一種恒力彈簧式大量程地表變形伸縮計的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種恒力彈簧式大量程地表變形伸縮計。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，滑坡表面位移變形的監(jiān)測方法有許多種，主要有GPS全球定位監(jiān)測系統(tǒng)、全站儀監(jiān)測系統(tǒng)、還有就是測量機(jī)器人監(jiān)測系統(tǒng)。這些測量系統(tǒng)雖然能夠高效準(zhǔn)確的把握被測體的變形狀況，但是，其測量方法都有難以克服的缺點，那就是在霧天或雨天等惡劣天氣條件下，無法實施準(zhǔn)確的精度測量，甚至不能進(jìn)行正常的測量。而近些年來逐漸興起的雷達(dá)微波干涉測量技術(shù)，雖然能夠在惡劣的自然環(huán)境下對整個邊坡的面域?qū)崿F(xiàn)位移變形測量，但是其高昂的設(shè)備價格，對于邊坡數(shù)量眾多，邊坡特性復(fù)雜的我國邊坡地質(zhì)災(zāi)害來說，又顯得遙不可及，并且雷達(dá)微波干涉測量技術(shù)在測量一些高植被覆蓋率邊坡的時候，不能正常的完成測量任務(wù)。
[0003]對于一些常規(guī)的測量手段，如直線位移計，該測量方法雖然在價格適合推廣，且在惡劣天氣條件下能夠完成測量，但是其測量量程及布設(shè)范圍又不能滿足一些特殊邊坡的需求。而國內(nèi)其他單位研發(fā)的拉線式位移計，其測量方法價格適合推廣，也適合在惡劣環(huán)境下使用，但是該設(shè)備笨拙的結(jié)構(gòu)以及笨拙的安裝工藝，使得其測量準(zhǔn)確性和及時性存在問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明的目的在于提供一種恒力彈簧式大量程地表變形伸縮計，該地表變形伸縮計能夠在各種惡劣工況及外部自然環(huán)境因素下使用，在達(dá)到大量程高精度的前提下，實現(xiàn)成本的低廉，安裝的快速便捷。
[0005]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明一種恒力彈簧式大量程地表變形伸縮計，包括編碼傳感單元、鋼絲繩繃緊恒力裝置、盤絲輪裝置、其中，編碼傳感單元與鋼絲繩繃緊恒力裝置固定連接，鋼絲繩繃緊恒力裝置與盤絲輪裝置固定連接，盤絲輪裝置上設(shè)置的鋼絲繩外端與被測巖土體固定連接，鋼絲繩繃緊恒力裝置使鋼絲繩處于繃緊狀態(tài)，隨著被測巖土體的拉伸、收縮，鋼絲繩隨之拉伸收縮，其拉伸收縮量依次通過盤絲輪裝置、鋼絲繩繃緊恒力裝置傳輸至編碼傳感單元，通過編碼傳感單元的轉(zhuǎn)動量測量出巖土體的位移變形量。
[0006]進(jìn)一步，所述鋼絲繩繃緊恒力裝置包括恒力彈簧、彈簧座、彈簧座外蓋和軸承，恒力彈簧固定在彈簧座內(nèi)并通過彈簧座外蓋封裝，恒力彈簧通過軸承連接有傳動軸。
[0007]進(jìn)一步，所述編碼傳感單元包括編碼器、編碼器固定支架、以及柔性聯(lián)軸器或比例齒輪組，編碼器固定安裝在編碼器固定支架上，編碼器通過柔性連軸器與所述傳動軸進(jìn)行連接；或者將比例齒輪組中的大齒輪與編碼器上的主軸固定，小齒輪安裝在編碼器固定支架上并與所述傳動軸連接。
[0008]進(jìn)一步，所述盤絲輪裝置包括盤絲輪及鋼絲繩，所述傳動軸與盤絲輪的中孔對接固定，鋼絲繩平整的按照線序盤繞在盤絲輪上，并將鋼絲繩內(nèi)端頭固定。
[0009]進(jìn)一步，所述鋼絲繩繃緊恒力裝置、編碼傳感單元、盤絲輪裝置組裝后整體固定于設(shè)備外殼底板上，并且加裝設(shè)備外殼，整體固定后形成地表位移測量裝置；所述鋼絲繩的外端通過設(shè)備外殼上的線序孔導(dǎo)出。
[0010]進(jìn)一步，所述地表位移測量裝置固定安裝在固定桿的頂部，固定桿固定于巖土體不動的物體上或基巖體上，所述鋼絲繩的外端導(dǎo)出后牽引至測量桿上固定，測量桿固定于被測巖土體上。
[0011]進(jìn)一步，所述固定桿上設(shè)置有太陽能供電系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集發(fā)射裝置和避雷針，太陽能供電系統(tǒng)配置有蓄電池，數(shù)據(jù)采集發(fā)射裝置采用無線功能傳輸數(shù)據(jù)。
[0012]進(jìn)一步，所述編碼器為14位高精度角位移編碼器。
[0013]進(jìn)一步，所述比例齒輪組中大齒輪與小齒輪直徑比為4:1。
[0014]進(jìn)一步，所述鋼絲繩為銦鋼絲，所述彈簧座為鋁合金構(gòu)件。
