng) 域技術(shù)人員不需要付出創(chuàng)造性勞動(dòng)即可做出的各種修改或變形仍在本實(shí)用新型的保護(hù)范 圍以內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種建筑結(jié)構(gòu)不均勻沉降智能監(jiān)控調(diào)節(jié)系統(tǒng)，其特征是，包括上下設(shè)置的第一激光 發(fā)射器和第二激光發(fā)射器，第一激光發(fā)射器上設(shè)置有氣泡水平儀，第一激光發(fā)射器下部通 過第一豎向可伸縮調(diào)節(jié)軸與第一豎向位移調(diào)節(jié)電機(jī)相連;第一激光發(fā)射器上部設(shè)置有與氣 泡水平儀相對(duì)應(yīng)的攝像頭;第一激光發(fā)射器上部一側(cè)設(shè)置有與第二激光發(fā)射器相連的豎向 調(diào)節(jié)裝置;與第一、第二激光發(fā)射器相對(duì)應(yīng)地設(shè)有垂直安裝于地面上的激光接收屏； 所述攝像頭與設(shè)置于激光接收屏底部的數(shù)字信號(hào)發(fā)射器通訊，數(shù)字信號(hào)發(fā)射器與計(jì)算 機(jī)通訊;第二激光發(fā)射器的后端與設(shè)置在待測(cè)建筑沉降結(jié)構(gòu)中的剛性探針相接觸。2. 如權(quán)利要求1所述的建筑結(jié)構(gòu)不均勻沉降智能監(jiān)控調(diào)節(jié)系統(tǒng)，其特征是，所述待測(cè)建 筑沉降結(jié)構(gòu)底部設(shè)置有豎向液壓控制系統(tǒng)。3. 如權(quán)利要求2所述的建筑結(jié)構(gòu)不均勻沉降智能監(jiān)控調(diào)節(jié)系統(tǒng)，其特征是，所述豎向液 壓控制系統(tǒng)中設(shè)有與計(jì)算機(jī)通訊的無線信號(hào)接收器。4. 如權(quán)利要求1所述的建筑結(jié)構(gòu)不均勻沉降智能監(jiān)控調(diào)節(jié)系統(tǒng)，其特征是，所述第二激 光發(fā)射器后半部分通過傾斜設(shè)置的彈簧與待測(cè)建筑沉降結(jié)構(gòu)相連。5. 如權(quán)利要求1所述的建筑結(jié)構(gòu)不均勻沉降智能監(jiān)控調(diào)節(jié)系統(tǒng)，其特征是，所述豎向調(diào) 節(jié)裝置包括設(shè)置于第一激光發(fā)射器上部一側(cè)的第二豎向位移調(diào)節(jié)電機(jī)，第二豎向位移調(diào)節(jié) 電機(jī)與第二豎向可伸縮調(diào)節(jié)軸一端相連，第二豎向可伸縮調(diào)節(jié)軸另一端與設(shè)置于第二激光 發(fā)射器中心位置的水平軸相連，第二激光發(fā)射器能以水平軸為中心轉(zhuǎn)動(dòng)。6. 如權(quán)利要求5所述的建筑結(jié)構(gòu)不均勻沉降智能監(jiān)控調(diào)節(jié)系統(tǒng)，其特征是，所述第一、 第二豎向可伸縮調(diào)節(jié)軸均與第一激光發(fā)射器保持垂直。7. 如權(quán)利要求5所述的建筑結(jié)構(gòu)不均勻沉降智能監(jiān)控調(diào)節(jié)系統(tǒng)，其特征是，所述氣泡水 平儀分別與氣泡居中粗調(diào)旋鈕和氣泡居中微調(diào)旋鈕及電機(jī)相連，粗調(diào)旋鈕通過手動(dòng)調(diào)節(jié)， 微調(diào)旋鈕由電機(jī)控制調(diào)節(jié)。8. 如權(quán)利要求7所述的建筑結(jié)構(gòu)不均勻沉降智能監(jiān)控調(diào)節(jié)系統(tǒng)，其特征是，所述第一、 第二豎向位移調(diào)節(jié)電機(jī)、氣泡居中微調(diào)旋鈕及電機(jī)均與無線信號(hào)接收器相連。9. 如權(quán)利要求1所述的建筑結(jié)構(gòu)不均勻沉降智能監(jiān)控調(diào)節(jié)系統(tǒng)，其特征是，所述激光接 收屏上設(shè)置有刻度，激光接收屏為光電信號(hào)轉(zhuǎn)化屏，光電信號(hào)轉(zhuǎn)化屏與數(shù)字信號(hào)發(fā)射器實(shí) 現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸。10. 如權(quán)利要求1所述的建筑結(jié)構(gòu)不均勻沉降智能監(jiān)控調(diào)節(jié)系統(tǒng)，其特征是，所述剛性 探針?biāo)皆O(shè)置，其一端剛性設(shè)置于待測(cè)建筑沉降結(jié)構(gòu)中，剛性探針和待測(cè)建筑沉降結(jié)構(gòu)的 沉降時(shí)刻保持一致。
【文檔編號(hào)】E02D35/00GK205712232SQ201620627307
【公開日】2016年11月23日
【申請(qǐng)日】2016年6月23日
【發(fā)明人】趙聯(lián)楨, 陳生水, 米占寬, 鐘啟明, 胡俊, 孫高霞, 胡偉, 路平, 曹博, 廖陳暢
【申請(qǐng)人】海南大學(xué)