一种目标物提升高度自动监测装置

技术领域

本发明涉及高度监测技术领域，具体是一种目标物提升高度自动监测装置。

背景技术

在土木工程领域中，尝尝需要对物品或结构件进行提升操作，例如对工程建筑材料进行提升操作，又如采用超声波探头检测桩身完整性过程中，需要对超声波探头进行提升操作。在提升操作过程中，可能需要对被提升的物体的高度进行实时监测。例如，在超声波探头检测桩身完整性过程中，需要精确计量每次声波收发时，超声波探头所处的高度位置。

为了监测到物体在提升过程中的当前高度位置，现有技术的常用方法之一是通过滚轮式深度编码器来说实现，其基本原理是将超声波探头的线缆支撑在滚轮上，随钻超声波探头的提升，滚轮会跟随线缆上升而转动，从而通过计量滚轮转动的圈数来计算超声波探头的上升高度，也即滚轮每转一圈反映了线缆的提升高度。这种方法原理简单，但现场操作较为繁琐，并且一旦线缆与滚轮之间发生相对滑动，则可能导致行程数据的错误。现有技术的另一种常用方法是，通过液压提升器来实现目标对象的提升，从而实时监测到各个吊点的提升高度，但通过液压提升器提升目标对象的过程中，往往需要配合使用到全站仪等其他设备，想全站仪往往需要人工来操作，导致这样的提升高度监测效率低下。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的是提供一种目标物提升高度自动监测装置，其能够解决背景技术描述的问题。

实现本发明的目的的技术方案为：一种目标物提升高度自动监测装置，包括牵引绳、计位环套、电气触头组和电位变化计数器，牵引绳用于牵引所述目标物，

牵引绳上设置有N个所述计位环套，N＞3，计位环套沿着牵引绳的轴向分布设置，相邻的两个计位环套间隔设置，

电气触头组包括两个电气触头，两个电气触头位于牵引绳的两侧，两个电气触头与牵引绳上的同一个计位环套相接触或与牵引绳上非计位环套所在位置直接相接触，

牵引绳和计位环套两者之中，一个为绝缘体，一个为导体，

牵引绳能够在两个电气触头之间自由上下滑动，且牵引绳在上下滑动过程中，牵引绳或者牵引绳上的计位环套始终与两根电气触头相接触，以使得当牵引绳带着计位环套在两个电气触头之间向上提升过程中，两个电气触头所接触的之间的电位产生变化。

进一步地，计位环套固定套设在牵引绳上。

进一步地，两个电气触头水平设置且处于同一高度。

进一步地，计位环套为环形结构，或者为非环形结构，且当计位环套为导体时，两个电气触头所接触在计位环套的两个接触位置能够电性接通。

进一步地，电气触头与牵引绳或者计位环套所接触的一端小于计位环套在沿着牵引绳轴向的长度，也小于相邻两个计位环套的间隔距离，以使得电气触头只能与计位环套或者牵引绳上非计位环套所在位置相接触，从而禁止同时与计位环套和牵引绳上非计位环套所在位置相接触。

进一步地，电气触头靠近牵引绳或者计位环套的一端呈圆形或扁平形状。

进一步地，各个计位环套是等间隔地分布在牵引绳上。

进一步地，还包括牵引动力装置连接，牵引绳的一端与所述目标物连接，另一端与外部或集成在所述监测装置的牵引动力装置连接。

进一步地，还包括支架和导轮，牵引绳绕设在导轮上并从导轮上伸出的牵引绳一端连接于牵引动力装置，牵引绳的另一端穿过支架后与目标物连接，电气触头组安装在支架上并与穿过支架的牵引绳的部分相接触连接。

本发明的有益效果为：本发明能够对目标物的提升高度实时自动监测，提高了监测的准确性和操作效率、便捷性，并且相比于需要复杂结构或者采用复杂设备，结构更简单，成本更低，从而可以为土木工程或其他行业领域提供便捷可靠的提升高度自动监测方案。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明应用于提升目标物场景下的状态示意图；

图3为本发明的部分组件的立体结构示意图；

图4为基于Arduino开发板实现对电气触头组的电位变化次数统计的电路原理图；

图中，1－电气触头组、2－牵引绳、21－计位环套、3－电位变化计数器、4－目标物、5－牵引动力装置、6－支架、7－导轮。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施方案，对本发明做进一步描述：

如图1-图4所示，一种目标物4提升高度自动监测装置，包括牵引绳2、计位环套21、电气触头组1和电位变化计数器3，牵引绳2用于牵引所述目标物4，以提升目标物4，牵引绳2的一端与所述目标物4连接，另一端与外部或集成在所述监测装置的牵引动力装置5连接，也即是牵引动力装置5通过集成在监测装置内而成为监测装置的一个组成部分，或者与监测装置是一个分离的独立组件，也即采用外部的牵引动力装置5，以通过牵引动力装置5收卷牵引绳2而提升目标物4，牵引动力装置5可以为卷扬机或电机或其他可以收卷牵引绳2的动力装置。

牵引绳2上设置有N个所述计位环套21，N＞3，计位环套21沿着牵引绳2的轴向(也即长度方向)分布设置，相邻的两个计位环套21间隔设置，计位环套21固定套设在牵引绳2上。

电气触头组1包括两个电气触头，两个电气触头位于牵引绳2的两侧，也即是位于牵引绳的旁侧，两个电气触头相对设置且水平设置且处于同一高度，也即两个电气触头处于同一高度而水平方向投影到牵引绳2的投影点重合。两个电气触头与牵引绳2上的同一个计位环套21相接触或与牵引绳2上非计位环套21所在位置直接相接触。例如，两个电气触头分别接触牵引绳2上某一个计位环套21a的两侧，或者，两个电气触头分别接触牵引上计位环套21a上方的位置，也即直接接触牵引绳2上未有计位环套21所占据的位置而是与牵引绳2直接接触并且位于牵引绳2的两侧。