[0015]本發(fā)明能夠快速安裝，快速測量，滿足快速變形測量，大量程變形測量，測量精度高且結(jié)構(gòu)工藝簡單。
【附圖說明】
[0016]圖1為鋼絲繩繃緊恒力裝置、編碼傳感單元、盤絲輪裝置整體結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2為鋼絲繩繃緊恒力裝置、編碼傳感單元、盤絲輪裝置組裝結(jié)構(gòu)示意圖；
圖3為地表位移測量裝置組裝結(jié)構(gòu)示意圖；
圖4為地表位移測量裝置總裝結(jié)構(gòu)俯視示意圖；
圖5為利用本發(fā)明地表變形伸縮計進(jìn)行測量的結(jié)構(gòu)示意圖；
其中附圖標(biāo)記為:編碼器1、編碼器固定支架2、柔性聯(lián)軸器3、恒力彈簧4、彈簧座5、彈簧座外蓋6、軸承7、傳動軸8、盤絲輪9、銦鋼絲10、設(shè)備外殼底板11、設(shè)備外殼12、太陽能供電系統(tǒng)13、固定桿14、測量桿15、數(shù)據(jù)采集發(fā)射裝置16、避雷針17、線序孔18、蓄電池19、密封圈20。
【具體實施方式】
[0017]下面，參考附圖，對本發(fā)明進(jìn)行更全面的說明，附圖中示出了本發(fā)明的示例性實施例。然而，本發(fā)明可以體現(xiàn)為多種不同形式，并不應(yīng)理解為局限于這里敘述的示例性實施例。而是，提供這些實施例，從而使本發(fā)明全面和完整，并將本發(fā)明的范圍完全地傳達(dá)給本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員。
[0018]為了易于說明，在這里可以使用諸如“上”、“下” “左” “右”等空間相對術(shù)語，用于說明圖中示出的一個元件或特征相對于另一個元件或特征的關(guān)系。應(yīng)該理解的是，除了圖中示出的方位之外，空間術(shù)語意在于包括裝置在使用或操作中的不同方位。例如，如果圖中的裝置被倒置，被敘述為位于其他元件或特征“下”的元件將定位在其他元件或特征“上”。因此，示例性術(shù)語“下”可以包含上和下方位兩者。裝置可以以其他方式定位(旋轉(zhuǎn)90度或位于其他方位)，這里所用的空間相對說明可相應(yīng)地解釋。
[0019]如圖1至圖5所示，本發(fā)明一種恒力彈簧式大量程地表變形伸縮計，基本原理是將銦鋼絲繩的一端固定在被測巖土體上，另一端固定在不動的物體上或基巖體上，根據(jù)測量鋼絲繩的拉伸收縮情況，來判斷被監(jiān)測體的地表位移變形。
[0020]本發(fā)明一種恒力彈簧式大量程地表變形伸縮計，結(jié)構(gòu)組成為: 1)將恒力彈簧4、彈簧座5、彈簧座外蓋6、軸承7、組裝成為測量裝置的鋼絲繩繃緊恒力裝置；
2)將編碼器1、編碼器固定支架2、柔性聯(lián)軸器3或比例齒輪組組裝成為編碼傳感單元;
3)將鋼絲繩繃緊恒力裝置與編碼傳感單元進(jìn)行連接；
4)將盤絲輪9與鋼絲繩繃緊恒力裝置進(jìn)行連接，并且將銦鋼絲10在盤絲輪9上按照一定的線序進(jìn)行整齊排列纏繞；
5)完成連接后將設(shè)備固定于設(shè)備外殼底板11上，并且加裝設(shè)備外殼12，且將銦鋼絲10外端穿過設(shè)備外殼12上的線序孔18，固定于設(shè)備外殼12之上；
6)完成了整個地表位移測量裝置的組裝之后，將測量地表位移測量裝置安裝于固定桿14頂部，并且將固定桿14埋設(shè)于不動的物體上或基巖體上；
7)固定桿14上設(shè)置有太陽能供電系統(tǒng)13，以及數(shù)據(jù)采集發(fā)射裝置16;
8)再將測量桿15埋設(shè)于被測巖土體上，并且將固定在測量裝置外殼上的銦鋼絲10外端部引至測量桿15的頂部并且固定，鋼絲繩繃緊恒力裝置會將銦鋼絲10處于緊繃狀態(tài)；
9)隨著被測巖土體的拉伸以及收縮，銦鋼絲10也隨之拉伸收縮，銦鋼絲10帶動盤絲輪9旋轉(zhuǎn)、盤絲輪9通過傳動軸8帶動柔性聯(lián)軸器3或比例齒輪組轉(zhuǎn)動，柔性聯(lián)軸器3或比例齒輪組帶動編碼器I主軸轉(zhuǎn)動，從而通過編碼器I的轉(zhuǎn)動量測量出巖土體的位移變形量;
10)將編碼器I的數(shù)據(jù)線與數(shù)據(jù)采集發(fā)射裝置16連接，將現(xiàn)場測量到的數(shù)據(jù)量遠(yuǎn)程發(fā)送至服務(wù)器終端。
[0021]本發(fā)明一種恒力彈簧式大量程地表變形伸縮計，具體結(jié)構(gòu)關(guān)系為:
將恒力彈簧4固定在彈簧座5內(nèi)部，彈簧座5選