牵引绳2和计位环套21两者之中，一个为绝缘体，一个为导体，因此，可以是牵引绳2为导体材料制成(例如，钢丝绳或其他金属支撑的缆绳)，计位环套21为绝缘体(例如塑料等不具备导电能力的材料制成)，或者是，牵引绳2为绝缘体(例如麻绳或其他非导电纤维制成的缆绳)，计位环套21为导体材料制成。

计位环套21可以是一个环形结构(例如标准圆)，或者是非环形结构(例如半环形)，只需要当计位环套21为导体时，两个电气触头所接触在计位环套21的两个接触位置能够电性接通即可。

牵引绳2能够在两个电气触头之间自由上下滑动，从而可以收卷牵引绳2，且牵引绳2在上下滑动过程中，牵引绳2或者牵引绳2上的计位环套21始终能够与两根电气触头相接触，也即是电气触头与牵引绳2上的计位环套21或者牵引绳2上非计位环套21所在位置的接触为滑动接触。

由于计位环套21和牵引绳2的导电性正好相异，当牵引绳2带着计位环套21在两个电气触头之间向上提升(即提升目标物4)过程中，两个电气触头所接触的之间的电位产生变化，从高电位变化到低电位(即电位为0)或者从低电位变化到高电位，当电气触头组1从当前接触的计位环套21经过一个相邻两个计位环套21的间隔距离而到底下一个计位环套21，电位变化为一个完整的电位变化周期，从而可以通过统计电位变化次数来反映经过相邻两个计位环套21的间隔距离的总数量，从而可以通过求和于相邻两个计位环套21的间隔距离的总数量所反映的总距离来得到牵引绳2提升的行程，也即是目标物4的提升高度，从而可以实时计算出目标物4的提升高度，并且可以自动计算出来，无需人工操作。

电气触头与牵引绳2或者计位环套21所接触的一端小于计位环套21在沿着牵引绳2轴向的长度，也小于相邻两个计位环套21的间隔距离，以使得电气触头只能与计位环套21或者牵引绳2上非计位环套21所在位置相接触，而无法同时与计位环套21和牵引绳2上非计位环套21所在位置相接触。

其中，电气触头靠近牵引绳2或者计位环套21的一端呈圆形或扁平形状。

电位变化计数器3与电气触头组1电性连接，电位变化计数器3用于统计牵引绳2提升过程中截止至当前时刻，电气触头组1所产生的电位变化次数，并根据电位变化次数计算出提升高度。

假设，各个计位环套21是等间隔地分布在牵引绳2上而使得所有相邻两个计位环套21的间隔距离均相同，且相邻两个计位环套21的间隔距离记为d0，目标物4的初始高度为h0，截止当前时刻，统计到的电气触头组1所产生的电位变化次数为N，则当前的提升高度h可以按如下公式计算得到：

h＝h0+N＊d0

也即可以计算得到任意时刻的提升高度，从而可以实时计算出提升高度，并且无需人工操作计算，效率更高。

其中，电位变化计数器3可以基于现有技术自行设计或者直接购买现有的市场产品。例如，参考图4，图4为基于Arduino开发板实现对电气触头组1的电位变化次数统计的电路原理图，图4中的counter即表示电位变化计数器3，也即采用Arduino开发板来开发实现，将两个电气触头分别连接Arduino开发板的数字信号引脚(以2号引脚为例)和GND(地线)引脚，并且向Arduino开发板烧录进的核心代码如下：

将2、6、10号引脚设置为输入模式，启用内部上拉电阻，默认为高电平状态。首先判断10号引脚的状态是否发生变化，若无变化则持续监测，若发生改变则重置距离数据为零，10号引脚通过单独的开关与GND连接，开关断开时10号引脚为高电平，闭合时为低电平。

其次，判断计位环套21是否穿过电气触头。当计位环套21穿过两个电气触头时，2号引脚经过两个电气触头及计位环套21的导通与GND(地线)连接，即2号引脚由高电平转变为低电平，此时将提升或下放距离将变化一个计位环套21的间隔d，最终通过串口通信方式输出提升或下放距离。

最后，6号引脚通过单独的开关与GND连通，判断6号引脚的状态，若6号引脚处于高电平则认为牵引物处于提升状态(即开关断开)，距离增加d；若6号引脚处于低电平则认为牵引物处于下放状态(开关闭合)，距离减小d。

在一个可选的实施方式中，还包括支架6和导轮7，牵引绳2绕设在导轮7上并从导轮7上伸出的牵引绳2一端连接于牵引动力装置5，牵引绳2的另一端穿过支架6后与目标物4连接，电气触头组1安装在支架6上并与穿过支架6的牵引绳2的部分相接触连接。

本发明能够对目标物4的提升高度实时自动监测，提高了监测的准确性和操作效率、便捷性，并且相比于需要复杂结构或者采用复杂设备，结构更简单，成本更低，从而可以为土木工程或其他行业领域提供便捷可靠的提升高度自动监测方案。

本说明书所公开的实施例只是对本发明单方面特征的一个例证，本发明的保护范围不限于此实施例，其他任何功能等效的实施例均落入本发明的保护范围内。对于本领域的技术人员来说，可根据以上描述的技术方案以及构思，做出其它各种相应的改变以及变形，而所有的这些改变以及变形都应该属于本发明权利要求的保护范围之内。